The tribe Cunonieae (Cunoniaceae) comprises five genera and ca. 214 species of shrubs and trees currently distributed in the Southern Hemisphere and the tropics, exhibiting an amphi-Pacific disjunct distribution. This doctoral dissertation presents a comprehensive molecular phylogenetic and biogeographic study of the tribe Cunonieae, a key group for understanding the assembly of Southern Hemisphere flora. Employing a multi-faceted approach with plastid markers, nuclear ITS, 2bRADseq data, and complete plastid genomes, this research reconstructs the evolutionary history of the tribe, with a particular focus on the large and ecologically important genus Weinmannia. The thesis findings provide a robust temporal and spatial framework for the Cunonieae and Weinmannia diversification. The study establishes for the first time a densely sampled phylogenetic framework for Cunonieae and supports the recent resurrection of the genus Pterophylla for most Old World species formerly placed in Weinmannia, which is now largely restricted to the Americas (ca. 90 species plus two species in the Mascarenes). However, the monophyly of Cunonia is challenged, with Cunonia capensis (South Africa) appearing distantly related to the New Caledonian species. A time-calibrated phylogeny and a biogeographical reconstruction were developed using fossil-calibration points. Results indicate the crown group of Cunonieae originated in the early Eocene (~56 Ma) with ancestral ranges in Antarctica and Patagonia. Antarctica acted as a biogeographic bridge between Oceania and South America prior to the formation of the Antarctic Ice Sheet, which led to the lineage's extinction on the continent. This was followed by diversification in the Andes, Madagascar, and New Caledonia during the Pliocene, coinciding with major geological events like the final uplift of the Andes. A major contribution is the generation of 52 new plastid genomes for Weinmannia, which provide a highly resolved phylogenomic tree that renders old infrageneric classifications obsolete. This genomic depth uncovered evidence of possible past hybridization and chloroplast capture, exemplified by the genomic relationships and distances of W. auriculata and W. auriculifera. Conflicting nuclear and plastid signals, particularly in the placement of species like W. boliviensis, further underscore the prevalence of incomplete lineage sorting and introgression. Finally, this thesis includes a thorough nomenclatural revision of Weinmannia, establishing a new classification with 105 accepted species and 21 infraspecific taxa. This checklist, the most current for the genus, provides an essential tool for future systematic, taxonomic, and ecological studies. In conclusion, this research constitutes a decisive advance in the scientific knowledge of the evolutionary systematics and biogeography of Weinmannia, a candidate to become a model group for plant sciences in the Andes.

As societies rely more on online communication, the precise and accurate detection of hate speech and other harmful content becomes a priority to provide safe means of communication online. With new generations growing up in fully digital environments, reliable algorithmic detection of hateful messages not only protects the most vulnerable but also safeguards free expression and supports education on the topic. This algorithmic prediction must be fair, efficient, and generalizable across different social settings, such as age groups. While the performance of hate speech classifiers is steadily improving, fundamental problems remain unaddressed.

The first challenge is the lack of available and representative data. Second, there is no universal definition of hate, as the concept is constantly evolving and shaped by cultural and social contexts. Yet, it remains essential to detect even subtle expressions of hate reliably across different settings. Lastly, current classifiers are rarely assessed for their effectiveness across specific age groups, limiting their applicability to diverse audiences.

This research addresses these challenges through 12 studies, making significant contributions to the field of missing datasets and hate speech detection. The studies achieve this by collecting and annotating novel corpora, identifying safe methods for gathering youth language data, and presenting a solution to capture different definitions of hate among adolescent groups. To enhance the generalizability of hate speech classifiers, the research trains and compares multilingual detection model, proposes an agent-based detection architecture, and introduces an innovative approach to integrating varying definitions of hate into a more efficient, centralized model. This contributes to the issue of fragmented, disjointed annotated datasets. Further, the studies address key challenges in analyzing youth language online. It presents a large language model based method for decoding coded youth language, evaluates strategies for keeping trained classifiers up to date with evolving language trends, and develops an algorithmic approach to classifying youth language. Finally, the research proposes a framework for detecting youth language bias within trained hate speech classifiers, further advancing fairness and accuracy in automated moderation.

The research results advance the field of algorithmic hate speech detection in online communication among adolescents by providing novel datasets and approaches for collection, increasing the generalizability of classifiers, and offering a novel evaluation framework. It addresses the underlying problem of dynamic language in hate speech detection.

This thesis explores the potential of classical higher-order logic (HOL) as a general-purpose meta-language capable of representing and formally reasoning about diverse domain-specific object languages. To demonstrate its versatility, we have developed a library composed of combinator-based modular building blocks within the Isabelle/HOL proof assistant, but easily translatable to other HOL-based systems. We propose that this library exemplifies a universal mathematical language layered over HOL, sufficiently powerful to capture and represent a broad range of logical formalisms—whether classical or non-classical—as well as their underlying classes of mathematical structures. To support this claim, we provide relevant references, primarily drawn from previous research. Moreover, we delve into the domain of multi-agent systems (MAS), introducing the concept of Argumentative Reasoning Agents (ARAs). This kind of agents, we suggest, are particularly well-suited to leverage the expressive power of the proposed library. In this manner, HOL emerges as an ideal common language—a lingua franca—for facilitating effective reasoning and interaction among argumentative reasoning agents in artificial intelligence.

Insects are the most abundant animals, constituting approximately 60% of animal species. Like other multicellular organisms, insects harbor a diverse range of microbes on their body surfaces or within their gut. Most of these microbes are symbionts that contribute to the host's fitness. A study on the greater wax moth revealed that the symbiotic Enterococcus sp. synthesizes bacteriocides to prevent pathogen growth in the gut. Although the symbiont's contribution is essential, insects still regulate the gut microbiota abundance because, otherwise, the symbionts might compete with the host for nutrients. To regulate this abundance, particularly during metamorphosis, insects synthesize immune effectors known as antimicrobial peptides (AMPs). Metamorphosis entails drastic morphological and metabolic reorganizations. Metamorphic insects (holometabola) go through different life stages from egg to pupa and then to adult. During this process, holometabolous insects synthesize a variety of AMPs. For instance, the silkworm Bombyx mori upregulates an AMP lebocin during metamorphosis. Similarly, G. mellonella increases the synthesis of gallerimycin, cecropin, lebocin, and digestive enzyme lysozyme. However, oversynthesis of AMPs in the absence of infection could trigger the evolution of resistance in the gut microbiota. This is similar to the antibiotic resistance crisis, in which the overuse of antibiotics increased the prevalence of resistant bacteria, causing disease in humans. For this reason, it will be informative to explore how holometabolous insects sustain their gut without triggering the evolution of resistance. The synthesis of a variety of AMPs and bottlenecks in the gut could be the key to diminishing the evolution of resistance. For instance, the combined use of antimicrobials (e.g., AMPs, antibiotics) limits adaptation due to the synergetic effect. Additionally, the combined use of AMPs can be cost-efficient for hosts to inhibit bacterial growth. Furthermore, the decrease in gut microbiota abundance challenges bacteria populations to evolve resistance, yet there will be less raw material for beneficial mutations. In Chapters 2 and 3, I investigated these two rarely studied topics: the synergetic effect of AMPs on the evolution of resistance and the efficiency of inhibition of bacterial growth through different inoculum sizes. In Chapter 2, I hypothesized that the more AMPs in a combination, the less chance of evolution of resistance. To test this hypothesis, I used G. mellonella to isolate different combinations of AMP and apply these combinations to E. coli MG1655 to evaluate which combinations are more efficient at preventing resistance. However, to achieve these goals, I first established a gene knockout methodology. Thus, I knocked out four upregulated immune genes, including lebocin, gallerimycin, cecropin, and lysozyme in G. mellonella using the CRISPR-Cas9 gene editing tool. Then, I did single, double, triple, and quadruple knockouts to test how combinations of AMPs affect bacterial resistance. As a result, I successfully knocked out the lysozyme gene but was unable to produce the other planned knockout combinations. However, the CRISPR-Cas9 tool still preserves its importance to develop new methodologies for exploring synergism among AMPs. In Chapter 3, I hypothesized that when more AMPs are presented in combination, a lower total amount of AMP would be sufficient to inhibit bacterial growth. Therefore, I tested the single and two, and three-way combined use of pexiganan, melittin, and apidaecin AMPs on the growth of different inoculum sizes. To explore this notion, I did a minimum inhibitory concentration (MIC) assay across different inoculum sizes ranging from 5 × 10² to 5 × 10⁸ CFU/ml for single AMPs as well as their two and three-way combinations. Contrary to my hypothesis, I found no evidence of synergism in vitro under combination treatments because the overall inhibitory effect (IE) of a combination was determined by its most effective single AMP. For this reason, in vivo studies will provide a better insight into AMP interactions on different bacterial inoculum sizes. In the last chapter (Chapter 4), I explored how bottlenecks constrain the evolution of resistance. Therefore, first, I measured the bottleneck sizes in the gut of G. mellonella, then I conducted a selection experiment using the AMP pexiganan through small and large bottleneck sizes of E. coli MG1655. Also, I investigated the effect of mutation rate on adaptation to pexiganan by using a mutator strain of E. coli MG1655, which has ~100 times higher mutation rate. Furthermore, I sequenced experimental populations to monitor candidate single-nucleotide polymorphisms (SNPs) that contribute to the evolution of resistance. I assumed that a large bottleneck size would evolve higher resistance than a small bottleneck size, and evolved populations would acquire SNPs at genes that are responsible for cell membrane modifications. Ultimately, I found that an elevated mutation rate was a stronger driver of resistance than bottleneck size. In fact, for wild-type E. coli, no significant resistance evolved regardless of bottleneck size. Sequencing data showed that there were no detectable SNPs in evolved populations compared to ancestors. In conclusion, mutation rate plays a crucial role in adaptation to AMPs; also, bottlenecks can be efficient in limiting the evolution of resistance.

Energy homeostasis is maintained through a dynamic interplay of substrate shuttling, breakdown, storage, and distribution. Thyroid hormones (THs) are central regulators of hepatic carbohydrate and lipid metabolism. In the adult mouse liver, local TH availability is primarily regulated by deiodinases, with Dio3 catalyzing the inactivation of THs. Dio3 expression is known to increase during fasting and in models of Western diet (WD)-induced metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease (MASLD). Based on this, we hypothesized that hepatic TH availability and signaling critically influence systemic energy homeostasis. To test this, we used a hepatocyte-specific Dio3 knockout model (Alb-Cre; Dio3fl/fl; HepDio3KO) to locally manipulate T3 availability and assess its impact on energy metabolism under both fasting conditions and WD-induced MASLD. Our study revealed several novel findings: under normal chow conditions, female HepDio3KO mice exhibited elevated hepatic triglyceride and glycogen content. Upon 24-hour fasting, both male and female HepDio3KO mice displayed altered serum TH profiles and impaired energy homeostasis, characterized by increased energy expenditure, suggesting a loss of flexibility in energy output. In the context of WD feeding for 12 weeks, female HepDio3KO mice showed suppression of key energy pathways, including de novo lipogenesis, gluconeogenesis, and ketogenesis. Nonetheless, fatty acid oxidation (FAO) was enhanced, driven by increased TCA cycle activity, as evidenced by elevated citrate synthase activity. This metabolic shift was accompanied by reduced hepatic triglyceride content and white adipose tissue mass. Additionally, improved hepatic health was indicated by a reduction in immune-active Kupffer cell populations and decreased expression of stress-related markers Pdk4 and spliced Xbp1. These beneficial effects, however, were largely absent in male HepDio3KO mice, highlighting a sex-specific phenotype. In conclusion, Dio3 in hepatocytes plays a crucial role in enabling metabolic adaptations during fasting by promoting flexibility in energy expenditure. Conversely, its deletion offers protective benefits in the context of WD-induced MASLD, including enhanced mitochondrial function and reduced hepatic lipid accumulation. While elevated Dio3 expression may be advantageous during short-term energy deprivation, its downregulation under conditions of chronic overnutrition appears to be beneficial. These findings highlight the context-specific and complex role of Dio3 in regulating energy homeostasis.

Zur Erlangung eines Überblickes zum Vorkommen viraler Hepatitiserreger aus deutschen Putenbeständen als eines der Ziele dieser Arbeit wurde Probenmaterial aus den Jahren 2011 bis 2022 aus der Routinediagnostik des Institutes für Geflügelkrankheiten und von aktuellen Einsendungen mittels Virusanzucht und PCR untersucht. Der Nachweis des Turkey Hepatitis Virus als Vertreter der Spezies Megrivirus chigalli, von aviären Reoviren und von Aviadenoviren, gelang jeweils überwiegend in Zäkaltonsillen. Vom Turkey Hepatitis Virus, das in sechs der insgesamt 30 Einsendungen detektiert wurde, gelang auch die Generierung von Sequenzen von vier Proben im Bereich der Proteine VP1 und 2A2. Diese zeigten beim Vergleich mit GenBank-Sequenzen die größten Gemeinsamkeiten mit Vertretern der Spezies Megrivirus chigalli und ordneten sich im Speziellen mit jenen, die aus dem Wirtstier Pute stammten, in einem phylogenetischen Stammbaum an. Weiters konnte die Anzahl positiver Einsendungen durch die Ergebnisse dieser Arbeit gemeinsam mit den Befunden aus der Routinediagnostik für aviäre Reoviren auf acht und für Aviadenoviren auf neun beziffert werden. Diese drei detektierten viralen Erreger können, ebenso wie das Hepatitis E-Virus, welches in dem zur Verfügung stehenden Probenmaterial nicht detektiert werden konnte, sowohl subklinische Infektionen als auch unter anderem Leberschädigungen hervorrufen. Der Zusammenhang mit pathologischen oder klinischen Auffälligkeiten konnte aufgrund des Fehlens detaillierter Vorberichte nicht ermittelt werden.

Im zweiten Teil der Arbeit wurde der Fokus auf die Hepatische Lipidose bei Puten und die Frage nach der Beteiligung eines viralen Agens bei der Ätiologie dieser Erkrankung gelegt. Unter Verwendung des Next-Generation-Sequencing konnte in den Lebern betroffener Puten ein neues Virus der Familie Picornaviridae im Genus Tremovirus identifiziert werden, das nahe mit dem Aviären Enzephalomyelitisvirus verwandt ist und vorläufig Mecurvirus genannt wurde. Dieses war ebenfalls in Leberproben weiterer Fälle von Hepatischer Lipidose nachweisbar, nicht aber in einer Auswahl von Leberproben ohne Verdacht auf diese vermutlich multifaktorielle Erkrankung. Folglich kann die Hypothese aufgestellt werden, dass das Mecurvirus an der Pathogenese der Hepatischen Lipidose beteiligt sein könnte.

Der dritte Teil der Arbeit widmete sich der Charakterisierung aviärer Reoviren bei der Pute. Für die Klassifizierung wurden unter Verwendung der RT-PCR in Anlehnung an die Protokolle von Kant et al. (2003) mit den Primern P1/P4 und von Jindal et al. (2014) mit den Primern ARV-S3f/S3r und der Sanger-Sequenzierung die Genomsegmente σC und σB herangezogen und entsprechende phylogenetische Stammbäume erstellt. In einem zweiten Schritt wurde sodann das Genomsegment σC von bisher nicht amplifizierbaren Isolaten mittels Next-Generation-Sequencing untersucht, woraufhin neue Primer abgeleitet wurden. In dem dazugehörigen Stammbaum zeigte sich eine Gruppierung sämtlicher ARV-Isolate von Puten, die mit dem Primer P1 sequenziert wurden, in Cluster 1 nach Gal et al. (2023), während die mit einem der abgeleiteten Primer sequenzierten Isolate ein neues Cluster 6 formierten, welches ausschließlich Sequenzen aus Puten enthielt

Berufliche Aspirationen werden interdisziplinär als zentrale Determinante des späteren Bildungs- und Berufserfolgs diskutiert (Ashby & Schoon, 2010; Rojewski, 2005), weshalb die Erklärung individueller Unterschiede in den Aspirationen zunehmend an Relevanz gewann. In Anlehnung an etablierte Berufswahltheorien (z.B. Gottfredson, 1981; Super, 1980) werden Aspirationen weniger als statisches, sondern vielmehr als dynamisches Konstrukt verstanden, das sich insbesondere während der Adoleszenz herausbildet. Bisherige Befunde (z.B. Basler & Kriesi, 2019; Miyamoto & Wicht, 2020) belegen analog zu den theoretischen Ausführungen altersabhängige Veränderungen sowie individuelle Unterschiede in der Entwicklung beruflicher Aspirationen im Jugendalter, deren Ursachen jedoch weiterer empirischer Untersuchung bedürfen. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, verschiedene Perspektiven auf differenzielle Entwicklungsverläufe und Veränderungen der beruflichen Aspirationen von Sekundarschüler:innen zu beleuchten. Auf Grundlage der entwicklungstheoretischen Annahmen aus Gottfredsons theory of circumscription and compromise (1981) werden sowohl individuelle als auch kontextuelle Einflussfaktoren auf die Entwicklung und Veränderung beruflicher Aspirationen im Jugendalter untersucht. Mithilfe der längsschnittlichen Daten des Nationalen Bildungspanels (NEPS; Blossfeld & Roßbach, 2019) werden in drei Teilstudien verschiedene Forschungsfragen zu empirischen sowie theoretischen Desiderata adressiert. Über die bisher vorliegenden Erkenntnisse hinaus werden im Rahmen der Dissertation neben familiären Kontextfaktoren insbesondere institutionelle und kompositionelle Einflüsse des schulischen Kontextes untersucht. In Studie I wurde die Frage beantwortet, inwieweit sich herkunftsspezifische Entwicklungsverläufe zeigen und welche Rolle die besuchte Schulform dabei spielt. Die Ergebnisse latenter Wachstumskurvenmodelle verweisen nicht nur im Ausgangsniveau, sondern auch in der Entwicklung der beruflichen Aspirationen auf soziale Disparitäten, welche mit der Schulformzugehörigkeit assoziiert sind. Während die Berufsaspirationen von Schüler:innen weniger privilegierter Herkunft an Schulen mit mehreren Bildungsgängen einen positiven Entwicklungsverlauf im Sinne eines Anstiegs ihrer Aspirationen zeigten, sinken ihre Aspirationen beim Besuch eines Gymnasiums über die Zeit. Die Aspirationen von Schüler:innen privilegierter Herkunft erwiesen sich hingegen, unabhängig der besuchten Schulform, als kaum änderungssensitiv. Studie II fokussierte den Einfluss der schulischen Komposition auf die Aspirationsentwicklung und ging der Frage nach, inwieweit sich die leistungsbezogene und soziale Komposition hemmend oder fördernd auf die individuelle Entwicklung der Berufsaspirationen auswirken. Doubly-latent Wachstumskurvenmodelle verweisen auf differenzielle Kompositionseffekte auf die Ausgangsaspirationen und die Entwicklung der beruflichen Aspirationen. Während sich eine leistungsstarke Komposition zunächst negativ auf die Ausgangsaspirationen auswirkte, zeigte sich ein positiver Effekt auf die Entwicklung über die Zeit. Ein Effekt der sozialen Zusammensetzung konnte allerdings weder für die Ausgangsaspirationen noch für die Entwicklung nachgewiesen werden. In der dritten Teilstudie wurde schließlich die Bedeutsamkeit der theoretischen Differenzierung idealistischer und realistischer Aspirationen für den Entwicklungsverlauf beruflicher Aspirationen untersucht. Mithilfe von längsschnittlichen Mittelwertdifferenzen sowie Cross-Lagged-Panel-Modellen konnten nicht nur robuste Unterschiede zwischen den Aspirationen, sondern zudem ein reziprok positiver Zusammenhang beider Aspirationen gezeigt werden, wonach sich idealistische und realistische Aspirationen gleichermaßen über die Zeit in ihrer Entwicklung bedingen. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit liefern damit einen Beitrag zur Erklärung differenzieller Entwicklungsverläufe beruflicher Aspirationen im Jugendalter und verweisen auf die Bedeutsamkeit der längsschnittlichen Betrachtung individueller und kontextueller Einflussfaktoren auf die Entwicklung.

Viral zoonoses and pandemics pose considerable risks to humanity. Expanding our knowledge of virus evolution, diversity, and host associations forms an important basis to better prepare for future outbreaks. This motivates the three studies presented in this thesis, which apply high-throughput sequencing to archival human or modern animal samples to screen for viruses. First, a study on hepatitis viruses in archival human liver specimens from 1950s Berlin, identifying some of the oldest known sequences of hepatitis A virus and hepatitis D virus, and a rare hepatitis B virus variant, revealing past hepatitis virus variation in humans. Second, a study reporting a novel adenovirus in lemurs of Madagascar, unveiling evidence of codivergence and host switches. Third, a study that identifies a divergent hepatitis A virus genotype in Bolivian alpacas, mapping a new virus-host association. This work expands the known diversity, known host associations, and known geographical distributions of viruses, and leads to conclusions that improve our understanding of the evolutionary past of human viruses, including molecular changes, virus-host codivergence, and host switches.

Die Lebensqualität bei Patienten mit Pankreaskarzinom ist verglichen mit der Lebensqualität einer Normpopulation in Deutschland deutlich beeinträchtigt. Beide Messinstrumente, sowohl der EQ-5D als generisches Maß als auch der EORTC als krankheitsspezifisches Maß, verzeichneten eine signifikante Verschlechterung der Lebensqualität bei Patienten mit Pankreaskarzinom. Beim Vergleich der Patienten mit Diagnose Pankreaskarzinom mit einer Normpopulation in Deutschland ergeben sich für alle Bereiche in den fünf Funktionsskalen und in der allgemeinen Lebensqualitätskala des EORTC signifikant höhere Werte für die Normpopulation, außer bei der Einschätzung der kognitiven Funktion der Frauen im Vergleich mit der Normbevölkerung. Die Gegenüberstellung der klinischen Symptomskalen des EORTC zwischen den Patienten mit Pankreaskarzinom und der Normbevölkerung in Deutschland ergibt signifikant höhere Werte und damit stärkere Beschwerden für die Patienten mit Pankreaskarzinom. Ausgenommen davon sind finanzielle Schwierigkeiten, Dyspnoe und Schmerz bei den Frauen. Vergleicht man die Normpopulation Deutschlands mit der vorliegenden Studienpopulation mittels des EQ-5D, so geben in allen 5 Dimensionen Patienten mit Pankreaskarzinom eine merklich höhere Beschwerdesymptomatik sowie einen entsprechend niedrigeren Messwert auf der VAS an. Hervorzuheben gilt hier der größte Unterschied bei der klinischen Symptomatik der Angst / Niedergeschlagenheit bei Patienten mit Pankreaskarzinom im Vergleich mit den Referenzwerten der deutschen Normbevölkerung. Die schlechtere Lebensqualität in der Dimension Angst / Niedergeschlagenheit ist möglicherweise mit dem Vorliegen einer depressiven Symptomatik assoziiert. Ob die Ursache dieser depressiven Symptomatik in einer gestörten Pankreasaktivität zu suchen ist oder von dem Wissen, an einer fast unheilbaren Erkrankung zu leiden, herrührt, sollte im Hinblick auf verbesserte Behandlungsmöglichkeiten in weiteren Forschungsprojekten geklärt werden. Weiterhin gab es eine signifikante Korrelation zwischen der EQ-5D VAS und den EQ- Präferenzwerten mit den Funktionsskalen und der Skala der allgemeinen Lebensqualität des EORTC. Demgegenüber gab es zwischen der EQ-5D VAS und den EQ-Präferenzwerten mit vier der neun Symptomskalen keine signifikante Korrelation. Dies betraf Schlaflosigkeit, Appetitlosigkeit, Diarrhö und finanzielle Schwierigkeiten. Aufgrund der Prognose und der Überlebenszeit der Patienten mit Pankreaskarzinom muss die Aufrechterhaltung und die Wiedererlangung der Lebensqualität dieser Patienten im Rahmen der Behandlung berücksichtigt werden. Dies bedeutet die Früherkennung der primären Symptome. Da Schmerzen und vor allem Depression die häufigsten Symptome - vergesellschaftet mit einer stark beeinträchtigten Lebensqualität - bei Patienten mit Pankreaskarzinom sind, müssen diese Symptome möglichst früh effektiv behandelt werden. Um der Früherkennung dieser depressiven Symptomatik Rechnung zu tragen, muss darüber nachgedacht werden, ob man generell für Patienten mit Pankreaskarzinom ein psychosoziales Screening empfielt. Dieses Screening könnte mit dem Brief Symptom Inventory (BSI) oder bei rein psychoonkologischer Ausrichtung mit dem Fragebogen zur Angst (State Anxiety, STAI-X1) durchgeführt werden. Eine rasch begonnene Behandlung dieser Symptomatik wird möglicherweise mit einem Anstieg der Lebensqualität einhergehen; dies gilt es allerdings noch im Rahmen von Interventionsstudien zu untersuchen. Das frühzeitige Erkennen und Behandeln wäre speziell bei Patienten mit Pankreaskarzinom sehr wünschenswert, da laut Studienlage weniger als 10% der Patienten das erste Jahr nach Diagnosestellung und nur weniger als 5% die weiteren 5 Jahre überleben.

Rapid industrialization and population growth have led to dramatically increasing energy demands and severe environmental challenges. Photocatalysis offers a promising strategy to address global warming through CO2 reduction and to meet rising energy demands by converting solar energy and water into chemical fuels via water-splitting. Graphitic carbon nitride (gCN) has attracted attention due to its composition from abundant elements and its tunable properties. Although gCN offers advantages such as chemical stability and low cost, its photocatalytic efficiency is still limited. Strategies such as supramolecular synthesis and transition metal doping can enhance its photocatalytic performance. However, a deeper understanding of the mechanisms behind these improvements is still needed. Electron paramagnetic resonance (EPR) and X-ray absorption spectroscopy (XAS) are complementary and powerful tools for studying transition metal-doped gCN photocatalysts. Although correlative EPR and XAS experiments would offer a powerful approach to understanding catalytic mechanisms and structural dynamics under real working conditions, the high cost and complexity of conventional EPR spectrometers limit their integration into XAS spectrometers and confined environments. The first part of this thesis explores the potential of a compact, resonator-free EPR-on-a-chip-based spectrometer with a portable electromagnet for integration into synchrotron beamlines. Because X-ray irradiation can cause structural and molecular damage in samples, complicating data interpretation, this study evaluates the ability of the compact spectrometer to detect X-ray-induced damage in organic materials such as alanine and in copper-containing catalysts such as CuO-CeO2. The second part combines EPR and X-ray analyses of Cu-, Ni-, and Fe-doped gCN to develop a structural model. It was suggested that Cu2+, Ni2+, and Fe3+ ions may be incorporated between different gCN flakes, inducing two narrower EPR lines (Me1 and Me2 species). A broader Me3 line was assigned to ions embedded in the pores between the tri-s-triazine units. The temperature behaviour of the Me3 line was explained by possible ferromagnetism of the species, induced by sp-d exchange interactions between the dopants and charge carriers in the gCN material.

Type 3 innate lymphoid cells (ILC3s) are central orchestrators of intestinal homeostasis. Through the secretion of type-17 cytokines, they translate microbial and environmental cues into tissue repair and immune response modules. CCR6+ ILC3s, alongside B cells and dendritic cells aggregate in clusters termed solitary intestinal lymphoid tissues (SILTs). These microanatomical niches act not only as sentinels of microbial imbalance but also as dynamic platforms for cell–cell interaction and immune instruction. Yet the full range of cellular components and molecular signals operating within SILTs remains incompletely defined. Using multiparameter immunofluorescence and flow cytometry, we found that SILTs harbour a stable neutrophil population positioned adjacent to ILC3 hubs. Intestinal ILC3s emerged as major sources of the neutrophil chemoattractant CXCL2 during steady-state, a process dependent on IL-1R and Myd88-downstream signaling. By selectively depleting Cxcl2 from ILC3s using a novel conditional knockout model, we demonstrated that this axis is paramount to neutrophil positioning within such immunological neighbourhoods. Our genome-wide single-cell transcriptional profiling uncovered a previously unrecognised transcriptional heterogeneity among intestinal neutrophils, revealing distinct subsets with specialised roles in local responses. Mice lacking SILT-associated neutrophils displayed a coordinated shift in mucosal immunity, marked by enhanced epithelial secretory gene expression and impaired B cell maturation. These effects are likely mediated through a combination of local hypoxia and delivery of neutrophil-specific signals that converge on metabolic and transcriptional programs that govern B cell and epithelial function. Our study highlights the intricate nature of intestinal homeostasis, where different cell types synergize to sustain tissue equilibrium. ILC3s and neutrophils engage in a previously unrecognized chemokine circuit that collaboratively shapes local immune networks and intestinal physiology.

Fungal and bacterial infections represent an increasing global health challenge, particularly with the emergence of multidrug-resistant pathogens. Among these, Candida auris, Porphyromonas gingivalis and Francisella tularensis pose significant clinical threats due to high mortality rates, diagnostic limitations and limited treatment options. The development of effective vaccines, rapid diagnostics and novel immunotherapeutic requires precise molecular understanding of host-pathogen interactions. This cumulative dissertation explores the design, evaluation and translational applications of synthetic glycans. Structurally defined glycans enable the investigation of pathogen-specific immune responses. The resulting insights provide a foundation for developing new strategies for prevention, diagnosis and therapy. Synthetic mannose- and β-glucan-structures resembling Candida cell wall epitopes were generated and used in glycan microarrays to profile antibody responses in human patients and murine infection models. These studies revealed distinct temporal immune dynamics, with early β-glucan-directed IgM responses shifting to mannose-specific IgG recognition during later infection stages. A mannose tetrasaccharide, β-(1,2)Man-α-(1,2)Man-α-(1,2)Man-α- (1,2)Man (M13), emerged as a lead candidate for translational development. Conjugation to the carrier protein CRM197 generated a glycoconjugate vaccine that reduced fungal burden and modulated cytokine responses in murine challenge models. In parallel, monoclonal antibodies targeting M13 were developed, one of which mediated protection in vivo, while another enabled the development of a prototype lateral flow assay for rapid detection of C. auris. Beyond fungal infections, synthetic glycan antigens derived from P. gingivalis and F. tularensis were evaluated, leading to the identification of pathogen-specific epitopes and the development of two patent-protected vaccine and diagnostic strategies. Together, these studies establish a translational pipeline from epitope discovery to vaccine design, monoclonal antibody development and point-of-care diagnostics. By combining synthetic chemistry, immunological profiling and clinical collaboration, this work demonstrates the broad potential of synthetic glycans to enable innovative biological tools against both fungal and bacterial pathogens.

Despite the high prevalence of test anxiety, there is a lack of longitudinal studies examining the predictors and outcomes of such anxiety, particularly in the context of the transition to secondary school. This dissertation addresses this gap by investigating, across three studies, longitudinal relations between test anxiety, social factors, academic performance, and performance goals during the transition from elementary to secondary education. Study 1 examined the role of student-perceived social factors in changes in test anxiety during the immediate school transition, with a particular focus on gender differences. Multi-group structural equation models revealed that parental control in elementary school had a positive predictive effect on changes in test anxiety among boys after the transition to secondary school. In contrast, for girls, peer integration predicted lower test anxiety, and this effect was significantly stronger in girls compared to boys. Parental autonomy support did not show a significant predictive effect when considered alongside the other social factors. Study 2 utilized two datasets to investigate whether test and achievement-related anxiety mediate the relationship between peer integration and academic performance following the school transition. Mediation analyses revealed no evidence of an indirect effect through anxiety. While peer integration did not predict anxiety, both peer integration and anxiety significantly predicted changes in academic performance over time. In contrast to study 1, no significant gender differences were found in the functional relations. Study 3 examined the reciprocal relations between test anxiety and performance goals during and after the transition to secondary school. In both cross-lagged panel models and random intercept cross-lagged panel models, test anxiety emerged as a predictor of both performance-approach and performance-avoidance goals, but not vice versa. Taken together, the findings of this dissertation provide insights into the factors related to test and achievement-related anxieties during the transition to secondary school. While the relations with performance and performance goals were consistent and robust, the relations with social factors appeared to be phase-specific. These were predictive of test anxiety during the sensitive period of transition, but became less relevant over the course of secondary schooling.

The biogeochemical signals archived in marine sediments deposited near continents can provide insight into past environmental conditions on land as well as complex processes occurring at the Earth’s surface. To distinguish signals produced on land from potential alteration mechanisms occurring during sediment transport and burial at the seafloor, a comparison of the composition of the signals at different sections of the sedimentary system is however required. In this dissertation, I compare the composition of sediments sampled at river mouths, marine surface sediments and marine sediments from gravity cores to investigate the nature of the information contained by five biogeochemical tracers archived in marine sediments offshore Chile. This dissertation provides insight into past environmental conditions in Chile over the last 20,000 years and shed light on geochemical reactions affecting marine sediments during early diagenesis.

I first use the comparison of the lithium composition and the lithium isotope ratio of clay-sized marine and fluvial sediments to highlight a systematic enrichment of lithium (translated by higher lithium over aluminum ratios) in marine sediments compared to their terrestrial counterparts. This overprint is attributed to the formation of marine authigenic clays in terrigenous sediments deposited at the seafloor. Using the data set reported along Chile, I derive a fractionation factor associated with marine authigenic clay formation, which provides insight into the role of marine authigenic clay formation in setting the lithium isotope composition of marine sediments and seawater.

I then interpret the hydrogen and carbon isotope compositions of leaf wax n-alkanes recorded in marine sediments along Chile based on the composition of modern fluvial and marine surface sediments previously shown to reflect the isotope composition of precipitation. This allows reconstructing hydrological regimes along Chile since the Last Glacial Maximum. Specifically, I present a new reconstruction of the past latitudes of the Southern Hemisphere Westerlies Wind belt along Chile with high spatial and temporal resolution. This reconstruction, compared with the past latitudes of the Intertropical Convergence Zone derived from literature, allows identifying large scale atmospheric pathways acting on the west coast of South America over the last 20,000 years.

I additionally compare the ratio of the meteoric cosmogenic 10 Beryllium (10Be) over the stable 9 Beryllium (9Be) of river sediments along Chile with their marine counterparts. This highlights a strong sensitivity of the beryllium system to early diagenetic reactions. Specifically, I attribute the higher 10Be/9Be ratios detected offshore Chile to the formation of authigenic phases incorporating beryllium from seawater. Alternatively, the same approach applied to the in situ 10Be and 26Al concentrations of quartz in sediments indicates a preservation of the terrestrial signals in marine sediments. This implies that in situ 10Be concentrations measured in marine sediments can be used to derive paleo-denudation rates.

This dissertation illustrates the large range of information that can be derived from marine sedimentary archives, provided that modern signals produced on continents are considered when interpreting marine records.

Während Trächtigkeit und Laktation kommt es beim Hund zu tiefgreifenden metabolischen Anpassungen, um den erhöhten Energiebedarf von Muttertier und Nachkommen zu decken. In diesen physiologisch fordernden Phasen können negative Energiebilanzen auftreten, die mitunter ohne klinische Symptome verlaufen, jedoch die Reproduktionsleistung der Hündin beeinträchtigen. Nichtveresterte freie Fettsäuren (NEFA) sind bekannte Marker der Lipolyse und gelten in der Nutztiermedizin als etablierter Parameter zur Beurteilung des energetischen Status. Für den Hund lagen bislang jedoch keine belastbaren Referenzwerte vor, insbesondere nicht für trächtige und laktierende Hündinnen. Ziel dieser Arbeit war es daher, NEFA-Referenzintervalle für gesunde Hunde zu ermitteln und die Veränderungen der NEFA-Konzentrationen in Abhängigkeit vom Reproduktionsstatus zu untersuchen.

In einem ersten Studienabschnitt wurden die NEFA-Werte im Blutserum von 85 gesunden Hunden erhoben und mithilfe nichtparametrischer Methoden ausgewertet. Die ermittelten Referenzintervalle lagen zwischen 0,20 und 1,47 mmol/L. Es konnte gezeigt werden, dass Alter, Geschlecht, Kastrationsstatus, Körpergewicht und Body Condition Score keinen signifikanten Einfluss auf die NEFA-Konzentration hatten. Diese Ergebnisse stellen erstmals belastbare Referenzbereiche für die NEFA-Konzentration beim Hund bereit und bilden eine Grundlage für künftige diagnostische Anwendungen.

Im zweiten Teil der Arbeit wurde untersucht, ob und in welchem Ausmaß sich die NEFA-Konzentration bei gesunden Hündinnen während Trächtigkeit und Laktation verändert. Hierzu wurden 15 Tiere zu drei definierten Zeitpunkten (Tag 10 ±2 ante partum, Tag 21 ±2 post partum, Tag 56 ±2 post partum) beprobt. Die Ergebnisse zeigten einen Anstieg der NEFA-Konzentration im mittleren Laktationsverlauf (Tag 21 ±2 pp), gefolgt von einem Abfall zum Ende der Laktation. Dieser Verlauf war jedoch nicht statistisch signifikant. Ein Einfluss der Wurfgröße oder des Body Condition Score konnte nicht nachgewiesen werden.

Die Ergebnisse dieser Arbeit legen nahe, dass NEFA auch beim Hund als Marker einer veränderten Energiebilanz während Trächtigkeit und Laktation herangezogen werden könnten. Die ermittelten Referenzintervalle ermöglichen erstmals eine evidenzbasierte Interpretation gemessener NEFA-Konzentrationen beim Hund. Künftig könnten NEFA-Messungen somit zur frühzeitigen Erkennung metabolischer Dysbalancen und zur Optimierung des Fütterungs- und Gesundheitsmanagements von Zuchthündinnen beitragen.

Background: Intertrochanteric fractures (ITFs) are common in the elderly, often caused by low-energy trauma such as falls. Due to bone fragility and functional limita-tions, surgical fixation is typically required. TFN-ADVANCED™ (TFNA) and proximal femoral nail anti-rotation (PFNA) are two widely used implants for ITF treatment. How-ever, their comparative efficacy remains unclear. Since TFNA replaced PFNA in our institution in October 2022, this study aimed to compare early outcomes and complica-tions of TFNA versus PFNA in elderly ITF patients.

Methods: We conducted a retrospective cohort study of 502 patients aged over 60 treated for ITFs between January 2020 and December 2023. Patients were divided into TFNA and PFNA groups. Key parameters analyzed included fracture classification, BMI, ASA score, surgical time, tip-apex distance (TAD), hospital length of stay (LOS), medial wall support (positive: P-MWS vs. negative: N-MWS), and postoperative complications. Statistical significance was set at p < 0.05.

Results: A total of 114 patients received TFNA and 298 received PFNA. The mean age was similar (TFNA: 80.9 ± 9.2 years; PFNA: 80.1 ± 8.6 years), with females com-prising 69.2% of the cohort. The fracture types (AO/OTA classification) were compara-ble. The ASA scores and BMIs did not differ significantly. The mean surgical time was nearly identical (TFNA: 74.4 ± 39.3 min; PFNA: 74.5 ± 38.7 min). The TFNA group had a significantly lower mean TAD (15.9 ± 7.1 mm vs. 18.1 ± 6.5 mm, p = 0.004), while LOS was comparable between groups (TFNA: 11.1 ± 8.2 days; PFNA: 10.8 ± 5.9 days).

Postoperative complications—including cardiopulmonary, neurological, urinary, gastro-intestinal, wound-related issues, delirium, and transfusion needs—showed no signifi-cant difference between groups. In the TFNA group, 84 patients had P-MWS and 30 had N-MWS; in the PFNA group, 209 had P-MWS and 89 had N-MWS. Internal fixation failure requiring revision surgery occurred more frequently in patients with N-MWS (p = 0.004).

Revision was needed in 4 TFNA patients (1 A1, 3 A3 fractures) and 6 PFNA patients (1 A1, 2 A2, 3 A3). In both groups, some patients underwent re-fixation, while others re-quired total or hemiarthroplasty. No third surgeries were reported. All fractures healed postoperatively with satisfactory hip function restoration.

Conclusions: Both TFNA and PFNA are effective in treating ITFs in elderly patients, with similar outcomes in surgical time, LOS, fixation failure, and early complications. A lower TAD was noted with TFNA, though its clinical relevance warrants further study. Importantly, P-MWS is associated with greater stability and lower revision rates than N-MWS. Overall, both implants provide reliable fixation and support functional recovery.

Hintergrund Herzinsuffizienz ist ein führender Grund für Hospitalisierung und Sterblichkeit mit weltweiter Zunahme an Prävalenz. Maßgeblich für eine gute Prognose ist der möglichst frühe Zeitpunkt der Diagnosestellung. Dies ist besonders in der Diagnostik von HFmrEF und HFpEF eine Herausforderung.

Ziel der Studie Ziel dieser klinischen Studie war es, Patient*innen aus allen Subgruppen der Herzinsuffizienz ausführlich zu untersuchen und insbesondere die Ergebnisse der Strain-Untersuchungen aus dem MRT in Kombination mit etablierten Echomarkern (é) zu bewerten und abschließend eine Aussage über die Zuverlässigkeit der einzelnen diagnostischen Marker zu treffen.

Material und Methoden In dieser prospektiven klinischen Querschnittsstudie wurden Patient*innen mit HFrEF, HFmrEF, HFpEF sowie herzgesunde Kontrollen in zwei Zentren untersucht. Zu den erhobenen Daten gehören unter anderem Laborparameter (NTproBNP), ein 6-Minuten-Gehtest, der Minnesota Living With Heart Failure Questionnaire und Messwerte aus Echokardiographie (septaler e prime, lateraler e prime, E/é) und kardialem MRT (GCS, GLS, GRS). Die statistischen Berechnungen wurden mit Microsoft Excel und IBM SPSS Statistics durchgeführt.

Ergebnisse Es wurden 15 HFrEF-Patient*innen, 17 HFmrEF-Patient*innen, 19 HFpEF-Patient*innen und 17 Proband*innen aus der Kontrollgruppe in die Studie eingeschlossen. Im Vergleich der Subgruppen absolvierten die HFpEF-Patient*innen die geringste Gehstrecke, hatten den größten Anteil von NYHA 3-Patient*innen und erreichten die höchste Punktzahl in der Befragung zur Lebensqualität. Im MRT zeigte sich eine Zunahme des Strains mit größerer EF (HFrEF: LV GCS: -10,81%, LV GLS: -10,83%; HFmrEF: LV GCS: -12,7%, LV GLS: -15,75%; HFpEF: LV GCS: -16,6%; LV GLS: -18,79%; Kontrollgruppe: LV GCS: -18,64%, LV GLS: -20,14%). In der Echokardiographie unterschieden sich die HI-Gruppen von der Kontrollgruppe insbesondere durch die Messung des septalen e prime mit folgenden Medianen: HFrEF: 0,0523 m/s; HFmrEF: 0,0547 m/s; HFpEF: 0,0543 m/s; Kontrollgruppe: 0,0733 m/s. Zusätzlich konnte eine signifikante positive Korrelation zwischen den einzelnen Strain-Werten und NTproBNP sowie eine signifikante negative Korrelation zwischen dem septalen e prime und NTproBNP gezeigt werden. Die ROC-Analyse ergab eine signifikante diagnostische Aussagekraft von Strain in HFrEF, HFpEF und der Kontrollgruppe sowie von septalem e prime in der Kontrollgruppe.

Schlussfolgerung Die Gruppe der HFpEF-Patient*innen erfährt sowohl körperlich als auch in der Lebensqualität die größte Beeinträchtigung. LV GLS und LV GCS haben eine signifikante diagnostische Aussagekraft für die gesunde Kontrollgruppe, HFpEF und HFrEF, nicht jedoch für HFmrEF. Septaler e prime hat eine signifikante diagnostische Aussagekraft für die Kontrollgruppe. In einer Kohorte von kompensierten HI-Patient*innen ist die Bestimmung von LV GLS, LV GCS sowie septalem e prime eine ergänzende Methode für die Diagnose einer HI.

Hintergrund und Zielsetzung: Morbus Whipple ist eine seltene multisystemische chronische Infektionskrankheit mit Tropheryma whipplei, die ohne eine antibiotische Therapie tödlich verläuft. Aktuell gibt es zwei Behandlungsansätze: die alleinige orale Therapie mit Doxycyclin und Hydroxychloroquin sowie die intravenöse Induktionstherapie mit Ceftriaxon, die einen Krankenhausaufenthalt erfordert und Risiken für behandlungsbedingte Komplikationen birgt. Letztere wird gefolgt von einer oralen Erhaltungstherapie mit Trimethoprim/Sulfamethoxazol. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die beiden Therapieansätze in einer klinischen Studie zu vergleichen und eine Nichtunterlegenheit der alleinigen oralen Antibiotikatherapie zu überprüfen. Methodik: Im Zeitraum von 2010 bis 2018 wurden in einer prospektiven monozentrischen, randomisierten und kontrollierten klinischen Nichtunterlegenheitsstudie 60 Patient:innen in die Behandlungsgruppe A mit intravenöses Ceftriaxon (2g OD, 14 Tage), gefolgt von oralem Trimethoprim/Sulfamethoxazol (960mgBID) oder in die BehandlungsgruppeB mit oralem Doxycyclin (100mg BID) und Hydroxychloroquin (200mg BID) randomisiert. In Behandlungs- gruppe B wurde bei zerebraler Infektion Trimethoprim/Sulfamethoxazol hinzugefügt. Primärer Endpunkt war Erreichen einer klinischen Komplettremission ohne Rezidiv während eines Beobachtungszeitraumes von 2 Jahren. Primäres Studienziel war Nichtunterlegenheit der rein oralen Antibiotikatherapie (-18Prozentpunkte). Sekundäre Endpunkte waren histologische Remission der Duodenalschleimhaut sowie Eliminierung des Erregers aus Duodenum und/oder Liquor. Sicherheit und Verträglichkeit der Prüfmedikamente wurden ebenfalls bewertet. Ergebnisse: In Behandlungsgruppe A erreichten 80,6% und in Behandlungsgruppe B 96,6% der Patient:innen eine klinische Komplettremission (Risikodifferenz 15,9 Prozentpunkte; 95%- Konfidenzintervall -1,2 bis 33,1). Histologische Remission wurde bei allen Patient:innen nach- gewiesen. In Behandlungsgruppe A erlangten 95,4% und in B 95,2% der Patient:innen PCR- Negativität des Duodenum. Eine Eradikation aus dem Liquor erreichten in Behandlungsgruppe A 91,7% und in B 100,0% der Patient:innen. Schwerwiegende unerwünschte Ereignisse traten bei 41,9% der Patient:innen in Behandlungsgruppe A, darunter zwei Todesfälle, und bei 27,6% in Behandlungsgruppe B auf. Schlussfolgerung: Die alleinige orale Antibiotikatherapie des Morbus Whipple ist einer sequenziellen intravenösen/oralen Behandlung nicht unterlegen und sicher, erleichtert das Patientenmanagement, ist kostengünstiger und kann Komplikationen reduzieren.

Im Kontext des Drug-Repositioning wird Metformin in den letzten Jahren intensiv beforscht, was bereits zu interessanten Erkenntnissen mit möglichen Auswirkungen auf die Therapie und Prophylaxe diverser Erkrankungen geführt hat. In der vorliegenden Arbeit werden die Ergebnisse einer retrospektiven Fall-Kontroll-Analyse mit großen Patientenzahlen (n = 20.416/Kohorte) unter Nutzung von RWE (Real-World Evidence) Daten der TriNetX-Datenbank (TriNetX, Cambridge, MA, USA) vorgestellt. Dabei wird der Effekt einer Metformin-Medikation bei diabetischen Patienten mit der Diagnose eines Kopf-Hals-Malignoms (mit den International Classification of Diseases (ICD 10) Codes C00-C14, C31 und C32) im Vergleich zu denen ohne Metformin in der Medikation untersucht. Die Kohorten werden in Alter, Geschlecht, Body-Mass-Index (BMI), Nikotin- und Alkoholabhängigkeit mittels eines 1:1 Propensity-Score Matchings aneinander angeglichen, um Confounder zu minimieren. Die Ergebnisse zeigen eine signifikant verbesserte 5-Jahres-Überlebensrate in der Metformin-Kohorte (75,3%), als in der Kohorte ohne Metformin (69,8%), wobei die Odds Ratio (OR) bei 0.79 (95% Konfidenzintervall (CI): 0.75; 0.83) und die Hazard Ratio (HR) bei 0,78 (CI: 0,75; 0,82) lag. Diese Ergebnisse können ein Ausgangspunkt für weitere klinische Studien und pharmakologische Forschung sein.

Background Osteoarthritis (OA) is a degenerative joint disease affecting 594 million people worldwide (1). Our previous studies have shown that the activation of toll-like receptor 1/2 (TLR1/2) increased the expression of pro-inflammatory cytokines and cartilage–degrading enzymes, and inhibited the mitochondrial respiration in chondrocytes of OA patients (2). This study aimed to assess the impact of TLR stimulation on various types of synovial cells of OA patients. Methods Synovial membrane, synovial fluid, cartilage, and peripheral blood were collected from OA patients who had undergone knee replacement surgeries. The cellular composition of synovial membrane and the expression of TLR1 to 9 in synovial cells were detected using flow cytometric and immunofluorescent analysis. Purified synovial fibroblasts were stimulated with agonists specifically targeting TLR1 to 9 for 3.5 days and then were either directly analyzed or co-cultured with spheroids of chondrocytes from the same patients. The expression of inflammatory factors and cartilage-degrading enzymes was measured using qPCR and Bio-Plex assays. Results Roughly 50% of the synovial membrane cells of OA patients were fibroblasts, 25% were immune cells, and the remaining 25% were a mixture of endothelial cells, mesenchymal stem cells, et. al. For the immune cells, roughly 20% were macrophages, 3% were CD4+ T cells, 1% were CD8+ T cells, and 0.5% were B cells. Synovial fibroblasts could express TLR1 to 9. The expression of inflammation-related genes IL6 and IL8, along with cartilage-degrading enzymes such as MMP1 and MMP3, increased when fibroblasts were activated by TLR1/2, TLR4, TLR5, and TLR2/6 agonists. In addition, stimulation of TLR1/2, TLR4, and TLR2/6 enhanced GCSF, while TLR5 stimulation upregulated IL1B and MMP13 expression in the synovial fibroblasts of OA patients. When TLR1/2-prestimulated fibroblasts were cocultured with chondrocyte spheroids, they suppressed chondrocytes in expressing anabolic factor COL2A1 and enhanced their expression of catabolic factor MMP3 along with inflammatory factor IL6, IL8, and GCSF. For synovial immune cells, such as macrophages and T cells, various types of TLR are also expressed. Conclusions Synovial cells, in particular, synovial fibroblasts, macrophages, and T cells of OA patients, expressed various types of TLR. Stimulation of TLR1/2, TLR4, TLR5, and TLR2/6 resulted in increased secretion of inflammatory factors and cartilage-degrading 2 enzymes in the synovial fibroblasts. Additionally, TLR1/2-pre-stimulated fibroblasts promoted chondrocytes to express catabolic and inflammation-related genes while inhibiting the expression of cartilage-anabolic genes.