Comprehensive Expression Analyses of Neural Cell-Type-Specific miRNAs Identify New Determinants of the Specification and Maintenance of Neuronal Phenotypes.

MicroRNAs (miRNAs) have been shown to play important roles in both brain development and the regulation of adult neural cell functions. However, a systematic analysis of brain miRNA functions has been hindered by a lack of comprehensive information regarding the distribution of miRNAs in neuronal versus glial cells. To address this issue, we performed microarray analyses of miRNA expression in the four principal cell types of the CNS (neurons, astrocytes, oligodendrocytes, and microglia) using primary cultures from postnatal d 1 rat cortex. These analyses revealed that neural miRNA expression is highly cell-type specific, with 116 of the 351 miRNAs examined being differentially expressed fivefold or more across the four cell types. We also demonstrate that individual neuron-enriched or neuron-diminished RNAs had a significant impact on the specification of neuronal phenotype: overexpression of the neuron-enriched miRNAs miR-376a and miR-434 increased the differentiation of neural stem cells into neurons, whereas the opposite effect was observed for the glia-enriched miRNAs miR-223, miR-146a, miR-19, and miR-32. In addition, glia-enriched miRNAs were shown to inhibit aberrant glial expression of neuronal proteins and phenotypes, as exemplified by miR-146a, which inhibited neuroligin 1-dependent synaptogenesis. This study identifies new nervous system functions of specific miRNAs, reveals the global extent to which the brain may use differential miRNA expression to regulate neural cell-type-specific phenotypes, and provides an important data resource that defines the compartmentalization of brain miRNAs across different cell types.

Proteomic and Metabolomic Analyses of Mitochondrial Complex I-deficient Mouse Model Generated by Spontaneous B2 Short Interspersed Nuclear Element (SINE) Insertion into NADH Dehydrogenase (Ubiquinone) Fe-S Protein 4 (Ndufs4) Gene.

Eukaryotic cells generate energy in the form of ATP, through a network of mitochondrial complexes and electron carriers known as the oxidative phosphorylation system. In mammals, mitochondrial complex I (CI) is the largest component of this system, comprising 45 different subunits encoded by mitochondrial and nuclear DNA. Humans diagnosed with mutations in the gene NDUFS4, encoding a nuclear DNA-encoded subunit of CI (NADH dehydrogenase ubiquinone Fe-S protein 4), typically suffer from Leigh syndrome, a neurodegenerative disease with onset in infancy or early childhood. Mitochondria from NDUFS4 patients usually lack detectable NDUFS4 protein and show a CI stability/assembly defect. Here, we describe a recessive mouse phenotype caused by the insertion of a transposable element into Ndufs4, identified by a novel combined linkage and expression analysis. Designated Ndufs4(fky), the mutation leads to aberrant transcript splicing and absence of NDUFS4 protein in all tissues tested of homozygous mice. Physical and behavioral symptoms displayed by Ndufs4(fky/fky) mice include temporary fur loss, growth retardation, unsteady gait, and abnormal body posture when suspended by the tail. Analysis of CI in Ndufs4(fky/fky) mice using blue native PAGE revealed the presence of a faster migrating crippled complex. This crippled CI was shown to lack subunits of the "N assembly module", which contains the NADH binding site, but contained two assembly factors not present in intact CI. Metabolomic analysis of the blood by tandem mass spectrometry showed increased hydroxyacylcarnitine species, implying that the CI defect leads to an imbalanced NADH/NAD(+) ratio that inhibits mitochondrial fatty acid β-oxidation.

Quality control and conduct of genome-wide association meta-analyses.

Rigorous organization and quality control (QC) are necessary to facilitate successful genome-wide association meta-analyses (GWAMAs) of statistics aggregated across multiple genome-wide association studies. This protocol provides guidelines for (i) organizational aspects of GWAMAs, and for (ii) QC at the study file level, the meta-level across studies and the meta-analysis output level. Real-world examples highlight issues experienced and solutions developed by the GIANT Consortium that has conducted meta-analyses including data from 125 studies comprising more than 330,000 individuals. We provide a general protocol for conducting GWAMAs and carrying out QC to minimize errors and to guarantee maximum use of the data. We also include details for the use of a powerful and flexible software package called EasyQC. Precise timings will be greatly influenced by consortium size. For consortia of comparable size to the GIANT Consortium, this protocol takes a minimum of about 10 months to complete.

Subgroup analyses in randomised controlled trials: cohort study on trial protocols and journal publications

OBJECTIVE: To investigate the planning of subgroup analyses in protocols of randomised controlled trials and the agreement with corresponding full journal publications. DESIGN: Cohort of protocols of randomised controlled trial and subsequent full journal publications. SETTING: Six research ethics committees in Switzerland, Germany, and Canada. DATA SOURCES: 894 protocols of randomised controlled trial involving patients approved by participating research ethics committees between 2000 and 2003 and 515 subsequent full journal publications. RESULTS: Of 894 protocols of randomised controlled trials, 252 (28.2%) included one or more planned subgroup analyses. Of those, 17 (6.7%) provided a clear hypothesis for at least one subgroup analysis, 10 (4.0%) anticipated the direction of a subgroup effect, and 87 (34.5%) planned a statistical test for interaction. Industry sponsored trials more often planned subgroup analyses compared with investigator sponsored trials (195/551 (35.4%) v 57/343 (16.6%), P<0.001). Of 515 identified journal publications, 246 (47.8%) reported at least one subgroup analysis. In 81 (32.9%) of the 246 publications reporting subgroup analyses, authors stated that subgroup analyses were prespecified, but this was not supported by 28 (34.6%) corresponding protocols. In 86 publications, authors claimed a subgroup effect, but only 36 (41.9%) corresponding protocols reported a planned subgroup analysis. CONCLUSIONS: Subgroup analyses are insufficiently described in the protocols of randomised controlled trials submitted to research ethics committees, and investigators rarely specify the anticipated direction of subgroup effects. More than one third of statements in publications of randomised controlled trials about subgroup prespecification had no documentation in the corresponding protocols. Definitive judgments regarding credibility of claimed subgroup effects are not possible without access to protocols and analysis plans of randomised controlled trials.

Permeability estimates from poro-elastic dispersion analyses of sonic logs

Modern sonic logging tools designed for shallow environmental and engineering applications allow for P-wave phase velocity measurements over a wide frequency band. Methodological considerations indicate that, for saturated unconsolidated sediments in the silt to sand range and source frequencies ranging from approximately 1 to 30 kHz, the observable poro-elastic P-wave velocity dispersion is sufficiently pronounced to allow for reliable first-order estimations of the underlying permeability structure. These predictions have been tested on and verified for a surficial alluvial aquifer. Our results indicate that, even without any further calibration, the thus obtained permeability estimates as well as their variabilities within the pertinent lithological units are remarkably close to those expected based on the corresponding granulometric characteristics.

Postmortem computed tomography angiography, contrast medium administration and toxicological analyses in urine.

Postmortem angiography methods that use water soluble or lipid soluble liquid contrast compounds may potentially modify the composition of fluid-based biological samples and thus influence toxicological findings. In this study, we investigated whether toxicological investigations performed in urine collected prior to and post angiography using Angiofil? mixed with paraffin oil are characterized by different qualitative or quantitative results. In addition, we studied whether diluting samples with 1% and 3% contrast medium solution may modify molecule concentration. A postmortem angiography group consisting of 50 cases and a postmortem group without angiography consisting of 50 cases were formed. In the first group, toxicological investigations were performed in urine samples collected prior to and post angiography as well as in undiluted and diluted samples. In the second group, analyses were performed in undiluted and diluted urine, bile, gastric content, cerebrospinal and pericardial fluids collected during autopsy. The preliminary results indicate that differences may be observed between urine samples collected prior to and post angiography in the number of identified molecules in relation to specific cases. Analyses performed in diluted samples failed to reveal differences that might potentially alter the interpretation of toxicological results in all analyzed specimens for nearly all molecules, except for tetrahydrocannabinol and its metabolites. Though these findings suggest that toxicology might be effectively performed, in very special cases and for a large number of molecules, in biological samples collected after angiography, it remains recommendable to collect biological fluids for toxicology prior to contrast medium injection.

Comparative cost-effectiveness analyses of cardiovascular magnetic resonance and coronary angiography combined with fractional flow reserve for the diagnosis of coronary artery disease.

BACKGROUND: According to recent guidelines, patients with coronary artery disease (CAD) should undergo revascularization if significant myocardial ischemia is present. Both, cardiovascular magnetic resonance (CMR) and fractional flow reserve (FFR) allow for a reliable ischemia assessment and in combination with anatomical information provided by invasive coronary angiography (CXA), such a work-up sets the basis for a decision to revascularize or not. The cost-effectiveness ratio of these two strategies is compared. METHODS: Strategy 1) CMR to assess ischemia followed by CXA in ischemia-positive patients (CMR + CXA), Strategy 2) CXA followed by FFR in angiographically positive stenoses (CXA + FFR). The costs, evaluated from the third party payer perspective in Switzerland, Germany, the United Kingdom (UK), and the United States (US), included public prices of the different outpatient procedures and costs induced by procedural complications and by diagnostic errors. The effectiveness criterion was the correct identification of hemodynamically significant coronary lesion(s) (= significant CAD) complemented by full anatomical information. Test performances were derived from the published literature. Cost-effectiveness ratios for both strategies were compared for hypothetical cohorts with different pretest likelihood of significant CAD. RESULTS: CMR + CXA and CXA + FFR were equally cost-effective at a pretest likelihood of CAD of 62% in Switzerland, 65% in Germany, 83% in the UK, and 82% in the US with costs of CHF 5'794, euro 1'517, £ 2'680, and $ 2'179 per patient correctly diagnosed. Below these thresholds, CMR + CXA showed lower costs per patient correctly diagnosed than CXA + FFR. CONCLUSIONS: The CMR + CXA strategy is more cost-effective than CXA + FFR below a CAD prevalence of 62%, 65%, 83%, and 82% for the Swiss, the German, the UK, and the US health care systems, respectively. These findings may help to optimize resource utilization in the diagnosis of CAD.

In silico prediction of human carboxylesterase-1 (hCES1) metabolism combining docking analyses and MD simulations.

Metabolic problems lead to numerous failures during clinical trials, and much effort is now devoted in developing in silico models predicting metabolic stability and metabolites. Such models are well known for cytochromes P450 and some transferases, whereas little has been done to predict the hydrolytic activity of human hydrolases. The present study was undertaken to develop a computational approach able to predict the hydrolysis of novel esters by human carboxylesterase hCES1. The study involves both docking analyses of known substrates to develop predictive models, and molecular dynamics (MD) simulations to reveal the in situ behavior of substrates and products, with particular attention being paid to the influence of their ionization state. The results emphasize some crucial properties of the hCES1 catalytic cavity, confirming that as a trend with several exceptions, hCES1 prefers substrates with relatively smaller and somewhat polar alkyl/aryl groups and larger hydrophobic acyl moieties. The docking results underline the usefulness of the hydrophobic interaction score proposed here, which allows a robust prediction of hCES1 catalysis, while the MD simulations show the different behavior of substrates and products in the enzyme cavity, suggesting in particular that basic substrates interact with the enzyme in their unprotonated form.

Comparative genetic analyses point to HCP5 as susceptibility locus for HCV-associated hepatocellular carcinoma.

BACKGROUND & AIMS: Recently, genetic variations in MICA (lead single nucleotide polymorphism [SNP] rs2596542) were identified by a genome-wide association study (GWAS) to be associated with hepatitis C virus (HCV)-related hepatocellular carcinoma (HCC) in Japanese patients. In the present study, we sought to determine whether this SNP is predictive of HCC development in the Caucasian population as well. METHODS: An extended region around rs2596542 was genotyped in 1924 HCV-infected patients from the Swiss Hepatitis C Cohort Study (SCCS). Pair-wise correlation between key SNPs was calculated both in the Japanese and European populations (HapMap3: CEU and JPT). RESULTS: To our surprise, the minor allele A of rs2596542 in proximity of MICA appeared to have a protective impact on HCC development in Caucasians, which represents an inverse association as compared to the one observed in the Japanese population. Detailed fine-mapping analyses revealed a new SNP in HCP5 (rs2244546) upstream of MICA as strong predictor of HCV-related HCC in the SCCS (univariable p=0.027; multivariable p=0.0002, odds ratio=3.96, 95% confidence interval=1.90-8.27). This newly identified SNP had a similarly directed effect on HCC in both Caucasian and Japanese populations, suggesting that rs2244546 may better tag a putative true variant than the originally identified SNPs. CONCLUSIONS: Our data confirms the MICA/HCP5 region as susceptibility locus for HCV-related HCC and identifies rs2244546 in HCP5 as a novel tagging SNP. In addition, our data exemplify the need for conducting meta-analyses of cohorts of different ethnicities in order to fine map GWAS signals.

Efficacité des analyses de Gumbel pour déterminer les précipitations journalières extrêmes en Suisse

Les précipitations journalières extrêmes centennales ont été estimées à partir d'analyses de Gumbel effectuées sur des séries de mesures pluviométriques à 151 endroits en Suisse pour 4 périodes de 30 ans différentes. Ces estimations ont été comparées avec les valeurs journalières maximales mesurées durant les 100 dernières années (1911-2010) afin de tester l'efficacité de ces analyses. Cette comparaison révèle que ces dernières aboutissent à de bons résultats pour 50 à 60% des stations de ce pays à partir des séries de mesures pluviométriques de 1961-1990 et de 1981-2010. Par contre, les précipitations journalières centennales estimées à partir des séries de mesures de 1931-1960 et surtout de 1911-1940 sont sous-estimées pour la plupart des stations. Cette sous-estimation résulte de l'augmentation des précipitations journalières maximales mesurées de 1911 à 2010 pour 90% des stations en Suisse.

La recherche au sein des hautes écoles spécialisées 2012: descriptions, analyses, conclusions

Résumé Contexte et objectifs Les activités de recherche appliquée et développement (Ra&D) font partie du mandat de prestations des hautes écoles spécialisées (HES) prescrit par la loi. Néanmoins la tradition, le type et l'importance de la recherche varient fortement en fonction des domaines d'études. Il en va de même pour les liens avec les autres domaines de prestations que sont l'enseignement, la formation continue et les prestations de services. Les activités de Ra&D dans chaque HES s'inscrivent dans la tension entre l'orientation pratique (qui signifie le plus souvent une orientation vers le marché économique) et l'orientation vers la science (signe de leur rattachement au système scientifique). Il en découle des conflits d'intérêts entre les critères de qualité du « succès sur le marché » et de la « réputation scientifique ». En 2005, sur mandat de la Commission pour la technologie et l'innovation (CTI), B. Lepori et L. Attar (2006) ont mené une étude visant à examiner plus particulièrement les stratégies de recherche et l'organisation de la recherche au sein des hautes écoles spécialisées. Aujourd'hui, six ans plus tard, la phase de mise sur pied est en grande partie terminée. En lançant une nouvelle étude, l'Office fédéral de la formation professionnelle et de la technologie (OFFT) et la Commission fédérale des hautes écoles spécialisées (CFHES) souhaitaient faire le point sur les activités de recherche des HES, c'està- dire examiner les résultats des stratégies et de l'organisation de cette phase. Cette étude s'articule principalement autour de l'état actuel de la recherche, de ses problèmes et de ses perspectives. Structure de l'étude La recherche dans les HES se caractérise par différents facteurs d'influence (cultures disciplinaires, traditions, ancrage dans les régions linguistiques, structures organisationnelles, gouvernance, stratégies de positionnement, personnel, etc.). Dans la présente étude, ces facteurs sont systématiquement examinés selon deux dimensions: le « domaine d'études » et la « haute école spécialisée». L'analyse repose notamment sur l'exploitation de documents et de données. Mais cette étude se fonde principalement sur les entretiens menés avec les représentants des HES à différents niveaux de responsabilités. Les hautes écoles spécialisées (HES) Les entretiens avec les directions des HES ainsi que l'exploitation des données et des documents mettent en évidence la grande diversité des sept HES suisses de droit public dans leur structure, leurs combinaisons de domaines d'études et leurs orientations. Les modes de financement de la recherche varient fortement entre les HES. Concrètement, les sources de financement ne sont pas les mêmes d'une HES à l'autre (contributions des organes responsables, fonds de tiers, etc.). Les degrés et formes du pilotage concernant les contenus de la recherche diffèrent également dans une large mesure (définition de pôles de recherche, soutien cumulatif à l'acquisition de fonds de tiers), de même que les stratégies en matière de recrutement et d'encouragement du personnel. La politique de chaque HES implique des tensions et des problèmes spécifiques. Les domaines d'études Sur les dix domaines d'études, quatre ont été choisis à titre d'exemples pour des études approfondies : Technique et technologies de l'information (TI), Economie et services, Travail social, Musique, arts de la scène et autres arts. Chaque domaine d'études a été examiné à chaque fois dans deux HES. Cette méthode permet de relever les différences et les similitudes. Les résultats confirment qu'il existe des différences importantes à bien des égards entre les domaines d'études évalués. Ces différences concernent la position dans le système des hautes écoles, le volume des activités de recherche, l'importance de la recherche au sein des HES, la tradition, l'identité et l'orientation. Elles se retrouvent par ailleurs dans les buts et la place de la Ra&D dans les domaines d'études concernés. Il ressort toutefois qu'il n'y a pas lieu de parler d'une dichotomie entre les « anciens » et les « nouveaux » domaines d'études : Technique, économie et design (TED) d'une part et Santé, social et arts (SSA) d'autre part. Il semble plus pertinent de désigner le domaine d'études 4/144 Technique et TI comme le domaine dominant auquel se référent le pilotage et le financement des HES, que ce soit implicitement ou explicitement. Cadre homogène et espaces hétérogènes Le pilotage et le financement de la Ra&D au sein des hautes écoles spécialisées s'inscrivent dans un modèle-cadre fixé à l'échelle fédérale et principalement axé sur le domaine d'études Technique. Ce modèle-cadre se caractérise par un apport élevé de fonds de tiers (notamment les subventions de la CTI et les fonds privés) et des incitations en faveur de ce mode de financement, par une orientation vers le marché et par un haut degré d'autonomie des établissements partenaires/départements et instituts. Par comparaison avec les hautes écoles universitaires, les HES affichent notamment un faible niveau de financement de base dans le secteur Ra&D. Cet état de fait est certes compatible avec la forme actuelle du financement par la CTI, mais pas avec les règles de financement du Fonds national suisse (FNS). Un financement principalement basé sur les fonds de tiers signifie par ailleurs que l'orientation du contenu de la recherche et la définition de critères de qualité sont confiées à des instances externes, notamment aux mandants et aux institutions d'encouragement de la recherche. Il apparaît en dernier lieu qu'un tel modèle-cadre ne favorise pas les politiques visant à la constitution de pôles de recherche, l'obtention d'une taille critique, et la mise en place d'une coordination. Ces résultats concernent tous les domaines d'études sans avoir pour autant les mêmes conséquences : les domaines d'études se prêtant dans une faible mesure à l'acquisition de fonds de tiers sur des marchés économiques (dans cette étude, il s'agit essentiellement de la Musique, arts de la scène et autres arts, mais également du Travail social dans certains cas) ont plus de difficultés à répondre aux attentes énoncées en termes de succès et de profit. Les HES modifient plus ou moins le modèle-cadre en élaborant elles-mêmes des modèles d'organisation qui prennent en compte leur combinaison de domaines d'études et soutiennent leurs propres orientations et positionnements stratégiques. La combinaison de domaines d'études hétérogènes et de politiques différentes au sein des HES se traduit par une complexité du système des HES, beaucoup plus importante que ce que généralement supposée. De plus, au regard des connaissances lacunaires sur les structures « réelles » de gouvernance des HES, il n'est quasiment pas possible de comparer directement les hautes écoles spécialisées entre elles. Conclusions et recommandations Le principal constat qui ressort d'un ensemble de conclusions et de recommandations des auteurs est que le secteur Ra&D dans les HES doit être plus explicitement évalué en fonction des spécificités des domaines d'études, à savoir du rôle de la recherche pour l'économie et la société, des différences entre les marchés (économiques) correspondants et de l'importance de la Ra&D pour les objectifs visés. L'étude montre clairement qu'il n'y a pas à proprement parler une seule et unique recherche au sein des hautes écoles spécialisées et que la notion de « recherche appliquée » ne suffit ni comme description ni, par conséquence, comme critère d'identité commun. Partant de ce constat, nous recommandons de revoir le mode de financement de la recherche dans les HES et d'approfondir le débat sur les structures de gouvernance sur l'orientation de la Ra&D (et notamment sur les critères de qualité appliqués), de même que sur l'autonomie et la coordination. Les recommandations constituent des points de discussion et n'engagent aucunement l'OFFT ou la CFHES.