We attack the question of BPS occupancy in a wide class of 4d N = 2 quantum field theories. We first review the Seiberg-Witten approach to finding the low energy Wilsonian effective action actions of such theories. In particular, we analyze the case of Gaiotto theories, which provide a large number of non-trivial examples in a unified framework. We then turn to understanding the massive BPS spectrum of such theories, and in particular their relation to BPS quivers. We present a purely 4d characterization of BPS quivers, and explain how a quiver's representation theory encodes the solution to the BPS occupancy problem. Next, we derive a so called mutation method, based on exploiting quiver dualities, to solve the quiver's representation theory. This method makes previously intractable calculations nearly trivial in many examples. As a particular highlight, we apply our methods to understand strongly coupled chambers in ADE SYM gauge theories with matter. Following this, we turn to the general story of quivers for theories of the Gaiotto class. We present a geometric approach to attaining quivers for the rank 2 theories, leading to a very elegant solution which includes a specification of quiver superpotentials. Finally, we solve these theories by an unrelated method based on gauging flavor symmetries in their various dual weakly coupled Lagrangian descriptions. After seeing that this method agrees in the rank 2 case, we will apply our new approach to the case of rank n. / Physics

The object of this work is to exploit various constructions of string theory and M-theory to yield new insights into supersymmetric theories in both four and three dimensions. In 4d, we extend work on Seiberg-Witten theory to study and compute BPS spectra of the class of complete N = 2 theories. The approach we take is based on the program of geometric engineering, in which 4d theories are constructed from compactifications of type IIB strings on Calabi-Yau manifolds. In this setup, the natural candidates for BPS states are D3 branes wrapped on supersymmetric 3-cycles in the Calabi-Yau. Our study makes use of the mathematical structure of quivers, whose representation theory encodes the notion of stability of BPS particles. Except for 11 exceptional cases, all complete theories can be constructed by wrapping stacks of two M5 branes on Riemann surfaces. By exploring the connection between quivers and M5 brane theories, we develop a powerful algorithm for computing BPS spectra, and give an in-depth study of its applications. In particular, we compute BPS spectra for all asymptotically free complete theories, as well as an infinite set of conformal \(SU(2)^k\) theories with certain matter content. From here, we go on to apply the insight gained from our 4d study to 3d gauge theories. We consider the analog of the M5 brane construction in the case of 3d N = 2 theories: pairs of M5 branes wrapped on a 3-manifold. Using the ansantz of R-flow, we study 3-manifolds consisting of Riemann surfaces fibered over R. When the construction is non-singular, the resulting IR physics is described by a free abelian Chern-Simons theory. The mathematical data of a tangle captures the data of the gauge theory, and the Reidemeister equivalances on tangles correspond to dualities of physical descriptions. To obtain interacting matter, we allow singularities in the construction. By extending the tangle description to these singular cases, we find a set of generalized Reidemeister moves that capture non-trivial mirror symmetries of 3d gauge theories. These results give a geometric origin to these well-known 3d dualities. / Physics

Die Dysregulation von Neurotransmittersystemen spielt eine wesentliche Rolle für die Pathophysiologie des Bladder Pain Syndrom/Interstitielle Zystitis (BPS/IC). Diese Arbeit beschäftigt sich daher mit der veränderten Expression muskarinerger (M2, M3) und purinerger (P2X1, P2X2, P2X3) Rezeptoren auf Urothelzellen und suburothelialen Myofibroblasten der Harnblasenwand im Rahmen BPS/IC. Dazu wurde eine Gruppe von Patientinnen mit Verdacht auf BPS/IC (n=17) einer Kontrollgruppe (n=7) gegenübergestellt. Die Gewebeproben der Patientengruppe sind im Zuge der Basisdiagnostik (transurethrales Harnblasenmapping) bei klinischem Verdacht auf das Vorliegen eines BPS/IC entnommen worden. Das Gewebe der Kontrollgruppe entstammt makroskopisch unauffälligen Bereichen von Harnblasen, welche im Rahmen einer radikalen Zystektomie oder einer lateral erweiterten endopelvinen Resektion (LEER-OP) entnommen worden sind. Die semi-quantitative Analyse der Rezeptorexpression erfolgte mittels indirekter Immunfluoreszenz, die Auswertung erfolgte mittels konfokaler Laserscanningmikroskopie. Die Ergebnisse der Patientengruppe wurden mit denen der Kontrollgruppe verglichen. Im Rahmen dessen wurde auch ein individuelles Rezeptorprofil für jeden Patienten erstellt. Es zeigte sich eine Hochregulation von M2R, M3R und P2X1R auf Urothelzellen sowie eine Hochregulation von M2R, M3R, P2X1R und P2X2R auf suburothelialen Myofibroblasten in der BPS/IC-Gruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe. Des Weiteren zeigten sich individuelle Unterschiede in den Rezeptorprofilen der Patienten. Die Ergebnisse werden vor dem Hintergrund einer möglichen Beteiligung der Regulation von muskarinergen und purinergen Rezeptoren an der Pathophysiologie des BPS/IC diskutiert. Ferner werden diagnostische und therapeutische Möglichkeiten einer erweiterten Mollekulardiagnostik diskutiert.

Die Dysregulation von Neurotransmittersystemen spielt eine wesentliche Rolle für die Pathophysiologie des Bladder Pain Syndrom/Interstitielle Zystitis (BPS/IC). Diese Arbeit beschäftigt sich daher mit der veränderten Expression muskarinerger (M2, M3) und purinerger (P2X1, P2X2, P2X3) Rezeptoren auf Urothelzellen und suburothelialen Myofibroblasten der Harnblasenwand im Rahmen BPS/IC. Dazu wurde eine Gruppe von Patientinnen mit Verdacht auf BPS/IC (n=17) einer Kontrollgruppe (n=7) gegenübergestellt. Die Gewebeproben der Patientengruppe sind im Zuge der Basisdiagnostik (transurethrales Harnblasenmapping) bei klinischem Verdacht auf das Vorliegen eines BPS/IC entnommen worden. Das Gewebe der Kontrollgruppe entstammt makroskopisch unauffälligen Bereichen von Harnblasen, welche im Rahmen einer radikalen Zystektomie oder einer lateral erweiterten endopelvinen Resektion (LEER-OP) entnommen worden sind. Die semi-quantitative Analyse der Rezeptorexpression erfolgte mittels indirekter Immunfluoreszenz, die Auswertung erfolgte mittels konfokaler Laserscanningmikroskopie. Die Ergebnisse der Patientengruppe wurden mit denen der Kontrollgruppe verglichen. Im Rahmen dessen wurde auch ein individuelles Rezeptorprofil für jeden Patienten erstellt. Es zeigte sich eine Hochregulation von M2R, M3R und P2X1R auf Urothelzellen sowie eine Hochregulation von M2R, M3R, P2X1R und P2X2R auf suburothelialen Myofibroblasten in der BPS/IC-Gruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe. Des Weiteren zeigten sich individuelle Unterschiede in den Rezeptorprofilen der Patienten. Die Ergebnisse werden vor dem Hintergrund einer möglichen Beteiligung der Regulation von muskarinergen und purinergen Rezeptoren an der Pathophysiologie des BPS/IC diskutiert. Ferner werden diagnostische und therapeutische Möglichkeiten einer erweiterten Mollekulardiagnostik diskutiert.

Die Interstitielle Zystitis / Bladder Pain Syndrome (IC/BPS) ist eine chronische Erkrankung der Harnblase, deren Ätiologie und Pathogenese nicht abschließend geklärt ist. Es wird von einem multifaktoriellen Geschehen ausgegangen. Eine Rolle spielt dabei ein verändertes Expressionsmuster muskarinerger Acetylcholinrezeptoren (mAChR) in Detrusorzellen. Allerdings zeigt sich keine Korrelation zwischen der Rezeptor-Protein- und -Gen-Expression. Eine mögliche Erklärung könnte ein verändertes Rezeptor-Trafficking liefern. Ziel dieser Arbeit war es daher, das intrazelluläre Trafficking der mAChR M2 und M3 im Detrusor von IC-Gewebe zu untersuchen. Dies erfolgte mittels Proximity Ligation Assay und konfokaler Laser Scanning Mikroskopie an Paraffinschnitten von sieben weiblichen IC-Biopsien. Mit dieser Methoden konnten tatsächlich Veränderungen im Trafficking von M2 und M3 detektiert werden, die dazu beitragen können, die Pathogenese der Erkrankung besser zu verstehen.

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Interstitial Cystitis/Bladder Pain Syndrome (IC/BPS) is a disabling chronic disease of still unknown origin and complex pathophysiology. The disease affects mainly female patients, with a female to male ratio of about 9 to 1. Prevalence ranges from 52 to 500/100,000 in females and 8 to 41/100,000 in males. The diagnosis of IC/BPS is mainly hampered by the lack of appropriate biomarkers and, therefore, extensive clinical examinations are required to exclude “confusable” diseases [1]. In consequence, most patients experience several years of ineffective treatments of various urinary tract symptoms often associated with, but by themselves not characteristic of, IC/BPS. Unequivocal diagnosis of IC/BPS is the prerequisite to find more effective therapeutic approaches. Therefore, more specific biomarkers are needed to facilitate IC/BPS diagnosis and to stratify patients for treatment at earlier stages of the disease. In this Special Issue, we gathered reviews and original work elucidating the current developments in IC/BPS biomarker research.

Simulações computacionais são um recurso de grande valia no projeto do edifício, particularmente na área de desempenho ambiental, permitindo predizer fenômenos complexos como desempenho térmico, lumínico, acústico e energético dos edifícios e de seu entorno. O surgimento do BIM (Building Information Modeling ou Modelagem da Informação da Construção), por sua vez, forneceu aos profissionais da indústria da construção novas ferramentas para auxiliar na criação e gestão da informação da construção. Ao combinar um modelo 3D com um banco de dados único do projeto, BIM acaba por reduzir a perda de informação e o retrabalho, permitindo o trabalho colaborativo e aumentando a confiabilidade e rastreabilidade das informações do projeto ao longo do ciclo de vida da construção. Muito antes do BIM, ferramentas de simulação de desempenho do edifício (Building Performance Simulation - BPS, na sigla em inglês) já empregavam modelos 3D, o que significa que especialistas de avaliação ambiental do edifício frequentemente tinham que modelar o edifício - e remodelá-lo cada vez que o projeto fosse alterado - dentro destas ferramentas de modo a executar as análises de desempenho. Neste contexto, a integração entre ferramentas BIM e BPS é fundamental para aumentar a eficiência de uma indústria da construção altamente fragmentada. Nos últimos anos, muitos pesquisadores têm se focado em alcançar tal integração. Este estudo sintetiza as pesquisas nesta questão por meio da revisão sistemática de mais de 250 pesquisas publicadas mundialmente no período de 1991 a 2015. Os resultados mostram que, apesar de um aumento significativo no número de estudos publicados nos últimos cinco anos, a plena integração entre BIM e BPS é um assunto complexo e continua sendo um desafio. Esta revisão sistemática produziu um diagnóstico abrangente e contribui com pesquisadores por revelar padrões, tendências e lacunas da área de pesquisa, orientando assim futuros esforços de pesquisa. / Computer simulations are a valuable resource in building design, notably in the environmental performance field, enabling designers and engineers to predict complex phenomena such as thermal, lighting, acoustic and energy performance. The emergence of BIM (Building Information Modeling), in turn, provided these professionals with new tools to assist in the creating and managing of building information. By combining a 3D model to a unique project database, BIM ultimately reduces the loss of information and rework, allowing collaborative work and increasing reliability and traceability of the project information throughout the construction lifecycle. Long before BIM, Building Performance Simulation (BPS) tools already employed 3D models, meaning that simulationists frequently had to model the building - and remodel it as many times as the design changed - within these tools in order to run performance analyses. In this context, the integration of BIM and BPS tools is critical to increase efficiency of a highly fragmented construction industry. In the past years, many researchers have been focusing on achieving this integration. This study summarizes research on this topic by systematically reviewing over 250 researches published worldwide from 1991 to 2015. Results show that, despite a significant increase in the number of studies published in the last five years, fully integration between BIM and BPS is a complex subject and remains a challenge. This systematic review produced a comprehensive diagnosis and contributes with researchers by revealing patterns, trends and gaps of the research area, orientating future research efforts.

Simulações computacionais são um recurso de grande valia no projeto do edifício, particularmente na área de desempenho ambiental, permitindo predizer fenômenos complexos como desempenho térmico, lumínico, acústico e energético dos edifícios e de seu entorno. O surgimento do BIM (Building Information Modeling ou Modelagem da Informação da Construção), por sua vez, forneceu aos profissionais da indústria da construção novas ferramentas para auxiliar na criação e gestão da informação da construção. Ao combinar um modelo 3D com um banco de dados único do projeto, BIM acaba por reduzir a perda de informação e o retrabalho, permitindo o trabalho colaborativo e aumentando a confiabilidade e rastreabilidade das informações do projeto ao longo do ciclo de vida da construção. Muito antes do BIM, ferramentas de simulação de desempenho do edifício (Building Performance Simulation - BPS, na sigla em inglês) já empregavam modelos 3D, o que significa que especialistas de avaliação ambiental do edifício frequentemente tinham que modelar o edifício - e remodelá-lo cada vez que o projeto fosse alterado - dentro destas ferramentas de modo a executar as análises de desempenho. Neste contexto, a integração entre ferramentas BIM e BPS é fundamental para aumentar a eficiência de uma indústria da construção altamente fragmentada. Nos últimos anos, muitos pesquisadores têm se focado em alcançar tal integração. Este estudo sintetiza as pesquisas nesta questão por meio da revisão sistemática de mais de 250 pesquisas publicadas mundialmente no período de 1991 a 2015. Os resultados mostram que, apesar de um aumento significativo no número de estudos publicados nos últimos cinco anos, a plena integração entre BIM e BPS é um assunto complexo e continua sendo um desafio. Esta revisão sistemática produziu um diagnóstico abrangente e contribui com pesquisadores por revelar padrões, tendências e lacunas da área de pesquisa, orientando assim futuros esforços de pesquisa. / Computer simulations are a valuable resource in building design, notably in the environmental performance field, enabling designers and engineers to predict complex phenomena such as thermal, lighting, acoustic and energy performance. The emergence of BIM (Building Information Modeling), in turn, provided these professionals with new tools to assist in the creating and managing of building information. By combining a 3D model to a unique project database, BIM ultimately reduces the loss of information and rework, allowing collaborative work and increasing reliability and traceability of the project information throughout the construction lifecycle. Long before BIM, Building Performance Simulation (BPS) tools already employed 3D models, meaning that simulationists frequently had to model the building - and remodel it as many times as the design changed - within these tools in order to run performance analyses. In this context, the integration of BIM and BPS tools is critical to increase efficiency of a highly fragmented construction industry. In the past years, many researchers have been focusing on achieving this integration. This study summarizes research on this topic by systematically reviewing over 250 researches published worldwide from 1991 to 2015. Results show that, despite a significant increase in the number of studies published in the last five years, fully integration between BIM and BPS is a complex subject and remains a challenge. This systematic review produced a comprehensive diagnosis and contributes with researchers by revealing patterns, trends and gaps of the research area, orientating future research efforts.

BPS/IC (Bladder Pain Syndrome/Interstitial Cystitis) ist ein sehr schweres und noch weitgehend unverstandenes Krankheitsbild in der Urologie. Viele Frauen sind im Alltag durch den ständigen Harndrang und die Schmerzen stark eingeschränkt und von Depressionen betroffen. Die Aufklärung der Pathogenese ist deshalb sehr wichtig, um eine adäquate Therapie für die Betroffenen zu entwickeln und die Krankheit möglichst frühzeitig diagnostizieren zu können. Das Schwangerschaftshormon hCG (humanes Choriongonadotropin) besitzt differenzierende und wachstumsfördernde Eigenschaften und eine Rolle in der Urothelregeneration und – stabilisierung scheint möglich. Daher ist das Ziel dieser Arbeit seinen Rezeptor, den LHCGR (Luteinizing-Hormone/Choriogonadotropin Rezeptor), in der Harnblase nachzuweisen und die urothelialen und muskulären Charakteristika zwischen gesunden und an BPS/IC erkrankten Harnblasen zu vergleichen. Die Darstellung des LHCGR erfolgte auf Proteinebene mittels indirekter Immunfluoreszenz und auf mRNA-Ebene durch Standard-PCR. Es zeigten sich im Urothel von Harnblase und Ureter 5 unterschiedliche Verteilungsmuster des Rezeptors hinsichtlich seiner Expression in verschiedenen Zellschichten und seiner subzellulären Lokalisation. Je nach Urothelzustand und zwischen den Entitäten Kontroll- bzw. BPS/IC-Harnblase variierten diese Muster in ihrer Häufigkeit. In anderen Epithelien, wie dem Vaginalepithel, änderte sich die zelluläre Verteilung des LHCGR in Abhängigkeit vom Differenzierungsgrad der Zellen. Es scheint möglich, dass auch die Rezeptorexpression in Urothelzellen deren verschiedene Differenzierungszustände widerspiegelt. Dies unterstützt den für hCG vermuteten Einfluss auf die Epithelregeneration. Ein Vergleich der urothelialen Fluoreszenzintensitäten zwischen weiblichen Kontroll – und BPS/IC-Harnblasen zeigte eine signifikant stärkere Expression des Rezeptors bei erkrankten Patienten. Dem gegenüber war kein Unterschied im Detrusor, weder zwischen Kontroll – und BPS/IC-Harnblasen noch im geschlechtsspezifischen Vergleich, festzustellen. Damit scheint der Rezeptor seine Hauptaufgabe vorrangig im Urothel zu entfalten. Die Korrelationsanalysen ergaben keinen signifikanten Zusammenhang zwischen dem Erkrankungsalter (Zeitpunkt der Diagnosestellung und Biopsieentnahme) und der LHCGR-Immunfluoreszenz. Ein endokrinologischer Einfluss auf die Rezeptorexpression wurde dadurch unwahrscheinlich und unterstützt die immer akzeptiertere Auffassung, dass BPS/IC nicht mehr mit der Menopause assoziiert ist. Neben dem Urothel und Detrusor zeigten auch Lamina propria und Gefäße von Harnblase und Ureter die Expression des LHCGR in der Immunhistochemie. Unterschiedliche Clustermuster des Rezeptors im Detrusor ließen auf die Oligomerisierung des Rezeptors schließen. Die Bedeutung dieser Zusammenschlüsse ist jedoch noch unklar, wobei unterschiedliche funktionelle Zustände des Rezeptors vermutet werden. Orientierung bieten andere Rezeptoren, die durch Dimerisierung verschiedener Rezeptorvarianten ihre Funktionalität verbessern oder verschlechtern konnten. Obwohl für keine bisher entdeckte Variante des LHCGR eine definitive Aufgabe ermittelt werden konnte, scheinen doch viele Varianten auch unterschiedliche Funktionen wahrnehmen zu können. Besonders auf der Regulierbarkeit des Rezeptors mittels interagierender Splicevarianten sollte das Augenmerk zukünftiger Studien liegen. Ob durch Komplexbildung verschiedener Varianten oder Bildung nichtfunktioneller trunkierter Rezeptoren, die Kontrollmöglichkeiten sind vielfältig und können auch auf Liganden wirken. Letztlich ließ der Nachweis des LHCGR in allen Schichten von Harnblase und Ureter eher eine globale Rolle des Rezeptors im Harntrakt des Menschen vermuten. Dazu passten auch die bereits nachgewiesenen Einflüsse seiner Liganden auf die Blasenfunktion von Hunden. Die hier vorgelegte Arbeit untersuchte zum ersten Mal die Expression des LHCGR mittels PCR und Immunhistochemie in humanen Harnblasen und Ureteren. Dabei löste sie sich von den sonst üblichen Vorstellungen einer Beziehung des Rezeptors zu Blasentumoren, Schwangerschaft oder Inkontinenz. Diagnose und Therapie von BPS/IC sind zur Zeit noch ständigen Wandlungen unterworfen und dabei entgehen viele Patienten der (frühen) Diagnosestellung und einer adäquaten Behandlung. Diese Studie sollte dazu beitragen neue Einblicke in die Pathophysiologie der Erkrankung zu erlangen, um eine kausale Therapie entwickeln zu können. Zukünftig könnten diese Ergebnisse dabei helfen die Anwendung einer sensitiven und vor allem spezifischen Diagnostik auf molekularer Ebene (mRNA - oder Proteinnachweis) zu ermöglichen.