Ein neuartiges Interferometer zur Messung magneto-optischer Effekte an L-Absorptionskanten von ferromagnetischen Metallen mit linearpolarisierter Undulatorstrahlung

Am Mainzer Mikrotron MAMI wurde ein neuartiges Interferometer entwickelt und getestet, mit dem magneto-optische Effekte an dünnen, freitragenden Folien von 3d-Übergangsmetallen wie Eisen, Kobalt oder Nickel an den L_{2,3}-Absorptionskanten (im Spektralbereich der weichen Röntgenstrahlung) gemessen werden können. Es handelt sich um eine Weiterentwicklung eines an MAMI erprobten Interferometers, das im wesentlichen aus einer kollinearen Anordnung zweier identischer Undulatoren, zwischen die die dünne Probefolie eingebracht wird, und einem Gitterspektrometer besteht. Aus den als Funktion des Abstands der Undulatoren beobachtbaren Intensitätsoszillation lassen sich das Dekrement des Realteils δ und der Absorptionskoeffizient β des komplexen Brechungsindex bestimmen.rnIm Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde die Apparatur derart weiterentwickelt, dass auch die magnetisch zirkulare Doppelbrechung Δδ und der magnetisch zirkulare Dichroismus Δβ an den L_{2,3}-Absorptionskanten von Übergangsmetallen gemessen werden können. Der zweite Undulator wurde um die Elektronenstrahlachse um den Winkel Ψ = ±107° drehbar gemacht. Damit dient er auch als Analysator der aus der Folie austretenden elliptisch polarisierten weichen Röntgenstrahlung, für die - wie bei der Faraday-Rotation - die Polarisationsebene gedreht ist. Weiterhin kann die Spaltbreite der 10-poligen Hybrid-Undulatoren mit einer Periodenlänge von 12 mm und damit der Undulatorparameter über eine Antriebsmechanik kontinuierlich variiert werden, wodurch eine optimale Anpassung der Amplituden der Undulatorstrahlung aus den beiden Undulatoren möglich wird. Der maximale Undulatorparameter beträgt K = 1.1. Auch das Spektrometer, das auf einem selbstfokussierenden Gitter mit variierter Liniendichte (im Mittel 1400 Linien / mm) basiert, wurde weiterentwickelt. Als Detektor kommt jetzt eine fensterlose CCD mit 1024 x 1024 Pixeln und einer Pixelgröße von 13 μm x 13 μm zum Einsatz, die im Bildmodus betrieben wird, was die gleichzeitige Messung eines Energieintervalls von ca. 50 eV ermöglicht. Die totale Linienbreite wurde bei einer vertikalen Strahlfleckausdehnung von σ_y = 70 μm (rms) am Neon 1s-3p Übergang bei (867.18 ±0.02) eV zu Δħω = (0.218 ±0.002) eV (FWHM) gemessen. Das hohe Auflösungsvermögen von 4000 und die Möglichkeit der Eichung gegen den 1s-3p Übergang von Neon wurden ausgenutzt, um die Energie der Maxima an den Absorptionskanten von Nickel (weiße Linien) neu zu bestimmen. Die Ergebnisse E_{L_2}=(869.65_{-0.16}^{+0.27}) eV und E_{L_3}=(852.37_{-0.11}^{+0.16}) eV stellen eine Verbesserung früherer Messungen dar, die große Streuungen aufwiesen.rnAus systematischen Messungen als Funktion des Abstandes der Undulatoren und des Drehwinkels Ψ wurden die magnetisch zirkulare Doppelbrechung Δδ im Energiebereich 834 eV ≤ ħω ≤ 885 eV an einer freitragenden, bis zur Sättigung magnetisierten Nickelfolie der Dicke von (96.4 ±2.7) nm gemessen. Sowohl das Auflösungsvermögen als auch die Genauigkeit der Messungen für Δδ übersteigen bekannte Literaturangaben signifikant, so dass eine bisher nicht bekannte Feinstruktur gefunden werden konnte. Außerdem wurde der Betrag des magnetisch zirkularen Dichroismus |Δβ| im Bereich des Maximums an der L_3-Absorptionskante mit hoher Genauigkeit gemessen.rn

In-vitro-Studien zur Generierung bi-spezifischer T-Zellen durch T-Zell-Antigenrezeptor-Gentransfer

In der Dissertation konnte gezeigt werden, dass von einem pp65(495-503)-spezifischen Doppelketten-TZR (2-Plasmide-retrovirales Vektorsystem) ein Potential der Fremdinteraktion mit spezifitätsfremden humanen gp100(280-288)- und AML(14-22)- sowie murinen MDM2(81-88)- und p53(264-272)-Tumorantigen-spezifischen TZRa und -b Ketten besteht. Folglich zeichneten sich essentielle Optimierungsverfahren ab. Für die Generierung von bi-spezifischen T-Zellenrnwurden zwei Strategien etabliert. Das erste Verfahren hatte zur Voraussetzung, dass der Donor und Rezipient einen HCMV-seropositiven Status aufweisen würden. Es ließen sich pp65(495-503)-spezifische T-Zellen aus HCMV-seropositiven Blutproben expandieren, die eine effiziente pp65(495-503)-Spezifität charakterisierte. In der zweiten Strategie wurde die Situation behandelt, dass der Donor HCMV-seronegativ und der Rezipient HCMV-seropositiv wären.rnHierbei wurde das Verfahren der simultanen Kotransfektion mit einem pp65(495-503)- und p53(264-272)-spezifischen TZR etabliert. Bei der Verwendung beider Strategien konnten effizient p53(264-272)-Tumorantigen und pp65(495-503)-bi-spezifische T-Zellen generiert werden.rnHinzukommend konnte der Einfluss einer möglichen Kompetition um CD3 undrnFehlinteraktion mit den endogenen TZRa und -b Ketten dargelegt werden. Des Weiteren erfolgten Interaktionsanalysen mit einem p53(264-272)-Tumorantigen-spezifischen Einzelketten-TZR. Die Analysen erfolgten sowohl unter nicht-kompetitiven Bedingungen in der humanen Jurkat-76 Zelllinie, welche den genomischen Verlust von endogenen TZRa und -b Ketten kennzeichnete, als auch unter kompetitiven Bedingungen in den humanen T-Zellen, die endogene TZRa und -b Ketten besitzen. In dem 2-Plasmide-retroviralen Vektorsystem konnte gezeigt werden, dass unter nicht-kompetitiven Bedingungen der p53(264-272)- Tumorantigen-spezifische Einzelketten-TZR in erhöhtem Maße mit der murinen MDM2(81-88)-sowie homologen p53(264-272)- als auch mit den humanen TZRa Ketten der Spezifitäten AML(14-22), gp100(280-288) und pp65(495-503) (Vb3-Analyse) interagieren konnte. Interessanterweise zeigte sich im 1-Plasmid-retroviralen Vektorsystem ein geringeres Interaktionsverhalten mit murinen und vor allem humanen TZRa Ketten. Das Interaktionspotential schien TZR Subfamilien-abhängig zu sein. Essentiell war es, dass der p53(264-272)-Tumorantigenspezifische Einzelketten-TZR eines 1-Plasmid-retroviralen Vektorsystems, trotz minimaler Beeinflussungen, stets an der Zelloberfläche exprimiert werden konnte und sich kein vollständiger Verlust der p53(264-272)-Spezifität verzeichnen ließ. Aufgrund der Verdrängung der Va-Domäne des p53(264-272)-Tumorantigen-spezifischen Einzelketten-TZR durch eine Volllängen-TZRa-Kette, erfolgte die Optimierung der Va/Vb-Interaktion des Einzelketten-TZR (1-Plasmid-retrovirales Vektorsystem). Es konnte ein neuartiger p53(264-272)-Tumorantigenspezifischer Einzelketten-TZR mit einer zusätzlichen künstlichen Disulfidbrücke zwischen Va(Q51C) und dem C-terminalen Ende des SL7-Linkers (G16C) generiert werden. Dieser Einzelketten-TZR zeigte im Vergleich zum Ausgangskonstrukt eine stärkere Va/Vb-Bindung, ausgelesen an einer effizienten Reduktion der residuellen Kettenfehlinteraktion, sowie eine effiziente TZR-Expression und Funktionalität, als auch eine vergleichbare TZR-MHC:Peptid-Affinität. Zusammenfassend konnten pp65(465-503)- und p53(264-272)-Tumorantigen-bi-spezifische T-Zellen generiert werden, die eine effiziente duale Spezifität aufwiesen. Auch konnte detailliert das Interaktionsverhalten eines p53(264-272)-Tumorantigen-spezifischen Einzelketten-TZR mit spezifitätsfremden TZRa Ketten dargelegt sowie eine Optimierung eines p53(264-272)-Tumorantigen-spezifischen Einzelketten-TZR (1-Plasmid-retrovirales Vektorsystem) erzielt werden.

Synthese und Charakterisierung zylindrischer Poly(2-oxazolin)bürsten als Nanocarrier für Drug Delivery Systeme

Inspiriert durch natürlich vorkommende Peptide, sind Poly(2-oxazoline) vielversprechende Kandidaten für Anwendungen in Bereichen des kontrollierten Wirkstoff- bzw. Gentransportes, wie die moderne Biomedizin dies fordert. Da Polyoxazoline als strukturisomere Amide von natürlichen Polypeptiden aufgefasst werden können, zeigen diese synthetischen Polymere in direktem Vergleich erhebliche Vorteile etwa hinsichtlich Zytotoxizät und Effizienz, was wesentlich dazu beitragen kann, aktuelle Hürden biomedizinischer Fragestellungen hinsichtlich Transport und Targeting zu überwinden. Darüber hinaus sollten zylindrische Polymerbürsten aufgrund ihrer molekularen, architekturbedingten Formanisotropie und jüngsten Ergebnissen insbesondere zur formabhängigen Endozytose sehr aussichtsreiche Kandidaten für den Einsatz zum Wirkstofftransport sein.rnrnDie vorliegende Arbeit widmete sich deshalb der Synthese und Charakterisierung von biokompatiblen zylindrischen Poly(2-oxazolin)bürsten als potentielle Nanotransporter von Wirkstoffen, Biomolekülen oder genetischem Material. Als Monomer wurde zunächst 2-Isopropyloxazolin gewählt, da das Polymer eine Phasenübergangstemperatur von 37 °C besitzt, was für Konjugatsynthesen wie auch diverse biomedizinische Applikationen interessant sein kann. Durch terminierende Methacrylamid Funktionalisierung der lebenden kationischen Oxazolinpolymerisation bzw. nachfolgende Endgruppen Transferreaktionen sind Makromonomere im Bereich 1000-5000 g/mol zugänglich. Erstmals gelang es so 2-Oxazolin basierte, hochmolekulare zylindrische Bürsten mit Konturlängen im Bereich von 250 nm mittels „Grafting Through“ Technik in freier radikalischer Polymerisation herzustellen.rnrnAusgehend von der entwickelten Syntheseroute konnten so neben Homo- und Blockcopolymerbürsten von 2-Ethyl-2-oxazolin und 2-Isopropyl-2-oxazolin auch Bürstenmoleküle aus statistischen Copolymeren von 2-Ethyl-2-oxazolin und unsubstituiertem 2-Oxazolin hergestellt werden. Während letztere die Einführung kationischer Gruppen durch selektivere Abspaltmethoden der Formylreste erlauben und so etwa DNA/RNA Komplexierungen ermöglichen können, bietet andererseits der in dieser Arbeit erstmalig demonstrierte Einsatz Azid-funktionalisierter Initiatoren zur kationischen Oxazolinpolymerisation unter Beibehaltung aller anderen sonstigen Reaktionsschritte auch die Möglichkeit der Synthese Azid-Endgruppen-funktionalisierter Makromonomere. Die „Grafting Through“ Methodik der freien radikalischen Makromonomer Polymerisation ist selbst bei diesen funktionalisierten Systemen von großem Vorteil, erlaubt sie auch hier den Zugang zu hochmolekularen Substraten mit einem Pfropfungs- bzw. Funktionalisierungsgrad von 100 %, da jede Seitenkette dieser zylindrischen Bürsten die aussenliegende, und damit sterisch leichter zugängliche funktionale Gruppe trägt. Dabei gelang es die Syntheseroute so zu gestalten, dass es möglich war alle vorgestellten Polymerbürsten mittels statischer und dynamischer Lichtstreuung hinsichtlich absoluter Molmasse und molekularer Dimension zu charakterisieren.rnIn weitereren Reaktionen konnten dann reaktive Fluoreszenzfarbstoffe mit Hilfe kupferfreier 1,3 dipolarerer Addition (kupferfreie „Click-Chemie“) an die Azid-funktionalisierten Polymerbürsten angebunden werden, so dass eine wesentliche Voraussetzung für die Detektion in in vivo und in vitro Experimenten erfüllt werden kann. Darüber hinaus gelingt die quantitative polymeranaloge Umsetzung der Azid- zu Aminogruppen durch eine polymeranalog geführte Reduktion nach Staudinger; damit können an diesen Systemen auch etablierte Konjugationstechniken an Aminogruppen durchgeführt werden. Zudem erlauben die Aminogruppen-haltigen Polymerbürsten durch Protonierung schon bei physiologischem pH die Komplexierung von DNA oder RNA. rnrnErste Lichtstreumessungen in Blutserum zeigen im Falle der kationischen Aminogruppen tragenden Polymerbürsten zwar Aggregation, was aber durch entsprechende Umsetzung nach Konjugation wahrscheinlich unterdrückt werden kann, zeigen doch die entsprechenden Precursorpolymerbürsten mit Azidgruppen in Serum keinerlei Aggregation.rnrnZellaufnahmestudien in dendritische Zellen zeigen nur im Falle einer Azid-funktionalisierten Poly(2-isopropyl-2-oxazolin)bürste eine unspezifische Aufnahme. Die hydrophileren Poly(2-oxazolin)bürsten weise keine unspezifische Aufnahme auf, was eine wichtige Anfoderung für die Verwendung als Polymercarrier in der Krebsimmuntherapie ist.rn

Towards antibody-mediated targeting of dendritic cells for cancer immunotherapy with multivalent polymer-antigen conjugates

Der Fokus dieser Arbeit lag auf der definierten Synthese multifunktioneller Polymer-Konjugate zur Anwendung in der Krebs-Immunotherapie. Durch gezielte Variation der Kon-jugationsbedingungen wurde Zusammensetzung, Größe und Aggregationsverhalten in Zell-medium sowie in humanem Serum untersucht. Nach definierter physikalisch-chemischer Charakterisierung wurde dann die induzierte Antigen-Präsentation zur Aktivierung der T-Zellproliferation analysiert.rnDafür wurden zwei verschiedene polymere Carrier-Systeme gewählt, lineares Poly-L-lysin und eine Polylysinbürste (PLL-Bürste). Es wird vermutet, dass die PLL-Bürste aufgrund der anisotropen Form eine bessere Verteilung im Körper und eine verlängerte Zirkulationsdauer zeigen wird. Die zu konjugierenden biologisch aktiven Komponenten waren der antiDEC205-Antikörper (aDEC205) für die gezielte Adressierung CD8-positiver dendritischer Zellen (DC), ein Ovalbumin (OVA)-spezifisches Antigen mit der Kernsequenz SIINFEKL für die Spezifität der Immunantwort gegen Krebszellen, die dieses Antigen tragen, und ein immunaktivieren-der TLR9-Ligand, CpG1826. Die Effizienz dieses Konjugates dendritische Zellen zu aktivieren, welche wiederum eine Immunantwort gegen OVA-exprimierende Krebszellen induzieren, wurde durch die Konjugation aller Komponenten am identischen Trägermolekül deutlich höher erwartet.rnLineares Poly-L-lysin diente als Modellsystem um die Konjugationschemie zu etablieren und dann auf die zylindrische Polylysinbürste zu übertragen. Anhand dieser polymeren Träger wurde das Verhalten der verschiedenen Topologien des Knäuels und der Bürste im Hinblick auf den Einfluss struktureller Unterschiede sowohl auf Konjugationsreaktionen als auch auf das in situ und in vitro Verhalten untersucht.rnFluoreszenzmarkiertes Antigen und der CpG Aktivator konnten jeweils aufgrund einer Thiol-Modifizierung an die Thiol-reaktive Maleimidgruppe des heterobifunktionellen Linkers Sulfo-SMCC an PLL-AlexaFluor48 konjugiert werden. Anschließend wurde aDEC205-AlexaFluor647 an PLL gekoppelt, entweder durch Schiff Base-Reaktion des oxidierten Antikörpers mit PLL und anschließender Reduzierung oder durch Click-Reaktion des PEG-Azids modifizierten An-tikörpers mit Dicyclobenzylcyclooctin (DIBO)-funktionalisiertem PLL. Die Konjugation der biologisch aktiven Komponenten wurde mit Durchflusszytometrie (FACS) und konfokaler Laser Scanning Mikroskopie (CLSM) untersucht und die Zusammensetzung des Konjugatesrnmittels UV/Vis-Spektroskopie bestimmt. Die PLL-Bürste alleine zeigte eine hohe Zytotoxizität bei HeLa und JAWS II Zelllinien, wohingegen lineares PLL und PLL-Konjugate sowie die PLL Bürsten-Konjugate keine ausgeprägte Zytotoxizität aufwiesen. Die Polymer-Konjugate wie-sen keine Aggregation in Zellmedium oder humanem Serum auf, was mittels winkelabhängi-ger dynamischer Lichtstreuung bestimmt wurde. CLSM Aufnahmen zeigten Kolokalisation der an die einzelnen Komponenten gebundenen Fluoreszenzfarbstoffe in dendritischen Zel-len, was die erfolgreiche Konjugation und Internalisierung der Konjugate in die Zellen bele-gen konnte. FACS Messungen ergaben eine geringfügig erhöhte Aufnahme des adressierten PLL-Antigen-Antikörper-Konjugates verglichen mit dem PLL-Antigen-Konjugat. Experimente mit dem „Specific Hybridization Internalization Sensor“ (SHIP) zeigten jedoch nur Aufnahme der PLL-Konjugate in CD8+ unreife DC, nicht in reife DC, die nicht mehr unspezifisch, sondern nur noch über Rezeptoren internalisieren. Dies bewies die unspezifische Aufnahme des Kon-jugates, da Antikörper-Konjugation keine Rezeptor-vermittelte Endozytose in reife DC indu-zieren konnte. T-Zell-Proliferationsassays ergaben eine Aktivierung von CD8+ T-Zellen indu-ziert durch Antigen-tragende Konjugate, wohingegen Konjugate ohne Antigen als Negativ-kontrollen dienten und keine T-Zell-Proliferation erzielten. Es konnte jedoch kein Unter-schied zwischen adressierten und nicht adressierten Konjugaten aufgrund der unspezifischen Aufnahme durch das Polymer beobachtet werden. Lösliches SIINFEKL alleine bewirkte schon bei geringeren Konzentrationen eine T-Zell-Proliferation.rnEs war somit möglich, drei biologischen Komponenten an einen polymeren Träger zu konju-gieren und diese Konjugate im Hinblick auf Zusammensetzung, Größe, Internalisierung in dendritische Zellen und Aktivierung der T-Zell-Proliferation zu untersuchen. Außerdem wur-de die Konjugationschemie erfolgreich von dem Modellsystem des linearen PLL auf die PLL-Bürste übertragen. Die Polymer-Konjugate werde unspezifisch in DC aufgenommen und in-duzieren T-Zellproliferation, die mit Antigen-Präsentationsassays nachgewiesen wird. Es konnte jedoch durch Konjugation des Antikörpers keine Rezeptor-vermittelte Aufnahme in CD8+ DC erzielt werden.rnDiese Studien stellen einen erfolgsversprechenden ersten Schritt zur Entwicklung neuer Na-nomaterialien für die Anwendung in Krebs-Immuntherapie dar.

3CAM - A NOVEL TERNARY CONTENT ADDRESSABLE MEMORY USING THREE-VALUED LOGIC

Content Addressable Memory (CAM) is a special type of Complementary Metal-Oxide-Semiconductor (CMOS) storage element that allows for a parallel search operation on a memory stack in addition to the read and write operations yielded by a conventional SRAM storage array. In practice, it is often desirable to be able to store a “don’t care” state for faster searching operation. However, commercially available CAM chips are forced to accomplish this functionality by having to include two binary memory storage elements per CAM cell,which is a waste of precious area and power resources. This research presents a novel CAM circuit that achieves the “don’t care” functionality with a single ternary memory storage element. Using the recent development of multiple-voltage-threshold (MVT) CMOS transistors, the functionality of the proposed circuit is validated and characteristics for performance, power consumption, noise immunity, and silicon area are presented. This workpresents the following contributions to the field of CAM and ternary-valued logic:• We present a novel Simple Ternary Inverter (STI) transistor geometry scheme for achieving ternary-valued functionality in existing SOI-CMOS 0.18µm processes.• We present a novel Ternary Content Addressable Memory based on Three-Valued Logic (3CAM) as a single-storage-element CAM cell with “don’t care” functionality.• We explore the application of macro partitioning schemes to our proposed 3CAM array to observe the benefits and tradeoffs of architecture design in the context of power, delay, and area.

Dimerization of Poly(methyl methacrylate) Chains Using Radical Trap-Assisted Atom Transfer Radical Coupling

End-brominated poly(methyl methacrylate) (PMMABr) was prepared by atom transfer radical polymerization (ATRP) and employed in a series of atom transfer radical coupling (ATRC) and radical trap-assisted ATRC (RTA-ATRG) reactions. When coupling reactions were performed in the absence of a nitroso radical trap-traditional ATRC condition-very little coupling of the PMMA chains was observed, consistent with disproportionation as the major termination pathway for two PMMA chain-end radicals in our reactions. When 2-methyl-2-nitrosopropane (MNP) was used as the radical trap, coupling of the PMMA chains in this attempted RTA-ATRC reaction was again unsuccessful, owing to capping of the PMMA chains with a bulky nitroxide and preventing further coupling. Analogous reactions performed using nitrosobenzene (NBz) as the radical trap showed significant dimerization, as observed by gel permeation chromatography (GPC) by a shift in the apparent molecular weight compared to the PMMABr precursors. The extent of coupling was found to depend on the concentrion of NBz compared to the PMMABr chain ends, as well as the temperature and time of the coupling reaction. To a lesser extent, the concentrations of copper(I) bromide (CuBr), nitrogen ligand (N,N,N',N',N"-pentamethyldiethylenetriamine = PMDETA), and elemental copper (Cu) were also found to play a role in the success of the RTA-ATRC reaction. The highest levels of dimerization were observed when the coupling reaction was carried out at 80 degrees C for 0.5h, with ratio of 1:4:2.5:8:1 equiv of NBz: CuBr:Cu:PMDETA:PMMABr.

Extracorporeal membrane oxygenation as a bridge to diagnosis in a 20-month old girl with pulmonary hypertension and right ventricular failure

A 20-month old girl with severe pulmonary hypertension and cardiomegaly was admitted to the paediatric intensive care unit with right ventricular failure of unknown origin. Only after decompression of the heart chambers under extracorporeal membrane oxygenation (ECMO), did the pathognomonic membrane of Cor triatriatum become visible on echocardiography. The patient underwent successful surgical correction and subsequently cardiac function recovered completely. Cor triatriatum remains a rare congenital cardiac disorder with a variable presentation, often including recurrent respiratory infections before right-sided heart failure occurs. This case illustrates that ECMO can serve not only as a bridge to diagnosis, but can also facilitate correct diagnosis. Given the excellent outcome after surgical treatment, it is crucial that cardiologists rule out the possibility of cor triatriatum when assessing a child with unexplained pulmonary hypertension.

Leydig-cell tumour in children: variable clinical presentation, diagnostic features, follow-up and genetic analysis of four cases

BACKGROUND: Testicular tumours are relatively uncommon in infants and children, accounting for only 1-2% of all paediatric solid tumours. Of these approximately 1.5% are Leydig-cell tumours. Further, activating mutations of the luteinizing hormone receptor gene (LHR), as well as of the G protein genes, such as Gsalpha (gsp) and Gialpha (gip2) subunits, and cyclin-dependent kinase gene 4(CDK4) have been associated with the development of several endocrine neoplasms. AIMS/METHODS: In this report, the clinical variability of Leydig-cell tumours in four children is described. The LHR-, gsp-, gip2- and CDK4 genes were investigated to establish the possible molecular pathogenesis of the variable phenotype of the Leydig-cell tumours. RESULTS: No activating mutations in these genes were found in the four Leydig-cell tumours studied. Therefore, the absence of activating mutations in LHR, as well as in both the 'hot spot' regions for activating mutations within the G-alpha subunits and in the regulatory 'hot spot' on the CDK4 genes in these tumours indicates molecular heterogeneity among Leydig-cell tumours. CONCLUSION: Four children with a variable phenotype caused by Leydig-cell tumours are described. A molecular analysis of all the 'activating' genes and mutational regions known so far was performed, but no abnormalities were found. The lessons learnt from these clinically variable cases are: perform ultrasound early and most importantly, consider discrepancies between testicular swelling, tumour size and androgen production.

STOCHASTIC CHARGE TRANSPORT IN MULTI-ISLAND SINGLE-ELECTRON TUNNELING DEVICES

The physics of the operation of singe-electron tunneling devices (SEDs) and singe-electron tunneling transistors (SETs), especially of those with multiple nanometer-sized islands, has remained poorly understood in spite of some intensive experimental and theoretical research. This computational study examines the current-voltage (IV) characteristics of multi-island single-electron devices using a newly developed multi-island transport simulator (MITS) that is based on semi-classical tunneling theory and kinetic Monte Carlo simulation. The dependence of device characteristics on physical device parameters is explored, and the physical mechanisms that lead to the Coulomb blockade (CB) and Coulomb staircase (CS) characteristics are proposed. Simulations using MITS demonstrate that the overall IV characteristics in a device with a random distribution of islands are a result of a complex interplay among those factors that affect the tunneling rates that are fixed a priori (e.g. island sizes, island separations, temperature, gate bias, etc.), and the evolving charge state of the system, which changes as the source-drain bias (VSD) is changed. With increasing VSD, a multi-island device has to overcome multiple discrete energy barriers (up-steps) before it reaches the threshold voltage (Vth). Beyond Vth, current flow is rate-limited by slow junctions, which leads to the CS structures in the IV characteristic. Each step in the CS is characterized by a unique distribution of island charges with an associated distribution of tunneling probabilities. MITS simulation studies done on one-dimensional (1D) disordered chains show that longer chains are better suited for switching applications as Vth increases with increasing chain length. They are also able to retain CS structures at higher temperatures better than shorter chains. In sufficiently disordered 2D systems, we demonstrate that there may exist a dominant conducting path (DCP) for conduction, which makes the 2D device behave as a quasi-1D device. The existence of a DCP is sensitive to the device structure, but is robust with respect to changes in temperature, gate bias, and VSD. A side gate in 1D and 2D systems can effectively control Vth. We argue that devices with smaller island sizes and narrower junctions may be better suited for practical applications, especially at room temperature.

Cichlid species-area relationships are shaped by adaptive radiations that scale with area

A positive relationship between species richness and island size is thought to emerge from an equilibrium between immigration and extinction rates, but the influence of species diversification on the form of this relationship is poorly understood. Here, we show that within-lake adaptive radiation strongly modifies the species-area relationship for African cichlid fishes. The total number of species derived from in situ speciation increases with lake size, resulting in faunas orders of magnitude higher in species richness than faunas assembled by immigration alone. Multivariate models provide evidence for added influence of lake depth on the species-area relationship. Diversity of clades representing within-lake radiations show responses to lake area, depth and energy consistent with limitation by these factors, suggesting that ecological factors influence the species richness of radiating clades within these ecosystems. Together, these processes produce lake fish faunas with highly variable composition, but with diversities that are well predicted by environmental variables.

Change Detection Memory in Rhesus Monkeys and Humans

Visual short-term memory (VSTM) is the storage of visual information over a brief time period (usually a few seconds or less). Over the past decade, the most popular task for studying VSTM in humans has been the change detection task. In this task, subjects must remember several visual items per trial in order to identify a change following a brief delay interval. Results from change detection tasks have shown that VSTM is limited; humans are only able to accurately hold a few visual items in mind over a brief delay. However, there has been much debate in regard to the structure or cause of these limitations. The two most popular conceptualizations of VSTM limitations in recent years have been the fixed-capacity model and the continuous-resource model. The fixed-capacity model proposes a discrete limit on the total number of visual items that can be stored in VSTM. The continuous-resource model proposes a continuous-resource that can be allocated among many visual items in VSTM, with noise in item memory increasing as the number of items to be remembered increases. While VSTM is far from being completely understood in humans, even less is known about VSTM in non-human animals, including the rhesus monkey (Macaca mulatta). Given that rhesus monkeys are the premier medical model for humans, it is important to understand their VSTM if they are to contribute to understanding human memory. The primary goals of this study were to train and test rhesus monkeys and humans in change detection in order to directly compare VSTM between the two species and explore the possibility that direct species comparison might shed light on the fixed-capacity vs. continuous-resource models of VSTM. The comparative results suggest qualitatively similar VSTM for the two species through converging evidence supporting the continuous-resource model and thereby establish rhesus monkeys as a good system for exploring neurophysiological correlates of VSTM.

Genetic predisposition to prostate cancer

Prostate cancer (PC) is a significant economic and health burden in the U.S. and Europe but its causes are largely unknown. The most significant risk factors (after gender) are age and family history of the disease. A gene with high penetrance but low frequency on chromosome 1q, HPC 1, has been suggested to cause a proportion of the familial aggregation of PC but other more common genes, conferring less risk, are also thought to contribute to disease predisposition. We have pursued a strategy to study both types of genetic risk in PC. To identify high penetrance genes, affected men from thirteen families have been genotyped for genetic linkage analysis at six microsatellite markers spanning 45 cM of 1q24-25. Both LOD score and non-parametric statistics provide no significant support for HPC1 in this genomic region, although 3 of the families did combine to produce a LOD score of 0.9. These families will be included in a genome wide search for other PC predisposition genes as part of a multinational collaboration.^ For study of common genetic factors in PC development, leukocyte DNA samples from an unselected series of 55 patients and 67 controls have been examined for genetic differences in two other candidate genes, the androgen receptor gene, hAR, at Xq11-12, and the vitamin D receptor gene, hVDR, at 12q12-14. hAR was typed for two trinucleotide repeat length polymorphisms, (CAG)$\rm\sb{n}$ and (GGC)$\rm\sb{n},$ encoding polyglutamine and polyglycine tracts, respectively, which have been implicated in PC susceptibility. These data, combined with similarly processed patients and controls from the U.K. show no consistent association of allele length with PC risk. A novel finding, however, has been a significant association between the number of GGC repeats and the length of time between diagnosis and relapse in stage T1-T4 Caucasian patients irrespective of therapy and age of the patient. Of 49 patients who relapsed out of 108 entering the study, those with 16 or fewer GGC repeats had an average relapse-free-period of 101 (+/$-$7.7) months while for those with more than 16 repeats the period averaged 48 (+/$-$2.9) months, a difference of 2.1 fold or 4.4 years.^ The second gene, hVDR, was genotyped at two polymorphisms, a synonymous C/T substitution in exon 9 identified by differential TaqI enzymatic digestion and a variable length polyA tract in the 3$\sp\prime$ UTR. Although these polymorphisms are in strong linkage disequilibrium only the polyA region showed a possible association with PC risk. Men homozygous for alleles with fewer than 18 A's had an increased risk (OR = 3.0, p = 0.0578) compared to controls. This result is opposite to the findings of others and may either indicate off-setting random errors which together balance out to no significant overall effect or reflect more complex genetic and/or environmental associations.^ Overall, this research suggests that single gene familial predisposition may be less prominent in PC than in other cancers and that the characteristics of PC pathology may be useful in identifying the effects of common genetic factors. ^

Memory regulatory T cells reside in human skin.

Regulatory T cells (Tregs), which are characterized by expression of the transcription factor Foxp3, are a dynamic and heterogeneous population of cells that control immune responses and prevent autoimmunity. We recently identified a subset of Tregs in murine skin with properties typical of memory cells and defined this population as memory Tregs (mTregs). Due to the importance of these cells in regulating tissue inflammation in mice, we analyzed this cell population in humans and found that almost all Tregs in normal skin had an activated memory phenotype. Compared with mTregs in peripheral blood, cutaneous mTregs had unique cell surface marker expression and cytokine production. In normal human skin, mTregs preferentially localized to hair follicles and were more abundant in skin with high hair density. Sequence comparison of TCRs from conventional memory T helper cells and mTregs isolated from skin revealed little homology between the two cell populations, suggesting that they recognize different antigens. Under steady-state conditions, mTregs were nonmigratory and relatively unresponsive; however, in inflamed skin from psoriasis patients, mTregs expanded, were highly proliferative, and produced low levels of IL-17. Taken together, these results identify a subset of Tregs that stably resides in human skin and suggest that these cells are qualitatively defective in inflammatory skin disease.

Progressive multifocal leukoencephalopathy in common variable immunodeficiency: mitigated course under mirtazapine and mefloquine.

Demonstration of survival and outcome of progressive multifocal leukoencephalopathy (PML) in a 56-year-old patient with common variable immunodeficiency, consisting of severe hypogammaglobulinemia and CD4+ T lymphocytopenia, during continuous treatment with mirtazapine (30 mg/day) and mefloquine (250 mg/week) over 23 months. Regular clinical examinations including Rankin scale and Barthel index, nine-hole peg and box and block tests, Berg balance, 10-m walking tests, and Montreal Cognitive Assessment (MoCA) were done. Laboratory diagnostics included complete blood count and JC virus (JCV) concentration in cerebrospinal fluid (CSF). The noncoding control region (NCCR) of JCV, important for neurotropism and neurovirulence, was sequenced. Repetitive MRI investigated the course of brain lesions. JCV was detected in increasing concentrations (peak 2568 copies/ml CSF), and its NCCR was genetically rearranged. Under treatment, the rearrangement changed toward the archetype sequence, and later JCV DNA became undetectable. Total brain lesion volume decreased (8.54 to 3.97 cm(3)) and atrophy increased. Barthel (60 to 100 to 80 points) and Rankin (4 to 2 to 3) scores, gait stability, and box and block (7, 35, 25 pieces) and nine-hole peg (300, 50, 300 s) test performances first improved but subsequently worsened. Cognition and walking speed remained stable. Despite initial rapid deterioration, the patient survived under continuous treatment with mirtazapine and mefloquine even though he belongs to a PML subgroup that is usually fatal within a few months. This course was paralleled by JCV clones with presumably lower replication capability before JCV became undetectable. Neurological deficits were due to PML lesions and progressive brain atrophy.

Ethical procedures and patient consent differ in Europe.

BACKGROUND Research ethics approvals, procedures and requirements for institutional research ethics committees vary considerably by country and by type of organisation. OBJECTIVE To evaluate the requirements and procedures of research ethics committees, details of patient information and informed consent based on a multicentre European trial. DESIGN Survey of European hospitals participating in the prospective observational study on chronic postsurgical pain (euCPSP) using electronic questionnaires. SETTING Twenty-four hospitals in 11 European countries. PARTICIPANTS From the 24 hospitals, 23 local investigators responded; 23 answers were analysed. OUTCOME MEASURES Comparison of research ethics procedures and committee requirements from the perspective of clinical researchers. Comparison of the institutions' procedures regarding patient information and consent. Description of further details such as costs and the duration of the approval process. RESULTS The approval process lasted from less than 2 weeks up to more than 2 months with financial fees varying between 0 and 575 &OV0556;. In 20 hospitals, a patient information sheet of variable length (half page up to two pages) was provided. Requirements for patients' informed consent differed. Written informed consent was mandatory at 12, oral at 10 and no form of consent at one hospital. Details such as enough time for consideration, possibility for withdrawal and risks/benefits of participation were provided in 25 to 30% of the institutions. CONCLUSION There is a considerable variation in the administrative requirements for approval procedures by research ethics committees in Europe. This results in variation of the extent of information and consent procedures for the patients involved. TRIAL REGISTRATION euCPSP in Clinicaltrials.gov identifier: NCT01467102; PAIN-OUT in Clinicaltrials.gov identifier: NCT02083835.