Study on the regulation of mRNA expression of GABA transporters (GAT-1 and GAT-3) in rat brain

The submitted work concentrated on the study of mRNA expression of two distinct GABA transporters, GAT-1 and GAT-3, in the rat brain. For the detection and quantification of the chosen mRNAs, appropriate methods had to be established. Two methods, ribonuclease protection assay (RPA) and competitive RT-PCR were emloyed in the present study. Competitive RT-PCR worked out to be 20 times more sensitive as RPA. Unlike the sensitivity, the fidelity of both techniques was comparable with respect to their intra- and inter-assay variability.The basal mRNA levels of GAT-1 and GAT-3 were measured in various brain regions. Messenger RNAs for both transporters were detected in all tested brain regions. Depending on the region, the observed mRNA level for GAT-1 was 100-300 higher than for GAT-3. The GAT-1 mRNA levels were similar in all tested regions. The distribution of GAT-3 mRNA seemed to be more region specific. The strongest GAT-3 mRNA expression was detected in striatum, medulla oblongata and thalamus. The lowest levels of GAT-3 were in cortex frontalis and cerebellum.Furthermore, the mRNA expression for GAT-1 and GAT-3 was analysed under altered physiological conditions; in kindling model of epilepsy and also after long-term treatment drugs modulating GABAergic transmission. In kindling model of epilepsy, altered GABA transporter function was hypothesised by During and coworkers (During et al., 1995) after observed decrease in binding of nipecotic acid, a GAT ligand, in hippocampus of kindled animals. In the present work, the mRNA levels were measured in hippocampus and whole brain samples. Neither GAT-1 nor GAT-3 showed altered transcription in any tested region of kindled animals compared to controls. This leads to conclusion that an altered functionality of GABA transporters is involved in epilepsy rather than a change in their expression.The levels of GAT-1 and GAT-3 mRNAs were also measured in the brain of rats chronically treated with diazepam or zolpidem, GABAA receptor agonists. Prior to the molecular biology tests, behavioural analysis was carried out with chronically and acutely treated animals. In two tests, open field and elevated plus-maze, the basal activity exploration and anxiety-like behaviour were analysed. Zolpidem treatment increased exploratory activity. There were observed no differencies between chronically and acutely treated animals. Diazepam increased exploratory activity and decresed anxiety-like behaviour when applied acutely. This effect disappeard after chronic administration of diazepam. The loss of effect suggested a development of tolerance to effects of diazepam following long-term administration. Double treatment, acute injection of diazepam after chronic diazepam treatment, confirmed development of a tolerance to effects of diazepam. Also, the mRNAs for GAT-1 and GAT-3 were analysed in cortex frontalis, hippocampus, cerebellum and whole brain samples of chronically treated animals. The mRNA levels for any of tested GABA transporters did not show significant changes in any of tested region neither after diazepam nor zolpidem treatment. Therefore, changes in GAT-1 and GAT-3 transcription are probably not involved in adaptation of GABAergic system to long-term benzodiazepine administration and so in development of tolerance to benzodiazepines.

Transgene Mausmodelle zur Untersuchung von Nervenzellwanderungen

Im Rahmen dieser Arbeit wurden transgene Mausmodelle hergestellt, die eine weitere Aufklärung der Rolle des Transkriptionsfaktors Pax6 bei der Wanderung von Nervenzellen ermöglichen, sowie ein Kultursystem zur Darstellung embryonaler Wanderungen außerhalb des Mutterleibs entwickelt.Bei der YAC-transgenen Mäuselinie PhPax6-taulacZ wird das Reportergen taulacZ unter der Kontrolle des Pax6-Promotors exprimiert. Dadurch ist dort, wo Pax6 im Zellkern vorliegt, der Rest der Zelle über seine gesamte Ausdehnung mit der vom taulacZ-Transgen kodierten tau-b-Galactosidase markiert. Das räumlich-zeitliche Expressionsmuster von Pax6 und dem Transgen taulacZ wurde detailliert untersucht. Dabei wurde eine hohe Übereinstimmung festgestellt. Basierend auf der Darstellung der Zellen in ihrer gesamten Ausdehnung, die durch das taulacZ-Transgen erstmals möglich ist, wurde eine Klassifizierung Pax6-positiver Zelltypen vorgenommen. Zunächst wird Pax6 in Neuroepithelzellen, später in radialen Gliazellen exprimiert.Mit der zweiten transgenen Mäuselinie, PhPax6-tTA, wurde ein Werkzeug hergestellt, das die gezielte und hoch spezifische Expression von beliebigen Transgenen in Pax6-exprimierenden Zellen ermöglicht. In Pax6-positive Zellen der Medulla wurde das Grün Fluoreszierende Protein (GFP) eingeführt und das Wanderungsverhalten in vitro über mehrere Tage dargestellt. Erstmals können mit dieser Linie beliebige Expressionskonstrukte gezielt, hocheffizient und schnell in wandernde Neurone eingebracht werden, ohne störende Hinter-grundexpression in anderen Zellen.

Il censimento degli elementi vulnerabili in un'area a rischio di incidente rilevante

Il territorio di Ferrara è caratterizzata da un’area ad elevata concentrazione di stabilimenti a rischio di incidente rilevante e dalla movimentazione di ingenti quantitativi di sostanze pericolose sulla rete stradale, ferroviaria ed in condotta. Basti pensare che nel solo Comune di Ferrara sono ben 5 le aziende che, per tipologia e quantità di sostanze presenti, rientrano nel campo di applicazione del D.Lgs. 334/99 (“Attuazione delle direttiva 96/82/CE relativa al controllo dei pericoli di incidenti rilevanti connessi con determinate sostanze pericolose”). Per questo motivo, il 24 febbraio 2012 è stato sottoscritto a Ferrara il protocollo d’intesa per l’avvio dello Studio di Sicurezza Integrato d’Area (SSIA) del polo chimico ferrarese da parte della Regione Emilia Romagna, dell’Agenzia Regionale di Protezione Civile, del Comune e della Provincia di Ferrara, dell’Ufficio Territoriale del Governo, della Direzione Regionale dei Vigili del Fuoco, dell’Agenzia Regionale Prevenzione e Ambiente e delle stesse aziende del polo chimico. L’Università di Bologna, tramite il Dipartimento di Ingegneria Chimica, Mineraria e delle Tecnologie Ambientali presso il quale è stato svolto il presente lavoro di tesi, prende parte al Consiglio Scientifico ed al Comitato Tecnico del SSIA, aventi funzioni di direzione e di gestione operativa della ricerca. Il progetto è modellato sulla precedente esperienza realizzata in regione per il polo industriale di Ravenna (progetto ARIPAR), la cui validità è stata ampiamente riconosciuta a livello nazionale ed internazionale. L’idea alla base dello studio deriva dal fatto che per avere un quadro della situazione in un’area così complessa, è necessario non solo valutare l’insieme dei rischi presenti, ma anche le loro correlazioni e le conseguenze sul territorio di riferimento. In un’analisi di rischio d’area risulta di primaria importanza l’analisi della vulnerabilità del territorio circostante il sito industriale, in quanto scenari attesi di danno di pari severità assumono una differente valenza in relazione all’effettiva presenza di bersagli nell’area di interesse. Per tale motivo il presente lavoro di tesi ha avuto l’obiettivo di istruire il censimento della vulnerabilità del territorio di Ferrara, con riferimento ai bersagli “uomo”, “ambiente” e “beni materiali”. In primo luogo si è provveduto, sulla base delle distanze di danno degli scenari incidentali attesi, a definire l’estensione dell’area in cui effettuare il censimento. Successivamente si è approfondito il censimento della vulnerabilità del bersaglio “uomo”, prendendo in considerazione sia la popolazione residente, sia i centri di vulnerabilità localizzati all’interno dell’area potenzialmente interessata da incidenti rilevanti. I centri di vulnerabilità non sono altro che luoghi ad elevata densità di persone (ad esempio scuole, ospedali, uffici pubblici, centri commerciali), spesso caratterizzati da una maggiore difficoltà di evacuazione, sia per l’elevato numero di persone presenti sia per la ridotta mobilità delle stesse. Nello specifico si è proceduto alla creazione di un database (grazie all’utilizzo del software ArcView GIS 3.2) di tutti i centri di vulnerabilità presenti, ai quali è stato possibile associare una precisa localizzazione territoriale ed altri dati di carattere informativo. In una fase successiva dello SSIA sarà possibile associare ai centri di vulnerabilità le relative categorie di popolazione, indicando per ciascuna il numero dei presenti. I dati inseriti nel database sono stati forniti in massima parte dal Comune di Ferrara e, in misura più limitata, dall’Agenzia Regionale di Protezione Civile e dalla Camera di Commercio. Presentando spesso tali dati un’aggregazione diversa da quella necessaria ai fini dello SSIA, è stato necessario un intenso lavoro di analisi, di depurazione e di riaggregazione allo scopo di renderli disponibili in una forma fruibile per lo SSIA stesso. Da ultimo si è effettuata una valutazione preliminare della vulnerabilità dei bersagli “ambiente” e “beni materiali”. Per quanto riguarda l’ambiente, si sono messe in luce le aree sottoposte a vincoli di tutela naturalistica e quindi particolarmente vulnerabili in caso di un rilascio accidentale di sostanze pericolose. Per il bersaglio “beni materiali”, non essendo stato possibile reperire dati, si è sono evidenziate le categorie di beni da censire. In conclusione, è possibile affermare che lo studio effettuato in questo lavoro di tesi, ha consentito non solo di conseguire l’obiettivo inizialmente stabilito – l’istruzione del censimento della vulnerabilità del territorio di Ferrara - ma ha contribuito anche alla definizione di una metodologia per il censimento di aree vaste che potrà essere utilmente applicata ad altre zone del territorio nazionale.

Aspetti ipnici e vegetativi dell'inibizione del controllo nervoso centrale della termogenesi nel ratto

La possibilità di indurre stati ipotermici ed ipometabolici come il torpore o l’ibernazione in animali non ibernanti può avere dei risvolti utili nella pratica medica, in quanto permetterebbe di trarre vantaggio dagli effetti benefici dell’ipotermia senza gli effetti compensatori negativi causati dalla risposta omeostatica dell’organismo. Con questo lavoro vogliamo proporre un nuovo approccio, che coinvolge il blocco farmacologico dell’attività dei neuroni nel bulbo rostroventromediale (RVMM), un nucleo troncoencefalico che si è rivelato essere uno snodo chiave nella regolazione della termogenesi attraverso il controllo dell’attività del tessuto adiposo bruno, della vasomozione cutanea e del cuore. Nel nostro esperimento, sei iniezioni consecutive del agonista GABAA muscimolo nel RVMM, inducono uno stato reversibile di profonda ipotermia (21°C al Nadir) in ratti esposti ad una temperatura ambientale di 15°C. Lo stato ipotermico/ipomentabolico prodotto dall’inibizione dei neuroni del RVMM mostra forti similitudini col torpore naturale, anche per quanto concerne le modificazioni elettroencefalografiche osservate durante e dopo la procedura. Come negli ibernati naturali, nei ratti cui viene inibito il controllo della termogenesi si osserva uno spostamento verso le regioni lente delle spettro di tutte le frequenze dello spettro EEG durante l’ipotermia, ed un forte incremento dello spettro EEG dopo il ritorno alla normotermia, in particolare della banda Delta (0,5-4Hz) durante il sonno NREM. Per concludere, questi risultati dimostrano che l’inibizione farmacologica selettiva di un nucleo troncoencefalico chiave nel controllo della termogenesi è sufficiente per indurre uno stato di psuedo-torpore nel ratto, una specie che non presenta stati di torpore spontaneo. Un approccio di questo tipo può aprire nuove prospettive per l’utilizzo in ambito medico dell’ipotermia.

Analisi preliminare del trasporto di sostanze pericolose nel polo chimico di Ferrara.

Sommario Il polo chimico di Ferrara, situato nella periferia nord occidentale del territorio comunale, rappresenta un’area ad alta concentrazione di stabilimenti, ai sensi dell’art. 13 del D.Lgs. 334/99 e s.m.i., ovvero un’area in cui sono presenti diversi stabilimenti a rischio di incidente rilevante, così definiti in base alle caratteristiche di pericolosità e dei quantitativi delle sostanze chimiche presenti. Per tali aree la norma di legge prevede la realizzazione di uno Studio di Sicurezza Integrato d’Area o SSIA. Allo SSIA del polo chimico ferrarese è stato dato avvio nel corso del 2012, in seguito ad un accordo tra la Regione Emilia Romagna, l’Agenzia Regionale di Protezione Civile, la Provincia di Ferrara, l’Ufficio Territoriale del Governo, il Comune di Ferrara, la Direzione Regionale dei Vigili del Fuoco, l’Agenzia Regionale Prevenzione e Ambiente e le stesse aziende presenti nel polo. La realizzazione dello SSIA prevede 6 fasi: 1) la definizione dei criteri metodologici da adottare per l’analisi del rischio; 2) la raccolta e l’analisi critica dei dati necessari all'analisi del rischio; 3) l’individuazione e la caratterizzazione delle sorgenti di rischio; 4) l’analisi delle conseguenze e la stima della frequenza di accadimento degli scenari incidentali che possono scaturire da ogni sorgente di rischio; 5) la ricomposizione, per tutti gli scenari di ogni sorgente e per tutte le sorgenti, delle frequenze e delle conseguenze negli indici di rischio; 6) l’analisi e la valutazione dei risultati ottenuti, al fine di interventi eventuali interventi per la riduzione e la mitigazione del rischio stesso. Il presente lavoro di tesi si inserisce nello Studio di Sicurezza Integrato d’Area del polo chimico di Ferrara ed in particolare nelle fasi 2), 3) e 4) sopra citate. Esso ha preso avvio durante un tirocinio svolto presso l’Agenzia Regionale di Protezione Civile ed ha avuto ad oggetto il trasporto di sostanze pericolose via strada e ferrovia nell'area dello SSIA. Il lavoro di tesi è così strutturato: a valle del capitolo 1 avente carattere introduttivo, si è descritta nel dettaglio l’area oggetto dello SSIA, con particolare riferimento alle vie di trasporto delle sostanze pericolose (capitolo 2). Successivamente (capitolo 3) si è illustrata la metodologia utilizzata per effettuare il censimento dei dati di trasporto delle sostanze pericolose forniti dalle aziende del polo e si sono presentati i risultati ottenuti. Infine (capitolo 4) si è eseguita l’analisi delle conseguenze degli scenari incidentali associati al trasporto di alcune delle sostanze movimentate per strada e ferrovia.

Effetti sulle funzioni autonomiche e sugli stati di veglia e di sonno della manipolazione centrale farmacologica del sistema ipocretinergico nel ratto

Obiettivo della tesi è stato quello di studiare il ruolo svolto dall’ipotalamo laterale (LH) nella regolazione dei processi di integrazione dell’attività autonomica e termoregolatoria con quella degli stati di veglia e sonno. A questo scopo, l’attività dell’LH è stata inibita per 6 ore (Esperimento A) mediante microiniezioni locali dell’agonista GABAA muscimolo nel ratto libero di muoversi, nel quale sono stati monitorati in continuo l’elelttroencefalogramma, l’elettromiogramma nucale, la pressione arteriosa (PA) e la temperatura ipotalamica (Thy) e cutanea. Gli animali sono stati studiati a temperatura ambientale (Ta) di 24°C e 10°C. I risultati hanno mostrato che l’inibizione acuta dell’LH riduce l’attività di veglia e sopprime la comparsa del sonno REM. Ciò avviene attraverso l’induzione di uno stato di sonno NREM caratterizzato da ipersincronizzazione corticale, con scomparsa degli stati transizionali al sonno REM. Quando l’animale è esposto a bassa Ta, tali alterazioni si associano a un ampio calo della Thy, che viene compensato da meccanismi vicarianti solo dopo un paio d’ore dall’iniezione. Sulla base di tali risultati, si è proceduto ad un ulteriore studio (Esperimento B) volto ad indagare il ruolo del neuropeptide ipocretina (prodotto in modo esclusivo a livello dell’LH) nei processi termoregolatori, mediante microiniezioni del medesimo nel bulbo rostrale ventromediale (RVMM), stazione cruciale della rete nervosa preposta all’attivazione dei processi termogenetici. La somministrazione di ipocretina è stata in grado di attivare la termogenesi e di potenziare la comparsa della veglia, con concomitante lieve incremento della PA e della frequenza cardiaca, quando effettuata alle Ta di 24°C o di 10°C, ma non alla Ta di 32°C. In conclusione, i risultati indicano che l’LH svolge un ruolo cruciale nella promozione degli stati di veglia e di sonno REM e, per tramite dell’ipocretina, interviene in modo coplesso a livello del RVMM nella regolazione dei processi di coordinamento dell'attività di veglia con quella termoregolatoria.

Misregulation of the tumour suppressor gene CYLD drives hyperactivation of T cells leading to intestinal pathology

The tumour suppressor gene cyld is mutated in familial cylindromatosis, an autosomal-dominant condition that predisposes to multiple skin tumours. The deubiquitinase CYLD acts as a negative regulator of NF-κB signaling. To analyse the function of CYLD in vivo we used the CYLDex7/8 mice, which are characterized by loss of the full-length transcript and overexpression of a short splice variant of CYLD (sCYLD). In CYLDex7/8 mice the overexpression of sCYLD results in splenomegaly and lymphadenopathy. Additionally, the B cell population in spleen and lymph nodes is increased at the expense of T cells. Analysis of CYLDex7/8 T cells showed a significant reduction of CD4 single positive (SP) and CD8 SP T cells in the thymus and in the periphery. By investigating the impact of sCYLD in TCR signaling in thymocytes, we could demonstrate that sCYLD partially inhibited the activation of Zap70 and thereby negatively regulated TCR signaling. In vitro as well as in vivo we could show that CD4+ T cells displayed a hyperactive phenotype, proliferated to a better extent than WT cells and expressed high amounts of inflammatory cytokines such as IL-6 and IL-17A. Western Blots of steady state thymocytes and peripheral CD4+ T cells were performed, showing that the noncanonical pathway was highly upregulated visualized by the expression levels of RelB and p100 leading to a hyperactive phenotype of CD4+ T cells. In order to investigate the contribution of sCYLD in positive and negative selection in the thymus in vivo, the HY-TCR transgene (HYtg) was crossed to CYLDex7/8 mice. The analysis of CYLDex7/8 HYtg males revealed an increase in CD4+CD8+ DP as well as in CD8+ SP thymocytes, suggesting a less pronounced negative selection in CYLD mutant mice compared to HYtg control mice. Interestingly, the impaired negative selection in the thymus was accompanied by a strong colitis phenotype at early ages (4 weeks). Since medullary TECs (mTECs) play an important role in the late stage of T cell development by negatively selecting autoreactive thymocytes, the levels of mTECs in the medullary compartment was investigated. Of note, low numbers of mTECs were observed, combined with decreased expression levels of the mTEC markers UEA-1, keratin-5, claudin-3 and claudin-4. The reduction of mTECs in the medullary compartment could explain the inflammatory phenotype of CD4+ T cells in CYLDex7/8 mice leading to the severe intestinal pathology observed in these mice. Taken together, these results show an important role of sCYLD in T cell development and function as well as in NF-кB signaling of T cells.

Studio del tensore di diffusione per la differenziazione delle strutture renali

La tecnologia della diffusion tensor imaging (DTI) è una tecnica non invasiva, che permette di effettuare una caratterizzazione in vivo di diversi tessuti, è una tecnica consolidata in ambito neurologico e rappresenta una metodica ancora da esplorare ma molto promettente in ambito renale. Questo lavoro di tesi si concentra in primo luogo sulla differenziazione di diverse strutture renali quali, la corteccia e la medulla del rene sano, le cisti del rene affetto dalla malattia policistica autosomica dominante e i carcinomi. La seconda parte del lavoro si concentra sui reni policistici, in quanto è una delle malattie genetiche più comuni e la principale causa di insufficienza renale e non è, ad oggi, stata adeguatamente affrontata in questo genere di studi. Il secondo obiettivo è, quindi, di valutare se la tecnica dell’imaging di diffusione potrebbe essere utile per fornire informazioni sullo stato della malattia e sul grado si avanzamento di essa. Sono stati implementati in Matlab gli algoritmi per la costruzione del tensore di diffusione a partire dalle immagini DWI e per la selezione delle ROI sulle varie regioni di interesse. I risultati ottenuti per l’analisi dei reni policistici dimostrano che per gli intervalli temporali considerati non è possibile correlare il valore di diffusività media del parenchima e lo stadio di avanzamento della malattia, stabilito dai valori di eGFR. Per quanto riguarda i risultati ottenuti dalla differenziazione delle diverse strutture renali la tecnica della diffusion imaging risulta essere potenzialmente in grado di differenziare i diversi tessuti renali e di valutare separatamente la funzionalità dei reni.

Effects of lung recruitment maneuvers on splanchnic organ perfusion during endotoxin-induced pulmonary arterial hypertension

Lung recruitment maneuvers (RMs), used to reopen atelectatic lung units and to improve oxygenation during mechanical ventilation, may result in hemodynamic impairment. We hypothesize that pulmonary arterial hypertension aggravates the consequences of RMs in the splanchnic circulation. Twelve anesthetized pigs underwent laparotomy and prolonged postoperative ventilation. Systemic, regional, and organ blood flows were monitored. After 6 h (= baseline), a recruitment maneuver was performed with sustained inflation of the lungs. Thereafter, the pigs were randomly assigned to group C (control, n = 6) or group E with endotoxin-induced pulmonary arterial hypertension (n = 6). Endotoxemia resulted in a normotensive and hyperdynamic state and a deterioration of the oxygenation index by 33%. The RM was then repeated in both groups. Pulmonary artery pressure increased during lipopolysaccharide infusion from 17 ± 2 mmHg (mean ± SD) to 31 ± 10 mmHg and remained unchanged in controls (P < 0.05). During endotoxemia, RM decreased aortic pulse pressure from 37 ± 14 mmHg to 27 ± 13 mmHg (mean ± SD, P = 0.024). The blood flows of the renal artery, hepatic artery, celiac trunk, superior mesenteric artery, and portal vein decreased to 71% ± 21%, 69% ± 20%, 76% ± 16%, 79% ± 18%, and 81% ± 12%, respectively, of baseline flows before RM (P < 0.05 all). Organ perfusion of kidney cortex, kidney medulla, liver, and jejunal mucosa in group E decreased to 65% ± 19%, 77% ± 13%, 66% ± 26%, and 71% ± 12%, respectively, of baseline flows (P < 0.05 all). The corresponding recovery to at least 90% of baseline regional blood flow and organ perfusion lasted 1 to 5 min. Importantly, the decreases in regional blood flows and organ perfusion and the time to recovery of these flows did not differ from the controls. In conclusion, lipopolysaccharide-induced pulmonary arterial hypertension does not aggravate the RM-induced significant but short-lasting decreases in systemic, regional, and organ blood flows.

Pheochromocytoma in rats with multiple endocrine neoplasia (MENX) shares gene expression patterns with human pheochromocytoma

Pheochromocytomas are rare neoplasias of neural crest origin arising from chromaffin cells of the adrenal medulla and sympathetic ganglia (extra-adrenal pheochromocytoma). Pheochromocytoma that develop in rats homozygous for a loss-of-function mutation in p27Kip1 (MENX syndrome) show a clear progression from hyperplasia to tumor, offering the possibility to gain insight into tumor pathobiology. We compared the gene-expression signatures of both adrenomedullary hyperplasia and pheochromocytoma with normal rat adrenal medulla. Hyperplasia and tumor show very similar transcriptome profiles, indicating early determination of the tumorigenic signature. Overrepresentation of developmentally regulated neural genes was a feature of the rat lesions. Quantitative RT-PCR validated the up-regulation of 11 genes, including some involved in neural development: Cdkn2a, Cdkn2c, Neurod1, Gal, Bmp7, and Phox2a. Overexpression of these genes precedes histological changes in affected adrenal glands. Their presence at early stages of tumorigenesis indicates they are not acquired during progression and may be a result of the lack of functional p27Kip1. Adrenal and extra-adrenal pheochromocytoma development clearly follows diverged molecular pathways in MENX rats. To correlate these findings to human pheochromocytoma, we studied nine genes overexpressed in the rat lesions in 46 sporadic and familial human pheochromocytomas. The expression of GAL, DGKH, BMP7, PHOX2A, L1CAM, TCTE1, EBF3, SOX4, and HASH1 was up-regulated, although with different frequencies. Immunohistochemical staining detected high L1CAM expression selectively in 27 human pheochromocytomas but not in 140 nonchromaffin neuroendocrine tumors. These studies reveal clues to the molecular pathways involved in rat and human pheochromocytoma and identify previously unexplored biomarkers for clinical use.

The ocular motor features of adult-onset alexander disease: a case and review of the literature

A 51-year-old Chinese man presented with gaze-evoked nystagmus, impaired smooth pursuit and vestibular ocular reflex cancellation, and saccadic dysmetria, along with a family history suggestive of late-onset autosomal dominant parkinsonism. MRI revealed abnormalities of the medulla and cervical spinal cord typical of adult-onset Alexander disease, and genetic testing showed homozygosity for the p.D295N polymorphic allele in the gene encoding the glial fibrillary acidic protein. A review of the literature shows that ocular signs are frequent in adult-onset Alexander disease, most commonly gaze-evoked nystagmus, pendular nystagmus, and/or oculopalatal myoclonus, and less commonly ptosis, miosis, and saccadic dysmetria. These signs are consistent with the propensity of adult-onset Alexander disease to cause medullary abnormalities on neuroimaging.

Unique paleopathology in a pre-Columbian mummy remnant from Southern Peru--severe cervical rotation trauma with subluxation of the axis as cause of death

We describe the multidisciplinary findings in a pre-Columbian mummy head from Southern Peru (Cahuachi, Nazca civilisation, radiocarbon dating between 120 and 750 AD) of a mature male individual (40-60 years) with the first two vertebrae attached in pathological position. Accordingly, the atlanto-axial transition (C1/C2) was significantly rotated and dislocated at 38° angle associated with a bulging brownish mass that considerably reduced the spinal canal by circa 60%. Using surface microscopy, endoscopy, high-resolution multi-slice computer tomography, paleohistology and immunohistochemistry, we identified an extensive epidural hematoma of the upper cervical spinal canal-extending into the skull cavity-obviously due to a rupture of the left vertebral artery at its transition between atlas and skull base. There were no signs of fractures of the skull or vertebrae. Histological and immunohistochemical examinations clearly identified dura, brain residues and densely packed corpuscular elements that proved to represent fresh epidural hematoma. Subsequent biochemical analysis provided no evidence for pre-mortal cocaine consumption. Stable isotope analysis, however, revealed significant and repeated changes in the nutrition during his last 9 months, suggesting high mobility. Finally, the significant narrowing of the rotational atlanto-axial dislocation and the epidural hematoma probably caused compression of the spinal cord and the medulla oblongata with subsequent respiratory arrest. In conclusion, we suggest that the man died within a short period of time (probably few minutes) in an upright position with the head rotated rapidly to the right side. In paleopathologic literature, trauma to the upper cervical spine has as yet only very rarely been described, and dislocation of the vertebral bodies has not been presented.

The distribution of E-cadherin expression in listeric rhombencephalitis of ruminants indicates its involvement in Listeria monocytogenes neuroinvasion

AIM: To investigate the expression of E-cadherin, a major host cell receptor for Listeria monocytogenes (LM) internalin A, in the ruminant nervous system and its putative role in brainstem invasion and intracerebral spread of LM in the natural disease. METHODS: Immunohistochemistry and double immunofluorescence was performed on brains, cranial nerves and ganglia of ruminants with and without natural LM rhombencephalitis using antibodies against E-cadherin, protein gene product 9.5, myelin-associated glycoprotein and LM. RESULTS: In the ruminant brain, E-cadherin is expressed in choroid plexus epithelium, meningothelium and restricted neuropil areas of the medulla, but not in the endothelium. In cranial nerves and ganglia, E-cadherin is expressed in satellite cells and myelinating Schwann cells. Expression does not differ between ruminants with or without listeriosis and does not overlap with the presence of microabscesses in the medulla. LM is observed in phagocytes, axons, Schwann cells, satellite cells and ganglionic neurones. CONCLUSION: Our results support the view that the specific ligand-receptor interaction between LM and host E-cadherin is involved in the neuropathogenesis of ruminant listeriosis. They suggest that oral epithelium and Schwann cells expressing E-cadherin provide a port of entry for free bacteria offering a site of primary intracellular replication, from where the bacterium may invade the axonal compartment by cell-to-cell spread. As E-cadherin expression in the ruminant central nervous system is weak, only very locally restricted and not related to the presence of microabscesses, it is likely that further intracerebral spread is independent of E-cadherin and relies primarily on axonal spread.

Angiotensinergic innervation of the kidney: Localization and relationship with catecholaminergic postganglionic and sensory nerve fibers

We describe an angiotensin (Ang) II-containing innervation of the kidney. Cryosections of rat, pig and human kidneys were investigated for the presence of Ang II-containing nerve fibers using a mouse monoclonal antibody against Ang II (4B3). Co-staining was performed with antibodies against synaptophysin, tyrosine 3-hydroxylase, and dopamine beta-hydroxylase to detect catecholaminergic efferent fibers and against calcitonin gene-related peptide to detect sensory fibers. Tagged secondary antibodies and confocal light or laser scanning microscopy were used for immunofluorescence detection. Ang II-containing nerve fibers were densely present in the renal pelvis, the subepithelial layer of the urothelium, the arterial nervous plexus, and the peritubular interstitium of the cortex and outer medulla. They were infrequent in central veins and the renal capsule and absent within glomeruli and the renal papilla. Ang II-positive fibers represented phenotypic subgroups of catecholaminergic postganglionic or sensory fibers with different morphology and intrarenal distribution compared to their Ang II-negative counterparts. The Ang II-positive postganglionic fibers were thicker, produced typically fusiform varicosities and preferentially innervated the outer medulla and periglomerular arterioles. Ang II-negative sensory fibers were highly varicose, prevailing in the pelvis and scarce in the renal periphery compared to the rarely varicose Ang II-positive fibers. Neurons within renal microganglia displayed angiotensinergic, catecholaminergic, or combined phenotypes. Our results suggest that autonomic fibers may be an independent source of intrarenal Ang II acting as a neuropeptide co-transmitter or neuromodulator. The angiotensinergic renal innervation may play a distinct role in the neuronal control of renal sodium reabsorption, vasomotion and renin secretion.

Functional evaluation of transplanted kidneys with diffusion-weighted and BOLD MR imaging: initial experience

PURPOSE: To prospectively evaluate feasibility and reproducibility of diffusion-weighted (DW) and blood oxygenation level-dependent (BOLD) magnetic resonance (MR) imaging in patients with renal allografts, as compared with these features in healthy volunteers with native kidneys. MATERIALS AND METHODS: The local ethics committee approved the study protocol; patients provided written informed consent. Fifteen patients with a renal allograft and in stable condition (nine men, six women; age range, 20-67 years) and 15 age- and sex-matched healthy volunteers underwent DW and BOLD MR imaging. Seven patients with renal allografts were examined twice to assess reproducibility of results. DW MR imaging yielded a total apparent diffusion coefficient including diffusion and microperfusion (ADC(tot)), as well as an ADC reflecting predominantly pure diffusion (ADC(D)) and the perfusion fraction. R2* of BOLD MR imaging enabled the estimation of renal oxygenation. Statistical analysis was performed, and analysis of variance was used for repeated measurements. Coefficients of variation between and within subjects were calculated to assess reproducibility. RESULTS: In patients, ADC(tot), ADC(D), and perfusion fraction were similar in the cortex and medulla. In volunteers, values in the medulla were similar to those in the cortex and medulla of patients; however, values in the cortex were higher than those in the medulla (P < .05). Medullary R2* was higher than cortical R2* in patients (12.9 sec(-1) +/- 2.1 [standard deviation] vs 11.0 sec(-1) +/- 0.6, P < .007) and volunteers (15.3 sec(-1) +/- 1.1 vs 11.5 sec(-1) +/- 0.5, P < .0001). However, medullary R2* was lower in patients than in volunteers (P < .004). Increased medullary R2* was paralleled by decreased diffusion in patients with allografts. A low coefficient of variation in the cortex and medulla within subjects was obtained for ADC(tot), ADC(D), and R2* (<5.2%), while coefficient of variation within subjects was higher for perfusion fraction (medulla, 15.1%; cortex, 8.6%). Diffusion and perfusion indexes correlated significantly with serum creatinine concentrations. CONCLUSION: DW and BOLD MR imaging are feasible and reproducible in patients with renal allografts.