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DDK shapes origin chromatin structure and replication efficiency by finetuning INO80 function
Get PDFEukaryotic genomic DNA is wrapped around histone proteins to form nucleosomes, the basic units of chromatin. Chromatin is a higher-order structure and key regulatory element for DNA-template processes. Nucleosomes can regulate the access to DNA during replication, transcription, recombination, and repair. Any deregulation of these processes can cause genomic instability and can result in diseases like cancer. Hence, it is crucial to gain insights into the fundamental mechanisms that regulate nucleosome dynamics.
Replication initiates at specific DNA sequences called origins of replication. In the budding yeast Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae), origins are nucleosome-free regions (NFRs) flanked by arrays of well-positioned nucleosomes. This specific chromatin structure helps in origin selection and pre-replication complex assembly at origins. At the beginning of the S phase of the cell cycle, the pre-replication complex is converted into the active replication machinery by DDK (Dbf4-dependent kinase). The active replication machinery encounters nucleosomes as a barrier and therefore requires assistance of chromatin factors (ATP-dependent chromatin remodelers and histone chaperones).
Upon committing to cell division, in G1 phase, chromatin factors interact with origin recognition complex (ORC) to form arrays of well positioned nucleosomes. However, how these chromatin factors are regulated throughout the cell cycle is unknown. Because low levels of DDK have been observed at early origins during G1 phase of the cell cycle, we speculated that DDK might be involved in the regulation of chromatin factors at early origins of replication, possibly by direct phosphorylation.
In this study, we utilized S. cerevisiae to discover phosphorylation events by DDK with an emphasis on chromatin factors to understand the DDK phosphorylation network in the nucleus. Using a mass spectrometry omics approach, we found DDK phosphorylation events on many nuclear proteins. In particular, we identified the Arp8 subunit of INO80 to be phosphorylated by DDK. We found that Arp8 phosphorylation does not peak in S phase, but appears during G1, consistent with a role of DDK in phosphorylating and regulating INO80 function prior to S phase.
INO80 is a multi-subunit ATP-dependent chromatin remodeler and a known player of chromatin replication. We dissected the functional relevance of DDK-dependent phosphorylation on the INO80 complex. We showed that DDK phosphorylation of Arp8 is essential for the integrity of INO80, in particular for the interaction of Ino80 with the NHP10 and ARP8 modules. When Arp8 was not phosphorylated, it leads to defects in DNA replication, structural changes within the INO80 complex which reduced ATP hydrolysis and generated incorrect nucleosomal spacing with larger linker length. In the model, we propose that during G1 phase, INO80 and DDK interact with ORC subunits at early origins of replication where DDK phosphorylates Arp8 subunit of INO80 for precise nucleosomes positioning.
Overall, our study provides a comprehensive resource of nuclear phosphorylation events that are regulated by DDK. Our study further establishes a model where INO80 activity to accurately position nucleosomes around origins of replication is regulated by direct phosphorylation of DDK prior to the onset of S phase replication. To our knowledge, this is the first example of any organism, where the nucleosome spacing activity of a chromatin remodeler is directly regulated by signals of the cell cycle machinery
Integration präoperativer Computersimulation in die Knieendoprothetik
Get PDFArthrose ist eine gesamtgesellschaftliche Erkrankung mit einer Ein-Jahres-Prävalenz in Deutschland von 21,8 % bei Frauen und 13,9 % bei Männern. Sie ist durch Zerstörung des Gelenkknorpels und anliegender Strukturen gekennzeichnet. Neben den körperlichen Einschränkungen mit damit einhergehenden starken Schmerzen kommt es zu einer Abnahme der Lebensqualität. In Deutschland wurden im Jahr 2021 laut dem ERPD 115 581 Knieendprothesen erstimplantiert. Ein Großteil der Patienten ist nach der Operation mit ihrem künstlichen Kniegelenk zufrieden, allerdings gibt es noch bis zu 19 % Patienten, bei denen eine Verbesserung der Funktionalität ausbleibt oder der Schmerz weiterbestehen bleibt. Häufig hat dies eine Revisionsoperation zur Folge. Neben anatomischen und funktionellen Untersuchungsmethoden hebt sich seit geraumer Zeit immer mehr die computerbasierte Untersuchungsmethode heraus. Vorteile dieser Vorgehensweise sind die realitätsnahen Einstellungsmöglichkeiten der mechanischen Randbedingungen und das Verhalten des Materials (wirkende Kräfte, Bewegungen, Druckfestigkeit, Deformierungen oder Steifigkeit) für jeden einzelnen Knotenpunkt. In der biomechanischen Forschung sind diese Eigenschaften von besonderer Bedeutung, da Vorhersagen über Protheseneigenschaften getroffen werden können, noch bevor diese am Patienten getestet werden. Oberstes Ziel dieser experimentellen Analyse ist die patientenindividuelle Anpassung von Prothesen, um die Revisionsrate weiter zu minimieren. Grundlage dieser Studie ist der bereits etablierte Münchener Kniegelenkskinemator. In diesem wurden für den ersten Schritt acht Humanpräparate sowohl im nativen als auch im postoperativen Zustand mit Knietotalendoprothese getestet. Dabei wurden der retropatellare Druck und die Quadrizepskraft über Sensoren aufgezeichnet. Ziel des ersten Abschnitts dieser Arbeit war die naturgetreue Nachstellung dieses Versuchsaufbaus auf Basis eines institutsinternen Finite-Elemente-Modells (FEM). Ein weiterer Zweck dieser wissenschaftlichen Abhandlung dient der Validierung der femoralen Rotationsachse der in vitro durchgeführten Versuchsreihen. Hinsichtlich der letzten Hypothese dieses Teils der Dissertation wurde der Frage nachgegangen, ob sich Veränderungen in der Bandspannung auf die Kniekinematik des FEMs auswirken.
Die Segmentierung der Knochen, Knorpel und des Bandapparats erfolgte anhand der MRT-Daten im 3D Slicer und wurde anschließend in Geomagic zusammengefügt. In Catia fand die Modifikation des Modells hin zur realitätsnahen Nachbildung des Knies statt, wie es im Münchener Kniegelenkskinemator getestet worden ist. Hierfür wurde neben den medialen und lateralen Epikondylenpunkten der FFC-Punkt nach Pinskarova erstellt, die mechanische und anatomische Achse nach Luis definiert und die Quadrizepssehne anhand der gemessenen Durchmesser konstruiert. In Ansys wurden Einstellungen eines bestehenden FEMs als Vorlage herangezogen. Die Freiheitsgrade wurden nach dem Münchener Kniegelenkskinemator freigegeben. Die Vernetzung wurde um die posterior stabilisierende Prothese erweitert. Die Pointer-Ansatzpunkte wurden wie in vitro gesetzt.
Der femorale Rollback des Kniegelenkes wurde durchgehend dokumentiert. Wurde der FFC-Punkt an den Femurkondylen gesetzt, resultierte daraus ein falsch hoher femorale Rollback. Zur Feststellung der anterioposterioren Bewegung wurde eine ANOVA verwendet. Die Methodik zur Applizierung des FFC in das FEM wurde eingeführt und die Relevanz des korrekten Rebuildings der In-vitro-Landmarken konnte reproduziert werden.
Eine Änderung der Tibiarotation, der anterioposterioren Bewegung und der Belastung der Tibiaprothese konnte im Vergleich zur physiologischen Bandspannung lediglich bei einer Veränderung der Steifigkeit des medialen Ligaments beobachtet werden. Eine prozentuale Veränderung des lateralen Ligaments hat keinen Einfluss auf die Kniekinematik. Das LCL scheint zur Stabilisierung bei Extension von Bedeutung zu sein, da hier eine hohe Zugkraft zu beobachten war. Es konnte gezeigt werden, dass der mediale Bandapparat eine wesentliche Funktion in der Kniekinematik besitzt und postoperativ ein ausschlaggebender Faktor bezüglich der Belastung der Tibiaprothese ist.
Bei der FEM-Simulation handelt es sich im Allgemeinen um ein vereinfachtes Modell. Für die Zukunft ist es notwendig, dass für die Kinematik relevante Strukturen wie z. B. der Hoffa‘sche Fettkörper oder die Patellaseitenbänder ergänzt werden. Weitere Untersuchungen werden veranschaulichen, inwieweit sich eine veränderte Kinematik bei zu straffer bzw. zu lockerer Spannung des medialen Ligaments auf die Patientenzufriedenheit auswirkt. Zudem muss zukünftig ermittelt werden, ob eine bestmögliche Ausrichtung im Sinne des Gap Balancings die Lebensdauer einer Knietotalendoprothese verlängern kann.
Im zweiten Abschnitt dieser Arbeit wurde die Korrelation des anterioposterioren Kondylendurchmessers und der Quadrizepskraft untersucht. In verschiedenen Studien konnte eine Veränderung der Hebelkraft nachgewiesen werden. So kann ein Kniegelenksersatz mit Veränderung des ap Kondylendurchmessers zu einer Veränderung der Kinematik führen. Gleichwohl kann es auch bei langjähriger Arthrose selbst zu einer Abschwächung der Quadrizepskraft mit Verstärkung des Hebelarms kommen. D‘Lima konnte eine Reduktion der Quadrizepskraft bei gleichzeitiger Verringerung des Patellakompressionsdrucks mit einer daraus resultierenden Erhöhung des Quadrizepshebelarms belegen.
Ziel dieser Studie war sowohl prä- als auch postoperativ der direkte Nachweis einer Veränderung des Hebelarms durch die Vermessung des anterioposterioren Kondylendurch-messers und die Erhebung der Quadrizepskraft im Münchener Kniegelenkskinemator. Auf diese Weise sollte ein Verhältnis zwischen der Quadrizepskraft und der ap Länge nach Maßgabe der Hebelgesetze ermittelt werden, um das Ausmaß der Änderung definieren zu können.
Mit statistischer Signifikanz konnte ein Unterschied in nativem und operiertem Zustand in den anterioposterioren Kondylenlängen sowohl medial als auch lateral erhoben wer-den. Es wurde der Wilcoxon-Rang-Test durchgeführt. Zum Zeitpunkt des maximalen Hebels – bei 30° Extension, bei 60° Extension und bei 30° Flexion – wurde eine Differenz mit p < 0,05 festgestellt. Es kann daher postuliert werden, dass eine Verkürzung der AP-Länge von 1 mm eine Erhöhung der Quadrizepskraft von durchschnittlich 5,77 N zur Folge hat. Dieses Resultat wurde bei einer Bodenreaktionskraft von 50 N in vitro im Münchener Kniekinemator erhoben. Es muss von einem höheren Ergebnis ausgegangen werden, da Belastungen des täglichen Lebens eine Größenordnung von 200–300 % des Körpergewichts haben, so etwa beim Laufen oder beim Aufstehen.
Es ist anzunehmen, dass in zukünftigen wissenschaftlichen Arbeiten mithilfe des retropatellaren Drucks zusätzlich zur AP-Länge und zur Quadrizepskraft die Genauigkeit der Definition erhöht werden kann. Einen weiteren Forschungsansatz für die Zukunft bildet die In-vitro-Erhebung des Hebelarms unter realen Belastungen.
Zusammenfassend leisten beide Abschnitte dieser Dissertation einen wichtigen Beitrag zur ganzheitlichen Erforschung der Kinematik bei Knietotalendoprothese. Bereits in der Entwicklung neuer Prothesen wird die Berücksichtigung der Kniekiematik einen wichtigen Stellenwert haben. Ziel ist die umfassend validierte realitätsnahe Computersimulation, die auf jeden Patienten eine individuell zugeschnittene Prothese ermöglicht. Zudem kann die postoperative Änderung des Hebelarms Auswirkungen auf die Operationsplanung und die Methodik des Einbaus haben. Konservativ können neue physiotherapeutische Methoden zur postoperativen Beübung des Quadrizepsmuskels entwickelt werden, die die Zufriedenheit der Patienten erhöhen, ohne dass eine Revision notwendig wäre.Arthrosis is a common disease with a one-year prevalence in Germany of 21.8% in women and 13.9% in men. It is characterized by a degenerative destruction of joint cartilage and damage to adjacent structures. Along with the physical limitations and as-sociated severe pain, there is a decrease in quality of life. According to the ERPD, in Germany in 2021, 115,581 knee endoprostheses were implanted for the first time. A large proportion of patients are satisfied with their artificial knee joint after surgery, how-ever, there are still up to 19% in whom an improvement in functionality is absent or the pain persists. Often, this leads to a revision.
In addition to anatomical and functional examination methods, computer-based methods have been increasingly standing out in recent years. Advantages of this approach include the realistic adjustment options of the mechanical boundary conditions and the behavior of the material (acting forces, movements, compressive strength, deformations or stiff-ness) for each individual nodal point. In biomechanical research, these properties are of particular importance as predictions about prosthesis properties can be made even be-fore they are tested on patients. The primary goal of this experimental analysis is the patient-specific adaptation of prostheses in order to further minimize the revision rate.
The basis of this study is the implemented Munich Rig. In this, eight human specimens were tested both in their native and postoperative states for the first part. The retropatellar pressure and the quadriceps force were recorded via sensors. The aim of this section was to recreate this experimental setup faithfully based on an in-house finite element model. Another purpose of this scientific work was the validation of the FFC point of the in vitro conducted experimental series. The last hypothesis of this part of the dissertation investigated whether changes in ligament tension affect knee kinematics.
The segmentation of the bones, cartilage, and ligament apparatus was performed using the MRI data in 3D Slicer and subsequently assembled in Geomagic. In Catia, the model was modified towards a realistic replication of the knee, as it has been tested in the Munich Rig. For this, the FFC point according to Pinskarova was created, the mechanical and anatomical axis defined according to Luis, and the quadriceps tendon was constructed based on the measured diameters. In Ansys, settings of the existing FE model were adjusted. The degrees of freedom were released according to the Munich Rig. The mesh was expanded around the posterior-stabilizing prosthesis. The pointer attachment points were set as in silico.
The femoral rollback was consistently observed. When the FFC point was set at the fem-oral condyles, it led to a falsely high femoral rollback. An ANOVA was used to determine the anteroposterior movement. With high significance (< 0.001), the AP movement de-pends on the pointer tag and the flexion angle. A change in tibial rotation, anteroposterior movement, and load on the tibia prosthesis could only be observed with a change in the stiffness of the medial ligament. A percentage difference in the lateral ligament has no impact on knee kinematics. The lateral ligament appears to be important for stabilization during extension, as a high tensile force was observed here. It has been shown that the medial ligament apparatus plays an important role in knee kinematics and is an important factor postoperatively in the load on the tibial prosthesis.
The simulation is a simplified model. For the future, it is necessary to include structures important for kinematics, such as Hoffa's fat pad or the patella side ligaments. Further studies will show to what extent changed kinematics due to too tight or too loose tension of the medial ligament impacts patient satisfaction. In addition, it needs to be demonstrated in the future whether the best possible alignment in the sense of gap balancing can extend the lifespan of a total knee arthroplasty.
In the second section of this work, the correlation between the anteroposterior condylar diameters and the quadriceps force was examined. Various studies have been able to demonstrate a change in leverage. Thus, a knee joint replacement can lead to a change in kinematics. But even in long-standing arthrosis itself, there can be a weakening of the quadriceps force with an increase in the lever arm. D'Lima was able to demonstrate a reduction in quadriceps force with a simultaneous decrease in patella compression pressure, resulting in an increase in the quadriceps lever arm.
The aim of this study was the direct demonstration of a change in the lever arm by measuring the anteroposterior condylar diameter and recording the quadriceps force in the Munich Rig. We expected to be able to derive a formula to define the extent of the change. With statistical significance, a difference in the lengths of the condyles, both medially and laterally, could be determined in the native and operated states. The Wilcoxon Rank Test was performed. A difference with p < 0.05 was observed at the time of maximum leverage, at 30° extension, at 60° extension, and at 30° flexion. It can be postulated that a shortening of the AP length by one-millimeter results in an increase in quadriceps force by an average of 5.77 N. This result was obtained with a ground reaction force of 50 N in vitro in the Munich Rig. A higher result must be expected, as daily life loads have an order of magnitude of 200-300 N, such as when running or standing up. This study is the first to provide a definition of the leverage force using the AP length and putting it into relation.
It is anticipated that in future scientific work, the accuracy of the definition can be increased with the help of retropatellar pressure, in addition to AP length and quadriceps force. Another research approach for the future is the in vitro measurement of the lever arm under real loads.
In summary, both sections of this dissertation make an important contribution to holistic research into the kinematics of total knee arthroplasty. The consideration of knee kinematics will already play an important role in the development of new prostheses. The aim is a comprehensively validated, realistic computer simulation that enables an individually tailored prosthesis for each patient. In addition, the postoperative change in the lever arm can have an impact on surgical planning and the method of fitting. New physiotherapeutic methods for postoperative exercise of the quadriceps muscle can be developed conservatively to increase patient satisfaction without the need for revision
Decoding the brain mosaic
Get PDFBackground
Psychiatric disorders rank among the top causes of global disability, leading to a substantial decrease in quality of life and imposing significant challenges on society. Their development involves a complex interplay of genetic and environmental factors that initiate molecular, cellular, and structural changes in the human body, specifically in the brain. Yet, the molecular architecture of psychiatric disorders remains elusive, largely due to their polygenic nature and the complex interplay among a mosaic of diverse cell types and various brain regions. The prefrontal cortex, a brain region orchestrating higher cognitive function, has shown structural and functional abnormalities in psychiatric disorders, such as schizophrenia, major depressive disorder (MDD), and bipolar disorder. This group of mood and psychotic disorders does not only display overlapping symptoms but also shares a common genetic architecture. While moderate stress can foster resilience and prevent psychiatric conditions, chronic stress can disrupt the body's stress response systems like the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis, posing a major risk factor for the development of such disorders. This thesis aims to delineate the transcriptomic response to stress across various brain regions and the shared molecular architecture of schizophrenia, MDD, and bipolar disorder in the prefrontal cortex on a cell type level.
Methodology
To decipher the brain's stress response via the HPA axis, this work utilized RNA-sequencing to analyze the transcriptional response to the glucocorticoid receptor agonist dexamethasone across eight brain regions implicated in stress within a mouse model (n=30). With a combination of differential expression and network analyses, we sought to unravel complex gene networks that evade detection at the single-gene level. For insights into the molecular basis of psychiatric disorders within the orbitofrontal cortex – a subregion of the prefrontal cortex and focal point in psychiatric research – single-nucleus RNA-sequencing and ATAC-sequencing, a technique assessing chromatin accessibility, were conducted. These methods were applied to 92 postmortem human brain samples from a transdiagnostic cohort that included healthy controls and psychiatric cases with a diagnosis for schizophrenia, schizoaffective disorder, MDD, or bipolar disorder. Profiles of gene expression and chromatin accessibility, for 800,000 and 400,000 nuclei respectively, were generated and subsequently integrated with genetic risk and clinical profiles. Differential expression and chromatin accessibility analyses between cases and controls were complemented by differential analyses contrasting groups of high and low genetic risk.
Results
The findings uncover a brain region-specific response to glucocorticoid stimulation in mice (5-27% of differentially expressed genes per brain region), yet a large number of genes (n_genes=172) demonstrates a consistent response throughout various regions. Network analyses enhance the understanding gained from differential expression, such as for genes like Abcd1, involved in the active transport of glucocorticoids, and part of a differential network highlighting the role of ABC transporters in glucocorticoid response. Additionally, the gene Tcf4, which is implicated in psychiatric disorders, may modulate the Wnt pathway in a subregion-specific manner within the dentate gyrus. Furthermore, cell type-specific alterations in gene expression and chromatin accessibility within the human orbitofrontal cortex reveal a pronounced impact in excitatory neurons associated with psychiatric diagnoses and additionally in glial and endothelial cells influenced by genetic risk. Notably, there is minimal overlap between genes affected by psychiatric diagnosis and those influenced by genetic risk, yet the affected biological pathways often converge. The genes INO80E and HCN2 stand out due to their dysregulation on the level of both gene expression and chromatin accessibility in excitatory neurons of layers 2/3 influenced by genetic risk for schizophrenia.
Conclusion
In conclusion, this thesis significantly enriches our understanding of the stress response via the activation of the glucocorticoid receptor across multiple brain regions. Additionally, it sheds light on the complex genetic, transcriptomic, and epigenetic landscape of psychiatric disorders in a multitude of cell types. By contrasting genetic predisposition with clinical diagnoses, this research underscores the complexities inherent in integrating genetic risk factors with clinical phenotypes and highlights the necessity for a deeper understanding of the underlying biology. This thesis contributes to addressing these complexities, paving the way for advancements in personalized mental health care and the development of more targeted diagnostic and therapeutic strategies. The DiffBrainNet Shiny app as well as data and code repositories provide a wealth of materials and results, opening avenues for further exploration.Hintergrund
Psychische Störungen gehören weltweit zu den häufigsten Erkrankungen, beeinträchtigen die Lebensqualität von Betroffenen erheblich und stellen eine große gesellschaftliche Herausforderung dar. Ihre Entstehung ist von einem komplexen Zusammenspiel genetischer und umweltbedingter Faktoren geprägt, die molekulare, zelluläre und strukturelle Veränderungen im menschlichen Körper, insbesondere im Gehirn, auslösen. Dennoch bleibt die molekulare Basis psychischer Störungen weitgehend unergründet, was vor allem durch ihre polygene Beschaffenheit und die komplexen Interaktionen zwischen einer Vielfalt von Zelltypen und verschiedenen Gehirnregionen bedingt ist. Der präfrontale Kortex ist eine Gehirnregion, die höhere kognitive Prozesse koordiniert und bei psychischen Störungen wie Schizophrenie, Depression und bipolarer Störung strukturelle und funktionelle Anomalien zeigt. Diese Gruppe von affektiven und psychotischen Störungen zeigt nicht nur überlappende Symptome, sondern teilt auch eine gemeinsame genetische Basis. Während moderater Stress die Resilienz fördern und psychischen Erkrankungen vorbeugen kann, kann chronischer Stress die körpereigenen Stressreaktionssysteme, wie die Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse (HPA-Achse), stören und stellt somit einen erheblichen Risikofaktor für die Entwicklung solcher Erkrankungen dar. Diese Doktorarbeit zielt darauf ab, die transkriptomische Reaktion auf Stress über verschiedene Gehirnregionen hinweg sowie die gemeinsame molekulare Basis von Schizophrenie, Depression und bipolarer Störung im präfrontalen Kortex auf der Zellebene zu ergründen.
Methodik
In dieser Arbeit wurde die RNA-Sequenzierung genutzt, um die transkriptomische Reaktion auf den Glukokortikoidrezeptor-Agonisten Dexamethason in acht für die Stressreaktion relevanten Gehirnregionen anhand eines Mausmodells (n=30) zu analysieren. Die Intention dabei war, die Stressreaktion des Gehirns über die HPA-Achse zu entschlüsseln und komplexe Gen-Netzwerke aufzudecken, die auf der Einzelgen-Ebene nicht erkennbar sind. Hierfür wurde eine Kombination aus differentieller Expressions- und Netzwerkanalyse verwendet. Um Einblicke in die molekulare Basis psychischer Störungen innerhalb des orbitofrontalen Kortex, einer Unterregion des präfrontalen Kortex und Schwerpunkt der psychiatrischen Forschung, zu gewinnen, wurde neben Einzelkern-RNA-Sequenzierung auch Einzelkern-ATAC-Sequenzierung durchgeführt – ein Verfahren zur Analyse der genomweiten Chromatin-Zugänglichkeit. Diese Methoden wurden an 92 postmortalen humanen Gehirnproben aus einer transdiagnostischen Kohorte angewandt, welche gesunde Kontrollen und psychiatrische Fälle mit Diagnosen für Schizophrenie, schizoaffektive Störung, Depression oder bipolare Störung umfasst. Genexpression und Chromatin-Zugänglichkeit für 800.000 bzw. 400.000 Zellkerne wurden mit genetischem Risiko für psychische Störungen und klinischen Daten integriert. Neben der Analyse von differentieller Expression und Chromatin-Zugänglichkeit zwischen Erkrankten und Kontrollen, wurden Gruppen mit hohem und niedrigem genetischem Risiko in differentiellen Analysen verglichen.
Ergebnisse
Die Ergebnisse zeigen eine regionsspezifische Reaktion auf Glukokortikoid-Stimulation im Maushirn (5-27% der differentiell exprimierten Gene pro Gehirnregion), wobei eine hohe Anzahl an Genen (n_Gene=172) in verschiedenen Regionen konsistent reagiert. Netzwerkanalysen erweitern das Verständnis, das aus der differentiellen Expressionsanalyse gewonnen wurde. Ein Beispiel hierfür ist das Gen Abcd1, das am aktiven Transport von Glukokortikoiden beteiligt und Teil eines differentiellen Netzwerks ist, welches die Rolle der ABC-Transporter in der Glukokortikoidreaktion hervorhebt. Ein weiteres Gen ist Tcf4, das mit psychischen Störungen in Verbindung gebracht wird und möglicherweise den Wnt-Signalweg in einer subregionsspezifischen Weise innerhalb des Gyrus dentatus moduliert.
Darüber hinaus wurden zelltypspezifische Veränderungen der Genexpression und der Chromatin-Zugänglichkeit im humanen orbitofrontalen Kortex beobachtet, die einen ausgeprägten Einfluss auf erregende Neuronen in Assoziation mit psychiatrischen Diagnosen, sowie zusätzlich auf Glia- und Endothelzellen im Zusammenhang mit genetischem Risiko aufzeigen. Obwohl es zwischen Genen, die durch die den Krankheitsverlauf und solchen, die durch genetisches Risiko beeinflusst sind, nur eine minimale Überschneidung gibt, stimmen die betroffenen biologischen Prozesse oft überein. Die Gene INO80E und HCN2 heben sich hervor, da sie sowohl auf Ebene der Genexpression als auch der Chromatin-Zugänglichkeit in erregenden Neuronen der Schichten 2/3 durch das genetische Risiko für Schizophrenie beeinflusst werden.
Schlussfolgerung
Die Ergebnisse dieser Doktorarbeit tragen maßgeblich zu einem verbesserten Verständnis der Stressreaktion über die Aktivierung des Glukokortikoidrezeptors in verschiedenen Gehirnregionen bei. Außerdem geben Sie Aufschluss über die komplexe genetische, transkriptomische und epigenetische Landschaft psychischer Störungen in einer Vielzahl von Zelltypen. Durch die Gegenüberstellung von genetischem Risiko und klinischer Diagnose ebnet diese Doktorarbeit den Weg für Fortschritte in der personalisierten Gesundheitsversorgung und der Entwicklung gezielterer diagnostischer und therapeutischer Strategien. Die DiffBrainNet Shiny-App sowie Daten- und Quellcode-Repositorien stellen eine Fülle von Materialien und Ergebnissen bereit, die Wege für daran anknüpfende Forschung eröffnen
Teacher collaboration for successful digital transformation of teaching and learning
Get PDFThis doctoral thesis investigates the digital transformation of teaching and learning in secondary education in Bavaria, Germany, with a specific focus on teacher collaboration as a key support structure for facilitating the effective use of digital technologies. While digital competence has become a core component of educational policy and practice, the successful integration of educational technologies in schools remains a significant challenge due to limited resources, sporadic professional development, and inconsistent implementation strategies. Teacher collaboration, through Professional Learning Communities (PLCs), is proposed as a viable approach to address these challenges by fostering continuous professional learning, reflective dialogue, and shared innovation in teaching practices.
Three studies were conducted as part of the DigitUS project to explore the role of PLCs in advancing teacher collaboration. Study 1 qualitatively analyzed collaboration processes and success factors in PLCs, identifying key internal and external conditions necessary for effective collaboration. Study 2 developed and validated a standardized instrument to measure the quality of teacher collaboration, distinguishing between the dimensions of exchange and co-construction. Study 3 derived 24 design principles for establishing successful PLCs, emphasizing the importance of goal-setting, trust, autonomy, and tailored facilitation. The findings highlight that the mere implementation of PLCs does not guarantee success; instead, motivation, adequate time, and adaptive support, particularly through PLC facilitators, are essential for sustained teacher engagement and collaboration. Furthermore, the research highlights the need for collaborative structures that are flexible and context-sensitive, allowing schools to navigate the complexities of digital transformation effectively. The thesis concludes with practical recommendations for policymakers and educational leaders, advocating for a systemic approach to embedding teacher collaboration in schools as a means to achieve high-quality digital teaching and learning
Interprofessionelle Kommunikation im Aufgabenfeld der Entlassungsplanung
Get PDFDas deutsche Gesundheitssystem steht aufgrund des demographischen Wandels vor einschneidenden Veränderungen. Zur Sicherstellung und Förderung der Patientensicherheit sind neue Versorgungskonzepte notwendig. Dies soll unter anderem durch eine Stärkung des kompetenzorientierten Lehrens und Lernens mit interprofessionellen Inhalten sowie durch eine verstärkte interprofessionelle Praxisorientierung erreicht werden. Als Grundlage für die interprofessionelle Ausbildung werden mehrere, vor allem gesundheitspolitisch motivierte Kompetenzrahmenmodelle herangezogen. In der interprofessionellen Ausbildung fehlt jedoch bislang noch immer ein Rahmenkonzept, das es ermöglicht, kollaborative Problemlösungsprozesse über verschiedene Berufe in der Gesundheitsversorgung hinweg abzubilden. Deshalb schlagen wir in Teil eins dieser Arbeit ein solches Rahmenkonzept zur Darstellung und Operationalisierung von kollaborativen Problemlösefähigkeiten für den Kontext der interprofessionellen Gesundheitsausbildung und Zusammenarbeit vor.
Aufbauend auf dem Rahmenkonzept in Teil eins konzentrieren wir uns auf zwei zentrale Schnittstellen im Gesundheitswesen, an denen es typischerweise zu interprofessioneller Zusammenarbeit kommt: einerseits das in Teil zwei besprochene Entlassungsmanagement eines Patienten auf einer Krankenhausstation und andererseits in Teil drei die dafür notwendige interprofessionelle Patientenübergabe zwischen der professionellen Pflege und der Ärzteschaft.
Teil zwei der Arbeit fokussiert auf die Wissensbasis der oben genannten Gesundheitsberufe im Entlassungsmanagement. Ein Test zur Erfassung des deklarativen und strategischen Wissens zum Entlassungsmanagement wurde auf Basis von mono- und teils auch interprofessionellen Leitlinien zum Entlassungsmanagement entwickelt und anschließend von einer Expert*innengruppe aus Pflegefachkräften, Ärzt*innen und klinischen Sozialberater*innen inhaltlich validiert. Der Wissenstest umfasst insgesamt 16 Items und deckt unterschiedliche Wissensdimensionen des Entlassungsmanagements ab. Im Rahmen einer quantitativen Studie bearbeiteten 89 Pflegefachkräfte und 48 Ärzt*innen den Wissenstest. Die Auswertung der erhobenen Daten erfolgte zum einen deskriptiv und zum anderen mittels Varianzanalysen (RM-ANOVA; mixed-ANOVAs). In der deskriptiven Auswertung zeigte sich, dass die untersuchten Berufsgruppen insgesamt über befriedigendes (Ärzt*innen) bis ausreichendes (Pflegefachkräften) Wissen zum Entlassungsmanagement verfügen. Bezüglich des Unterschieds hinsichtlich deklarativen und strategischen Wissen über die Berufsgruppen hinweg zeigte sich, dass sich die Teilnehmenden im moderaten bis starken Maße unterschieden. Allerdings konnte kein Effekt bezüglich der beiden Berufsgruppen (Pflegefachkräfte vs. Ärzt*innen) hinsichtlich ihres deklarativen und strategischen Wissens und den unterschiedlichen Wissensdimensionen festgestellt werden. Ebenso zeigte sich, dass sich die Teilnehmenden mit unterschiedlicher Berufserfahrung nicht hinsichtlich ihres deklarativen Wissens in den unterschiedlichen Wissensdimensionen unterschieden. Deutlich wurde jedoch, dass die Teilnehmenden mit unterschiedlicher Berufserfahrung in puncto strategischem Wissen in den unterschiedlichen Wissensdimensionen signifikante Unterschiede aufwiesen.
Eine wesentliche Funktion des Entlassungsmanagements liegt darin, die Beobachtungen, Bewertungen und Handlungen aller involvierten Berufsgruppen zu sammeln und auszuwerten. Vor diesem Hintergrund schlagen wir in Teil drei dieser Arbeit ein Lehrinstrument zur interprofessionellen Patientenübergabe für Pflegefachkräfte vor. Das Instrument orientiert sich an dem Konzept der Entrustable Professional Activities (EPA) nach ten Cate. Zur Entwicklung einer EPA für die interprofessionelle Patientenübergabe wurde zunächst eine Interviewstudie durchgeführt. Ziel war es, die Inhalte der EPA sowohl aus Perspektive der Praxis als auch der Theorie zu entwickeln. Zu diesem Zweck wurden 20 Interviews mit praktizierenden Pflegefachkräften und Ärzt*innen geführt. Die Befragten wurden gebeten, den Arbeitsprozess der Patientenübergabe Schritt für Schritt zu beschreiben. Die Auswertung der Interviews erfolgte nach dem gängigen Ablaufschema der inhaltlich-strukturierenden qualitativen Inhaltsanalyse nach Kuckartz. Aufbauend auf den Ergebnissen dieser Analysen konnte eine vorläufige EPA Interprofessionelle Patientenübergabe vornehmen und/oder entgegennehmen für Pflegefachkräfte entwickelt werden, die schließlich im Rahmen einer Konsensrunde mit erfahrenen Pflegefachkräften und Ärzt*innen validiert wurde. Mit der von uns entwickelten EPA Interprofessionelle Patientenübergabe vornehmen und/oder entgegennehmen haben wir eine der ersten EPAs für den professionellen Pflegeberuf in Deutschland vorgelegt. Zugleich lehnt sich unsere EPA an ein bestehendes Lehrinstrument aus dem Nationalen Kompetenzbasierten Lernzielkatalog Medizin (NKLM) an und kann damit unmittelbar in der mono- und interprofessionellen Ausbildung sowie in der Praxis eingesetzt werden.The German healthcare system is facing significant changes due to demographic shifts. New care concepts are necessary to ensure and promote patient safety. This is intended to be achieved through strengthening competencybased teaching and learning with interprofessional teaching content, as well as through enhanced interprofessional practical orientation. Several competence framework models, mainly motivated by health policy, are used as the basis for interprofessional education. However, there is still a lack of a conceptual framework in interprofessional education that enables collaborative problemsolving processes across different healthcare professions.
Therefore, in Part 1 of this thesis, we propose a conceptual framework for representing and operationalising collaborative problem-solving skills in the context of interprofessional education and collaboration in healthcare. Building on the conceptual framework in Part 1, we focus on two key interfaces in healthcare where interprofessional collaboration typically occurs: (2) the discharge planning of a patient from the hospital ward, and (3) the required interprofessional patient handover between nurses and physicians.
Part 2 of the thesis focuses on the knowledge base of the aforementioned healthcare professionals in discharge planning. We developed a test to assess declarative and strategic knowledge of discharge planning based on mono- and partly interprofessional guidelines. An expert group of nurses, physicians and clinical social workers validated the content of the knowledge test. The test consists of 16 items covering different knowledge dimensions of discharge planning. In a quantitative study, 89 nurses and 48 physicians completed the knowledge test. We analysed the collected data descriptively and using analysis of variance (RM-ANOVA; mixed-ANOVAs). The descriptive analysis showed that both professional groups had satisfactory (physicians) to sufficient (nurses) knowledge of discharge planning. Regarding the difference in declarative and strategic knowledge across professional groups, it was observed that the participants differed to a moderate to strong extent. However, no effect was found regarding the professional groups (nurses vs. physicians) in terms of their declarative and strategic knowledge and the different knowledge dimensions. Similarly, it was observed that participants with different professional experience did not differ in terms of their declarative knowledge across different knowledge dimensions. However, participants with different professional experience did differ in terms of their strategic knowledge across different knowledge dimensions.
An essential function of discharge planning is to collect and evaluate the observations, assessments, and actions of all involved professional groups. In Part 3 of this thesis, we propose a teaching tool for interprofessional patient handover for nurses. The tool is based on the concept of Entrustable Professional Activities (EPA) by ten Cate. To develop an EPA for interprofessional patient handover, we conducted an interview study. The aim was to develop the contents of the EPA from both a practical and theoretical perspective. We conducted 20 interviews with nurses and physicians, who described the interprofessional patient handover process step by step. The interviews were analyzed using the common procedure of content-structuring qualitative content analysis according to Kuckartz. Based on the analysis results, we developed a preliminary EPA for interprofessional patient handover for nurses, which we subsequently validated through a consensus round with experienced nurses and physicians. Our developed EPA Performing and/or receiving interprofessional patient handover is one of the first EPAs for nurses in Germany. It is based on an existing educational instrument from the National Competence-based Learning Objective Catalogue Medicine and can therefore be directly used in mono- and interprofessional education, as well as in practice
Investigating neutrophil-driven thrombopoiesis in cardiovascular/inflammatory diseases: intermittent hypoxia and myocardial infarction
Get PDFThe early ontogeny of the moral self-concept
Get PDFProsocial behavior plays a vital role in our daily lives and is essential for the fabric of our society. This applies not only to adults but also to children, as early manifestations of concern for others' well-being and other-oriented behavior become apparent in the first years of life (e.g., Dunfield & Kuhlmeier, 2013; Svetlova et al., 2010). Moreover, individuals perceive themselves as moral beings, beyond mere actions (Blasi, 1983). This indicates that individuals have a moral self-concept (short: moral self) that points to the integration of morality and the self (Hardy & Carlo, 2011; Lapsley & Narvaez, 2004). Seminal works by Blasi (1983) and Colby and Damon (1993) have given the moral self a voice in adult research. More recent approaches have extended their ideas to younger age groups, conceptualizing the moral self as children’s representation of their preferences for morally relevant behavior (e.g., Krettenauer, 2013; Sengsavang & Krettenauer, 2015; Sticker et al., 2021). To date, there are still uncertainties regarding the early ontogeny of the moral self-concept in childhood. This dissertation aims to address some of the most significant research gaps.
This comprehensive thesis embarks on a thorough exploration of the early ontogeny of the moral self-concept, spanning a critical developmental period from infancy to middle childhood. The dissertation seeks to contribute new insights to existing theoretical models by elucidating the developmental pathways between early social interactions and the emerging moral self, its internal structure, coherency, and stability, as well as its subsequent influence on morally relevant behaviors. Four central studies form the backbone of this dissertation, each shedding light on different aspects of moral self-concept development.
The first study investigates the interplay between early social interactions, particularly between mothers and their infants, and the formation of a (positive) moral self-concept. Drawing on developmental theories such as Bowlby's attachment theory (1969, 1973, 1979) and the relational developmental system approach (Carpendale et al., 2013; Carpendale & Lewis, 2021; Carpendale & Wallbridge, 2023), this study posits that the quality of early interactions lays the groundwork for the emergence of a positive moral self-concept. To investigate this idea, a longitudinal study was conducted over three time points, testing children at ages 1, 3, and 4 years. Maternal emotional availability and children's prosocial behaviors – helping, sharing, and comforting - were examined as potential predictors for the early moral self-concept. The study measured maternal sensitivity at T1, children's prosocial behaviors (helping, sharing, and comforting) through behavioral observations at T2, and the moral self-concept through a puppet-interview at T3. The puppet-interview assesses children’s prosocial tendencies and behavioral preferences on different scales and is a common method to measure children’s self-concept (e.g., Christner et al., 2020; Sengsavang & Krettenauer, 2015). The findings revealed that a mother's sensitivity when her child is just 1 year old profoundly shapes the child's moral self-concept by age 4. Study 1 further revealed that comforting behavior at the age of 3 acts as a critical mediator for the relation between maternal sensitivity and moral self-concept. With this, the study allowed to investigate the developmental routes that contribute to the moral self-concept in children and that they can be traced back to infancy.
In the second study, the developmental trajectory of the moral self-concept is traced, examining its evolution from a general and undifferentiated form in early preschool age to a more coherent and differentiated construct in middle childhood. The development of an established self-concept is believed to require the coherency of one's self-perceptions (Baumeister, 1997; Erikson, 1959; Rogers, 1959). Furthermore, the self-concept is theorized to become a stable, hierarchical and multidimensional construct over time (Marsh & Shavelson, 1985; Shavelson et al., 1976). This study therefore aimed to investigate the emergence of the moral self-concept by examining three key aspects: the development of coherency, stability, and a differentiated structure. Preschoolers were administered a puppet-interview at two time points, at ages 4 (T1) and 5 (T2). The interview included moral, physical, and verbal self-concept scales. Coherency in children's responses was analyzed to yield a coherency score. Higher variability in answers within scales corresponded to lower scores. During the preschool period, coherency in the moral self-concept increased significantly, with 5-year-olds exhibiting predominantly coherent responses. The stability of children's moral self-concept was linked to coherency, indicating greater stability for those with high coherency at T1 in Study 2. At age 5, factor analysis revealed a multidimensional structure of the moral self-concept, but not at age 4. These findings emphasize the importance of preschool years for developing a coherent and multidimensional moral self-concept. The analysis of this developmental trajectory is central to understanding how children's perceptions of themselves as prosocial beings evolve and consolidate over time, offering a novel perspective on the coherency of self-concept as a crucial feature of early self-concept development.
The third study places significant emphasis on the relation between guilt-related behavior and the moral self-concept during the preschool years. The association between early prosocial and moral development and the emergence of moral emotions, such as guilt, has been suggested (e.g., Hoffman, 1982; Nikolić et al., 2023; Vaish, 2018). Guilt, a significant psychological factor, motivates prosocial behavior and plays a role in various social functions (e.g., Baumeister et al., 1994; Tangney & Dearing, 2003; Vaish, 2018). Guilt can be expressed through guilt-related behavior including speech and action (e.g., Zahn-Waxler & Kochanska, 1990). However, the factors that influence the degree to which children exhibit guilt-related behavior remain unclear. Study 3 therefore examined two potential factors that contribute to the emergence of guilt: children's moral self-concept and their theory of mind abilities. The cross-sectional study involved children aged 5-6 years. The results indicate that the moral self-concept is a predictor of guilt-related behavior in children, while children's theory of mind skills did not predict guilt-related behavior. That means, that children with a more positive moral self-concept display more guilt-related behavior. By focusing on predictors of guilt-related behavior, this study provides critical insights into how children's representations of themselves as prosocial agents manifest in their behavior. These findings support theoretical perspectives that propose guilt development is based on children's self-concept (Kagan, 1987; Rosenberg, 1979; Stipek et al., 1990). The developmental interplay between guilt, a key moral emotion, and the moral self is examined, unraveling the intricacies of how children reconcile their actions with their evolving prosocial standards.
A pivotal aspect of this thesis is the exploration of the development of the association between the moral self-concept and prosocial behavior in the fourth study. By examining various theoretical perspectives, including Blasi’s (1980, 1983, 1993) model of self-consistency, Bem's (1972) self-perception theory, and Marsh and Craven’s (2006) account on reciprocal effects, this study elucidates the directionality and nature of this association. Study 4 was a longitudinal study which aimed to address this topic by examining the development, structure, and interplay of prosocial behaviors and the moral self-concept during childhood. Data were collected at three measurement points (ages 4, 5, and 6.5 years) to assess children's moral self-concept, as well as their helping, sharing, and comforting behaviors. Confirmatory factor analyses revealed a three-dimensional structure for moral self-concept at 5 and 6.5 years, but not at 4 years. Inconsistent stability was observed over time for both prosocial behavior and moral self-concept. Notably, cross-lagged relations between self-concept and comforting behavior were evident, while such relations were absent for other domains. Furthermore, at 6.5 years, an interrelation between helping behavior and self-concept emerged. These findings indicate that there are reciprocal associations between the moral self-concept and prosocial behavior, particularly in the comforting domain, what is align with the reciprocal effects model (Marsh & Craven, 2006). The study highlights the importance of distinguishing between different types of prosocial behavior and corresponding dimensions of the self-concept, revealing distinct developmental trajectories and associations. From early preschool age to the onset of elementary school, study 4 sheds light on how children's self-concept as moral beings influences and is influenced by their prosocial behaviors, contributing significantly to the understanding of the implications of moral self-concept on human prosociality.
Taken together, an integrative perspective on moral self-concept development is woven throughout the dissertation, providing a cohesive overview that spans more than five years of ontogeny, commencing at the age of 12 months. The findings of the dissertation demonstrate that the foundation for the development of a positive moral self is laid in the first year of life through sensitive interactions between mothers and their children, as highlighted in Study 1. The moral self-concept, as identified in the first study, is an initial representation integrated into children's self-concept concerning behaviors and preferences related to prosociality. By the age of 5, children develop a three-dimensional moral self-concept with subdimensions of helping, sharing, and comforting, equivalent to the three forms of prosocial behavior. This phase marks a significant increase in the coherency of the moral self-concept, aligning with influential theoretical accounts that emphasize differentiated structure and coherency within self-concept domains. At the age of 5, correlations between moral self-concept and actual behavior become observable. The global moral self-concept is significantly related to behavior following transgressions, termed guilt-related behavior. In the prosocial subdimensions of the moral self, Study 4 suggests different patterns in the interrelation between the moral self and actual prosocial behavior during childhood development, highlighting a reciprocal influence between the comforting dimension of the moral self-concept and comforting behavior. Across the studies, a picture emerges of an evolving moral self-concept that is actively acquired by children through social interaction and emerges in early childhood, becomes increasingly coherent and differentiated in the preschool years, and has an impact on children's prosocial behavior later in development. The results thus provide a consistent picture of early moral self-concept development that fits well with developmental theories that see the child as an active participant in their own development and emphasize social interactions as a driving force (Carpendale & Lewis, 2021; Piaget, 2010; Vygotskij, 1978).
In summary, this thesis improves our understanding of early moral self-concept development by incorporating various theoretical perspectives, clarifying early predictors and the internal framework of the moral self-concept, and highlighting the complex relation between moral self-concept and behavior in early to middle childhood. The findings of this dissertation provide opportunities for further investigation into the complexities of moral self-concept development, establishing a foundation for future research and interventions aimed at fostering positive moral self-concepts in children.Prosoziales Verhalten spielt eine wichtige Rolle in unserem täglichen Leben und ist für das Gefüge unserer Gesellschaft unerlässlich. Dies gilt nicht nur für Erwachsene, sondern auch für Kinder. Frühzeitig zeigen sich Manifestationen von Fürsorglichkeit und altruistischem Verhalten in den ersten Lebensjahren (vgl. Dunfield & Kuhlmeier, 2013; Svetlova et al., 2010). Individuen handeln nicht nur moralisch, sondern betrachten sich auch als moralische Wesen (Blasi, 1983). Das bedeutet, dass Menschen ein moralisches Selbstkonzept (kurz: moralisches Selbst) haben, das auf die Integration von Moral und Selbst hinweist (Hardy & Carlo, 2011; Lapsley & Narvaez, 2004). Einflussreiche theoretische Arbeiten von Blasi (1983) und Colby und Damon (1993) haben dem moralischen Selbst in der Erwachsenenforschung eine Stimme gegeben. Neuere Ansätze haben ihre Ideen auf jüngere Altersgruppen ausgedehnt und das moralische Selbst als Repräsentation der Präferenzen von Kindern für moralisch relevantes Verhalten konzeptualisiert (z. B. Krettenauer, 2013; Sengsavang & Krettenauer, 2015; Sticker et al., 2021). Trotzdem bestehen immer noch Unsicherheiten hinsichtlich der frühen Ontogenese des moralischen Selbstkonzepts in der Kindheit. Das Ziel dieser Dissertation ist es, einige der Forschungslücken in diesem Themenbereich zu schließen.
Diese Arbeit untersucht die frühe Ontogenese des moralischen Selbstkonzepts in einer kritischen Entwicklungsphase, die vom Säuglingsalter bis zur mittleren Kindheit reicht. Die Dissertation trägt neue Erkenntnisse zu bestehenden theoretischen Modellen bei, indem sie die Entwicklungswege zwischen frühkindlichen sozialen Interaktionen und dem aufkommenden moralischen Selbst, seiner internen Struktur, Kohärenz und Stabilität sowie seinem Einfluss auf moralisch relevante Verhaltensweisen aufklärt. Vier zentrale Studien bilden das Rückgrat dieser Dissertation und beleuchten verschiedene Aspekte der Entwicklung des moralischen Selbstkonzepts.
Die erste Studie untersucht das Zusammenspiel zwischen frühkindlichen sozialen Interaktionen, insbesondere zwischen Mutter und Kind, und der Entwicklung eines (positiven) moralischen Selbstkonzepts. Basierend auf klassischen Entwicklungsmodellen wie Bowlbys Bindungstheorie (1969, 1973, 1979) und dem neueren relationalen Entwicklungsansatz (Carpendale et al., 2013; Carpendale & Lewis, 2021; Carpendale & Wallbridge, 2023) postuliert diese Studie, dass die Qualität frühkindlicher Interaktionen die Grundlage für ein positives moralisches Selbstkonzept bildet. Um diese Idee zu untersuchen, wurde eine Längsschnittstudie über drei Messzeitpunkte durchgeführt. Dabei wurden Kinder im Alter von 1, 3 und 4 Jahren getestet. Es wurde untersucht, ob die emotionale Verfügbarkeit der Mutter und das prosoziale Verhalten der Kinder potenzielle Prädiktoren für die Entwicklung des moralischen Selbstkonzepts sind. Hierfür wurden die mütterliche Sensitivität zu T1, das prosoziale Verhalten der Kinder (Helfen, Teilen und Trösten) durch Verhaltensbeobachtungen zu T2 und das moralische Selbstkonzept durch ein Puppeninterview zu T3 in einem Laborsetting gemessen. Das Puppeninterview erfasst die Verhaltenstendenzen und -präferenzen der Kinder auf verschiedenen Skalen und ist eine bewährte Messmethode zur Erhebung des kindlichen Selbstkonzepts (z.B., Christner et al., 2020; Sengsavang & Krettenauer, 2015). Die Ergebnisse zeigen, dass die Sensitivität einer Mutter, wenn ihr Kind erst ein Jahr alt ist, das moralische Selbstkonzept des Kindes nachhaltig prägt. Studie 1 ergab außerdem, dass tröstendes Verhalten im Alter von 3 Jahren als entscheidender Vermittler zwischen mütterlicher Sensitivität und moralischem Selbstkonzept wirkt. Die Studie ermöglichte es, die Entwicklungspfade zu untersuchen, die zu einem (positiven) moralischen Selbstkonzept bei Kindern beitragen, und kann zeigen, dass diese bis zur Säuglingszeit zurückverfolgt werden können.
In der zweiten Studie wurde die Entwicklung des moralischen Selbstkonzepts von einem allgemeinen und undifferenzierten Zustand im frühen Vorschulalter bis hin zu einem kohärenteren und differenzierteren Konstrukt im mittleren Kindesalter im Detail untersucht. Einflussreiche Entwicklungstheoretiker aus verschiedenen Richtungen sind der Ansicht, dass die Entwicklung eines etablierten Selbstkonzepts eine gewisse Kohärenz der Selbstwahrnehmungen erfordert (Baumeister, 1997; Erikson, 1959; Rogers, 1959). Darüber hinaus wird angenommen, dass sich das Selbstkonzept im Laufe der Zeit zu einem stabilen, hierarchischen und multidimensionalen Konstrukt entwickelt (Marsh & Shavelson, 1985; Shavelson et al., 1976). Daher untersuchte Studie 2 das moralischen Selbstkonzept hinsichtlich Kohärenz, Stabilität und differenzierter Struktur. Die Längsschnittstudie erhob das Selbstkonzept der Kinder im Alter von 4 (T1) und 5 Jahren (T2) über ein Puppeninterview. Das Interview umfasste Skalen zur Bewertung des moralischen, physischen und verbalen Selbstkonzepts. Die Kohärenz der Antworten der Kinder wurde analysiert, um einen Kohärenzscore zu erhalten. Höhere Variabilität in den Antworten innerhalb der Skalen entsprach niedrigeren Scores. Während der Vorschulzeit nahm die Kohärenz im moralischen Selbstkonzept signifikant zu. Fünf-Jährige zeigten vorwiegend kohärente Antworten. Die Stabilität des moralischen Selbstkonzepts von Kindern war mit der Kohärenz assoziiert: Kinder mit hoher Kohärenz zu T1 wiesen eine größere Stabilität auf. Im Alter von 5 Jahren zeigte die Faktorenanalyse eine multidimensionale Struktur des moralischen Selbstkonzepts mit den drei Skalen Helfen, Teilen und Trösten – äquivalent zu den drei prosozialen Verhaltensweisen. Im Alter von 4 Jahren zeigte sich diese Differenzierung noch nicht. Diese Ergebnisse betonen die Bedeutung der Vorschuljahre für die Entwicklung eines kohärenten und multidimensionalen moralischen Selbstkonzepts. Die Analyse dieses Entwicklungsverlaufs ist wichtig, um zu verstehen, wie sich die Vorstellungen von Kindern über sich selbst als prosoziale Wesen im Laufe der Zeit entwickeln und festigen. Die Befunde bieten eine neue Perspektive auf die Kohärenz des Selbstkonzepts als entscheidendes Merkmal der frühen Selbstkonzeptentwicklung.
Die dritte Studie legt einen erheblichen Schwerpunkt auf die Beziehung zwischen schuldbezogenem Verhalten und dem moralischen Selbstkonzept während der Vorschuljahre. Es wird angenommen, dass es eine Verbindung zwischen frühkindlicher prosozialer und moralischer Entwicklung und dem Auftreten moralischer Emotionen wie Schuld gibt (z. B. Hoffman, 1982; Nikolić et al., 2023; Vaish, 2018). Schuld ist ein bedeutender psychologischer Faktor, der prosoziales Verhalten motiviert und in verschiedenen sozialen Funktionen eine Rolle spielt (vgl. Baumeister et al., 1994; Tangney & Dearing, 2003; Vaish, 2018). Schuld kann sich durch schuldbezogenes Verhalten, einschließlich Sprache und Handlungen, äußern (vgl. Zahn-Waxler & Kochanska, 1990). Es ist jedoch unklar, welche Faktoren den Grad beeinflussen, in dem Kinder schuldbezogenes Verhalten zeigen. Studie 3 untersuchte zwei potenzielle Faktoren, die zum Auftreten von Schuld beitragen: das moralische Selbstkonzept der Kinder und ihre Fähigkeit zur Perspektivübernahme (Theory of Mind). An der Querschnittsstudie nahmen Kinder im Alter von 5-6 Jahren teil. Die Ergebnisse legen nahe, dass das moralische Selbstkonzept ein Prädiktor für schuldbezogenes Verhalten bei Kindern ist: Je höher das moralische Selbst, desto mehr schulbezogenes Verhalten zeigten die Kinder. Im Gegensatz dazu konnte die Theory of Mind der Kinder schuldbezogenes Verhalten nicht vorhersagen. Studie 3 liefert wichtige Einblicke darüber, wie sich die Vorstellungen von Kindern über sich selbst als prosoziale Akteure in ihrem schuldbezogenen Verhalten manifestieren. Die Ergebnisse unterstützen theoretische Perspektiven, die postulieren, dass die Entwicklung von Schuld auf Veränderungen im Selbstkonzept der Kinder basiert (vgl., Kagan, 1987; Rosenberg, 1979; Stipek et al., 1990). Es wird der Zusammenhang zwischen Schuld, einer zentralen moralischen Emotion, und dem moralischen Selbst im Entwicklungsprozess bestätigt.
Ein wichtiger Aspekt dieser Dissertation ist die Untersuchung der Entwicklung der Verbindung zwischen dem moralischen Selbstkonzept und prosozialem Verhalten in der vierten Studie. Die Studie untersuchte verschiedene theoretische Perspektiven, einschließlich Blasis (1980, 1983, 1993) Modell der Selbstkonsistenz, Bems (1972) Selbstwahrnehmungstheorie und Marsh und Cravens (2006) Ansatz zu reziproken Effekten, um die Richtung und die Natur dieser Verbindung zu klären. Diese Längsschnittstudie untersuchte die Entwicklung, Struktur und das Zusammenspiel von prosozialen Verhaltensweisen und dem moralischen Selbstkonzept im Kindesalter. Daten wurden zu drei Messzeitpunkten (im Alter von 4, 5 und 6,5 Jahren) gesammelt, um das moralische Selbstkonzept der Kinder sowie ihr Hilfe-, Teil- und Tröstverhalten zu untersuchen. Konfirmatorische Faktorenanalysen haben gezeigt, dass das moralische Selbstkonzept bei 5- und 6,5-jährigen Kindern eine multidimensionale Struktur aufweist, während dies bei 4-jährigen Kindern nicht der Fall ist. Eine inkonsistente Stabilität sowohl für prosoziales Verhalten als auch für das moralische Selbstkonzept wurde über die drei Messzeitpunkte hinweg beobachtet. Bemerkenswerterweise wurden längsschnittliche wechselseitige längsschnittliche Beziehungen zwischen dem Selbstkonzept und tröstendem Verhalten festgestellt, während solche Beziehungen in anderen Bereichen (Helfen und Teilen) fehlten. Im Alter von 6,5 Jahren zeigte sich außerdem eine Wechselbeziehung zwischen hilfsbereitem Verhalten und Selbstkonzept. Diese Er
