29 research outputs found

    Savannas at the forest boundary: an understudied biome at risk

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    Savannas receive a fraction of the policy and research attention of forests and are therefore some of the least known biomes in the world. Fundamental to the protection of these unique systems, and the billion people who rely on them globally, is to gain a new understanding of both their evolutionary history, which has structured diversity within them, and to categorise their present-day diversity. This thesis addresses the historical assembly of savannas globally using the widespread and ecologically variable genus Ziziphus as an exemplar, and provides new data on the flora of poorly studied savannas in Asia. Chapter two investigates how functional traits enable Ziziphus to occupy several distinct biomes across the tropics. To do this I collated and examined trait and distributional data. I found that the unusually wide distribution of Ziziphus can be explained by its diversity of habits which enable occupation of different biomes spanning continents. Results showed that liana species are restricted to closed forests and the geoxylic habit is found only in open savannas. For Ziziphus species, habit facilitates range size, with trees having larger ranges than shrubs and lianas. Surprisingly, biome is not correlated with range size. Cultivated species have ranges ~10 times that of non-cultivated tree species and with significantly different and broader environmental niches. A diversity of habits, along with the usage of fruits of many Ziziphus species by people, expands the range and environmental occupation of the genus. Chapter three explores whether geography or ecology structure Ziziphus’ phylogeny to gain a new understanding of the history of the assembly of the savanna biome globally. To do this I created a phylogenetic tree based on chloroplast and nuclear ribosomal internal transcribed spacer (ITS) sequences. I found that at a global scale geography (i.e., the barrier of dispersing amongst continents) structures Ziziphus’ diversification more than ecology (i.e., switches amongst major biomes). Based upon dating the ITS phylogeny, Ziziphus originated in closed biomes in Asia during the Oligocene and subsequently long distance dispersal from Asia to Africa resulted in the novel occupation of two biomes, the tropical savanna biome and the desertic biome. In keeping with the younger age of the savanna biome and the Pliocene radiation of geoxylic species, the youngest species in Ziziphus are found in open biomes, and the most recently evolved habit is geoxylic. Leaf hair is likely to be a key innovation enabling occupancy of drier environments, while occupation of closed biomes is associated with the development of the liana habit. Chapter four investigates the floristic composition and resilience of ground layer vegetation in Southeast Asian savannas via new floristic surveys in 50 sites across four savanna types. I found that the heterogeneity of Southeast Asian savannas means that systematic botanical survey work that incorporates the diversity of savannas is necessary and urgent. Total plant species richness decreased under increasing tree cover, although patterns differed between functional groups. Crucially, research and management should not conflate monocot and dicot herbs due to their divergent functional responses to shade, as non-graminoid monocots are the most affected by increasing tree cover. Further, Southeast Asian savannas support distinct grass assemblages, with implications for assessments of species diversity and for future management of these ecosystems. This thesis expands our understanding of the processes that drive diversification and trait evolution in savannas, and characterises the understory floristic diversity of little-known savanna systems in Southeast Asia. Further work is necessary to assess whether trait and evolutionary patterns seen in Ziziphus across the major tropical and subtropical biomes are replicated in other, unrelated and more species-rich genera, and to characterise the non-graminoid communities of Southeast Asian savannas to determine whether they represent distinct associations compared to the dominant woody flora

    A review of UAV Visual Detection and Tracking Methods

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    This paper presents a review of techniques used for the detection and tracking of UAVs or drones. There are different techniques that depend on collecting measurements of the position, velocity, and image of the UAV and then using them in detection and tracking. Hybrid detection techniques are also presented. The paper is a quick reference for a wide spectrum of methods that are used in the drone detection process.Comment: 10 page

    令和3年(2021年)福島県立医科大学業績集

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    Atherosclerosis: Methods and Protocols

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    This volume provides detailed, up-to-date methods used in research on Atherosclerosis. Chapters guide readers through an overview of the pathogenesis of atherosclerosis and model systems together with in vitro, ex vivo, in vivo and emerging methods in atherosclerosis research. Written in the highly successful Methods in Molecular Biology series format, chapters include introductions to their respective topics, lists of the necessary materials and reagents, step-by-step, readily reproducible laboratory protocols, and tips on troubleshooting and avoiding known pitfalls. Authoritative and cutting-edge, Atherosclerosis: Methods and Protocols serves as an invaluable resource for those engaging in research on atherosclerosis and cardiovascular disease, as well as for researchers who are new to t

    令和2年(2020年)福島県立医科大学業績集

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    Contribution to the evaluation of clinical prognostic factors in canine lymphoma

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    Non-Hodgkin Lymphoma (NHL) is the most common hematopoietic cancer in dogs, from which up to 50% of the cases are diffuse large B-cell lymphomas (DLBCL). The etiology, like in humans, is believed to be multifactorial. To the date, the best response rate and best survival times are offered by a combination therapy including cyclophosphamide, vincristine, doxorubicin and prednisolone, known by the acronym of CHOP. Infectious agents, namely vector-borne agents (VBA), can induce chronic B cell stimulation and immune deregulation permitting lymphomagenesis. Also, there are several reports in literature associating NHL with VBA, namely from the genus Borrelia and Leishmania mimicking or co-existing with hematopoietic malignancies either in humans or dogs. Vector-borne agents can induce haematological and clinical changes in hosts that, when existing in cancer patients, can either mislead the interpretation of clinical signs or interfere with recognized prognostic markers, namely blood cell populations. Prognosis, after quality of life, is determinant in veterinary oncology to further proceed with a treatment. Short survival times and therapy response rates determine the option for a non standard-of-care treatment or, lately, animal euthanasia without treatment. Consequently, easy to perform, “bench-to-bedside” widely available and cost-effective prognostic markers are fundamental to obtain client financial compliance and support treatment planning and disease outcome. Obtaining serological results on vector-borne agents or haematological information trough a total blood cell count and biochemical parameters are widely available and cost effective either by an “in-house” laboratory or trough commercial laboratories. Having in mind the existing published literature on human medicine regarding haematological parameters as prognostic indicators in lymphoma and the scarse information on the veterinary field, we aimed to: 1) investigate the prevalence of infection by four vector-borne agents (Leishmania infantum, Ehrlichia canis, Anaplasma phagocytophilum and Bartonella henselae), its potential role in lymphomagenesis and its possible association with the tumour subtype and with the haematological alterations present in dogs with lymphoma and, 2) determine the prognostic value of dogs’ sex, neutered status, clinical stage, presence of anaemia, presence of neutrophilia, presence of thrombocytopenia and the ratios lymphocyte-to-monocyte (LMR), neutrophil-tolymphocyte (NLR), platelet-to-lymphocyte (PLR) and platelet-to-neutrophil (PNR) in canine DLBCL that were naïve for treatment, fully staged and received chemotherapy with a 19 week-CHOP protocol. All dogs tested negative for B. henselae, A. phagocytophilum and E. canis by both serology and molecular detection. Regarding L. infantum, 8,2% of the dogs had a positive serologic result. Leishmania infantum DNA was detected in two samples of diffuse large B-cell lymphoma (DLBCL). These results show an increased, but not significant, seropositivity (8,2%, p=0,201) and molecular detection (3,3%, p=0,166), for L. infantum in dogs with lymphoma, when compared to matched historic controls in the same geographical area. In the second study, PNR showed to be an independent prognostic marker (p≤0,001) for TTPR at 180 and 365 days. Dogs with a PNR above 0,032 were more likely to progress before 180 days (sensitivity 46,5%, specificity 87,5%, p=0,004). On univariate analysis, NLR showed a prognostic significance for LSSR at 180 (p=0,006) and 365 days (p=0,009). A baseline NLR value below 7,45 was positively associated with survival at 180 days (sensitivity of 52%, specificity of 85.3%, p=0.025). The presence of substage b, was associated with early lymphoma progression and decreased survival at 180 days (p =0.031). Anaemia significantly reduced LSSR at 365 days (p=0,028). Although it was not possible to identify, in the first study, any significant association between canine lymphoma and the studied VBA, it was of extreme importance for the discussion of the second study on the possible effects on peripheral blood cell dynamics caused by the CBVD studied. Further studies, following dogs trough their CVBD disease evolution, are worthwhile and may help clarify a possible role of these agents in lymphomagenesis. This is the first study evaluating PLR and PNR in canine DLBCL and demonstrates that PNR could be a predictor of early lymphoma progression. Since peripheral blood cell composition can be affected by several non-oncological causes, the development of larger multicenter studies with homogeneous inclusion criteria could help to better determine the true predictive values of blood cell ratios in dogs suffering from DLBCL treated with CHOP chemotherapy.O linfoma é o tumor hematopoiético mais frequente no cão com uma incidência estimada entre 13 a 114 casos por 100.000 cães em risco. A poliquimioterapia, através da utilização de um protocolo composto pelos fármacos Ciclofosfamida, Hydroxidaurorrubicina (Doxorrubicina), Oncovin® (Vincristina) e Prednisolona, designado pelo acrónimo de “CHOP”, permite obter uma taxa de remissão e tempo médio de sobrevida global de cerca de 94% e 12 meses, respectivamente. O linfoma difuso de células B grandes (LDCBG) pode constituir até cerca de 50% dos casos totais de linfoma non-hodgkin (LNH) na espécie canina e é reconhecido como o modelo natural para o mesmo tipo de neoplasia no Homem. A aplicação do esquema de classificação da Organização Mundial da Saúde nas entidades de linfoma canino (LC) é recente na medicina veterinária. A maioria dos estudos clínicos realizados no LC para avaliação da resposta à terapêutica, assim como a determinação de factores de prognóstico realizados nas últimas três décadas, sofrem de limitações significativas. Os resultados desses estudos, foram obtidos através da inclusão de diversos subtipos e graus histológicos de linfoma, assim como, da utilização de metodologias de diagnóstico, estadiamento e terapêutica variáveis. Estas limitações comprometem, ainda hoje, a avaliação da eficácia do tratamento e colocam em questão a fiabilidade de diversos factores de prognóstico descritos para o LC. Na medicina humana e veterinária existem estudos que demonstram que a localização geográfica, a demografia, os fatores sócio-económicos dos doentes e as diferenças na distribuição de subtipos de linfoma podem interferir na resposta à terapêutica e na determinação do prognóstico. Em Portugal, existe um número muito reduzido de estudos sobre o LNH no cão. Que seja do conhecimento do autor, não existem trabalhos avaliando os aspectos clínicos, nomeadamente, no que diz respeito à resposta à terapia ou prognóstico. A infecção por agentes infecciosos transmitidos por vectores (AITV), nomeadamente dos géneros Ehrlichia e Leishmania, aparece pontualmente na literatura associada a tumores hematopoiéticos nos cães. Estes agentes infecciosos promovem uma resposta inflamatória crónica do hospedeiro, que causa uma importante desregulação imunológica, contribuindo para o processo de carcinogénese, nomeadamente, para a linfomagénese ou progressão tumoral. As manifestações clínicas das infecções AITV nos cães estão associadas a um amplo espectro de anomalias clínicas e laboratoriais. A presença de adenomegalia, hepato-esplenomegalia, síndromes imunomediados (uveíte, glomerulonefrite, poliartrite, etc.), anemia, alterações no número e tipo de leucócitos circulantes ou trombocitopénia estão entre as mais frequentes. Num cão que sofra de linfoma e que esteja, também, infectado por um ou mais destes agentes infecciosos, a interpretação adequada dos sinais clínicos e das alterações dos valores laboratoriais torna-se complexa, impedindo uma correcta diferenciação do que é devido à infecção, ao linfoma ou a ambos. Qualquer inferência de uma possível ausência de resposta à terapêutica oncológica instituída, assim como a determinação da presença de indicadores prognósticos específicos do linfoma torna-se difícil ou, mesmo, impossível. Tal como em medicina humana, na medicina veterinária a obtenção de informação diagnóstica e/ou prognóstica num conceito “bench-to-bedside” é de extrema importância. A confirmação serológica ou molecular de infecção por AITV é, actualmente, rápida e está amplamente disponível. A presença de laboratórios comerciais de patologia clínica veterinária ou a disponibilização nos hospitais e clínicas veterinárias de equipamentos de hematologia com tecnologia avançada permitem, ainda, obter rapidamente um hemograma com alto nível de fiabilidade nas contagens diferenciais das populações celulares. Na oncologia clínica humana e, posteriormente, na veterinária os valores obtidos no momento do diagnóstico, através da contagem diferencial de alguns componentes celulares do sangue periférico (neutrófilos, linfócitos, monócitos, e plaquetas), bem como os rácios neutrófilos-linfócitos (NLR), linfócitos-monócitos (LMR), demonstraram ter valor prognóstico ao reflectir as interfaces inflamatórias intra-neoplásica e doente-tumor no LDCBG. Tendo em consideração a literatura publicada em medicina humana sobre o valor prognóstico da composição celular e dos rácios NLR e LMR, obtidos a partir do sangue periférico no momento do diagnóstico do LDCBG, e a escassa ou contraditória informação nesse domínio na área veterinária, foram objetivos do presente trabalho: 1) investigar a prevalência de infecção por quatro agentes transmitidos por vectores (Leishmania infantum, Ehrlichia canis, Anaplasma phagocytophilum e Bartonella henselae), o seu potencial papel na linfomagénese e a sua eventual associação com o subtipo do tumor e com as alterações hematológicas presentes em cães diagnosticados com linfoma e 2) determinar o valor prognóstico dos parâmetros sexo, estado fértil, estádio clínico do linfoma, presença de anemia, presença de neutrofilia, presença de trombocitopénia, NLR, LMR e dois rácios adicionais, nunca descritos- plaquetas-linfócitos e plaquetas-neutrófilosem cães com LDCBG em estádio III/IV tratados com um protocolo CHOP de 19 semanas. Relativamente ao primeiro estudo, foi avaliada pela primeira vez (em Portugal e na Europa) a associação entre a infecção por quatro agentes transmitidos por vectores (Leishmania infantum, Ehrlichia canis, Anaplasma phagocytophilum e Bartonella henselae) em cães com linfoma. A presença de anticorpos (IgG) assim como a detecção molecular de Bartonella henselae, Ehrlichia canis e Anaplasma phagocytophilum foram negativas em todas as amostras de cães com linfoma estudadas. Para Leishmania infantum a taxa de seropositividade e de detecção molecular foi de, respectivamente, 8,2% e 3,3%. Estes valores não se mostraram significativamente diferentes quando comparados com os controlos históricos de cães com o mesmo estilo de vida e da mesma região geográfica: 7,9% (p = 0,201) e 1,2%, (p = 0,166), respectivamente. Dos 8,2% de cães seropositivos para Leishmania infantum, 60% tinham diagnóstico de LDCBG. Os 40% restantes desenvolveram formas de linfoma indolentes (Manto e de Pequenas células). Relativamente às alterações hematológicas nos cães seropositivos para Leishmania infantum (n=5), apenas um cão, portador de linfoma de pequenas células B, não apresentou qualquer alteração hematológica. A presença de anemia leve foi observada em dois cães, um deles com trombocitopénia concomitante. Verificou-se, ainda, a presença de monocitopénia e linfopénia moderadas em dois cães diferentes. Todas as alterações do sangue periférico observadas nestes cães foram leves e não associadas ao tipo de linfoma, título serológico ou positividade molecular para Leishmania infantum. No presente estudo não foi possível diferenciar se essas alterações hematológicas estão relacionadas com o linfoma e/ou com a infecção por Leishmania infantum. Provavelmente, as alterações dos hemogramas dos cães com linfoma e com leishmaniose devem-se à ação de ambas as doenças e resposta inflamatória associada, quer na produção, quer na cinética dos elementos celulares sanguíneos, ao nível da medula óssea e do sangue periférico. Os cães com leishmaniose, quando comparados com a população geral do estudo, apresentaram um Tempo para a Progressão (TPP) e uma Sobrevivência Específica para o Linfoma (SEL) mais curtos, 90 vs. 120 e 184 vs. 206 dias, respectivamente. Devido ao número muito pequeno de cães positivos, não foi possível obter qualquer conclusão significativa sobre a associação dos tipos específicos de linfoma e o impacto nas anomalias das células do sangue periférico, assim como a sua possível implicação na linfomagénese. Relativamente ao segundo objectivo, foram avaliados o valor prognóstico dos parâmetros sexo, estado fértil, estádio clínico, presença de anemia, presença de neutrofilia, presença de trombocitopénia, NLR, LMR e os rácios plaquetas-linfócitos (PLR) e plaquetasneutrófilos (PNL) relativamente ao TPP e SEL. Foram, ainda, calculados para dois marcos temporais específicos (6 e 12 meses) a Taxa do Tempo de Progressão (TTPP) e Taxa de Sobrevivência Especifica do Linfoma (TSEL). Estes segundos cálculos permitem uma compreensão mais clara da evolução do TPP e do SEL. O PNR revelou-se um marcador prognóstico independente (p ≤ 0,001) para a TTPP aos 180 e 365 dias. Os cães com PNR acima de 0,032 apresentaram maior probabilidade de progressão do linfoma antes de 180 dias (sensibilidade 46,5%, especificidade 87,5%, p = 0,004). O NLR mostrou uma significância prognóstica para a TSEL aos 180 (p = 0,006) e 365 dias (p = 0,009). Um valor de NLR ao diagnóstico abaixo de 7,45 mostrou estar associado positivamente a uma maior probabilidade de sobrevida aos 180 dias (sensibilidade de 52%, especificidade de 85,3%, p = 0,025). Relativamente à análise de outros factores de prognóstico anteriormente validados, no presente estudo a presença do sub-estádio b, demonstrou contribuir para a progressão precoce do linfoma e diminuição da sobrevida aos 180 dias (p = 0,031). Nos cães com anemia, designadamente com concentrações de hemoglobina inferiores a 11 g/dL, a TSEL aos 365 dias foi significativamente inferior aos cães com valores de concentração de hemoglobina normais (p = 0,028). No presente estudo, os cães com linfoma na região metropolitana de Lisboa apresentaram, para os agentes infecciosos estudados, a mesma seroprevalência e taxa de detecção molecular que os controlos históricos da mesma zona geográfica e com o mesmo estilo de vida. Este primeiro estudo foi de extrema importância para permitir compreender a magnitude da infecção pelos quatro AITV estudados nos cães com linfoma e o eventual impacto no subtipo morfológico, alterações hematológicas e possível contribuição para a linfomagénese. Os presentes resultados não revalidaram factores de prognóstico anteriormente descritos para o linfoma multicêntrico no cão, como o género, o estado fértil e, no caso particular do LDCBG, o LMR, a neutrofilia e trombocitopénia ao diagnóstico. O rácio neutrófilo-linfócito demostrou valor prognóstico na sobrevida total, como anteriormente descrito. Este é o primeiro estudo a realizar a avaliação dos factores PLR e PNR em cães com LDCBG e a demonstrar que o PNR ao diagnóstico, tem um valor predictivo da progressão precoce do linfoma. Uma vez que a composição celular do sangue periférico pode ser afetada por várias causas não oncológicas, inflamatórias ou infecciosas, será importante continuar o desenvolvimento de estudos prospectivos multicêntricos com critérios de inclusão homogéneos e com um número significativo de doentes, de forma a determinar a verdadeira associação entre os AITV e a dinâmica da composição celular periférica, nos cães com LDCBG tratados com CHOP. O presente estudo adiciona dados inovadores e importantes para melhor compreender a epidemiologia do linfoma canino e, particularmente, o espectro prognóstico do LDCBG. Os indicadores de prognóstico aqui descritos estão amplamente acessíveis, são de rápida obtenção e baixo custo, permitindo uma abordagem “bench-to-bedside” na estratificação de risco dos pacientes e, consequentemente, o desenvolvimento de abordagens terapêuticas personalizadas. Uma janela para a suposta contribuição de Leishmania infantum para a linfomagénese permanece aberta e constitui um ávido assunto de pesquisa que merece ser continuado

    Bacterial Chondronecrosis with Osteomyelitis in broilers: genomics, phylogenomics, and methods to detect specific pathogens during outbreaks.

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    Lameness is a major issue in animal welfare and the broiler industry. Bacterial chondronecrosis with osteomyelitis (BCO) is one of the main causes of lameness. Many staphylococcal species, including Staphylococcus agnetis isolate 908, have been isolated from the bones and blood of lame broilers at the University of Arkansas. Staphylococcus agnetis is a coagulase-variable, Gram-positive bacterial species that has been previously associated with subclinical or mild clinical cases of mastitis in dairy cattle. The annotated complete genome of hypervirulent strain 908 was published at NCBI. In this study, it has been compared to nine genomes we assembled for hypervirulent isolates in dairy cattle. Phylogenomic analyses of chicken and cattle isolates of S. agnetis and Staphylococcus hyicus suggest a very close relationship between the cattle and chicken isolates. The hypervirulent chicken isolate, 908, clustered with two of the cattle isolates, including strain 1379. A catalogue of gene differences between the cattle and chicken isolates was constructed using reciprocal blast analyses at the nucleotide and polypeptide level. More than 40 genes and 3 plasmids from strain 908 are absent or poorly conserved in any of the cattle S. agnetis isolates. No transformation protocol has been described for S. agnetis. Subsequently, an electroporation procedure has been optimized for DNA transformation of Staphylococcus agnetis. Therefore, we have optimized an electroporation method for DNA transformation so that we regularly obtain 10 to 20 transformants per ng using a Gram+/Gram- shuttle vector. Moreover, among the BCO pathogens isolated from the lame broilers, there are a number of Staphylococcus species, such as, S. agnetis, S. hyicus, S. chromogenes, S. aureus, S. cohnii, S. saprophyticus, S. epidermidis, and S. capitis, which are hard to accurately identify based just on genes like 16S rDNA. Therefore, using pfbA gene, a novel PCR assay was optimized for Staphylococcus species discrimination and strain typing. Moreover, extraction of bacterial DNA for subsequent molecular diagnostic applications remains a costly and time-consuming operation. We developed a technique for rapidly extracting genomic DNA from the BCO pathogens and other environmental bacteria based on sodium hydroxide cell lysis with or without magnetic bead capture. Finally, the BCO pathogens are transmitted via air. Our efficient air sampling system was designed for the quick screening of these airborne BCO pathogens and is transferable to monitor agriculturally important pathogenic bacteria

    Innovations in Stem Cell Transplantation

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    This book documents the increased number of stem cell related research, basic and clinical applications as well as views for the future. The book covers a wide range of issues related to new developments and innovations in cell-based therapies containing basic and clinical chapters from the respected authors involved in stem cell studies and research around the world. It thereby complements and extends the basic coverage of stem cells such as immunogenetics, neuron replacement therapy, cover hematopoietic stem cells, issues related to clinical problems, advanced HLA typing, alternative donor sources as well as gene therapy that employs novel methods in this field. Clearly, the treatment of various malignancies and biomedical engineering will depend heavily on stem cells, and this book is well positioned to provide comprehensive coverage of these developments
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