嘌呤能神经-平滑肌传递过程中血小板衍生生长因子受体α阳性细胞的作用

在生理条件下,消化道的运动主要受肠神经系统(enteric nervous system, ENS)的调节。长期以来,神经系统如何将信息传递给平滑肌的机制尚不完全清楚,研究者们认为自主神经末梢在平滑肌层形成许多曲张体(varicosity),其中含有神经递质,当神经兴奋到达曲张体时,可以触发递质释放并直接扩散到平滑肌膜上,与相应受体结合引起平滑肌反应。近10年来,随着对消化道间质细胞的形态、分布特征及功能的研究进展,人们对神经信息向平滑肌传递的机制有了新的认识。目前认为,Cajal间质细胞(interstitial cell of Cajal, ICC)和血小板衍生生长因子受体α阳性(platelet-derived growth factor receptorαpositive, PDGFRα+)细胞可通过缝隙连接与平滑肌细胞形成合胞体,介导神经与平滑肌之间的信息传递。其中,嘌呤能神经递质可与PDGFRα~+细胞上的P2Y1受体结合,激活小电导钙激活钾通道(small-conductance calcium-activated potassium channel,SK3),使PDGFRα~+细胞超极化,继而这种电活动通过PDGFRα~+细胞与平滑肌之间的电耦联传递给平滑肌,引起平滑肌的超极化和舒张。本文重点综述了近10年关于嘌呤能抑制性神经如何将信息传递给消化道平滑肌的理论演变过程。     

古丸菌Archaeoglobi的代谢特征

古丸菌纲(Archaeoglobi)是广古菌门下的纲级分类单元,包含古丸菌(Archaeoglobus)、地丸菌(Geoglobus)和铁丸菌(Ferroglobus)三个属,所属菌株均是严格嗜热厌氧菌,主要分布于海洋、陆地热液系统和油田环境中。Archaeoglobus属下的微生物是一类以硫酸盐、亚硫酸盐或硫代硫酸盐为电子受体代谢生成硫化氢(H2S)的化能自养或氢营养型微生物;而Geoglobus和Ferroglobus的成员则主要还原硝酸盐和铁离子。Archaeoglobi地理分布广泛,在元素生物地球化学循环过程中发挥着重要作用,是目前微生物生态学研究的一个热点。在进化方面,Archaeoglobi菌和产甲烷古菌具有较高的亲缘关系;同时,Archaeoglobi基因组中保留着部分产甲烷途径上的功能基因,最新研究表明部分未培养的Archaeoglobi基因组中含有完整的产甲烷通路。这些证据都表明Archaeoglobi菌的基因组特征可能是产甲烷古菌向硫酸盐还原菌进化的活化石。本文梳理了目前发现的11株Archaeoglobi菌株的生理生化特征和基因组分析结果,从化能自养、化能异养、硫化物呼吸、产乙酸、产甲烷等方面综述了已分离的Archaeoglobi菌的代谢特征,并基于宏基因组信息分析了未培养的Archaeoglobi菌基因组中的潜在代谢功能,为进一步分离培养此类未培养厌氧微生物提供理论指导。     

基于能值分析的黑龙江垦区农业生态经济系统可持续性

运用能值理论与分析方法,采用净能值产出率、环境负荷率、能值密度、人均能值用量、能值产投比及可持续性指数、系统稳定性指数及优势度指数等重要能值指标,对黑龙江垦区2002—2011年间农业生态经济系统的能值结构作了分析。结果表明:黑龙江垦区各项指标都维持在较高水平,工业辅助能投入大幅增加,农业生态系统的产能不断提高,垦区的经济发展水平和职工生活水平得到显著改善,但由此也产生了农业生态系统可持续性下降、种植结构不合理和能源利用效率低等问题,需要在今后的发展中亟待解决。     

Tetanic contraction induces enhancement of fatigability and sarcomeric damage in atrophic skeletal muscle and its underlying molecular mechanisms

Muscle unloading due to long-term exposure of weightlessness or simulated weightlessness causes atrophy, loss of functional capacity, impaired locomotor coordination, and decreased resistance to fatigue in the antigravity muscles of the lower limbs. Besides reducing astronauts＇ mobility in space and on returning to a gravity environment, the molecular mechanisms for the adaptation of skeletal muscle to unloading also play an important medical role in conditions such as disuse and paralysis. The tail-suspended rat model was used to simulate the effects of weightlessness on skeletal muscles and to induce muscle unloading in the rat hindlimb. Our series studies have shown that the maximum of twitch tension and the twitch duration decreased significantly in the atrophic soleus muscles, the maximal tension of high-frequency tetanic contraction was significantly reduced in 2-week unloaded soleus muscles, however, the fatigability of high- frequency tetanic contraction increased after one week of unloading. The maximal isometric tension of intermittent tetanic contraction at optimal stimulating frequency did not alter in 1- and 2-week unloaded soleus, but significantly decreased in 4-week unloaded soleus. The 1-week unloaded soleus, but not extensor digitorum Iongus （EDL）, was more susceptible to fatigue during intermittent tetanic contraction than the synchronous controls. The changes in K＋ channel characteristics may increase the fatigability during high-frequency tetanic contraction in atrophic soleus muscles. High fatigability of intermittent tetanic contraction may be involved in enhanced activity of sarcoplasmic reticulum Ca2＋-ATPase （SERCA） and switching from slow to fast isoform of myosin heavy chain, tropomyosin, troponin I and T subunit in atrophic soleus muscles. Unloaded soleus muscle also showed a decreased protein level of neuronal nitric oxide synthase （nNOS）, and the reduction in nNOS-derived NO increased frequency of calcium sparks and elevated intracellular resting Ca2＋ concentration （[Ca2＋]i） in unloaded soleus muscles. High [Ca2＋]i activated calpain-1 which induced a higher degradation of desmin. Desmin degradation may loose connections between adjacent myofibrils and further misaligned Z-disc during repeated tetanic contractions. Passive stretch in unloaded muscle could preserve the stability of sarcoplasmic reticulum Ca2＋ release channels by means of keeping nNOS activity, and decrease the enhanced protein level and activity of calpain to control levels in unloaded soleus muscles. Therefore, passive stretch restored normal appearance of Z-disc and resisted in part atrophy of unloaded soleus muscles. The above results indicate that enhanced fatigability of high-frequency tetanic contraction is associated to the alteration in K＋ channel characteristics, and elevated SERCA activity and slow to fast transition of myosin heavy chain （MHC） isoforms increases fatigability of intermittent tetanic contraction in atrophic soleus muscle. The sarcomeric damage induced by tetanic contraction can be retarded by stretch in atrophic soleus muscles.     

大鼠脑缺血/再灌注后bFGF和GAP-43的表达与神经再生

目的:观察大鼠脑缺血/再灌注后不同时间段碱性成纤维生长因子(bFGF)和生长相关蛋白43(GAP-43)表达与神经元再生的变化,探讨其与神经再生的有关机制。方法:建立大鼠大脑中动脉阻塞模型(MCAO),并分为缺血再灌注3 d、7 d、14 d和28 d四组(n=6)。以神经损伤严重程度评分(NSS),运动评分测试(SMT)评估神经功能缺损程度,Nissl和TUNEL染色法观察不同时段缺血区周边组织神经元存活和凋亡情况,应用蛋白免疫印迹法和免疫荧光双标法检测缺血/再灌注后不同时段缺血区周边组织bFGF和GAP-43的表达水平和神经元再生的变化情况。结果:大鼠脑缺血/再灌注后3 d,大鼠出现了明显的神经功能缺损及运动功能障碍,缺血区周边组织神经元凋亡亦达到高峰,同时bFGF和GAP-43表达增强,7 d达到高峰,以后逐渐减弱,缺血周边组织可见散在的新生神经元,持续到28 d。结论:大鼠脑缺血/再灌注后内源性bFGF和GAP-43表达水平增加,可能与其神经修复和再生有关。     

山奈酚与水的氢键作用对其抗氧化活性影响的理论研究

本文用密度泛函理论在(RO)B3LYP/6-31G(2d,2p)水平上对山奈酚及其与水分子之间形成的氢键复合物进行结构优化,通过热力学计算研究了不同位置的酚羟基发生抽氢反应的键离解能(BDE)、质子解离反应过程的质子解离能(DPE)受分子间氢键的影响。结果表明:与H2O形成的分子间氢键会影响化合物结构,改变化合物B环与AC环的二面角,A5位酚羟基更容易发生抽氢反应和质子解离反应,此位点的BDE和DPE均明显降低,同时也降低C3位质子解离的DPE。分子间氢键的形成促使酚羟基的抽氢和质子解离反应,提高化合物抗氧化活性。     

川芎嗪对Aβ25-35诱导体外大鼠海马神经元细胞凋亡的影响

本文通过Aβ25-35诱导体外原代培养的SD乳大鼠海马神经元,建立Aβ毒性损伤细胞模型,结合AnnexinV-FITC/PI荧光双染法流式细胞术、MTT比色法、实时荧光定量PCR及Western blot方法检测川芎嗪(tetrameth-ylpyrazine,TMP)对原代培养的海马神经元细胞活性、早期凋亡率和Bax、Bcl-2基因表达的影响。结果显示川芎嗪高、中剂量可明显增强细胞活性,增加神经元细胞的存活率(P<0.01),可显著抑制海马神经元细胞早期凋亡(P<0.01),抑制凋亡蛋白Bax的表达(P<0.01),增强抗凋亡蛋白bcl-2的表达(P<0.01)。川芎嗪可通过调节Bax/Bcl-2平衡抵抗Aβ25-35诱导的海马神经元凋亡,降低Aβ的神经元毒性,对海马神经元损伤有明显的保护作用。     

一氧化氮——朋友还是敌人?

一氧化氮具有扩张毛细血管的作用,它就像给"泄气的皮球"充气一样,大大扩充了血管的容积,使血流畅通无阻。用专业术语来说,它能让血管平滑肌松弛。当然,一氧化氮在生物体内的功能远不止如此,从生长发育到衰老死亡无所不包。如果要细数     

碱中毒对小鼠皮质GABA能神经元特性和编码能力的影响

目的:研究碱中毒对小鼠皮质GABA能神经元内在特性和编码能力的影响,探讨碱中毒引起大脑功能障碍的机制。方法:选择17-22天FVB-Tg小鼠行脑片体外培养,实验对象分为碱中毒组和对照组。DIC光学显微镜下选择皮层II-III层GABA神经元,运用Axo Patch 200 B放大器全细胞模式,记录并分析神经元内在特性(包括阈电位、绝对不应期)的改变;记录与去极化脉冲相对应的峰值,分析GABA能神经元的编码能力。结果:1.阈电位峰值在对照组分别是24.58±0.68,25.44±0.82,27.02±0.78,27.55±0.74和28.66±0.79毫伏,碱中毒组分别是28.32±0.78,30.10±0.91,32.22±0.80,32.88±0.76和33.54±0.74毫伏,碱中毒组阈电位升高;绝对不应期在对照组和碱中毒组分别是4.15±0.06和5.09±0.08毫秒,碱中毒绝对不应期延长。2.两组在相同去极化刺激下诱发的连续峰值波形发生明显改变,碱中毒组产生峰值的能力下降。结论:1、碱中毒使皮质GABA能神经元动阈电位升高和绝对不应期延长;2、碱中毒降低皮质GABA能神经元编码峰值能力。     

基于能值理论的有色金属矿产资源开采生态补偿机制

矿产资源为中国经济的高速增长提供了不竭的动力,但在其开采过程中也带来了诸多的环境问题。在当今资源、环境的约束下,如何采取适宜的量化方法来表征矿产资源开采所带来的生态环境损失,并在此基础上确定合理的生态补偿标准,成为了一项重要的研究课题。选取我国有色金属采选业为研究案例,并基于能值分析方法,核算了矿产资源开采过程中造成的直接、间接环境损失,提出了生态补偿指数,用以为生态补偿标准的制定提供参考依据。对能值分析指标的计算和分析结果表明,从可持续发展角度,生态补偿指数为89.18%,说明我国有色金属采选业的环境投入较高,需要的补偿费用较多;能值产出率为9.24,表明有色金属采选业的生产效率高;环境承载率为238,呈现高负荷状态,区域环境所承受的压力巨大;可持续发展指数为0.039,表明我国有色金属采选业处于不可持续状态,急需采取相关环境保护措施进行调整。从经济成本角度,我国有色金属采选业需要的生态环境补偿费用约为4.38×109元,现阶段征收的资源税费远低于生态恢复的治理费用,不能够覆盖生态修复治理成本。最后根据本文研究内容得出我国有色金属采选业面临的主要问题,分别从宏观角度、微观角度及长远角度3个方面给出了相应的政策建议。