Examining the Regulation of Kv7 K+ Channels in Airway Smooth Muscle Cells and Their Potential as Novel Therapeutic Targets for the Treatment of Asthma

Asthma is a disease characterized by nonspecific and exaggerated airway narrowing, termed airway hyperresponsiveness (AHR), which involves the excessive contraction of airway smooth muscle. Despite the fact that airway smooth muscle is widely studied and understood to play a role in AHR, little is known about the specifics of that role. Our laboratory recently found that Kv7 potassium (K+) channels are expressed in airway smooth muscle cells (ASMCs). Kv7 channels are voltage sensitive K+ channels whose outward flux of K+ ions promotes a negative resting membrane voltage in excitable cells, thereby opposing electrical excitability. Inhibition of K+ channels is known to induce membrane depolarization, resulting in the activation of voltage-sensitive calcium (Ca2+) channels (VSCCs) and an increase in intracellular Ca2+ concentrations. Our laboratory hypothesizes that Kv7 channels are also involved in the regulation of ASMC excitability and therefore in the regulation of airway diameter. Pharmacological Kv7 channel activators attenuated bronchoconstrictor-induced airway constriction, leading us to speculate that Kv7 channels may be novel therapeutic targets for the treatment of asthma. In order to understand the role and regulation of Kv7 channels in airway smooth muscle and test my hypothesis that Kv7 channels represent a novel therapeutic target for asthma, I propose the following aims: Aim 1: Elucidate the mechanism by which bronchoconstrictor agonists regulate Kv7 channels in airway smooth muscle. Aim 2: Determine the efficacy of Kv7 channel activators in attenuating agonist-induced bronchoconstriction and explore their therapeutic potential for the treatment of asthma. By accomplishing these aims, the intention is to understand the role that Kv7 channels play in ASMCs and the regulation of airway diameter and determine if Kv7 channel activators represent a novel class of asthma therapeutics

Artificially intelligent nanosensors for personalized diagnosis and monitoring

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Seismic risk assessment of bridges in Quebec using fragility curves

Les courbes de fragilité sont utilisées pour évaluer la vulnérabilité sismique des ponts à travées multiples dans la province du Québec. Les courbes de fragilité sont un outil probabiliste pour évaluer la vulnérabilité d'une structure. Elles expriment la probabilité qu'un pont puisse atteindre un état d'endommagement spécifique produit par un événement sismique. En raison de leur aspect probabiliste, les courbes de fragilité permettent de tenir compte des incertitudes sur certaines propriétés des ponts ou sur l'excitation sismique. L'histoire de l'activité sismique dans la province du Québec démontre la nécessité de tenir compte des effets sismiques dans l'évaluation et la rénovation des ponts existants. Les dommages causés par les tremblements de terre au cours des dernières décennies ont montré que la vulnérabilité sismique d'un réseau de transport est principalement liée aux ponts. Le réseau de ponts au Québec est âgé de plus de 30 ans. Au moment où il a été conçu et construit, la technologie et les connaissances dans le domaine sismique étaient loin de leur état actuel. La méthode d'évaluation des risques sismiques utilisant les courbes de fragilité est d'abord utilisée pour estimer la vulnérabilité sismique d'un pont routier spécifique. Le pont étudié est le pont Chemin des Dalles situé à Trois-Rivières au Québec sur l'autoroute 55. Les données des essais dynamiques sur place sont utilisées pour calibrer un modèle tridimensionnel non linéaire par éléments finis avec le logiciel OpenSees. Une série de 180 accélérogrammes artificiels compatibles avec l'est du Canada est utilisée pour représenter les incertitudes liées à l'aléa sismique. Des analyses temporelles sont effectuées avec ces accélérogrammes et leurs résultats ont été utilisés pour effectuer une régression linéaire dans l'espace log-normal afin de définir les modèles probabilistes de demande sismique des composantes du pont. Les états limites des composantes du pont, par exemple les culées, les appareils d'appui ou les poteaux sont choisis en fonction des types d'endommagements observés sur les ponts qui ont subi des tremblements de terre passés. Des informations ont également été trouvées dans la littérature pour définir les états limites pour les culées et les appuis élastomériques. En plus de ces données, des analyses de mécanique d'endommagement ont permis de définir les états limites pour les poteaux. Finalement, un ensemble de courbes de fragilité pour le pont tel que construit est développé par combinaison de la demande et des modèles de capacité en utilisant la méthode d'échantillonnage de Monte Carlo. Même si l'évaluation d'un pont spécifique est une source précieuse d'information, celle-ci est limitée à la singularité de la structure. Pour permettre l'évaluation de l'ensemble du réseau routier au Québec, pas uniquement un mais l'ensemble des ponts doit être pris en compte. Les ponts au Québec ont été construits pendant 300 ans. En utilisant la base de données de Transports Québec, 2672 ponts à travées multiples ont été identifiés. La population des ponts à travées multiples du réseau est présentée, et un pont moyen de référence est défini. Ensuite, avec quatre accélérogrammes différents de la série, des analyses déterministes temporelles sont effectuées sur ce pont, illustrant la variabilité de l'aléa sismique. En utilisant le pont de référence moyen et l'accélérogramme qui a le plus d'effets, trois types de piliers de pont sont testés afin de vérifier l'importance de ce paramètre sur la réponse du pont. Deux types de culée seat-type sont également examinés, un type avec des fondations superficielles et l'autre avec des fondations profondes avec pieux. Deux types de fondation des piliers sont examinés : une fondation superficielle avec semelles et une fondation profonde avec pieux. Conformément à la classification des sols dans le CAN/CSA-S6-06, relative à la classification figurant dans le CNBC 2005, quatre types de sols sont utilisés pour évaluer leur influence sur le comportement du pont de référence. La description de la totalité des ponts du réseau se poursuit avec leur classement et la détermination des paramètres importants pour une analyse sismique. Pour classer les ponts dans des classes ou portefeuilles, les ponts à travées multiples sont séparés selon le type de système structural et le type de matériau. D'autres paramètres liés à la géométrie, au matériau et à certaines de leurs variantes sont évalués afin de mieux décrire chaque classe de pont. Une analyse de variance, ANOVA, est réalisée pour déterminer les paramètres importants définissant les incertitudes pour chaque classe de pont typique. Un modèle numérique tridimensionnel non linéaire par éléments finis est développé pour chaque classe de ponts, et ces modèles sont ensuite soumis à une série d'accélérogrammes. Les réponses de certains éléments du pont sont analysées et une régression linéaire est effectuée afin de développer les modèles probabilistes de demande sismique (PSDM). L'ensemble des PSDM est comparé aux états limites prédéfinis des composantes du pont, qui définissent les modèles probabilistes de capacité sismiques (PSCM), afin de développer les courbes de fragilité de la totalité du pont

Applications of Operational Research Techniques in Optimization to Visit Tourist Points of Vina del Mar

Chile is a country with great attractions for tourists in South America and the whole world. Among the many tourist Chilean attractions the city of Vina del Mar is one of the highlights, recognized nationally and internationally as one of the most beautiful places for summer. In Vina del Mar tourists have many options for leisure, besides pretty beaches, e.g. playa renaca, the city has beautiful squares and castles, e.g. Castillo Wulff built more than 100 (one hundred) years ago. It is noteworthy that already exist over there five (5) tourist itineraries, so this work was developed in order to determine the best routes to these existing itineraries, and create a unique route that includes all the tourist points in Vina del Mar, because in this way, the tourists visiting this city can minimize the time spent in traveling, as well as optimize their moments of leisure, taking the opportunity to know all the city attractions. To determine shorter ways to do it and then propose some suggestions for improvement of the quality of the tourist service offered, it had used the exact method, by solving the mathematical model of the TSP (Traveling Salesman Problem), and the heuristic method, using the most economic insertion algorithm

Charge transport across metal/molecular (alkyl) monolayer-Si junctions is dominated by the LUMO level

We compare the charge transport characteristics of heavy doped p- and n-Si-alkyl chain/Hg junctions. Photoelectron spectroscopy (UPS, IPES and XPS) results for the molecule-Si band alignment at equilibrium show the Fermi level to LUMO energy difference to be much smaller than the corresponding Fermi level to HOMO one. This result supports the conclusion we reach, based on negative differential resistance in an analogous semiconductor-inorganic insulator/metal junction, that for both p- and n-type junctions the energy difference between the Fermi level and LUMO, i.e., electron tunneling, controls charge transport. The Fermi level-LUMO energy difference, experimentally determined by IPES, agrees with the non-resonant tunneling barrier height deduced from the exponential length-attenuation of the current