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Delayed wound repair in sepsis is associated with reduced local pro-inflammatory cytokine expression
(2013)
Sepsis is one of the main causes for morbidity and mortality in hospitalized patients. Moreover, sepsis associated complications involving impaired wound healing are common. Septic patients often require surgical interventions that in-turn may lead to further complications caused by impaired wound healing. We established a mouse model to the study delayed wound healing during sepsis distant to the septic focus point. For this reason cecal ligation and puncture (CLP) was combined with the creation of a superficial wound on the mouse ear. Control animals received the same procedure without CPL. Epithelialization was measured every second day by direct microscopic visualization up to complete closure of the wound. As interplay of TNF-α, TGF-β, matrix metalloproteinases (MMP), and tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMP) is important in wound healing in general, TNF-α, TGF-β, MMP7, and TIMP1 were assessed immunohistochemical in samples of wounded ears harvested on days 2, 6, 10 and 16 after wounding. After induction of sepsis, animals showed a significant delay in wound epithelialization from day 2 to 12 compared to control animals. Complete wound healing was attained after mean 12.2± standard deviation (SD) 3.0 days in septic animals compared to 8.7± SD 1.7 days in the control group. Septic animals showed a significant reduction in local pro-inflammatory cytokine level of TNF-α on day 2 and day 6 as well as a reduced expression of TGF-β on day 2 in wounds. A significant lower expression of MMP7 as well as TIMP1 was also observed on day 2 after wounding. The induction of sepsis impairs wound healing distant to the septic focus point. We could demonstrate that expression of important cytokines for wound repair is deregulated after induction of sepsis. Thus restoring normal cytokine response locally in wounds could be a good strategy to enhance wound repair in sepsis.
Als Exilfilme im engeren Sinne werden Filme bezeichnet, die in den Jahren 1933 bis 1945 überwiegend von exilierten deutschen Filmschaffenden im jeweiligen Fluchtland produziert wurden, wobei nur in wenigen dieser Exilfilme das Exil selbst zum Gegenstand wird. Anlässlich einer Filmreihe, die die Walter A. Berendsohn Forschungsstelle für deutsche Exilliteratur zusammen mit dem Research Center for Media and Communication (Universität Hamburg) und der Hamburger Kinemathek e.V. veranstaltete, wurde im Januar 2013 eine kleine Auswahl von Exilfilmen (aus Hollywood) im Metropolis Kino gezeigt. [...] Das Heft versammelt mit den Artikeln von Matthias Koch zu "Casablanca" und Sebastian Schirrmeister zu "So Ends Our Night" einige der kontextualisierenden Einführungen, die anlässlich der Filmreihe im Metropolis Kino vor der Vorführung des jeweiligen Films gegeben wurden. Die Beiträge von Andreas Stuhlmann zu "Hitler’s Madman", von Christoph Hesse zu "Professor Mamlock" und von Alexander Zons über den Hollywood-Agenten Paul Kohner sind Ergebnisse eines sich an die Filmreihe anschließenden Workshops. Ziel der Veranstaltung war es, gemeinsam mit den teilnehmenden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, mit Mitgliedern der Kinemathek, Studierenden und Filminteressierten Exilfilm und Filmexil als Forschungsfelder zu sondieren, um dann an Filmbeispielen verschiedene Zugänge zum Exilfilm bzw. unterschiedliche Analysekategorien zu erproben.
Im Wintersemester 2012/13 war die Lebensgeschichte des Hamburger Literaturhistorikers und Hochschullehrers Hans Wolffheim Thema der Ausstellung "'Vielleicht sehe ich auch zu tief in die Dinge hinein' Hans Wolffheim (1904-1973) – Hochschullehrer, Literaturkritiker, Autor" (10.11.2012 bis 6.1.2013) in der Staats- und Universitätsbibliothek Carl von Ossietzky. Die Ausstellung zeichnete die Lebensumstände des aus einer jüdischen Familie stammenden, 1933 gerade noch promovierten Wissenschaftlers nach, seine Arbeitsbedingungen im Dritten Reich und an einer deutschen Nachkriegs-Universität. Von der nationalsozialistischen Gesetzgebung ausgeschlossen konnte Wolffheim seine akademische Karriere erst nach 1945 beginnen. In einzelnen Kapiteln zeigt die Ausstellung Wolffheims Engagement für verdrängte und vergessene Autoren, die bürokratischen Widerstände gegen die Etablierung einer universitären Exilforschung und seine eigenen literarischen Aktivitäten als Lyriker, Literaturkritiker und Essayist. Im Abschreiten dieser Komplexe entwarf die Ausstellung die Kontur eines für die damaligen Verhältnisse ungewöhnlichen Hochschullehrertypus, der wesentlich zum demokratischen Wiederaufbau des Lehrbetriebs an der Universität Hamburg beigetragen hat. Nicht zuletzt wurde Wolffheim als Gründer und erster Leiter der Hamburger Arbeitsstelle für deutsche Exilliteratur, der heutigen Walter A. Berendsohn Forschungsstelle für deutsche Exilliteratur, gewürdigt.
The study objective was to assess the current status of HIV knowledge, attitudes and behavior (KAB) among employees of Namibian ministries. As most HIV campaigning takes place in the capital of Windhoek, an additional aim was to compare Windhoek to four regions (Hardap, Erongo, Oshana, and Caprivi). Between January and March 2011 a cross-sectional survey was conducted in two Namibian ministries, with participants selected randomly from the workforce. Data collection was based on questionnaires. 832 participants were included in the study (51.6% male). Nearly 90% of participants reported to have been tested for HIV before. Knowledge about HIV transmission ranged from 67% to 95% of correct answers, with few differences between the capital and regions. However, a knowledge gap regarding HIV transmission and prevention was seen. In particular, we found significantly lower knowledge regarding transmission from mother-to-child during pregnancy and higher rate of belief in a supernatural role in HIV transmission. In addition, despite many years of HIV prevention activities, a substantial proportion of employees had well-known HIV risk factors including multiple concurrent partnership rates (21%), intergenerational sex (19%), and lower testing rates for men (82% compared to women with 91%).
Background: Preeclampsia is one of the leading causes of maternal and perinatal mortality and morbidity worldwide and its pathogenesis is not totally understood. As a member of the chromosomal passenger complex and an inhibitor of apoptosis, survivin is a well-characterized oncoprotein. Its roles in trophoblastic cells remain to be defined.
Methods: The placental samples from 16 preeclampsia patients and 16 well-matched controls were included in this study. Real-time PCR, immunohistochemistry and Western blot analysis were carried out with placental tissues. Primary trophoblastic cells from term placentas were isolated for Western blot analysis. Cell proliferation, cell cycle analysis and immunofluorescence staining were performed in trophoblastic cell lines BeWo, JAR and HTR-8/SVneo.
Results: The survivin gene is reduced but the protein amount is hardly changed in preeclamptic placentas, compared to control placentas. Upon stress, survivin in trophoblastic cells is phosphorylated on its residue serine 20 by protein kinase A and becomes stabilized, accompanied by increased heat shock protein 90. Depletion of survivin induces chromosome misalignment, abnormal centrosome integrity, and reduced localization and activity of Aurora B at the centromeres/kinetochores in trophoblastic metaphase cells.
Conclusions: Our data indicate that survivin plays pivotal roles in cell survival and proliferation of trophoblastic cells. Further investigations are required to define the function of survivin in each cell type of the placenta in the context of proliferation, differentiation, apoptosis, angiogenesis, migration and invasion.
Background: MicroRNAs circulating in the blood, stabilized by complexation with proteins and/or additionally by encapsulation in lipid vesicles, are currently being evaluated as biomarkers. The consequences of their differential association with lipids/vesicles for their stability and use as biomarkers are largely unexplored and are subject of the present study.
Methods: The levels of a set of selected microRNAs were determined by quantitative reverse-transcription PCR after extraction from sera or vesicle- and non-vesicle fractions prepared from sera. The stability of these microRNAs after incubation with RNase A or RNase inhibitor, an inhibitor of RNase A family enzymes was studied.
Results: The levels of microRNA-1 and microRNA-122, but not those of microRNA-16, microRNA-21 and microRNA-142-3p, declined significantly during a 5-h incubation of the sera. RNase inhibitor prevented the loss of microRNAs in serum as well as the degradation of microRNA-122, a microRNA not expressed in blood cells, in whole blood. Stabilization of microRNA-122 was also achieved by hemolysis. Prolonged incubation of the sera led to enrichment of vesicle-associated relative to non-vesicle-associated microRNAs. Vesicle-associated microRNAs were more resistant to RNase A treatment than the respective microRNAs not associated with vesicles.
Conclusions: Serum microRNAs showed differential stability upon prolonged incubation. RNase inhibitor might be useful to robustly preserve the pattern of cell-free circulating microRNAs. In the case of microRNAs not expressed in blood cells this can also be achieved by hemolysis. Vesicle-associated microRNAs appeared to be more stable than those not associated with vesicles, which might be useful to disclose additional biomarker properties of miRNAs.
HIF1A reduces acute lung injury by optimizing carbohydrate metabolism in the alveolar epithelium
(2013)
Background: While acute lung injury (ALI) contributes significantly to critical illness, it resolves spontaneously in many instances. The majority of patients experiencing ALI require mechanical ventilation. Therefore, we hypothesized that mechanical ventilation and concomitant stretch-exposure of pulmonary epithelia could activate endogenous pathways important in lung protection.
Methods and Findings: To examine transcriptional responses during ALI, we exposed pulmonary epithelia to cyclic mechanical stretch conditions—an in vitro model resembling mechanical ventilation. A genome-wide screen revealed a transcriptional response similar to hypoxia signaling. Surprisingly, we found that stabilization of hypoxia-inducible factor 1A (HIF1A) during stretch conditions in vitro or during ventilator-induced ALI in vivo occurs under normoxic conditions. Extension of these findings identified a functional role for stretch-induced inhibition of succinate dehydrogenase (SDH) in mediating normoxic HIF1A stabilization, concomitant increases in glycolytic capacity, and improved tricarboxylic acid (TCA) cycle function. Pharmacologic studies with HIF activator or inhibitor treatment implicated HIF1A-stabilization in attenuating pulmonary edema and lung inflammation during ALI in vivo. Systematic deletion of HIF1A in the lungs, endothelia, myeloid cells, or pulmonary epithelia linked these findings to alveolar-epithelial HIF1A. In vivo analysis of 13C-glucose metabolites utilizing liquid-chromatography tandem mass-spectrometry demonstrated that increases in glycolytic capacity, improvement of mitochondrial respiration, and concomitant attenuation of lung inflammation during ALI were specific for alveolar-epithelial expressed HIF1A.
Conclusions: These studies reveal a surprising role for HIF1A in lung protection during ALI, where normoxic HIF1A stabilization and HIF-dependent control of alveolar-epithelial glucose metabolism function as an endogenous feedback loop to dampen lung inflammation.
Der ischämische Schlaganfall zählt zu den häufigsten Todesursachen in den Industrienationen und hinterlässt die meisten überlebenden Patienten in einer Pflegebedürftigkeit. Trotz der hohen Inzidenz und der gravierenden Folgen eines Schlaganfalls gibt es bislang keine ausreichende medikamentöse Therapie zum Schutz der Nervenzellen. Die akute Versorgung beschränkt sich auf die Lyse des Thrombus, welcher die betroffene Hirnarterie verschließt, und auf symptomatische Maßnahmen.
In der vorliegenden Dissertation wurden daher das neuroprotektiv wirkende Bilobalid, eine Substanz aus dem Ginkgo biloba Baum, und das anaplerotisch wirksame Triheptanoin auf ihre schützende Wirkung während eines ischämischen Schlaganfalls im Mausmodell untersucht. Zusätzlich wurden in der Bilobalid-Studie Tiere aus zwei verschiedenen Altersgruppen (6-8 Wochen gegen 18-24 Monate) verglichen. Der transiente Schlaganfall wurde in der Maus durch einstündigen Verschluss der mittleren Cerebralarterie (MCAO, middle cerebral artery occlusion) induziert.
Bilobalid wurde prophylaktisch eine Stunde vor Induktion des Schlaganfalls intraperitoneal (10 mg/kg) oder lokal in das betroffene Hirnareal (10 µM) verabreicht. Alle durchgeführten Experimente wiesen auf eine deutliche Neuroprotektion durch die Gabe von Bilobalid hin. Ein Tag nach MCAO war die Infarktfläche durch die Gabe von Bilobalid signifikant vermindert. In den durchgeführten motorischen Verhaltenstests schnitten die Bilobalid-behandelten Tiere wesentlich besser ab als unbehandelte Tiere. Der beobachtete Schutzeffekt von Bilobalid wurde auf mitochondriale Prozesse zurückgeführt: Die nach Ischämie beobachteten Defizite in Komplex I der mitochondrialen Atmungskette wurden durch die Gabe von Bilobalid deutlich vermindert. Bilobalid verringerte außerdem den enormen Anstieg von extrazellulärem Glutamat und das Ausmaß der mitochondrialen Schwellung während MCAO.
In der Altersstudie wurde deutlich, dass sowohl die motorische Aktivität der Tiere als auch einige zelluläre Prozesse wie die mitochondriale Atmung beeinträchtigt sind. Nichtsdestotrotz zeigte Bilobalid auch in gealterten Tieren einen deutlichen protektiven Effekt nach Ischämie.
Das anaplerotisch wirksame Triheptanoin wurde den Mäusen in einer 14-tätigen Fütterungsstudie verabreicht (33 % der Gesamt-Kalorien). Deutliche Schutzeffekte der Triheptanoin-Diät wurden nach Ischämie sowohl in TTC-gefärbten Hirnschnitten als auch in motorischen Verhaltenstests beobachtet. Durch den anaplerotischen Effekt sollte einerseits der Citratcyclus mit Acetyl-CoA und Succinyl-CoA gespeist werden, andererseits könnte Succinat in Komplex II der Atmungskette als direkter Energielieferant dienen. Dieser theoretische Ansatz wurde experimentell bestätigt: Die Fütterung mit Triheptanoin bewirkte eine signifikante Aktivitätssteigerung der mitochondrialen Komplexe II und IV nach MCAO. Die durch Ischämie gesenkten ATP-Spiegel und das Membranpotential wurden durch die anaplerotische Diät ebenfalls deutlich erhöht. Triheptanoin bewirkte zudem eine signifikante Reduktion des extrazellulären Glutamat-Anstiegs wŠhrend der MCAO.
Die Auswirkungen eines Schlaganfalls wurden demnach sowohl durch die prophylaktische Gabe von Bilobalid eine Stunde vor Ischämie als auch durch die 14-tägige Triheptanoin-Diät maßgeblich vermindert. Beide Substanzen zeigten im Mausmodell bemerkenswerte neuroprotektive Effekte und könnten daher auch beim Auftreten eines humanen Schlaganfalls entscheidende Vorteile bringen. Der präventive therapeutische Einsatz von Bilobalid oder Triheptanoin sollte daher in klinischen Studien weiter verfolgt werden.
Das Medizinstudium und die spätere Berufstätigkeit werden als stressig angesehen; dennoch liegen nur wenige Daten zur Stressbelastung von Medizinstudenten und Ärzten vor. Als Teil einer umfangreichen Erhebung zur Stressbelastung haben wir die Stressbelastung und Resilienz von Frankfurter Medizinstudenten in den ersten Wochen des 1. vorklinischen Semesters erhoben (Trierer Inventar zum chronischen Stress TICS, Resilienz-Skala RS11); an der Studie nahmen 348 von 383 Studienanfängern (90,8%) teil. Übereinstimmend mit Ergebnissen aus dem 5. Semester zeigen die Studenten des 1. Semesters hohe Werte insbesondere in den Teilskalen Überlastung und Überforderung; auffallend sind ebenfalls hohe Werte in den Skalen Soziale Isolation und Summenscore. Ein T-Score (altersnormierter Normalwert = 50) über der 2fachen Vertrauensgrenze findet sich im Summenscore (17,2%), chronische Besorgnis (17,8%), Überforderung (11,2%) und Überlastung (22,7%), während in anderen Skalen entsprechende Werte nur bei 1–5% der Teilnehmer erreicht wurden. Die Skalen Überlastung, Erfolgsdruck, chronische Besorgnis sowie der Summenscore sind weitgehend normalverteilt (Schiefe <0,2), dieser Wert beträgt für die anderen Skalen 0,45–0,65. Zwischen den Unterskalen finden sich Korrelationskoeffizienten >0,5 für Überlastung und Überforderung sowie chronischer Besorgnis, zwischen Überforderung und mangelnder sozialer Anerkennung, sozialer Isolierung und chronischer Besorgnis sowie zwischen sozialen Spannungen, sozialer Isolierung und chronischer Besorgnis. Parallel wurde die Resilienz mit Hilfe des Fragebogens RS11 erhoben (kein Optimum, hohe Werte weisen auf Resilienz hin). Bei einer Maximalpunktzahl von 77 erreichten die Studenten 62,2 +/– 8,8 Punkte, bei einer ausgeprägten rechtsschiefen Verteilung. Zwischen der Stressbelastung und der Resilienz fand sich keine relevante Korrelation, mit einem Maximalwert von –0,267 zwischen dem RS11-Score und der Subskala Überforderung. Die Daten belegen ein bereits zu Studienbeginn vorliegendes hohes Maß an Überlastung und Überforderung; dieser Stress korreliert nicht mit der Fähigkeit, mit Stress adäquat umzugehen (Resilienz).
Recent statistics indicate that the human population is ageing rapidly. Healthy, but also diseased, elderly people are increasing. This trend is particularly evident in Western countries, where healthier living conditions and better cures are available. To understand the process leading to age-associated alterations is, therefore, of the highest relevance for the development of new treatments for age-associated diseases, such as cancer, diabetes, Alzheimer and cardiovascular accidents. Mechanistically, it is well accepted that the accumulation of intracellular damage determined by reactive oxygen species (ROS) might orchestrate the progressive loss of control over biological homeostasis and the functional impairment typical of aged tissues. Here, we review how epigenetics takes part in the control of stress stimuli and the mechanisms of ageing physiology and physiopathology. Alteration of epigenetic enzyme activity, histone modifications and DNA-methylation is, in fact, typically associated with the ageing process. Specifically, ageing presents peculiar epigenetic markers that, taken altogether, form the still ill-defined “ageing epigenome”. The comprehension of mechanisms and pathways leading to epigenetic modifications associated with ageing may help the development of anti-ageing therapies.