Cardiac Fibroblasts Contribute to Myocardial Dysfunction in Mice with Sepsis: The Role of NLRP3 Inflammasome Activation

Myocardial contractile dysfunction in sepsis is associated with the increased morbidity and mortality. Although the underlying mechanisms of the cardiac depression have not been fully elucidated, an exaggerated inflammatory response is believed to be responsible. Nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor containing pyrin domain 3 (NLRP3) inflammasome is an intracellular platform that is involved in the maturation and release of interleukin (IL)-1β. The aim of the present study is to evaluate whether sepsis activates NLRP3 inflammasome/caspase-1/IL-1β pathway in cardiac fibroblasts (CFs) and whether this cytokine can subsequently impact the function of cardiomyocytes (cardiac fibroblast-myocyte cross-talk). We show that treatment of CFs with lipopolysaccharide (LPS) induces upregulation of NLRP3, activation of caspase-1, as well as the maturation (activation) and release of IL-1β. In addition, the genetic (small interfering ribonucleic acid [siRNA]) and pharmacological (glyburide) inhibition of the NLRP3 inflammasome in CFs can block this signaling pathway. Furthermore, the inhibition of the NLRP3 inflammasome in cardiac fibroblasts ameliorated the ability of LPS-chalenged CFs to impact cardiomyocyte function as assessed by intracellular cyclic adenosine monophosphate (cAMP) responses in cardiomyocytes. Salient features of this the NLP3 inflammasome/ caspase-1 pathway were confirmed in in vivo models of endotoxemia/sepsis. We found that inhibition of the NLRP3 inflammasome attenuated myocardial dysfunction in mice with LPS and increased the survival rate in mice with feces-induced peritonitis. Our results indicate that the activation of the NLRP3 inflammasome in cardiac fibroblasts is pivotal in the induction of myocardial dysfunction in sepsis.     

湖羊瘤胃微生物GH9家族葡聚糖酶基因IDSGLUC9-25的表达与功能表征

【目的】葡聚糖酶是饲用添加剂的重要成分,本研究旨在从湖羊消化道微生物中挖掘性质优良的GH9家族葡聚糖酶基因,用于研发新型饲用酶制剂。【方法】从湖羊瘤胃微生物cDNA中扩增IDSGLUC9-25基因,在大肠杆菌中进行异源表达,对重组蛋白进行诱导表达和纯化,研究重组蛋白的酶学性质和底物水解模式。【结果】IDSGLUC9-25基因编码527个氨基酸,包含一个CelD_N结构和一个GH9家族催化结构域;重组蛋白rIDSGLUC9-25分子量约为62.7 kDa,最适反应温度和pH分别为40℃和6.0,在30-50℃下活性较高,在pH 4.0-8.0范围内能够保持较高的稳定性,经pH 4.0-8.0缓冲液处理1 h后残余活性均大于90%;底物谱分析表明,rIDSGLUC9-25能催化大麦β-葡聚糖、苔藓地衣多糖、魔芋胶和木葡聚糖,比活性分别为(443.55±24.48)、(65.56±5.98)、(122.37±2.85)和(159.16±7.73) U/mg;利用薄层色谱法(thin layer chromatography, TLC)和高效液相色谱法(high performance liquid chromatography, HPLC)分析水解产物发现,rIDSGLUC9-25降解大麦葡聚糖主要生成纤维三糖(占总还原糖64.19%±1.19%)和纤维四糖(占总还原糖26.24%±0.12%),催化地衣多糖主要生成纤维三糖(占总还原糖78.46%±0.89%)。【结论】本研究报道了一种来自密螺旋体属细菌的内切β-1,4-葡聚糖酶IDSGLUC9-25 (EC 3.2.1.4),能高效催化多糖底物生成纤维三糖和纤维四糖,为研发饲用酶制剂和制备低聚寡糖建立基础。     

利用酵母菌生产有机酸的研究进展

有机酸是含有一种或多种低分子量酸性基团(如羧基、磺酸基)的可生物合成的有机化合物,广泛应用于食品、农业、医药、生物基材料工业等领域。酵母菌具有生物安全、抗逆性强、底物谱广泛、方便遗传改造,以及大规模培养技术成熟等独特优点,因此利用酵母菌生产有机酸的研究日益受到国内外学者的关注。目前利用酵母生产有机酸还存在浓度低、副产物多,以及发酵效率低等缺陷。随着酵母菌代谢工程和合成生物学技术的发展,利用酵母菌生产有机酸取得了快速进展。本文总结了利用酵母合成11种有机酸的研究,包括内源和异源合成的大宗羧酸和高价值有机酸,并对该领域的未来研究方向进行了展望。     

为害黄芪种子的广肩种子小蜂属四新种(膜翅目:广肩小蜂科)

据我们在北京和内蒙古等地多年研究表明,黄芪的植食性种子小蜂包括广肩小蜂科Bruchophagus属5种和金小蜂科Habrocytus属1种,为多种混合群体。我们通过大量标本的形态比较以及交配行为的观察,结合其生物学特性研究以及应用扫描电镜对其并胸腹节花纹的超微结构观察,鉴定出黄芪种子里有5种广肩种子小蜂,即黄芪种子小蜂Bruchophagus huonchi Liao et Fan及本文的4新种。     

呼伦贝尔草原沙狐洞穴的结构

沙狐（Vulpes corsac）又名东沙狐,属食肉目犬科,主要分布在亚洲中部的草原、荒漠和半荒漠地带,在我国主要分布在内蒙古、甘肃、宁夏和新疆部分地区。由于沙狐主要以鼠类为食,因此沙狐在调节鼠类数量和控制鼠害方面起着重要的作用（马逸清等,1986）。《中国物种红色名录》（汪松和解焱,2004）将沙狐列为“易危”,指出其“数据缺乏”。     

象山港不同养殖类型海域大型底栖动物群落比较研究

于2009年2月在象山港顶部海域分别对海带、牡蛎和鱼类网箱3种不同养殖区进行了大型底栖动物调查。调查共鉴定大型底栖动物73种,隶属8门12纲53科,以软体动物和环节动物为主。海带养殖区优势种有5种;牡蛎养殖区有4种;网箱养殖区有9种。海带、牡蛎和网箱养殖区大型底栖动物平均栖息密度分别为(132±71)个/m²、(94±91)个/m²和(210±132)个/m²;平均生物量分别为(26.51±11.06) g/m²、(53.03±61.94) g/m²和(108.80±73.56) g/m²。栖息密度和生物量不同养殖区和不同调查站位间差异显著。Tukey多重比较结果显示,栖息密度海带养殖区与牡蛎和网箱养殖区间均无显著差异,而牡蛎与鱼类网箱养殖区间存在显著差异;生物量海带养殖区与牡蛎养殖区间无显著差异,海带养殖区和牡蛎养殖区与网箱养殖区间均显著差异。典范对应分析结果表明,对大型底栖动物群落起主要影响的环境因子有温度、盐度、总氮和总磷等,排序轴对物种-环境关系的贡献率计算结果表明环境变量可以较好的解释主要类群的变化情况。丰度/生物量比较曲线(ABC曲线)分析结果表明,网箱养殖区大型底栖动物群落受较明显扰动,而海带和牡蛎养殖区大型底栖动物群落未受扰动。     

中微量元素和有益元素对水稻生长和吸收镉的影响

采用盆栽试验,研究了中微量元素和有益元素对水稻生长和吸收镉的影响。结果表明,在所有测试的元素和施用方法中,硅酸钠叶面喷施显著增加稻谷产量,而碳酸钙、硼酸、硅酸钠土施和亚硒酸钠显著降低了稻谷产量。镁、锌、铁的盐酸盐形态对水稻籽粒的增产效果优于硫酸盐形态,而钙、铜的硫酸盐形态增产效果略高于盐酸盐形态。在钙、镁、硫三种中量元素中,钙增加了水稻籽粒中的Cd浓度和吸收量,而镁和硫则降低了籽粒中的Cd浓度和吸收量,以硫磺粉处理为最低。稻草中的Cd浓度和总量均以氯化镁处理为最高,硫磺粉处理最低。镁能有效抑制Cd从秸秆向籽粒的转移,其盐酸盐优于硫酸盐。在微量元素中,锌对水稻Cd的吸收抑制作用最为显著,其次是铜,而有益元素肥料硅酸钠叶面喷施则显著增加了稻谷中的Cd浓度和吸收量。硫酸亚铁、氯化锰、氯化铜、硼酸和硼砂处理都能有效地抑制Cd从秸秆向籽粒的转移,而硅酸钠叶面喷施和锌处理则促进了Cd的转移,表明硅酸钠抑制水稻吸收Cd的机制很可能发生在土壤中,而非在植株体内或地上部分。在Cd污染土壤上选用适宜的中微量和有益元素肥料及其施用方法,能有效降低水稻对镉的吸收和稻米中的Cd含量。