Life Sciences Commons^™

Prediction Of Intensive Care Unit Admission (>24h) After Surgery In Elective Noncardiac Surgical Patients Using Machine Learning Algorithms, Lan Lan, Fangwei Chen, Jiawei Luo, Mengjiao Li, Xuechao Hao, Yao Hu, Jin Yin, Tao Zhu, Xiaobo Zhou

Faculty, Staff and Student Publications

BACKGROUND: To develop a highly discriminative machine learning model for the prediction of intensive care unit admission (>24h) using the easily available preoperative information from electronic health records. An accurate prediction model for ICU admission after surgery is of great importance for surgical risk assessment and appropriate utilization of ICU resources.

METHOD: Data were collected retrospectively from a large hospital, comprising 135,442 adult patients who underwent surgery except for cardiac surgery between 1 January 2014, and 31 July 2018 in China. Multiple existing predictive machine learning algorithms were explored to construct the prediction model, including logistic regression, random forest, …

Distinguish Bipolar And Major Depressive Disorder In Adolescents Based On Multimodal Neuroimaging: Results From The Adolescent Brain Cognitive Development Stud, Yujun Liu, Kai Chen, Yangyang Luo, Jiqiu Wu, Qu Xiang, Li Peng, Jian Zhang, Weiling Zhao, Mingliang Li, Xiaobo Zhou

Faculty, Staff and Student Publications

BACKGROUND: Major depressive disorder and bipolar disorder in adolescents are prevalent and are associated with cognitive impairment, executive dysfunction, and increased mortality. Early intervention in the initial stages of major depressive disorder and bipolar disorder can significantly improve personal health.

METHODS: We collected 309 samples from the Adolescent Brain Cognitive Development study, including 116 adolescents with bipolar disorder, 64 adolescents with major depressive disorder, and 129 healthy adolescents, and employed a support vector machine to develop classification models for identification. We developed a multimodal model, which combined functional connectivity of resting-state functional magnetic resonance imaging and four anatomical measures of …

Prediction Of Fluid Intelligence From T1-W Mri Images: A Precise Two-Step Deep Learning Framework, Mingliang Li, Mingfeng Jiang, Guangming Zhang, Yujun Liu, Xiaobo Zhou

Faculty, Staff and Student Publications

The Adolescent Brain Cognitive Development (ABCD) Neurocognitive Prediction Challenge (ABCD-NP-Challenge) is a community-driven competition that challenges competitors to develop algorithms to predict fluid intelligence scores from T1-w MRI images. In this work, a two-step deep learning pipeline is proposed to improve the prediction accuracy of fluid intelligence scores. In terms of the first step, the main contributions of this study include the following: (1) the concepts of the residual network (ResNet) and the squeeze-and-excitation network (SENet) are utilized to improve the original 3D U-Net; (2) in the segmentation process, the pixels in symmetrical brain regions are assigned the same label; …

รูปแบบการถ่ายทอดการขยายนิวคลีโอไทด์ซ้ำในโรคลมชักแบบกระตุกที่เริ่มเป็นในวัยผู้ใหญ่และถ่ายทอดในครอบครัวแบบไม่รุนแรงด้วยเทคโนโลยีการหาลำดับเบสแบบสายยาว, ศุภกร รักวงศ์ขจร

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

โรคลมชักแบบกระตุกที่เริ่มเป็นในวัยผู้ใหญ่และถ่ายทอดในครอบครัวแบบไม่รุนแรง (BAFME) เป็นโรคทางระบบประสาทที่ถ่ายทอดแบบยีนเด่นบนโครโมโซมร่างกาย โดยมีการสั่นและ/หรือชักเกร็งเป็นลักษณะของโรค ซึ่งมีช่วงอายุที่เริ่มแสดงอาการของโรคตั้งแต่วัยรุ่นจนถึงวัยผู้ใหญ่ สาเหตุของโรคเกิดจากการขยายเบสซ้ำชนิด TTTTA และตามด้วยการแทรกตัวของลำดับเบสชนิด TTTCA ในบริเวณอินทรอนของยีนมากมาย รวมถึงอินทรอน 4 ของยีน SAMD12 ในโรคลมชักแบบกระตุกที่เริ่มเป็นในวัยผู้ใหญ่และถ่ายทอดในครอบครัวแบบไม่รุนแรงชนิดที่ 1 (BAFME1) และอินทรอน 1 ของยีน YEATS2 ในโรคลมชักแบบกระตุกที่เริ่มเป็นในวัยผู้ใหญ่และถ่ายทอดในครอบครัวแบบไม่รุนแรงชนิดที่ 4 (BAFME4) จากการศึกษาที่ผ่านมาพบว่าความยาวของจำนวนซ้ำที่มากขึ้นทำให้อาการของโรครุนแรงขึ้น วัตถุประสงค์ของการศึกษานี้ คือการใช้เทคโนโลยีการหาลำดับเบสแบบสายยาวของ Pacific Biosciences ในการระบุจำนวนซ้ำ การศึกษาการถ่ายทอดของการขยายเบสซ้ำ และหาความสัมพันธ์ระหว่างจีโนไทป์และฟีโนไทป์ในครอบครัวผู้ป่วยชาวไทยที่เป็น BAFME1 และ BAFME4 ผลการศึกษาพบว่าในผู้ป่วยที่เป็นพี่น้องกัน จำนวนซ้ำชนิด TTTCA มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับจำนวนซ้ำชนิด TTTTA สำหรับจำนวนซ้ำ TTTTA มีจำนวนลดลงในขณะที่จำนวนซ้ำ TTTCA มีจำนวนเพิ่มขึ้น เมื่อมีการส่งถ่ายทอดจากผู้ป่วยรุ่นพ่อแม่ไปยังผู้ป่วยรุ่นลูก และพบความสัมพันธ์แบบผกผันระหว่างจำนวนซ้ำ TTTTA จำนวนซ้ำ TTTCA และจำนวนซ้ำทั้งหมด กับอายุที่เริ่มแสดงอาการของโรคในครอบครัว BAFME1 แต่ไม่พบความสัมพันธ์ดังกล่าวในครอบครัว BAFME4 นอกจากนี้ยังพบโครงสร้างรูปแบบใหม่ ((TTTTA)exp(CAAAA)ins(CCAAA)ins(TTTCA)ins) ในผู้ป่วย BAFME4 โดยการศึกษานี้แสดงให้เห็นถึงพฤติกรรมของการขยายเบสซ้ำที่มีทั้งความซับซ้อนและความหลากหลายระหว่างชนิดของ BAFME ที่ต่างกัน

ฮอร์โมนเอสโตรเจนเหนี่ยวนำให้เกิดการแทรกของ Line-1 ดีเอ็นเอเข้าไปในจีโนมของเซลล์มะเร็งเต้านม, กุลจิรา โรจน์ไพศาลกิจ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในปัจจุบันโรคมะเร็งเต้านมเป็นมะเร็งที่มีอุบัติการณ์และอัตราการตายสูงที่สุดในเพศหญิงทั่วโลกรวมถึงในประเทศไทยด้วย โดยพบว่า LINE-1 ถือว่าเป็น Retrotransposon element ที่พบมากที่สุดถึง 17 % ของจีโนมและมีความสามารถในการคัดลอกแล้วแทรกตัวเองในบริเวณอื่นของจีโนมซึ่งเป็นสาเหตุของทำให้เกิดความไม่สเถียรของจีโนมอันเป็นสาเหตุของการเกิดโรคมะเร็ง และยังพบว่าการแสดงออกของLINE-1 มีผลต่อการลุกลาม, ขนาด, และระยะของโรคมะเร็งเต้านมด้วย นอกจากนี้ยังพบว่าผู้หญิงที่การได้รับฮอร์โมนเอสโตรเจนต่อเนื่องเป็นระยะเวลานานทำให้ความเสี่ยงของโรคมะเร็งเต้านมเพิ่มมากขึ้น ถึงกระนั้นยังคงไม่ทราบถึงกลไกการทำงานของเอสโตรเจน ดังนั้นผู้วิจัยจึงตั้งสมมุติฐานว่า เอสโตรเจนสามารถเหนี่ยวนำให้เกิดการแทรกของ LINE-1 ดีเอ็นเอเข้าไปในจีโนมของเซลล์มะเร็งเต้านม โดยทำการศึกษาบผลของเอสโตรเจนที่ได้รับต่อการแสดงออกของ LINE-1 mRNA และ LINE-1 โปรตีน รวมถึงผลของเอสโตรเจนที่ได้รับต่อการแทรกของ LINE-1 ดีเอ็นเอโดยวิเคราะห์จากปริมาณดีเอ็นเอในเซลล์มะเร็งเต้านม T47D ผลการทดลองพบว่าที่เอสโตรเจนมีผลทำให้การแสดงออกของ LINE-1 mRNA เพิ่มขึ้นสูงที่สุดอย่างมีนัยสำคัญที่ความเข้มข้นของเอสโตรเจน 5 nM ด้วยวิธี Realtime RT-PCR ในเซลล์มะเร็งเต้านม T47D และผลทำให้การแสดงออกของ LINE-1 mRNA เพิ่มขึ้นสูงที่สุดอย่างมีนัยสำคัญที่ 12 ชม. ด้วยวิธี Realtime RT-PCR ในเซลล์มะเร็งเต้านม T47D และเอสโตรเจนมีผลทำให้การแสดงออกของโปรตีน LINE-1 ORF1p เพิ่มขึ้นสูงที่สุดอย่างมีนัยสำคัญที่ 48 และ 72 ชม. ในเซลล์มะเร็งเต้านม T47D ด้วยวิธี Western blot โดยพบว่าการแสดงออกของโปรตีน LINE-1 ORF1p เพิ่มขึ้นสูงที่สุดอย่างมีนัยสำคัญ 72 ชม. นอกจากนี้เอสโตรเจนมีผลทำให้ปริมาณของ LINE-1 ดีเอ็นเอบริเวณ ORF2 เพิ่มขึ้นสูงที่สุดอย่างมีนัยสำคัญที่ 72 ชม.ในเซลล์มะเร็งเต้านม T47D มากที่สุดอย่างมีนัยสำคัญด้วยวิธี Real-time PCR แสดงให้เห็นว่าเอสโตรเจนมีผลทำให้เกิดการแทรกของ LINE-1 ดีเอ็นเอเข้าไปในจีโนมได้ จากผลการทดลองทั้งหมดจึงสรุปได้ว่า เอสโตรเจนมีผลต่อการเพิ่มแสดงออกของ LINE-1 mRNA และ LINE-1 โปรตีน รวมถึงเพิ่มปริมาณ LINE-1 ดีเอ็นเอ อย่างมีนัยสำคัญในเซลล์มะเร็งเต้านม T47D แสดงว่าเอสโตรเจนสามารถเหนี่ยวนำให้เกิดการแทรกของ LINE-1 ดีเอ็นเอเข้าไปในจีโนมนำไปสู่การกลายพันธุ์ของยีนและความไม่เสถียรของจีโนม

การตรวจหายีนดื้อยากลุ่ม Β-Lactams จากมูลสุกรโดยตรง ด้วยเทคนิค Multiplex Polymerase Chain Reaction ร่วมกับ Lateral Flow Assay และเทคนิค Nested Polymerase Chain Reaction, นุชบา สุจันทา

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

สุกรเป็นอีกหนึ่งแหล่งกักเก็บเชื้อแบคทีเรียที่มียีนดื้อยาสร้างเอนไซม์ Extended-Spectrum β-Lactamases (ESBLs) ซึ่งสามารถแพร่กระจายยีนดื้อยามาสู่มนุษย์ สัตว์ และสิ่งแวดล้อมได้ ในการศึกษานี้จึงได้พัฒนาการตรวจหายีนสร้างเอนไซม์ ESBLs จากมูลสุกรโดยตรง ด้วยเทคนิค Multiplex polymerase chain reaction (mPCR), mPCR-Lateral flow assay (mPCR-LFA) และเทคนิค Nested PCR (nPCR) เปรียบเทียบกับการตรวจจากเชื้อ ESBL-producing Escherichia coli ซึ่งเพาะแยกจากมูลสุกรตัวอย่างเดียวกัน ด้วยเทคนิค PCR-sequencing เชื้อ ESBL-producing E. coli จำนวน 149 isolates ที่เพาะแยกจากมูลสุกรทั้งหมด 139 ตัวอย่าง พบความชุกของยีนชนิด blaCTX-M-15 (34.2%) มากที่สุด รองลงมาคือ blaCTX-M-15+TEM-1 (17.5%) และ blaCTX-M-55+TEM-1 (13.4%) โดยเชื้อ ESBL-producing E. coli ส่วนใหญ่มีการดื้อยาหลายขนาน โดยดื้อต่อยา Ceftriaxone (100%), Cefotaxime (100%), Ciprofloxacin (31.5%) และ Trimethoprim/Sulfamethoxazole (30.9%) ความไว ความจำเพาะ และขีดจำกัดของการตรวจจากเชื้อ ESBL-producing E. coli ด้วยเทคนิค mPCR-LFA เท่ากับ 100% และ 0.1-1 ng ตามลำดับ เทคนิค mPCR ที่พัฒนาขึ้น สำหรับตรวจจากมูลสุกรโดยตรง พบว่าต้องใช้ปริมาณเชื้อมากถึง 107 CFU จึงจะตรวจพบ โดยมีความไวในการตรวจยีน blaCTX-M และ blaTEM เท่ากับ 30.43% และ 87.65% ตามลำดับ ขีดจำกัดและความไวของการตรวจพบยีน blaCTX-M โดยตรง …

Sex-Dependent Shared And Nonshared Genetic Architecture Across Mood And Psychotic Disorders, Gabriëlla A. M. Blokland, Jakob Grove, Chia Yen Chen, Chris Cotsapas, Ney Alliey Rodriguez

School of Medicine Publications

Background: Sex differences in incidence and/or presentation of schizophrenia (SCZ), major depressive disorder (MDD), and bipolar disorder (BIP) are pervasive. Previous evidence for shared genetic risk and sex differences in brain abnormalities across disorders suggest possible shared sex-dependent genetic risk. Methods: We conducted the largest to date genome-wide genotype-by-sex (G×S) interaction of risk for these disorders using 85,735 cases (33,403 SCZ, 19,924 BIP, and 32,408 MDD) and 109,946 controls from the PGC (Psychiatric Genomics Consortium) and iPSYCH. Results: Across disorders, genome-wide significant single nucleotide polymorphism–by-sex interaction was detected for a locus encompassing NKAIN2 (rs117780815, p = 3.2 × 10^{−8 …}

A Framework For Near-Real Time Monitoring Of Diversity Patterns Based On Indirect Remote Sensing, With An Application In The Brazilian Atlantic Rainforest, Andrea Paz, Thiago S. Silva, Ana C. Carnaval

Publications and Research

Monitoring biodiversity change is key to effective conservation policy. While it is difficult to establish in situ biodiversity monitoring programs at broad geographical scales, remote sensing advances allow for near-real time Earth observations that may help with this goal. We combine periodical and freely available remote sensing information describing temperature and precipitation with curated biological information from several groups of animals and plants in the Brazilian Atlantic rainforest to design an indirect remote sensing framework that monitors potential loss and gain of biodiversity in near-real time. Using data from biological collections and information from repeated field inventories, we demonstrate that …

A Horor Theory For Introspective Consciousness, Adriana Renero, Richard Brown

Publications and Research

Higher-order theories of consciousness typically account for introspection in terms of one’s higher-order thoughts being conscious, which would require a third-order thought—i.e., a thought about a thought about a mental state. In this work, we offer an alternative account of introspection that builds on the recent Higher-Order Representation of a Representation (HOROR) theory of phenomenal consciousness. According to HOROR theory, phenomenal consciousness consists in having the right kind of higher-order representation. We claim that this theory can be extended to introspection by recognizing that there is a distinctive kind of consciousness—i.e., introspective consciousness—which can be accounted for as the theory …

Multidisciplinary Engagement For Fencing Research Informs Efficacy And Rancher-To-Researcher Knowledge Exchange, Matthew Hyde, Stewart W. Breck, Alex Few, Jared Beaver, Joshua Schrecengost, Jim Stone, Cameron Krebs, Russell Talmo, Kari Eneas, Rae Nickerson, Kyran E. Kunkel, Julie K. Young

United States Department of Agriculture Wildlife Services: Staff Publications

Across much of the Western United States, recovery of large carnivore populations is creating new challenges for livestock producers. Reducing the risks of sharing the landscape with recovering wildlife populations is critical to private working lands, which play an vital role in securing future energy, water, food, and fiber for an ever-expanding human population. Fencing is an important mitigation practice that many ranchers, land managers, and conservationists implement to reduce carnivore-livestock conflict. While fencing strategies have been reviewed in the literature, research seldom incorporates knowledge from the people who utilize fencing the most (i.e., livestock producers). Incorporating producers and practitioners …

Conserving Endangered Black-Footed Ferrets: Biological Threats, Political Challenges, And Lessons Learned, Travis M. Livieri, Steven C. Forrest, Marc R. Matchett, Stewart Breck

United States Department of Agriculture Wildlife Services: Staff Publications

There may be few stories in the annals of wildlife management that are as dramatic as the near demise and comeback of the black-footed ferret (Mustela nigripes). Endemic only to North America, this charming little carnivore found only in the continent’s central grasslands was hardly known to science until the mid-20th century. By then, vast colonies of the prey it depended on for food and shelter, the prairie dog (Cynomys spp.), had been wiped out through disease (sylvatic plague) and an agricultural industry with little tolerance for burrowing and grazing rodents. At its low point, the species’ …

Targeting The Bcl6 Transcription Factor In Ovarian Cancer, Harrison H. Parent

Honors Theses and Capstones

Ovarian cancer is one of the most common reproductive malignancies for women in the United States, as well as one of the deadliest. Many deaths attributed to ovarian cancer, as well as cancer generally, are due to metastasis of the original tumor to different tissues throughout the body. The BCL6 transcription factor has been identified to play a key role in the metastasis of these tumors, as well as the invasion of these cancer cells through mesothelial cell layers, which contributes to ovarian cancer’s unique metastatic behavior. In an attempt to target these metastases and prevent mesothelial penetration, drugs were …

Characterization Of L-Malic Acid-Capped Cds Quantum Dots And Examination Of The Nanoncrystal's Biosensor Ability, Andrei A. Potapenko

Honors Theses and Capstones

Ligand-capped quantum dots are microscopic semiconductors commonly used in biomedical research and therapy for cell imaging and drug delivery. Despite the abundance of in vivo applications, the nature of interactions between the nanocrystals and the amino acids comprising human proteins remains insufficiently investigated. In this work, we report on the synthesis, ligand exchange, and characterization of the L-malic acid-capped CdS quantum dots via various spectroscopic techniques. We also assess the ligand-capped nanocrystals as potential probes for some amino acids. We determine that in the presence of L-cysteine, the L-malic acid-capped CdS quantum dots fluorescence signal quenches drastically, thus indicating a …

Investigating The Main Protease (Mpro) Of Sars-Cov-2 As A Potential Drug Target, Valerie Giovina Pascetta

Honors Theses and Capstones

The rapid spread of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), the causative agent of the coronavirus disease 19 (COVID-19) pandemic has claimed the lives of roughly 6.2 million people worldwide as of May 2022. The virus’s main protease (M^pro ) has been identified as an attractive drug target due to the critical role it plays in the viral life cycle. The roughly 34 kDa M^pro cleaves functional viral polypeptides out of two long polyproteins at conserved cut sites, allowing them to fulfill their role in processes like transcription and replication. Here, we have studied the enzymatic activity …

Screening Ocean Samples From Georgia For The Presence Of Msx And Dermo Using Pcr And Qpcr Methods, Olivia Michelle Williams

Honors Theses and Capstones

This Senior Thesis project aimed to be able to screen samples that came in from a PhD student in Georgia for the presence of two oyster diseases, MSX and Dermo. This study was done using PCR followed by visualizing on E-gels for initial presence of disease. These were then followed by qPCR and visualization on Criterion gels. These Criterion gels were able to be analyzed in order to calculate the pg/uL of MSX and Dermo in the original ocean samples. Since the samples were sent in over the course of February-August ‘21 the presence over time was also able to …

Finding The Best Predictors For Foot Traffic In Us Seafood Restaurants, Isabel Paige Beaulieu

Honors Theses and Capstones

COVID-19 caused state and nation-wide lockdowns, which altered human foot traffic, especially in restaurants. The seafood sector in particular suffered greatly as there was an increase in illegal fishing, it is made up of perishable goods, it is seasonal in some places, and imports and exports were slowed. Foot traffic data is useful for business owners to have to know how much to order, how many employees to schedule, etc. One issue is that the data is very expensive, hard to get, and not available until months after it is recorded. Our goal is to not only find covariates that …

The Effect Of Post-Meal Walking On 24-Hour Central Blood Pressure In Young Women With And Without Excess Adiposity, Maison P. D'Amelio, Bilal A. Chaudhry, Ciana B. Lazu

Honors Theses and Capstones

Post-meal walking (PMW) performed after breakfast, lunch, and dinner has been demonstrated to reduce blood glucose. However, no studies have examined the potential additive benefits of post-meal walking exercise on daytime central blood pressure (BP) in young women. METHODS: Thirteen physically inactive, non-hypertensive women (Age: 20±1 years; percent body fat: 28.2±13%) completed the study during the early follicular or placebo phase of their contraceptive cycle. Participants completed a control day (CON; no exercise/excess physical activity) and PMW day (3 bouts x 15 minutes of brisk walking) over five days in random order. Daytime ambulatory BP and accelerometry data (to estimate …

Impact Of Drought Stress On Oak Stomatal Size And Density At Thompson Farm, Nh, Emily Chen

Honors Theses and Capstones

Global climate change is likely to affect northeastern U.S. forests by increasing the frequency and severity of drought events. Historically, droughts rarely occurred in this region, so native tree species are not well-adapted to extreme moisture stress. In the future, the changing climate will likely cause unprecedented levels of low water availability which may have implications on future forest composition. It is hypothesized that trees can respond to these environmental changes by altering their functional traits, also referred to as phenotypic plasticity; for example, by producing leaves with fewer and smaller stomata.

To determine the capacity to which oak trees …