Max试验验证症状限制心肺运动试验为最大极限运动进一步临床研究*

目的: 验证临床受试者所完成的心肺运动试验（CPET）为最大极限运动,进一步设计完善Max试验验证CPET结果客观定量功能评估的准确性及以某特定指标的特定数值作为停止运动的标准是否可行。方法: 选择2017年9月至2019年1月在阜外医院签署知情同意书后进行CPET和Max试验受试者216例。其中正常受试者41例,因CPET峰值呼吸交换率（RER）≤1.10,或运动中心率和血压不上升,对CPET极限运动结果存在质疑的临床患者175例进行研究。其中60例已初步报告,本研究进一步扩大研究。Max试验方法：完成CPET测试后,先蹬车≥60 r/min,再施加130%峰值功率的恒定功率,鼓励受试者运动至不能坚持的极限状态。计算分析Max试验30 s的最大心率和最大摄氧量、及其与峰值心率和峰值摄氧量之间的差值和百分差值。百分差值=（Max值-峰值值）/Max值× 100%。评测标准：①若心率和摄氧量任一指标的差值百分比≤-10%（Max测试的数值低于CPET峰值数据）则定义Max试验操作失败,否则为成功;2若心率和摄氧量的差值百分比均在-10%~10%,则Max试验操作成功,证明CPET数据为极限运动,CPET 峰值相关数据较为准确;③若心率和摄氧量差值任一指标差值百分比≥10%时,则Max试验操作成功,证明CPET结果为非极限运动。结果: 病例组峰值摄氧量（L/min、ml/（min·kg）、%pred）、无氧阈（L/min、ml/（min·kg）、%pred）、峰值氧脉搏（ml/beat、%pred）、峰值RER、峰值收缩压（mmHg）、峰值运动负荷（W/min）、峰值心率（bpm）、摄氧有效性峰值平台（OUEP）（比值、%pred）低于正常组,二氧化碳通气有效性平均90 s最低值（Lowest Ve/VCO₂）（比值、%pred）、二氧化碳通气效率斜率（Ve/VCO₂ Slope）（比值、%pred）高于正常组（P<0.05）。所有正常组与病例组均安全无任何事件完成CPET和Max试验。216例受试者中,Max试验成功198例（91.7%）,其中证明CPET为极限运动182例,为非极限运动16例;失败18例（8.3%）。结论: 在临床检查中,若对CPET结果是否为最大极限存在质疑,利用Max试验可验证CPET是否为极限运动。Max试验方法安全可行,值得进一步深入研究和临床推广应用。     

新生儿首次呼吸前后脐带动静脉血液氧和二氧化碳变化探索呼吸调控机制的初步报告II—同一个新生儿同一时间的脐带动静脉血液氧和二氧化碳分压差值个体化分析*

目的: 为探讨新生儿自主呼吸产生机制,前文已对新生儿出生后自主呼吸开始前脐带动静脉氧气和二氧化碳差值进行了人群组间分析;而本部分则对相关信息进行个体化分析。方法: 在产前经所有胎儿父母签署知情同意书,新生儿出生后还没有呼吸之前在脐带动脉和脐带静脉分别连续逐搏取血,仅有3例同时采集到Pua和Puv血液样本进行血气分析测定,计算分析脐带静脉和脐带动脉的异同和动态变化。结果: 虽然准备了数十产妇,但仅有3例同时采集到Pua和Puv血液样本,同一时间的PuvO₂显著高于PuaO₂（P均<0.01）,平均相差（24.17±7.09） mmHg;而PuvCO₂显著低于PuaCO₂（P均<0.01）,平均相差（-7.67±3.70） mmHg。在同一时间的Puv-uaO₂显著高于Puv-uaCO₂（P<0.05）。结论: 新生儿出生后自主呼吸前,全部氧气供应由脐带静脉运输,只要胎盘开始剥离则新生儿的PuaO₂随时间（心跳次数）逐渐降低,当PuaO₂达到触发呼吸阈值（最低值）诱发第一次吸气开始其自主呼吸。     

CFTR mediates bicarbonate-dependent activation of miR-125b in preimplantation embryo development

Although HCO₃⁻ is known to be required for early embryo development, its exact role remains elusive. Here we report that HCO₃⁻ acts as an environmental cue in regulating miR-125b expression through CFTR-mediated influx during preimplantation embryo development. The results show that the effect of HCO₃⁻ on preimplantation embryo development can be suppressed by interfering the function of a HCO₃⁻-conducting channel, CFTR, by a specific inhibitor or gene knockout. Removal of extracellular HCO₃⁻ or inhibition of CFTR reduces miR-125b expression in 2 cell-stage mouse embryos. Knockdown of miR-125b mimics the effect of HCO₃⁻ removal and CFTR inhibition, while injection of miR-125b precursor reverses it. Downregulation of miR-125b upregulates p53 cascade in both human and mouse embryos. The activation of miR-125b is shown to be mediated by sAC/PKA-dependent nuclear shuttling of NF-κB. These results have revealed a critical role of CFTR in signal transduction linking the environmental HCO₃⁻ to activation of miR-125b during preimplantation embryo development and indicated the importance of ion channels in regulation of miRNAs.     

云南48种木兰科野生植物资源遗传多样性研究

为了解云南省木兰科（Magnoliaceae）野生植物资源的遗传多样性,利用ISSR分子标记技术对48种木兰科野生植物资源进行研究。结果表明,10对引物共扩增出151条带,均为多态性条带,多态性条带百分率为100%。总的观测等位基因数（N_a）为2.000 0,有效等位基因数（N_e）为1.564 5,Nei’s基因多样性指数（H）0.337 9,Shannon’s信息指数（I）为0.510 1。总的基因多样性指数（H_t）为0.368 0,属间基因多样性指数（D_st）为0.251 9,占68.4%,基因分化系数（G_st）为0.684 0,基因流（N_m）为0.231 0。UPGMA聚类分析将48种木兰科植物划分为7个类群,各类群并非按照属聚在一起,而是不同属植物相间分布,长喙厚朴（Magnolia rostrata）、素黄含笑（Michelia flaviflora）和球花含笑（M.sphaerantha）可能为云南省木兰科植物中的原始种。48种木兰科野生植物总体具有较高的遗传多样性,但属间遗传变异较高,基因流较小,存在遗传漂变的风险,聚类结果与刘玉壶的分类系统存在分歧,这从分子水平为木兰科植物间的起源、进化与分类提供了重要依据。     

中国亚洲玉米螟发育历期的地理变异

广布种昆虫可调节其生活史以适应栖息地的条件变化,如可以通过调节自身的生长发育和繁殖期,使其发生与栖息地的物候(如食料、气温和降雨等)同步,这对昆虫在栖息地的繁衍具有十分重要的意义。亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis为玉米主要害虫,在中国从南到北都有分布,栖息地气候也不同,不同地理种群生活史发生了分化,如化性、临界光周期、滞育后羽化时间、体重和体型、繁殖力和抗寒力等均不同。然而该虫发育历期的地理变异尚未见系统报道。为此,详细比较了来自5个亚洲玉米螟不同地理种群即广西阳朔(YS)、江西南昌(NC)、山东泰安(TA)、河北廊坊(LF)和黑龙江哈尔滨(HEB)在20—31℃下卵、幼虫、蛹发育历期及其与栖息地纬度的关系。结果表明:不同温度下的不同地理种群的卵期不存在显著差异,在20、22和25℃下,卵期从南到北稍有延长,卵期与其栖息地纬度呈正相关;但在28℃下,不同地理种群的卵期基本相等,与纬度相关性不显著。在31℃下,不同地理种群的幼虫期不存在显著差异,而在其他温度下,不同地理种群的幼虫期存在显著差异;在22、25和28℃下,幼虫期与其栖息地纬度呈正相关,而在20和31℃下,幼虫期与其栖息地纬度呈负相关,在20、22和25℃下,最北的哈尔滨种群的幼虫期变幅不大,而其他4个种群的幼虫期随着温度的升高明显缩短。各地理种群20℃下的雌蛹、28℃下的雄蛹和31℃下的雌雄蛹期差异均不显著,其他雌或雄蛹期差异显著;各温度下的雌雄蛹期与其栖息地纬度存在正相关关系。这些研究结果揭示了广布种昆虫可以调节其自身发育历期以适应栖息地环境条件。     

中国天然林资源保护工程综合评价指标体系与评估方法

天然林资源是国家重要的战略资源与生态资源,在维护国土生态安全、应对气候变化、保护生物多样性等方面发挥着不可替代的重要作用。作为覆盖范围最广、投资规模最大的天然林资源保护工程（简称天保工程）自2000年正式启动以来,对长江上游、黄河上中游地区以及东北、内蒙古、新疆、海南等重点国有林区的森林资源保护修复、区域生态环境改善及经济社会可持续发展等多方面都产生了巨大、深远影响。天保工程二期于2020年结束,全面定量评估天保工程的生态、经济和社会综合效益和国内外的巨大影响,可为全面推进我国天然林资源保护修复提供科技支撑,为后续政策修订提供决策依据。本文基于空间信息技术、样地调查、生态站观测、比较分析等手段,构建了适用于天保工程的综合评价指标体系与评估方法,涵盖森林资源、生态效益、社会经济效益、生态修复措施和政策设计5个方面,对全面贯彻落实国家生态文明战略和《天然林保护修复制度方案》具有重要的现实意义和深远历史意义,为开展全国性的重大生态工程评估提供借鉴和参考。     

毛竹的花药发育研究

竹类植物因有着较长的开花周期,其生殖生物学研究的报道相对较少。该研究采用石蜡切片与野外观察的方法,对毛竹花药的发育以及花药发育与花序的关系进行了研究。结果表明:毛竹的花药壁结构包括4层细胞:表皮细胞、药室内壁细胞、中层细胞和绒毡层细胞。药室内壁和中层都只有一层细胞,而且细胞形状较扁,花药发育后期药室内壁会逐渐降解,而中层则会完全解体消失。花药壁的发育为单子叶型,绒毡层为腺质型,而且只有一层,细胞径向较长,最后也会消失。小孢子母细胞减数分裂时,胞质分裂方式为连续型。形成的小孢子经一次有丝分裂后逐渐形成成熟花粉粒,大多为二细胞型,很少产生三细胞型。此外,还发现毛竹花药的发育与花序形态变化存在着相对应的关系。野外连续观察和切片发现,随着花序形态的不断发育变化,首先花药开始形成并不断分化,药壁备层也逐渐形成;接着小孢子逐渐成熟,备层也慢慢随之解体、消失;最后花药逐渐开裂并开始散粉。该研究结果不仅丰富了毛竹和竹类生殖生物学的研究内容,而且对毛竹种质的研究也具有重要意义。     

Design of a Virtual Player for Joint Improvisation with Humans in the Mirror Game

Joint improvisation is often observed among humans performing joint action tasks. Exploring the underlying cognitive and neural mechanisms behind the emergence of joint improvisation is an open research challenge. This paper investigates jointly improvised movements between two participants in the mirror game, a paradigmatic joint task example. First, experiments involving movement coordination of different dyads of human players are performed in order to build a human benchmark. No designation of leader and follower is given beforehand. We find that joint improvisation is characterized by the lack of a leader and high levels of movement synchronization. Then, a theoretical model is proposed to capture some features of their interaction, and a set of experiments is carried out to test and validate the model ability to reproduce the experimental observations. Furthermore, the model is used to drive a computer avatar able to successfully improvise joint motion with a human participant in real time. Finally, a convergence analysis of the proposed model is carried out to confirm its ability to reproduce joint movements between the participants.     

Generation of Multicellular Tumor Spheroids with Microwell-Based Agarose Scaffolds for Drug Testing

Three dimensional multicellular aggregate, also referred to as cell spheroid or microtissue, is an indispensable tool for in vitro evaluating antitumor activity and drug efficacy. Compared with classical cellular monolayer, multicellular tumor spheroid (MCTS) offers a more rational platform to predict in vivo drug efficacy and toxicity. Nevertheless, traditional processing methods such as plastic dish culture with nonadhesive surfaces are regularly time-consuming, laborious and difficult to provide uniform-sized spheroids, thus causing poor reproducibility of experimental data and impeding high-throughput drug screening. In order to provide a robust and effective platform for in vitro drug evaluation, we present an agarose scaffold prepared with the template containing uniform-sized micro-wells in commercially available cell culture plates. The agarose scaffold allows for good adjustment of MCTS size and large-scale production of MCTS. Transparent agarose scaffold also allows for monitoring of spheroid formation under an optical microscopy. The formation of MCTS from MCF-7 cells was prepared using different-size-well templates and systematically investigated in terms of spheroid growth curve, circularity, and cell viability. The doxorubicin cytotoxicity against MCF-7 spheroid and MCF-7 monolayer cells was compared. The drug penetration behavior, cell cycle distribution, cell apoptosis, and gene expression were also evaluated in MCF-7 spheroid. The findings of this study indicate that, compared with cellular monolayer, MCTS provides a valuable platform for the assessment of therapeutic candidates in an in vivo-mimic microenvironment, and thus has great potential for use in drug discovery and tumor biology research.