哺乳动物大脑中空间定位与路径整合的神经机制

近一百年来,对大脑功能的研究不断探索着神经系统编码与解码的原则,感知、识别、定位、运动控制、抉择等方面的编码原则逐层被解读。自1971年位置细胞被发现以来,以学者John O'Keefe为代表的神经科学家们在空间定位与路径整合方面,进行了大量的代表性研究。不同类型的神经细胞陆续被发现,其编码的神经网络机制也日渐清晰。同时,由于近年无人系统的蓬勃发展,工程领域对良好的空间算法也产生了强烈的渴求。在本综述中,我们梳理了当前神经科学领域在空间定位方面的研究进展,并探讨了应用人工神经网络所取得的最新相关理论成果。在可预见的未来,神经科学实验研究与人工神经网络模型研究将会互相促进、迭代进步,而这种循环发展模式也必将为神经科学及工程领域做出更大的贡献。     

基于定量蛋白质组学的NT-89抗白念珠菌作用机制研究

目的利用定量蛋白质组学iTRAQ技术,分析抗真菌化合物NT-89作用后白念珠菌蛋白质组的含量变化。方法提取NT-89作用前后的白念珠菌总蛋白与细胞壁蛋白,利用iTRAQ技术检测蛋白提取物中蛋白质的相对丰度,寻找药物作用前后的差异蛋白,并利用GO数据库注释蛋白质功能分类。结果总蛋白(TP)提取物中检测出295种差异蛋白,其中的Ywp1p、Pga10p在总蛋白中含量下调最为显著。细胞壁蛋白(CWP)提取物中有6种GPI锚定蛋白含量显著降低。结论 NT-89影响了白念珠菌细胞壁的结构完整与功能,iTRAQ技术能够为药物的作用机制研究提供有效参考信息。     

甲基苯丙胺成瘾的表观遗传学机制

苯丙胺类兴奋剂是全世界第二大滥用程度的药物,甲基苯丙胺作为苯胺类兴奋剂中的主要药物,是中国滥用的“头号毒品”。而现有的研究对甲基苯丙胺成瘾机制尚不清晰,且临床上对药物成瘾的治疗依然存在无药可医的局面。因此,发现新的成瘾机制和治疗策略尤为迫切。甲基苯丙胺成瘾与额前叶皮质（mPFC）、中脑腹侧被盖区（VTA）和伏隔核（NAc）中的多巴胺（DA）、谷氨酸（Glu）、去甲肾上腺素（NE）和血清素（SNRIS）等神经递质的异常释放有关。研究表明,这些神经递质受到表观遗传机制中组蛋白乙酰化、甲基化、泛素化和非编码RNA等调节,某些基因的表达在甲基苯丙胺的诱导过程中增强或被抑制,导致甲基苯丙胺依赖性产生。本文将针对表观遗传学对甲基苯丙胺成瘾机制的影响进行着重论述,以期推进临床开发甲基苯丙胺戒断药物的研究。     

心力衰竭大鼠心肌线粒体蛋白质组学研究

通过差速离心分离大鼠心肌线粒体,利用蛋白质组学技术构建正常大鼠心肌线粒体蛋白质组表达图谱;选用心肌梗死诱导的心力衰竭大鼠模型,分析比较心力衰竭时心肌线粒体蛋白质表达谱的改变.与正常对照组相比,心力衰竭大鼠心肌线粒体共有188个蛋白点的表达量发生了变化,其中有120个蛋白点表达上调2倍以上,有68个蛋白点表达下调1/2以上（P〈0.05）.对差异表达的蛋白点行胶内酶解后质谱鉴定和数据库检索,对蛋白质进行功能注释、亚细胞定位和生物信息学分析,其中有27个蛋白质涉及能量代谢和氧化应激,其中参与糖酵解及三羧酸循环的蛋白质（酶）表达上调,而参与OXPHOS复合体和脂肪酸代谢的蛋白质（酶）表达下调.研究结果表明,心力衰竭时心肌能量代谢模式发生了改变,底物选择从倾向于脂肪酸转为葡萄糖利用增加,糖酵解增强而脂肪酸氧化能力减低;为心肌缺血性损伤时线粒体结构和功能改变提供了分子依据,在蛋白质水平上阐述了线粒体在心力衰竭发展中的可能机制.     

基于谱效关联分析挖掘艾叶挥发油抑菌的质量标志物CSCD

基于谱效关联分析筛选艾叶挥发油抑菌活性的质量标志物(Q-markers)。采用水蒸气蒸馏法提取得到艾叶挥发油,选择气相-质谱联用仪(GC-MS)构建15批艾叶挥发油样品的指纹图谱,进行热图、聚类分析;检测不同批次艾叶挥发油对白色念珠菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抑菌活性;并采用灰色关联分析及单体成分验证实验筛选艾叶挥发油质量标志物。GC-MS检测鉴定出49种化学成分,主要为单萜类、倍半萜类及其氧化物。指纹图谱筛选出17个共有峰,包括桉树脑、樟脑和龙脑等,相似度在0.96~0.99。聚类分析结果可将不同产区艾叶分为两类。相对含量较高且热图显示差异较大的成分有桉树脑、樟脑、龙脑、松油醇。15批次艾叶挥发油对白色念珠菌抑菌圈在9.00~11.56 mm;对大肠杆菌的抑菌圈在9.33~12.44 mm;对金黄色葡萄球菌的抑菌圈在9.33~12.89 mm。灰色关联分析结果表明艾叶挥发油抑菌活性的潜在质量标志物是桉树脑、樟脑和龙脑。单体抑菌实验结果表明除桉树脑外与灰色关联分析结果基本一致。因此筛选出艾叶挥发油抑菌活性的质量标志物为樟脑和龙脑。     

鸡新城疫病毒RT-TaqMan-LAMP检测方法的建立及应用

【背景】新城疫病毒(Newcastle disease virus, NDV)的传染可能会引发作为二类传染病之一的新城疫(Newcastledisease,ND),给养禽业带来巨大的经济损失,因而早期、精准的NDV筛查是防治ND暴发的关键。【目的】针对新城疫病毒(NDV)建立结合TaqMan探针的反转录环介导等温扩增技术(RT-TaqMan-LAMP)快速检测方法。【方法】根据NDV F基因序列设计特异性引物组和TaqMan探针,以重组质粒pMD-NDV-F为阳性标准品优化反应条件,验证该方法的特异性、灵敏性和重复性,同时与国家标准(GB/T16550—2020)中推荐的RT-qPCR方法比较,对70份实际样本进行验证。【结果】最佳反应条件为61℃60 min。引物和探针最优浓度：1.6μmol/L (FIP/BIP)、0.2μmol/L (F3/B3)、0.8μmol/L (LF/LB)、0.2μmol/L (GTP)。最低检测限为1.651×102 copies/μL,灵敏性是LAMP方法的100倍。无非特异性扩增,与禽流感病毒(avian influenza virus, AIV...     

基于Illumina MiSeq测序平台分析长期不同施肥处理对黑土真菌群落的影响

【目的】不合理施肥所引发的土壤环境问题逐渐成为制约我国农业可持续发展的重要因素之一,土壤真菌作为一类重要的土壤微生物,研究长期施肥对土壤真菌多样性及群落分布格局,探讨其理化因子对真菌群落结构的影响具有一定意义。【方法】本研究以东北黑土玉米田长期定位施肥试验(1984–2017)为基础,通过常规分析和Illumina Mi Seq高通量测序技术,分析长期施肥对黑土玉米田土壤养分含量和真菌群落结构变化的影响。【结果】长期施用氮肥明显降低土壤p H,却增加了玉米产量,秸秆与化肥配施可以增加土壤有机质和全氮的含量。稀释曲线结果表明长期施肥降低了土壤真菌序列的丰度和均匀度,并且在秸秆与化肥配施中序列数最低;在优势菌群中,共检测出5个已知真菌门,分别是子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、接合菌门(Zygomycota)、球囊菌门(Glomeromycota)和壶菌门(Chytridiomycota),子囊菌门占总序列平均值的57.0%,并且在氮磷钾配施高量秸秆有机肥(NPK+S0.5)的土壤中,子囊菌门丰度高达70.35%。在土壤真菌属水平的物种丰度分析中,共检测出109个已知真菌属,Humicola、Fusarium、Verticillium、Mortierella这4个菌属为优势菌属;Chaetomium、Trichocladium、Podospora、Preussia 4个菌属在秸秆与化肥配施处理中丰度较高,并同属一个分支聚类。从多样性指数分析得出,秸秆与化肥配施可以增加物种丰度和群落多样性;从热图分析可知,施用氮肥和不施用氮肥处理间真菌群落组成存在明显差异。RDA分析中,土壤理化性质影响着土壤真菌群落结构,尤其是土壤的p H、全量氮磷钾(T-N、T-P、T-K)、有效磷钾(A-P、A-K)和铵态氮(NH4+-N)浓度是重要环境因素。【结论】因此,施用氮肥虽然增加了产量,但也造成土壤酸化,真菌数量增加,其丰富度和多样性明显降低。而秸秆与化肥配施可以维持土壤健康生态环境和真菌群落多样性。     

苯乙酮转化为(S)-a-苯乙醇的工程菌构建

【背景】(S)-a-苯乙醇是一种重要的药物合成中间体,利用工程菌将苯乙酮转化为(S)-a-苯乙醇的方法具有立体选择性强、转化条件温和等优势,该研究对未来绿色工业化生产有重要意义。【目的】构建能将苯乙酮转化为(S)-a-苯乙醇的工程菌并对其转化条件进行研究。【方法】分别从红平红球菌(Rhodococcuserythropolis)和博伊丁假丝酵母(Candidaboidinii)中克隆得到羰基还原酶基因ReADH以及甲酸脱氢酶基因FDH,构建pRSFDuet-ReADH-FDH(R1F2)和pRSFDuet-FDH-ReADH (F1R2)两个共表达载体,分别在大肠杆菌中表达。测定R1F2和F1R2中ReADH和FDH酶活性及其催化反应的最适反应条件。对利用全细胞转化苯乙酮为(S)-a-苯乙醇反应条件进行研究。【结果】构建了R1F2和F1R2两个共表达载体,其中R1F2中ReADH和FDH的酶活性分别为6.7 U/mL和7.6 U/mL,对苯乙酮有更强的催化还原能力。R1F2中ReADH和FDH的最适pH分别为6.0和8.5,最适温度分别为40°C和35°C。R1F2全细胞转化苯乙酮反应的最适pH和温度分别为7.5和30°C,对高底物有较强耐受性,对400 mmol/L苯乙酮转化率大于98%,产物(S)-α-苯乙醇的光学纯度大于99%。【结论】研究获得的工程菌及其全细胞转化条件为工业应用奠定了基础。     

血浆(1-3)-β-D葡聚糖对院内侵袭性真菌感染诊断的临床价值

目的探讨血浆(1-3)-β-D葡聚糖(即G实验)对院内侵袭性真菌感染的临床价值。方法选择2016.11~2017.4在宁夏医科大学总医院住院患者中院内侵袭性真菌感染的高危患者132例,血浆(1-3)-β-D葡聚糖含量使用MB-80微生物快速检测动态系统及其试剂进行检测,用ROC曲线比较G实验、真菌培养、G实验联合真菌培养的检测结果。结果 132例高危院内IFI感染的患者中,共有43例诊断为院内侵袭性真菌感染,真菌培养的敏感度为67%,特异度为96%,阳性预测值(PPV)和阴性预测值(NPV)分别是0.72和0.80,G实验的敏感度为70%,特异度为88%,PPV和NPV分别是0.73和0.86;G实验真菌培养检测的敏感度提高为84%,特异度提高为92%,阳性预测值0.78,阴性预测值0.92;G实验Youden指数0.58,真菌培养Youden指数0.63,联合检测Youden指数提高到0.76;G实验结果、真菌培养结果及联合检测结果进行ROC曲线分析,曲线下面积分别为0.717,0.757及0.798。结论 G实验是一种快速、简便、实用的侵袭性真菌感染的早期诊断方法,联合传统真菌培养可提高诊断的敏感度、特异度及诊断价值。     

磷元素物质流分析研究进展

磷是重要的营养元素,也是不可再生的重要非金属矿物资源。为了分析人类活动对磷流动的扰动,国内外开展了大量磷元素的物质流分析和模拟。综述了磷元素物质流分析的最新研究进展,分析了国内外磷元素物质流研究的特点和不足,并展望了未来相关研究的研究热点和发展方向。从研究尺度看,现有磷元素的物质流研究以全球尺度和国家尺度为主,区域和城市尺度以及企业和产品尺度的研究较少。从研究问题看,现阶段研究主要关注农业或者食品生产和消费对磷流动的影响,对林业、钢铁和能源部门略有涉及。从模型特征看,现有研究以分析流量变化的静态模型为主,考虑存量变化的动态模拟较少。从研究的发展方向看,未来磷物质流的相关分析将关注五大问题:(1)考虑不同驱动力和存量变化的动态模拟;(2)不同层次和尺度的磷足迹研究;(3)磷与其他元素相比对社会经济的重要性;(4)全球变化背景下不同部门磷依赖的脆弱性;(5)磷和其他元素的耦合研究。为了适应未来的研究需求,磷的物质流模拟重点在于开发动态模型,并将物质流分析与多种手段结合,以预测全球变化、社会经济发展、技术变化以及其他重要变化对磷流动的扰动及其相应的环境影响。