bluuebunny/crossref_metadata_2025_split huggingface dataset:
Ion-mediated interactions between like-charged polyelectrolytes with bending flexibility
Authors: Zheng Yitong , Lin Cheng , Zhang Jin-Si , Tan Zhi-Jie 
Published: December 2020

AbstractIon-mediated interactions between polyelectrolytes (PEs) are crucial to the properties of flexible biopolymers such as nucleic acids and proteins but the effect of PE flexibility on such interactions has not been explicitly addressed until now. In this work, the potentials of mean force (PMFs) between like-charged PEs with different bending flexibility have been investigated by Monte Carlo simulations and a cylindrical confinement around each PE was involved to model two PEs in an array. We found that in the absence of trivalent salt, the PMFs between like-charged PEs in an array are apparently repulsive while the bending flexibility can visibly decrease the repulsive PMFs. With the addition of high trivalent salt, the PMFs become significantly attractive whereas the attractive PMFs can be apparently weakened by the bending flexibility. Our analyses reveal that the effect of bending flexibility is attributed to the increased PE conformational space, which allows the PEs to fluctuate away to decrease the monovalent ion-mediated repulsion or to weaken the trivalent ion-mediated attraction through disrupting trivalent ion-bridging configuration. Additionally, our further calculations show that the effect of bending flexibility on the ion-mediated interactions is less apparent for PEs without cylindrical confinement.
A novel deep learning conditional generative adversarial network for producing angiography images from retinal fundus photographs
Authors: Tavakkoli Alireza , Kamran Sharif Amit , Hossain Khondker Fariha , Zuckerbrod Stewart Lee 
Published: December 2020

AbstractFluorescein angiography (FA) is a procedure used to image the vascular structure of the retina and requires the insertion of an exogenous dye with potential adverse side effects. Currently, there is only one alternative non-invasive system based on Optical coherence tomography (OCT) technology, called OCT angiography (OCTA), capable of visualizing retina vasculature. However, due to its cost and limited view, OCTA technology is not widely used. Retinal fundus photography is a safe imaging technique used for capturing the overall structure of the retina. In order to visualize retinal vasculature without the need for FA and in a cost-effective, non-invasive, and accurate manner, we propose a deep learning conditional generative adversarial network (GAN) capable of producing FA images from fundus photographs. The proposed GAN produces anatomically accurate angiograms, with similar fidelity to FA images, and significantly outperforms two other state-of-the-art generative algorithms ($$p<.001$$

p
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.
001

and $$p<.0001$$

p
<
.
0001

). Furthermore, evaluations by experts shows that our proposed model produces such high quality FA images that are indistinguishable from real angiograms. Our model as the first application of artificial intelligence and deep learning to medical image translation, by employing a theoretical framework capable of establishing a shared feature-space between two domains (i.e. funduscopy and fluorescein angiography) provides an unrivaled way for the translation of images from one domain to the other.
Identifying side effects of commonly used drugs in the treatment of Covid 19
Authors: Aygün İrfan , Kaya Mehmet , Alhajj Reda 
Published: December 2020

AbstractTo increase the success in Covid 19 treatment, many drug suggestions are presented, and some clinical studies are shared in the literature. There have been some attempts to use some of these drugs in combination. However, using more than one drug together may cause serious side effects on patients. Therefore, detecting drug-drug interactions of the drugs used will be of great importance in the treatment of Covid 19. In this study, the interactions of 8 drugs used for Covid 19 treatment with 645 different drugs and possible side effects estimates have been produced using Graph Convolutional Networks. As a result of the experiments, it has been found that the hematopoietic system and the cardiovascular system are exposed to more side effects than other organs. Among the focused drugs, Heparin and Atazanavir appear to cause more adverse reactions than other drugs. In addition, as it is known that some of these 8 drugs are used together in Covid-19 treatment, the side effects caused by using these drugs together are shared. With the experimental results obtained, it is aimed to facilitate the selection of the drugs and increase the success of Covid 19 treatment according to the targeted patient.
Future material demand for automotive lithium-based batteries
Authors: Xu Chengjian , Dai Qiang , Gaines Linda , Hu Mingming , Tukker Arnold , Steubing Bernhard 
Published: December 2020

AbstractThe world is shifting to electric vehicles to mitigate climate change. Here, we quantify the future demand for key battery materials, considering potential electric vehicle fleet and battery chemistry developments as well as second-use and recycling of electric vehicle batteries. We find that in a lithium nickel cobalt manganese oxide dominated battery scenario, demand is estimated to increase by factors of 18–20 for lithium, 17–19 for cobalt, 28–31 for nickel, and 15–20 for most other materials from 2020 to 2050, requiring a drastic expansion of lithium, cobalt, and nickel supply chains and likely additional resource discovery. However, uncertainties are large. Key factors are the development of the electric vehicles fleet and battery capacity requirements per vehicle. If other battery chemistries were used at large scale, e.g. lithium iron phosphate or novel lithium-sulphur or lithium-air batteries, the demand for cobalt and nickel would be substantially smaller. Closed-loop recycling plays a minor, but increasingly important role for reducing primary material demand until 2050, however, advances in recycling are necessary to economically recover battery-grade materials from end-of-life batteries. Second-use of electric vehicles batteries further delays recycling potentials.
Bioinformatic analysis of key pathways and genes involved in pediatric atopic dermatitis
Authors: Wang Tianyi , Zhang Bingxin , Li Danhui , Qi Xiaoli , Zhang Chijin 
Published: December 2020

Abstract
The initiation of atopic dermatitis (AD) typically happens very early in life, but most of our understanding of AD is derived from studies on AD patients in adult. The aim of the present study was to identify gene signature speficic to pediatric AD comapred with adult AD. The gene expression profiles of four datasets (GSE32924, GSE36842, GSE58558, and GSE107361) were downloaded from the GEO database. Gene ontology (GO) and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes pathway (KEGG) enrichment analyses were performed, and protein–protein interaction (PPI) network was constructed by Cytoscape software. Total 654 differentially expressed genes (DEGs) (394 up-regulated and 260 down-regulated) were identified in pediatric AD samples with adult AD samples as control. The up-regulated DEGs were significantly enriched in the migration and chemotaxis of granulocyte and neutrophil, while down-regulated DEGs were significantly enriched in biological adhesion. KEGG pathway analysis showed that up-regulated DEGs participated in chemokine signaling pathway while down-regulated DEGs participated in adherens junction, focal adhesion, and regulation of actin cytoskeleton. The top 10 hub genes GAPDH, EGFR, ACTB, ESR1, CDK1, CXCL8, CD44, KRAS, PTGS2, and SMC3 were involved in chemokine signaling pathway, cytokine–cytokine receptor interaction, interleukin-17 signaling pathway, and regulation of actin cytoskeleton. In conclusion, we identified DEGs and hub genes involved in pediatric AD, which might be used as therapeutic targets and diagnostic biomarkers for pediatric AD.
ACE2: from protection of liver disease to propagation of COVID-19
Authors: Warner Fiona J. , Rajapaksha Harinda , Shackel Nicholas , Herath Chandana B. 
Published: December 2020

AbstractTwenty years ago, the discovery of angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) was an important breakthrough dramatically enhancing our understanding of the renin–angiotensin system (RAS). The classical RAS is driven by its key enzyme ACE and is pivotal in the regulation of blood pressure and fluid homeostasis. More recently, it has been recognised that the protective RAS regulated by ACE2 counterbalances many of the deleterious effects of the classical RAS. Studies in murine models demonstrated that manipulating the protective RAS can dramatically alter many diseases including liver disease. Liver-specific overexpression of ACE2 in mice with liver fibrosis has proved to be highly effective in antagonising liver injury and fibrosis progression. Importantly, despite its highly protective role in disease pathogenesis, ACE2 is hijacked by SARS-CoV-2 as a cellular receptor to gain entry to alveolar epithelial cells, causing COVID-19, a severe respiratory disease in humans. COVID-19 is frequently life-threatening especially in elderly or people with other medical conditions. As an unprecedented number of COVID-19 patients have been affected globally, there is an urgent need to discover novel therapeutics targeting the interaction between the SARS-CoV-2 spike protein and ACE2. Understanding the role of ACE2 in physiology, pathobiology and as a cellular receptor for SARS-CoV-2 infection provides insight into potential new therapeutic strategies aiming to prevent SARS-CoV-2 infection related tissue injury. This review outlines the role of the RAS with a strong focus on ACE2-driven protective RAS in liver disease and provides therapeutic approaches to develop strategies to prevent SARS-CoV-2 infection in humans.
CNN‐based infrared dim small target detection algorithm using target‐oriented shallow‐deep features and effective small anchor
Authors: Du Jinming , Lu Huanzhang , Hu Moufa , Zhang Luping , Shen Xinglin 
Published: December 2020

AbstractFor the extremely small size and low signal‐to‐clutter ratio, target detection in infrared images is still a considerable challenge. Specifically, it is very difficult to detect the point targets because there is no texture and shape information can be used. A target‐oriented shallow‐deep feature‐based detection algorithm is proposed, opening up a promising direction for convolutional neural network‐based infrared dim small target detection algorithms. To ensure that small target instances can be used correctly for networks, the effective small anchor is designed according to the shallow layer of ResNet50. To determine whether a detection result belongs to the target, the authors depend on whether the detection centre is included in the ground truth area, rather than on the Intersection Over Union overlap rate, which avoids misjudging the detection result. In this way, small targets can be trained and detected correctly through ResNet50. More importantly, the authors demonstrate that spatially finer shallow features are crucial for small target detection and that semantically stronger deep features are helpful for improving detection probability. Experimental results on simulation data sets and real data sets show that the proposed algorithm can detect the point target when the local signal‐to‐clutter ratio is approximately 1.3, displaying infinite advantage and great potentiality.
Gebärden in inklusiven Kitas – erste Ergebnisse einer Langzeitstudie
Authors: Schüler Maren , Stroh Anna-Lena , Hänel-Faulhaber Barbara 
Published: December 2020

Zusammenfassung
Hintergrund Um den heterogenen kommunikativen Bedürfnissen gerecht zu werden, wurde in inklusiven Kitas Kommunikation mit Gebärden eingeführt. Diese Studie untersucht erstmals in dieser natürlichen Lernumgebung, ob Kinder unterschiedlichen Alters und mit unterschiedlichen Sprachentwicklungsständen Gebärden durch Modeling erwerben.
Methode Mit Fragebögen wurden Daten von 289 Kindern vor der Implementierung sowie 6 Monate später erhoben.
Ergebnisse Nach 6 Monaten zeigte sich ein signifikanter Aufbau des aktiven Gebärdenwortschatzes. Signifikante Effekte auf dessen Größe ergaben sich für die Faktoren Sprachentwicklungsstand und Stärke der Implementierung. Ein signifikanter Effekt des Alters konnte nicht beobachtet werden.
Diskussion Kinder unterschiedlichen Alters und mit unterschiedlichen expressiven sprachlichen Fähigkeiten erwerben durch Modeling in inklusiven Kitas Gebärden. Dabei sind Kinder, die in der Sprachentwicklung weiter vorangeschritten sind, leicht im Vorteil.
Gicht – auch eine Frage des Lebensstiles
Authors: Reuss-Borst Monika 
Published: December 2020

ZusammenfassungMit steigenden Harnsäurewerten steigt das Risiko einer Gicht. Da die Harnsäure-Homöostase von zahlreichen Lebensstilfaktoren beeinflusst wird, ist das Auftreten einer Gicht fast immer auch mit der Lebensweise assoziiert. Lange schon ist bekannt, dass die Zufuhr purinreicher Lebensmittel (z. B. Fleisch, Meeresfrüchte) über vermehrte Harnsäurebildung aus exogen zugeführten Purinen zu Gichtanfällen führen kann. Auch Fruktose-haltige Getränke haben über einen vermehrten Abbau von ATP bei der Verstoffwechslung von Fruktose eine Hyperurikämie zur Folge, wogegen bei vermehrter Alkoholzufuhr und Adipositas eine verminderte renale Harnsäureausscheidung für die Hyperurikämie ursächlich ist. Einige Lebensmittel (z. B. Milch, Kaffee) scheinen einen harnsäuresenkenden Effekt zu haben und können Patienten explizit empfohlen werden. Mit Blick auf den Lebensstil spielen jedoch nicht nur Ernährungsfaktoren (Lebensmittel) eine wichtige Rolle. So kommt es beim aktuell sehr populären Heilfasten durch die entstehende Ketose und häufig gleichzeitig zu geringer Flüssigkeitszufuhr zu einer verminderten Harnsäureausscheidung über die Niere und konsekutiv Harnsäureanstieg. Auch Extremsport wie Marathon stellt aufgrund der katabolen Stoffwechsellage (Ketose) und hohen mechanischen Belastung (Mikrotraumata) bereits arthrotisch vorgeschädigter Gelenke einen Risikofaktor für das gehäufte Auftreten von Gichtanfällen dar. Patienten mit einer Hyperurikämie sollten als Basismaßnahme immer über eine mögliche Ernährungsumstellung beraten werden, zumal die Hyperurikämie eng mit dem metabolischen Syndrom assoziiert ist, häufigen Stoffwechselkrankheiten wie Diabetes mellitus, Hyperlipidämien und Adipositas, die ebenfalls durch eine Lebensstilmodifikation günstig zu beeinflussen sind. Eine manifeste (langjährige) Gicht kann allerdings durch eine alleinige Ernährungsumstellung nur selten erfolgreich behandelt werden. Der Zusammenhang zwischen Lebensstil und Gicht ist seit Jahrhunderten bekannt. Leider beschränken sich die wenigen Studien zu diesem Thema meist auf epidemiologische Erhebungen, über die in dieser Arbeit eine Übersicht gegeben werden soll.
Notwendigkeit der Verankerung der Physikalischen und
Rehabilitativen Medizin an Universitäten – ein
Positionspapier der Deutschen Gesellschaft für Physikalische
und Rehabilitative Medizin (DGPRM)
Authors: Gutenbrunner Christoph , Egen Christoph , Glaesener Jean Jacques , Lange Uwe , Liebl Max Emanuel , Reißhauer Anett , Schwarzkopf Susanne , Steinmetz Anke , Lemhöfer Christina , Sturm Christian , Weigl Martin , Best Norman , Krischak Gert 
Published: December 2020

ZusammenfassungNach Daten der Weltgesundheitsorganisation (WHO) nimmt die Zahl
der Menschen mit Bedarf an rehabilitativer Versorgung
weltweit kontinuierlich zu. Die Physikalische und
Rehabilitative Medizin (PRM) ist national und international
ein eigenständiges ärztliches Fachgebiet und
wissenschaftliches Forschungsfeld, das in Deutschland
derzeit lediglich durch 3 universitäre Professuren bzw.
Lehrstühle für PRM an staatlichen Universitäten verankert
ist. Die Notwendigkeit einer entsprechenden universitären
Verankerung wird durch eine Reihe von Argumenten gestützt: ▪	Die Physikalische und Rehabilitative Medizin (PRM) ist als
eigenständiges ärztliches Fachgebiet seit 1996 fest in der
(Muster-)Weiterbildungsordnung der Bundesärztekammer als
Facharztgruppe verankert. ▪	Die PRM ist ein definiertes Forschungsfeld bzw.
Wissenschaftsgebiet und umfasst die Bereiche biologische und
genetische Grundlagenforschung, biomedizinische und
technologische Rehabilitationsforschung, klinische
Rehabilitationsforschung, integrative
Rehabilitationsforschung und die Wissenschaften der
Funktionsfähigkeit der Person. ▪	Die PRM ist ein definierter Teil des Curriculums für das
Medizinstudium und mit dem Querschnittsbereich
„Rehabilitationsmedizin, Physikalische Medizin,
Naturheilverfahren“ in der Approbationsordnung für Ärzte
fest verankert. Hieraus ergeben sich umfangreiche Aufgaben, von Lehrstühlen für
Physikalische und Rehabilitative Medizin in Forschung, Lehre
und Krankenversorgung. Wie oben gezeigt, erfüllt die PRM
alle Kriterien für ein akademisches Fachgebiet, deren
Aufgaben an den Universitäten im Folgenden skizziert werden.
Es ist auch für die Weiterentwicklung des Gesundheits- und
Sozialsystems von Bedeutung. Fußend auf diesen Aufgaben
fordert die Deutsche Gesellschaft für Physikalische und
Rehabilitative Medizin (DGPRM), dass an allen medizinischen
Fakultäten Lehrstühle oder andere unabhängige Professuren
für Physikalische und Rehabilitative Medizin eingerichtet
werden.
Vielschichtige Lebenswelten, komplexe Vulnerabilitäten – zur Lebens- und Arbeitssituation der Frauen am Straßenstrich im Berliner Kurfürstenkiez
Authors: Probst Ursula 
Published: December 2020

Zusammenfassung
Einleitung Die medialen und politischen Diskussionen über den Straßenstrich im Berliner Kurfürstenkiez und die Lebenssituationen der dort tätigen Frauen sind von Debatten um Sexarbeit und Menschenhandel geprägt. Diese Debatten polarisieren zwischen der Negation der agency bzw. Handlungsfähigkeit von Personen in der Sexarbeit als passive Opfer und einem dekontextualisierten Verständnis von agency als Wahl- bzw. Entscheidungsfreiheit. Im Anschluss an die sozialwissenschaftliche Kritik an diesen Debatten verfolgt dieser Artikel einen Ansatz, der Handlungsfähigkeit in gesellschaftlichen Strukturen verortet begreift, die individuelle Interpretationen und Möglichkeiten dieser Handlungsfähigkeit bedingen.
Forschungsziele Der Artikel thematisiert die verschiedenen sozialen Positionierungen und damit zusammenhängenden Vulnerabilitäten von Frauen am Straßenstrich im Kurfürstenkiez und analysiert darauf aufbauend deren Interpretationen und Limitationen von Handlungsfähigkeit.
Methoden Die Analyse basiert auf einer 14-monatigen ethnografischen Forschung von Juli 2017 bis August 2018, bei der u. a. teilnehmende Beobachtungen im Kurfürstenkiez sowie Gespräche und narrativ-biografischen Interviews mit 17 dort tätigen cis und trans Frauen aus Bulgarien und Ungarn durchgeführt wurden.
Ergebnisse Anhand von zwei Fallbeispielen wird aufgezeigt, dass die Frauen als Mütter, EU-Bürgerinnen, Angehörige ethnischer Minderheiten etc. verschiedene Positionen in unterschiedlichen gesellschaftlichen Strukturen und Hierarchien einnehmen, die sich mitunter gegenseitig bedingen und verschiedene Formen von Vulnerabilitäten erzeugen, die sich wiederum auf die (eigene Wahrnehmung von) Handlungsfähigkeiten auswirken.
Schlussfolgerung Der Artikel eröffnet eine Perspektive, die die Frauen im Kurfürstenkiez als grundsätzlich handlungsfähige, aber aufgrund ihrer sozialen Positionierungen in vielerlei Hinsicht vulnerable Subjekte begreift und somit eine differenzierte und kontextualisierte Analyse der Problemstellungen im Kurfürstenkiez ermöglicht. Damit wird die Komplexität der Situation am Straßenstrich sichtbar.
Biochemometric Analysis of Fatty Acid Amide Hydrolase Inhibition by Echinacea Root Extracts
Authors: Liu Rui , Burkett Kelly , Rapinski Michel , Arnason John T. , Johnson Franklin , Hintz Phil , Baker John , Harris Cory S. 
Published: December 2020

AbstractRecent research demonstrates that Echinacea possesses cannabimimetic activity with potential applications beyond common contemporary uses for relief of cold and flu symptoms. In this study, we investigated the in vitro inhibitory effect of root extracts of Echinacea purpurea and Echinacea angustifolia on fatty acid amide hydrolase, the main enzyme that degrades the endocannabinoid anandamide. The objective was to relate variation in bioactivity between commercial Echinacea genotypes to their phytochemical profiles and to identify determinants of activity using biochemometric analysis. Forty root extracts of each of species were tested for inhibition of fatty acid amide hydrolase and analyzed by HPLC-DAD/MS to identify and quantitate alkylamides and caffeic acid derivatives. Fatty acid amide hydrolase inhibition ranged from 34 – 80% among E. angustifolia genotypes and from 33 – 87% among E. purpurea genotypes. Simple linear regression
revealed the caffeic acid derivatives caftaric acid and cichoric acid, and the alkylamide dodeca-2E,4Z-diene-8,10-diynioc acid 2-methylbutylamide, as the strongest determinants of inhibition in E. purpurea (r* = 0.53, 0.45, and 0.20, respectively) while in E. angustifolia, only CADs were significantly associated with activity, most notably echinacoside (r* = 0.26). Regression analysis using compound groups generated by hierarchical clustering similarly indicated that caffeic acid derivatives contributed more than alkylamides to in vitro activity. Testing pure compounds identified as determinants of activity revealed cichoric acid (IC50 = 45 ± 4 µM) and dodeca-2E,4E,8Z,10E-tetraenoic acid isobutylamide (IC50 = 54 ± 2 µM) as the most active. The results suggest that several phytochemicals may contribute to Echinaceaʼs cannabimimetic activity and that ample variation in genotypes exists for
selection of high-activity germplasm in breeding programs.
Training Load and Injury Risk in Elite Rugby Union: The Largest Investigation to Date
Authors: West Stephen W. , Williams Sean , Cazzola Dario , Kemp Simon , Cross Matthew J. , Stokes Keith A. 
Published: December 2020

AbstractTraining load monitoring has grown in recent years with the acute:chronic workload ratio (ACWR) widely used to aggregate data to inform decision-making on injury risk. Several methods have been described to calculate the ACWR and numerous methodological issues have been raised. Therefore, this study examined the relationship between the ACWR and injury in a sample of 696 players from 13 professional rugby clubs over two seasons for 1718 injuries of all types and a further analysis of 383 soft tissue injuries specifically. Of the 192 comparisons undertaken for both injury groups, 40% (all injury) and 31% (soft tissue injury) were significant. Furthermore, there appeared to be no calculation method that consistently demonstrated a relationship with injury. Some calculation methods supported previous work for a “sweet spot” in injury risk, while a substantial number of methods displayed no such relationship. This study is the largest to date to have investigated the relationship between the ACWR and injury risk and demonstrates that there appears to be no consistent association between the two. This suggests that alternative methods of training load aggregation may provide more useful information, but these should be considered in the wider context of other established risk factors.