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JLUpub ist das institutionelle Repositorium der Justus-Liebig-Universität.
JLUpub bietet Mitgliedern und Angehörigen der Universität die Möglichkeit neben wissenschaftlichen Dokumenten auch Forschungsdaten elektronisch zu veröffentlichen und dauerhaft zugänglich zu machen. Alle Veröffentlichungen erhalten einen Digital Object Identifier (DOI) und werden über nationale und internationale Bibliothekskataloge sowie Suchmaschinen nachgewiesen und auffindbar.
Neue Veröffentlichungen:
Expressionsanalyse mechanisch aktivierter kardialer Fibroblasten
(2024) Knoblauch, Annalena
Die pumonal-arterielle Hypertonie ist charakterisiert durch eine progressive Vaskulopathie pulmonaler Arterien und Arteriolen, die derzeit therapierbar, aber nicht heilbar ist. Die Symptomatik ist unter anderem stark durch eine funktionelle Beeinträchtigung des rechten Ventrikels gekennzeichnet. Pathologische Veränderungen in der Gefäßwand der Lungenstrombahn tragen zu einer chronischen Verengung des Gefäßdurchmessers bei, was wiederum die Nachlast des RV chronisch erhöht. Der RV ist initial in der Lage, diese Erhöhung der Nachlast zu kompensieren, jedoch kommt es im zeitlichen Verlauf zu Veränderungen in der Struktur des RV, die dazu führen, dass dessen Leistung abnimmt. Der erhöhte Widerstand kann dadurch nicht mehr kompensiert werden, was schließlich zum Versagen des RV führt, was häufig letal endet. Dieses finale Stadium ist histopathologisch durch fibrotische Areale im RV gekennzeichnet. Die Fibrose entsteht auf zellulärer Ebene infolge einer Aktivierung von im Gewebe residierender kardialer Fibroblasten, die anschließend vermehrt EZM-Moleküle produzieren, in die Umgebung sezernieren und damit strukturelle Integrität und ein heterogenes Umfeld erzeugen.
In dieser Dissertation wurde der Einfluss mechanischer Kräfte auf die Aktivierung humaner kardialer Fibroblasten untersucht. Dazu wurden Studien nach equibiaxialer Dehung und erhöhter Untergrundsteife durchgeführt und Gen- sowie Proteinexpressionsprofile erstellt. Auf Basis der ermittelten Daten wurde ein Modell erstellt, welches den zeitlichen Verlauf der Fibroblastenaktivierung beschreibt. In diesem Modell gingen Fibroblasten nach Stimulation in einen Aktivierungszustand über, in welchem sie als Myofibroblasten vermehrt aSMA (Acta2) und EZM-Bestandteile exprimierten. Diese Phase wurde durch einen Zustand der Regeneration abgelöst, in dem sich die Gen- und Proteinexpression der Fibroblasten schrittweise der Expression des Ausgangszustandes annäherten. Die Expression osteogener Marker folgte dem Verlauf der Aktivierung mit einer Rückkehr zum Ausgangszustand bei aufrechterhaltener Stimulation über die Zeit.
Des Weiteren konnten in dieser Studie Unterschiede in der molekularen Verarbeitung mechanischer Signale in Abhängigkeit von der Interaktion mit umgebenden EZM- Bestandteilen detektiert werden, was auf die Interaktion mit Integrinen zurückgeführt wurde.
Zusammengefasst lässt sich sagen, dass kardiale Fibroblasten durch mechanische Stimuli stereotyp profibrotisch aktiviert werden und diesen Stimulus im zeitlichen Verlauf durch biochemische Anpassung kompensieren.
Factors influencing the outcomes of online agricultural land lease auctions: Evidence from Ukraine
(2023) Myrna, Olena
Ukraine has large and productive agricultural areas that could attract significant volumes of investment. However, this has long been impeded by the lack of a well-functioning transparent free market to sell and rent privately and publicly-owned land. In addition, the country and its land market were severely affected by Russia’s 2022 invasion, which led to a sharp economic decline and made significant areas unavailable. Nevertheless, Ukraine is likely to remain one of the world’s leading agriculture producers with significant agricultural production and export volumes, and will need to manage farmland efficiently.
Ukraine’s land market formed as the country began transforming itself from a centrally planned economy to a market economy in the 1990s. During the first three decades of the transition, 75% of all agricultural land has been privatized, and the rest (or approximately 10.5 million hectares (ha)) remain state-owned. Mandatory ascending-price traditional land auctions were introduced in 2012 to remove the barriers to successful investing, and to facilitate the transfer of rental rights for state-owned agricultural land from the state to private holdings. The auctions, however, lacked transparency and efficiency. To eliminate corruption in land governance and to increase land use efficiency, a pilot project to rent out state-owned agricultural land via online auctions was launched in late 2018. The results of online auctions were publicly disclosed. They became an important source of pricing data available to all market participants. This online auction mechanism was planned to be employed in the future to rent out and sell publicly and privately-owned land.
Before the online auction project began, land market research focused mainly on the emergence and development of the agricultural land market in Ukraine after the dissolution of the Soviet Union, land reforms, privatization, and distribution. Studies also focused on land market efficiency, equity, and productivity during and after the land reforms were implemented, as well as the role of large agricultural producers that were thought to exercise some market power. After the online auction data became available, several papers investigated issues related to land price formation. However, there has been no extensive research on factors that influence land auction outcomes, such as the probability of the plot being rented (i.e. auction success) and the size of the winning bid (i.e. rental rates). This thesis bridges this research gap, comprehensively analyses land auction outcomes, and determines which factors impact them the most. It begins with an investigation of how competition, active bidding, auction design characteristics, and farmland-specific properties influence auction outcomes, employing a mixed-effects model with sample selection. It then explores the occurrence of very small winning bid amounts in the auctions, and factors that can explain bidding errors, using (heteroscedastic) probit models. Later, it investigates if, over the first year of the project’s implementation, regional land management agencies were able to build a positive reputation among agricultural tenants, who could observe the publicly disclosed information about all previous auction outcomes. For this purpose, it uses multiple regression and probit models, a Heckman model with sample selection, and mediation analysis.
The results of the thesis show that competition has the greatest influence on auction outcomes: A higher number of bidders and more active bidding lead to a significantly greater probability of auction success and higher rental rates. Bidders that face low competition are likely to bid below their true valuations. They are also likely to underbid if they have an insufficient amount of time to place a subsequent bid, if bid increments are too small, or if entry fees are cumbersome. Lessors with a better reputation may be associated with a greater probability of future transaction success and a substantial price premium. However, reputation plays an especially important role in auctions that are not very competitive. Trustworthy lessors tend to optimize the amount of effort and preparation costs in the longer term.
Land auctions’ efficiency and revenues may be improved if more bidders are invited and a more competitive bidding process is facilitated. More bidders will participate if auction design parameters, like reserve price, bid increments, and entry fee amounts, are optimized. Potential tenants may adjust their willingness to pay in response to information about the positive or negative reputation of lessors. If they already have a good reputation, lessors may optimize the amount of effort they exert in the long term. If their reputation needs improvement, they may consider addressing this by investing more in preparing plots for rent.
Klinische Anwendung des VascAssist2® zur nichtinvasiven Bestimmung von Parametern der zentralen Hämodynamik eines kardiovaskulären Risikokollektivs
(2023) Hölscher, Sophie Viktoria
Kardiovaskuläre Erkrankungen stellen die häufigste Todesursache in Deutschland dar, daher sollte der Früherkennung von Gefäßveränderungen eine große Bedeutung beigemessen werden. Eine einfach durchführbare, nichtinvasive Messmethode für die Ermittlung von Parametern der zentralen Hämodynamik, welche Rückschlüsse auf die arterielle Gefäßsteifigkeit zulassen, stellt die oszillometrische Messung mithilfe des VascAssist2® dar.
Die vorliegende Dissertationsarbeit basiert auf einer Registerstudie mit einem Beobachtungszeitraum von bis zu einem Jahr und stellt den Versuch dar, mithilfe des VascAssist2® eine weitgehend untersucherunabhängige Methode zur Messung der zentralen Hämodynamik anhand eines kardiovaskulären Risikokollektivs im klinischen Alltag zu evaluieren. Das primäre Ziel war es hierbei, den Verlauf der Parameter zu beobachten und zu untersuchen, ob die Messungen eine Prädiktion kardiovaskulärer Ereignisse oder Tode ermöglichten. Weiterhin wurde das Verhalten der Parameter der zentralen Hämodynamik in Abhängigkeit von epidemiologischen, anthropometrischen und laborchemischen Daten sowie kardiovaskulären Risikofaktoren untersucht und mit der Literatur verglichen.
277 Probanden wurden in die Studie eingeschlossen. Mithilfe des VascAssist2® wurden die Parameter der Pulswellenanalyse ermittelt, wobei ein besonderes Augenmerk auf dem zentralen systolischen Blutdruck sowie der aortalen Pulswellengeschwindigkeit lag. Es wurde nicht in das Behandlungsprotokoll eingegriffen. Die Patienten wurden nach drei, sechs und zwölf Monaten erneut untersucht. Es erfolgte eine intensivierte Analyse der Gruppe der 124 Probanden, welche nach einem Jahr wiederholt gemessen wurden.
Es wurde deutlich, dass die an der Studie teilnehmenden Probanden ein kardiovaskuläres Hochrisikokollektiv darstellten. Anhand der Ergebnisse ließen sich statistisch signifikante Einflüsse des Geschlechts und Alters, der Anthropometrie, der Anzahl an kardiovaskulären Risikofaktoren, eines Diabetes mellitus, der linksventrikulären Ejektionsfraktion, der glomerulären Filtrationsrate sowie einer peripheren arteriellen Verschlusskrankheit feststellen. Aufgrund einer häufig vorliegenden Multimedikation ließ sich der Einfluss der medikamentösen Therapie nur eingeschränkt beurteilen. Im Verlauf der Studie zeigte sich ein signifikanter Anstieg der Blutdrücke, welcher zentral stärker als brachial ausgeprägt war und somit vermuten ließ, dass die zentrale Blutdruckmessung eine höhere Sensitivität gegenüber einer Progression der arteriellen Gefäßsteifigkeit aufweist. Eine Prädiktion kardiovaskulärer Ereignisse konnte nicht festgestellt werden, allerdings identifizierte die durchgeführte Studie eine aortale Pulswellengeschwindigkeit von mindestens 10,88 Metern pro Sekunde als prädiktiven Marker für einen kardiovaskulären Tod innerhalb des nächsten Jahres.
Abschließend lässt sich festhalten, dass die Parameter der zentralen Hämodynamik mithilfe des VascAssist2® untersucherunabhängig und ohne relevante Messfehler ermittelt werden konnten. Es wurde deutlich, dass durch die Messung der Pulswellenparameter eine gute Risikostratifizierung erfolgen kann. Für eine Integration in den klinischen Alltag müsste die Messmethode allerdings schneller durchführbar sein und weitere Untersuchungen mit größeren Fallzahlen und einer längeren Nachbeobachtungszeit erfolgen.
Analyse und Verbesserung der spezifischen Detektion der Minusstrangsynthese des Hepatitis C Virus
(2024) Budnik, Jonas
Das Ziel der WHO, die Hepatitis C als Gefahr für die Öffentlichkeit bis 2030 zu eliminieren, zeigt, dass diese Krankheit auch trotz wirksamer Medikamente noch ein globales Problem darstellt. Eine Impfung ist aktuell noch nicht vorhanden. Aufgrund dessen ist es wichtig, die molekularen Mechanismen des Hepatitis C Virus weiter zu untersuchen, obwohl es mit den DAA-Therapieregimen bereits suffiziente Therapiemöglichkeiten gibt. Die Etablierung eines spezifischen Systems zur Detektion der Minusstrangreplikation von Viren, entkoppelt von der Plusstrangsynthese und Translation, ist ein wichtiges Instrument, um die Mechanismen der Initiation der Minusstrangreplikation zu verstehen und mögliche Therapieansätze zu entwickeln. Ein solches System wurde von L. Shalamova für HCV entworfen, wies aber in den Experimenten ein Hintergrundsignal in der qPCR auf, welches die Aussagekraft einschränkte. Ziel dieser Arbeit war es den Grund für das Hintergrundsignal zu finden und entsprechende Modifikationen am Versuchsprotokoll vorzunehmen, welche das Hintergrundsignal verringern und damit die Aussagekraft verstärken.
Als ein möglicher Grund für das Problem wurde die Bildung artifizieller Minusstränge durch ein Rückfalten des 3‘-Ende mit selfpriming und fortlaufender Transkription herausgestellt. Dieser Mechanismus ist sowohl für die in vitro-Transkription als auch für die RT-Reaktion denkbar. Ein weiterer möglicher Grund wurde in der Bildung von kurzen DNA-Oligonukleotiden beschrieben, die in Folge eines unvollständigen DNase Verdau entstehen und anschließend als Primer in der RT-Reaktion oder qPCR agieren könnten. Trotz unterschiedlicher Modifikationen des Versuchsprotokolls konnte das Hintergrundsignal mit diesen Modifikationen allerdings in Betrachtung der Verhältnisse von Hintergrundsignal zu Gesamtsignal nicht gesenkt werden. Die Versuchsergebnisse lassen keine belastbare Aussage zum Ursprung des Hintergrundes zu, weswegen weitere Untersuchungen in Zukunft notwendig sind, um dieses neue System zur Minusstrangdetektion abschließend zu etablieren. Die Verwendung einer SP6 Polymerase oder die Anpassung des pH-Wertes bei der Phenol/Chloroform-Aufreinigung könnten beispielhaft weitere Schritte sein, um das Hintergrundsignal zu eliminieren.
Die Ergebnisse dieser Arbeit bieten eine wichtige Grundlage für weitere Experimente zum Ursprung des Hintergrundsignals und der abschließenden Etablierung des neuen Minusstrangdetektionssystems, welches neben HCV auch bei vielen weiteren Viren eingesetzt werden könnte.
Expression of the mouse odorant receptor genes Olfr1507, Olfr1508, and Olfr1509 in gene-targeted strains
(2024) Segoviano Arias, Paola Luz Eréndida
In mice, odorants are detected in the olfactory epithelium by olfactory sensory neurons (OSNs) via 1141 odorant receptors (ORs), which are G-protein-coupled seven-transmembrane proteins. The position of an OSN in the olfactory epithelium restricts gene choice to a subset of the repertoire of OR genes. A mature OSN expresses RNA of only one OR gene. Counts of OSNs expressing a given OR gene in mouse can vary greatly from gene to gene.
One of the most frequently chosen OR genes is Olfr1507, previously referred to as MOR28. This gene is located on Chromosome 14 in a cluster that includes the highly homologous OR genes Olfr1508 and Olfr1509.
In my Ph.D. thesis, I studied novel inbred C57BL/6 gene-targeted mouse strains carrying mutations of the OR-IRES-marker type in Olfr1507, Olfr1508, or Olfr1509. This genetic approach enables the visualization of OSNs (including the cilia, dendrite, cell body, axon, and axon termini) that express a given OR, by targeted integration of a cassette that leads to cotranslation of the OR with a marker such as taulacZ or tauGFP via an internal ribosome entry site (IRES).
I examined the spatial pattern of OSNs that express Olfr1507, Olfr1508, or Olfr1509 in the olfactory epithelium of Olfr1507-IRES-tauGFP, Olfr1508-IRES-tauGFP, and Olfr109-IRES-tauGFP strains. By using immunohistochemistry, I located these OSNs to the dorsolateral and ventromedial regions of the olfactory epithelium. I found that Olfr1507 is expressed in four-fold more OSNs than Olfr1508 and in three-fold more OSNs than Olfr1509.
I applied immunohistochemistry to characterize the positions of the Olfr1507, Olfr1508, or Olfr1509 glomeruli in the olfactory bulb and to test the specificity of a commercially available Olfr1507 antibody in the olfactory bulb.
∆OR strains have been used to study OR gene choice. In this paradigm, the coding region of an OR gene is replaced with that of a reporter such as GFP. The absence of Olfr1507-immunoreactive signal in homozygous ∆Olfr1507 mice is powerful evidence that the commercially available Olfr1507 antibody is specific for Olfr1507. I found that axons of ∆Olfr1507-expressing OSNs project diffusely over the ventral aspect of the olfactory bulb and innervate >100 glomeruli, suggesting there may be >50 OR gene candidates for second choice in these OSNs.
Taken together, my studies have validated the specificity of the Olfr1507 antibody. Working with inbred gene-targeted strains led to a consistent number and positions of the Olfr1507, Olfr1508, or Olfr1509 glomeruli. OSNs expressing ∆Olfr1507 reside in the same area of the main olfactory epithelium as Olfr1507-expressing OSNs and project their axons to >100 glomeruli, with various apparent degrees of innervation.