OPUS 4 | Universitätspublikationen

5-Lipoxygenase contributes to PPAR [gamma] activation in macrophages in response to apoptotic cells (2012)

Andreas von Knethen Lisa Eifler Laura Kuchler Annika Heeg Heinrich Heide Ilka Wittig Thorsten Jürgen Maier Dieter Steinhilber Bernhard Brüne

Background: One hallmark contributing to immune suppression during the late phase of sepsis is macrophage polarization to an anti-inflammatory phenotype upon contact with apoptotic cells (AC). Taking the important role of the nuclear receptor PPARγ for this phenotype switch into consideration, it remains elusive how AC activate PPARγ in macrophages. Therefore, we were interested to characterize the underlying principle. Methods: Apoptosis was induced by treatment of Jurkat T cells for 3 hours with 0.5 μg/ml staurosporine. Necrotic cells (NC) were prepared by heating cells for 20 minutes to 65°C. PPARγ activation was followed by stably transducing RAW264.7 macrophages with a vector encoding the red fluorescent protein mRuby after PPARγ binding to 4 × PPRE sites downstream of the reporter gene sequence. This readout was established by treatment with the PPARγ agonist rosiglitazone (1 μM) and AC (5:1). Twenty-four hours after stimulation, mRuby expression was analysed by fluorescence microscopy. Lipid rafts of AC, NC, as well as living cells (LC) were enriched by sucrose gradient centrifugation. Fractions were analysed for lipid raft-associated marker proteins. Lipid rafts were incubated with transduced RAW264.7 macrophages as described above. 5-Lipoxygenase (5-LO) involvement was verified by pharmacological inhibition (MK-866, 1 μM) and overexpression. Results: Assuming that the molecule responsible for PPARγ activation in macrophages is localized in the cell membrane of AC, most probably associated to lipid rafts, we isolated lipid rafts from AC, NC and LC. Mass spectrometric analysis of lipid rafts of AC showed the expression of 5-LO, whereas lipid rafts of LC did not. Moreover, incubating macrophages with lipid rafts of AC induced mRuby expression. In contrast, lipid rafts of NC and LC did not. To verify the involvement of 5-LO in activating PPARγ in macrophages, Jurkat T cells were incubated for 30 minutes with the 5-LO inhibitor MK-866 (1 μM) before apoptosis induction. In line with our hypothesis, these AC did not induce mRuby expression. Finally, although living Jurkat T cells overexpressing 5-LO did not activate PPARγ in macrophages, mRuby expression was significantly increased when AC were generated from 5-LO overexpressing compared with wild-type Jurkat cells. Conclusion: Our results suggest that induction of apoptosis activates 5-LO, localizing to lipid rafts, necessary for PPARγ activation in macrophages. Therefore, it will be challenging to determine whether 5-LO activity in AC, generated from other cell types, correlates with PPARγ activation, contributing to an immune-suppressed phenotype in macrophages.

Ninjurin 1 contributes to TLR-induced inflammation in endothelial cells (2012)

Carla Jennewein Kai Zacharowski

Background: Nerve injury induced protein 1 (Ninjurin 1 (Ninj1)) was first identified in Schwann cells and neurons contributing to cell adhesion and nerve regeneration. Recently, the role of Ninj1 has been linked to inflammatory processes in the central nervous system where functional repression reduced leukocyte infiltration and clinical disease activity during experimental autoimmune encephalomyelitis in mice [1]. But Ninj1 is also expressed outside the nervous system in various organs such as the liver and kidney as well as on leukocytes [2,3]. Therefore, we hypothesized that Ninj1 contributes to inflammation in general; that is, also outside the nervous system, with special interest in the pathogenesis of sepsis. Methods: Ninj1 was repressed by transfecting HMEC-1 cells, a human dermal microvascular endothelial cell line with siRNA targeting Ninj1 (siNinj1) or a negative control (siC). Subsequently, cells were stimulated with 100 ng/ml LPS (TLR4 agonist), 3 μg/ml LTA (TLR2 agonist) or 100 n/ml poly(I:C) (TLR3 agonist) for 3 hours. The inflammatory response was analyzed by real-time PCR. In addition, transmigration of neutrophils across a HMEC-1 monolayer was measured using transwell plates (pore size 3 μm). Results: Repression of Ninj1 by siRNA reduced Ninj1 mRNA expression in HMEC about 90% (Figure 1A). Reduced Ninj1 expression decreased neutrophil migration to 62.5% (Figure 1B) and TLR signaling. In detail, knockdown of Ninj1 significantly reduced TLR-2 and TLR-4 triggered expression of ICAM-1 and IL-6 (Figure 1C,D) while poly(I:C)-induced expression was only slightly reduced. To analyze a more specific TLR-3 target, we measured IP-10 mRNA expression, which was also significantly reduced in siNinj1-transfected cells (Figure 1E). Conclusion: Our in vitro data strongly indicated that Ninj1 is involved in regulation of TLR signaling and therewith contributes to inflammation. In vivo experiments will clarify its impact on systemic inflammation.

Jahrestagung der Gesellschaft für Medizinische Ausbildung ; Medizinische Fakultät der Ludwig-Maximilians-Universität München ; 05.-08. Oktober 2011 ; Tagungsband ; [Lehren - Lernen - Prüfen ; von der Dissonanz zum Dreiklang? ; abstracts] ; Lehren - Lernen - Prüfen (2011)

Book of Abstracts: Jahrestagung der Gesellschaft für Medizinische Ausbildung (GMA): 05.10. - 08.10.2011, München

Effektivitätssteigerung von Chemotherapien durch statische Magnetfelder in vivo (2012)

Donata Strelczyk Martin E. Eichhorn Gunnar Brix Sebastian Strieth

Einleitung: Lokoregionäre Rezidivtumore der Kopf-Hals-Region können häufig nicht mehr kurativ operativ oder radiotherapeutisch behandelt werden, so dass neue Therapiekonzepte erforderlich sind. Es konnte gezeigt werden, dass statische Magnetfelder (SMF) Tumorwachstum und -angiogenese signifikant beeinflussen und zu einem intratumoralen Ödem führen. Das Ziel der vorliegenden Studie war die Evaluation des Effektes von SMF auf die Permeabilität von Tumorblutgefäßen und die therapeutische Nutzbarkeit in Kombination mit einer konventionellen Chemotherapie. Methoden: Zellen eines syngenen amelanotischen Melanoms wurden in transparente Rückenhautkammern bei Goldhamstern implantiert. Unter SMF-Exposition von 587 mT wurde fluoreszenzmikroskopisch die Extravasation von rhodaminmarkiertem Albumin zur Errechnung der Gefäßpermeabilität gemessen und intratumorale Leukozyten-Endothelzell-Interaktionen quantifiziert. Für die anschließende Therapiestudie wurden die antitumoralen Effekte einer Kombinationstherapie von Paclitaxel und SMF-Exposition verglichen mit drei Kontrollgruppen (Glucose, Paclitaxel allein, SMF allein; je n=6). Ergebnisse: SMF führen zu einer signifikanten Erhöhung der Tumorblutgefäßpermeabilität bei unveränderten Leukozyten-Endothelzell-Interaktionen. Die Kombinationstherapie von SMF und Paclitaxel ist – bezogen auf Tumorwachstum und Angiogenese – Monotherapien überlegen. Schlussfolgerung: Eine SMF-induzierte Steigerung der Gefäßpermeabilität kann die Blut-Tumor-Schranke beeinflussen und somit die Effektivität einer Chemotherapie mit kleinmolekularen Substanzen wie Paclitaxel deutlich steigern. Bei Verwendung von Kopfspulen erscheint eine derartige adjuvante Kombinationstherapie für lokoregionäre Karzinomrezidive der Kopf-Hals-Region besonders geeignet.

Speech perception in noise in CI systems with different microphones (2007)

Juliane Wechtenbruch Uwe Baumann Tobias Rader John Martin Hempel

Wertigkeit der Kernspintomographie bei kindlichen Knieverletzungen (2008)

Marcus Maier Emanuel Valentin Geiger Lena Sellnow Dorien Schneidmüller Ingo Marzi

Meeting Abstract : Deutsche Gesellschaft für Chirurgie. 125. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie. Berlin, 22.-25.04.2008 Einleitung: Die Diagnostik kindlicher Knieverletzungen wird heutzutage häufig durch die Kernspintomographie ergänzt, um relevante Kniebinnenschäden zu erkennen. Der klinische Nutzen dieser Zusatzuntersuchung wird in Abhängigkeit vom Beschwerdebild des Patienten und in Relation zum apparativen und wirtschaftlichen Aufwand unterschiedlich bewertet. Ziel dieser Studie war es, die Bedeutung der Kernspintomographie in Abhängigkeit von der klinischen Verdachtsdiagnose und dem arthroskopischen Befund zu bewerten. Material und Methoden: Es wurden insgesamt 195 Patienten im Alter von 3 bis 17 Jahren in diese Studie aufgenommen. 83 dieser Patienten wurden aufgrund der klinischen Diagnose unmittelbar der Kernspintomographie zugeführt. 165 der Patienten wurden, entweder aufgrund der klinischen Untersuchung, oder aufgrund des Befunds der Kernspintomographie, arthroskopiert. Ergebnisse: Die klinische Verdachtsdiagnose wurde bei 117 der 165 Patienten (71%), bei denen eine Arthroskopie durchgeführt wurde, bestätigt. Die größten Übereinstimmungen der Diagnosen in den unterschiedlichen Verfahren gab es dabei bei der Verdachtsdiagnose Patellaluxation (87%) und bei der Verdachtsdiagnose ligamentäre Verletzung (74%). Die Verdachtsdiagnose einer Meniskusläsion brachte eine Übereinstimmung von 48%.Von den 83 Patienten, bei denen eine kernspintomographische Untersuchung durchgeführt wurde, wurden daraufhin 53 Patienten arthroskopiert und 30 Patienten konservativ behandelt. Der MRT Befund wurde in der durchgeführten Arthroskopie bei 42 Patienten (81%) bestätigt. Die MRT Diagnose Patellaluxation wurde hierbei in allen Fällen (100%) in der Arthroskopie bestätigt. Die Übereinstimmungen der Kernspindiagnose einer ligamentären Läsion lag bei 83% und die Übereinstimmung bei der Meniskusverletzung bei 56%.Bei den 30 Patienten, die ausschließlich die Kernspintomographie erhielten und daraufhin konservativ behandelt wurden, wurden hauptsächlich Band- und Meniskuseinblutungen (37%) und extraartikuläre Veränderungen wie Bone Bruise, Fibrom oder Exostose (13%) im MRT diagnostiziert. Letztlich konnte durch den Einsatz der Kernspintomographie der Anteil der rein diagnostischen Arthroskopien von 22% auf 13% reduziert werden. Schlussfolgerung: Bei klinischem Verdacht auf eine Meniskus- oder Bandverletzung ist die Kernspintomographie ein wertvolles Hilfsmittel zur Überprüfung der Diagnose, da häufig klinisch keine sichere Beurteilung möglich ist. Bei der klinischen Verdachtsdiagnose einer Patellaluxation ist die Kernspintomographie zur Diagnosesicherung selten erforderlich, kann jedoch zur Beurteilung von Begleitverletzungen (z.B. Flake Frakturen) wertvolle Zusatzinformationen liefern. Bei klinisch unklarem Befund kann die Anzahl rein diagnostischer Arthroskopien deutlich gesenkt werden.

Laparoskopische Gastrektomie (2008)

Christoph Wullstein Guido Woeste Christoph W. Strey Wolf Otto Bechstein

Meeting Abstract : Deutsche Gesellschaft für Chirurgie. 125. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie. Berlin, 22.-25.04.2008 Einleitung: Obwohl laparoskopische, resezierende Verfahren am Magen als atypische Wedge-Resektionen weitgehend etabliert sind, werden formale Magenresektionen eher selten laparoskopisch durchgeführt. Die Gründe sind die Komplexität formaler, laparoskopischer Magenresektionen und die Seltenheit geeigneter Indikationen. Das Video zeigt eine Gastrektomie bei einem pT2a Magenkarzinom. Material und Methoden: Die Operation erfolgt in „Liegestuhl-Lagerung“. Die Trokarplatzierung entspricht weitgehend der einer Fundoplikatio. Zunächst wird das Omentum majus vom Colon transversum abgelöst und die große Kurvatur und der Fundus mittels Ultraschalldissektion mobilisiert. Nach Lösen der retrogastralen Verklebungen wird das postpylorische Duodenum mobilisiert und mit dem GIA abgesetzt. Die Lymphadenektomie im Lig. Hepatoduodenale erfolgt von lateral nach medial, wobei die A.gastrica dexter abgesetzt wird. Lymphadenektomie kranial deer Al lienalis und radikuläres Absetzen der A.gastrica sin. Nach Mobilisierung des distalen Ösophagus offenes Absetzen desselben und Einküpfen eine 25mm Andruckplatte. Durchtrennen des Jejunums und Mesojejunums ca. 40 cm aboral von Treitz. Der Zirkularstapler wird durch eine Erweiterung der Trokarinzision im linken Oberbauch eingeführt und dann laparoskopisch die Krückstock-Anastomose gestaplet. Der Krückstock wird mit dem Linearstapler verschlossen und die Dichtigkeit mittels Methylenblauinstillation geprüft. Dann wird die erweiterte Trokarinzision zur Minilaparotomie erweitert und das Resektat geborgen, die Y-Roux-Anastomose erfolgt offen durch die Mini-Laparotomie. Ergebnisse: Die OP-Zeit der gezeigten OP betrug 270 min., der intraoperative Blutverlust 40 ml. Der postoperative Verlauf war komplikationslos, die postoperative Verweildauer betrug 8 Tage. Histologisch zeigte sich ein Siegelringkarzinom des Magens pT2a, pN0 (0/21) M0 G3 R0. Schlussfolgerung: Das Video demonstriert, dass die laparoskopische Gastrektomie mit guter Übersicht sicher durchführbar ist.

TRENTOOL: an open source toolbox to estimate neural directed interactions with transfer entropy (2011)

Michael Wibral Raul Vicente Viola Priesemann Michael Lindner

Poster presentation from Twentieth Annual Computational Neuroscience Meeting: CNS*2011 Stockholm, Sweden. 23-28 July 2011. Poster presentation To investigate directed interactions in neural networks we often use Norbert Wiener's famous definition of observational causality. Wiener’s definition states that an improvement of the prediction of the future of a time series X from its own past by the incorporation of information from the past of a second time series Y is seen as an indication of a causal interaction from Y to X. Early implementations of Wiener's principle – such as Granger causality – modelled interacting systems by linear autoregressive processes and the interactions themselves were also assumed to be linear. However, in complex systems – such as the brain – nonlinear behaviour of its parts and nonlinear interactions between them have to be expected. In fact nonlinear power-to-power or phase-to-power interactions between frequencies are reported frequently. To cover all types of non-linear interactions in the brain, and thereby to fully chart the neural networks of interest, it is useful to implement Wiener's principle in a way that is free of a model of the interaction [1]. Indeed, it is possible to reformulate Wiener's principle based on information theoretic quantities to obtain the desired model-freeness. The resulting measure was originally formulated by Schreiber [2] and termed transfer entropy (TE). Shortly after its publication transfer entropy found applications to neurophysiological data. With the introduction of new, data efficient estimators (e.g. [3]) TE has experienced a rapid surge of interest (e.g. [4]). Applications of TE in neuroscience range from recordings in cultured neuronal populations to functional magnetic resonanace imaging (fMRI) signals. Despite widespread interest in TE, no publicly available toolbox exists that guides the user through the difficulties of this powerful technique. TRENTOOL (the TRansfer ENtropy TOOLbox) fills this gap for the neurosciences by bundling data efficient estimation algorithms with the necessary parameter estimation routines and nonparametric statistical testing procedures for comparison to surrogate data or between experimental conditions. TRENTOOL is an open source MATLAB toolbox based on the Fieldtrip data format. We evaluated the performance of the toolbox on simulation data and also a neuronal dataset that provides connections that are truly unidirectional to circumvent the following generic problem: typically, for any result of an analysis of directed interactions in the brain there will be a plausible explanation because of the combination of feedforward and feedback connectivity between any two measurement sites. Therefore, we estimated TE between the electroretinogram (ERG) and the LFP response in the tectum of the turtle (Chrysemys scripta elegans) under visual stimulation by random light pulses. In addition, we also investigated transfer entropy between the input to the light source (TTL pulse) and the ERG, to test the ability of TE to detect directed interactions between signals with vastly different properties. We found significant (p<0.0005) causal interactions from the TTL pulse to the ERG and from the ERG to the tectum – as expected. No significant TE was detected in the reverse direction. CONCLUSION: TRENTOOL is an easy to use implementation of transfer entropy estimation combined with statistical testing routines suitable for the analysis of directed interactions in neuronal data.

12th European Conference on Traumatic Stress : human rights & psychotraumatology ; Vienna, Austria June 2-5, 2011 ; book of abstracts (2011)

CONTENTS: Keynote Address and Invited Plenary Lectures Symposia Debates and Panels Oral Presentations and Specific Topics Poster Presentations Workshop Presentations Case Study Presentations and Media Presentations Symposien Workshops

Computergestütztes Concept Mapping zur Unterstützung vernetzenden Denkens in der Humananatomie: Wandel von Lernkultur durch Aktivierung kreativer Lernprozesse (2008)

Alexander Tillmann Gertrud Klauer Richard Jack Melamed

Zielsetzung: Studierende der Medizin werden im vorklinischen Studienabschnitt mit einer Fülle von Informationen und Detailwissen aus unterschiedlichen Gebieten konfrontiert. Viele Studierende neigen dazu, das von ihnen erwartete Wissen in Form von schnell verfügbarem, prüfungsrelevantem Wissen auswendig zu lernen. Dieses Wissen ist meist nicht konzeptuell verankert und geht in der Regel rasch verloren. Ziel des an der J.W. Goethe-Universität Frankfurt für das Fach Anatomie erarbeiteten Konzeptes ist es, Studierende beim Aufbau von Lernstrategien zu unterstützen, mit deren Hilfe sie erworbenes Wissen leichter strukturieren und Zusammenhänge zwischen vielfältigen Fakten und Wissensgebieten herstellen können. Eine wichtige Methode des erarbeiteten Lehr-/Lernkonzeptes ist das computergestützte Concept Mapping, bei der Studierende ihr Wissen über funktionale Zusammenhänge der verschiedenen räumlichen und zeitlichen Dimensionen des Körpers visualisieren. Die in Kleingruppen organisierte Arbeit an den Concept Maps, bei der die individuell unterschiedlichen Perspektiven auf den Gegenstandsbereich zusammengetragen und diskutiert werden müssen, zielt darüber hinaus auf einen Wandel der Lernkultur des häufig durch Faktenwissen und Einzelgängertum geprägten Medizinstudiums. Methodik: Die Einführung des computergestützten Concept Mappings in der Anatomie als neue Lehr-/Lernmethode in der medizinischen Ausbildung wurde an drei unterschiedlichen Gruppen (je 20 Teilnehmer) verschiedener Semester (2006/07) wissenschaftlich begleitet. Die Veranstaltungen wurden formativ und summativ evaluiert. Die deskriptive Darstellung der Evaluationsergebnisse wurde durch die Analyse der Daten auf systematische Zusammenhänge und Unterschiede vervollständigt. Ergebnisse: Die Ergebnisse der Studierendenbefragung bestätigen die Annahme, dass die Concept Map-Methode als geeignetes Instrument zur besseren Verdeutlichung von fachlichen Zusammenhängen in einem naturwissenschaftlich-medizinischen Fach (Anatomie) wahrgenommen wird und effektiv zum Aufbau vernetzter Wissensstrukturen eingesetzt werden kann. Besonders positiv wurden darüber hinaus die Lernprozesse in den Kleingruppen erlebt. Schlussfolgerung: Die Einführung des computergestützten Concept Mapping als kreativer Lernprozess in Kleingruppen liefert ein erfolgreiches und von den Studierenden akzeptiertes Konzept zur Unterstützung vernetzenden Denkens und konzeptuellen Lernens. Über die Beschäftigung mit den Concept Maps können kooperative Lernformen in den Regelbetrieb der Medizinerausbildung in der Anatomie integriert werden, die die Studierenden stark motivieren und zu einem Wandel der Lernkultur beitragen.

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