Dimensionamento de pessoal de enfermagem na atenção básica em uma região de saúde

Pós-graduação em Enfermagem - FMB

A New Method to Predict the Epidemiology of Fungal Keratitis by Monitoring the Sales Distribution of Antifungal Eye Drops in Brazil

Purpose: Fungi are a major cause of keratitis, although few medications are licensed for their treatment. The aim of this study is to observe the variation in commercialisation of antifungal eye drops, and to predict the seasonal distribution of fungal keratitis in Brazil. Methods: Data from a retrospective study of antifungal eye drops sales from the only pharmaceutical ophthalmologic laboratory, authorized to dispense them in Brazil (Opthalmos) were gathered. These data were correlated with geographic and seasonal distribution of fungal keratitis in Brazil between July 2002 and June 2008. Results: A total of 26,087 antifungal eye drop units were sold, with a mean of 2.3 per patient. There was significant variation in antifungal sales during the year (p < 0.01). A linear regression model displayed a significant association between reduced relative humidity and antifungal drug sales (R-2 = 0.17, p < 0.01). Conclusions: Antifungal eye drops sales suggest that there is a seasonal distribution of fungal keratitis. A possible interpretation is that the third quarter of the year (a period when the climate is drier), when agricultural activity is more intense in Brazil, suggests a correlation with a higher incidence of fungal keratitis. A similar model could be applied to other diseases, that are managed with unique, or few, and monitorable medications to predict epidemiological aspects.

The phenotype of Floating-Harbor syndrome: clinical characterization of 52 individuals with mutations in exon 34 of SRCAP

Background Floating-Harbor syndrome (FHS) is a rare condition characterized by short stature, delays in expressive language, and a distinctive facial appearance. Recently, heterozygous truncating mutations in SRCAP were determined to be disease-causing. With the availability of a DNA based confirmatory test, we set forth to define the clinical features of this syndrome. Methods and results Clinical information on fifty-two individuals with SRCAP mutations was collected using standardized questionnaires. Twenty-four males and twenty-eight females were studied with ages ranging from 2 to 52 years. The facial phenotype and expressive language impairments were defining features within the group. Height measurements were typically between minus two and minus four standard deviations, with occipitofrontal circumferences usually within the average range. Thirty-three of the subjects (63%) had at least one major anomaly requiring medical intervention. We did not observe any specific phenotype-genotype correlations. Conclusions This large cohort of individuals with molecularly confirmed FHS has allowed us to better delineate the clinical features of this rare but classic genetic syndrome, thereby facilitating the development of management protocols.

Knock down von Desmoglein 2 durch induzierbare Cre-spezifische Rekombination in der Maus

Desmosomen sind hoch organisierte adhäsive interzelluläre Verbindungen, die benachbarte Zellen durch Verankerung mit den Intermediärfilamenten des Zytoskeletts miteinander verknüpfen und so Zellen und Geweben Stabilität verleihen. Die Adhäsionsmoleküle der Desmosomen sind die desmosomalen Cadherine. Diese transmembranen Glykoproteine gehen im Interzellulärraum Verbindungen mit den desmosomalen Cadherinen der Nachbarzelle ein und sind im zytoplasmatischen Bereich Anheftungspunkte für weitere an der Desmosomenbildung beteiligte Proteine. Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung der Rolle von Desmoglein 2 (Dsg 2), einem in allen Epithelien exprimierten desmosomalen Cadherin. Da der konstitutive knock out von Dsg 2 embryonal letal ist, wurde im Rahmen dieser Doktorarbeit eine transgene Maus generiert, in der die Reduktion von Dsg 2 temporär regulierbar war (konditionaler knock down). Dazu wurde der Mechanismus der RNA Interferenz genutzt, wodurch Sequenz-spezifische, post-transkriptionelle Regulation von Genen möglich ist. Unter Verwendung eines über Cre/lox-induzierbaren Vektors wurden transgene Mäuse generiert, welche nach Induktion Dsg 2 shRNA exprimieren, die in der Zelle in siRNA umgewandelt wird und zum Abbau der Dsg 2 mRNA führt. Durch Verpaarung der generierten Dsg 2 knock down Maus mit der über Tamoxifen induzierbaren Cre Deleter knock in Mauslinie Rosa26CreERT2 konnte deutliche Reduktion der Dsg 2 Proteinmenge in Leber, Darm und Herz erreicht werden. In Immunfärbungen der Leber wurde zudem eine reduzierte Desmosomenbildung durch Expression der Dsg 2 shRNA detektiert. Die für diese Versuche generierte und getestete Rosa26CreERT2 Mauslinie ermöglichte jedoch nicht in allen Zellen eines Gewebes die komplette Aktivierung der Cre Rekombinase und damit die Expression der shRNA. Dadurch entstanden mosaikartige Wildtyp/knock down-Gewebe, in denen noch ausreichend Desmosomen gebildet wurden, um die Gewebestabilität und -struktur zu erhalten. Für eine funktionale Untersuchung von Dsg 2 in Zusammenhang mit der chronisch entzündlichen Darmerkrankung Colitis ulcerosa wurden die Dsg 2 knock down Mäuse mit Darm-spezifischen, induzierbaren Cre Deleter Mäusen (VillinCreERT2) verpaart. Nach Aktivierung der Cre Rekombinase mittels Tamoxifen wurde in bitransgenen Tieren über Gabe von Azoxymethan (AOM) und Dextransodiumsulfat (DSS) Colitis ulcerosa induziert. Diese entzündliche Erkrankung des Darms ist mit der Induktion von Darmtumoren assoziiert. Bereits nach einmaliger Induktion mit AOM/DSS wurde in der ersten endoskopischen Untersuchung eine starke Entzündung des Darmgewebes und die Ausbildung von flächig wachsenden Tumoren in den Dsg 2 knock down Tieren hervorgerufen. Es ist anzunehmen, dass durch knock down von Dsg 2, und die damit verbundene verminderte Desmosomenbildung und Zelladhäsion, Infiltration von Bakterien durch die epitheliale Barriere des Darms möglich war, und so die Entzündungsreaktion in der Darmmukosa verstärkte. In Zusammenhang mit Verlust der epithelialen Festigkeit durch verringerte Zellkontakte kam es zur Hyperproliferation der Darmmukosa, die sich in Ausbildung von flächigen Tumoren äußerte. In weiteren Experimenten müssen nun die Tumore und das entzündete Gewebe der Colitis-induzierten Mäuse mittels Immunfluoreszenz untersucht werden, um Veränderungen in der Desmosomenformation in situ detektieren zu können. Des Weiteren sind Verpaarungen der Dsg 2 knock down Maus mit anderen Cre Rekombinase exprimierenden Mauslinien möglich, um den Einfluss von Dsg 2 auch in anderen Geweben, beispielsweise im Herzen, zu untersuchen. Die hier vorgelegte Arbeit zeigt also erstmalig den ursächlichen Zusammenhang zwischen Dsg 2 und dem Auftreten von Colitis-assoziierten Tumoren in einem konditionalen RNAi-vermittelten knock down Tiermodell. Die Etablierung dieser Maus ist somit das erste konditionale Mausmodell, welches die bei vielen Krebspatienten gefundenen flachzellig wachsenden Tumore in vivo rekapituliert. Vorausschauend kann man sagen, dass mit Hilfe des im Rahmen dieser Doktorarbeit entwickelten Tiermodells wichtige Erkenntnisses über die Pathologie von Darmtumoren erbracht werden können, die unser Verständnis der Colitis-induzierten Tumorentstehung verbessern.

Ansatz zur Generierung einer konditionalen, reversiblen Wt1 k.o.-Maus

Ansatz zur Generierung einer konditionalen, reversiblen Wt1 k.o.-Maus Der Wilms-Tumor (WT, Nephroblastom) ist ein embryonaler Nierentumor, der durch die maligne Transformation von undifferenziertem Nierengewebe, sog. nephrogenen Resten, entsteht. WT treten mit einer Inzidenz von 1 in 10.000 Lebendgeburten auf. Das Hauptmanifestationsalter, der normalerweise einseitig und sporadisch auftretenden Tumore, liegt zwischen dem 3. und 4. Lebensjahr. Etwa 10 % der Patienten entwickeln jedoch bilaterale Tumore. In diesen Fällen ist eine Assoziation mit komplexen genetischen Krankheitsbildern (u. a. WAGR-, Denys-Drash-, Frasier- und Beckwith-Wiedemann-Syndrom) festzustellen. In 15 % der sporadischen WT sind Mutationen im WT1 (Wilms-Tumor 1)-Gen beschrieben. WT1 besteht aus zehn Exons und weist typische Merkmale von Transkriptionsfaktoren (z. B. vier Zinkfinger) auf. Zwei alternative Spleißereignisse betreffen Exon 5 (+/−Exon 5) und Exon 9 (Transkripte mit bzw. ohne die codierenden Sequenzen für die AS Lysin-Threonin-Serin; +/−KTS). Die Lage der drei alternativ vorhandenen AS zwischen den Zinkfingern 3 und 4 bestimmt die verschiedenen Funktionen der WT1-Proteine (4 Isoformen) als Transkriptionsfaktor (−KTS) bzw. als RNA-bindendes Protein (+KTS). Das zunächst im Zusammenhang mit WT als Tumorsuppressorgen identifizierte WT1 ist ein Entwicklungsgen mit einem sehr komplexen Expressionsmuster in der Embryonalentwicklung. Dabei ist v. a. die Bedeutung in der Urogenitalentwicklung entscheidend. Konstitutive, homozygote Wt1−/− k.o.-Mäuse sind embryonal (~ E12,5 dpc) letal und bilden u. a. keine Gonaden und keine Nieren. Aus diesem Grund existiert bisher kein Wilms-Tumormodell. Die Herstellung eines konditionalen murinen Tiermodells auf Basis des Tet on/off-Systems zur Untersuchung der Nierenentwicklung bzw. zur Analyse der Wilms-Tumorpathogenese war Ziel dieser Arbeit. Hierfür wurden drei Mauslinien generiert: Zwei transgene sog. Responder-Linien, die eine chimäre spleißbare Wt1-cDNA der Variante musWt1+Exon 5;+/−KTS unter der Kontrolle eines Tet-responsiven Promotors im Genom tragen. Dieses tTA/Dox-abhängig regulierbare Wt1-Transgen (tgWt1) sollte (exogen regulierbar) die Expression des endogenen Wt1-Lokus ausreichend nachahmen, um die kritischen Phasen der Embryogenese zu überwinden und lebensfähige Tiere zu erhalten. Parallel dazu wurde die Wt1-Effektor-Mauslinie (WE2) generiert. Diese trägt einen tetrazyklinabhängigen Transaktivator (tTA) zur Steuerung Tet-regulierbarer Transgene unter der Kontrolle des endogenen Wt1-Promotors. Die durch homologe Rekombination in ES-Zellen erreichte Integration des tTA direkt am Translationsstartpunkt des Wt1-Lokus hat in den Tieren einen heterozygoten Wt1 knock out/tTA knock in zur Folge. Die bisher vorgenommenen Verpaarungen doppelt transgener Wt1-tTA+/−/Resp-Mäuse ergaben keinen Rescue des letalen Wt1 k.o. und es konnten bislang keine Wilms-Tumore induziert werden. Alle im Verlauf der Arbeit generierten Mauslinien wurden umfassend charakterisiert. So konnte für die Tiere der Responder-Linien Wt1-Resp1 (mit zusätzlichen Isolator-Sequenzen zum Schutz des Transgens vor Positionseffekten) und Wt1-Resp2 (ohne Isolatoren) konnte die Tet-induzierbare Expression und die Spleißbarkeit des tgWt1 in MEF-Assays und mittels Effektor-Mäusen auf RNA-Ebene nachgewiesen werden. Die genomische Charakterisierung der WE2-Linie ergab eine ungeklärte etwa 120 kb große Inversion am Wt1-Lokus, die alle 5'-regulatorischen Sequenzen mitsamt des tTA vom Rest von Wt1 trennt. Tiere dieser Linie weisen aber dennoch einen funktionalen Wt1 k.o. auf: Unter den Nachkommen aus Intercross-Verpaarungen von Wt1-tTA+/−-Mäusen lassen sich auf Grund der Letalität keine Wt1−/−-Genotypen nachweisen. Die Charakterisierung der Effektor-Linie auf RNA-Ebene und mittels Reporter-Mäusen liefert ein Wt1-analoges tTA-Expressionsmuster: So findet man eine deutliche tTA-Expression u. a. in Niere (Glomeruli), Uterus, Ovar und Testis. Die hier vorgestellten Experimente ergeben darüber hinaus eindeutige Hinweise einer Beteiligung von Wt1 in der Entstehung der glatten Muskulatur bzw. in der Vaskulogenese.

Computer simulations of slowly relaxing systems in external fields

Eine der offenen Fragen der aktuellen Physik ist das Verständnis von Systemen im Nichtgleichgewicht. Im Gegensatz zu der Gleichgewichtsphysik ist in diesem Bereich aktuell kein Formalismus bekannt der ein systematisches Beschreiben der unterschiedlichen Systeme ermöglicht. Um das Verständnis über diese Systeme zu vergrößern werden in dieser Arbeit zwei unterschiedliche Systeme studiert, die unter einem externen Feld ein starkes nichtlineares Verhalten zeigen. Hierbei handelt es sich zum einen um das Verhalten von Teilchen unter dem Einfluss einer extern angelegten Kraft und zum anderen um das Verhalten eines Systems in der Nähe des kritischen Punktes unter Scherung. Das Modellsystem in dem ersten Teil der Arbeit ist eine binäre Yukawa Mischung, die bei tiefen Temperaturen einen Glassübergang zeigt. Dies führt zu einer stark ansteigenden Relaxationszeit des Systems, so dass man auch bei kleinen Kräften relativ schnell ein nichtlineares Verhalten beobachtet. In Abhängigkeit der angelegten konstanten Kraft können in dieser Arbeit drei Regime, mit stark unterschiedlichem Teilchenverhalten, identifiziert werden. In dem zweiten Teil der Arbeit wird das Ising-Modell unter Scherung betrachtet. In der Nähe des kritischen Punkts kommt es in diesem Modell zu einer Beeinflussung der Fluktuationen in dem System durch das angelegte Scherfeld. Dies hat zur Folge, dass das System stark anisotrop wird und man zwei unterschiedliche Korrelationslängen vorfindet, die mit unterschiedlichen Exponenten divergieren. Infolgedessen lässt sich der normale isotrope Formalismus des "finite-size scaling" nicht mehr auf dieses System anwenden. In dieser Arbeit wird gezeigt, wie dieser auf den anisotropen Fall zu verallgemeinern ist und wie damit die kritischen Punkte, sowie die dazu gehörenden kritischen Exponenten berechnet werden können.

Evaluation zellulärer Mechanismen der allergen-spezifischen Immuntherapie in einem chronischen Modell der allergischen Atemwegsentzündung

Klinische Studien haben gezeigt, dass die allergenspezifische Immuntherapie (SIT) eine effektive Therapieoption für allergische Erkrankungen ist. Obwohl dieses Therapieverfahren seit über 100 Jahren existiert, sind die zugrunde liegenden Suppressionsmechanismen jedoch nicht vollständig verstanden. Bisher wird angenommen, dass der Behandlungserfolg der SIT auf einer Blockade durch allergenspezifische Antikörper, einer Verschiebung des Th1-Th2-Gleichgewichtes und/oder auf einer Suppression durch regulatorische T-Zellen (Tregs) basiert. Um die Effekte der SIT in einer chronischen Erkrankung in vivo untersuchen zu können, wurde in dieser Doktorarbeit ein Mausmodell für chronisches Asthma entwickelt, das die Situation im Menschen nach einer SIT nachahmt. rnDurch eine SIT war es möglich, allergeninduzierte Asthmasymptome wie Atemwegshyperreagibilität (AHR), Eosinophilie in der Lunge, IgE-Produktion und Atemwegsentzündung im Modell zu unterdrücken. Bemerkenswert ist, dass durch OVA-spezifische Immuntherapie (OVA-IT) ebenfalls eine Verringerung der strukturellen Veränderungen im Lungengewebe im chronischen Krankheitsverlauf erreicht wurde.rnDes Weiteren wurde in diesem Modell nach den Prozessen gesucht, die für die toleranzinduzierende Wirkung der SIT verantwortlich sein können. Dabei wurde im Vergleich zur Placebo-behandelten Gruppe eine erhöhte Antwort spezifischer IgG1-Antikörper, eine verstärkte Th1-Antwort, sowie eine erhöhte Frequenz von FoxP3+ Tregs und von IL-10-produzierenden T-Zellen (Tr1-Zellen) nach OVA-IT festge-stellt. Zur weiteren Untersuchung der von SIT-induzierten T-Zellantworten wurden Mausmodelle des allergischen Asthmas mit einem akuten Verlauf gewählt.rnDie Bedeutung der Th1-Zellen für die SIT wurde in T-bet-/- Mäusen untersucht, welche aufgrund des Fehlens des Transkriptionsfaktors T-bet keine stabile Th1-Antwort induzieren können. Durch SIT war es möglich, allergeninduzierte Asthmasymptome wie AHR, eosinophile Granulozyten in der Lunge, IgE-Produktion und Atemwegsentzündung in den T-bet-/- Tieren im gleichen Maße wie in den Wildtyptieren zu unterdrücken. Diese Untersuchung zeigte, dass die SIT auch ohne funktionelle Th1-Zellen die allergische Entzündung unterdrücken kann. rnDie Rolle der Tregs für die SIT wurde in DO11.10 Mäusen und DO11.10 RAG-/- Mäusen untersucht. In beiden Stämmen konnte nach SIT eine Induktion OVA-spezifischer Tregs nachgewiesen werden. In DO11.10 RAG-/- Mäusen können durch den Knockout im rag2-Gen keine natürlichen, d.h. im Thymus gereiften, Tregs entstehen. Im Blut von DO11.10 RAG-/- Mäusen war direkt nach Durchführung der OVA-IT eine FoxP3+ Treg-Population detektierbar. Demnach wird durch die OVA-IT eine de-novo-Induktion von FoxP3+ Tregs in Gang gesetzt. In Abwesenheit der natürlichen Tregs zeigte sich weiterhin, dass diese Zellen zur Produktion von IL-10 in T-Zellen und somit zum Erfolg der SIT beitragen.rnDie Rolle der FoxP3+ Tregs bei der SIT wurde in DEREG Mäusen untersucht. Eine Depletion der FoxP3+ Tregs in DEREG Mäusen während der Durchführung der OVA-IT hob die protektiven Effekte der Therapie jedoch nur teilweise auf. rnUm die Rolle des regulatorischen Zytokins IL-10 bei der SIT zu untersuchen, wurde ein blockierender Antikörper gegen den IL-10-Rezeptor (anti-IL-10R) im chronischen Modell des allergischen Asthmas mit SIT angewendet. Anti-IL-10R hob die protektive Wirkung der SIT auf die AHR, die Atemwegsentzündung und die strukturellen Veränderungen im Lungengewebe auf. Somit ist die protektive Wirkung der SIT abhängig vom IL-10-Signalweg.rnZusammenfassend stellt diese Arbeit die Bedeutung der SIT für allergische Erkrankungen heraus. SIT kann durch die positive Beeinflussung der allergiebedingten, strukturellen Veränderungen in der Lunge auch für Asthmapatienten große Vorteile bringen. Die aus Studien bekannten Mechanismen konnten im Modell bestätigt werden und wurden im weiteren Verlauf untersucht. Die Arbeit stellt im Besonderen die Bedeutung der IL-10-produzierenden und FoxP3+ Tregs für die Effektivität der SIT in den Vordergrund. Zudem ist durch die Etablierung eines neuen Mausmodells der SIT für chronisches allergisches Asthma ein Mittel zur weiteren Erforschung der zugrunde liegenden Prozesse dieser erfolgreichen Therapie geschaffen worden. rn

Specific attentional impairments and complex visual hallucinations in eye disease

OBJECTIVE: To test the prediction by the Perception and Attention Deficit (PAD) model of complex visual hallucinations that cognitive impairment, specifically in visual attention, is a key risk factor for complex hallucinations in eye disease. METHODS: Two studies of elderly patients with acquired eye disease investigated the relationship between complex visual hallucinations (CVH) and impairments in general cognition and verbal attention (Study 1) and between CVH, selective visual attention and visual object perception (Study 2). The North East Visual Hallucinations Inventory was used to classify CVH. RESULTS: In Study 1, there was no relationship between CVH (n=10/39) and performance on cognitive screening or verbal attention tasks. In Study 2, participants with CVH (n=11/31) showed poorer performance on a modified Stroop task (p<0.05), a novel imagery-based attentional task (p<0.05) and picture (p<0.05) but not silhouette naming (p=0.13) tasks. Performance on these tasks correctly classified 83% of the participants as hallucinators or non-hallucinators. CONCLUSIONS: The results suggest that, consistent with the PAD model, complex visual hallucinations in people with acquired eye disease are associated with visual attention impairment.

Stereoselective synthesis and structure determination of a bicyclo[3.3.2]decapeptide

By analogy to the structural diversity of covalent bond networks between atoms within organic molecules, one can design topologically diverse peptides from mathematical graphs by assigning amino acids to graph nodes and peptide bonds to graph edges. The key is to use diamino acids or amino diacids as equivalents of trivalent graph nodes, which enables a variety of graph topologies beyond the standard linear and monocyclic graphs in natural peptides. Here the bicyclic decapeptide A1FGk2VFPE1AG2 (1b) was prepared and crystallized to assign its bridge stereochemistry. The bridge configuration appears as planned by the chirality of the branching amino acids. Bicyclization furthermore depends on the presence of matched chiralities in the branching amino acids. The stereoselective formation of the second bridge opens the way for the synthesis of a large family of bicyclic peptides as promising new scaffolds for drug design.

Natural course of pontocerebellar hypoplasia type 2A

INTRODUCTION Pontocerebellar hypoplasia Type 2 (PCH2) is a rare autosomal recessive condition, defined on MRI by a small cerebellum and ventral pons. Clinical features are severe developmental delay, microcephaly and dyskinesia.Ninety percent carry a p.A307S mutation in the TSEN54-gene. Our aim was to describe the natural course including neurological and developmental features and other aspects of care in a homogeneous group of PCH2 patients all carrying the p.A307S mutation. PATIENTS AND METHODS Patients were recruited via the German patients' organizations. Inclusion criteria were imaging findings of PCH2 and a p.A307S mutation. Data were collected using medical reports and patient questionnaires discussed in a standardized telephone interview. RESULTS Thirty-three patients were included. When considering survival until age 11 years, 53% of children had died Weight, length and head circumference, mostly in the normal range at birth, became abnormal, especially head circumference (-5.58 SD at age 5 yrs). Neurologic symptoms: Choreathetosis was present in 88% (62% with pyramidal signs), 12% had pure spasticity. Epileptic seizures were manifest in 82%, status epilepticus in 39%. Non-epileptic dystonic attacks occurred in 33%. General symptoms: feeding difficulties were recorded in 100%, sleep disorder in 96%, apneas in 67% and recurrent infections in 52%; gastroesophageal reflux disease was diagnosed in 73%, 67% got percutaneous endoscopic gastrostomy and 36% a Nissen-fundoplication. Neurodevelopmental data: All children made progress, but on a low level: such as fixing and following with the eyes was seen in 76%, attempting to grasp objects (76%), moderate head control (73%), social smile (70%), rolling from prone to supine (58%), and sitting without support (9%). Ten percent lost achieved abilities on follow-up. The presence of prenatal symptoms did not correlate with outcome. CONCLUSION Phenotype of this genetically homogeneous group of PCH2 children was severe with reduced survival, but compatible with some developmental progress. Our data support the hypothesis of an early onset degeneration which thereafter stabilizes.

Toward Cove-Edged Low Band Gap Graphene Nanoribbons

Graphene nanoribbons (GNRs), defined as nanometer-wide strips of graphene, have attracted increasing attention as promising candidates for next-generation semiconductors. Here, we demonstrate a bottom-up strategy toward novel low band gap GNRs (E-g = 1.70 eV) with a well-defined cove-type periphery both in solution and on a solid substrate surface with chrysene as the key monomer. Corresponding cyclized chrysene-based oligornerS consisting of the dimer and tetramer are obtained via an Ullmann Coupling followed by oxidative intramolecular cyclodehydrogenation in solution, and much higher GNR homologues via on-surface synthesis. These oligomers adopt nonplanar structures due to the isteric repulsion between the two C-H bonds at the inner cove position. Characterizations by single crystal X-ray analysis, UV-vis absorption spectroscopy, NMR spectroscopy, and scanning tunneling microscopy (STM) are described. The interpretation is assisted by density functional theory (DFT) calculations.

The INO80 chromatin remodeling complex is involved in the nucleotide excision repair pathway

The genomic DNA of eukaryotic cells is well organized into chromatin structures. However, these repressed structures present barriers that block the access of regulatory factors to the genome during various nuclear events. To overcome the obstacle, two major cellular processes, post-modification of histone tails and ATP-dependent chromatin remodeling, are involved in reconfiguring chromatin structure and creating accessible DNA. Despite the current research progress, much remains to be explored concerning the relationship between chromatin remodeling and DNA repair. Recently, one member of the ATP-dependent chromatin remodeling complexes, INO80, has been found to play a crucial role in DNA damage repair. However, the functions of this complex in higher eukaryotes have yet to be determined. The goal of my study is to generate a human somatic INO80 conditional knockout model and investigate the functions of Ino80 in damage repair.^ By homologous targeting of the INO80 locus in human HCT116 colon epithelial cells, I established a human somatic INO80 conditional knockout model. I have demonstrated that the conditional INO80 cells exhibited a sufficiently viable period when the INO80 protein is removed. Moreover, I found that loss of INO80 resulted in deficient UV lesion repair in response to UV while the protein levels of the NER factors such as XPC, XPA, XPD were not affected. And in vitro repair synthesis assay showed that the NER incision and repair synthesis activities were intact in the absence of INO80. Examination on the damage recognition factor XPC showed its recruitment to damage sites was impaired in the INO80 mutant cells. Loss of INO80 also led to reduced enrichment of XPA at the site of UV lesions. Despite the reduced recruitment of XPC and XPA observed in INO80 mutants, no direct interaction was detected. Meanwhile, direct interaction between INO80 and DDB1, the initial UV lesion detector, was detected by coimmunoprecipitation. UV-induced chromosome relaxation was reduced in cells devoid of INO80. These results demonstrate the INO80 complex may participates in the NER by interacting with DDB1 and having a critical role of in creating DNA accessibility for the nucleotide excision pathway. ^

A Bayesian analysis for spatial processes with application to mapping

In geographical epidemiology, maps of disease rates and disease risk provide a spatial perspective for researching disease etiology. For rare diseases or when the population base is small, the rate and risk estimates may be unstable. Empirical Bayesian (EB) methods have been used to spatially smooth the estimates by permitting an area estimate to "borrow strength" from its neighbors. Such EB methods include the use of a Gamma model, of a James-Stein estimator, and of a conditional autoregressive (CAR) process. A fully Bayesian analysis of the CAR process is proposed. One advantage of this fully Bayesian analysis is that it can be implemented simply by using repeated sampling from the posterior densities. Use of a Markov chain Monte Carlo technique such as Gibbs sampler was not necessary. Direct resampling from the posterior densities provides exact small sample inferences instead of the approximate asymptotic analyses of maximum likelihood methods (Clayton & Kaldor, 1987). Further, the proposed CAR model provides for covariates to be included in the model. A simulation demonstrates the effect of sample size on the fully Bayesian analysis of the CAR process. The methods are applied to lip cancer data from Scotland, and the results are compared. ^

DETECTION OF MALARIAL SPOROZOITES BY THE ENZYME LINKED IMMUNOSORBENT ASSAY (ELISA)

Detection of malarial sporozoites by a double antibody sandwich enzyme linked immunosorbent assay (ELISA) is described. This investigation utilized the Anopheles stephensi-Plasmodium berghei malaria model for the generation of sporozoites. Anti-sporozoite antibody was obtained from the sera of rats which had been bitten by An. stephensi with salivary gland sporozoites. Mosquitoes were irradiated prior to feeding on the rats to render the sporozoites non-viable.^ The assay employed microtiter plates coated with their rat anti-sporozoite antiserum or rat anti-sporozoite IgG. Intact and sonicated sporozoites were used as antigens. Initially, sporozoites were detected by an ELISA using staphylococcal protein A conjugated with alkaline phosphatase. Sporozoites were also detected using alkaline phosphatase or horseradish peroxidase conjugated to anti-sporozoite IgG. Best results were obtained using the alkaline phosphatase conjugate.^ This investigation included the titration of antigen, coating antibody and labelled antibody as well as studies of various incubation times. A radioimmunoassay (RIA) was also developed and compared with the ELISA for detecting sporozoites. Finally, the detection of a single infected mosquito in pools of 5 to 10 whole, uninfested ones was studied using both ELISA and RIA.^ Sonicated sporozoites were more readily detected than intact sporozoites. The lower limit of detection was approximately 500 sporozoites per ml. Results using ELISA or RIA were similar. The ability of the ELISA to detect a single infected mosquito in a pool of uninfected ones indicates that this technique has potential use in entomological field studies which aim at determining the vector status of anopheline mosquitoes. The potential of the ELISA for identifying sporozoites of different species of malaria is discussed. ^

Molecular Mechanisms of Vascular Disease in Patients with Rare Variants in MYH11

Thoracic aortic aneurysms and dissections (TAAD) are the primary disease affecting the thoracic ascending aorta, with an incidence rate of 10.4/100,000. Although about 20% of patients carry a mutation in a single gene that causes their disease, the remaining 80% of patients may also have genetic factors that increase their risk for developing TAAD. Many of the genes that predispose to TAAD encode proteins involved in smooth muscle cell (SMC) contraction and the disease-causing mutations are predicted to disrupt contractile function. SMCs are the predominant cell type in the ascending aortic wall. Mutations in MYH11, encoding the smooth muscle specific myosin heavy chain, are a rare cause of inherited TAAD. However, rare but recurrent non-synonymous variants in MYH11 are present in the general population but do not cause inherited TAAD. The goal of this study was to assess the potential role of these rare variants in vascular diseases. Two distinct variants were selected: the most commonly seen rare variant, MYH11 R247C, and a duplication of the chromosomal region spanning the MYH11 locus at 16p13.1. Genetic analyses indicated that both of these variants were significantly enriched in patients with TAAD compared with controls. A knock-in mouse model of the Myh11 R247C rare variant was generated, and these mice survive and reproduce normally. They have no structural abnormalities of the aorta or signs of aortic disease, but do have decreased aortic contractility. Myh11R247C/R247C mice also have increased proliferative response to vascular injury in vivo and increased proliferation of SMCs in vitro. Myh11R247C/R247C SMCs have decreased contractile gene and protein expression and are dedifferentiated. In fibroblasts, myosin force generation is required for maturation of focal adhesions, and enhancers of RhoA activity replace enhancers of Rac1 activity as maturation occurs. Consistent with these previous findings, focal adhesions are smaller in Myh11R247C/R247C SMCs, and there is decreased RhoA activation. A RhoA activator (CN03) rescues the dedifferentiated phenotype of Myh11R247C/R247C SMCs. Myh11R247C/R247C mice were bred with an existing murine model of aneurysm formation, the Acta2-/- mouse. Over time, mice carrying the R247C allele in conjunction with heterozygous or homozygous loss of Acta2 had significantly increased aortic diameter, and a more rapid accumulation of pathologic markers. These results suggest that the Myh11 R247C rare variant acts as a modifier gene increasing the risk for and severity of TAAD in mice. In patients with 16p13.1 duplications, aortic MYH11 expression is increased, but there is no corresponding increase in smooth muscle myosin heavy chain protein. Using SMCs that overexpress Myh11, we identified alterations in SMC phenotype leading to excessive protein turnover. All contractile proteins, not just myosin, are affected, and the proteins are turned over by autophagic degradation. Surprisingly, these cells are also more contractile compared with wild-type SMCs. The results described in this dissertation firmly establish that rare variants in MYH11 significantly affect the phenotype of SMCs. Further, the data suggests that these rare variants do increase the risk of TAAD via pathways involving altered SMC phenotype and contraction. Therefore, this study validates that these rare genetic variants alter vascular SMCs and provides model systems to explore the contribution of rare variants to disease.