Evaluation von Effektivität und Sicherheit der niederfrequenten, transkraniellen Ultraschalltherapie beim Schlaganfall

In den westlichen Ländern nimmt die Zahl der Schlaganfall-Patienten stetig zu und zählt mittlerweilernzu einer der häufigsten Todesursachen. Derzeit ist die Rekanalisationstherapie mit demrnFibrinolytikum rt-PA die einzig zugelassene Therapie. Die Rekanalisationsrate ist oftmals inkomplettrnund aufgrund von möglichen Blutungskomplikationen die Therapie nicht bei allen Patientenrnmöglich. Daher ist es wichtig, Alternativtherapieansätze (z.B. Ultraschallthrombolyse) zurnentwickeln. Blutgerinnsel können mit Hilfe von Ultraschall in Schwingung gebracht und sornlysiert oder die Wirkung von rt-PA verstärkt werden. Die vorliegende Arbeit hatte die Evaluationrnvon Bioeffekten von 60 kHz Ultraschall an gesundem und ischämischem Hirngewebe zum Ziel.rnNeben tierexperimentellen Methoden kamen auch molekular-biologische Techniken zur Anwendung.rnDie erste Studie beschäftigte sich mit der Wirkung von 60 kHz (Intensität: 0,2 W/cm2 undrnDuty Cycle 50%) auf ischämisches Hirngewebe (permanent ischämisch und nach Reperfusion).rnLediglich nach Reperfusion und Ultraschallbehandlung war das Läsionsvolumen signifikantrnerhöht, so dass von einer besonderen Vulnerabilität des Hirngewebes nach Reperfusionrnauszugehen ist (Penumbraschädigung). In der neurologischen Beurteilung der Tiere zeigte sichrnbei allen Tieren mit permanenter Okklusion und etwa einem Drittel der Tiere nach Reperfusionrnund Ultraschallbehandlung eine Hörminderung. In der anschließenden Studie wurde diernUltraschallintensität erniedrigt und der Duty Cycle variiert. In einer publizierten in vitro Studiernkonnte die zunehmende Lyserate mit steigendem Duty Cycle nachgewiesen werden. DiernAuswertung ergab eine Abhängigkeit des Läsionsvolumens von der Länge des Duty Cycles. Derrndritte Teil der Arbeit befasst sich mit der Wirkung von Ultraschall auf die Genexpression. Hierzurnwurden gesunde Ratten mit Ultraschall verschiedener Frequenzen (60 kHz, 488 kHz und 3 MHz)rntranskraniell behandelt und 4 h bzw. 24 h nach der Behandlung getötet. Proben von ischämischenrnTieren dienten als positive Kontrollen. Aufgrund von Literaturrecherchen wurden mehrerernKandidatengene ermittelt. Die Messung der Ischämieproben ergab eine weitgehende Übereinstimmungrnmit der Literatur. Die Messungen an den mit 60 kHz behandelten Proben ergabenrnkaum Anzeichen für eine differenzielle Genregulation. Die Frequenz von 488 kHz zeigte diernmeisten Regulationen, gefolgt von der Behandlung mit 3 MHz. Dieses Ergebnis lässt vermuten,rndass es sich bei den detektierten Veränderungen um protektive Mechanismen handelt, da diesernFrequenzen bislang im Tierversuch als nebenwirkungsarm beschrieben wurden. Die Auswertungrnvon 60 kHz-Proben mit Affymetrix Arrays ergab lediglich einige wenige differentiell regulierternGene. Die Array-Experimente konnten nicht durch qPCR-Messungen bestätigt werden.

The search for Multiple Myeloma Stem cells: molecular characterization and self-renewal mechanisms involved in the disease persistence

The existence of Multiple Myeloma Stem cells (MMSCs)is supposed to be one of the major causes of MM drug-resistance. However, very little is known about the molecular characteristics of MMSCs, even if some studies suggested that these cells resembles the memory B cells. In order to molecularly characterize MMSCs, we isolated the 138+138- population. For each cell fraction we performed a VDJ rearrangement analysis. The complete set of aberrations were performed by SNP Array 6.0 and HG-U133 Plus 2.0 microarray analyses (Affymetrix). The VDJ rearrangement analyses confirmed the clonal relationship between the 138+ clone and the immature clone. Both BM and PBL 138+ clones showed exactly the same genomic macroalterations. In the BM and PBL 138-19+27+ cell fractions several micro-alterations (range: 1-350 Kb) unique of the memory B cells clone were highlighted. Any micro-alterations detected were located out of any genomic variants region and are presumably associated to the MM pathogenesis, as confirmed by the presence of KRAS, WWOX and XIAP genes among the amplified regions. To get insight into the biology of the clonotypic B cell population, we compared the gene expression profile of 8 MM B cells samples 5 donor B cells vs, thus showing a differential expression of 11480 probes (p-value: <0,05). Among the self-renewal mechanisms, we observed the down-regulation of Hedgehog pathway and the iperactivation of Notch and Wnt signaling. Moreover, these immature cells showed a particular phenotype correlated to resistance to proteasome inhibitors (IRE1α-XBP1: -18.0; -19.96. P<0,05). Data suggested that the MM 138+ clone might resume the end of the complex process of myelomagenesis, whereas the memory B cells have some intriguing micro-alterations and a specific transcriptional program, supporting the idea that these post germinal center cells might be involved in the transforming event that originate and sustain the neoplastic clone.

IGF system, CD99 and tumor-specific chromosomal translocations: evaluation of their cross-talk and definition of their role in Ewing sarcoma and prostate cancer

Aberrant expression of ETS transcription factors, including FLI1 and ERG, due to chromosomal translocations has been described as a driver event in initiation and progression of different tumors. In this study, the impact of prostate cancer (PCa) fusion gene TMPRSS2-ERG was evaluated on components of the insulin-like growth factor (IGF) system and the CD99 molecule, two well documented targets of EWS-FLI1, the hallmark of Ewing sarcoma (ES). The aim of this study was to identify common or distinctive ETS-related mechanisms which could be exploited at biological and clinical level. The results demonstrate that IGF-1R represents a common target of ETS rearrangements as ERG and FLI1 bind IGF-1R gene promoter and their modulation causes alteration in IGF-1R protein levels. At clinical level, this mechanism provides basis for a more rationale use of anti-IGF-1R inhibitors as PCa cells expressing the fusion gene better respond to anti-IGF-1R agents. EWS-FLI1/IGF-1R axis provides rationale for combination of anti-IGF-1R agents with trabectedin, an alkylator agent causing enhanced EWS-FLI1 occupancy on the IGF-1R promoter. TMPRSS2-ERG also influences prognosis relevance of IGF system as high IGF-1R correlates with a better biochemical progression free survival (BPFS) in PCa patients negative for the fusion gene while marginal or no association was found in the total cases or TMPRSS2-ERG-positive cases, respectively. This study indicates CD99 is differentially regulated between ETS-related tumors as CD99 is not a target of ERG. In PCa, CD99 did not show differential expression between TMPRSS2-ERG-positive and –negative cells. A direct correlation was anyway found between ERG and CD99 proteins both in vitro and in patients putatively suggesting that ERG target genes comprehend regulators of CD99. Despite a little trend suggesting a correlation between CD99 expression and a better BPFS, no clinical relevance for CD99 was found in the field of prognostic biomarkers.

Der Einfluss assistierter Reproduktionstechniken auf die epigenetische Reprogrammierung in der fruehen Embryogenese und Gametogenese im Mausmodell

Seit der Geburt von Louise J. Brown (1978) als erstem künstlich erzeugtem Kind hat sich die Nachfrage nach assistierten Reproduktionstechniken (ART) stark erhöht. Der Anteil der nach In-vitro-Fertilisation (IVF) oder Intrazytoplasmatischer Spermieninjektion (ICSI) geborenen Kinder macht mittlerweile abhängig vom betrachteten Industrieland zwischen 1-4% an der Gesamtgeburtenzahl aus. In zahlreichen Studien korreliert eine erhöhte Prävalenz für seltene Imprinting-Erkrankungen, wie z.B. Beckwith-Wiedemann oder Angelman-Syndrom, mit der Geburt nach assistierten Reproduktionstechniken. Es ist bekannt, dass die medizinischen Interventionen zur Behandlung von Sub- und Infertilität in sehr sensitive Phasen der epigenetischen Reprogrammierung des Embryos und der Keimzellen eingreifen. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob die ovarielle Stimulation einen Einfluss auf die epigenetische Integrität von geprägten Genen in murinen Präimplantationsembryonen hat. Die in diesem Zusammenhang entwickelte digitale Bisulfitpyrosequenzierung gewährleistet die Analyse der DNA-Methylierung auf Einzelallelebene durch eine adäquate Verdünnung der Probe im Vorfeld der PCR. Die ovarielle Induktion führte zu einem erhöhten Rate an Epimutationen des paternalen H19-Allels, sowie des maternalen Snrpn-Allels. Zudem konnte festgestellt werden, dass die Expression von drei potentiellen Reprogrammierungsgenen (Apex1, Polb, Mbd3) in Embryonen aus hormonell stimulierten Muttertieren dereguliert ist. Whole-Mount Immunfluoreszenzfärbungen für APEX1 korrelierten dessen differentielle Genexpression mit dem Proteinlevel. Anzeichen früher apoptotischer Vorgänge äußerten sich in Embryonen aus hormonell induzierten Muttertieren in der hohen Rate an Embryonen, die keines der drei Transkripte exprimierten oder weniger APEX1-positive Blastomeren aufwiesen.In einer weiteren Fragestellung wurde untersucht, ob die Kryokonservierung muriner Spermatozoen den epigenetischen Status geprägter Gene in den Keimzellen beeinflusst. Die Analyse von F1-Zweizellembryonen, die durch IVF mit den jeweiligen Spermatozoen eines Männchens generiert wurden, diente der Aufklärung möglicher paternaler Transmissionen. Insgesamt konnten keine signifikanten Auswirkungen der Kryokonservierung auf den epigenetischen Status in Spermatozoen und F1-Embryonen ermittelt werden.

Unmittelbare, dauerhafte sowie evolutionäre Anpassung an Fremdstoffexpositionen

Eine der Hauptursachen für unerwünschte oder reduzierte Wirkungen von Medikamenten ist die Induktion von Enzymen und Transportern des Medikamentenstoffwechsels. Diese Induktion stellt ursprünglich eine physiologische Reaktion auf die Aufnahme von potentiell schädlichen Fremdstoffen aus der Umwelt dar und sichert so die Gesundheit und Fortpflanzungsfähigkeit von Lebewesen. Beim Menschen sowie anderen Säugetieren werden Fremdstoffe hauptsächlich von den nukleären Rezeptoren PXR und CAR in der Leber und im Dünndarm detektiert. Zu den Medikamenten, welche über PXR und CAR wirken, gehören unter anderem Antikonvulsiva, Statine, antiretrovirale Medikamente, Glucocorticoide sowie Antimykotika. Die durch Fremdstoffe aktivierten Transkriptionsfaktoren PXR und CAR steigern die Menge der Enzyme und Transporter des Fremdstoffmetabolismus. Hierzu zählen vor allem die Cytochrom P450-Enzyme (Cyp-Enzyme) mit breitem Substratspektrum oder der Transporter MDR1, welcher eine Vielzahl von Substraten über Membranen transportiert. Durch die Biotransformation werden die induzierenden, lipophilen Substanzen so modifiziert, dass sie leichter über den Urin oder die Galle ausgeschieden werden können. \r\nDie Dauer der Induktion sollte auf die Zeit der Fremdstoffexposition beschränkt sein, um Störungen des endogenen Stoffwechsels zu vermindern. In dieser Arbeit werden jedoch Hinweise auf dauerhafte und sogar generationsübergreifende Effekte von Medikamenten in Mäusen geliefert. Nachkommen von Müttern, welche bereits vor ihrer Verpaarung einmalig mit TCPOBOP, einem Liganden des murinen CAR, injiziert wurden, hatten eine ungefähr 100-fach gesteigerte Genexpression von Cyp2b10. Auch gab es Expressionsänderungen von Genen, deren Produkte eine Rolle im Lipidstoffwechsel sowie bei Immunkrankheiten spielen. Eine Hochdurchsatz-RNA-Sequenzierung der injizierten Elterngeneration ergab außerdem dauerhafte Expressionsveränderungen anderer Gene des Medikamentenstoffwechsels sowie von Genen mit Verbindung zum Energiemetabolismus. \r\nBerücksichtigt man die enge evolutionäre Verwandtschaft der nukleären Rezeptoren CAR und PXR, sind Langzeitveränderungen auch für PXR möglich und wurden im Verlauf dieser Arbeit ebenfalls untersucht. Eine Hochdurchsatz-Sequenzierung ergab für Mäuse, welche mit dem PXR-Aktivator PCN induziert wurden, dass selbst noch drei Monate nach der Exposition Gene verändert exprimiert waren, welche im Zusammenhang mit Lebernekrosen stehen. Bei Nachkommen von PCN-injizierten Müttern wurden Gene unterschiedlich exprimiert, welche eine Rolle bei der Energiehomöostase sowie im Glukosestoffwechsel spielen. Im Erwachsenenalter sind bei diesen Nachkommen darüber hinaus noch Gene unterschiedlich exprimiert, deren Produkte eine Funktion in der Immunantwort haben. \r\nDa Erwachsene aufgrund ihrer Lebensdauer sowie der absoluten Krankheitshäufigkeit wesentlich öfter Kontakt mit Fremdstoffen haben, war medizinisch von besonderem Interesse, ob anhaltende Genexpressionsänderungen auch bei Erwachsenen zu beobachten sind. So konnte im Rahmen dieser Arbeit gezeigt werden, dass auch einmalig exponierte Adulttiere Gene dauerhaft verändert exprimieren und die Veränderungen im Medikamentenstoffwechsel an die nächste Generation übertrugen. \r\n\r\nBisher sind klinische Studien zur Risikobewertung von Medikamenten (Pharmakovigilanz) nicht generationsübergreifend angelegt. Diese Arbeit gibt Anstöße dafür, dass dies in Zukunft für viel mehr Medikamente notwendig werden könnte. Neben Veränderungen im Medikamentenstoffwechsel ergeben sich Nebenwirkungen von PXR- und CAR-Liganden vor allem aus ihrer Beteiligung an endogenen Stoffwechselwegen. Nach Aktivierung von CAR, welcher viele metabolische Stoffwechselwege steuert, treten beispielsweise Störungen des Energiestoffwechsels auf. Ein tieferes Verständnis der Rezeptoraktivität von CAR samt einer gezielten Modulierung seiner Aktivität würde wichtige Beiträge zum Verständnis der Regulation des Fremdstoffmetabolismus sowie der Entstehung von Nebenwirkungen durch eine Behandlung mit CAR-Liganden leisten. Dauerhafte Veränderungen endogener Stoffwechselwege könnten dann möglicherweise über eine pharmakologische Modulierung der CAR-Aktivität reduziert werden. \r\nZu diesem Zweck wurden im Verlauf dieser Arbeit die CAR-Rezeptoren der Amphibien (Xenopus tropicalis, Xenopus laevis) und Reptilien (Anolis carolinensis) erstmals kloniert, als Proteine exprimiert und charakterisiert. Vergleiche zwischen Tierarten ermöglichen ein besseres Verständnis von humanen Proteinen. Funktionelle Analysen ergaben Ähnlichkeiten des Xenopus laevis-CAR mit dem PXR der Säugetiere: eine niedrige basale Aktivität sowie eine starke Induzierbarkeit durch Liganden. In weiteren funktionellen Analysen wurden die Determinanten der basalen Aktivität des Xenopus laevis-CAR untersucht. Die basale Aktivität war nicht abhängig von der subzellulären Lokalisation, sondern ergab sich aus der Proteinstruktur, welche nur beim CAR der Landvertebraten in einer aktiven Konformation fixiert ist. Ähnlich dem PXR der Säugetiere besitzt CAR der Amphibien eine Aktivierungsdomäne, welche erst durch Ligandenbindung in eine aktive Konformation gebracht wird. Mutationen einzelner Aminosäuren zum jeweils humanen Homolog erhöhten die basale Aktivität des Xenopus laevis-CAR auf die des humanen Rezeptors. Diese Mutanten mit erhöhter basalen Aktivität zeigten eine verstärkte Interaktion mit dem Kofaktor PGC-1a, einem Regulator des Energiestoffwechsels bei Säugetieren. Die hepatischen Zielgene des CAR der Amphibien überlappen zum Teil mit den humanen Zielgenen und spielen ebenfalls eine Rolle im Energiestoffwechsel.

Molecular genetic causes of columnar growth in apple (Malus x domestica)

The columnar growth habit of apple is interesting from an economic point of view as the pillar-like trees require little space and labor. Genetic engineering could be used to speed up breeding for columnar trees with high fruit quality and disease resistance. For this purpose, this study dealt with the molecular causes of this interesting phenotype. The original bud sport mutation that led to the columnar growth habit was found to be a novel nested insertion of a Gypsy-44 LTR retrotransposon on chromosome 10 at 18.79 Mb. This subsequently causes tissue-specific differential expression of nearby downstream genes, particularly of a gene encoding a 2OG-Fe(II) oxygenase of unknown function (dmr6-like) that is strongly upregulated in developing aerial tissues of columnar trees. The tissue-specificity of the differential expression suggests involvement of cis-regulatory regions and/or tissue-specific epigenetic markers whose influence on gene expression is altered due to the retrotransposon insertion. This eventually leads to changes in genes associated with stress and defense reactions, cell wall and cell membrane metabolism as well as phytohormone biosynthesis and signaling, which act together to cause the typical phenotype characteristics of columnar trees such as short internodes and the absence of long lateral branches. In future, transformation experiments introducing Gypsy-44 into non-columnar varieties or excising Gypsy-44 from columnar varieties would provide proof for our hypotheses. However, since site-specific transformation of a nested retrotransposon is a (too) ambitious objective, silencing of the Gypsy-44 transcripts or the nearby genes would also provide helpful clues.

Expression of Toll-like receptor 2 in duodenal biopsies from dogs with inflammatory bowel disease is associated with severity of disease

There is growing evidence that aberrant innate immune responses towards the bacterial flora of the gut play a role in the pathogenesis of canine inflammatory bowel disease (IBD). Toll-like receptors (TLR) play an important role as primary sensors of invading pathogens and have gained significant attention in human IBD as differential expression and polymorphisms of certain TLR have been shown to occur in ulcerative colitis (UC) and Crohn's disease (CD). The aim of the current study was to evaluate the expression of two TLR important for recognition of commensals in the gut. TLR2 and TLR4 mRNA expression in duodenal biopsies from dogs with IBD was measured and correlated with clinical and histological disease severity. Endoscopic duodenal biopsies from 20 clinical cases and 7 healthy control dogs were used to extract mRNA. TLR2 and TLR4 mRNA expression was assessed using quantitative real-time PCR. TLR2 mRNA expression was significantly increased in the IBD dogs compared to controls, whereas TLR4 mRNA expression was similar in IBD and control cases. In addition, TLR2 mRNA expression was mildly correlated with clinical severity of disease, however, there was no correlation between TLR2 expression and histological severity of disease.

Aberrant low expression level of bovine beta-lactoglobulin is associated with a C to A transversion in the BLG promoter region

Beta-lactoglobulin (beta-LG) is the major whey protein in cow's milk. It is well established that the predominant 2 genetic variants, beta-LG A and B, are differentially expressed. Extensive investigation of the genetic variation in the promoter region of the BLG gene revealed the existence of specific haplotypes associated with the A and B variants, respectively. However, the genetic basis for the differential expression of BLG A and B alleles is still elusive. We have previously reported a quantitative beta-LG B variant, characterized by a very low beta-LG protein expression level. Here, we report that the corresponding BLG allele (BLG B*) shows a correspondingly low mRNA expression level. Comparative DNA sequencing of 7,670 bp of the BLG B* allele and the established BLG B allele revealed a unique difference of a C to A transversion at position 215 bp upstream of the translation initiation site (g.-215C>A). This mutation segregated perfectly with the differential phenotypic expression in a paternal half-sib family and could be confirmed in 2 independent cases. The sequence of the BLG B allele in the region of the mutation is highly conserved among 4 related ruminant species. The site of the mutation corresponds to a putative consensus-binding sequence for the transcription factors c-Rel and Elk-1 as predicted by searching the TRANSFAC database. The beta-LG B* site might be relevant in the natural production of milk of low beta-LG content.

Reduced atrial connexin43 expression after pediatric heart surgery

Myocardial dysfunction and arrhythmias may be induced by congenital heart defects, but also be the result of heart surgery with cardiopulmonary bypass (CPB), potentially caused by differential expression of connexin40 (Cx40) and connexin43 (Cx43). In 16 pediatric patients undergoing corrective heart surgery, connexin mRNA expression was studied in volume overloaded (VO group, n=8) and not overloaded (NO group, n=8) right atrial myocardium, excised before and after CPB. Additionally, in eight of these patients ventricular specimens were investigated. The atrial Cx43 expression decreased during CPB, which was restricted to the VO group (p=0.008). In contrast, atrial Cx40 mRNA did not change during CPB. In ventricular myocardium compared to atrial mRNA levels, Cx40 was lower (p=0.006) and Cx43 higher (p=0.017) expressed, without significant change during CPB. This study revealed a significant influence of CPB and the underlying heart defect on Cx43 expression.

The quantitative genetic basis of offspring solicitation and parental response in a passerine bird with biparental care

The coevolution of parental investment and offspring solicitation is driven by partly different evolutionary interests of genes expressed in parents and their offspring. In species with biparental care, the outcome of this conflict ma!: be influenced by the sexual conflict over parental investment, Models for the resolution of such family conflicts have made so far untested assumptions about genetic variation and covariation in the parental resource provisioning response and the level of offspring solicitation. Using a combination of cross-fostering and begging playback experiments, we show that, in the great tit (Parus major), (i) the begging call intensity of nestlings depends on their common origin, suggesting genetic variation for this begging display, (ii) only mothers respond to begging calls by increased food provisioning, and (iii! the size of the parental response is positively related to the begging call intensity of nestlings in the maternal but not paternal line. This study indicates that genetic covariation, its differential expression in the maternal and paternal lines and/or early environmental and parental effects need to be taken into account when predicting the phenotypic outcome of the conflict over investment between genes expressed in each parent and the offspring. [References: 36]

Error models for microarray intensities

We derive the additive-multiplicative error model for microarray intensities, and describe two applications. For the detection of differentially expressed genes, we obtain a statistic whose variance is approximately independent of the mean intensity. For the post hoc calibration (normalization) of data with respect to experimental factors, we describe a method for parameter estimation.

Gender modulates the expression of calcium-regulating proteins in pediatric atrial myocardium

A differential expression of sarcoplasmic reticulum calcium-ATPase (SERCA2a) and phospholamban (PLB) characterizes the remodeling process in heart failure and atrial arrhythmias in adult patients. Gender is known to modulate the course and prognosis of different forms of heart disease. We hypothesized that gender plays a role in molecular changes of myocardial calcium regulating components already in childhood. Moreover, we studied the influence of volume overloaded (VO) on SERCA2a and PLB in pediatric patients. Quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction was used to measure mRNA expression of SERCA2a and PLB in atrial myocardium from 30 pediatric patients (12 girls, 18 boys). Eighteen patients had VO right atria, and 12 patients had not-overloaded atria (NO). Protein expression was studied by Western blot. In the entire population, SERCA2a and PLB expression was not different between girls and boys. If hemodynamic overload was taken into account, SERCA2a mRNA expression was significantly reduced in the VO group compared with the NO group (P = 0.021). The VO versus NO difference was restricted to boys, which corresponds to a highly significant interaction of gender versus VO status (P = 0.002). The PLB to SERCA2a protein ratio was significantly lower in girls (P = 0.028). The decrease in SERCA2a mRNA expression in VO atrial myocardium and the PLB to SERCA2a ratio of protein expression was modulated by gender in this pediatric population. To our knowledge, this study is the first to show the impact of gender on the differential expression of calcium-regulating components in pediatric cardiac patients.

Distinct microRNA Expression Profile in Prostate Cancer Patients with Early Clinical Failure and the Impact of let-7 as Prognostic Marker in High-Risk Prostate Cancer

Background The identification of additional prognostic markers to improve risk stratification and to avoid overtreatment is one of the most urgent clinical needs in prostate cancer (PCa). MicroRNAs, being important regulators of gene expression, are promising biomarkers in various cancer entities, though the impact as prognostic predictors in PCa is poorly understood. The aim of this study was to identify specific miRNAs as potential prognostic markers in high-risk PCa and to validate their clinical impact. Methodology and Principal Findings We performed miRNA-microarray analysis in a high-risk PCa study group selected by their clinical outcome (clinical progression free survival (CPFS) vs. clinical failure (CF)). We identified seven candidate miRNAs (let-7a/b/c, miR-515-3p/5p, -181b, -146b, and -361) that showed differential expression between both groups. Further qRT-PCR analysis revealed down-regulation of members of the let-7 family in the majority of a large, well-characterized high-risk PCa cohort (n = 98). Expression of let-7a/b/and -c was correlated to clinical outcome parameters of this group. While let-7a showed no association or correlation with clinical relevant data, let-7b and let-7c were associated with CF in PCa patients and functioned partially as independent prognostic marker. Validation of the data using an independent high-risk study cohort revealed that let-7b, but not let-7c, has impact as an independent prognostic marker for BCR and CF. Furthermore, we identified HMGA1, a non-histone protein, as a new target of let-7b and found correlation of let-7b down-regulation with HMGA1 over-expression in primary PCa samples. Conclusion Our findings define a distinct miRNA expression profile in PCa cases with early CF and identified let-7b as prognostic biomarker in high-risk PCa. This study highlights the importance of let-7b as tumor suppressor miRNA in high-risk PCa and presents a basis to improve individual therapy for high-risk PCa patients.

In search of epigenetic marks in testes and sperm cells of differentially fed boars

In search of transmittable epigenetic marks we investigated gene expression in testes and sperm cells of differentially fed F0 boars from a three generation pig feeding experiment that showed phenotypic differences in the F2 generation. RNA samples from 8 testes of boars that received either a diet enriched in methylating micronutrients or a control diet were analyzed by microarray analysis. We found moderate differential expression between testes of differentially fed boars with a high FDR of 0.82 indicating that most of the differentially expressed genes were false positives. Nevertheless, we performed a pathway analysis and found disparate pathway maps of development_A2B receptor: action via G-protein alpha s, cell adhesion_Tight junctions and cell adhesion_Endothelial cell contacts by junctional mechanisms which show inconclusive relation to epigenetic inheritance. Four RNA samples from sperm cells of these differentially fed boars were analyzed by RNA-Seq methodology. We found no differential gene expression in sperm cells of the two groups (adjusted P-value>0.05). Nevertheless, we also explored gene expression in sperm by a pathway analysis showing that genes were enriched for the pathway maps of bacterial infections in cystic fibrosis (CF) airways, glycolysis and gluconeogenesis p.3 and cell cycle_Initiation of mitosis. Again, these pathway maps are miscellaneous without an obvious relationship to epigenetic inheritance. It is concluded that the methylating micronutrients moderately if at all affects RNA expression in testes of differentially fed boars. Furthermore, gene expression in sperm cells is not significantly affected by extensive supplementation of methylating micronutrients and thus RNA molecules could not be established as the epigenetic mark in this feeding experiment.

Role of acetyl-phosphate in activation of the Rrp2-RpoN-RpoS pathway in Borrelia burgdorferi.

Borrelia burgdorferi, the Lyme disease spirochete, dramatically alters its transcriptome and proteome as it cycles between the arthropod vector and mammalian host. During this enzootic cycle, a novel regulatory network, the Rrp2-RpoN-RpoS pathway (also known as the σ(54)-σ(S) sigma factor cascade), plays a central role in modulating the differential expression of more than 10% of all B. burgdorferi genes, including the major virulence genes ospA and ospC. However, the mechanism(s) by which the upstream activator and response regulator Rrp2 is activated remains unclear. Here, we show that none of the histidine kinases present in the B. burgdorferi genome are required for the activation of Rrp2. Instead, we present biochemical and genetic evidence that supports the hypothesis that activation of the Rrp2-RpoN-RpoS pathway occurs via the small, high-energy, phosphoryl-donor acetyl phosphate (acetyl∼P), the intermediate of the Ack-Pta (acetate kinase-phosphate acetyltransferase) pathway that converts acetate to acetyl-CoA. Supplementation of the growth medium with acetate induced activation of the Rrp2-RpoN-RpoS pathway in a dose-dependent manner. Conversely, the overexpression of Pta virtually abolished acetate-induced activation of this pathway, suggesting that acetate works through acetyl∼P. Overexpression of Pta also greatly inhibited temperature and cell density-induced activation of RpoS and OspC, suggesting that these environmental cues affect the Rrp2-RpoN-RpoS pathway by influencing acetyl∼P. Finally, overexpression of Pta partially reduced infectivity of B. burgdorferi in mice. Taken together, these findings suggest that acetyl∼P is one of the key activating molecule for the activation of the Rrp2-RpoN-RpoS pathway and support the emerging concept that acetyl∼P can serve as a global signal in bacterial pathogenesis.