Quantitative Untersuchung der Osteonverteilung im Extremitätenskelet eines 43jährigen Mannes

Zusammenfassung Die Beschreibung der Struktur 2. Ordnung baut auf einer Klassifizierung der Strukturen 3. Ordnung, Osteone und Tangentiallamellen, auf (Knese, Voges und Ritschl 1954). Um die Zusammenlagerung der Osteone mit verschiedenen Merkmalen wie Form, Größe und Steigungsfolge am einzelnen Ort zu erfassen, wird das Lochkartenverfahren benutzt. Die Besonderheiten dieses Verfahrens, das sich von der üblichen Beschreibung sowie der Zahlenstatistik unterscheidet, bzw. eine Kombination beider darstellt, werden diskutiert. Es wird darauf hingewiesen, daß die Verwendung des Lochkartenverfahrens die Möglichkeit gibt, eine unübersichtliche Ansammlung sehr ähnlicher Gebilde in ihren einzelnen Bestandteilen zu differenzieren.Typen einer Struktur 2. Ordnung, die an verschiedenen Skeletelementen wiederkehren, existieren nicht. Es ist daraus zu schließen, daß jedes Skeletstück in seinen verschiedenen Anteilen einen individuellen Bau besitzt. Damit kann aber auch nicht mit einem gleichartigen Spannungsgefüge an verschiedenen Skeletstücken gerechnet werden. Die Verteilung der Strukturen ist als Funktion (im mathematischen Sinn) des Querschnittes anzusehen. Asymmetrische Osteone haben Verteilungsschwerpunkte an den Flächen, Runde und Schrägschnitte an den Kanten. In einem Skeletstück herrscht eine Steigungsfolge vor. Gleichartige Wicklungen finden sich zum Teil an gegenüberliegenden Flächen. Im einzelnen ist die Verteilung der Steigungsfolgen über den Querschnitt ähnlich wie die der Asymmetrierichtungen sehr verwickelt.Ausgeführt mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Role of biotin-containing membranes and nuclear distribution in differentiating human endometrial cells

Human Ishikawa endometrial cells form domes when confluent monolayers are stimulated with fresh fetal bovine serum. Extensive structural and biochemical changes have been detected during the approximately 30 h differentiation period. The earliest detectable change involves the formation of multinucleated structures and the appearance of “granules” that stain for biotin within those structures. Nuclei become associated with each other and are ultimately enclosed within a biotin-containing membrane. Aggregated membrane-sheathed nuclei and the cells containing them begin to elevate from the dish as biotin staining becomes apparent in apical membranes. The elevated structures are called predomes and consist of one or more very large cells containing the sheathed nuclei. Apical membranes of these unusual cells extend far out into the medium in structures that resemble endometrial pinopods. A lumen under the elevated cells fills with transcytosed fluid. As differentiation proceeds, highly concentrated chromatin material that was flattened against apical and lateral membranes of the predome cells begins to disperse. Small mononuclear cells evolve from larger predome cells. Apical membranes of predome and dome cells continue to stain for biotin. Gel electrophoresis of SDS-solubilized biotin-containing membranes, followed by Western blot analysis using avidin-linked peroxidase, resulted in three stained bands with molecular weights similar to those of the mitochondrial carboxylases: propionyl carboxylase, methylmalonyl carboxylase, and pyruvate carboxylase. J. Cell. Biochem. 71:400–415, 1998. © 1998 Wiley-Liss, Inc.     

Nasal gene expression differentiates COPD from controls and overlaps bronchial gene expression

Background

Nasal gene expression profiling is a promising method to characterize COPD non-invasively. We aimed to identify a nasal gene expression profile to distinguish COPD patients from healthy controls. We investigated whether this COPD-associated gene expression profile in nasal epithelium is comparable with the profile observed in bronchial epithelium.

Methods

Genome wide gene expression analysis was performed on nasal epithelial brushes of 31 severe COPD patients and 22 controls, all current smokers, using Affymetrix Human Gene 1.0 ST Arrays. We repeated the gene expression analysis on bronchial epithelial brushes in 2 independent cohorts of mild-to-moderate COPD patients and controls.

Results

In nasal epithelium, 135 genes were significantly differentially expressed between severe COPD patients and controls, 21 being up- and 114 downregulated in COPD (false discovery rate?<?0.01). Gene Set Enrichment Analysis (GSEA) showed significant concordant enrichment of COPD-associated nasal and bronchial gene expression in both independent cohorts (FDR_GSEA <?0.001).

Conclusion

We identified a nasal gene expression profile that differentiates severe COPD patients from controls. Of interest, part of the nasal gene expression changes in COPD mimics differentially expressed genes in the bronchus. These findings indicate that nasal gene expression profiling is potentially useful as a non-invasive biomarker in COPD.

Trial registration

ClinicalTrials.gov registration number NCT01351792 (registration date May 10, 2011), ClinicalTrials.gov registration number NCT00848406 (registration date February 19, 2009), ClinicalTrials.gov registration number NCT00807469 (registration date December 11, 2008).

     

Overexpression of Hsp27 affects the metastatic phenotype of human melanoma cells in vitro

Overexpression of the small heat shock protein Hsp27 has been shown by us to inhibit the in vitro proliferation rate and to delay tumor development of a human melanoma cell line (A375) in nude mice. We hypothesized that Hsp27 may influence the neoplastic phenotype. In the present study Hsp27 transfectants from this cell line were analyzed for various cellular aspects associated with the metastatic process. We found that Hsp27-overexpressing clones exhibited an altered cellular morphology as compared with control transfected cells. The Hsp27-positive cells tended to develop an epithelial-like phenotype growing in clusters and were characterized by a loss of transcytoplasmic stressfibers. In parallel, Hsp27-expressing cells lost the ability to form colonies in soft agar. The invasive potential was studied in vitro by the use of a reconstituted extracellular matrix-coated filter (Matrigel). Compared with controls, Hsp27-overexpressing cells showed decreased cell invasiveness through Matrigel. A correlation between invasion and activation of matrix metalloproteinases (MMPs) has been shown in several cell models. Secretion of MMPs (MMP-2 and MMP-9) was studied by gelatin-substrate zymogram analysis, as well as by a sensitive gelatinase activity assay. The Hsp27-transfected A375 melanoma cell line showed decreased secretion of MMP-2 and MMP-9 as compared with the control transfected cells. Integrins are adhesion receptors and function in cell invasion by mediating cell movement on matrix molecules and by regulating the expression of MMPs. Both fluorescence-activated cell sorter analysis and immunofluorescence analysis revealed a loss of alpha(v)beta3 integrin in Hsp27-transfected cell colonies. Our results demonstrate that Hsp27 overexpression has a profound impact on several parameters regulating the invasive and metastatic potential of melanoma cells in vitro.     

Weitere Untersuchungen zur Frage der Geruchsorientierung der Nachtschmetterlinge: Partielle Fühleramputation bei Spinnermännchen,insbesondere am Seidenspinner Bombyx mori L

Zusammenfassung Die Männchen von Bombyx mori reagieren auf den weiblichen Sexual-duftstoff mit mehreren Verhaltensformen, die in Korrelation zur Reizintensität in 6 gut voneinander unterscheidbare Reaktionsstufen aufgegliedert werden konnten. Diese umfassen niedere Reaktionsstufen — wie Fühlerheben, Fühlerputzen, Flügelsehwirren — bis zu komplexen Orientierungshandlungen, dem Anmarsch im Konzentrationsgefälle. Entsprechende Stufen wurden auch bei den einheimischen Arten Orgyia antiqua, Lasiocampa quercus, Lymantria dispar und Lymantria monacha beobachtet.In den Experimenten erfolgte die Variation der Reizintensität a) durch verschiedene Duftstoffkonzentrationen oder b) durch Reduktion der Anzahl Sensillen durch Fühlerteilamputationen.In Versuchen mit verschiedenen Duftstoffkonzentrationen und verschiedenen Fühleramputationagraden zeigte sich in Korrelation zum Amputationsgrad eine Verlängerung der Latenzzeit zur Auslösung der einzelnen Reaktionsstufen und eine größere Häufigkeit der niederen Reaktionsstufen. Bei der weitgehenden Amputation bis auf 2–5 Fiederpaare lassen sich durch hohe Duftstoffkonzentrationen aber noch alle Reaktionen auslösen, d.h. die Geruchssensillen müssen über den ganzen Fühler verteilt sein. Derartige Fühleramputierte mit 2–5 Fiederpaaren sind bei entsprechend hoher Duftstoffkonzentration ebenfalls zu der durch den Geruchssinn ausgelösten Strömungsorientierung befähigt.Von den 3 für den Geruchssinn in Frage kommenden Haupttypen der Sensillen auf den Fühlern konnten im Verhaltensexperiment nur die Sensilla styloconica, die durch Fühlerrandbeschneidungen selektiv zu entfernen sind, geprüft werden. Weder bei Erregungsversuchen im Schalentest noch bei Anlockversuchen im Konzentrationsgefälle und duftstoffhaltigen Luftstrom zeigte sich ein Hinweis auf eine Geruchsfunktion; die Tiere ohne Sensilla styloconica sind zu allen Reaktionsstufen befähigt und zeigen auch die normalen Orientierungshandlungen auf den Sexualduft. Ob nun die Sensilla coeloconica oder die dünnwandigen Sensilla trichodea die Geruchsrezeptoren sind, steht noch offen.Die Untersuchungen wurden überwiegend an Bombyx mori unter konstanten Laboratoriumsbedingungen durchgeführt. Parallelbeobachtungen und Freilandanflugversuche mit anderen Spinnern stimmen mit den Befunden an Bombyx überein, insbesondere konnten auch Lymantria-Männchen, denen die Sensilla styloconica weggeschnitten waren, im freien Fluge die Weibchen aufsuchen.Herrn Prof. Dr. Alfred Kühn zum 70. Geburtstag gewidmet.Herrn Prof Dr. K. v. Frisch danke ich herzlich für die mir gewährte freundliche Unterstützung. Die Untersuchungen wurden mit Hilfe der Deutschen Forschungsgemeinschaft durchgeführt und aus Mitteln der Rockefeller Foundation, die Prof. v. Frisch zur Verfügung standen, gefördert.     

Sperm-derived histones contribute to zygotic chromatin in humans

Background

about 15% to 30% of the DNA in human sperm is packed in nucleosomes and transmission of this fraction to the embryo potentially serves as a mechanism to facilitate paternal epigenetic programs during embryonic development. However, hitherto it has not been established whether these nucleosomes are removed like the protamines or indeed contribute to paternal zygotic chromatin, thereby potentially contributing to the epigenome of the embryo.

Results

to clarify the fate of sperm-derived nucleosomes we have used the deposition characteristics of histone H3 variants from which follows that H3 replication variants present in zygotic paternal chromatin prior to S-phase originate from sperm. We have performed heterologous ICSI by injecting human sperm into mouse oocytes. Probing these zygotes with an antibody highly specific for the H3.1/H3.2 replication variants showed a clear signal in the decondensed human sperm chromatin prior to S-phase. In addition, staining of human multipronuclear zygotes also showed the H3.1/H3.2 replication variants in paternal chromatin prior to DNA replication.

Conclusion

these findings reveal that sperm-derived nucleosomal chromatin contributes to paternal zygotic chromatin, potentially serving as a template for replication, when epigenetic information can be copied. Hence, the execution of epigenetic programs originating from transmitted paternal chromatin during subsequent embryonic development is a logical consequence of this observation.     

Interrelation of Sport Participation,Physical Activity,Social Capital and Mental Health in Disadvantaged Communities: A SEM-Analysis

Background

The Health through Sport conceptual model links sport participation with physical, social and psychological outcomes and stresses the need for more understanding between these outcomes. The present study aims to uncover how sport participation, physical activity, social capital and mental health are interrelated by examining these outcomes in one model.

Methods

A cross-sectional survey was conducted in nine disadvantaged communities in Antwerp (Belgium). Two hundred adults (aged 18–56) per community were randomly selected and visited at home to fill out a questionnaire on socio-demographics, sport participation, physical activity, social capital and mental health. A sample of 414 adults participated in the study.

Results

Structural Equation Modeling analysis showed that sport participation (β = .095) and not total physical activity (β = .027) was associated with better mental health. No association was found between sport participation and community social capital (β = .009) or individual social capital (β = .045). Furthermore, only community social capital was linked with physical activity (β = .114), individual social capital was not (β = -.013). In contrast, only individual social capital was directly associated with mental health (β = .152), community social capital was not (β = .070).

Conclusion

This study emphasizes the importance of sport participation and individual social capital to improve mental health in disadvantaged communities. It further gives a unique insight into the functionalities of how sport participation, physical activity, social capital and mental health are interrelated. Implications for policy are that cross-sector initiatives between the sport, social and health sector need to be supported as their outcomes are directly linked to one another.