人类社会的发展伴随着野生植物资源的开发和利用。我国生物多样性位居世界第二,约有33,000种高等植物,且多数是特有物种,具有广阔的应用前景。三叶木通(Akebia trifoliata(Thunb.)Koidz.)是木通科木通属多年生木质藤本植物,广泛分布于东亚地区,属于基部双子叶植物,在被子植点击此处物的遗传进化方面有着重要的理论研究价值。此外,三叶木通还是集药用、果用、油用和观赏为一体的经济型果树,商业开发价值高。然而,三叶木通的基础研究处于起步阶段,研究工具也较为匮乏、资源利用效率低。微卫星(Microsatellite),又称简单重复序列(Simple repeat sequence,SSR),作为真核生物基因组DNA的重要组成部分,在物种进化方面扮演者重要的角色。对微卫星的遗传学进行研究不仅可以揭示物种的演化进程、亲缘关系和分类地位,还能开发数量充足的分子标记,进而加快种质资源评价和新品种培育的进程。本研究先利用课题组前期测定的组学数据,探究三叶木通基因组中微卫星的组成、分布以及进化规律,并根据其序列特征,定向开发一批DNA分子标记;其次,采用新开发的分子标记对174份抽样群体进行遗传多样性分析;再次,根据抽样群体的遗传结构从3000多份资源群体中重新遴选了共306种质组成扩大抽样群体,并进行表型多样性分析和综合评价,筛选综合性状好的优良种质;最后,基于扩大化抽样群体的表型数据和基因型数据分别构建了核心种质与指纹图谱,并从核心种质中筛选出5份专用核心种质,取得的主要结果如下所示:(1)三叶木通基因组中SSR的遗传特征:在三叶木通基因组中共鉴定出434,293个SSR位点,相关性分析表明SSR位点数量与染色体长度呈极显著正相关(r=0.98,p<0.001),基因间区的SSR数量明显多于基因区。基序类型以短核苷酸(单核苷核(Single-nucleotide repeat,SNR)、二核苷酸(Di-nucleotide repeat,DNR)和三核苷酸(Tri-nucleotide repeat,TNR))为主,其比例高达98.67%,而长核苷酸类型(即由4-6个核苷酸单元组成)的占比很少,表明三叶木通SSR类型构成更偏向于草本植物。综合转录组数据分析发现不同类型的SSR其功能可能存在较大差异,其中DNR类型可能对功能基因的完整性和染色体结构的稳定性有重要作用;而TNR类型的表达模式与功能基因相似,通常呈现出组织和时间特异性。同时,进化研究发现三叶木通的微卫星主要通过DNA重组方式产生,在被子植物中有着广泛的转移性。(2)SSR标记的开发:通过软件预测发现,在组装的16条三叶木通染色体上共有36,160个高多态性潜力的微卫星序列,基于这些序列开发了相应的基因组SSR标记。同时,根据三叶木通不同组织转录组数据中注释的Unigenes开发了16,869个表达序列标签微卫星,其中TNR类型占9.83%。最后,利用PCR实验对随机选择的100对引物进行验证,结果表明这些引物的可靠性好、多态性高。(3)抽样群体的遗传多样性分析:以新开发的基因组SSR标记对174份材料组成的抽样群体进行遗传多样性分析,结果发现:83.33%的位点PIC值>0.5,位点整体多态信息含量丰富;抽样群体的期望杂合度、观测杂合度、遗传多样性指数分别是0.72、0.56和1.64,群体的遗传多样性较高且群体的连锁不平衡水平很低(1.17%);群体间遗传分化系数较大0.17,基因流为3.13,分子方差表明变异主要在群体内部(95%);亚群中,四川盆地群体的遗传多样性最高,秦岭淮河线以南的群体与四川盆地群体有着最高的遗传一致性。(4)扩大化抽样群体的表型多样性分析及综合评价:在保持群体结构的基础上,进一步扩大抽样数量,构成了306份扩大化的抽样群体。扩大化抽样群体的表型变异极为丰富,变异系数均值为40.03%,表型多样性指数均值为1.71;聚类分析划分的四个亚群中除了叶尖无显著性差异,其余性状之间差异性显著;相关性分析表明,不仅果实性状之间存在相关性,果实性状与叶片性状之间也有相关性;主成分分析表明,前8个主成分能够解释71.15%的变异,第一主成分是产量因子,第二主成分是观赏因子;综合评价中种质878M、710M和2009分别排名第一、五十六和最末,以逐步回归法筛选了单果重等12个综合评价指标,初筛了56份优良种质。(5)核心种质构建方法的筛选及代表性评价:对依据表型数据构建的21个候选核心种质进行代表性评价发现,采用“分组+总体取样规模20%+组内平方根比例取样法+欧式距离+离差平方和+逐步Crizotinib生产商聚类优先取样法”构建的候选核心种质(PQ2)代表性最好;采用分子标记对PQ2的规模进行压缩,并结合表型保留比列最大法对压缩后的PQ2进行优化构建最终核心种Biogeochemical cycle质。最终核心种质的样本保留率为17.32%,表型保留比例与原始种质一致,极差符合率、变异系数变化率、表型多样性指数、均值差异百分率、方差差异百分率分别为95.16%、121.20%、1.77、8.00%、8.00%,等位基因保留率为96.27%,有效基因数、期望杂合度和遗传多样性指数与原始种质t检验无显著差异。(6)交叉集合法筛选专用核心种质群体:以表型数据标准化后的等级梯度为标准如单果重≥8(232.75 g)、种子重≥8(10.18 g)、可食率≥8(27.00%)、抗病性≥5(高抗和免疫)等,对核心种质进行分类。通过表型交叉集合法筛选了5份专用核心种质和3份综合种质,其中鲜果专用核心种质为924,观赏专用核心种质为1265和113,油料专用核心种质为920和1301,综合核心种质为2140、710M和878M。(7)核心引物法构建指纹图谱:通过11个经过筛选的核心引物对306份种质进行基因分型,单对引物的分辨率范围为10.13%~25.82%,运用引物组合法构建指纹图谱,最少采用5个核心引物即可将306份种质完全分开;将分子身份证制作成条形码,并与种质资源的表型信息整合形成综合二维码,实现种质资源的数字化。以上结果为进一步研究三叶木通的起源、进化和迁移提供了理论依据;也为三叶木通种质资源的精准鉴定、系统评价和高效利用奠定了基础。
抗菌肽LR_(GG)的原核表达与功能验证
抗菌肽(AMPs,Antimicrobial Peptides)是一种具有抗菌活性的小分子多肽,因其抗菌活性强,毒性低,在临床市场上具有广泛的应用前景。然而,由于抗菌肽在生物体内含量较少,提纯工艺较为复杂,生物提取产量不能满足临床需求,而化学合成法虽然可以快速获取抗菌肽,但成本较高,难以实现产业化,导致目前已上市的应用于临床的抗菌肽较少。大肠杆菌表达系统是基因工程领域中应用最广的表达系统,具有遗传图谱明确、操作简单、表达周期短、产量高等优点。鉴于大肠杆菌表达系统具备的优良特性,本研究采用基因工程手段利用该表达系统对拮抗革兰氏阴性细菌的抗菌肽LR_(GG)进行表达,以期达到抗菌肽量化生产的目的,为后续临床应用提供理论参考。研究结果如下:(1)本研究成功构建了融合蛋白表达载体p QE-GFP-LR_(GG),通过IPTG诱导表达及镍柱纯化,获得分子量约为31 k Da的融合蛋白GFP-LR_(GG)。经TEV酶切纯化后,获得较纯的抗菌肽LR_(GG),分子量约为1.9 k Da,大小与理论值相符。(2)融合蛋白GFP-LR_(GG)的最优表达条件为:采用2×YT培养基培养大肠杆菌至对数生长期,加入1.2 m M IPTG,在37.27℃条件下诱导4.18 h。在该条件,融合蛋白GFP-LR_(GG)产量提高了35.6%。(3)原核表达的抗菌肽LR_(GG)对革兰氏阴性细菌仍具有广谱的抑菌作用,可以在100min内杀灭超过99.99%的E.coli ATCC25922。同时,原核表达的抗菌肽LR_(GG)Structural systems biology具有良好的温度、p H、盐离子和血清稳定性,与化学合成的LR_(GG)特性基本相同。(4)原核表达以及化学合成的抗菌肽LR_(GG)均具有细胞选择性,无胚胎毒性,且原PF-03084014 MW核表达的抗菌肽LR_(GG)对大蜡螟感染模型有较好的治疗效果。(5)原核表达的抗菌肽LR_(GG)通过破坏革兰氏阴性菌细胞膜导致细菌死亡。综上所述,Y-27632溶解度本研究利用原核表达系统成功表达了抗菌肽LR_(GG),不仅提高了抗菌肽LR_(GG)产量,表达后的抗菌肽仍然具有抑菌活性,并维持原有的生理生化特性。该研究将为抗菌肽的广泛应用奠定了基础。
印度梨形孢提高非洲菊根腐病抗性的分子机理解析
非洲菊(Gerbera hybrida)是世界五大鲜切花之一,同时也是研究复杂花序发育与进化的模式植物。在抗病品种大量推广之前,化学和生物防治仍是应对非洲菊根腐病的主要手段。印度梨形孢(Piriformospora indica)是一种类丛枝菌根真菌,它作为新型的生物防治剂,已被证明可以提高包括非洲菊在内的多种植物的抗病性。前期研究中,课题组已从生理生化水平上揭示了该有益真菌提高非洲菊根腐病抗性的机制,然而其潜在分子机理尚不明晰。本研究利用高通量测序技术对印度梨形孢定殖处理(PI)、隐地疫霉(Phytophthora cryptogea)接种处理(PC)、定殖印度梨形孢后接种隐地疫霉处理(PP)和无处理对照(CK)四组非洲菊根系进行了转录组和s RNA组测序,挖掘并研究Puerpal infection了受P.indica调控的抗病防御相关基因和miRNAs以揭示其抗根腐病的分子机制。本研究取得主要结果如下:1.印度梨形孢和隐地疫霉侵染对非洲菊根系转录组的影响从4个比较组中共获得15763个差异表达基因(DEGs)。四个比较组(CK vs PI,CK vs PC,PI vs PP和PC vs PP)共有的30个DEGs中,受P.indica和P.cryptogea诱导显著的基因(LOX、CPK和ROMT等)均与抗病密切相关,暗示它们在非洲菊抵御根腐病侵染过程中发挥着重要作用。GO和KEGG富集结果表明受P.indica显著影响的DEGs主要富集于亚油酸代谢、脂氧化物的生物合成与代谢以及糖类的生物合成等途径;受P.cryptogea显著影响的DEGs主要富集于植物激素信号转导和苯丙烷代谢途径,它们广泛参与防御反应、信号转导和L-苯丙氨酸分解代谢过程。此外,P.indica定殖和P.cryptogea侵染均影响了亚油酸代谢通路中相关基因的转录水平,特别是LOX表现出对两种真菌的积极响应。值得注意的是,CK vs PI、CK vs PC和PI vs PP三组中的DEGs均富集到MAPK信号通路且共同靶向于植物防御素基因(plant defensin,Ceralasertib说明书PDF),表明PDF可能是受P.indica诱导来抵御根腐病菌的关键基因。2.ERF在非洲菊响应P.cryptogea侵染过程中的功能研究P.indica和P.cryptogea均能显著影响转录因子基因的转录水平,其中,AP2/ERF占的比重最大。为明确ERF在根腐病抗性中的作用,对瞬时过表达非洲菊Gh ERF后的烟草叶片进行了接菌处理,3 d后进行组织化学染色并检测相关防卫基因(Nb PR2、Nb PR3、Nb ACO、Nb LOX和Nb PDF1.2)的转录水平。结果显示,在瞬时过表达Gh ERF的烟草叶片中,除Nb PDF1.2表达受抑制外,其余基因表达水平均显著提高。表明GhBMS-907351生产商 ERF可以通过激活JA/ET信号途径增强植物对P.cryptogea的抗性。3.印度梨形孢和隐地疫霉侵染对非洲菊根系sRNA组的影响从4个比较组中获得115个DE-miRNAs(包括30个已知miRNA和85个新型miRNA)。对DE-miRNAs的靶基因(DETs)进行GO和KEGG富集分析发现:CK vs PC组和PC vs PP组的DETs均在植物激素信号转导通路上显著富集,且多数靶基因受miR171和miR393家族调控并分别参与生长素和赤霉素代谢。miR393的表达受P.cryptogea诱导,其可能通过负调控TIR1的表达来增强非洲菊对根腐病的抗性。miR171-SCL模块可能在P.indica诱导的抗病防御反应中扮演重要角色。此外,CK vs PC组中的DETs还涉及到多种转录因子基因。转录组与s RNA组学关联分析发现,19个主要受到miR156、miR397和miR403家族调控的DETs属于DEGs,暗示它们在非洲菊响应根腐病过程中发挥重要作用。4.非洲菊PDF基因家族鉴定及其对根腐病抗性的影响基于非洲菊转录组数据,鉴定并克隆获得9个PDFs,包括4个I类(GhPDF2.1~2.4)和5个II类(GhPDF1.1~1.5)成员。两类防御素在γ核心基序中的带正电荷残基数存在差异。在应答P.cryptogea侵染时,不同类型GhPDF表现出不同的响应模式。大多数I类GhPDFs在感病叶柄中高表达,而所有II类GhPDFs在根部高表达。在PC根中,除GhPDF2.1不表达外,其他GhPDFs在P.cryptogea侵染2 d后均受到显著抑制,但在侵染15 d或18 d后达到最高值。为探究GhPDF1.5(II类防御素)和GhPDF2.4(I类防御素)的抗病机制,基于烟草瞬时转化进行了P.cryptogea抗病评价。病斑面积统计和组织化学染色结果均显示GhPDF2.4的抑菌效果显著优于GhPDF1.5。接种P.cryptogea后,过表达GhPDF2.4的烟草叶片中Nb LOX和Nb ACO的表达量均显著上调,其可能通过改变非洲菊JA/ET途径中相关基因的表达从而快速有效地激活其基本防御。而过表达GhPDF1.5的烟草叶片中抗病相关基因表达量无明显变化,说明两类防御素的作用机制可能存在差异。5.PDF蛋白抗根腐病的机制研究为进一步研究PDF的抗真菌作用,利用原核表达系统诱导并纯化了GhPDF2.4-His重组可溶性蛋白,研究该蛋白的体外抗菌活性及其对P.cryptogea生长的影响,并应用于组培苗中以验证其抗根腐病能力。结果显示,该蛋白在PDA培养基上能够显著抑制P.cryptogea菌丝生长并延缓菌丝膨大体的形成。组培苗的表型观察和半定量测定结果均显示体外施用GhPDF2.4纯化蛋白在P.cryptogea侵染前期有明显缓解根腐病症状的效果,但3 d后则对病原菌的生长并无明显抑制作用,推测可能与蛋白活性逐步降低有关。
PagHK3a基因敲除对银腺杨抗旱性的影响
[目的 ]:对银腺杨(Populus alba×P. glandulosa‘84k’)组氨酸激酶PagHK3a基因敲除株系的抗旱性进行评价,同时探究PagHK3a基因在杨树响应干旱胁迫过程中的分子调节机制。[方法 ]:利用5%PEG模拟干旱胁迫处理继代25 d的野生型银腺杨(WT)及其PagHK3a基因敲除株系(C1和C2)组培苗,处理3PARP抑制剂h后采用实时定量PCR(Quantitative real-time PCR)方法测定各株系叶片PagHK3a基因、PagHK3a下游基因、干旱胁迫响应基因及抗氧化基因的表达水平;利用称重控水法对各株系盆栽苗进行3个梯度的温室干旱胁迫处理,包括正常浇水(土壤相对含水量:70%~75%)、中度干旱(40%~45%)以及重度干旱(25%~30%),干旱胁迫4周后测定WT及C1、C2株系的瞬时光合参数、过氧化氢(H2O2)及丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)及超氧化物歧化酶(SOD)酶活性、株高和地径等生理生化及生长指标。[结果 ]:在温室中度干旱条件下,C1和C2株系株高生长量均显著高于WT,而在重度干旱条件下,这两个株系的株高生长量与WT相比均无显著差异。分析光合参数发现,在中度干旱条件下,基因敲除株系C1和C2气孔导度及胞间CO2浓度均显著高于WT,但在重度干旱胁迫条件下只有C2株系胞间CO2浓度显著高于WT;在中度干旱胁迫条件下C1株系瞬时净光合速率显著高于WT,在重度干旱胁迫条件下,C2株系瞬时净光合速率显著高于WT。同时生化指标测定结果显示,在中度干旱条件下基因敲除株系C1和C2中MDA及H2O2含量显著低于WT,而在重度干旱胁迫时,仅C2株系显著低于WT;对比分析各株系抗氧化酶活性发现,正常供水条件下,C1株系叶片POPLX-4720浓度D酶活性以及C2株系SOD酶活性显著高于WT,在中度干旱胁迫条件下,C1株系这两种保护酶活性均显著高于WT,而C2株系仅在重度干旱胁迫下显著高于WT。另外,在PEG模hepatic hemangioma拟干旱胁迫处理下,基因敲除株系C1和C2叶片组氨酸激酶基因PagHK3a及其下游响应调节蛋白PagRR2、PagRR15基因表达量与WT相比均显著下调;而干旱胁迫响应基因PagNAC3以及过氧化物酶合成基因POD1的表达则显著上调,超氧化物歧化酶合成基因SOD4的表达与WT相比无显著差异。[结论 ]:在PagHK3a基因敲除株系中,PagHK3a基因及细胞分裂素信号传导途径中响应调节因子基因PagRR2、PagRR15表达均较WT显著降低,而胁迫响应基因PagNAC3及POD合成基因POD1表达显著升高;同时,在中度干旱条件下PagHK3a基因敲除株系的气体交换能力更强,MDA以及H2O2含量更低,株高生长量更大,从而具有更强的抗旱能力。
口腔鳞状细胞癌中p53、EGFR表达与临床病理及预后的相关性研究
目的 本研究旨在评估p53、EGFR在口腔鳞状细胞癌(OSCC)中的表达情况,探讨其与组织分化、T、N、临床分期及预后之间的关系。方法 回顾102例经手Saxitoxin biosynthesis genes术治疗的OSCC患者,经免疫组化检测肿瘤组织中EGFR、p53蛋白的表达水平,结合患者临床病理资料,使用SPSS 21.0对数据进行统计学分析。结果 在OSCC患者中,肿瘤分化程度高低与临床分期及淋巴结转移情况具有相关性(Pearson R=0.38,P<0.001;Pearson R=0.25,P=0.0selleck ZD183908);p53在OSCC中的阳性表达率为63.7%,p53(突变型)表达与肿瘤分化程度具有相关性(Pearson R=0.3,P=0.002);EGFR在OSCC中的阳性表达率为70.6%,伴随肿瘤大小及浸润程度的进展,EGFR表达增加,且差异具有统计学意义(P=0.02)。Kaplan-Meier法分析结果显示:p53(突变型)组OSCC患者3年无进展生存期(PFS)显著低于p53(null型)和p53(野生型)组,且差异具有统计学意义(P=0.04),但EGFR(-)与EGFR(+)OSCC患者3年无进展生存期(PFS)无显著差别。结论p53和EGFR蛋白在口腔鳞癌组织中高表达,p53(突变型)与肿瘤分化程度相关,并提示较差预后,EGFR表达与Smoothened Agonist采购肿瘤T分期相关,提示p53和EGFR蛋白可能是OSCC发生、发展的潜在重要因素。
激光辅助氧化锰基纳米材料的制备及其生物医学性能研究
近年来,基于结构可调,价态多样,磁性独特以及生物安全等优点,氧化锰基纳米材料在生物医学领域(包括生物成像、生物传感和肿瘤治疗等)具有广阔的应用前景。然而,随着纳米医学领域的不断拓宽,氧化锰基纳米材料的性能逐渐不满足应用需求,对其结构、形貌及价态等方面的调控是目前的研究热点。本文基于液相激光制备技术提供的局域高温、高压环境和快速淬冷的极端非平衡条件,实现了多种类纳米氧化锰的尺寸形貌调控、缺陷引入以及材料复合。此外,在实验结果和理论分析的基础上,本文对液相介质中激光制备纳米氧化锰的机制提出了合理假设。同时,深入探究了氧化锰基纳米材料的结构与性能间的内在联系,为氧化锰基纳米材料在生物医学领域的应用拓展奠定基础。主要研究内容和取得的成果如下:1、通过液相激光辐照法在氨水中合成了富氧空位的超薄MnOx纳米带(nanobelts,NBs),并探究其类氧化酶(oxidase,OXD)活性。依据稳态反应动力学测试结果,MnOxNBs的米氏常数为0.0087 mM,最大反应速度为6.04 ×10-7 M/s,表明MnOxNBs具有对显色底物3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)超高的亲和力和极快的反应速度,明显优于Mn3O4 NPs及大部分已报道的类OXD。同时,结合实验结果对MnOx NBs的合成机制提出了假设:即Mn3O4 NPsCanagliflozin体外在激光辐照下破碎为MnOx纳米碎片,接着,在NH4+、碱性液相环境和激光的协同作用下纳米碎片重新取向生长,最终生成MnOx NBs。结合密度泛函理论计算结果,MnOx NBs的高活性源于三个方面:超薄层状结构、独特的负电荷层和激光诱导的富氧空位。三者赋予了 MnOx NBs高度暴露的活性位点、与正电底物TMB的高亲和力和低O2吸附能。最后,基于谷胱甘肽对类OXD的抑制作用,开发了一种低成本、快速检测和高灵敏度的谷胱甘肽检测方法。该工作凸显了液相激光制备技术在高活性纳米酶合成领域的优势。2、通过液相激光辐照技术在纯水中获得了多晶界缺陷的Mn3O4纳米颗粒(nanoparticles,NPs)。接着,基于PtCl42-离子与多晶界Mn3O4 NPs之间的电置换反应和后续还原过程,成功地制备了Mn3O4/Pt纳米复合物PLX3397细胞培养作为纳米酶,命名为Pt胶体集合体(colloidosomes,Cs)。实验和理论计算结果证明了晶界的存在不仅可以增强Mn3O4 NPs表面对PtCl42-离子的吸附,提高电置换反应速率,而且可以促进Mn3O4 NPs表面作为电置换反应位点的Mn2+离子均匀分布,导致Mn3O4 NPs表面高密度沉积超小尺寸Pt NPs,有效拓宽了 Pt Cs的光吸收波段。在此基础上,我们首先通过测试近Cardiac histopathology红外光对Pt Cs的类酶催化活性和稳态反应动力学的影响,证明了近红外光有助于提升Pt Cs的类过氧化氢酶活性、类OXD活性以及自级联催化活性。其次,不同实验条件下,多个实验组的类酶活性对比验证了近红外光对Pt Cs的活性提升不仅源于光热效应导致的Pt Cs温度升高。接着,结合光电流测试、密度泛函理论计算和时域有限差分法模拟的结果,我们证明了近红外光可以有效激发Pt Cs产生热电子,进而促进Pt Cs的类酶活性提升。最后,体内、体外实验进一步验证了在磁共振(magnetic resonance,MR)成像和光热成像引导下,Pt Cs具有优越的抗肿瘤能力和生物相容性。该工作通过实验验证了热电子在类酶催化反应中的贡献,为未来设计光增强型纳米酶提供了新思路。3、基于液相激光熔蚀技术、液相激光辐照技术和电置换反应,制备了Mn3O4/PtOx纳米复合物(nanocomposites,NCs)用于T1序列MR造影。依据体内、体外MR成像结果,Mn3O4/PtOx NCs的纵向弛豫率可达20.48 mM-1 s-1,约为商用Gd-DTPA的4倍。同时,静脉注射Mn3O4/PtOxNCs后,小鼠肿瘤部位的MR信噪比明显高于注射Gd-DTPA后的小鼠,并具有更长的MR成像时间,这验证了Mn3O4/PtOxNCs优异的MR造影性能。结合实验结果和理论模型,Mn3O4/PtOx NCs的高MR造影性能源于两点:第一,多孔纳米结构促进材料比表面积的增加,从而提高了与水质子配位的Mn2+的数目;第二,PtOx纳米团簇的负载有效延长了材料的旋转相关时间。这二者共同促进了 Mn3O4/PtOx NCs的造影性能。此外,Mn3O4/PtOxNCs还可以作为计算机断层扫描(CT)造影剂以实现双模态造影。该工作通过实验验证了贵金属负载对于提升MR造影剂性能的可能性,为高性能MR造影剂的开发提供了新思路。4、基于液相激光破碎技术,在甲醇中制备出富氧空位的MnO纳米点(nanodots,NDs)。并通过细胞毒性实验证明了 MnO NDs良好的细胞安全性,尿液代谢和器官滞留实验结果验证了 MnO NDs可通过肾清除,而组织切片和血液生化分析进一步验证了 MnO NDs良好的生物相容性。基于已报道的反铁磁性材料用于超高场MR造影的理论优势,以及在MR成像中氧空位对水分子吸附的有利影响,我们对MnO NDs用于体内超高场(14.1 T)MR成像的可行性进行了验证。结果表明,MnO NDs可以明显提高小鼠体内MR成像信噪比。该工作中MnO NDs作为超高场MR造影剂的可能性还在进一步探究中。
小负荷抗阻训练对肌肥大影响的新理念
运动单位动员理论认为肌肉收缩时产生的张力大小与兴奋的肌纤维数量有关。在单个动作过程中,负荷重量越大,运动单位动员数目越大,而运动单位的动员程度是肌肥大的关键,因此在抗阻训练中,中高负荷重量被认为是刺激肌肉肥大最大化的必要条件。然而越来越多此网站的研究表明小负荷抗阻训练能达到大负荷抗阻训练相同的肌肉肥大效果。研究目的:探索小负荷抗阻训练对肌肉肥大的影响;研究方法:本研究以发表在2011年-2022年的相关文章为主要研究对象,通过web of science、PubMed、Ebsco等数据库的检索,以”muscle hypertrophy AND low load”为主题,共查得147篇相关文献,通过人工筛选,最后得到18篇文献。研究结果:(1)针对无训练经验的老年群体,来自3位不同研究者的3篇文章表明,在各自的随机对照试验中,小负荷抗阻训练(力竭程度)能够引起与较大负荷抗阻训练相同的肌肉肥大效果。由于抗阻训练所引起的应激生理反应在老年群体和年轻群体中存在程度上的差异,且出于安全考虑,老年人在抗阻训练中力竭程度相对容易打折扣,因此该研究结果可能无法广泛推广。(2)针对无训练经验的年轻群体,有5篇随机对照试验的研究表明,通过影像学测量手段,不同组别(大、小、混合负荷组)肌肉肥大效果相同。其中有两篇文章报告了无论是I型或II型肌纤维在力竭式小负荷训练中表现出了与大负荷训练相同的肌肉肥大效果。(3)针对有系统抗阻训练经验的群体,有4篇随机对照试验NSC125066使用方法的研究表明,有抗阻经验的受试者使用小负荷重量抗阻训练(力竭)依然可以达到与大负荷重量相似的肌肉增长效果,且小负荷重量依然可以动员较多的II型肌纤维。(4)针对专职运动员群体,在1new anti-infectious agents篇随机对照试验的研究中表明,专项体操运动员使用小负荷重量依然可以达到与大负荷重量相似的肌肉肥大效果。(5)针对总负荷相同的非力竭或非准力竭情况下,在大、小负荷抗阻训练对肌肉肥大影响的研究中,有2篇随机对照试验的文章表明,在小负荷重量抗阻训练时,单组的高重复次数(达到准力竭以上)是实现与大负荷重量引起相似肌肉肥大效果的必要前提。(6)针对力竭训练对肌肉肥大的研究中,有3篇随机对照试验的文章表明,在不同负荷总量的情况下,准力竭就能达到与力竭相同的肌肉肥大的效果,既无论是小负荷重量还是大负荷重量,当单组努力程度足够高(达到准力竭以上水平),负荷总量对肌肉肥大的贡献度会有所下降。(7)针对小负荷抗阻训练的最低重量研究,有2位学者的随机对照试验表明,20%1RM训练至力竭,肌肉肥大效果仍明显低于40%、60%、90%1RM。在30%-90%1RM区间,负荷重量则不是刺激肌肉合成的绝对条件,但这个最低阈值因人而异的程度还需要进一步研究。(8)目前针对不同负荷重量下肌纤维动员的特异性还存在争议,部分学者通过干预前后的活检发现,I和II型纤维横截面积在两种负荷重量的抗阻训练中都有相同程度的增长,也就是说,在力竭(或准力竭)的情况下,肌纤维类型的动员不存在特异性。另一部分学者则认为在不同负荷重量的抗阻训练中,肌纤维有可能会产生特异性肥大,并强调多区间负荷重量的训练可能是肌肉肥大的最佳方案。(9)尽管通过更多的训练总负荷,小负荷重量可以达到与大负荷重量相当的肌肉肥大的效果,但在肌力增长上,两者效果存在分歧,肌肉耐力对小负荷重量的适应程度更好,而最大肌力对大负荷重量的适应程度更好。研究结论:无论有无抗阻训练背景的受试者,小负荷重量抗阻训练可能能够达到与大负荷重量相似的肌肉肥大效果;小负荷重量抗阻训练在力竭或准力竭的情况下可能同样能够动员较高数量的II型肌肉纤维;可能存在一个诱发肌肉肥大最低强度阈值,现有研究认为这个阈值低于30%1RM;无论大小负荷重量,力竭都不是肌肥大最大化的必要条件;只有当单组努力程度(单组重复次数)达到准力竭水平,并结合较高的总负荷量,小负荷重量的抗阻训练才可能达到理想的肌肥大效果。现有研究成果依然存在不明确的地方,例如不同人群,诱发肌肉肥大最低强度的具体阈值和准力竭水平的具体定义仍不明确,大、小负荷重量对刺激肌肉肥大的生理机制异同,并且国内关于小负荷重量对肌肉肥大效果的研究几乎处于空白,未来应加强该领域的研究,从而丰富抗阻训练的理论体系,为不同人群提供抗阻训练的更多选择。
基于液滴的PEGDA微胶囊制备及其药物释放性能分析
近年来,随着我国人口老龄化的加剧,一些威胁着中老年人健康的疾病受到科学家们的广泛关注。脑血栓发病多见于中老年人群体,该病发病急且临床危害性高。与单用抗血小板聚集药物阿司匹林相比,阿司匹林与双嘧达莫联用能显著降低卒中复发率、缺血事件发生率、改善脑部微循环从而提高用药的安全性。传统的口服给药方式药物浓度随时间变selleckchem Erdafitinib化大,且药物作用时间短。液滴微流控技术是一种利用微结构操纵微升级流体的技术,通过微通道中多个互相不混溶的相来快速生成液滴。用微流控技术制备的液滴具有高单分散性,且大小可控。因此,本文通过以液滴微流控技术为基础,结合目前研究中对药物制剂的长效作用、稳定包封和控制释放的要求,探究了具有耐胃酸且可以在24 h内长效释放药物的载药微胶囊。本研究具体研究内容主要包括以下几个方面。首先,自主设计并制作了可以制备单分散性良好的三重高阶液滴的玻璃毛细管微流控装置。该装置可以制备不同形态的W/O/W/O三重液滴,比如包含不同数目内水核的三重液滴和包购买INCB28060含不同数目W/O双核的三重液滴。除此之外,还可以通过调整各相的流速来改变液滴的尺寸。然后,在三重乳液装置模板的基础上用程控水平拉伸仪和锻磨针仪对玻璃毛细管进行尖端锥形化,设计了双乳液模板。用该装置制备了聚乙二醇二丙烯酸酯-醋酸羟丙甲纤维素琥珀酸酯双重液滴,通过紫外光照固化聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)内核;通过溶剂蒸发固化具有p H响应性的醋酸羟丙甲纤维素琥珀酸酯(HPMCAS)外壳,得到了PEGDA-HPMCAS核壳载药微胶囊,并在内核中包封了亲水性药物阿司匹林,在外壳包封了疏水comorbid psychopathological conditions性药物双嘧达莫,实现了两种具有协同作用的不同亲疏水性质药物的同时包封。最后,探究了具有pH响应性的PEGDA-HPMCAS核壳载药微胶囊在以p H为1.5的盐酸溶液为模拟胃液和以p H为7.4的PBS溶液为模拟肠液中的药物释放行为。研究结果表明,在恶劣的模拟胃部条件中微胶囊保持了良好的完整性和药物稳定包封性,在进入模拟肠液后HPMCAS外壳在2 h内分解,外壳中包封的疏水药物双嘧达莫实现了突释;PEGDA内核则在模拟肠液中通过水凝胶的网络孔隙在24 h内持续缓慢释放包封在其中的亲水性药物阿司匹林。随后对核壳微胶囊的细胞毒性做了进一步探究。MTT实验结果显示微胶囊的PEGDA内核、HPMCAS外壳和核壳微胶囊对Hep G2肝癌细胞的生长均没有影响;不同浓度的空白核壳微胶囊对HT-29结肠癌细胞的生长没有影响。研究证实了核壳微胶囊生物相容性好,是理想的药物载体。
多孔材料固定化果胶酶及其人参皂苷催化转化活性研究
人参皂苷具有良bronchial biopsies好的生物活性,药理作用显著,是西洋参为代表的人参属药材中的一类主要活性成分。目前已有超过70余种人参皂苷被分离、鉴定表征,某些来源稀少的稀有人参皂苷,由于其突出的药理活性而受到广泛关注,生物转化法有望解决稀有人参皂苷来源稀缺的问题。本研究在建立了一种人参皂苷的包埋-分散固相微萃取快速检测方法的基础上,以多孔材料为载体固定化酶,以期提高人参皂苷的提取与转化效率。主要研究内容和结果如下:(1)建立了复杂样品中人参皂苷的包埋-分散固相微萃取结合高效液相色谱快速检测方法。基于卵磷脂对人参皂苷分子的包封作用,制备了大豆卵磷脂@硅胶作为分散固相微萃取的固体粒子,并采用扫描电镜进行了表征,在此基础上考察了固相粒子用量、吸附时间、样品溶液pH、洗脱溶剂种类及体积等影响人参皂苷微萃取的因素。结果表明,对于实验条件下不同工艺的酶解液样品,最佳微萃取条件为:固相粒子用量50mg、吸附时间为10min、复杂样品溶液pH=6、洗脱溶剂为甲醇、洗脱溶剂体积1.0m L。方法学验证结果显示,大豆卵磷脂@硅胶固体粒子能够有效萃取复杂样品中的4种人参皂苷,其中人参皂苷Rb1和Rd的样品加标回收率分别为102.57%和10MRTX849抑制剂1.30%,为从复杂水样中人参皂苷的快速检测提供了新的手段。(2)以介孔二氧化硅固定化果胶酶(介孔SiO_2@果胶酶),研究西洋参药材中的人参皂苷提取转化条件。在pH=8和pH=9的反应液中以β-CD用量为变量,制备了四种介孔SiO_2材料,比较了介孔SiO_2材料固定化酶催化转化人参皂苷的效果,并结合分子模拟软件(Auto Dock和VMD等)、扫描电镜图像和傅里叶红外研究了介孔SiO_2材料协同催化转化人参皂苷的机理。结果表明,4种SiO_2材料均具有固定化果胶酶提取转化西洋参中人参皂苷的效果,尤以pH=9、β-CD用量为0.55g时制备的介孔SiO_2@果胶酶催化转化的效果最佳。分子模拟软件计算结果证实了人参皂苷Rb1能够脱去C-21的末端糖基转化为人参皂苷Rd。另外,果胶酶成功地固定在介孔SiO_2上,并且果胶酶的负载并没有改变介孔SiO_2的骨架结构。以人参皂苷Rb1、人参皂苷Rd的收率为指标,确定了固定化酶酶解西洋参药材中的人参皂苷的最佳条件为:酶解时间2h,西洋参与固定化酶的料酶比为16.67:1,重复使用5次,人参皂苷Rb1和Rd的收率仍保持77.78%和71.50%,固定化果胶酶具有良好的可重复利用性,为酶法规模化制备人参皂苷Rb1和Rd提供依据。(3)基于共价有机框架固定化果胶酶(COF-BTDH@果胶酶),研究西洋参药材中的人参皂苷提取转化条件。通过扫描电镜、傅里叶红外光谱(FT-IR)进行了表征,并考察了COF-BTDH固定化果胶酶催化转化人参皂苷的最佳条件。结果表明,果胶酶成功地负载在COF-BTDH结构上,果胶酶的负载没有改变COF-BTDH的骨架结构,COF-BTDH固定化酶的稳定性得到进一步证实。以人参皂苷Rb1、人参皂苷Rd的收率为指标,确定了固定化酶酶解西洋参药材中的人参皂苷的最佳条件为:酶解时间2Belnacasan使用方法h,西洋参与固定化酶的料酶比为31.25:1,重复使用5次,人参皂苷Rb1和Rd的的收率仍保持96.23%和85.58%,可保持较高的提取和转化效率。
丁香酚对异丙肾上腺素诱导的大鼠心肌梗死保护作用
目的 探讨丁香酚对异丙肾上腺素(ISO)诱导的急性心肌梗死(AMI)模型大鼠的保护作用及其机制。方法 40只Wistar大鼠按随机数字表法分成对照组、模型组和丁香酚低、中、高剂量组,每组8只。连续2 d注射ISO建立AMI模型大鼠,不同剂量(1、10和100 mg/kg)丁香酚处理后,采用酶联免疫吸附试验(ELISA)测定肌酸激酶(CK)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)、乳酸脱氢酶(LDH)、心肌肌钙蛋白T(cTnT)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-6(IL-6)、丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)水平,2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)染色计算大鼠心脏梗死面积,流式细胞仪检测心肌细胞凋亡水平,Western blot分析iNOS和Cleaved Caspase 3蛋白表达。结果 与对照组比较,模型组大鼠CK[(0.93±0.06)U/mL比(0.22±0.04)U/mL,P<0.01]、CK-MB[(210.06core biopsy±11.96)IU/L比(81.61±3.36)IU/L,P<0.01]、LDH[(5870.87±681.37)U/L比(1699.72±250.51)U/L,P<0.01]、cTnT[(0.63±0.09)U/mL比(0.07±0.03)U/mL,P<0.01]、iNOS蛋白表达[(1.15±0.02)比(0.42±0.03),P<0.01]、TNF-α [(318.61±28.27)pg/mg比(86.68±6.24)pg/mg,P<0.01]、IL-6 [(5.33±0.98)pg/mg比(1.76±0.30)pg/mg,P<0.01]、MDA[(7.38±0.54)nmol/mg比(2.14±0.43)nmol/mg,P<0.01]和Cleaved Caspase 3蛋白表达[(1.13±0.07)比(0.64±0.03),P <0.01]升高,SOD含量[(82.46±14.77)U/mg比(188.19±19.34)U/mg,P<0.01]下降,梗死面积[(45.95±3.35)%比(0.00±0.00)%,P<0.01]和心肌细胞凋亡[(41.74±5.02)%比(9.05±0.71)%,P<0.01]增加。中、高剂量丁香酚给药后,AMI大鼠CK[(0.64±0.02)U/mL、(0.45±0.06)U/mL比(0.93±0.06)U/mL,P<0.01]、CK-MB[(144.11±8.28)IU/L、(121.10±7.88)IU/L比(210.06±11.96)IU/L,P<0.01]、LDH [(4076.81±465.13)U/L、(3438.28±361.19)U/L比(5870.87±681.37)U/L,P<0.01]、cTnT[(0.40±0.03)U/mL、(0.26±0.04)U/mL比(0.63±0.09)U/mL,P<0.01]、iNOS蛋白表达[(0.62±0.03)、(0.41±0.07)比(1.15±0.02),P<0.01]、TNF-α[(252.79±26.56)pg/mg、(222.29±18.40)pg/mg比(318.61±28.27)pg/mg,P<0.01]、IL-6[(3.33±0.47)pg/mg、(2.91±0.52)pg/mg比(5.33±0.98)pg/mg,P<0.01]、MDA[(4.47±0.45)nmol/mg、(3.97±0.49)nmol/mg比(7.38±0.54)nmol/mg,P<0Dorsomorphin作用.01]和Cleaved Caspase 3蛋白表达[(0.73±0.07)、(0.65±0.09)比(1.13±0.07),P<0.05]显著降低,SOGSK1349572采购D含量[(138.62±13.76)U/mg、(159.67±15.32)U/mg比(82.46±14.77)U/mg,P<0.01]显著升高。同时,中、高剂量丁香酚可有效减少AMI大鼠的梗死面积[(26.23±4.02)%、(15.49±3.13)%比(45.95±3.35)%,P<0.01],抑制心肌细胞凋亡[(23.34±2.73)%、(18.44±2.03)%比(41.74±5.02)%,P<0.01]。结论 丁香酚能够改善ISO诱导的大鼠AMI,其机制可能与调节iNOS、炎症和氧化应激有关。