多酶恒温扩增核酸试纸条法快速检测肺炎支原体方法的建立及应用

【背景】肺炎支原体是导致儿童和青少年呼吸道感染的重要病原体,长期以来由于其临床表现不特异而容易错过最佳治疗时期。【目的】结合多酶恒温扩增(multienzyme isothermal rapid amplification,MIRA)技术和核酸试纸条建立一种快速检测肺炎支原体的方法。【方法】以肺炎支原体社区获得性肺炎呼吸窘迫综合征(community acquired respiratory distress syndrome, CARDS)毒素编码基因为靶基因设计引物和探针,对反应体系的温度、时间等进行优化,评估其敏感性,通过检测肺炎支原体和其余7种病原体分析其特异性,并对35份临床样本进行验证。【结果】MIRA核酸试纸条法在37℃条件下,15 min内便可完成对肺炎支原体的检测,最低检出限为10 copies/μL;除肺炎支原体外,其余7种病原体均不能扩增,特异性较好。以实时荧光PCR检测为标准,MIRA核酸试纸条法对35份临床样本检测后的诊断特异度为100.00%、灵敏度为96.15%、阴性预测值为90.00%、阳性预测值为100.00%。【结论】本研究建立了MIRA核酸试纸条法...     

Sphingopyxis sp. YF1吸附镉的特性及其机制

【背景】水中的重金属污染是一个严峻的环境问题,严重危害人体健康,利用微生物吸附剂修复重金属污染的水体是一种高效环保的方法。Sphingopyxis能够去除重金属,但是其去除水体中镉的研究很少,且其吸附镉的机理尚不清楚。【目的】以从水体中分离的Sphingopyxis sp. YF1为对象,探究该菌对镉的吸附特性和机制。【方法】分析在不同pH、接触时间及重金属初始浓度条件下YF1活菌和死菌对Cd²⁺的吸附效果,对其进行动力学模型和等温模型拟合,通过扫描电镜和能谱(scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy, SEM-EDS)观察镉在活菌和死菌细胞表面的富集,并通过傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR)和X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)分析确定YF1菌中参与吸附Cd²⁺的官能团,阐明YF1对镉的吸附机理。【结果】当pH值为3.0-5.0时,随着pH值的升高,活菌与死菌的镉吸附量都随着增加,pH值为5.0-7.0时,活菌与死菌的镉吸附量均无较大变化,吸附主要发生在前10 min,之后吸附速率逐渐降低,活菌和死菌吸附Cd²⁺的过程更符合准二级动力学模型,表明菌体对镉主要是以化学吸附的方式进行;活菌和死菌等温模型拟合都更符合Langmuir模型,说明YF1对Cd²⁺的吸附为均相吸附;活菌和死菌对Cd²⁺的吸附量分别达到36.20 mg/g和62.98 mg/g;吸附后的活菌和死菌的细胞表面均有Cd(II)沉积在菌体表面,活菌和死菌的-OH、C-(O,N)和-NO₂等基团参与了镉的吸附。【结论】Sphingopyxis sp. YF1菌具有较强的Cd²⁺去除能力,该菌株在去除水体Cd²⁺方面具有良好的应用前景。     

Circular RNA AFF4 modulates osteogenic differentiation in BM-MSCs by activating SMAD1/5 pathway through miR-135a-5p/FNDC5/Irisin axis

Bone marrow-derived mesenchymal stem cells (BM-MSCs), the common progenitor cells of adipocytes and osteoblasts, have been recognized as the key mediator during bone formation. Herein, our study aim to investigate molecular mechanisms underlying circular RNA (circRNA) AFF4 (circ_AFF4)-regulated BM-MSCs osteogenesis. BM-MSCs were characterized by FACS, ARS, and ALP staining. Expression patterns of circ_AFF4, miR-135a-5p, FNDC5/Irisin, SMAD1/5, and osteogenesis markers, including ALP, BMP4, RUNX2, Spp1, and Colla1 were detected by qRT-PCR, western blot, or immunofluorescence staining, respectively. Interactions between circ_AFF4 and miR-135a-5p, FNDC5, and miR-135a-5p were analyzed using web tools including TargetScan, miRanda, and miRDB, and further confirmed by luciferase reporter assay and RNA pull-down. Complex formation between Irisin and Integrin αV was verified by Co-immunoprecipitation. To further verify the functional role of circ_AFF4 in vivo during bone formation, we conducted animal experiments harboring circ_AFF4 knockdown, and born samples were evaluated by immunohistochemistry, hematoxylin and eosin, and Masson staining. Circ_AFF4 was upregulated upon osteogenic differentiation induction in BM-MSCs, and miR-135a-5p expression declined as differentiation proceeds. Circ_AFF4 knockdown significantly inhibited osteogenesis potential in BM-MSCs. Circ_AFF4 stimulated FNDC5/Irisin expression through complementary binding to its downstream target molecule miR-135a-5p. Irisin formed an intermolecular complex with Integrin αV and activated the SMAD1/5 pathway during osteogenic differentiation. Our work revealed that circ_AFF4, acting as a sponge of miR-135a-5p, triggers the promotion of FNDC5/Irisin via activating the SMAD1/5 pathway to induce osteogenic differentiation in BM-MSCs. These findings gained a deeper insight into the circRNA-miRNA regulatory system in the bone marrow microenvironment and may improve our understanding of bone formation-related diseases at physiological and pathological levels.Subject terms: Stem cells, Diseases     

Bioactive terpenoids from Euonymus verrucosus var. pauciflorus showing NO inhibitory activities

In our continuous search for new nitric oxide (NO) inhibitory compounds as potential anti-inflammatory agents or lead compounds for inflammatory diseases, the chemical constituents of Euonymus verrucosus var. pauciflorus were investigated, leading to the isolation of eleven terpenoids including six new diterpenoids, designated as euonymupenes A–F. The structures were elucidated on the basis of NMR and ECD data analysis. Euonymupenes A, C, and F feature rare labdane-type norditerpenoid skeletons. The NO inhibitory effects were evaluated and all of the isolates were found to inhibit lipopolysaccharide (LPS)-induced NO production in murine microglial BV-2 cells. Western blotting analysis indicated that the most active compound (5) can regulate iNOS (inducible nitric oxide synthase) expression. The further molecular docking studies exhibited the affinities of bioactive compounds with iNOS.     

不同病理分期肺腺癌患者血清代谢组学研究

肺癌是当今世界最常见的恶性肿瘤之一,其新发率和死亡率多年来都居于各类癌症之首,其中85%的肺癌都是非小细胞癌,而腺癌又是最常见的非小细胞癌。肺癌的高隐匿性是造成其高死亡率的最主要原因,因此为肺癌的早期诊断和病理分期寻求高效可靠的方法是十分必要的。代谢组学揭示了小分子代谢物的一系列变化,反映了生命活动的最终状态,因此也能直接反映疾病不同发展阶段的病理生理变化。本研究利用核磁共振氢谱(1H-NMR),对在我院就诊的27例不同病理分期的肺腺癌患者和13例健康志愿者进行了血清代谢物分析,运用正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)对1H-NMR数据进行建模,单变量统计分析对模型进行评价。结果表明肺腺癌患者组的血清中有14种代谢物出现明显差异,其中丙酮酸、丙氨酸、NAC1、乳酸、GPC和甘氨酸比起对照组来有显著上升,而葡萄糖、谷氨酰胺、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、丙酮、乙酰乙酸和苏氨酸则显著下降。而在不同分期肺腺癌患者间进行比较后发现,异亮氨酸、乙酰乙酸、NAC1和乳酸的变化与肺腺癌的发展有相关性,可能是肺腺癌早期诊断和分期的潜在生物标志物。     

基于综合评价法的洞庭湖区绿地生态网络构建

绿地生态网络对于改善区域生态空间破碎化、生物多样性降低、生态系统服务供需不平衡及保障区域生态安全具有重要意义。本研究以洞庭湖区为例,在3S技术支持下,从生态系统服务功能、潜在生物多样性、形态空间格局的角度综合评价和识别生态源地及计算栅格单元的基本生态阻力;利用夜间灯光指数修正基本生态阻力;运用最小累积阻力模型识别生态廊道;构建加权评价模型,对源地的聚合度、离散度及廊道的生态连接贡献度进行评价;利用结构特征指数对综合网络、“源-汇”潜在网络及规划网络进行对比分析和评价。结果表明: 源地空间分布不均衡,林地、灌丛与水域三者面积之和占源地总面积的95.9%,位于研究区中部的洞庭湖湿地生态风险较高;源地离生态网络系统中心位置越近及到其他源地的平均最小累积阻力越小,聚合及离散的优势越强;高生态质量源地周围的中、高生态质量源地分布越密集,其聚合度、离散度越高;廊道离高生态质量的源地越近,表现为生态连接贡献度越大;林地、灌丛,尤其是河道在自然生态系统与人类社会系统之间起着非常重要的生态连接作用;“源-汇”规划绿道对“源-汇”潜在生态廊道形成了良好补充,与“源-汇”潜在网络相比,综合网络的α、β、γ、ρ指数分别提高123.1%、25.8%、26.2%、74.6%;与“源-汇”规划网络相比,α、β、γ、ρ指数分别提高了190.0%、31.1%、32.5%、114.6%。本研究结果能为洞庭湖区绿地生态网络构建、国土空间规划提供参考。     

市县级限制开发区环境功能区划研究——以河北省张家口市为例

限制开发地区是我国主体功能区划中划定的提供重要生态功能和农产品的地区,对其进行环境功能区划对于推动环境功能区划制度落地与实施,以及限制开发区的保护与发展有着重要意义。当前国家及省级的环境功能区划研究已经相对成熟,而市县尺度的限制开发地区环境功能区划相关研究较少。在总结现有环境功能区划研究方法的基础上,以河北省张家口市为例,探讨了市县级限制开发地区环境功能区划体系设计和技术方法,提出了以公里格网作为分析单元,结合县域行政边界,基于环境功能综合评价的结果,从自然生态安全、维护人群健康和区域环境支撑能力等3个方面,开展环境功能区划。基于该方法,将张家口市分为自然生态保留区、生态功能保持区、生态功能恢复区、农产品安全保障区、环境开发准入区、聚居发展维护区6类环境功能区,并根据各环境功能区的主要功能及生态环境特点提出相应的发展建议,以期为该区域管理提供可行的操作手段。本文提出的方法也可为其他限制开发地区的环境功能区划提供参考。     

磷酸盐生物矿化处理低浓度含铀废水的研究进展

生物矿化修复技术处理低浓度含铀废水具有环境友好、适用范围广、产物稳定性好等优点,引起了研究学者们的广泛关注,具有较大的研究价值和广阔的应用前景。本文首先从生物矿化常用微生物、生物矿化作用机理及发展瓶颈等方面简单介绍生物矿化,然后从微生物群落调控、溶液参数等方面对强化生物矿化进行展望,以期为今后含铀废水污染地区的治理提供新的思路和技术。     

组织工程细胞片的构建

作为一种无支架的组织工程技术,组织工程细胞片不仅可以避免支架材料带来的不利影响,而且可通过组装进一步形成更为复杂的三维功能化组织,因而在生物医学领域备受关注。细胞片的构建主要是基于敏感性材料所构建的培养基底,通过改变温度、酶、光、离子、氧化还原pH、糖等刺激因素,调节基底对细胞的粘附行为使细胞发生自然脱附,从而获取细胞片。近年来,随着研究的深入进行,特别是各种新型的敏感性培养基底的不断发展,各种简单高效的细胞片构建技术不断涌现,得到的各种具有优良性能的细胞片极大地扩展了其应用的广度和深度。文中对组织工程细胞片的各种构建方法进行了阐述,对其存在的问题及发展前景进行了分析和展望。