Depression compromises antiviral innate immunity via the AVP-AHI1-Tyk2 axis

Depression is a serious public-health issue. Recent reports have suggested higher susceptibility to viral infections in depressive patients. However, how depression affects antiviral innate immune signaling remains unknown. Here, we revealed a reduction in expression of Abelson helper integration site 1 (AHI1) in the peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) and macrophages from the patients with major depressive disorder (MDD), which leads to attenuated antiviral immune response. We found that depression-related arginine vasopressin (AVP) induces reduction of AHI1 in macrophages. Further studies demonstrated that AHI1 is a critical stabilizer of basal type-I-interferon (IFN-I) signaling. Mechanistically, AHI1 recruits OTUD1 to deubiquitinate and stabilize Tyk2, while AHI1 reduction downregulates Tyk2 and IFN-I signaling activity in macrophages from both MDD patients and depression model mice. Interestingly, we identified a clinical analgesic meptazinol that effectively stimulates AHI1 expression, thus enhancing IFN-I antiviral defense in depression model mice. Our study promotes the understanding of the signaling mechanisms of depression-mediated antiviral immune dysfunction, and reveals meptazinol as an enhancer of antiviral innate immunity in depressive patients.Subject terms: Innate immunity, Ubiquitylation, Cell signalling     

Distinct basolateral amygdala excitatory inputs mediate the somatosensory and aversive-affective components of pain

Pain is a multidimensional perception that includes unpleasant somatosensory and affective experiences; however, the underlying neural circuits that mediate different components of pain remain elusive. Although hyperactivity of basolateral amygdala glutamatergic (BLA^Glu) neurons is required for the somatosensory and emotional processing of pain, the precise excitatory inputs to BLA^Glu neurons and their roles in mediating different aspects of pain are unclear. Here, we identified two discrete glutamatergic neuronal circuits in male mice: a projection from the insular cortex glutamatergic (IC^Glu) to BLA^Glu neurons, which modulates both the somatosensory and affective components of pain, and a projection from the mediodorsal thalamic nucleus (MD^Glu) to BLA^Glu neurons, which modulates only the aversive-affective component of pain. Using whole-cell recording and fiber photometry, we found that neurons within the IC→BLA and MD→BLA pathways were activated in mice upon inflammatory pain induced by injection of complete Freund’s adjuvant (CFA) into their paws. Optical inhibition of the IC^Glu→BLA pathway increased the nociceptive threshold and induced behavioral place preference in CFA mice. In contrast, optical inhibition of the MD^Glu→BLA pathway did not affect the nociceptive threshold but still induced place preference in CFA mice. In normal mice, optical activation of the IC^Glu→BLA pathway decreased the nociceptive threshold and induced place aversion, while optical activation of the MD^Glu→BLA pathway only evoked aversion. Taken together, our results demonstrate that discrete IC^Glu→BLA and MD^Glu→BLA pathways are involved in modulating different components of pain, provide insights into its circuit basis, and better our understanding of pain perception.     

基于遥感降尺度估算中国森林生物量的空间分布

森林生物量是陆地生态系统重要的碳库,其大小与空间分布特征直接影响森林的碳汇潜力。基于空间降尺度技术,以中国第六次国家森林资源清查资料为基础,同时结合1∶100万植被分布图及同期的基于MODIS反演的NPP空间分布,定量估算了1 km分辨率下我国森林生物量的空间分布。结果表明:(1)降尺度技术能有效结合遥感数据的空间特征与地面详查资料的统计特征,从而较好地解决当前生物量估算的区域尺度转化问题;(2)我国森林生物量存在明显的空间分布规律,与水热条件的空间分布格局基本一致,表现为西部较低东部较高,大型山脉分布处较高;(3)我国森林生物量总量11.0 Pg,平均生物量74.8 Mg/hm2,其中高值区主要集中在东北大小兴安岭和长白山地区、新疆山区、西南横断山脉地区以及东南武夷山地区。     

基于微生物模型的合作行为进化研究进展

生物间的合作行为如何在自然选择过程中显示出对欺骗者的优势,一直以来都是进化生物学上的经典问题。实验室构建的具有合作行为的微生物种群是研究这一问题的良好素材。本文综述了几种基于微生物模型的合作行为进化理论,如亲缘选择理论、辛普森悖论、竞争抑制理论、进化博弈理论等,对其中涉及到的微生物模型进行介绍和评价,并展望其研究前景。     

利用Ecopath模型评价鲢鳙放养对千岛湖生态系统的影响

“保水渔业”是中国控制“水华”暴发等生态灾变的措施之一,其结果存在较大的不确定性。在浙江省的新安江水库(千岛湖),“保水渔业”的实施带来了水质改善和渔业增产的双重效果。但在生态系统自组织层面,这种人工干预手段引起的生态系统结构化效应的研究,尚未真正展开。基于2008—2010年千岛湖的生态和渔业资源调查数据,应用EwE(V6.6)构建了2010年千岛湖生态系统的Ecopath模型,并将其与2004和2016年的模型进行对照,分析了千岛湖生态系统在鲢、鳙鱼放养下的变化。千岛湖生态系统在3个年份均为4个整合营养级,营养能流分布成典型的金字塔型,且营养流总量中流向碎屑的占比很大,营养级Ⅰ、Ⅱ的能量被利用得不够充分;除鲢、鳙鱼外大部分鱼类的生物量逐渐下降,浮游植物和碎屑的生物量增多;系统的初级生产力和规模得到了一定提升,但总体的能量转换效率有所降低。在一些和系统成熟度、复原力和稳定性密切相关的参数方面,总初级生产量/总呼吸量增加,Finn氏循环指数和Finn氏平均路径长度逐渐降低,3个年份的连接指数(CI)分别为0.223、0.219、0.263,系统杂食指数(SOI)分别为0.087、0.1...     

河南济源人工引水渠隧道蝙蝠冬眠生态学特征

2017-2020年期间,每年1月份对河南省济源市邵原镇布袋沟水库人工引水渠隧道内蝙蝠进行冬眠生态学特征调查,共发现2科5属7种蝙蝠在此冬眠,包括马铁菊头蝠（Rhinolophus ferrumequinum）、小菊头蝠（R.pusillus）、华南水鼠耳蝠（Myotis laniger）、白腹管鼻蝠（Murina leucogaster）、金管鼻蝠（Mu.aurata）、奥氏长耳蝠（Plecotus ognevi）和亚洲宽耳蝠（Barbastella leucomelas）。马铁菊头蝠是优势种（约52%-73%的冬眠个体）,其次是小菊头蝠（约19%-37%）、华南水鼠耳蝠（约5%-8%）,其余蝙蝠物种数量不足3%。2017-2020年冬眠蝙蝠个体总数呈增长趋势,但仍少于早期报道的数量。有42个隧道每年均有蝙蝠冬眠,而且不同年度冬眠数量也不尽相同。通过多元线性回归分析发现,隧道长度可能是影响蝙蝠冬眠栖息场所选择的主要影响因子（Adjusted R²=0.208,P=0.001）。每个隧道内,蝙蝠具有不同的冬眠栖点位置,约4/5的蝙蝠选择温暖且环境相对稳定的隧道深处（> 30 m）作为冬眠栖点,超过95%的个体选择长度> 60 m的隧道冬眠。蝙蝠具有不同的冬眠方式,绝大多数个体采用独栖方式进行冬眠（> 90%）,少数采用聚集方式。不同的冬眠栖点和冬眠方式可能有利于冬眠成本优化。此外,栖点温度与蝙蝠体温之间呈显著正相关（R²=0.98,P < 0.001）,而且蝙蝠冬眠期间的栖点温度具有种内和种间差异。研究结果为我国蝙蝠种群保护和冬眠场所管理提供科学依据。     

1980-2010年北京市农用地碳储量对土地利用变化的响应

分析北京市农用地碳储量对土地利用变化的响应,对快速城市化和工业化区域及全国农用地低碳利用调控具有重要意义。利用1980年第二次土壤普查数据与2010年测土配方施肥项目成果土壤数据核算北京市农用地表层土壤碳储量,利用生物量遥感信息（NDVI）模型反演林地、草地植被碳储量,对北京市土地利用变化造成的农用地碳储量变化进行研究,结果表明：1）1980-2010年,北京市农用地碳储量由75.29 Tg-C增至81.13Tg-C,增加5.83 Tg-C,其中,土壤碳储量减少7.51 Tg-C,植被碳储量增加13.34 Tg-C;2）30年间,北京市农用地面积减少14.11×10⁴ hm²,其中,耕地流失最为显著,主要去向为建设用地和林地,林地面积略有增加;3）北京市用地类型保持不变的农用地土壤碳储量减少297.63×10⁴ t,植被碳储量增加1095.21×10⁴ t,共计增加797.58×10⁴ t,其中,用地类型保持不变的耕地、林地碳储量增加,草地碳储量减少;4）30年间,土地利用类型转化使北京市农用地土壤碳储量减少75.71×10⁴ t,植被碳储量增加212.49×10⁴ t,共计增加136.78×10⁴ t,其他用地类型转为林地使碳储量增加,有利于碳汇的形成,林地转出为其他用地类型均会造成一定碳排放;5）平原造林、退耕还林等工程有利于增加北京市农用地固碳量。未来北京市可通过控制农用地面积减少量,优化农用地内部结构,降低用地类型间的转换频率以提高农用地碳储量。研究可为其他区域及全国在快速城市化工业化过程中提升农用地碳储量提供一定参考。     

胶州湾典型河口湿地土壤活性有机碳和酶活性对互花米草入侵的响应

以胶州湾洋河口湿地为研究对象,按照互花米草入侵年份(0、1、5、8年)分层采集土壤样品(0—10、10—20、20—40 cm和40—60 cm),研究土壤活性有机碳(LOC)和酶(脲酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶)活性的变化,分析土壤活性有机碳和酶活性及两者相关性对互花米草入侵的响应。结果表明:与光滩相比,互花米草入侵增加了表层土壤LOC含量,且随着入侵时间的延长显著增加(P0.05)。同时也改变了土壤LOC垂直分布规律,除光滩和入侵1年样地表现出沿剖面逐渐上升之外,其他样地表现为沿剖面先上升后下降趋势;互花米草入侵提高了河口湿地土壤酶活性,但并未改变酶活性随深度增加而逐渐降低的分布规律。随着入侵时间的延长4种酶活性变化趋势有所差异,过氧化氢酶和蔗糖酶活性变化趋势一致,表现为随入侵时间延长先急剧增加后逐渐减少,而碱性磷酸酶和脲酶活性随着入侵时间的延长逐渐增加。Pearson相关性分析结果显示,土壤LOC和酶活性呈显著负相关且互花米草入侵时间越长两者间相关性越低,8年后无显著相关性。     

微生物学模块式自设计研究性实验的构建与教学实践

为了以低成本、低课时、高个性化方式让低年级学生既能学习基本实验技术,又都有机会参与研究性实验,构思了以基本实验技术为依托的微生物学模块式自设计研究性实验,即教师以模块式专题形式提出系列实验项目,学生自主选择题目、思考和设计、实施操作、分析结果而教师恰当指导的实验教学方式,并将其在3年4轮的微生物学实验教学中应用。详细叙述了模块式自设计研究性实验设计思路和实施方法及实施中学生和教师的行为与表现,并分析了从3个班级收回的包含34个问题的实验教学效果调查问卷,深入探讨了该方法存在的不足和改进方法。教学实践表明,这种教学方法不会导致教师数量、实验成本、学时数的显著增加,对于较大规模学生的研究性实验具有较强的实用性和可行性;144份学生反馈问卷中每个问题平均得分均在4分以上(满分5分),表明有利于提高学生的多方面素质,使学生受到基本的科学研究素质和能力的初步训练;88%-96%的学生认为它是有效的教学方式;研究性实验的形式、学生主动性、实验方案设计的科学性、实验结果分析和讨论等方面还有待完善。     

Reconstruction of Surface Porous PEEK Decorated with Strontium-doped Calcium Phosphate Coatings for Enhancing Osteogenic Activity

The aim of this study was to reconstruct surface porous structure with hundreds of micrometers and then bio-mineralize Sr-doped Calcium Phosphate(Sr-doped CaP)o...