甘草抗动脉粥样硬化机制的网络药理学研究

利用网络药理学方法探讨甘草在抗动脉粥样硬化中的分子机制。本研究利用中医药系统药理学数据库和分析平台(traditional Chinese medicine systems pharmacology database and analysis platform,TCMSP)分析甘草中的有效活性成分,并获得有效成分的作用靶点。通过Cytoscape软件构建可视化靶点互相作用网络,对网络中的关键靶点进行基因本体(GO)富集分析和KEGG通路富集分析。结果显示甘草中40种有效活性成分的预测靶点共97个,47个靶点与动脉粥样硬化(AS)相关,其中18个是血管保护药物和脂质修饰药物的作用靶点,表明甘草可作为调控AS发展的药物。基于97个预测靶点的GO富集分析,发现甘草可参与多种生物学过程,尤其是应对外源性刺激,以及参与细胞凋亡等过程。通过构建甘草靶点与AS疾病靶点相互作用网络(PPI),确定了AKT1、MAPK3、MAPK1、JUN和CASP3等关键靶点,并对关键靶点进行KEGG富集分析,结果表明甘草主要影响调控细胞增殖、生存以及凋亡的细胞信号转导相关通路,并激活先天免疫相关信号通路,调节炎性细胞因子释放,从而发挥抗动脉粥样硬化作用。甘草具有多成分、多靶点、多途径的作用特点,主要通过PI3K-AKT信号途径、MAPK信号途径、NOD样受体信号通路调控细胞增殖和凋亡,同时发挥免疫调控作用,从而影响动脉粥样硬化的发展,由此可见,甘草可作为动脉粥样硬化疾病治疗的候选中草药。     

Land masses and oceanic currents drive population structure of Heritiera littoralis,a widespread mangrove in the Indo‐West Pacific

Phylogeographic forces driving evolution of sea‐dispersed plants are often influenced by regional and species characteristics, although not yet deciphered at a large spatial scale for many taxa like the mangrove species Heritiera littoralis. This study aimed to assess geographic distribution of genetic variation of this widespread mangrove in the Indo‐West Pacific region and identify the phylogeographic factors influencing its present‐day distribution. Analysis of five chloroplast DNA fragments’ sequences from 37 populations revealed low genetic diversity at the population level and strong genetic structure of H. littoralis in this region. The estimated divergence times between the major genetic lineages indicated that glacial level changes during the Pleistocene epoch induced strong genetic differentiation across the Indian and Pacific Oceans. In comparison to the strong genetic break imposed by the Sunda Shelf toward splitting the lineages of the Indian and Pacific Oceans, the genetic differentiation between Indo‐Malesia and Australasia was not so prominent. Long‐distance dispersal ability of H. littoralis propagules helped the species to attain transoceanic distribution not only across South East Asia and Australia, but also across the Indian Ocean to East Africa. However, oceanic circulation pattern in the South China Sea was found to act as a barrier creating further intraoceanic genetic differentiation. Overall, phylogeographic analysis in this study revealed that glacial vicariance had profound influence on population differentiation in H. littoralis and caused low genetic diversity except for the refugia populations near the equator which might have persisted through glacial maxima. With increasing loss of suitable habitats due to anthropogenic activities, these findings therefore emphasize the urgent need for conservation actions for all populations throughout the distribution range of H. littoralis.     

提高大肠杆菌表达外源蛋白胞外含量的策略

大肠杆菌的蛋白质表达平台在工业和农业中得到了广泛应用,使目的蛋白质表达后释放至胞外更有利于大规模的生产。目前,已经研究出许多改善外源蛋白胞外含量的方法。本文从蛋白质分泌机制、菌株、信号肽、载体和培养条件的选择和优化改造、密码子的优化和蛋白质跨膜转运过程的改善等方面总结了提高大肠杆菌表达外源蛋白的胞外含量的各种策略,指出多因素协同作用才能更全面地提升蛋白质的胞外产量。     

犬瘟热与野生动物

犬瘟热是一种犬瘟热病毒引起的多种动物共患传染病,在世界范围内的家犬和野生动物中多次爆发。犬瘟热的跨种间传播对多种野生动物如东北虎、非洲狮、雪豹、大熊猫等野生动物的种群安全造成严重威胁,并且感染的宿主范围仍在扩大。近年来的研究表明,犬瘟热病毒的不断变异和野生动物栖息地内流浪犬只的增多使我国野生动物尤其是野外种群正在面临犬瘟热的严重威胁。为了更好地应对犬瘟热对野生动物的危害,本文综述了犬瘟热的病原特征和在野生动物中的流行病学、致病机制、诊断与治疗以及疫苗免疫方面的研究进展,在此基础上提出了针对传染源、传播途径、易感动物三方面的控制措施来减少野生动物犬瘟热的传播风险。目前,由于国内自然保护区科研技术力量欠缺以及防控意识薄弱,对于野生动物犬瘟热的监测处于空白状态,这无疑加大了野生动物犬瘟热的防控难度。因此,为了保障我国野生动物种群安全,我们需要加强在野生动物犬瘟热监测与流行病学方面的研究工作,建立有效的监测防控体系将犬瘟热阻挡在野生动物种群之外。     

基于多尺度标记优化分水岭方法的油茶冠幅提取

针对尺度对地物空间结构的限制以及传统分水岭分割易产生树冠过分割等问题,选择长沙县明月村油茶基地为研究区,提出一种基于多尺度标记优化分水岭分割油茶树冠的方法。首先使用高分辨率无人机影像采集图像,分析影像特征,构建油茶分类体系,提取油茶林分布区域。其次,运用多尺度区域迭代增长方法提取树冠标记,将标记应用于多阈值尺度的分水岭变换,并结合Johnson指数选取树冠标记增长和分水岭阈值的最优尺度,实现油茶单木的准确识别。结果表明:多尺度标记优化分水岭方法在分离油茶单木时,树冠面积提取值与目视解译参考值的相对误差为9.4%;单木总体识别精度为89.4%,相对于传统的分水岭分割方法精度提高了34.8%;通过Johnson指数确定的最优迭代增长尺度为20,分水岭分割阈值尺度为85,对比不同尺度组合下的油茶冠幅提取结果,最优尺度下的油茶冠幅提取精度最高(R²=0.75)。多尺度标记优化分水岭方法能较准确地分离油茶树冠,将该方法应用于无人机影像树冠分割,可有效提高经济林调查的效率。     

闽东南地区马尾松古树对气候变化和虫灾的生态弹性

马尾松是我国南方地区广泛分布的先锋造林树种。在全球变暖、气候干旱化和虫灾频发的趋势下,研究马尾松对环境干扰的生态弹性对森林管理有重要意义。本文对福建省仙游县百松村的马尾松古树进行树木年轮样品采集,建立区域首个马尾松树轮宽度标准年表(1865—2014年)。结果表明: 当年7—9月低相对湿度和5—9月极端高温是树木生长的主要限制因素。根据树轮极端窄年确定1869、1889、1986、1991和1993是极端事件年。时序叠加分析发现,极端事件发生前两年的持续低值加剧了极端事件的影响。干旱年份更容易引发虫灾。1889年是受虫灾影响最严重的年份,1986和1991年受到虫灾和干旱气候的双重影响,其余极端年主要受干旱气候的影响。树木对虫灾的抵抗力弱于对干旱事件的抵抗力;除1991年外,树木对虫灾的相对弹性力高于对干旱事件的相对弹性力。1889年的相对弹性力最高,1991年受到连续极端事件的影响,相对弹性力最低。2000年以来研究区干旱化趋势加强,马尾松古树遭受干旱和虫灾的干扰加强,部分树木死亡。     

戊型肝炎病毒感染激活补体系统

为了探究补体系统与戊型肝炎病毒复制的相关性,分别在HEV感染的A549细胞和BALB/c小鼠中检测C3aR、CD55和CD59蛋白的表达.利用RT-qPCR定量检测细胞和组织中补体的表达,采用免疫组化法检测HEV感染BALB/c小鼠中补体CD59及C5b-9的表达,ELISA检测补体相关炎症因子的变化.HEV感染可以激活补体蛋白C3aR、C5b-9、CD55和CD59的表达,引起补体蛋白相关炎症因子IL-10表达水平下降,IL-12和TNF-α的表达水平的上升,从而导致机体的炎症反应,加剧组织损伤.HEV感染激活补体系统并参与早期的抗病毒反应,HEV感染对补体的持续激活导致炎症因子过度表达,加重机体损伤.     

生物信息学分析包膜与非包膜病毒的受体蛋白差异

病毒与受体相互作用对于病毒感染宿主细胞至关重要.为了深入理解病毒对于受体蛋白的选择机制,本研究从结构、功能、宿主蛋白相互作用网络以及组织表达量等四个方面系统性地分析和比较了哺乳动物中包膜与非包膜病毒的受体蛋白差异.结果表明,包膜病毒和非包膜病毒的受体蛋白具有相似的结构域组成和功能,但是非包膜病毒的受体蛋白相对于包膜病毒具有更多的结构域数目、更高的N-糖基化水平、在宿主蛋白相互作用网络中有更高的连接度和节点介数、以及在宿主中有更高的表达.本研究有助于加深我们对于哺乳动物中包膜与非包膜病毒受体选择机制的理解,同时也对病毒受体的鉴定具有一定的参考价值.     

云南省急性弛缓性麻痹病例中柯萨奇病毒B5感染情况及病毒基因特征分析

为了解云南省急性弛缓性麻痹(Acute flaccid paralysis,AFP)病例中柯萨奇病毒B组5型(Coxsackievirus B5,CV-B5)感染情况及病毒基因特征,采用回顾性研究的方法,收集AFP监测系数据资料,描述CV-B5感染AFP病例的流行病学特征及临床表现;对CV-B5分离株进行完整VP1区逆转录-聚合酶链反应扩增和核苷酸序列测定,测序结果进行同源性分析和系统发生学研究.结果显示,15例CV-B5阳性的AFP病例散在分布于7个云南省内州市、贵州省及缅甸;男女比例为1∶2,5岁以下儿童占73.3％,53.3％(8/15)的病例麻痹时伴发热,以双侧下肢麻痹(66.7％,10/15)为主,临床诊断多为肌炎(33.3％,5/15),1例病例残留麻痹.CV-B5云南株之间以及与原型株之间的核苷酸同源性分别为75.0％～100.0％和77.2％～82.0％.云南本地存在两个基因型的CV-B5共循环,大多数云南株(16株)与中国大陆CV-B5分离株均属于D基因型(D3亚型),另外两株云南株属于国外优势流行的C基因型,与其他云南株之间存在较大的核苷酸差异(20.4％～25.0％).本研究描述了 CV-B5云南地方株的分子流行病学特征,首次发现我国存在C基因型.研究显示分离自不同疾病来源及健康人群的CV-B5在亲缘关系树上无特异性区分.     

不同磷水平下玉米-大豆间作系统根系形态变化

本研究通过盆栽试验,探讨不同磷水平(0、50、100 mg P₂O₅·kg^-1,分别用P₀、P₅₀、P₁₀₀表示)下玉米与大豆间作系统根系形态的变化及其与磷吸收的关系,以明确玉米-大豆间作系统促进磷吸收的作用机制。结果表明: 不同磷水平下,间作显著改变了玉米和大豆的根系形态参数,提高了大豆根冠比。与单作模式相比,间作使玉米和大豆的根长、根表面积、根体积、根系干重分别显著增加25.6%、22.0%、39.2%、34.3%和28.1%、29.7%、37.3%、62.3%,而平均根直径分别显著降低15.2%和11.7%。不同磷水平下,磷素吸收当量比(LER_P)>1,玉米-大豆间作具有明显的磷吸收优势,且LER_P不受磷水平调控。间作诱导根系形态改变与磷吸收增加密切相关,其中玉米根系表面积增大、大豆根系长度增加是驱动玉米-大豆间作系统磷高效吸收的主要机制。根据回归方程,玉米根表面积和大豆根系长度增大10%,磷吸收量提高5%～10%。因此,与中等施磷水平(P₁₀₀)下的单作相比,玉米-大豆间作条件下磷肥减施1/2(P₅₀)并未降低玉米的磷吸收量。综上,玉米-大豆间作体系在减施磷肥条件下具有维持作物磷吸收的潜力。