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聚苯乙烯纳米塑料口服暴露与小鼠肝肾损伤的相关性评估：芒果苷干预的初步观察
昌德炜;施汶宁;徐淼;吕建国;孙燕玲;目的 评估聚苯乙烯纳米塑料(PS-NPs)口服暴露与小鼠肝肾损伤的相关性,并初步评估芒果苷(MGF)的干预趋势。方法 60只BALB/c小鼠随机分为6组:Saline组、0.1 mg·kg-1·d-1 NPs组、1 mg·kg-1·d-1 NPs组、10 mg·kg-1·d-1NPs组、100 mg·kg-1·d-1 NPs组和100 mg·kg-1·d-1 NPs+120 mg·kg-1·d-1 MGF组,每组10只。所有组别灌胃体积均为10μL·g-1,相应给药剂量通过“10μL·g-1×PS-NPs/MGF浓度”换算获得。观察并记录各组小鼠的体重变化以及肝、肾脏器系数的变化;酶联免疫吸附测定法(Elisa)检测血清谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、碱性磷酸酶(AKP)、血尿素氮(BUN)、血肌酐(SCr)和尿酸(UA)水平;苏木素-伊红(HE)染色观察肝、肾组织病理变化;过碘酸-雪夫(PAS)染色观察肝、肾组织糖原变化;荧光探针法检测肝、肾组织活性氧(ROS)水平,微板法检测谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)和8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)水平。数据分析采用单因素ANOVA(one-way ANOVA)及Tukey事后检验,设定双侧α=0.05。结果 与Saline组比较,各PS-NPs暴露组小鼠的体重下降,肝、肾脏器系数增加;血清肝、肾功能指标(ALT、AST、AKP、BUN、SCr、UA)均呈上升趋势;肝组织出现肝小叶结构紊乱、肝血窦扩张及肝细胞肿胀;肾组织表现为肾小球体积增大、肾小管上皮细胞变薄、排列松散及管腔扩张;肝、肾PAS染色显示紫红色颗粒物随PS-NPs剂量递增而增多;肝、肾组织ROS、MDA和8-OHdG水平升高,GSH水平下降。100 mg·kg-1·d-1NPs+120 mg·kg-1·d-1 MGF组上述指标均较100 mg·kg·d-1 NPs组呈现改善趋势。结论 PS-NPs口服暴露与肝肾损伤及氧化应激升高相关,MGF显示潜在缓解。因材料表征与分子通路未完善,因果关系待后续验证。
miR-192对猪子宫内膜上皮细胞生物学功能的调控作用
王强;许衡;李清春;鲁慧文;高若男;何凡;黄涛;目的 miRNAs是一种内源性非编码RNA,广泛参与多种生理过程的转录后基因调控,包括胚胎附植和发育过程。目前关于miR-192的研究主要集中于癌症方面,在动物繁殖上的研究鲜有报道。基于课题组前期研究的基础,推测miR-192可能是猪胚胎附植的潜在调控因子。方法 本研究使用miR-192 mimics、mimics-NC、inhibitor和inhibitor-NC转染猪子宫内膜上皮细胞(pEECs),通过伤口愈合试验、qRT-PCR和Western blot检测miR-192对pEECs增殖、凋亡、迁移及相关标志基因和胚胎附植相关因子的影响。结果 过表达miR-192促进抑癌因子cyclindependent kinase inhibitor 1A(P21)和tumor protein p53(P53)基因mRNA的表达并抑制pEECs的增殖;过表达miR-192促进凋亡基因cysteine-dependent aspartate-directed protease-3(Caspase-3)基因mRNA和蛋白的表达;过表达miR-192促进matrix metalloproteinase 2(MMP2)和matrix metalloproteinase 9(MMP9)基因mRNA的表达和细胞迁移;过表达miR-192不同程度地促进胚胎附植相关因子transforming growth factor-beta(TGF-β)、leukemia inhibitory factor(LIF)、epidermal growth factor receptor(EGFR)和integrin beta 3(ITGB3)基因mRNA的表达;抑制miR-192表达结果则相反。结论 miR-192抑制pEECs的增殖,促进其凋亡、迁移过程并有利于胚胎附植相关因子TGF-β、LIF、EGFR和ITGB3的表达。
不同磷添加对西藏色季拉山高寒草地土壤养分及酶活性的影响
崔志攀;张西哲;张绍兵;韩艳英;吴正;仝令臣;叶彦辉;近年来大气磷输入上升使高寒草地的磷素动态与生态功能面临不确定性,但土壤理化性质与酶活性对不同磷输入水平的响应机制仍不清楚。本研究在西藏色季拉山高寒草地开展2年田间梯度施磷试验,设定4种梯度处理(0、50、75、100 kg·hm-2/年),用P0、P50、P75、P100表示,测定0～10 cm土层的土壤理化性质、微生物量(MBC、MBN)、碳氮循环和氧化降解相关酶(纤维素酶、淀粉酶、蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶、脲酶、多酚氧化酶、过氧化物酶)并进行相关性和聚类分析。结果表明:施用酸性磷酸肥普遍降低pH值(1.6%～2.5%),土壤有机碳(SOC)无显著变化,而易氧化有机碳(ROC)在P50与P75分别提高77.2%与47.9%。硝态氮在3种施磷下显著升高,P50增幅达1 219.3%。P100显著提高全磷(TP)与有效磷(AP)含量(TP:22.9%,AP:147.9%)。MBC与MBN在所有施磷下均显著下降(MBC:52.6%～64.9%,MBN:29.1%～49.1%)。酶活性方面:P50显著提升蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶与脲酶(74.0%、21.7%、55.3%);P75、P100显著提高过氧化物酶(61.8%、55.5%);P100使纤维素酶上升117.3%,而淀粉酶在3种处理下均升高(P50处理下最大为90.0%)。相关性与聚类显示氧化酶与pH、交换性阳离子协同响应,水解酶与ROC、速效养分紧密耦合,微生物量碳氮与多数酶簇分离。P50缓解磷限制并放大氮循环与水解酶活性;P75呈边际效益递减;诱发酸化与微生物量碳氮下降,群落代谢偏向氧化酶分泌,存在“磷诱导碳释放”风险。综上所述,高寒草地对外源磷输入呈非线性与阈值响应,本研究为未来磷富集下高寒草地土壤的健康与管理提供了重要的科学依据。
银杏叶提取液提高纳米零价铁活化过硫酸钠去除抗生素抗性基因效果及作用研究
段婉君;抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)可以编码在细菌染色体或质粒中触发其生化防御机制,这种机制使细菌能够在相应的抗生素存在下生存,对公众健康构成威胁。本研究分别使用车前草和银杏叶作为原料,通过液相还原法合成车前草改性型纳米零价铁(nanoscale zero valent iron modified by Plantago asiatica L., P-nZVI)和银杏叶改性型nZVI(nZVI modified by Ginkgo biloba L. leaf, G-nZVI),利用qPCR技术研究改性纳米零价铁活化过硫酸钠(sodium persulfate, PS)对河流水中细菌16S rRNA基因和ARGs的去除情况。结果显示,相较于nZVI+PS和P-nZVI+PS体系,G-nZVI对PS表现出优异的活化作用,反应30 min后,细菌16S rRNA基因丰度由1.56×106 copies·μL-1降至8.85×102 copies·μL-1,并实现最高的ARGs去除效率。代谢组学分析发现,黄酮类化合物、二萜类化合物(C20)和氰苷等可能是有效修饰nZVI的活性化合物。KEGG功能通路表明,下调代谢产物可能通过改变分子间作用力、增加颗粒分散度、发挥抗氧化保护能力,实现G-nZVI+PS对细菌16S rRNA基因和aac(6′)-Ib更高的去除率。G-nZVI的特征官能团表征及改性效应相关潜在生物标志物和改性途径研究,为过硫酸盐技术高效治理ARGs废水污染提供参考。
单组份碱活化矿渣基地聚物砂浆的力学性能和微观表征:粉煤灰和水泥的协同效应
王明茹;唐艳娟;夏多田;为了制备出高性能的单组份碱活化矿渣基地聚物砂浆,探究粉煤灰和水泥在矿渣基地聚物砂浆中的协同效应,以及优化其力学性能和揭示其微观机理,在固体碳酸钠混合硅灰活化的矿渣基地聚物体系中,通过单掺和混掺粉煤灰和水泥设计了16个配合比进行力学性能测试,将最优的配合比结合微观手段分析其微观形貌和反应产物。结果表明:10%粉煤灰和10%普通硅酸盐水泥的掺入可显著提升砂浆的力学性能,在7 d时其抗折强度和抗压强度分别达到了5.92和44.01 MPa,相较于100%矿渣制备的地聚物分别提高了75.67%和79.78%。微观结构分析发现,粉煤灰和水泥的协同作用显著增强了地聚合反应速率,而C-(A)-S-H与N-A-S-H凝胶间的桥接作用抑制了微裂纹的形成和扩展,使得基体结构高度致密。研究结果为矿渣体系凝胶材料在实际工程中的应用提供了理论依据。
酿酒葡萄整穗收获机气力式除杂装置设计与试验
李培勇;彭慧杰;王铎;李佳豪;蒙贺伟;周多进;针对酿酒葡萄整穗收获机收获过程中含杂率较高的问题,设计酿酒葡萄气力式除杂装置并进行参数组合优化。采用双喷嘴异向气流协同作用进行果叶分离,以提升对不同位置果叶的除杂效率。运用响应曲面试验设计方法,以主、副喷嘴风速、喂入速度、主喷嘴角度为试验因素,以除杂率、损失率为评价指标,开展四因素三水平试验,结果表明:除杂率主次影响因素为主喷嘴风速>主喷嘴角度>喂入速度>副喷嘴风速;损失率主次影响因素为主喷嘴风速>副喷嘴风速>喂入速度>主喷嘴角度。以除杂率最高、损失率最低进行除杂装置最佳作业参数优化,确定的最佳参数组合如下:主、副喷嘴风速为16.3 m·s-1和13.8 m·s-1,喂入速度为140 r·min-1,主喷嘴角度为8°;采用多项式回归模型预测的除杂率为90.99%,损失率为0.67%,采用优化后的参数进行试验得出的平均除杂率为89.35%,损失率为0.71%;以上参数组合可为酿酒葡萄及其相关作物的除杂装置提供技术依据。
红花黄色素通过调控谷氨酸循环改善APP/PS1小鼠学习记忆功能
辛贝贝;陈浩然;王妍又;王亚茹;曾杰;杨梓悦;刘秀明;胡艳丽;目的 研究红花黄色素(Safflower yellow, SY)调节星形胶质细胞介导的谷氨酸循环在改善APP/PS1转基因阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)小鼠学习记忆能力中的作用。方法 选取6月龄APP/PS1小鼠24只,随机分为2组,即Tg组、Tg+SY组。对照组选取同月龄C57BL/6J小鼠12只。给药后采用行为学实验评价阿尔茨海默病小鼠的学习记忆和认知能力;尼氏染色法观察小鼠脑组织尼氏小体数量;免疫组织化学法观察小鼠脑组织Aβ斑块沉积变化情况;生化试剂盒检测小鼠脑组织谷氨酸浓度;蛋白免疫印迹技术检测各组小鼠谷氨酸循环相关蛋白表达量。结果 与Tg组相比,Tg+SY组小鼠学习记忆能力明显提高,尼氏小体数量显著增加,Aβ阳性表达显著降低,脑组织谷氨酸浓度显著下降,谷氨酸循环相关蛋白GS、EAAT1的表达水平显著增加,GLS、NMDAR 2B的表达水平显著下降。结论 SY能显著改善APP/PS1小鼠学习记忆能力,其作用机制可能是通过改善谷氨酸循环系统,减少神经兴奋性毒性损伤,进而发挥神经保护作用。
人细粒棘球蚴嚢液对大鼠肝硬化、肝癌发生发展影响初探
荆仁一;林芷伊;伍希雅;崔杰;蔡克丰;张宏伟;目的 探讨细粒棘球蚴囊液对大鼠肝硬化及肝癌发展的影响并对其机制进行初步探讨。方法 将SD大鼠随机分为空白对照组、囊液组、囊液诱癌组和诱癌组,通过腹腔注射人细粒棘球蚴囊液进行囊液免疫建模,自由饮用二乙基亚硝胺水溶液进行肝硬化及肝癌建模。通过定期观察肝脏外观,并以苏木素-伊红(HE)染色、MASSON染色以及免疫组织化学法对大鼠肝纤维化、肝硬化以及肝癌发生发展程度进行组织学评估;并以酶联免疫吸附试验(ELISA)法对相关免疫细胞因子进行检测,对其机制进行初步探索。结果 肝脏外观及HE染色显示囊液组及空白对照组大鼠在第12周及第16周均未发生肝癌;然而在12周时,诱癌组肝癌发生率为60%(6/10),囊液诱癌组肝癌发生率为30%(3/10),二者无统计学差异(P>0.05);16周时,诱癌组肝癌发生率为100%(10/10),明显高于囊诱癌组的肝癌发生率50%(5/10)(P<0.05)。免疫组织化学结果显示:第12周及第16周囊液诱癌组转化生长因子-β1(Transforming Growth Factor-β1,TGF-β1)表达水平高于空白对照组(P<0.05)、诱癌组表达水平高于囊液诱癌组(P<0.01或P<0.001);第12周及第16周诱癌组AFP表达水平高于囊液诱癌组(P<0.000 1);结论 细粒棘球蚴病与肝细胞癌的发生发展过程中存在部分免疫交叉,细粒棘球蚴囊液可能通过这部分免疫交叉抑制二乙基亚硝胺诱导的大鼠肝纤维化、肝硬化及肝癌的发生发展,调节性T细胞(Regulatory T cells,Treg细胞)和辅助性T淋巴细胞17(T helper 17 cell,Th17细胞)在其中可能起到重要作用。
批式流加发酵中的鲁棒脉冲时滞最优控制
宫召华;时郭庆;本文研究了批式流加发酵中的鲁棒脉冲时滞最优控制问题。首先,提出一个非线性状态依赖的脉冲时滞系统描述批式流加发酵甘油生产1,3-丙二醇(1,3-PD)过程。由于批式流加发酵过程中的动力学参数难以准确估计,本文建立了一个具有连续状态不等式约束的鲁棒脉冲时滞最优控制模型。这里,目标函数为终端时刻1,3-PD浓度及其关于动力学参数的灵敏性的加权和,控制向量为流加发生时甘油的临界浓度及每次流加时甘油的流加体积。然后,通过引入辅助脉冲系统,将该鲁棒最优控制问题转化为等价的标准最优控制问题。进一步,通过约束转换技术,将等价的最优控制问题转化为仅具有盒式约束的罚问题。最后,设计了一种并行差分进化算法求解转化后的罚问题。数值结果表明:当参数受到微小扰动时,尽管牺牲了少量的1,3-PD浓度,但是明显提高了系统的鲁棒性。
黎曼流形上的非精确信赖域算法
李祉赟;王湘美;为求解黎曼流形上的大规模可分离问题, Kasai等人在(Advances of the neural information processing systems,31, 2018)中提出了使用非精确梯度和非精确Hessian的黎曼信赖域算法,并给出了该算法的迭代复杂度(只有证明思路,没有具体证明)。我们指出在该文献的假设条件下,按照其思路不能证明出相应的结果。本文提出了不同的参数假设,并证明了算法具有类似的迭代复杂度。