Genitalrekonstruktion bei Patienten mit Zustand nach Rhabdomyosarkom des Urogenitaltraktes und Strahlentherapie des kleinen Beckens

Zusammenfassung Humane Mundschleimhaut wurde mit Hilfe eines speziellen dreidimensionalen Zellkultivierungssystems in vitro in großen, zusammenhängenden Arealen gezüchtet. Hierbei handelte es sich um eine methodische Eigenentwicklung, welche die gewebespezifische Mikroumgebung der humanen Mundhöhle optimal nachbildet. Die Beurteilung der physiologischen Integrität des gezüchteten Humangewebes erfolgte durch eine Vielzahl von Kenngrößen. Zu diesen Beurteilungskriterien zählten unter anderem die Expression von Cytokeratinen, die Ausprägung von Komponenten des Cytoskeletts und der extrazellulären Matrix sowie die Detektion von genetischen Mutationen. Mit zunehmender Kultivierungsdauer konnten in den organotypischen Co-Kulturen, neben der Synthese der mesenchymalen Marker Fibronectin und Tenascin, eine gesteigerte Expression des Universalmarkers Cytokeratin 14 sowie der differenzierungsspezifischen Cytokeratine 4 und 13 beobachtet werden. Die Cytokeratinproduktion war ebenfalls, wie das vermehrte Auftreten der interzellulären Bindungselemente Desmoglein 2 und Desmoplakine 1 bzw. 2, ausschließlich auf die epithelialen Zellschichten beschränkt. Nach 14tägiger Kultivierung zeigte sich in der PAS-Färbung die Ausbildung der Basalmembran, die immuncytochemisch mit einer gesteigerten Expression der Hauptkomponenten Collagen Typ IV und Laminin korrelierte. Die Beurteilung des morphologischen Gesamtbilds in der H/E-Darstellung zeigte große strukturelle Gemeinsamkeiten zwischen dem in vitro gezüchteten und dem physiologischen Nativgewebe. Wie die abschließenden Mutationsuntersuchungen bezüglich des Tumorsuppressorgens p53 ergaben, konnten bei den isolierten Epithel- und Bindegewebszellen keine genetischen Alterationen im Sinne einer neoplastischen Entartung gefunden werden.

Entwicklung einer online Kopplungsmethode von GC mit ECD- und ICPMS-Detektion zur Bestimmung biogener leichtflüchtiger bromierter und iodierter Kohlenwasserstoffe in Meerwasser und der Atmosphäre

In dieser Arbeit wurde ein zweidimensionales Kopplungssystem zur Bestimmung von leichtflüchtigen bromierten und iodierten Kohlenwasserstoffen (LHKW) in Wasser- und Luftproben entwickelt. Hierzu wurde ein Gaschromatograph mit einem Elektroneneinfangdetektor (ECD) on-line an ein elementselektives induktiv gekoppeltes Plasma-Massenspektrometer (ICPMS) gekoppelt. Dieses extrem nachweisstarke Analysensystem ermöglicht eine simultane Identifizierung unbekannter und koeluierender Peaks sowie eine vereinfachte Quantifizierung mittels ICPMS. Beim Vergleich des GC-ECD-ICPMS-Kopplungssystem mit den herkömmlichen Detektionsmethoden wie dem Massenspektrometer mit Elektronenstoss-Ionisation und dem Atomemissionsdetektor mit mikrowelleninduziertem Plasma schnitt das neu entwickelte Kopplungssystem ausgezeichnet ab. Für die Isolierung der LHKW aus Meerwasserproben wurde die Purge und Trap Technik verwendet, Luftproben wurden durch Besaugung auf Adsorptionsmaterial angereichert. Im Rahmen des BMBF-Teilprojektes ReHaTrop/AFOHAL wurden im August 2001 und im April/Mai 2002 an der Deutschen Nordseeküste Probenahmen durchgeführt. Die Konzentrationen der Wasserproben lagen im Bereich von 0,1-158 ng L-1, die der Luftproben im Bereich von 0,01-470 pptv. Die Messungen bestätigen die wichtige Rolle von Makroalgen im Zusammenhang mit der Produktion von halogenierten Kohlenwasserstoffen. Die Konzentration der iodierten und bromierten Kohlenwasserstoffe war immer höher in Proben, die direkten Kontakt mit Makroalgen hatten. Inkubationsexperimente zeigen für verschiedene braune und grüne Makroalgen individuelle „Fingerprints“ der biogenen LHKW-Produktion. Bei den Messungen an der Nordseeküste wurden Abhängigkeiten zwischen den LHKW und meteorologischen Parametern gefunden.

A Phase Space Box-counting based Method for Arrhythmia Prediction from Electrocardiogram Time Series

Arrhythmia is one kind of cardiovascular diseases that give rise to the number of deaths and potentially yields immedicable danger. Arrhythmia is a life threatening condition originating from disorganized propagation of electrical signals in heart resulting in desynchronization among different chambers of the heart. Fundamentally, the synchronization process means that the phase relationship of electrical activities between the chambers remains coherent, maintaining a constant phase difference over time. If desynchronization occurs due to arrhythmia, the coherent phase relationship breaks down resulting in chaotic rhythm affecting the regular pumping mechanism of heart. This phenomenon was explored by using the phase space reconstruction technique which is a standard analysis technique of time series data generated from nonlinear dynamical system. In this project a novel index is presented for predicting the onset of ventricular arrhythmias. Analysis of continuously captured long-term ECG data recordings was conducted up to the onset of arrhythmia by the phase space reconstruction method, obtaining 2-dimensional images, analysed by the box counting method. The method was tested using the ECG data set of three different kinds including normal (NR), Ventricular Tachycardia (VT), Ventricular Fibrillation (VF), extracted from the Physionet ECG database. Statistical measures like mean (μ), standard deviation (σ) and coefficient of variation (σ/μ) for the box-counting in phase space diagrams are derived for a sliding window of 10 beats of ECG signal. From the results of these statistical analyses, a threshold was derived as an upper bound of Coefficient of Variation (CV) for box-counting of ECG phase portraits which is capable of reliably predicting the impeding arrhythmia long before its actual occurrence. As future work of research, it was planned to validate this prediction tool over a wider population of patients affected by different kind of arrhythmia, like atrial fibrillation, bundle and brunch block, and set different thresholds for them, in order to confirm its clinical applicability.

Expression profiling und rationale Expressionsoptimierung am Beispiel eines prokaryontischen Wirt-,Vektor-Systems

Durch globale Expressionsprofil-Analysen auf Transkriptom-, Proteom- oder Metabolom-Ebene können biotechnologische Produktionsprozesse besser verstanden und die Erkenntnisse für die zielgerichtete, rationale Optimierung von Expressionssystemen genutzt werden. In der vorliegenden Arbeit wurde die Überexpression einer Glukose-Dehydrogenase (EC 1.1.5.2), die von der Roche Diagnostics GmbH für die diagnostische Anwendung optimiert worden war, in Escherichia coli untersucht. Die Enzymvariante unterscheidet sich in sieben ihrer 455 Aminosäuren vom Wildtyp-Enzym und wird im sonst isogenen Wirt-/Vektor-System in signifikant geringeren Mengen (Faktor 5) gebildet. Das prokaryontische Expressionssystem wurde auf Proteom-Ebene charakterisiert. Die 2-dimensionale differenzielle Gelelektrophorese (DIGE) wurde zuvor unter statistischen Aspekten untersucht. Unter Berücksichtigung von technischen und biologischen Variationen, falsch-positiven (α-) und falsch-negativen (β-) Fehlern sowie einem daraus abgeleiteten Versuchsdesign konnten Expressionsunterschiede als signifikant quantifiziert werden, wenn sie um den Faktor ≥ 1,4 differierten. Durch eine Hauptkomponenten-Analyse wurde gezeigt, dass die DIGE-Technologie für die Expressionsprofil-Analyse des Modellsystems geeignet ist. Der Expressionsstamm für die Enzymvariante zeichnete sich durch eine höhere Variabilität an Enzymen für den Zuckerabbau und die Nukleinsäure-Synthese aus. Im Expressionssystem für das Wildtyp-Enzym wurde eine unerwartet erhöhte Plasmidkopienzahl nachgewiesen. Als potenzieller Engpass in der Expression der rekombinanten Glukose-Dehydrogenase wurde die Löslichkeitsvermittlung identifiziert. Im Expressionsstamm für das Wildtyp-Enzym wurden viele Proteine für die Biogenese der äußeren Membran verstärkt exprimiert. Als Folge dessen wurde ein sog. envelope stress ausgelöst und die Zellen gingen in die stationäre Wuchsphase über. Die Ergebnisse der Proteomanalyse wurden weiterführend dazu genutzt, die Produktionsleistung für die Enzymvariante zu verbessern. Durch den Austausch des Replikationsursprungs im Expressionsvektor wurde die Plasmidkopienzahl erhöht und die zelluläre Expressionsleistung für die diagnostisch interessantere Enzymvariante um Faktor 7 - 9 gesteigert. Um die Löslichkeitsvermittlung während der Expression zu verbessern, wurde die Plasmidkopienzahl gesenkt und die Coexpression von Chaperonen initiiert. Die Ausbeuten aktiver Glukose-Dehydrogenase wurden durch die Renaturierung inaktiven Produkts aus dem optimierten Expressionssystem insgesamt um einen Faktor von 4,5 erhöht. Somit führte im Rahmen dieser Arbeit eine proteombasierte Expressionsprofil-Analyse zur zielgerichteten, rationalen Expressionsoptimierung eines prokaryontischen Modellsystems.

The plasmin-antiplasmin system: structural and functional aspects

The plasmin-antiplasmin system plays a key role in blood coagulation and fibrinolysis. Plasmin and (2)-antiplasmin are primarily responsible for a controlled and regulated dissolution of the fibrin polymers into soluble fragments. However, besides plasmin(ogen) and (2)-antiplasmin the system contains a series of specific activators and inhibitors. The main physiological activators of plasminogen are tissue-type plasminogen activator, which is mainly involved in the dissolution of the fibrin polymers by plasmin, and urokinase-type plasminogen activator, which is primarily responsible for the generation of plasmin activity in the intercellular space. Both activators are multidomain serine proteases. Besides the main physiological inhibitor (2)-antiplasmin, the plasmin-antiplasmin system is also regulated by the general protease inhibitor (2)-macroglobulin, a member of the protease inhibitor I39 family. The activity of the plasminogen activators is primarily regulated by the plasminogen activator inhibitors 1 and 2, members of the serine protease inhibitor superfamily.

Three-dimensional portable document format: a simple way to present 3-dimensional data in an electronic publication

Three-dimensional (3D) models of teeth and soft and hard tissues are tessellated surfaces used for diagnosis, treatment planning, appliance fabrication, outcome evaluation, and research. In scientific publications or communications with colleagues, these 3D data are often reduced to 2-dimensional pictures or need special software for visualization. The portable document format (PDF) offers a simple way to interactively display 3D surface data without additional software other than a recent version of Adobe Reader (Adobe, San Jose, Calif). The purposes of this article were to give an example of how 3D data and their analyses can be interactively displayed in 3 dimensions in electronic publications, and to show how they can be exported from any software for diagnostic reports and communications among colleagues.

N-H center dot center dot center dot pi hydrogen-bonding and large-amplitude tipping vibrations in jet-cooled pyrrole-benzene

The N-H center dot center dot center dot pi hydrogen bond is an important intermolecular interaction in many biological systems. We have investigated the infrared (IR) and ultraviolet (UV) spectra of the supersonic-jet cooled complex of pyrrole with benzene and benzene-d(6) (Pyr center dot Bz, Pyr center dot Bz-d(6)). DFT-D density functional, SCS-MP2 and SCS-CC2 calculations predict a T-shaped and (almost) C(s) symmetric structure with an N-H center dot center dot center dot pi hydrogen bond to the benzene ring. The pyrrole is tipped by omega(S(0)) = +/- 13 degrees relative to the surface normal of Bz. The N center dot center dot center dot ring distance is 3.13 angstrom. In the S(1) excited state, SCS-CC2 calculations predict an increased tipping angle omega(S(1)) = +/- 21 degrees. The IR depletion spectra support the T-shaped geometry: The NH stretch is redshifted by -59 cm(-1), relative to the "free" NH stretch of pyrrole at 3531 cm(-1), indicating a moderately strong N-H center dot center dot center dot pi interaction. The interaction is weaker than in the (Pyr)(2) dimer, where the NH donor shift is -87 cm(-1) [Dauster et al., Phys. Chem. Chem. Phys., 2008, 10, 2827]. The IR C-H stretch frequencies and intensities of the Bz subunit are very similar to those of the acceptor in the (Bz)(2) dimer, confirming that Bz acts as the acceptor. While the S(1) <- S(0) electronic origin of Bz is forbidden and is not observable in the gas-phase, the UV spectrum of Pyr center dot Bz in the same region exhibits a weak 0(0)(0) band that is red-shifted by 58 cm(-1) relative to that of Bz (38 086 cm(-1)). The origin appears due to symmetry-breaking of the p-electron system of Bz by the asymmetric pyrrole NH center dot center dot center dot pi hydrogen bond. This contrasts with (Bz)(2), which does not exhibit a 0(0)(0) band. The Bz moiety in Pyr center dot Bz exhibits a 6a(0)(1) band at 0(0)(0) + 518 cm(-1) that is about 20x more intense than the origin band. The symmetry breaking by the NH center dot center dot center dot pi hydrogen bond splits the degeneracy of the v(6)(e(2g)) vibration, giving rise to 6a' and 6b' sub-bands that are spaced by similar to 6 cm(-1). Both the 0(0)(0) and 6(0)(1) bands of Pyr center dot Bz carry a progression in the low-frequency (10 cm(-1)) excited-state tipping vibration omega', in agreement with the change of the omega tipping angle predicted by SCS-MP2 and SCS-CC2 calculations.

Proteomic analysis in aortic media of patients with Marfan syndrome reveals increased activity of calpain 2 in aortic aneurysms

BACKGROUND: Marfan syndrome (MFS) is a heritable disorder of connective tissue, affecting principally skeletal, ocular, and cardiovascular systems. The most life-threatening manifestations are aortic aneurysm and dissection. We investigated changes in the proteome of aortic media in patients with and without MFS to gain insight into molecular mechanisms leading to aortic dilatation. METHODS AND RESULTS: Aortic samples were collected from 46 patients. Twenty-two patients suffered from MFS, 9 patients had bicuspid aortic valve, and 15 patients without connective tissue disorder served as controls. Aortic media was isolated and its proteome was analyzed in 12 patients with the use of 2-dimensional difference gel electrophoresis and mass spectrometry. We found higher amounts of filamin A C-terminal fragment, calponin 1, vinculin, microfibril-associated glycoprotein 4, and myosin-10 heavy chain in aortic media of MFS aneurysm samples than in controls. Regulation of filamin A C-terminal fragmentation was validated in all patient samples by immunoblotting. Cleavage of filamin A and the calpain substrate spectrin was increased in the MFS and bicuspid aortic valve groups. Extent of cleavage correlated positively with calpain 2 expression and negatively with the expression of its endogenous inhibitor calpastatin. CONCLUSIONS: Our observation demonstrates for the first time upregulation of the C-terminal fragment of filamin A in dilated aortic media of MFS and bicuspid aortic valve patients. In addition, our results present evidence that the cleavage of filamin A is highly likely the result of the protease calpain. Increased calpain activity might explain, at least in part, histological alterations in dilated aorta.

Nervous system dysfunction in Henoch-Schonlein syndrome: systematic review of the literature

OBJECTIVE: CNS or peripheral nervous system dysfunction sometimes occurs in Henoch-Schönlein patients. METHODS: We review all Henoch-Schönlein cases published after 1969 with CNS dysfunction without severe hypertension and neuroimaging studies (n = 35), cranial or peripheral neuropathy (n = 15), both CNS and peripheral nervous system dysfunction without severe hypertension (n = 2) or nervous system dysfunction with severe hypertension (n = 2). Forty-four of the 54 patients were <20 years of age. RESULTS: In patients with CNS dysfunction without or with severe hypertension the following presentations were observed in decreasing order of frequency: altered level of consciousness, convulsions, focal neurological deficits, visual abnormalities and verbal disability. Imaging studies disclosed the following lesions: vascular lesions almost always involving two or more vessels, intracerebral haemorrhage, posterior subcortical oedema, diffuse brain oedema and thrombosis of the superior sagittal sinus. Following lesions were noted in the subjects with cranial or peripheral neuropathy without severe hypertension: peroneal neuropathy, peripheral facial palsy, Guillain-Barré syndrome, brachial plexopathy, posterior tibial nerve neuropathy, femoral neuropathy, ulnar neuropathy and mononeuritis multiplex. Persisting signs of either CNS (n = 9) or peripheral (n = 1) nervous system dysfunction were sometimes reported. CONCLUSIONS: In Henoch-Schönlein syndrome, signs of nervous system dysfunction are uncommon but clinically relevant. This review helps clinicians managing Henoch-Schönlein syndrome with nervous system dysfunction.

Thermographie zur Temperaturmessung beim Laser-Sintern – ein Beitrag zur Qualitätssicherung?

Beim Laser-Sintern wird das Pulverbett durch Heizstrahler vorgeheizt, um an der Pulveroberfläche eine Temperatur knapp unterhalb des Materialschmelzpunktes zu erzielen. Dabei soll die Temperaturverteilung auf der Oberfläche möglichst homogen sein, um gleiche Bauteileigenschaften im gesamten Bauraum zu erzielen und den Bauteilverzug gering zu halten. Erfahrungen zeigen jedoch sehr inhomogene Temperaturverteilungen, weshalb oftmals die Integration von neuen oder optimierten Prozessüberwachungssystemen in die Anlagen gefordert wird. Ein potentiell einsetzbares System sind Thermographiekameras, welche die flächige Aufnahme von Oberflächentemperaturen und somit Aussagen über die Temperaturen an der Pulverbettoberfläche erlauben. Dadurch lassen sich kalte Bereiche auf der Oberfläche identifizieren und bei der Prozessvorbereitung berücksichtigen. Gleichzeitig ermöglicht die Thermografie eine Beobachtung der Temperaturen beim Lasereingriff und somit das Ableiten von Zusammenhängen zwischen Prozessparametern und Schmelzetemperaturen. Im Rahmen der durchgeführten Untersuchungen wurde ein IR-Kamerasystem erfolgreich als Festeinbau in eine Laser-Sinteranlage integriert und Lösungen für die hierbei auftretenden Probleme erarbeitet. Anschließend wurden Untersuchungen zur Temperaturverteilung auf der Pulverbettoberfläche sowie zu den Einflussfaktoren auf deren Homogenität durchgeführt. In weiteren Untersuchungen wurden die Schmelzetemperaturen in Abhängigkeit verschiedener Prozessparameter ermittelt. Auf Basis dieser Messergebnisse wurden Aussagen über erforderliche Optimierungen getroffen und die Nutzbarkeit der Thermografie beim Laser-Sintern zur Prozessüberwachung, -regelung sowie zur Anlagenwartung als erster Zwischenstand der Untersuchungen bewertet.

Thermal 2-loop master spectral function at finite momentum

When considering NLO corrections to thermal particle production in the “relativistic” regime, in which the invariant mass squared of the produced particle is K2 ~ (πT)2, then the production rate can be expressed as a sum of a few universal “master” spectral functions. Taking the most complicated 2-loop master as an example, a general strategy for obtaining a convergent 2-dimensional integral representation is suggested. The analysis applies both to bosonic and fermionic statistics, and shows that for this master the non-relativistic approximation is only accurate for K2 ~(8πT)2, whereas the zero-momentum approximation works surprisingly well. Once the simpler masters have been similarly resolved, NLO results for quantities such as the right-handed neutrino production rate from a Standard Model plasma or the dilepton production rate from a QCD plasma can be assembled for K2 ~ (πT)2.

Model-Based Estimates of Calanus Finmarchicus Abundance in the Gulf of Maine

Ocean observing systems and satellites routinely collect a wealth of information on physical conditions in the ocean. With few exceptions, such as chlorophyll concentrations, information on biological properties is harder to measure autonomously. Here, we present a system to produce estimates of the distribution and abundance of the copepod Calanus finmarchicus in the Gulf of Maine. Our system uses satellite-based measurements of sea surface temperature and chlorophyll concentration to determine the developmental and reproductive rates of C. finmarchicus. The rate information then drives a population dynamics model of C. finmarchicus that is embedded in a 2-dimensional circulation field. The first generation of this system produces realistic information on interannual variability in C. finmarchicus distribution and abundance during the winter and spring. The model can also be used to identify key drivers of interannual variability in C. finmarchicus. Experiments with the model suggest that changes in initial conditions are overwhelmed by variability in growth rates after approximately 50 d. Temperature has the largest effect on growth rate. Elevated chlorophyll during the late winter can lead to increased C. finmarchicus abundance during the spring, but the effect of variations in chlorophyll concentrations is secondary to the other inputs. Our system could be used to provide real-time estimates or even forecasts of C. finmarchicus distribution. These estimates could then be used to support management of copepod predators such as herring and right whales.

Crystalline Confinement

We show that exotic phases arise in generalized lattice gauge theories known as quantum link models in which classical gauge fields are replaced by quantum operators. While these quantum models with discrete variables have a finite-dimensional Hilbert space per link, the continuous gauge symmetry is still exact. An efficient cluster algorithm is used to study these exotic phases. The (2+1)-d system is confining at zero temperature with a spontaneously broken translation symmetry. A crystalline phase exhibits confinement via multi stranded strings between chargeanti-charge pairs. A phase transition between two distinct confined phases is weakly first order and has an emergent spontaneously broken approximate SO(2) global symmetry. The low-energy physics is described by a (2 + 1)-d RP(1) effective field theory, perturbed by a dangerously irrelevant SO(2) breaking operator, which prevents the interpretation of the emergent pseudo-Goldstone boson as a dual photon. This model is an ideal candidate to be implemented in quantum simulators to study phenomena that are not accessible using Monte Carlo simulations such as the real-time evolution of the confining string and the real-time dynamics of the pseudo-Goldstone boson.

A Compact Tetrathiafulvalene-Benzothiadiazole Dyad and Its Highly Symmetrical Charge-Transfer Salt: Ordered Donor π-Stacks Closely Bound to Their Acceptors

A compact and planar donor–acceptor molecule 1 comprising tetrathiafulvalene (TTF) and benzothiadiazole (BTD) units has been synthesised and experimentally characterised by structural, optical, and electrochemical methods. Solution-processed and thermally evaporated thin films of 1 have also been explored as active materials in organic field-effect transistors (OFETs). For these devices, hole field-effect mobilities of μFE=(1.3±0.5)×10−3 and (2.7±0.4)×10−3 cm2 V s−1 were determined for the solution-processed and thermally evaporated thin films, respectively. An intense intramolecular charge-transfer (ICT) transition at around 495 nm dominates the optical absorption spectrum of the neutral dyad, which also shows a weak emission from its ICT state. The iodine-induced oxidation of 1 leads to a partially oxidised crystalline charge-transfer (CT) salt {(1)2I3}, and eventually also to a fully oxidised compound {1I3}⋅1/2I2. Single crystals of the former CT compound, exhibiting a highly symmetrical crystal structure, reveal a fairly good room temperature electrical conductivity of the order of 2 S cm−1. The one-dimensional spin system bears compactly bonded BTD acceptors (spatial localisation of the LUMO) along its ridge.

Luaḥ ha-Ittim : Zeittafel der biblischen und nachbiblischen Geschichte der Juden von der Erschaffung der Welt bis zum Jahre 5560, (dem Anfange des 19. Jahrhunderts üblicher Zeitrechnung) ; in 2 Abth.

von H. Schlesinger