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    Alignment, characterization and application of polyfluorene in polarized light-emitting devices

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    Ziel im Rahmen der vorliegenden Dissertation war die Realisierung der polarisierten Elektrolumineszenz blau emittierender flĂŒssigkristalliner Polyfluorene. Polymere Leuchtdioden, die aufgrund hoher Orientierung der MolekĂŒle in der aktiven Schicht polarisiert emittieren, sind fĂŒr eine Anwendung beispielsweise als Hintergrundbeleuchtung in FlĂŒssigkristallanzeigen (LCDs) von Interesse. Es wurde gezeigt, dass sich mit der Ausrichtung von Polyfluoren auf Ori­ entierungsschichten auf der Basis von geriebenem Polyimid hohe Ordnungsgrade erzielen lassen. Die Dotierung mit lochleitenden Materialien erlaubte erstmals den Einbau solcher Orientierungsschichten in Leuchtdioden und ermöglichte die Realisierung polarisierter Elektrolumineszenz. Die Morphologie und Struktur sowohl der hoch orientierten Polyfluoren­ filme als auch lochleitender Orientierungsschichten wurden eingehend untersucht. Die Elektrolumineszenz­Eigenschaften von isotropen sowie polarisierten Leuchtdioden wurden ausfĂŒhrlich analysiert und anschließend durch chemische Modifizierung des Polyfluorens entscheidend verbessert. ZusĂ€tzlich wurde Polyfluoren mit fluoreszierenden Farbstoffen dotiert, um ausgehend von blauem Licht grĂŒne und rote Emission zu erhalten. Hierbei wurde unter­ sucht, in welchem Maß Förster­Energietransfer sowie LadungstrĂ€gereinfang fĂŒr die Emission der eingemischten Farbstoffe verantwortlich sind. Eine EinfĂŒhrung in die Grundlagen der Elektrolumineszenz konjugierter Polymere findet sich in Kapitel 2 dieser Arbeit. Da polarisierte Elektrolumineszenz ein hohes Maß an Anistotropie der emittierenden Schicht erfordert, werden anschließend verschiedene Methoden zur Ausrichtung von Polymeren besprochen, wobei besondere Betonung auf der Orientierung flĂŒssigkristalliner Polymere liegt. Kapitel 3 behandelt die signifikanten Eigenschaften der Polymere sowie die experimentel­ len Methoden, die im Rahmen dieser Arbeit verwendet wurden. Neben Polyfluoren wird ein weiteres blau emittierendes Polymer, Polyphenylenethynylen (PPE), eingefĂŒhrt. Bei der Cha­ rakterisierung der Polyfluorene wird im Anschluss an die Beschreibung der reinen Polymere insbesondere der positive Einfluss des Anbringens von lochleitende Endgruppen an die Hauptkettenenden auf wesentliche Eigenschaften bezĂŒglich der Elektrolumineszenz aufgezeigt. Außerdem werden die wesentlichen Merkmale von Polyimid, welches die Matrix der Orientierungsschicht bildet, sowie von verschiedenen Polymeren, die der Lochleitung und der Lochinjektion dienen, besprochen. Die Beschreibung der Methoden zur PrĂ€paration isotroper und polarisierter Leuchtdioden sowie zur Untersuchung der optischen, elektrischen und mor­ phologischen Eigenschaften der Polymerfilme bilden den Abschluss dieses Abschnitts. Im vierten Kapitel dieser Arbeit werden unterschiedliche Verfahren zur Ausrichtung der PolymermolekĂŒle auf Polyfluoren sowie auf PPE angewandt und hinsichtlich der erreichbaren Ordnungsgrade verglichen und beurteilt. Im Falle von Polyfluoren wurde gezeigt, dass eine Orientierung im flĂŒssigkristallinen Zustand mit Hilfe zusĂ€tzlicher Orientierungsschichten, welche auf geriebenem Polyimid basieren, die einzige geeignete Methode zur Orientierung dieses Po­ lymers ist. Durch den Zusatz von niedrigmolekularen lochleitenden Materialien in geeigneter Konzentration in die Polyimid­Matrix konnte das nicht­leitende Polyimid so modifiziert wer­ den, dass es sich in Leuchtdioden einbinden ließ, ohne dass die Orientierungseigenschaften der Schichten verloren gingen. Vergleiche unterschiedlicher Polyfluorene ergaben, dass die LĂ€nge und Struktur der Alkyl­Seitenketten das Orientierungsverhalten entscheiden beeinflussen. Hierbei wurde gezeigt, dass sich fĂŒr verzweigte Seitenketten deutlich höhere Orientierungsgrade erreichen lassen als fĂŒr solche mit linearen Seitenketten. Dies wurde mit dem vergrĂ¶ĂŸerten VerhĂ€ltnis aus PersistenzlĂ€nge und Polymerdurchmesser erklĂ€rt, was gemĂ€ĂŸ der Theorie der flĂŒssigkristallinen Polymere zu einer Zunahme des erreichbaren Ordnungsparameter fĂŒhrt. Außerdem wiesen die Absorptionsspektren der Polyfluorene mit langen Seitenketten auf eine planare Konformation der PolymerrĂŒckgrate hin, welche aufgrund der starken Wechselwirkung zwischen den einzelnen Ketten eine Orientierung im flĂŒssigkristallinen Zustand verhindert. Von allen untersuchten Polyfluorenen ließ sich Poly(di­ethylhexylfluoren) (PF2/6) am besten orientieren. Im Gegensatz zu Polyfluoren scheiterte der Versuch, PPE im flĂŒssigkristallinen Zustand auf Orientierungsschichten auszurichten. Kalorimetrische DSC­Untersuchungen machten deutlich, dass sich die Struktur von PPE in flĂŒssigkristalliner und kristalliner Phase nur unwesentlich voneinander unterscheiden. In beiden Phasen deuteten Absorptionsuntersuchungen auf eine planare Konformation der PPE­RĂŒckgrate. Die ViskositĂ€t des als sehr steif bekannten Polymers PPE ist daher auch in flĂŒssigkristallinem Zustand zu hoch, um eine Umordnung der MolekĂŒle zu verursachen, welche allein durch Wechselwirkung mit einer Orientierungsschicht hervorgerufen wird. PPE konnte jedoch im kristallinen Zustand orientiert werden, indem anstatt einer zusĂ€tzlichen Orientierungsschicht der Polymerfilm selbst gerieben wurde. Die hohe Steifigkeit von PPE erlaubte die Übertragung der KrĂ€fte, die durch das Reiben verursacht werden, auf das starre PolymerrĂŒckgrat und ermöglichte eine homogene Ausrichtung der MolekĂŒle. Mit Hilfe dieser Methode konnten Leuchtdioden mit PPE in der aktiven Schicht verwirklicht werden, die polarisiert emittierten. Die bestmöglichen Methoden zur Ausrichtung der MolekĂŒle unterschie­ den sich demnach fĂŒr die beiden flĂŒssigkristallinen Polymere Polyfluoren und PPE, und fĂŒr beide Polymere wurden Verfahren gefunden, die die Herstellung von polarisierten Leuchtdioden ermöglichten. In Kapitel 5 dieser Arbeit werden die Morphologie, die Struktur sowie weitere wesentliche Eigenschaften sowohl orientierter Polyfluorenfilme als auch der zur Ausrichtung benötigten lochleitenden Orientierungsschichten aus dotiertem Polyimid besprochen. HierfĂŒr wurden die Filme mit Hilfe von Licht­ und Elektronenmikroskopie sowie von Elektronen­ und Röntgen­ beugungsexperimenten untersucht. Im ersten Teil wird die beobachtete Abnahme der Orien­ tierbarkeit von Polyfluoren mit zunehmendem Molekulargewicht durch Elektronenbeugungs­ untersuchungen nĂ€her beschrieben. Ergebnisse aus Transmissions­Elektronenmikroskopie Untersuchungen zeigten, dass sich die Morphologie orientierter PF2/6­Filme durch hochgeordnete Lamellen auszeichnet, welche in regelmĂ€ĂŸigen AbstĂ€nden von ungeordneten Regionen unterbrochen werden. Innerhalb der orientierten Lamellen sortieren sich die MolekĂŒle nach Ă€hnlicher KettenlĂ€nge, wohingegen in den ungeordneten Gebieten vornehmlich die Endgruppen der Ketten vorzufinden sind. Strukturuntersuchungen ergaben, dass die einzelnen Polymerketten von PF2/6 zylindrisch sind und eine hexagonale Packung aufweisen, wobei die PolymerrĂŒck­ grate eine 5/2­Helixstruktur bilden. Das wurmĂ€hnliche RĂŒckgrat ist dabei zylinderförmig von einer HĂŒlle aus ungeordneten Seitenketten umgeben, die Ă€hnlich wie ein Lösungsmittel zwi­ schen den einzelnen Ketten wirken. Die hieraus folgende geringe ViskositĂ€t des Polymers dient als ErklĂ€rung fĂŒr die beobachtete bessere Orientierbarkeit von PF2/6 im Vergleich zu Polyfluoren mit linearen Oktyl­Seitenketten oder zu PPE. Im zweiten Teil des fĂŒnften Kapitels werden Ergebnisse von Untersuchungen der lochlei­ tenden Orientierungsschichten vorgestellt. Der Einfluss der Zugabe von lochleitenden Materialien zu Polyimid auf mechanische sowie auf elektrische Eigenschaften wurde untersucht. Bei moderater Lochleiter­Konzentration war die mechanische StabilitĂ€t der Filme ausreichend, um nach dem Reiben keine merklichen Unterschiede zu undotierten geriebene Filmen aufzuweisen. Vergleiche entsprechender Filme hinsichtlich Ladungsinjektion und ­transport zeigten, dass erst durch die Dotierung eine Verwendung von Polyimid­Orientierungsschichten in Leuchtdioden ermöglicht wird. Sowohl polymere als auch niedrig­molekulare lochleitende Materialien wur­ den hinsichtlich der erreichbaren Orientierungsgrade sowie der resultierenden Elektrolumineszenz­Eigenschaften verglichen, wobei nur letztere in beiden Belangen zugleich zu vorteilhaften Ergebnissen fĂŒhrten. Es wurde gezeigt, dass sich die besten Resultate mit polarisierten Leuchtdioden erzielen ließen, bei denen die emittierende Schicht auf eine Doppelschicht­Struktur aufgebracht war, die der Lochinjektion und der Orientierung dienten. Hierbei befand sich oberhalb einer Lochinjektions­Schicht aus reinem Lochleitermaterial eine weitere lochleitende Orientie­ rungs­Schicht aus dotiertem Polyimid. Variation der Lochleiterkonzentrationen in Polyimid er­ gaben, dass die Helligkeit mit zunehmender Konzentration zunahm, wohingegen die erreichten PolarisationsverhĂ€ltnisse gleichzeitig abnahmen. SEM­ und AFM­Untersuchungen ĂŒber den Einfluss der Lochleiterkonzentration auf die Schichtmorphologie ergaben, dass diese Beobachtungen durch Phasenseparation und mechanische BeschĂ€digung der Filme zu erklĂ€ren ist, welche bei Konzentrationen oberhalb 20 Gewichtsprozent eintreten. Im Kapitel 6 wird schließlich die Elektrolumineszenz von Leuchtdioden mit Polyfluoren als emittierende Schicht diskutiert. Zuerst wurde in isotropen Leuchtdioden die gĂŒnstigste Diodenarchitektur ermittelt sowie die Optimierung der verwendeten Schichten vorgenommen. Die Ergebnisse wurden mit den Kenntnissen kombiniert, die im Rahmen der oben beschriebenen Untersuchungen erworben wurden, um die Herstellung von Leuchtdioden mit hoch­polarisierter Emission zu verwirklichen. Blaue Elektrolumineszenz mit einem Emissionsmaximum von 450 nm und einem PolarisationsverhĂ€ltnis von 21 wurden erzielt, wobei die Leuchtdichte bei einer angelegten Spannung von 18 V etwa 100 cd/m 2 betrug, was der typischen Helligkeit eines Computermonitors entspricht. Alle Elektrolumineszenz­Eigenschaften ließen sich durch End­ funktionalisierung des Polyfluorens weiter deutlich verbessern, indem lochleitende Triarylamin­Derivate an die Enden der Hauptketten angebracht wurden ('Endcapping'). Der unerwĂŒnschte Beitrag zur Emission bei höheren WellenlĂ€ngen, welcher im Falle des reinen Polyfluoren beo­ bachtet wurde und gemeinhin aggregierten PolymermolekĂŒlen zugeschrieben wird, wurde durch das Konzept der Endfunktionalisierung wirksam unterdrĂŒckt. Außerdem war die FarbstabilitĂ€t wesentlich verbessert und die Effizienz der Leuchtdioden um mehr als eine GrĂ¶ĂŸenordnung höher als bei der Verwendung des reinen Polyfluorens. Diese Beobachtungen wurden mit den elektrochemischen Eigenschaften der Endgruppen erklĂ€rt. Letztere wirken als anziehende Fallen fĂŒr LadungstrĂ€ger, was dazu fĂŒhrt, dass die Erzeugung von Exzitonen und die anschließende Rekombination vorwiegend in der NĂ€he der Kettenenden stattfindet, anstatt wie im Falle des reinen Polyfluorens an weniger effizienten Aggregaten oder Exzimer­erzeugenden Stellen. Es wurde gezeigt, dass die Endfunktionalisierung weder das Verhalten des Polymers im flĂŒssig-kristallinen Zustand, noch dessen Orientierbarkeit beeintrĂ€chtigte. Die Verwendung des modifizierten Polyfluorens erlaubte die Herstellung von polarisierten Leuchtdioden mit einem PolarisationsverhĂ€ltnis von 22 und einer Leuchtdichte von 200 cd/m 2 bei 19 V, wobei die Schwellspannung auf 7,5 V gesenkt wurde. Dioden mit einem Anisotropiefaktor von 15 er­ reichten Leuchtdichten von bis zu 800 cd/m 2 . Die Effizienz dieser Leuchtdioden war mit 0,25 cd/A bei Ă€hnlichem PolarisationsverhĂ€ltnis und Leuchtdichte um mehr als doppelt so hoch wie die bisher berichteten Werte. Die VerĂ€nderung der eigentlich blauen Emissionsfarbe durch die Zugabe von Materialien mit niedrigerer BandlĂŒcke in eine Polyfluorenmatrix wird im Kapitel 7 beschrieben. Es wurde gezeigt, dass der Zusatz bereits geringer Konzentrationen eines grĂŒn emittierenden Thiophen­ Farbstoffes das Emissionsspektrum des Polyfluorens entscheidend verĂ€nderte und die Realisierung grĂŒner Emission ermöglichte. Genau wie im Falle der nicht­emittierenden Lochleiter, die fĂŒr die Endfunktionalisierung des Polyfluoren verwendet wurden, wirken auch die Thiophen­Farbstoffe als effektive LadungstrĂ€gerfallen, was neben der FarbverĂ€nderung eine drastische Verbesserung der Leuchtdiodeneffizienzen zur Folge hatte. DarĂŒber hinaus konnte mit Hilfe des dotierten Polyfluorens polarisierte grĂŒne Elektrolumineszenz verwirklicht werden, wobei die PolarisationsverhĂ€ltnisse Werte von bis zu 30 erreichten, bei einer Leuchtdichte von 600 cd/m 2 und einer Effizienz von 0,3 cd/A. Im Hinblick auf rote Elektrolumineszenz wurden Leuchtdioden mit dendronisierten Pery­ lenfarbstoffen in der emittierenden Schicht untersucht, zum einen in reiner Form und zum an­ deren in Mischungen mit Polyfluoren. HierfĂŒr wurden zwei Generationen von Dendrimeren, bestehend aus zentralem Perylendiimid­Chromophor und Polyphenylen­GerĂŒst, mit einer nicht­dendronisierten Modellverbindung verglichen. Leuchtdioden mit reinen Filmen der ersten und zweiten Dendrimergeneration emittierten rotes Licht mit CIE­Koordinaten (0,627/0,372) und einer Leuchtdichte von bis zu 120 cd/m 2 bei 11 V, wobei die Effizienz allerdings nur 0,03 cd/A betrug. Um die unterschiedlichen Mechanismen zu klĂ€ren, die zur Emission der FarbstoffmolekĂŒle fĂŒhren, wurden die Farbstoffe in Polyfluoren beigemischt, und der Einfluss der Dendronisierung auf die Emissionsfarbe und die IntensitĂ€t der Elektrolumineszenz wurde untersucht. In Photolumineszenz wurde mit zunehmender Dendronisierung eine Abnahme des Förster­ EnergieĂŒbertrags vom Polyfluoren­Wirt zu dem Perylenfarbstoff­Gast verzeichnet, was zu einen höheren blauen Anteil im Emissionsspektrum fĂŒhrte. Hingegen wurde gezeigt, dass in Elektrolumineszenz die Farbstoffe als Elektronenfallen wirken und die Rekombination der LadungstrĂ€ger zu Exzitonen somit vorwiegend auf den Farbstoff­ anstatt auf den PolyfluorenmolekĂŒlen statt findet. Aus diesem Grund war die Betonung der roten Emission in Elektrolumineszenz ungleich stĂ€rker als in Photolumineszenz, bei der die rote Emission ausschließlich durch EnergieĂŒbertrag via Förstertransfer zu Stande kommt. Die VerstĂ€rkung einer Farbverschiebung von rot nach blau, die mit zunehmender Dendronisierung und ansteigender Betriebsspannung beo­ bachtet wurde, konnte qualitativ mit der kinetischen BeeintrĂ€chtigung des ElektronenĂŒbertrags vom Polyfluoren­Wirt auf den Perylendiimid­Chromophor erklĂ€rt werden. Der bestmögliche Kompromiss aus roter Farbtiefe und Helligkeit wurde fĂŒr die Mischung aus Polyfluoren und dem Farbstoff der ersten Dendrimergeneration erzielt. Bei angelegter Spannung von 6,5 V lag die Leuchtdichte bei 100 cd/m 2 und bei 11 V bei 700 cd/m 2 , wobei das Emission bei 600 nm ihr Maximum hatte

    The interplay between long- and short-range temporal correlations shapes cortex dynamics across vigilance states

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    Increasing evidence suggests that cortical dynamics during wake exhibits long-range temporal correlations suitable to integrate inputs over extended periods of time to increase the signal-to-noise ratio in decision-making and working memory tasks. Accordingly, sleep has been suggested as a state characterized by a breakdown of long-range correlations; detailed measurements of neuronal timescales that support this view, however, have so far been lacking. Here we show that the long timescales measured at the individual neuron level in freely-behaving rats during the awake state are abrogated during non-REM (NREM) sleep. We provide evidence for the existence of two distinct states in terms of timescale dynamics in cortex: one which is characterized by long timescales which dominate during wake and REM sleep, and a second one characterized by the absence of long-range temporal correlations which characterizes NREM sleep. We observe that both timescale regimes can co-exist and, in combination, lead to an apparent gradual decline of long timescales during extended wake which is restored after sleep. Our results provide a missing link between the observed long timescales in individual neuron fluctuations during wake and the reported absence of long-term correlations during deep sleep in EEG and fMRI studies. They furthermore suggest a network-level function of sleep, to reorganize cortical networks towards states governed by slow cortex dynamics to ensure optimal function for the time awake

    Investigating gene function for neuronal survival after metabolic stress using semi-automated fluorescence microscopy and automated image analysis

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    Overexpression approaches and fluorescence microscopy techniques allow investigating important spatiotemporal aspects of gene regulation as well as quantifying gene function. Consequently, fluorescence microscopy techniques help answer important questions on gene regulation such as addressing the role of a specific gene product for neuronal survival under different treatments. Here, we describe a versatile tool to measure effects of a transfected gene of interest on neuronal survival upon metabolic stress. We focus on nutrient starvation of cultured rodent primary neurons as a model of metabolic stress but our approach can easily be generalized and adapted to other cell types or to investigate single gene function in regulating neuronal survival under various conditions

    IL-6 Plasma Levels Correlate With Cerebral Perfusion Deficits and Infarct Sizes in Stroke Patients Without Associated Infections

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    Introduction: We aimed to investigate several blood-based biomarkers related to inflammation, immunity, and stress response in a cohort of patients without stroke-associated infections regarding their predictive abilities for functional outcome and explore whether they correlate with MRI markers, such as infarct size or location. Methods: We combined the clinical and radiological data of patients participating in two observational acute stroke cohorts: the PREDICT and 1000Plus studies. The following blood-based biomarkers were measured in these patients: monocytic HLA-DR, IL-6, IL-8, IL-10, LBP, MRproANP, MRproADM, CTproET, Copeptin, and PCT. Multiparametric stroke MRI was performed including T2*, DWI, FLAIR, TOF-MRA, and perfusion imaging. Standard descriptive sum statistics were used to describe the sample. Associations were analyzed using Fischer's exact test, independent samples t-test and Spearmans correlation, where appropriate. Results: Demographics and stroke characteristics were as follows: 94 patients without infections, mean age 68 years (SD 10.5), 32.2% of subjects were female, median NIHSS score at admission 3 (IQR 2-5), median mRS 3 months after stroke 1 (IQR 0-2), mean volume of DWI lesion at admission 5.7 ml (SD 12.8), mean FLAIR final infarct volume 10 ml (SD 14.9), cortical affection in 61% of infarctions. Acute DWI lesion volume on admission MRI was moderately correlated to admission/maximum IL-6 as well as maximum LBP. Extent of perfusion deficit and mismatch were moderately correlated to admission/maximum IL-6 levels. Final lesion volume on FLAIR was moderately correlated to admission IL-6 levels. Conclusion: We found IL-6 to be associated with several parameters from acute stroke MRI (acute DWI lesion, perfusion deficit, final infarct size, and affection of cortex) in a cohort of patients not influenced by infections

    Investigating Gene Function for Neuronal Survival After Metabolic Stress Using Semi-Automated Fluorescence Microscopy and Automated Image Analysis

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    Overexpression approaches and fluorescence microscopy techniques allow investigating important spatiotemporal aspects of gene regulation as well as quantifying gene function. Consequently, fluorescence microscopy techniques help answer important questions on gene regulation such as addressing the role of a specific gene product for neuronal survival under different treatments. Here, we describe a versatile tool to measure effects of a transfected gene of interest on neuronal survival upon metabolic stress. We focus on nutrient starvation of cultured rodent primary neurons as a model of metabolic stress but our approach can easily be generalized and adapted to other cell types or to investigate single gene function in regulating neuronal survival under various conditions

    Neuronal Culture Microenvironments Determine Preferences in Bioenergetic Pathway Use

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    In the brain, metabolic supply and demand is directly coupled to neuronal activation. Methods for culturing primary rodent brain cells have come of age and are geared toward sophisticated modeling of human brain physiology and pathology. However, the impact of the culture microenvironment on neuronal function is rarely considered. Therefore, we investigated the role of different neuronal culture supplements for neuronal survival and metabolic activity in a model of metabolic deprivation of neurons using oxygen deprivation, glucose deprivation, as well as live cell metabolic flux analysis. We demonstrate the impact of neuronal culture conditions on metabolic function and neuronal survival under conditions of metabolic stress. In particular, we find that the common neuronal cell culture supplement B27 protects neurons from cell death under hypoxic conditions and inhibits glycolysis. Furthermore, we present data that B27 as well as the alternative neuronal culture supplement N2 restrict neuronal glucose metabolism. On the contrary, we find that the more modern supplement GS21 promotes neuronal energy metabolism. Our data support the notion that careful control of the metabolic environment is an essential component in modeling brain function and the cellular and molecular pathophysiology of brain disease in culture

    Impact of Key Nicotinic AChR Subunits on Post-Stroke Pneumococcal Pneumonia

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    Pneumonia is the most frequent severe medical complication after stroke. An overactivation of the cholinergic signaling after stroke contributes to immunosuppression and the development of spontaneous pneumonia caused by Gram-negative pathogens. The α7 nicotinic acetylcholine receptor (α7nAChR) has already been identified as an important mediator of the anti-inflammatory pathway after stroke. However, whether the α2, α5 and α9/10 nAChR expressed in the lung also play a role in suppression of pulmonary innate immunity after stroke is unknown. In the present study, we investigate the impact of various nAChRs on aspiration-induced pneumonia after stroke. Therefore, α2, α5, α7 and α9/10 nAChR knockout (KO) mice and wild type (WT) littermates were infected with Streptococcus pneumoniae (S. pneumoniae) three days after middle cerebral artery occlusion (MCAo). One day after infection pathogen clearance, cellularity in lung and spleen, cytokine secretion in bronchoalveolar lavage (BAL) and alveolar-capillary barrier were investigated. Here, we found that deficiency of various nAChRs does not contribute to an enhanced clearance of a Gram-positive pathogen causing post-stroke pneumonia in mice. In conclusion, these findings suggest that a single nAChR is not sufficient to mediate the impaired pulmonary defense against S. pneumoniae after experimental stroke

    Unraveling the role of ectopic thymic tissue in patients undergoing thymectomy for myasthenia gravis

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    Extended thymectomy has been considered the goal of surgery for myasthenia gravis (MG) mainly due to the existence of ectopic thymic tissue. Recently, ectopic thymic tissue has attracted increasing attention in patients with MG following thymectomy. However, the specific role of ectopic thymic tissue in patients with MG is still under debate. A systematic search of the literature was performed on PubMed and Medline according to the Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISM) statement. Studies evaluating the rate of ectopic thymic tissue in patients with MG with or without thymoma were included. Extraction was performed for all eligible studies and the rate of ectopic thymic tissue at common locations was calculated. Eighteen out of fifty-nine studies were eligible for inclusion, of which ten studies reported the common locations of ectopic thymic tissue in mediastinal fat. Of these ten studies, the presence of ectopic thymic tissue was investigated in different anatomical locations in 882 patients, of whom, 509 patients (58%) have at least one positive location with the most common ones being anterior mediastinal fat, pericardiophrenic angles, aortopulmonary window, cervical region (pretracheal fat) and lateral to phrenic nerves. On the other hand, nine studies analyzed the influence of the presence of ectopic thymic tissue on the clinical outcomes of MG patients. Of these, six found that the presence of ectopic thymic tissue in MG patients is a significant predictor of poor outcome after thymectomy, however, the other three did not find a significance. Altogether, ectopic thymic tissue is likely to present in more than a half of patients undergoing thymectomy for MG. Besides, MG patients who have ectopic thymic tissue after thymectomy do not seem to have as good outcome as those who have not

    Exploratory investigation of intestinal function and bacterial translocation after focal cerebral ischemia in the mouse

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    The gut communicates with the brain bidirectionally via neural, humoral and immune pathways. All these pathways are affected by acute brain lesions, such as stroke. Brain-gut communication may therefore impact on the overall outcome after CNS-injury. Until now, contradictory reports on intestinal function and translocation of gut bacteria after experimental stroke have been published. Accordingly, we aimed to specifically investigate the effects of transient focal cerebral ischemia on intestinal permeability, gut associated lymphoid tissue and bacterial translocation in an exploratory study using a well-characterized murine stroke model. Methods: After 60 min of middle cerebral artery occlusion (MCAO) we assessed intestinal morphology (time points after surgery day 0, 3, 5, 14, 21) and tight junction protein expression (occludin and claudin-1 at day 1 and 3) in 12-week-old male C57BI/6J mice. Lactulose/mannitol/sucralose test was performed to assess intestinal permeability 24-72 h after surgery. To investigate the influence of cerebral ischemia on the local immune system of the gut, main immune cell populations in Peyer's patches (PP) were quantified by flow cytometry. Finally, we evaluated bacterial translocation to extraintestinal organs 24 and 72 h after MCAO by microbiological culture and fluorescence in situ hybridization targeting bacterial 16S rRNA. Results: Transient MCAO decreased claudin-1 expression in the ileum but not in the colon. Intestinal morphology (assessed by light microscopy) and permeability did not change measurably after MCAO. After MCAO, animals had significantly fewer B cells in PP compared to naive mice. Conclusions: In a murine model of stroke, which leads to large brain infarctions in the middle cerebral artery territory, we did not find evidence for overt alterations neither in gut morphology, barrier proteins and permeability nor presence of intestinal bacterial translocation
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