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Precision measurements of the semileptonic decays 𝐷+𝑠→𝜂𝑒+𝜈𝑒 and 𝐷+𝑠→𝜂′𝑒+𝜈𝑒 are performed with 7.33 fb−1 of 𝑒+𝑒− collision data collected at center-of-mass energies between 4.128 and 4.226 GeV with the BESIII detector. The branching fractions obtained are ℬ(𝐷+𝑠→𝜂𝑒+𝜈𝑒) = (2.255±0.039stat±0.051syst)% and ℬ(𝐷+𝑠→𝜂′𝑒+𝜈𝑒)=(0.810±0.038stat±0.024syst)%. Combining these results with the ℬ(𝐷+→𝜂𝑒+𝜈𝑒) and ℬ(𝐷+→𝜂′𝑒+𝜈𝑒) obtained from previous BESIII measurements, the 𝜂−𝜂′ mixing angle in the quark flavor basis is determined to be 𝜙P=(40.0±2.0stat±0.6syst)°. Moreover, from the fits to the partial decay rates of 𝐷+𝑠→𝜂𝑒+𝜈𝑒 and 𝐷+𝑠→𝜂′𝑒+𝜈𝑒, the products of the hadronic transition form factors 𝑓𝜂(′)+(0) and the modulus of the 𝑐→𝑠 Cabibbo-Kobayashi-Maskawa matrix element |𝑉𝑐𝑠| are determined by using different hadronic transition form factor parametrizations. Based on the two-parameter series expansion, the products 𝑓𝜂+(0)|𝑉𝑐𝑠| = 0.4519±0.0071stat±0.0065syst and 𝑓𝜂′+(0)|𝑉𝑐𝑠| = 0.525±0.024stat±0.009syst are extracted. All results determined in this work supersede those measured in the previous BESIII analyses based on the 3.19 fb−1 subsample of data at 4.178 GeV.
The process e+e−→Σ+Σ¯− is studied from threshold up to 3.04 GeV/c2 via the initial-state radiation technique using data with an integrated luminosity of 12.0 fb−1, collected at center-of-mass energies between 3.773 and 4.258 GeV with the BESIII detector at the BEPCII collider. The pair production cross sections and the effective form factors of Σ are measured in eleven Σ+Σ¯− invariant mass intervals from threshold to 3.04 GeV/c2. The results are consistent with the previous results from Belle and BESIII. Furthermore, the branching fractions of the decays J/ψ→Σ+Σ¯− and ψ(3686)→Σ+Σ¯− are determined and the obtained results are consistent with the previous results of BESIII.
With data samples collected with the BESIII detector at seven energy points at √s = 3.68 − 3.71 GeV, corresponding to an integrated luminosity of 333 pb−1, we present a study of the Λ transverse polarization in the e+e− → ΛΛ¯ reaction. The signifcance of polarization by combining the seven energy points is found to be 2.6σ including the systematic uncertainty, which implies a non-zero phase between the transition amplitudes of the ΛΛ¯ helicity states. The modulus ratio and the relative phase of EM-psionic form factors combined with all energy points are measured to be RΨ = 0.71+0.10−0.10 ± 0.03 and ∆ΦΨ = 23+8.8−8.0 ± 1.6◦, where the frst uncertainties are statistical and the second systematic.
We present the first observation of the singly Cabibbo-suppressed decay Λ+c→ΛK+π0 with a significance of 5.7σ and the first evidence of Λ+c→ΛK+π+π− decay with a significance of 3.1σ, based on e+e− annihilation data recorded by the BESIII detector at the BEPCII collider. The data correspond to an integrated luminosity of 6.4 fb−1, in the center-of-mass energy range from 4.600 GeV to 4.950 GeV. We determine the branching fractions of Λ+c→ΛK+π0 and Λ+c→ΛK+π+π− relative to their Cabibbo-favored counterparts to be B(Λ+c→ΛK+π0)B(Λ+c→Λπ+π0)=(2.09±0.39stat.±0.07syst.)×10−2 and B(Λ+c→ΛK+π+π−)B(Λ+c→Λπ+π+π−)=(1.13±0.41stat.±0.06syst.)×10−2, respectively. Moreover, by combining our measured result with the world average of B(Λ+c→Λπ+π0), we obtain the branching fraction B(Λ+c→ΛK+π0)=(1.49±0.27stat.±0.05syst.±0.08ref.)×10−3. This result significantly departs from theoretical predictions based on quark SU(3) flavor symmetry, which is underpinned by the presumption of meson pair S-wave amplitude dominance.
We search for an axion-like particle (ALP) a through the process ψ(3686)→π+π−J/ψ, J/ψ→γa, a→γγ in a data sample of (2.71±0.01)×109 ψ(3686) events collected by the BESIII detector. No significant ALP signal is observed over the expected background, and the upper limits on the branching fraction of the decay J/ψ→γa and the ALP-photon coupling constant gaγγ are set at 95% confidence level in the mass range of 0.165≤ma≤2.84GeV/c2. The limits on B(J/ψ→γa) range from 8.3×10−8 to 1.8×10−6 over the search region, and the constraints on the ALP-photon coupling are the most stringent to date for 0.165≤ma≤1.468GeV/c2.
Using a sample of (10087±44)×106 J/ψ events, which is about fifty times larger than that was previously analyzed, a further investigation on the J/ψ→γ3(π+π−) decay is performed. A significant distortion at 1.84 GeV/c2 in the line-shape of the 3(π+π−) invariant mass spectrum is observed for the first time, which is analogous to the behavior of X(1835) and could be resolved by two overlapping resonant structures, X(1840) and X(1880). The new state X(1880) is observed with a statistical significance of 14.7σ. The mass and width of X(1880) are determined to be 1882.1±1.7±0.7 MeV/c2 and 30.7±5.5±2.4 MeV, respectively, which indicates the existence of a pp¯ bound state.
The Cabbibo-favored decay Λ+c→Ξ0K+π0 is studied for the first time using 6.1 fb−1 of e+e− collision data at center-of-mass energies between 4.600 and 4.840 GeV, collected with the BESIII detector at the BEPCII collider. With a double-tag method, the branching fraction of the three-body decay Λ+c→Ξ0K+π0 is measured to be (7.79±1.46±0.71)×10−3, where the first and second uncertainties are statistical and systematic, respectively. The branching fraction of the two-body decay Λ+c→Ξ(1530)0K+ is (5.99±1.04±0.29)×10−3, which is consistent with the previous result of (5.02±0.99±0.31)×10−3. In addition, the upper limit on the branching fraction of the doubly Cabbibo-suppressed decay Λ+c→nK+π0 is 7.1×10−4 at the 90% confidence level. The upper limits on the branching fractions of Λ+c→Σ0K+π0 and ΛK+π0 are also determined to be 1.8×10−3 and 2.0×10−3, respectively.
The Cabbibo-favored decay Λ+c→Ξ0K+π0 is studied for the first time using 6.1 fb−1 of e+e− collision data at center-of-mass energies between 4.600 and 4.840 GeV, collected with the BESIII detector at the BEPCII collider. With a double-tag method, the branching fraction of the three-body decay Λ+c→Ξ0K+π0 is measured to be (7.79±1.46±0.71)×10−3, where the first and second uncertainties are statistical and systematic, respectively. The branching fraction of the two-body decay Λ+c→Ξ(1530)0K+ is (5.99±1.04±0.29)×10−3, which is consistent with the previous result of (5.02±0.99±0.31)×10−3. In addition, the upper limit on the branching fraction of the doubly Cabbibo-suppressed decay Λ+c→nK+π0 is 7.1×10−4 at the 90% confidence level. The upper limits on the branching fractions of Λ+c→Σ0K+π0 and ΛK+π0 are also determined to be 1.8×10−3 and 2.0×10−3, respectively.
Based on 4.5 fb−1 data taken at seven center-of-mass energies ranging from 4.600 to 4.699 GeV with the BESIII detector at the BEPCII collider, we measure the branching fractions of Λ + c → Σ + + hadrons relative to Λ + c → Σ +π +π −. Combining with the world average branching fraction of Λ + c → Σ +π +π −, their branching fractions are measured to be (0.377 ± 0.042 ± 0.020 ± 0.021)% for Λ + c → Σ +K+K−, (0.200 ± 0.023 ± 0.011 ± 0.011)% for Λ + c → Σ+K+π−, (0.414 ± 0.080 ± 0.030 ± 0.023)% for Λ + c → Σ +φ and (0.197 ± 0.036 ± 0.009 ± 0.011)% for Λ + c → Σ +K+K−(non-φ). In all the above results, the first uncertainties are statistical, the second are systematic and the third are from external input of the branching fraction of Λ + c → Σ +π +π −. Since no signal for Λ + c → Σ +K+π−π 0 is observed, the upper limit of its branching fraction is determined to be 0.13% at the 90% confidence level.
Evidence for the singly Cabibbo suppressed decay Λ+c→pπ0 is reported for the first time with a statistical significance of 3.7σ based on 6.0 fb−1 of e+e− collision data collected at center-of-mass energies between 4.600 and 4.843 GeV with the BESIII detector at the BEPCII collider. The absolute branching fraction of Λ+c→pπ0 is measured to be (1.56+0.72−0.58±0.20)×10−4. Combining with the branching fraction of Λ+c→nπ+, (6.6±1.2±0.4)×10−4, the ratio of the branching fractions Λ+c→nπ+ and Λ+c→pπ0 is calculated to be 4.2+2.2−1.9; this is an important input for the understanding of the decay mechanisms of charmed baryons. In addition, the absolute branching fraction of Λ+c→pη is measured to be (1.63±0.31stat±0.11syst)×10−3, which is consistent with previous measurements.
Quantum-correlated 𝐷¯𝐷 pairs collected by the BESIII experiment at the 𝜓(3770) resonance corresponding to an integrated luminosity of 2.93 fb−1 are used to study the 𝐷0→𝐾0𝑆𝜋+𝜋−𝜋0 decay mode. The 𝐶𝑃-even fraction of 𝐷0→𝐾0𝑆𝜋+𝜋−𝜋0 decays is determined to be 0.235±0.010±0.002, where the first uncertainty is statistical and the second is systematic.
The epitranscriptome embodies many new and largely unexplored functions of RNA. A major roadblock in the epitranscriptomics field is the lack of transcriptome-wide methods to detect more than a single RNA modification type at a time, identify RNA modifications in individual molecules, and estimate modification stoichiometry accurately. We address these issues with CHEUI (CH3 (methylation) Estimation Using Ionic current), a new method that concurrently detects N6-methyladenosine (m6A) and 5-methylcytidine (m5C) in individual RNA molecules from the same sample, as well as differential methylation between any two conditions. CHEUI processes observed and expected nanopore direct RNA sequencing signals with convolutional neural networks to achieve high single-molecule accuracy and outperforms other methods in detecting m6A and m5C sites and quantifying their stoichiometry. CHEUI’s unique capability to identify two modification types in the same sample reveals a non-random co-occurrence of m6A and m5C in mRNA transcripts in cell lines and tissues. CHEUI unlocks an unprecedented potential to study RNA modification configurations and discover new epitranscriptome functions.
Einleitung: Allergisches Asthma bronchiale ist eine chronische Atemwegserkrankung, deren Prävalenz zunimmt. Angesichts der immensen gesellschaftlichen und individuellen Belastung durch Asthma ist es dringend erforderlich, neue Strategien zur Behandlung der Krankheit zu entwickeln. Immunologisch ist allergisches Asthma durch ein Ungleichgewicht zwischen TH2-Zellen und TH1-Zellen gekennzeichnet, das durch regulatorische T-Zellen (Tregs) reguliert wird. Tregalizumab ist ein monoklonaler IgG-Antikörper, der Tregs selektiv aktiviert. Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher, die Wirkung von Tregalizumab auf die allergeninduzierte allergische Entzündung bei Patienten mit Hausstaubmilbenallergie anhand eines bronchialen Provokationsmodells zu untersuchen.
Methoden: In einer prospektiven, randomisierten, doppelblinden und placebokontrollierten Studie wurden 42 Probanden mit allergischem Asthma und Hausstaubmilbenallergie zwölf Wochen lang mit Tregalizumab 100 mg oder Placebo behandelt. Bronchiale Provokation mit HSM wurde vor (V4) und nach (V17) Tregalizumab-Gabe durchgeführt. Induziertes Sputum (Visite V5, V16, V18) und peripheres Blut (Visite V4, V5, V18) wurden entnommen und Zelldifferenzierung, Zytokine und Transkriptionsfaktoren wurden durch Mikroskopie, Durchflusszytometrie bzw. RT-PCR bewertet.
Ergebnisse: Sowohl in der Verum- als auch in der Placebogruppe zeigte sich zwischen Visite V5 (24 Stunden nach Provokation) und vier Wochen nach Provokation bei Visite V16 (p<0,05) ein signifikanter Rückgang des Anteils eosinophiler Granulozyten (wie auch des ECP-Levels). Interessanterweise konnte bei V18 (24 Stunden nach Provokation) nur in der Placebogruppe ein signifikanter Anstieg beobachtet werden (p<0,01). Die Konzentration des TH-2-Zytokins IL-5 nahm zwischen V5 und V16 in der Verumgruppe signifikant ab (p<0,05). Zwischen V16 und V18 konnte wiederum nur in der Placebogruppe ein signifikanter Anstieg festgestellt werden (p<0,01). Dieser spätere Effekt wurde auch auf Protein- und Transkriptionsebene und im peripheren Blut sowie bei der Expression des Transkriptionsfaktors FoxP3 gefunden. Auf der Ebene der TH-1-Zytokine konnten keine signifikanten Veränderungen festgestellt werden.
Diskussion: Der Anteil eosinophiler Granulozyten, die Konzentration von IL-5 in Blut und Sputum sowie die Konzentration von ECP im Sputum haben sich als gute Parameter zur Beurteilung der Entzündungsreaktion bei unseren Studienteilnehmern erwiesen. Wir haben gezeigt, dass allergische Entzündungen, die durch das Provokationsmodell verursacht wurden, durch die analysierten Parameter im Sputum, aber auch im Blut gut überwacht werden konnten. Ein klinischer Effekt von Tregalizumab konnte in dieser Studie jedoch nicht festgestellt werden und dieses Ergebnis stimmt gut mit der Analyse der Entzündungsparameter im induzierten Sputum überein.
Using 15.6 fb−1 of e+e− collision data collected at twenty-four center-of-mass energies from 4.0 to 4.6 GeV with the BESIII detector, the helicity amplitudes of the process e+e− → π+π−ω are analyzed for the first time. Born cross section measurements of two-body intermediate resonance states with statistical significance greater than 5σ are presented, such as f0(500), f0(980), f2(1270), f0(1370), b1(1235)±, and ρ(1450)±. In addition, evidence of a resonance state in e+e− → π+π−ω production is found. The mass of this state obtained by line shape fitting is about 4.2 GeV/c2, which is consistent with the production of ψ(4160) or Y(4220).
We present our recent results on antiheavy-antiheavy-light-light tetraquark systems using lattice QCD. Our study of the b¯b¯us four-quark system with quantum numbers JP=1+ and the b¯c¯ud four-quark systems with I(JP)=0(0+) and I(JP)=0(1+) utilizes scattering operators at the sink to improve the extraction of the low-lying energy levels. We found a bound state for b¯b¯us with Ebind,b¯b¯us=(−86±22±10)MeV, but no indication for a bound state in both b¯c¯ud channels. Moreover, we show preliminary results for b¯b¯ud with I(JP)=0(1+), where we used scattering operators both at the sink and the source. We found a bound state and determined its infinite-volume binding energy with a scattering analysis, resulting in Ebind,b¯b¯ud=(−103±8)MeV.
This thesis investigates the structure of the translocase of the outer membrane (TOM) complex in mitochondria, focusing on the TOM holo complex through single-particle electron cryo-microscopy (cryoEM) complemented by mass spectrometry and computational structure prediction. Mitochondria, crucial for energy production in eukaryotic cells, import most of their proteins from the cytoplasm. These proteins enter through the TOM complex, which in its core form consists of a membrane-embedded homodimer of Tom40 pores, two Tom22 cytoplasmic receptors, and six small TOM stabilizing subunits (Tom7, Tom6, and Tom5). The holo complex includes two additional subunits, Tom70 and Tom20, whose stoichiometry and positioning are less understood due to their easy dissociation during isolation of the complex. CryoEM analysis revealed the high-resolution structure of the Neurospora crassa TOM core complex at 3.3 Å, containing all core subunits, and the presence of a central phospholipid causing the Tom40 dimer to tilt to 20°. Furthermore, a 4 Å resolution map indicated the binding of a precursor protein as it transitions through the translocation barrel. Finally, at 6-7 Å resolution, the structure of the TOM holo complex highlighted Tom20's flexibility as it interacts with the core complex, emphasizing its role in protein translocation. This work provides significant insights into the architecture and functioning of the TOM complex, contributing to the understanding of mitochondrial protein import mechanisms.
In natural environments, background noise can degrade the integrity of acoustic signals, posing a problem for animals that rely on their vocalizations for communication and navigation. A simple behavioral strategy to combat acoustic interference would be to restrict call emissions to periods of low-amplitude or no noise. Using audio playback and computational tools for the automated detection of over 2.5 million vocalizations from groups of freely vocalizing bats, we show that bats (Carollia perspicillata) can dynamically adapt the timing of their calls to avoid acoustic jamming in both predictably and unpredictably patterned noise. This study demonstrates that bats spontaneously seek out temporal windows of opportunity for vocalizing in acoustically crowded environments, providing a mechanism for efficient echolocation and communication in cluttered acoustic landscapes.
Wahrnehmung wurde zu Beginn des 20. Jahrhunderts bestimmt als "Organ unseres ursprünglichen Welt-Erlebens." Das ursprüngliche Welterleben war das des Flaneurs, der mit allen Sinnen Umwelt wahrnimmt, um sich zu situieren und aus dieser Verortung Sicherheit und Anderssein zu gewinnen; die Verortung war aber auch über die Individualebene hinaus von politischer, sozialer, ökonomischer und kultureller Bedeutung. Man greift nicht zu hoch, wenn der Vormärz als Zeitspanne betrachtet wird, in der eine vollere Realität in sehr spezifischer Weise greifbar wurde. Die Vielschichtigkeit der Vormärz-Welt war dabei eine konstanter Innovation, die eine Initiierung jener Selbstbilder bedeutete, die über das Wahrnehmen bestätigt wurden, das selbst ein anderes geworden war. Nicht mehr informierte Wahrnehmung über die tautologisch so genannten sozialen Tatsachen; sie schuf diese vielmehr um und damit neu - das Organ des Welterlebens wirkte hier auf die Welt ein und musste Erlebnisse nicht mehr erleiden. Die Erfahrung der Welt-Erlebnisse bestand auch darin, die Sinne als sinnenöffnend zu sehen, indem die theoretische Vorrangstellung des Informationsaspekts der Wahrnehmung zurücktrat und Indices von Engagement, Eingreifen und Emanzipation deutlich werden konnten. Dies bedeutete, eine Form des "Wirklichkeitskontakts" zu suchen, die bisher nicht bestanden hatte. War der Kontakt vorher so geschehen, dass die Sinne eine bestätigende Funktion den sozialen und politischen Valeurs gegenüber einnahmen, die bezogen auf Emanzipationsprozesse und deren Möglichkeit einer Schließung gleichkam, öffnete nun die Veränderung der Wahrnehmung neue Formen des Wirklichkeitskontakts. In diesem Kontakt war vor allem entscheidend, dass nun die Bedingungen der Wahrnehmung ersichtlich wurden, sich als veränderbar auswiesen und nicht mehr im umfassenden Konstrukt "Wahrnehmung" aufgingen.
Wahrnehmung wurde zu Beginn des 20. Jahrhunderts bestimmt als "Organ unseres ursprünglichen Welt-Erlebens." Das ursprüngliche Welterleben war das des Flaneurs, der mit allen Sinnen Umwelt wahrnimmt, um sich zu situieren und aus dieser Verortung Sicherheit und Anderssein zu gewinnen; die Verortung war aber auch über die Individualebene hinaus von politischer, sozialer, ökonomischer und kultureller Bedeutung. Man greift nicht zu hoch, wenn der Vormärz als Zeitspanne betrachtet wird, in der eine vollere Realität in sehr spezifischer Weise greifbar wurde. Die Vielschichtigkeit der Vormärz-Welt war dabei eine konstanter Innovation, die eine Initiierung jener Selbstbilder bedeutete, die über das Wahrnehmen bestätigt wurden, das selbst ein anderes geworden war. Nicht mehr informierte Wahrnehmung über die tautologisch so genannten sozialen Tatsachen; sie schuf diese vielmehr um und damit neu - das Organ des Welterlebens wirkte hier auf die Welt ein und musste Erlebnisse nicht mehr erleiden. Die Erfahrung der Welt-Erlebnisse bestand auch darin, die Sinne als sinnenöffnend zu sehen, indem die theoretische Vorrangstellung des Informationsaspekts der Wahrnehmung zurücktrat und Indices von Engagement, Eingreifen und Emanzipation deutlich werden konnten. Dies bedeutete, eine Form des "Wirklichkeitskontakts" zu suchen, die bisher nicht bestanden hatte. War der Kontakt vorher so geschehen, dass die Sinne eine bestätigende Funktion den sozialen und politischen Valeurs gegenüber einnahmen, die bezogen auf Emanzipationsprozesse und deren Möglichkeit einer Schließung gleichkam, öffnete nun die Veränderung der Wahrnehmung neue Formen des Wirklichkeitskontakts. In diesem Kontakt war vor allem entscheidend, dass nun die Bedingungen der Wahrnehmung ersichtlich wurden, sich als veränderbar auswiesen und nicht mehr im umfassenden Konstrukt "Wahrnehmung" aufgingen.
Pericytes are capillary-associated mural cells involved in the maintenance and the stability of the vascular network. This thesis aims to investigate the role of pericytes in the heart in the context of ageing and disease. We highlight the malignant effects of the remodelling in the heart and stress the focus on the role of cardiac pericytes in this context. We show that ageing reduces pericyte coverage and that myocardial infarction (MI) causes an activation of these cells. Single-nuclei and single-cell RNA sequencing analysis of murine hearts further revealed that the expression of the Regulator of G-protein signalling 5 (Rgs5) is reduced in cardiac pericytes both in ageing and transiently at day 1 and day 3 after MI. The loss of RGS5 in pericytes drives an entropic state of these mural cells characterized by morphological changes, excessive extracellular deposition and enhanced Gaq mediated GPCR signalling. The deletion of RGS5 in pericytes causes cardiac systolic dysfunction, induces myocardial fibrosis, and drives the activation of cardiac fibroblasts in a TGFb-dependent manner. In conclusion, our results describe the importance of pericytes maintaining cardiac homeostasis, identify RGS5 as a key regulator of this process and propose pericytes as crucial mediators of cardiac fibrosis and possible therapeutic targets to prevent cardiovascular disease.
The prefrontal cortex (PFC) is considered the cognitive center of the mammalian brain. It is involved in a variety of cognitive functions such as decision making, working memory, goal-directed behavior, processing of emotions, flexible action selection, attention, and others (Fuster, 2015). In rodents, these functions are associated with the medial prefrontal cortex (mPFC). Experiments in mice and rats have shown that neurons in the mPFC are necessary for successful performance of many cognitive tasks. Moreover, measurements of neural activity in the mPFC show excitation or inhibition in different cells in relation to specific aspects of the tasks to be solved. To date, however, it is largely unknown whether prefrontal neurons are stably activated during the same behaviors within a task and whether similar aspects are represented by the same neurons in different tasks. In addition, it is unclear how specifically neurons are activated, for example, whether cells that are activated in response to reward are activated in a different task without reward in a different situation or remain inactive. To address these questions, we recorded the same neurons in the mPFC of mice over the course of several weeks while the animals performed various behaviors.
To do this, we expressed GCaMP6 in pyramidal neurons in the mPFC of mice. A small lens was implanted in the same location and a miniature microscope ("miniscope") was used to record neural activity. Later the extracted neurons got aligned based on their shape and position across multiple days and sessions. The mice performed five different behavioral tests while neural activity was measured: A spatial working memory test in a T-maze, exploration of the elevated plus maze (EPM), a novel object recognition (NO) test including free open field (OF) exploration, a social interaction (SI) test and discriminatory auditory fear conditioning (FC). Each task was repeated at least twice to check for stable task encoding across sessions. Behavioral performance and neural correlates to specific task events were similar to earlier studies across all tasks. We utilized generalized linear models (GLM) to determine which behavioral variables most strongly influence neural activity in the mPFC. The position of the mouse in the environment was found to explain most of the variance in neural activity, together with movement speed they were the strongest predictors of neural activity across all tasks. Reward time points in the working memory test, the conditioned stimulus after fear conditioning, or head direction in general were also strongly encoded in the mPFC.
Many of the recorded neurons showed a stable spatial activity profile across multiple sessions of the same task. Similarly, cells that coded for position in one task tended to code for position in other tasks. Not only did the same cells code for position across multiple tasks, but cells also coded for movement speed and head direction. This indicates that at least these general behavioral variables are each represented by the same neurons in the mPFC. Interestingly, the stability of position or speed coding did not depend on the time between two sessions, but only on whether it was within the same or across different tasks. Within the same task, stability was slightly higher than across different tasks.
To find out whether task-specific behavioral aspects were also stably encoded in the mPFC, difference scores as the difference in neural activity between two task aspects like left- and right-choice trials or exposed and enclosed locations were calculated. Many cells encoded these aspects stably across different sessions of each task. Both the left-right differences in the different phases of the working memory test, the open-closed-arm differences in the elevated plus maze, the different activity between center and corners in the open field, the social target-object differences in the social interaction test, and the differences between the two tones during fear conditioning were all stably encoded across the population of mPFC cells. Only the distinction between the novel and the familiar object during object recognition was not stably encoded, but also the preference for the novel object was not present in the second session of novel object exploration.
There was also an overlap in coding for different aspects within a task across multiple sessions. For example, cells stably encoded left-right differences in the T-maze between different sessions as a function of walking direction across different phases of working memory, an aspect that we could already show within one session (Vogel, Hahn et al., 2022). During fear conditioning, the same cells showed a discrimination between CS+ and CS- that also responded to the start of CS+.
Consistency in the neurons activity across different tasks was also found, but only between tasks with similar demands, the elevated plus-maze and free exploration of the open field. Cells that were more active in the open arms also showed more activity in the center of the open field and vice versa. This could be an indicator that the cells were coding for anxiety or exposure across those tasks, indicating that neurons in the mPFC also stably encode general task aspects independent of the specific environment. However, it remains unclear what exactly these neurons encode; in the case of a general fear signal, one would also expect activation during fear conditioning which could not be found.
Overall, we found that neurons in the mPFC of mice encoded multiple general behavioral variables across multiple tasks and task-specific variables were encoded stably within each of the tested tasks. However, we found little task-specific variables that were systematically encoded by the same neurons with the exception being the elevated plus-maze and open field exploration, two tasks with similar features.
Long non-coding RNAs are a very versatile class of molecules that can have important roles in regulating a cells function, including regulating other genes on the transcriptional level. One of these mechanisms is that RNA can directly interact with DNA thereby recruiting additional components such as proteins to these sites via an RNA:dsDNA triplex formation. We genetically deleted the triplex forming sequence (FendrrBox) from the lncRNA Fendrr in mice and found that this FendrrBox is partially required for Fendrr function in vivo. We found that the loss of the triplex forming site in developing lungs causes a dysregulation of gene programs associated with lung fibrosis. A set of these genes contain a triplex site directly at their promoter and are expressed in lung fibroblasts. We biophysically confirmed the formation of an RNA:dsDNA triplex with target promoters in vitro. We found that Fendrr with the Wnt signalling pathway regulates these genes, implicating that Fendrr synergizes with Wnt signalling in lung fibrosis.
Die Ergebnisse der Studie und die Diversität der Datenbanken ist groß.
Für 12 Datenbanken wurde ein Punktesystem mit elf Items entworfen, um die Qualität der einzelnen Datenbanken zu objektivieren. Keine Datenbank konnte alle Bewertungskriterien erfüllen. Der insgesamt schlechte Punktedurchschnitt ist ein Indikator für die Mängel der aktuell verfügbaren Datenbanken. Außerdem konnten wir einen Qualitätsunterschied zwischen kostenpflichtigen und kostenfreien Datenbanken beweisen und mussten im Zuge dieser Ergebnisse die Frage stellen, ob kostenfreie Datenbanken überhaupt nützlich sind. Zwischen den kostenpflichtigen Datenbanken fallen die Qualitätsunterschiede weniger gravierend aus, wenngleich Stärken und Schwächen sich deutlich unterscheiden. Die häufigsten Wechselwirkungen wurden in allen Datenbanken mit großem Abstand zwischen rein psychiatrischen Interaktionspaaren erfasst. Dieses zeigt, wie wechselwirkungsreich Psychopharmaka sind und dass psychiatrische Patienten besonders vulnerabel sind. Die Nutzung digitaler Hilfsmittel scheint bei Betrachtung der hohen Anzahl ausgegebener Warnmeldungen unabdingbar zu sein, dennoch existiert große Uneinheitlichkeit bei der Bewertung der einzelnen Interaktionen. Die Vorstellung, dass zwei Kliniker bei Nutzung zweier unterschiedlicher Datenbanken zu völlig unterschiedlichen Empfehlungen kommen, fällt nicht schwer. Gleichzeitig könnte die Kooperation von Heilberuflern, die unterschiedliche Datenbanken verwenden, die Chance auf zusätzlichen Informationsgewinn und Austausch erhöhen, was im Umkehrschluss in einer erhöhten Arzneimitteltherapiesicherheit resultiert. In Studien konnte der positive Effekt interdisziplinärer Zusammenarbeit bereits bewiesen werden.
Zusammenfassend konnten umfangreiche Differenzen zwischen allen untersuchten Datenbanken aufgezeigt werden. Um den Anforderungen des klinischen Alltags zu genügen, müssen digitale Unterstützungssysteme weiterentwickelt werden.
Die „ideale Datenbank“ gibt es bisher nicht – das lässt sich durch unser Punktesystem beweisen. Um im klinischen Alltag Patientensicherheit zu gewährleisten ist die Nutzung einer einzelnen Datenbank bisher nicht ausreichend.
Die Gewährung der Patientensicherheit sollte unser oberstes Ziel sein und um dieses zu erreichen, bedarf es vieler Komponenten. Neben der Nutzung und vor allem Weiterentwicklung digitaler Unterstützungssysteme sollte auch der zwischenmenschliche Austausch weiter gefördert werden. Interdisziplinäre Zusammenarbeit im Sinne pharmazeutischer Dienstleistungen zur Medikationsanalyse könnten ein zusätzliches Instrument zur Vermeidung arzneimittelbezogener Probleme werden.
Zukünftig werden unsere Patienten am meisten von optimaler Nutzung weiterentwickelter Technologien, sowie wachsendem zwischenmenschlichem Austausch profitieren.
Off-central heavy-ion collisions are known to feature magnetic fields with magnitudes and characteristic gradients corresponding to the scale of the strong interactions. In this work, we employ equilibrium lattice simulations of the underlying theory, QCD, involving similar inhomogeneous magnetic field profiles to achieve a better understanding of this system. We simulate three flavors of dynamical staggered quarks with physical masses at a range of magnetic fields and temperatures, and extrapolate the results to the continuum limit. Analyzing the impact of the field on the quark condensate and the Polyakov loop, we find non-trivial spatial features that render the QCD medium qualitatively different as in the homogeneous setup, especially at temperatures around the transition. In addition, we construct leading-order chiral perturbation theory for the inhomogeneous background and compare its prediction to our lattice results at low temperature. Our findings will be useful to benchmark effective theories and low-energy models of QCD for a better description of peripheral heavy-ion collisions.
Off-central heavy-ion collisions are known to feature magnetic fields with magnitudes and characteristic gradients corresponding to the scale of the strong interactions. In this work, we employ equilibrium lattice simulations of the underlying theory, QCD, involving similar inhomogeneous magnetic field profiles to achieve a better understanding of this system. We simulate three flavors of dynamical staggered quarks with physical masses at a range of magnetic fields and temperatures, and extrapolate the results to the continuum limit. Analyzing the impact of the field on the quark condensate and the Polyakov loop, we find non-trivial spatial features that render the QCD medium qualitatively different as in the homogeneous setup, especially at temperatures around the transition. In addition, we construct leading-order chiral perturbation theory for the inhomogeneous background and compare its prediction to our lattice results at low temperature. Our findings will be useful to benchmark effective theories and low-energy models of QCD for a better description of peripheral heavy-ion collisions.
Das Ziel in der vorliegenden systematischen Literaturrecherche ist es, den aktuellen Stand des Wissens über die Erfolgsfaktoren von Einzelzahnimplantaten, bei denen eine Sofortbelastung auf den provisorischen Implantatkronen zum Antagonisten erfolgt, wiederzugeben. In diesem Rahmen wurden Zusammenhänge zwischen der Implantatüberlebensrate, der Primärstabilität, der Implantatregion, des Implantatdesigns und des Implantationszeitpunktes getrennt nach okklusalem Belastungsprotokoll (mit versus ohne antagonistische Okklusionskontakte auf den provisorischen Implantatkronen) und der postoperativen Verhaltensweisen der Patienten analysiert. Der Prozess der systematischen Literaturrecherche wurde nach den PRISMA-Guidelines für den Suchzeitraum von 2012 bis 2022 durchgeführt.
Um die Forschungsfrage zu beantworten, wurde eine qualitative Analyse in deskriptiver Form durchgeführt.
In den analysierten Studien, wurde am häufigsten ein Eindrehmoment von ≥ 35 Ncm als Kriterium für eine Sofortbelastung gewählt. Die meisten Implantate wurden in der Oberkieferregion 15 bis 25 inseriert. Bei den Implantatkronen mit antagonistischen Okklusionskontakten fielen die Überlebensraten insgesamt niedriger aus als in den Studien, in denen die Implantatkronen ohne antagonistische Okklusionskontakte eingegliedert wurden. Die Überlebensraten waren weitestgehend vergleichbar mit den Ergebnissen konventioneller Belastungsprotokolle. Die Datenlage anhand dieser Recherche spricht zurzeit für die Realisierung der Sofortbelastung von provisorischen Implantatkronen ohne antagonistische Okklusionskontakte in Verbindung mit postoperativen Verhaltensmaßnahmen.
Life and biological resilience rely on the execution of precise gene expression profiles. A key mechanism to ensure cellular homeostasis is the regulation of protein synthesis. Recent studies have unveiled an intrinsic regulatory capacity of ribosomes, previously considered mere executors of mRNA translation. Neurons in particular finely regulate protein synthesis, at both global and local levels. This sustains their complex morphology and allows them to rapidly transmit, integrate, and respond to external stimuli. In this thesis, I investigated the neuronal ribosome and how subcellular environments and physiological perturbations shape it, by profiling its molecular composition, functional interconnections, and cellular distribution.
First, I used genetic engineering, biochemical purification, and mass spectrometry, to characterize in an unbiased manner the translation machinery specifically from excitatory and inhibitory neurons of the mouse cortex. I found that neuronal ribosomes commonly interact with RNA-binding proteins, components of the cytoskeleton, and proteins associated with the endoplasmic reticulum and vesicles. In line with the requirement for local protein synthesis in the distal parts of neurons, we observed that neuronal ribosomes preferentially interact with proteins involved in cellular transport. Remarkably, I observed a strong association between ribosomes and pre-synaptic vesicles, which suggests a potential regulatory interaction between local translation and neuronal activity.
Intriguingly, I and others have observed mRNAs encoding for core ribosomal proteins (RPs) among the genes most enriched in neuronal processes. This observation challenges two historical assumptions of ribosome biology: (1) new RPs are incorporated only into newly forming ribosomes, and (2) this incorporation occurs only in the nucleus and perinuclear region. In my PhD, I aimed to directly test these two assumptions and if proven wrong ask whether and why neurons would localize RP mRNAs far from their known assembly site.
Employing a combination of metabolic labeling and highly sensitive mass spectrometry techniques, I discovered that a subset of RPs rapidly and dynamically binds on and off mature ribosomes. Strikingly, this incorporation does not depend on the supply of new ribosomes from the nucleus. Therefore, my data refuted the assumption that ribosomes are built and degraded as a unit and revealed a more dynamic view of these machines, which can actively exchange core components. In particular, I found that the association of certain exchanging RPs is influenced by location (e.g., cell body versus neurites) and cellular state (e.g., post-oxidative stress). Neurons may use this mechanism to repair and/or specialize their protein synthesis machinery in a rapid and context-dependent manner.
Finally, I asked whether some steps of ribosome biogenesis could also take place in distal processes. Although most steps of ribosome assembly occur within the nucleus, the final stages of maturation are known to occur in the cytosol. By combining several imaging and biochemical approaches, I found that cytosolic (but not nuclear) pre-ribosomal particles are present in neuronal processes. Through the incorporation of new RPs into these immature particles, neurons may be able to locally “turn on” previously incompetent ribosomes. This may enable regions near synapses to enhance and customize their translational capacity, independently of the central pool of ribosomes from the cell body. Indeed, I observed that synaptic plasticity induces a maturation of cytosolic pre-ribosomes.
In summary, this thesis shows how neuronal ribosomes can sense cellular states, respond by adjusting their core composition, and in doing so influence the local capacity for protein synthesis. By overturning long-held assumptions in ribosome biology, this work highlights new molecular mechanisms of gene expression and enriches our understanding of the rapid and dynamic strategies cells employ to operate, thrive, and adaptively respond to environmental changes.
Precise regulation of gene expression networks is required to develop and maintain a healthy organism before and after birth and throughout adulthood. Such networks are mostly comprised of regulatory proteins, but meanwhile many long non-coding transcripts (lncRNAs) are shown to participate in these regulatory processes. The functions and mechanisms of these lncRNAs vary greatly, however they are often associated with transcriptional regulation. Three lncRNAs, namely Sweetheart RNA (Swhtr), Fetal-lethal noncoding developmental regulatory RNA / Foxf1 adjacent non-Coding developmental regulatory RNA (Fendrr) and lncFsd2, were studied in this work to demonstrate the variety of cellular and biological processes that require lncRNA-mediated fine-tuning, in regard to the cardiopulmonary system.
Swhtr was found to be expressed exclusively in cardiomyocytes and became critical for regeneration after myocardial injury. Mice lacking Swhtr did not show issues under normal conditions, but failed to undergo compensatory hypertrophic remodeling after injury, leading to increased mortality. This effect was rescued by re-expressing Swhtr, demonstrating importance of the RNA. Genes dependent on Swhtr during cardiac stress were found to likely be regulated by NKX2-5 through physical interaction with Swhtr. Fendrr was found to be expressed in lung and interacted with target promoters through its RNA:dsDNA binding domain, the FendrrBox, which was partially required for Fendrr function. Fendrr, together with activated WNT signaling, regulated fibrosis related target genes via the FendrrBox in fibroblasts. LncFsd2, an ubiquitously expressed lncRNA, showed possible interaction with the striated muscle specific Fsd2, but its exact function and regulatory role remain unclear in muscle physiology. Immunoprecipitation and subcellular fractionation experiments suggest that lncFsd2 might be involved in nuclear retention of Fsd2 mRNA, thus fine-tuning FSD2 protein expression. These investigations have shed light on the roles of these lncRNAs in stress responses, fibrosis-related gene regulation, and localization processes, advancing our understanding of cardiovascular and pulmonary maintenance, reaction to injury, and diseases. The diverse and intricate roles of these three lncRNAs highlight how they influence various cellular processes and disease states, offering avenues for exploring lncRNA functions in different biological contexts.
The free energy of TAP-solutions for the SK-model of mean field spin glasses can be expressed as a nonlinear functional of local terms: we exploit this feature in order to contrive abstract REM-like models which we then solve by a classical large deviations treatment. This allows to identify the origin of the physically unsettling quadratic (in the inverse of temperature) correction to the Parisi free energy for the SK-model, and formalizes the true cavity dynamics which acts on TAP-space, i.e. on the space of TAP-solutions. From a non-spin glass point of view, this work is the first in a series of refinements which addresses the stability of hierarchical structures in models of evolving populations.
The equation of state (EoS) of matter at extremely high temperatures and densities is currently not fully understood, and remains a major challenge in the field of nuclear physics. Neutron stars harbor such extreme conditions and therefore serve as celestial laboratories for constraining the dense matter EoS. In this thesis, we present a novel algorithm that utilizes the idea of Bayesian analysis and the computational efficiency of neural networks to reconstruct the dense matter equation of state from mass-radius observations of neutron stars. We show that the results are compatible with those from earlier works based on conventional methods, and are in agreement with the limits on tidal deformabilities obtained from the gravitational wave event, GW170817. We also observe that the resulting squared speed of sound from the reconstructed EoS features a peak, indicating a likely convergence to the conformal limit at asymptotic densities, as expected from quantum chromodynamics. The novel algorithm can also be applied across various fields faced with computational challenges in solving inverse problems. We further examine the efficiency of deep learning methods for analyzing gravitational waves from compact binary coalescences in this thesis. In particular, we develop a deep learning classifier to segregate simulated gravitational wave data into three classes: signals from binary black hole mergers, signals from binary neutron star mergers, or white noise without any signals. A second deep learning algorithm allows for the regression of chirp mass and combined tidal deformability from simulated binary neutron star mergers. An accurate estimation of these parameters is crucial to constrain the underlying EoS. Lastly, we explore the effects of finite temperatures on the binary neutron star merger remnant from GW170817. Isentropic EoSs are used to infer the frequencies of the rigidly rotating remnant and are noted to be significantly lower compared to previous estimates from zero temperature EoSs. Overall, this thesis presents novel deep learning methods to constrain the neutron star EoS, which will prove useful in future, as more observational data is expected in the upcoming years.
The production of K∗(892)± meson resonance is measured at midrapidity (|y|<0.5) in Pb-Pb collisions at sNN−−−√=5.02 TeV using the ALICE detector at the LHC. The resonance is reconstructed via its hadronic decay channel K∗(892)±→K0Sπ±. The transverse momentum distributions are obtained for various centrality intervals in the pT range of 0.4-16 GeV/c. The reported measurements of integrated yields, mean transverse momenta, and particle yield ratios are consistent with previous ALICE measurements for K∗(892)0. The pT-integrated yield ratio 2K∗(892)±/(K++K−) in central Pb-Pb collisions shows a significant suppression (9.3σ) relative to pp collisions. Thermal model calculations overpredict the particle yield ratio. Although both simulations consider the hadronic phase, only HRG-PCE accurately represents the measurements, whereas MUSIC+SMASH tends to overpredict them. These observations, along with the kinetic freeze-out temperatures extracted from the yields of light-flavored hadrons using the HRG-PCE model, indicate a finite hadronic phase lifetime, which increases towards central collisions. The pT-differential yield ratios 2K∗(892)±/(K++K−) and 2K∗(892)±/(π++π−) are suppressed by up to a factor of five at pT<2 GeV/c in central Pb-Pb collisions compared to pp collisions at s√= 5.02 TeV. Both particle ratios and are qualitatively consistent with expectations for rescattering effects in the hadronic phase. The nuclear modification factor shows a smooth evolution with centrality and is below unity at pT>8 GeV/c, consistent with measurements for other light-flavored hadrons. The smallest values are observed in most central collisions, indicating larger energy loss of partons traversing the dense medium.
After myocardial infarction in the adult heart the remaining, non-infarcted tissue adapts to compensate the loss of functional tissue. This adaptation requires changes in gene expression networks, which are mostly controlled by transcription regulating proteins. Long non-coding transcripts (lncRNAs) are taking part in fine-tuning such gene programs. We describe and characterize the cardiomyocyte specific lncRNA Sweetheart RNA (Swhtr), an approximately 10 kb long transcript divergently expressed from the cardiac core transcription factor coding gene Nkx2-5. We show that Swhtr is dispensable for normal heart development and function but becomes essential for the tissue adaptation process after myocardial infarction in murine males. Re-expressing Swhtr from an exogenous locus rescues the Swhtr null phenotype. Genes that depend on Swhtr after cardiac stress are significantly occupied and therefore most likely regulated by NKX2-5. The Swhtr transcript interacts with NKX2-5 and disperses upon hypoxic stress in cardiomyocytes, indicating an auxiliary role of Swhtr for NKX2-5 function in tissue adaptation after myocardial injury.
A new, more precise measurement of the Λ hyperon lifetime is performed using a large data sample of Pb–Pb collisions at √sNN p ¼ 5.02 TeV with ALICE. The Λ and Λ¯ hyperons are reconstructed at midrapidity using their two-body weak decay channel Λ → p þ π− and Λ¯ → p¯ þ πþ. The measured value of the Λ lifetime is τΛ ¼ ½261.07 0.37ðstat:Þ 0.72ðsyst:Þ ps. The relative difference between the lifetime of Λ and Λ¯ , which represents an important test of CPT invariance in the strangeness sector, is also measured. The obtained value ðτΛ − τΛ¯Þ=τΛ ¼ 0.0013 0.0028ðstat:Þ 0.0021ðsyst:Þ is consistent with zero within the uncertainties. Both measurements of the Λ hyperon lifetime and of the relative difference between τΛ and τΛ¯ are in agreement with the corresponding world averages of the Particle Data Group and about a factor of three more precise.
First measurement of Λ+c production down to pT = 0 in pp and p-Pb collisions at √𝑠NN = 5.02 TeV
(2023)
The production of prompt +c baryons has been measured at midrapidity in the transverse momentum interval 0 < pT < 1 GeV/c for the first time, in pp and p–Pb collisions at a center-of-mass energy per nucleon-nucleon collision √sNN = 5.02 TeV. The measurement was performed in the decay channel +c → pK0S by applying new decay reconstruction techniques using a Kalman-Filter vertexing algorithm and adopting a machine-learning approach for the candidate selection. The pT -integrated +c production cross sections in both collision systems were determined and used along with the measured yields in Pb–Pb collisions to compute the pT -integrated nuclear modification factors RpPb and RAA of +c baryons, which are compared to model calculations that consider nuclear modification of the parton distribution functions. The +c /D0 baryon-to-meson yield ratio is reported for pp and p–Pb collisions. Comparisons with models that include modified hadronization processes are presented, and the implications of the results on the understanding of charm hadronization in hadronic collisions are discussed. A significant (3.7σ) modification of the mean transverse momentum of + c baryons is seen in p–Pb collisions with respect to pp collisions, while the pT -integrated +c /D0 yield ratio was found to be consistent between the two collision systems within the uncertainties.
Das Harnblasenkarzinom ist einer der häufigsten Tumoren weltweit. Insbesondere die muskelinvasiven Tumoren haben eine schlechte Prognose und stellen sich morphologisch sehr unterschiedlich dar. Diese Heterogenität wird bislang bei Therapieentscheidungen nicht beachtet. Um Patienten zukünftig individuell auf den vorliegenden Subtyp des muskelinvasiven Harnblasenkarzinoms (MIBC, muscle invasive bladder cancer) behandeln zu können und dadurch unnötige Belastungen durch Chemotherapien vermeiden zu können, ist eine einfache und kostengünstige Diagnostik erforderlich. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, den Einsatz bestimmter immunhistochemischer Färbungen als ein mögliches diagnostisches Routineverfahren zur Bestimmung der vorliegenden Subtypen auszutesten. Hierzu wurde die Expression von „luminalen“ und „basalen“ Proteinen mit histologischen Subtypen des MIBCs korreliert. In einem zweiten Schritt wurde der Einfluss auf das Überleben mit und ohne adjuvante Chemotherapie untersucht.
Es wurden insgesamt 181 Tissue-Microarray-Spots analysiert. Alle histologischen Patientenproben sowie klinischen Daten stammten aus dem Universitätsklinikum Frankfurt am Main. Aus den entsprechenden Gewebeblöcken wurden Stanzen zur Erstellung eines Tissue-Microarrays (TMAs) entnommen. Diese wurden konventionell angeschnitten und histologisch mit Hämatoxylin-Eosin (H/E) sowie immunhistochemisch mit Cytokeratin 5/6 (CK5/6), Cytokeratin 20 (CK20), Glutamyl Aminotransferase-Untereinheit A bindendem Protein 3 (GATA3), Tumorsuppressor- protein p53 und Synaptophysin (SYNAPT) gefärbt.
Anhand der H/E-Schnitte wurden die vorliegenden histologischen Subtypen lichtmikroskopisch bestimmt und es folgte eine statistische Auswertung der Färbeergebnisse. Die deskriptive statistische Analyse zeigte insbesondere für die beiden Färbungen CK5/6 und GATA3 signifikante Ergebnisse. Deshalb wurden in einem zweiten Schritt alle Fälle der Studienkohorte den bekannten vier Gruppen: CK5/6 positiv, GATA3 positiv, doppelt positiv und doppelt negativ zugeordnet und näher untersucht. Es folgte eine Überlebensanalyse nach Kaplan Meier Schätzer sowie uni- und multivariate Analysen.
Die Ergebnisse zeigten eine Assoziation der Expression von CK5/6 mit einer squamösen Differenzierung (96%) und eine Assoziation der Expression von GATA3 mit einer mikropapillären Differenzierung (100%). Die adjuvante Chemotherapie ging mit einem Überlebensvorteil (HR 0,15 95%KI 0,1-0,3; p<0,001) der Patienten mit MIBC einher. Immunhistochemisch doppelt negative Patienten mit MIBC wiesen ein verringertes Gesamtüberleben auf (HR 4,96; 95%KI 1,6-15,6; p=0,006); in der Gruppe der doppelt negativen MIBCs fanden sich fünf verschiedene histologische Subtypen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die immunhistochemische Klassifizierung des MIBCs mit histologischen Subtypen assoziiert ist und dabei helfen kann, Fälle in der pathologischen Routine in „luminal“ und „basal“ zu unterteilen. Jedoch ist ein auf zwei Markern basierendes Klassifizierungssystem nicht ausreichend, um die Heterogenität des MIBCs abzubilden und die Basis für Therapieentscheidungen zu bilden.
We search for an axion-like particle (ALP) a through the process ψ(3686)→π+π−J/ψ, J/ψ→γa, a→γγ in a data sample of (2.71±0.01)×109 ψ(3686) events collected by the BESIII detector. No significant ALP signal is observed over the expected background, and the upper limits on the branching fraction of the decay J/ψ→γa and the ALP-photon coupling constant gaγγ are set at 95% confidence level in the mass range of 0.165≤ma≤2.84GeV/c2. The limits on B(J/ψ→γa) range from 8.3×10−8 to 1.8×10−6 over the search region, and the constraints on the ALP-photon coupling are the most stringent to date for 0.165≤ma≤1.468GeV/c2.
Based on e+e− collision data collected at center-of-mass energies from 2.000 to 3.080 GeV by the BESIII detector at the BEPCII collider, a partial wave analysis is performed for the process e+e−→K0SK0Lπ0. The results allow the Born cross sections of the process e+e−→K0SK0Lπ0, as well as its subprocesses e+e−→K∗(892)0K¯ and K∗2(1430)0K¯ to be measured. The Born cross sections for e+e−→K0SK0Lπ0 are consistent with previous measurements by BaBar and SND, but with substantially improved precision. The Born cross section lineshape of the process e+e−→K∗(892)0K¯ is consistent with a vector meson state around 2.2 GeV with a statistical significance of 3.2σ. A Breit-Wigner fit determines its mass as MY=(2164.1±9.6±3.1) MeV/c2 and its width as ΓY=(32.4±21.1±1.5) MeV, where the first uncertainties are statistical and the second ones are systematic, respectively.
We search for an axion-like particle (ALP) a through the process ψ(3686)→π+π−J/ψ, J/ψ→γa, a→γγ in a data sample of (2.71±0.01)×109 ψ(3686) events collected by the BESIII detector. No significant ALP signal is observed over the expected background, and the upper limits on the branching fraction of the decay J/ψ→γa and the ALP-photon coupling constant gaγγ are set at 95% confidence level in the mass range of 0.165≤ma≤2.84GeV/c2. The limits on B(J/ψ→γa) range from 8.3×10−8 to 1.8×10−6 over the search region, and the constraints on the ALP-photon coupling are the most stringent to date for 0.165 ≤ ma ≤ 1.468GeV/c2.
Das Hepatoblastom ist ein embryonaler Lebertumor, dessen Zellen unterschiedliche unreife Stadien aufweisen. Aufgrund dieser Unreife ist die Identifizierung von Krebsstammzellen erschwert, die in diesem Tumor vermutet und für Rückfälle verantwortlich gemacht werden. In Vorarbeiten konnte eine Krebsstammzellpopulation mit der Kombination der hämatopoetischen Stammzellmarker CD90 und CD34 sowie dem „oval cell“ OV-6-Antikörper in den etablierten Hepatoblastomzelllinien HuH6 und HepG2 detektiert werden. Diese CD34+OV-6+CD90+ Zellen wiesen eine erhöhte Expression von Pluripotenzfaktoren auf und zeichneten sich durch ein erhöhtes Migrationsverhalten aus.
In der hier vorgelegten Arbeit wurden zunächst Tumor-Sphäroid-Assays durchgeführt um diese Population als Krebsstammzellen zu bestätigen, da nur Krebsstammzellen unter den gegebenen Umständen wachsen können. Diese waren im Anschluss wieder in der Lage, in „normalem Medium“ zu differenzieren. Des Weiteren wurden die Zelllinien mit dem Standardtherapeutikum Cisplatin behandelt. Da Krebsstammzellen als chemoresistent gelten, konnte in der überlebenden Zellpopulation auch eine Anreicherung der CD34+OV-6+CD90+ Zellen beobachtet werden. Zusätzlich ließ sich eine weitere CD34+OV-6+CD90+ Population identifizieren, deren Expression aller drei Marker schwächer war und die bei steigenden Cisplatin-Konzentrationen den Großteil der CD34+OV-6+CD90+ Population ausmachte.
Neben den erhöhten Transkriptmengen der Pluripotenzmarker Oct4 und Nanog zeichneten sich die CD34+OV-6+CD90+ Krebsstammzellen durch eine verstärkte Expression der aktivierungsinduzierten Zytidin-Desaminase AID aus. AID wirkt induzierend auf die Transkription beider Pluripotenzmarker. Daher könnte es auch bei Krebsstammzellen eine Rolle bei der Induktion von Pluripotenz und bei ihrer langfristigen Erhaltung spielen. Dies unterstützend legten die verminderten Transkriptmengen der Pluripotenzgene nach einem AID siRNA Knock-Down eine Abhängigkeit des Stammzellcharakters von diesem Faktor nahe. Um einen Effekt von Therapeutika, die inhibitorisch auf AID wirken, auf Krebsstammzellen zu untersuchen, wurden die Zellen mit den DNMT-Inhibitoren Decitabine und Zebularine sowie dem HSP90-Inhibitor Tanespimycin behandelt. Tatsächlich konnte vor allem in den HuH6-Zellen ein verminderter Anteil der Krebsstammzellpopulation durch die drei Substanzen beobachtet werden. Wurden die Zellen im Anschluss mit dem Standardzytostatikum Cisplatin behandelt, führte allerdings eine Vorbehandlung mit Zebularine oder Decitabine zu einer starken Anreicherung von Krebsstammzellen. Dies war vor allem auf Zellen mit dem schwach positiven CD34+OV-6+CD90+ Expressionsprofil zurückzuführen, die chemo-induziert zu sein scheinen. Zwar erscheint die Mehrheit der Tumorzellen eliminiert zu werden, jedoch lassen diese Ergebnisse die Entstehung von chemo-induzierten Krebsstammzellen vermuten, die langfristig für einen Rückfall verantwortlich sein könnten. Daher ist von einer Ergänzung der Therapie mit diesen Substanzen abzusehen. Eine Vorbehandlung mit Tanespimycin hingegen konnte im Vergleich zur alleinigen Cisplatin-Behandlung wirksam den Anteil der Krebsstammzellen reduzieren. Interessanterweise war dies nicht auf einen verstärkten Zelltod der Krebsstammzellen, sondern vielmehr auf eine durch Tanespimycin bewirkte Differenzierung derselben zurückzuführen. Diese spiegelte sich auch in einer verminderten Expression von Pluripotenzmarkern auf mRNA-Ebene im Vergleich zur alleinigen Cisplatin-Behandlung wider.
Somit präsentierte sich Tanespimycin als potenter Inhibitor von Krebsstammzellen. Auch wenn weitere vorklinische und klinische Tests und Untersuchungen erfolgen müssen, stellt Tanespimycin bzw. die Substanzklasse der HSP90-Inhibitoren einen interessanten und vielversprechenden Kandidaten für eine Ergänzung der Standardtherapie vor allem bei behandlungsresistenten und rekurrenten High-Risk-Hepatoblastomen dar.
Using a data sample of (1.0087±0.0044)×1010 𝐽/𝜓 decay events collected with the BESIII detector at the center-of-mass energy of √𝑠=3.097 GeV, we present a search for the hyperon semileptonic decay Ξ0→Σ−𝑒+𝜈𝑒 which violates the Δ𝑆=Δ𝑄 rule. No significant signal is observed, and the upper limit on the branching fraction ℬ(Ξ0→Σ−𝑒+𝜈𝑒) is determined to be 1.6×10−4 at the 90% confidence level. This result improves the previous upper limit result by about one order of magnitude.
Bei THS handelt sich um einen operativen Eingriff der Neurochirurgie, bei dem Impulse in tiefere Hirnstrukturen appliziert werden, ohne diese zu beschädigen. Die THS stellt eine etablierte Behandlungsoption bei Bewegungsstörungen von Morbus Parkinson, essentiellem Tremor und Dystonie dar. Zugleich besteht ein zunehmendes Interesse an weiteren Anwendungsmöglichkeiten für neurologische und psychiatrische Erkrankungen. Insoweit wird von einem weiterwachsenden Therapieverfahren in der Neurochirurgie auszugehen sein.
Die bislang implantierten THS-Systeme sind nicht bzw. nur eingeschränkt MRT-fähig.
Aufgrund der in den letzten Jahren zu beobachtenden steigenden Anzahl an Bildgebungen, insbesondere bei MRT-Untersuchungen, stellt sich hier die Frage nach dem Umgang mit einem bildgebenden Verfahren und der Notwendigkeit MRT-fähiger THS-Systeme für das Patientenkollektiv.
Hierzu wurde in der vorliegenden Dissertation analysiert, wie viele der mit THS versorgten Patienten überhaupt ein MRT - nach erfolgreicher Implantation - benötigt haben und zu welchen Konsequenzen dies gegebenenfalls geführt hat.
Die in diesem Zusammenhang retrospektiv gesammelten Patientendaten stammen sowohl aus dem digitalen Patientensystem als auch aus telefonischen Interviews mit Patienten, die seit mindestens 12 Monaten ein THS-System implantiert bekommen haben. Es wurde erfasst, bei wem und aus welchem Grund eine CT- oder MRT-Untersuchung stattgefunden hat. Zusätzlich sind diese Daten von einem unabhängigen Neurologen dahingehend beurteilt worden, ob ein MRT anstatt eines CTs sinnvoller gewesen wäre.
Bei 28 der 54 hier teilnehmenden Patienten ist mindestens eine Bildgebung im Rahmen einer CT- oder MRT-Untersuchung erfolgt. In 16 Fällen ist dabei bei 14 dieser Patienten die Frage aufgekommen, ob ein MRT durchgeführt werden solle. In diesem Zusammenhang sind letztlich sieben MRT-Untersuchungen an sieben Patienten durchgeführt worden, drei kraniale MRT-Untersuchungen und vier Wirbelsäulen MRT-Untersuchungen.
In sieben Fällen bei sechs Patienten hätte der unabhängige Neurologe zu einer MRT-Untersuchung anstatt der durchgeführten CT-Untersuchung geraten.
Von den durchgeführten MRT-Untersuchungen haben alle kranialen sowie zwei Wirbelsäulen MRT-Untersuchungen zu einer konservativen Therapie geführt. Zu einer operativen Therapie haben zwei der durchgeführten Wirbelsäulen MRT-Untersuchungen geführt. Während der in diesem Patientenkollektiv durchgeführten MRT-Untersuchungen ist es zu keiner kritischen Situationen oder Folgeschäden gekommen. Aus Gründen der Patientensicherheit wird trotzdem empfohlen, soweit möglich, bei Patienten mit einem THS-Implantat eine CT-Untersuchung durchzuführen.
Aus den dieser Arbeit zu Grunde liegenden Daten lässt sich konstatieren, dass der Einsatz MRT-fähiger THS-Geräte nicht zwingend geboten ist, dies insbesondere bei jüngeren Patienten jedoch durchaus in Betracht gezogen werden sollte.
Test-Retest-Reliabilität der Präpulsinhibition (PPI) und PPI-Korrelation mit dem Arbeitsgedächtnis
(2023)
Sensomotorisches Gating – ein Mechanismus zur Filterung des sensorischen Inputs und zur Regulierung des motorischen Outputs – wird experimentell durch die Präpulsinhibition (PPI) der akustisch ausgelösten Schreckreaktion (ASR) operatio-nalisiert. Frühere Studien deuten auf eine hohe Test-Retest-Reliabilität der PPI und eine mögliche Korrelation mit dem Arbeitsgedächtnis (engl. Working Memory (WM)) hin. Ziel dieser Studie war es, die Test-Retest-Reliabilität der PPI bei ge-sunden Menschen und ihre Korrelation mit der Leistung des WM zu überprüfen. Hier wurde ein akustisches Schreckreiz-PPI-Paradigma mit vier verschiedenen Präpuls-Intensitäten (64, 68, 72 und 76 dB(A)) und zwei verschiedene WM-Aufgaben (n-back, Change-Detection-Task (CDT)) verwendet. Es konnte eine ho-he Retest-Reliabilität der PPI mit einer mittleren Intraklassenkorrelation (engl. In-traclass Correlation (ICC)) von >.80 und eine signifikante positive Korrelation der PPI mit der n-back-, aber nicht mit der CDT-Leistung bestätigt werden. Eine detail-lierte Analyse zeigte, dass die PPI über alle Präpulsintensitäten hinweg sowohl mit den 2-back- als auch mit den 0-back-Bedingungen signifikant korrelierte, was auf eine Regulation durch konditionsübergreifende Prozesse (z. B. Aufmerksamkeit) schließen lässt. Wird jedoch die 0-back-Komponente aus den 2-back-Daten aus-partialisiert, sind spezifische und signifikante Korrelationen mit der Arbeitsgedächt-nisleistung für die 76 dB(A) PPI-Bedingung zu finden. Mit der vorliegenden Studie konnte die hohe Test-Retest-Reliabilität der PPI beim Menschen bestätigt und die Korrelation mit der Arbeitsgedächtnisleistung validiert und erweitert werden.
We report the measurement of the cross sections for e+e−→hadrons at center-of-mass (c.m.) energies from 3.645 to 3.871 GeV. We observe a new resonance R(3810) in the cross sections for the first time, and observe the R(3760) resonance with high significance in the cross sections. The R(3810) has a mass of (3804.5±0.9±0.9) ~MeV/c2, a total width of (5.4±3.5±3.2)~MeV, and an electronic partial width of (19.4±7.4±12.1)~eV. Its significance is 7.7σ. The R(3810) could be interpreted as a hadro-charmonium resonance predicted by Quantum Chromodynamics (QCD). In addition, we measure the mass (3751.9±3.8±2.8) ~MeV/c2, the total width (32.8±5.8±8.7)~MeV, and the electronic partial width (184±75±86)~eV with improved precision for the R(3760). Furthermore, for the R(3780) we measure the mass (3778.7±0.5±0.3) ~MeV/c2 and total width (20.3±0.8±1.7)~MeV with improved precision, and the electronic partial width (265±69±83)~eV. The R(3780) can be interpreted as the 13D1 state of charmonium. Its mass and total width differ significantly from the corresponding fitted values given by the Particle Data Group in 2022 by 7.1 and 3.2 times the uncertainties for ψ(3770), respectively. ψ(3770) has been interpreted as the 13D1 state for 45 years.
A search has been performed for the semileptonic decays D0→K0SK−e+νe, D+→K0SK0Se+νe and D+→K+K−e+νe, using 7.9 fb−1 of e+e− annihilation data collected at the center-of-mass energy s√=3.773 GeV by the BESIII detector operating at the BEPCII collider. No significant signals are observed, and upper limits are set at the 90\% confidence level of 2.13×10−5, 1.54×10−5 and 2.10×10−5 for the branching fractions of D0→K0SK−e+νe, D+→K0SK0Se+νe and D+→K+K−e+νe, respectively.
We report on the first search for ¯Λ−Λ oscillations in the decay 𝐽/𝜓→𝑝𝐾−¯Λ+c.c. by analyzing 1.31×109 𝐽/𝜓 events accumulated with the BESIII detector at the BEPCII collider. The 𝐽/𝜓 events are produced using 𝑒+𝑒− collisions at a center of mass energy √𝑠=3.097 GeV. No evidence for hyperon oscillations is observed. The upper limit for the oscillation rate of ¯Λ to Λ hyperons is determined to be 𝒫(Λ)=[ℬ(𝐽/𝜓→𝑝𝐾−Λ+c.c.)/ℬ(𝐽/𝜓→𝑝𝐾−¯Λ+c.c.)]<4.4×10−6 corresponding to an oscillation parameter 𝛿𝑚Λ¯Λ of less than 3.8×10−18 GeV at the 90% confidence level.
Using (10087±44)×106 J/ψ events collected with the BESIII detector, numerous Ξ− and Λ decay asymmetry parameters are simultaneously determined from the process J/ψ→Ξ−Ξ¯+→Λ(pπ−)π−Λ¯(n¯π0)π+ and its charge-conjugate channel. The precisions of α0 for Λ→nπ0 and α¯0 for Λ¯→n¯π0 compared to world averages are improved by factors of 4 and 1.7, respectively. The ratio of decay asymmetry parameters of Λ→nπ0 to that of Λ→pπ−, ⟨α0⟩/⟨αΛ−⟩, is determined to be 0.873±0.012+0.011−0.010, where the first and the second uncertainties are statistical and systematic, respectively. The ratio is smaller than unity, which is predicted by the ΔI=1/2 rule, with a statistical significance of more than 5σ. We test for CP violation in Ξ−→Λπ− and in Λ→nπ0 with the best precision to date.
Based on 7.33 fb−1 of e+e− collision data collected at center-of-mass energies between 4.128 and 4.226 GeV with the BESIII detector, the experimental studies of the doubly Cabibbo-suppressed decays D+s→K+K+π− and D+s→K+K+π−π0 are reported. We determine the absolute branching fraction of D+s→K+K+π− to be (1.23+0.28−0.25(stat)±0.06(syst)) ×10−4. No significant signal of D+s→K+K+π−π0 is observed and the upper limit on its decay branching fraction at 90\% confidence level is set to be 1.7×10−4.
Multilevel-Untersuchung des nitrinergen Systems bei affektiven Störungen und schizophrenen Psychosen
(2023)
Das nitrinerge System und damit auch NOx als Neurotransmitter werden mit der Entstehung verschiedener psychischer Erkrankungen in Verbindung gebracht. Die genaue Rolle des Botenstoffs ist jedoch nicht ausreichend geklärt und auch die Frage, ob dieser als diagnostischer oder prädiktiver Biomarker nützlich sein könnte, ist unbeantwortet. In der vorliegenden Arbeit wurde folglich untersucht, ob es Unterschiede zwischen den Diagnosegruppen MDD, BIP, SCZ und der Kontrollgruppe bezüglich peripherer NOx- Konzentrationen gibt. Darüber hinaus wurden Unterschiede innerhalb der Diagnosegruppen im Krankheitsverlauf im Sinne von Phasenunterschieden mittels zweier Messzeitpunkte untersucht und analysiert, ob es Korrelationen mit genetischen Variationen in NOS-Genabschnitten gibt. Insgesamt wurden 185 Probanden in die Studie mitaufgenommen: 52 gesunde CTRL, 43 Patienten mit MDD, 41 Patienten mit BIP und 49 Patienten mit SCZ. Biochemische, genetische und klinische Daten wurden bei Aufnahme und Entlassung in der psychiatrischen Abteilung des Universitätsklinikums Frankfurt erhoben. Klinische Daten, die den Symptomverlauf 90 und die Erkrankungsschwere beurteilten, nutzten dazu standardisierte teilstrukturierte klinische Interviews. Biochemische Daten wurden mittels im Serum gemessener NOx- Spiegel quantifiziert. Bezüglich der Untersuchung der Risikogenvarianten wurden Probanden anhand des NOS1 ex1f-VNTR-Polymorphismus sowie SNPs in den Genen NOS1, NOS3 und NOS1AP genotypisiert. Bei Aufnahme wiesen SCZ-Patienten im Vergleich zu CTRL-, MDD- und BIP-Gruppen signifikant höhere NOx- Konzentrationen auf. Während NOx- Spiegel im Behandlungsverlauf bei MDD- und BIP-Patienten signifikant zunahmen, konnte dies bei SCZ-Patienten nicht beobachtet werden. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass Patienten, deren depressive Beschwerden nicht relevant zurückgingen, bei Entlassung signifikant höhere NOx- Konzentrationen aufwiesen, was durch die Beobachtung einer signifikant positiven Korrelation zwischen NOx- Serumspiegeln und depressiven Symptomen bei Entlassung unterstützt wurde. Bei der genetischen Untersuchung der Daten fiel auf, dass homozygote Träger des kurzen VNTR-Allels signifikant erhöhte NOx- Konzentrationen besaßen. Diese Ergebnisse blieben bei jenen Trägern auch nach Entlassung signifikant. Insgesamt gibt es Hinweise darauf, dass erhöhte periphere NOx- Metabolitkonzentrationen mit einer Zunahme der Psychopathologie bzw. der Erkrankungsschwere einhergehen könnten, was möglicherweise auf den NOS1 ex1f-VNRT-Polymorphismus zurückzuführen ist. Außerdem zeigten zwei SNPs, welche beide im NOS1AP-Gen lokalisiert sind, bei BIP Patienten signifikant gesteigerte NOx- Werte. Die vorliegenden Ergebnisse deuten darauf hin, dass NO-Signalübertragung und NOS-Genotypen in der Pathogenese psychischer Erkrankungen eine Rolle spielen könnten. Ob diese Veränderungen allerdings kausal mit Krankheitsprozessen zu tun haben oder ob es eher Epiphänomene der Erkrankungen sind, kann mit dieser Studie nicht geklärt werden. Die Genvarianten könnten wiederum bei der Regulierung von peripheren NOx- Konzentrationen von Bedeutung sein. Die Arbeit liefert zudem Hinweise, die Verwendung von NOx als möglichen peripheren Biomarker weiter zu verfeinern und zu untersuchen. Zukünftige Studien, die die Wirksamkeit von NOx- modulierenden Pharmaka untersuchen, könnten davon profitieren, Diagnosegruppen nach Subgruppen einzuteilen, die sowohl NOS Risikogenvarianten als auch periphere NOx- Spiegel im Sinne eines Biomarker beachten.