A linearly tunable low-voltage CMOS transconductor with improved common-mode stability and its application to (gm)-C filters

A linearly tunable low-voltage CMOS transconductor featuring a new adaptative-bias mechanism that considerably improves the stability of the processed-signal common,mode voltage over the tuning range, critical for very-low voltage applications, is introduced. It embeds a feedback loop that holds input devices on triode region while boosting the output resistance. Analysis of the integrator frequency response gives an insight into the location of secondary poles and zeros as function of design parameters. A third-order low-pass Cauer filter employing the proposed transconductor was designed and integrated on a 0.8-mum n-well CMOS standard process. For a 1.8-V supply, filter characterization revealed f(p) = 0.93 MHz, f(s) = 1.82 MHz, A(min) = 44.08, dB, and A(max) = 0.64 dB at nominal tuning. Mined by a de voltage V-TUNE, the filter bandwidth was linearly adjusted at a rate of 11.48 kHz/mV over nearly one frequency decade. A maximum 13-mV deviation on the common-mode voltage at the filter output was measured over the interval 25 mV less than or equal to V-TUNE less than or equal to 200 mV. For V-out = 300 mV(pp) and V-TUNE = 100 mV, THD was -55.4 dB. Noise spectral density was 0.84 muV/Hz(1/2) @1 kHz and S/N = 41 dB @ V-out = 300 mV(pp) and 1-MHz bandwidth. Idle power consumption was 1.73 mW @V-TUNE = 100 mV. A tradeoff between dynamic range, bandwidth, power consumption, and chip area has then been achieved.

On designing linearly-tunable ultra-low voltage CMOS gm-C filters

A linearly-tunable ULV transconductor featuring excellent stability of the processed signal common-mode voltage upon tuning, critical for very-low voltage applications, is presented. Its employment to the synthesis of CMOS gm-C high-frequency and voiceband filters is discussed. SPICE data describe the filter characteristics. For a 1.3 V-supply, their nominal passband frequencies are 1.0 MHz and 3.78 KHz, respectively, with tuning rates of 12.52 KHz/mV and 0.16 KHz/m V, input-referred noise spectral density of 1.3 μV/Hz1/2 and 5.0μV/Hz1/2 and standby consumption of 0.87 mW and 11.8 μW. Large-signal distortion given by THD = 1% corresponds to a differential output-swing of 360 mVpp and 480 mVpp, respectively. Common-mode voltage deviation is less than 4 mV over tuning interval.

A Gm-C bump equalizer for low-voltage low-power applications

A low-voltage low-power 2nd-order CMOS pseudo-differential bump-equalizer is presented. Its topology comprises a bandpass section with adjustable center frequency and quality factor, together with a programmable current amplifier. The basic building blocks are triode-operating transconductors, tunable by means of either a DC voltage or a digitally controlled current divider. The bump-equalizer as part of a battery-operated hearing aid device is designed for a 1.4V-supply and a 0.35μm CMOS fabrication process. The circuit performance is supported by a set of simulation results, which indicates a center frequency from 600Hz to 2.4kHz, 1≤Q≤5, and an adjustable gain within ±6dB at center frequency. The filter dynamic range lies around 40dB. Quiescent consumption is kept below 12μW for any configuration of the filter.

Argentina: difusión del algodón GM e impacto en la rentabilidad de los pequeños productores de la Provincia del Chaco

Incluye Bibliografía

Ativação e diferenciação de monócitos humanos com GM-CSF in vitro para aquisição de atividade fungicida contra o Paracoccidioides brasiliensis: papel dos metabólitos do oxigênio e nitrogênio

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

GM-CSF Priming Drives Bone Marrow-Derived Macrophages to a Pro-Inflammatory Pattern and Downmodulates PGE(2) in Response to TLR2 Ligands

In response to pathogen recognition by Toll-like receptors (TLRs) on their cell surface, macrophages release lipid mediators and cytokines that are widely distributed throughout the body and play essential roles in host responses. Granulocyte macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) is important for the immune response during infections to improve the clearance of microorganisms. In this study, we examined the release of mediators in response to TLR2 ligands by bone marrow-derived macrophages (BMDMs) primed with GM-CSF. We demonstrated that when stimulated with TLR2 ligands, non-primed BMDMs preferentially produced PGE(2) in greater amounts than LTB4. However, GM-CSF priming shifted the release of lipid mediators by BMDMs, resulting in a significant decrease of PGE(2) production in response to the same stimuli. The decrease of PGE(2) production from primed BMDMs was accompanied by a decrease in PGE-synthase mRNA expression and an increase in TNF-alpha and nitric oxide (NO) production. Moreover, some GM-CSF effects were potentiated by the addition of IFN-gamma. Using a variety of TLR2 ligands, we established that PGE(2) release by GM-CSF-primed BMDMs was dependent on TLR2 co-receptors (TLR1, TLR6), CD14, MyD88 and the nuclear translocation of NF kappa B but was not dependent on peroxisome proliferator-activated receptor-gamma (PPAR-gamma) activation. Indeed, GM-CSF priming enhanced TLR2, TLR4 and MyD88 mRNA expression and phospho-I kappa B alpha formation. These findings demonstrate that GM-CSF drives BMDMs to present a profile relevant to the host during infections.

Macrophage Dectin-1 Expression Is Controlled by Leukotriene B-4 via a GM-CSF/PU.1 Axis

Pattern recognition receptors for fungi include dectin-1 and mannose receptor, and these mediate phagocytosis, as well as production of cytokines, reactive oxygen species, and the lipid mediator leukotriene B-4 (LTB4). The influence of G protein-coupled receptor ligands such as LTB4 on fungal pattern recognition receptor expression is unknown. In this study, we investigated the role of LTB4 signaling in dectin-1 expression and responsiveness in macrophages. Genetic and pharmacologic approaches showed that LTB4 production and signaling through its high-affinity G protein-coupled receptor leukotriene B4 receptor 1 (BLT1) direct dectin-1-dependent binding, ingestion, and cytokine production both in vitro and in vivo. Impaired responses to fungal glucans correlated with lower dectin-1 expression in macrophages from leukotriene (LT)- and BLT1-deficent mice than their wildtype counterparts. LTB4 increased the expression of the transcription factor responsible for dectin-1 expression, PU.1, and PU.1 small interfering RNA abolished LTB4-enhanced dectin-1 expression. GM-CSF controls PU.1 expression, and this cytokine was decreased in LT-deficient macrophages. Addition of GM-CSF to LT-deficient cells restored expression of dectin-1 and PU.1, as well as dectin-1 responsiveness. In addition, LTB4 effects on dectin-1, PU.1, and cytokine production were blunted in GM-CSF-/- macrophages. Our results identify LTB4-BLT1 signaling as an unrecognized controller of dectin-1 transcription via GM-CSF and PU.1 that is required for fungi-protective host responses. The Journal of Immunology, 2012, 189: 906-915.

GM-CSF (granulocyte-macrophage colony-stimulating factor): Modulation der durch UV-B-Strahlung induzierten Hautkarzinogenese

UV-B-Strahlung, die durch die fortschreitende Zerstörung der Ozonschicht zunimmt, ist hauptsächlich für das Entstehen von Basaliomen und Plattenepithelkarzinomen verantwort-lich, an denen jedes Jahr etwa 2-3 Millionen Menschen weltweit erkranken. UV-B indu-zierte Hautkarzinogenese ist ein komplexer Prozess, bei dem vor allem die mutagenen und immunsuppressiven Wirkungen der UV-B-Strahlung von Bedeutung sind. Die Rolle von GM-CSF in der Hautkarzinogenese ist dabei widersprüchlich. Aus diesem Grund wurde die Funktion von GM-CSF in vivo in der UV-B induzierten Hautkarzinogenese mittels zwei bereits etablierter Mauslinien untersucht: Erstens transgene Mäuse, die einen GM-CSF Antagonisten unter der Kontrolle des Keratin-10-Promotors in den suprabasalen Schichten der Epidermis exprimieren und zweitens solche, die unter dem Keratin-5-Promotor murines GM-CSF in der Basalschicht der Epidermis überexprimieren. Eine Gruppe von Tieren wurde chronisch, die andere akut bestrahlt. Die konstitutionelle Verfassung der Tiere mit erhöhter GM-CSF-Aktivität in der Haut war nach chronischer UV-B-Bestrahlung insgesamt sehr schlecht. Sie wiesen deshalb eine stark erhöhte Mortali-tät auf. Dies ist sowohl auf die hohe Inzidenz als auch dem frühen Auftreten der benignen und malignen Läsionen zurückzuführen. Eine verminderte GM-CSF Aktivität verzögerte dagegen die Karzinomentwicklung und erhöhte die Überlebensrate leicht. GM-CSF wirkt auf verschiedenen Ebenen tumorpromovierend: Erstens erhöht eine gesteigerte Mastzell-anzahl in der Haut der GM-CSF überexprimierenden Tiere per se die Suszeptibilität für Hautkarzinogenese. Zweitens stimuliert GM-CSF die Keratinozytenproliferation. Dadurch kommt es nach UV-B-Bestrahlung zu einer prolongierten epidermalen Hyperproliferation, die zur endogenen Tumorpromotion beiträgt, indem sie die Bildung von Neoplasien unter-stützt. Der Antagonist verzögert dagegen den Proliferationsbeginn, die Keratinozyten blei-ben demzufolge länger in der G1-Phase und der durch UV-B verursachte DNA-Schaden kann effizienter repariert werden. Drittens kann GM-CSF die LCs nicht als APCs aktivie-ren und eine Antitumorimmunität induzieren, da UV-B-Strahlung zur Apoptose von LCs bzw. zu deren Migration in Richtung Lymphknoten führt. Zusätzlich entwickeln GM-CSF überexprimierende Tiere in ihrer Haut nach UV-B-Bestrahlung ein Millieu von antago-nistisch wirkenden Zytokinen, wie TNF-a, TGF-b1 und IL-12p40 und GM-CSF, die proinflammatorische Prozesse und somit die Karzinomentwicklung begünstigen. Der Anta-gonist hemmt nach UV-B-Bestrahlung die Ausschüttung sowohl von immunsuppressiven Zytokinen, wie etwa TNF-a, als auch solchen, die die Th2-Entwicklung unterstützen, wie etwa IL-10 und IL-4. Dies wirkt sich negativ auf die Karzinomentwicklung aus.

Erkennung der alpha-Kette des GM-CSF-Rezeptors (CSF2RA) durch einen HLA-unabhängigen alpha:beta-T-Zellrezeptor

Aus dem tumorreaktiven T-Zellrepertoire der Melanompatientin Ma-Mel-86/INTH, bei der im Verlauf Lymphknotenmetastasen HLA-Klasse I-negativer Tumorzellen auftraten, wurden durch Stimulation mit autologen Tumorzellen CD8+ T-Zellklone isoliert und expandiert, die auf Melanomzellen der Patientin CSF2RA (engl. GM-CSF receptor alpha chain) in HLA-unabhängiger Weise erkannten. Aus einem der T-Zellklone wurde ein CSF2RA-reaktiver α:β-T-Zellrezeptor (TCR, engl. T-cell receptor) kloniert (Bezeichnung: TCR-1A.3/46). Die α-Kette des TCR enthielt die Domänen TRAV14/DV4*01, TRAJ48*01 und TRAC*01, die β-Kette die Domänen TRBV10-3*01, TRBD2*01, TRBJ2-7*01 und TRBC2*01. Durch Austausch der humanen konstanten gegen die homologen murinen Domänen wurde der TCR optimiert (Bezeichnung: cTCR-1A.3/46) und hinsichtlich seiner Expression und Funktionalität nach retroviralem Transfer in humane PBMC (engl. peripheral blood mononuclear cells) im 51Chromfreisetzungstest, im IFN-γ-ELISpot-Assay und in einem Degranulations-Assay validiert. TCR-transgene T-Zellen lysierten nicht nur spezifisch die HLA-defizienten, CSF2RA+ Melanomlinien des Modells Ma-Mel-86, sondern erkannten auch Zelllinien verschiedener Spezies nach Transfektion von CSF2RA sowie Monozyten, Granulozyten, dendritische Zellen und ein breites Spektrum hämatologischer Malignome myeloiden Ursprungs ungeachtet deren HLA-Phänotypen. Lymphatische Zellen sowie CD34+ Blutstammzellen wurden in In vitro-Untersuchungen nicht erkannt. Der Zusatz von GM-CSF zu Zellen, die CSF2RA und CSF2RB exprimierten, inhibierte die Erkennung durch TCR-transgene PBMC, während die Koexpression der α- und der ß-Kette des GM-CSF-Rezeptors alleine keinen negativen Effekt auf die Erkennung hatte. Daraus war zu schließen, dass CSF2RA präferentiell freistehend und weniger nach Integration in den heteromultimerischen GM-CSF-Rezeptor-Komplex erkannt wurde. In der zweidimensionalen Collier-de-Perles-Visualisierung der IMGT-Datenbank (engl. International immunogenetics information system) wies der CSF2RA-reaktive TCR-1A.3/46 im Vergleich zu TCR von konventionellen, HLA-restringierten T-Zellen keine Besonderheiten auf. Darüber hinaus waren auch die von den HLA-unabhängigen T-Zellen exprimierten CD8-Moleküle identisch zu den CD8-Molekülen HLA-abhängiger CTL (engl. cytotoxic T lymphocytes). Die Präsenz von CD8-Molekülen förderte die HLA-unabhängige Erkennung von CSF2RA, schien aber dafür nicht zwingend erforderlich zu sein, da Antikörper gegen CD8 die Erkennung zu ca. 65 % blockierten und TCR-transgene CD4+ T-Zellen im Vergleich zu TCR-transduzierten CD8+ T-Zellen eine deutlich verringerte, aber noch erhaltene Funktionalität aufwiesen. Es ist derzeit nicht klar, ob HLA-unabhängige T-Zellen gegen CSF2RA im peripheren Blut der Patientin vorkamen, weil sie der im Tiermodell postulierten Thymusselektion MHC-unabhängiger TCR (Tikhonova et al., Immunity 36:79, 2012) entkommen waren, oder weil ein ursprünglich gegen einen HLA-Peptid-Komplex gerichteter TCR eine HLA-unabhängige Kreuzreaktivität aufwies. CSF2RA verbessert die Glucoseutilisation in malignen Zellen, und es wurden ihm embryotrophe Eigenschaften zugeschrieben (Spielholz et al., Blood 85:973, 1995; Sjöblom et al., Biol. Reprod. 67:1817, 2002). Damit kann CSF2RA malignes Wachstum fördern und ist somit ein potentielles Zielmolekül für die Immuntherapie. Seine HLA-unabhängige Erkennung würde sowohl die HLA-Vielfalt als auch den HLA-Verlust als typische Limitationen der T-Zellimmuntherapie umgehen. Zur Überprüfung der In vivo-Spezifität des HLA-unabhängigen TCR gegen CSF2RA und damit zum Ausschluss relevanter off-tumor-/on-target- bzw. off-tumor-/off-target-Effekte ist jedoch eine Testung in einem präklinischen Tiermodell erforderlich.

TNFα inhibits the development of osteoclasts through osteoblast-derived GM-CSF

Inflammatory cytokines such as tumor necrosis factor-alpha (TNFα) are potent stimulators of osteoclast formation and bone resorption and are frequently associated with pathologic bone metabolism. The cytokine exerts specific effects on its target cells and constitutes a part of the cellular microenvironment. Previously, TNFα was demonstrated to inhibit the development of osteoclasts in vitro via an osteoblast-mediated pathway. In the present study, the molecular mechanisms of the inhibition of osteoclastogenesis were investigated in co-cultures of osteoblasts and bone marrow cells (BMC) and in cultures of macrophage-colony stimulating factor (M-CSF) dependent, non-adherent osteoclast progenitor cells (OPC) grown with M-CSF and receptor activator of NF-κB ligand (RANKL). Granulocyte-macrophage colony stimulating factor (GM-CSF), a known inhibitor of osteoclastogenesis was found to be induced in osteoblasts treated with TNFα and the secreted protein accumulated in the supernatant. Dexamethasone (Dex), an anti-inflammatory steroid, caused a decrease in GM-CSF expression, leading to partial recovery of osteoclast formation. Flow cytometry analysis revealed that in cultures of OPC, supplemented with 10% conditioned medium (CM) from osteoblasts treated with TNFα/1,25(OH)(2)D(3), expression of RANK and CD11c was suppressed. The decrease in RANK expression may be explained by the finding, that GM-CSF and the CM from wt osteoblasts were found to suppress the expression of c-Fos, Fra-1, and Nfatc-1. The failure of OPC to develop into CD11c(+) dendritic cells suggests that cell development is not deviated to an alternative differentiation pathway, but rather, that the monocytes are maintained in an undifferentiated, F4/80(+), state. The data further implies possible interactions among inflammatory cytokines. GM-CSF induced by TNFα acts on early hematopoietic precursors, inhibiting osteoclastogenesis while acting as the growth factor for M-CSF independent inflammatory macrophages. These in turn may condition a microenvironment enhancing osteoclast differentiation and bone resorption upon migration of the OPC from circulation to the bone/bone marrow compartment.