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Silicosis : geographic changes in research ; an analysis employing density-equalizing mapping
(2014)
Background: A critical evaluation of scientific efforts is needed in times of modified evaluation criteria for academic personnel and institutions.
Methods: Using scientometric benchmark procedures and density-equalizing mapping, we analysed the global scientific efforts on "silicosis" of the last 92 years focusing on geographical changes within the last 30 years, specifying the most productive authors, institutions, countries and the most successful cooperations.
Results: The USA as the most productive supplier have established their position as center of international cooperation, followed in considerable distance by the United Kingdom, Germany and China. Asian countries, particularly China, catch up and are expected to excel the USA still in this decade.
Conclusion: The combination of scientometric procedures with density-equalizing mapping reveals a distinct global pattern of research productivity and citation activity. Modified h-index, citationrate and impact factor have to be discussed critically due to distortion by bias of self-citation, language and co-authorship.
Water footprints have been proposed as sustainability indicators, relating the consumption of goods like food to the amount of water necessary for their production and the impacts of that water use in the source regions. We further developed the existing water footprint methodology, by globally resolving virtual water flows from production to consumption regions for major food crops at 5 arcmin spatial resolution. We distinguished domestic and international flows, and assessed local impacts of export production. Applying this method to three exemplary cities, Berlin, Delhi and Lagos, we find major differences in amounts, composition, and origin of green and blue virtual water imports, due to differences in diets, trade integration and crop water productivities in the source regions. While almost all of Delhi's and Lagos' virtual water imports are of domestic origin, Berlin on average imports from more than 4000 km distance, in particular soy (livestock feed), coffee and cocoa. While 42% of Delhi's virtual water imports are blue water based, the fractions for Berlin and Lagos are 2 and 0.5%, respectively, roughly equal to the water volumes abstracted in these two cities for domestic water use. Some of the external source regions of Berlin's virtual water imports appear to be critically water scarce and/or food insecure. However, for deriving recommendations on sustainable consumption and trade, further analysis of context-specific costs and benefits associated with export production will be required.
Attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD) is often accompanied by problems in social behaviour, which are sometimes similar to some symptoms of autism-spectrum disorders (ASD). However, neuronal mechanisms of ASD-like deficits in ADHD have rarely been studied. The processing of biological motion–recently discussed as a marker of social cognition–was found to be disrupted in ASD in several studies. Thus in the present study we tested if biological motion processing is disrupted in ADHD. We used 64-channel EEG and spatio-temporal source analysis to assess event-related potentials associated with human motion processing in 21 children and adolescents with ADHD and 21 matched typically developing controls. On the behavioural level, all subjects were able to differentiate between human and scrambled motion. But in response to both scrambled and biological motion, the N200 amplitude was decreased in subjects with ADHD. After a spatio-temporal dipole analysis, a human motion specific activation was observable in occipital-temporal regions with a reduced and more diffuse activation in ADHD subjects. These results point towards neuronal determined alterations in the processing of biological motion in ADHD.
Bispezifische transmembrane Antikörperfragmente zur Inhibierung von ErbB-Wachstumsfaktor-Rezeptoren
(2014)
Der epidermale Wachstumsfaktor-Rezeptor (EGFR) und das ErbB2 Molekül sind Mitglieder der ErbB-Rezeptortyrosinkinase-Familie. Die Bindung von Peptidliganden an die extrazelluläre Domäne (ECD) von EGFR führt zu einer Konformationsänderung, die den Dimerisierungs-kompetenten Zustand des Rezeptors stabilisiert und eine Homodimerisierung oder Heterodimerisierung mit anderen ErbB-Rezeptoren erlaubt. ErbB2 liegt dagegen ohne Ligandenbindung dauerhaft in einer Dimerisierungskompetenten Konformation vor. Die Rezeptordimerisierung stimuliert die intrazelluläre Kinaseaktivität, was zu einer Autophosphorylierung distinkter Tyrosine im C-terminalen Schwanz der Rezeptoren führt. Diese Phosphotyrosine dienen als Bindungsstellen unterschiedlicher intrazellulärer Substrate und Adaptorproteine, die Zellwachstums-, Migrations- und Überlebens-fördernde Signalkaskaden auslösen. Eine Über- oder Fehlfunktion dieser Rezeptoren wurde in vielen Karzinomen epithelialen Ursprungs sowie in Glioblastomen beschrieben und mit einem aggressiven Krankheitsverlauf in Verbindung gebracht.
Der therapeutische Antikörper Cetuximab inhibiert das Tumorwachstum, indem er an die ECD von EGFR bindet und dabei die Ligandenbindung und Rezeptoraktivierung unterbindet. Dieselben Eigenschaften weist das single chain fragment variable (scFv) 225 auf, das die gleiche Antigenbindungsdomäne besitzt. Ein weiteres scFv-Antikörperfragment, scFv(30), wurde in vorangegangenen Arbeiten der Gruppe aus einer scFv-Bibliothek isoliert und bindet als zytoplasmatisch stabil exprimierbares Molekül an die intrazelluläre Domäne (ICD) des EGFR.
Im ersten Teil dieser Arbeit wurde das bislang unbekannte Epitop des scFv(30) Antikörperfragments mittels Peptid-Spotting Experimenten bestimmt. Die Bindungsstelle des scFv(30) Proteins wurde dabei am C-terminalen Ende der EGFR Sequenz lokalisiert und umfasst die Aminosäuresequenz GIFKGSTAE (AS 1161-1169 des reifen EGFR Proteins).
Die Expression von Antikörperfragmenten als sogenannte Intrabodies in Tumorzellen stellt einen wirkungsvollen Ansatz zur selektiven Interferenz mit wichtigen physiologischen und pathophysiologischen Prozessen dar. Im zweiten Teil der vorgelegten Arbeit wurde das EGFR-ECD-spezifische Antikörperfragment scFv(225) über eine Transmembrandomäne und eine flexible Gelenkregion mit dem EGFR-ICD-spezifischen scFv(30) Molekül zu einem neuartigen bispezifischen Antikörper verbunden. Die konstitutive Expression dieses 225.TM.30 Intrabodies und der monospezifischen Variante 225.TM nach lentiviraler Transduktion von EGFR-überexprimierenden MDA MB468 und A431 Tumorzellen resultierte in einer substanziellen Reduktion der EGFR-Oberflächenexpression und einer Blockierung der Liganden-induzierten EGFR-Autophosphorylierung, begleitet von einer deutlichen Inhibition des Zellwachstums. Eine weitere Analyse der 225.TM.30-induzierten molekularen Prozesse in diesen Tumorzellen im Vergleich zu den beiden monospezifischen Varianten 225.TM und TM.30 erfolgte mittels eines Tetracyclin-induzierbaren Expressionssystems. Dazu wurden A431, MDA-MB468 und EGFR-negative MDA-MB453 Zellen zunächst mit retroviralen Vektorpartikeln transduziert, die für den optimierten reversen Tetracyclin-kontrollierten Transaktivator (M2) kodieren. Anschließend erfolgte die Tansduktion mit retroviralen transmembranen Antikörperkonstrukten, kontrolliert von einem Tetracyclin-induzierbaren Promoter (T6). Die Doxycyclin (Dox)-induzierte Expression von 225.TM.30 und 225.TM bestätigte die im konstitutiven Expressionssystem beobachteten Ergebnisse. TM.30-exprimierende Zellen zeigten dagegen keinen Unterschied in der Oberflächenexpression oder Aktivierbarkeit von EGFR zu parentalen Zellen, wiesen aber dennoch eine deutliche Inhibition des Wachstums auf. Konfokale Laserscanning Mikroskopie Studien zeigten eine Co-Lokalisation von 225.TM und EGFR hauptsächlich an der Zelloberfläche, während 225.TM.30 und TM.30 im endoplasmatischen Retikulum detektiert wurden und EGFR in diesem Kompartiment festhielten. Die TM.30/EGFR-Komplexe im ER könnten eine ER-Stress-Antwort auslösen und damit das reduzierte Wachstum TM.30-exprimierender Zellen erklären. Tatsächlich wurden in MDA MB468/M2/iTM.30 und A431/M2/iTM.30 Zellen erhöhte Proteindisulfidisomerase (PDI) und teilweise GRP78/BiP Proteinmengen detektiert, die auf eine ER-Stress-Antwort hindeuten. Das bispezifische 225.TM.30 Molekül vereinte die Eigenschaften der monospezifischen Antikörpervarianten. Es hielt wie TM.30 Anteile des EGFR im ER zurück und war wie 225.TM in der Lage, die EGFR-Oberflächenexpression zu reduzieren und die EGFR-Autophosphorylierung zu inhibieren.
Die Expression der drei transmembranen Antikörper in EGFR-negativen MDA-MB453/M2 Zellen hatte dagegen keinen Einfluss auf das Wachstum dieser Zellen, was die EGFR-Spezifität der vorgestellten Moleküle unterstreicht.
Im letzten Teil der vorgelegten Arbeit wurde die scFv(225) Domäne in 225.TM.30 gegen das ErbB2-ECD-spezifische scFv(FRP5) Molekül ausgetauscht, und somit ein ErbB2-ECD- und EGFR-ICD-spezifischer Intrabody generiert (5.TM.30). Nach der Dox-induzierten Expression des 5.TM.30 Moleküls in EGFR- und/oder ErbB2-exprimierenden Tumorzellen wurde die Funktionalität beider Bindungsdomänen verifiziert. Die 5.TM.30 Expression resultierte dabei in ErbB2-positiven Tumorzellen in einer verringerten Oberflächen- und Gesamtexpression von ErbB2 und in EGFR-positiven Zellen in einer Reduktion der EGFR-Gesamtproteinmenge. Dies lässt auf eine erhöhte, 5.TM.30-induzierte Degradation der beiden Rezeptoren schließen. Die Expression des 5.TM.30 Proteins führte zudem zu einer Inhibition des Wachstums EGFR- und/oder ErbB2-positiver Zellen. Weiterhin wurde auch in 5.TM.30-exprimierenden MDA-MB468/M2 Zellen, wie für 225.TM.30 und TM.30 beschrieben, eine Co-Lokalisation des transmembranen Antikörperfragments mit EGFR im ER gezeigt.
Die in dieser Arbeit vorgestellten Ergebnisse weisen erstmals die Funktionalität von membranverankerten mono- und bispezifischen Antikörpermolekülen als Intrabodies nach, und zeigen ihr Potenzial zur gerichteten Interferenz mit der Wachstumsfaktor-abhängigen Signaltransduktion. Durch den Austausch der extra- und intrazellulären Antikörperdomänen könnte diese Strategie ebenso zur Analyse oder Blockade weiterer Signalmoleküle und Signalkomplexe eingesetzt werden.
Die vorliegende literaturwissenschaftliche Forschungsarbeit analysiert die Problematik der "Sprache als Heimat im Kontext des Exils" am Beispiel der deutsch-jüdischen Lyrikerinnen Rose Ausländer und Mascha Kaléko. Diese sind durch ihre osteuropäische Herkunft, das Judentum, ihr Vertriebenenschicksal und Exil und die deutsche Literatursprache miteinander verbunden. Den Begriffserläuterungen zu Sprache, Heimat und Exil folgen die Lebensstationen, die sich im lyrischen Ich der Dichterinnen widerspiegeln. Ferner wird das weibliche Schreiben, die Sprachlosigkeit und der Sprachwechsel in Exilsituationen analysiert. Die Erforschung der Problematik zwischen Muttersprache und Mehrsprachigkeit resultiert nach Überlegungen über Grenzwerte im Exil in der Feststellung, dass die (deutsche) Sprache im Fall Rose Ausländers und Mascha Kalékos als Heimat gilt. Die repräsentativen Gedichte der beiden Lyrikerinnen sowohl im Text als auch im Anhang sowie ein Interview mit dem Verleger und Nachlassverwalter Rose Ausländers, und sechs Dokumente aus dem literarischen Nachlass Mascha Kalékos (Deutsches Literaturarchiv Marbach) illustrieren die ausgearbeitete These.
Over the past decade, Scandinavian and German scholars have been active in the redefinition of the terms “Vitalism” and “Vitalist” as descriptive categories for analytical purposes in the fields of literary and cultural history. In this context,“Vitalism”has primarily been used to describe an enthusiastic worshipping of life, one that holds youth, health, strength and beauty as its primary attributes, which was prevalent in all aspects of cultural life around 1900. But even the post war founders of the Vitalist re-conceptualisation of this era, Wolfdietrich Rasch and Gunter Martens, warned of taking such a unilateral view ofwhat constituted a Vitalist concept of life. It could lead to a misunderstanding of Vitalist way of thinking, Rasch said, if the focus wasonly set upon the enthusiastic surplus, the worshipping of youth and health. To Vitalists, life is more than that. It is a totality that also encompasses notions of destruction, decay and death. “All life symbols in literature around 1900 are at the same time symbols of death” (Rasch, 1967:24).Through the analyses of three poems, this article aims to show concrete examples of how cyclic Vitalist thinking is embedded in poetry of the era. The analyses include a further sub-categorisation to capture the different types of Life Force dealt with in the texts. By way of an introduction, Vitalism is discussed within the context of the scientific and social developments of the 19th Century.
Treating large bone defects represents a major challenge in traumatic and orthopedic surgery. Bone tissue engineering provides a promising therapeutic option to improve the local bone healing response. In the present study tissue biocompatibility, systemic toxicity and tumorigenicity of a newly developed composite material consisting of polylactic acid (PLA) and 20% or 40% bioglass (BG20 and BG40), respectively, were analyzed. These materials were seeded with mesenchymal stem cells (MSC) and endothelial progenitor cells (EPC) and tested in a rat calvarial critical size defect model for 3 months and compared to a scaffold consisting only of PLA. Serum was analyzed for organ damage markers such as GOT and creatinine. Leukocyte count, temperature and free radical indicators were measured to determine the degree of systemic inflammation. Possible tumor occurrence was assessed macroscopically and histologically in slides of liver, kidney and spleen. Furthermore, the concentrations of serum malondialdehyde (MDA) and sodium oxide dismutase (SOD) were assessed as indicators of tumor progression. Qualitative tissue response towards the implants and new bone mass formation was histologically investigated. BG20 and BG40, with or without progenitor cells, did not cause organ damage, long-term systemic inflammatory reactions or tumor formation. BG20 and BG40 supported bone formation, which was further enhanced in the presence of EPCs and MSCs.
This investigation reflects good biocompatibility of the biomaterials BG20 and BG40 and provides evidence that additionally seeding EPCs and MSCs onto the scaffold does not induce tumor formation.