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  • Giovanni Davide BARONE,周雅琦,汪宏凯,徐孙德,马忠华,Tomislav CERNAVA,陈云

    DOI:10.1631/jzus.B2300914
    Abstract:化学农药防治是当前农业生产中防治作物病虫害最主要的措施,对粮食安全生产起到至关重要的作用。化学农药的不合理使用会导致有害生物抗药性和环境污染等问题,因此利用有益农业微生物资源控制作物有害生物被认为是替代化学防治的可持续举措之一。植物微生物群落对宿主植物的生长发育等具有重要作用,其中部分微生物具有开发为微生物农药和肥料的潜力。全面解析微生物群落中细菌之间的相互作用及其生态功能,对合理利用微生物菌落的功能来维持植物的健康和生产力至关重要。本综述重点关注微生物群落中细菌-细菌之间互作机理及其在不同环境下对作物发育与健康的影响,并强调如何通过调控这种互作改善作物生长环境,以及小分子物质和信号调控通路在细菌-细菌相互作用中的关键作用。本文列举了具有生物活性的细菌代谢产物介导细菌-细菌互作的典型案例及其互作机制。未来需要充分利用人工智能等先进技术,将微生物群落中各种二元互作方式整合到整个微生物组的复杂模型中,以进一步了解微生物群落中各组分间的互作机理,为更好地利用农业有益微生物资源解决作物病虫害等问题提供解决方案。  
    Keywords:植物微生物组;细菌-细菌互作;植物病原物;农作物生产;分子机理   
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    Updated:2024-05-22
  • 刘颖,马拥军

    DOI:10.1631/jzus.B2300029
    Abstract:传染病对人类健康产生巨大威胁。快速准确地检测出病原体对于传染病的诊断和治疗非常重要。宏基因组二代测序技术(mNGS)能无差别检测样本中所有的核酸(DNA和RNA)。随着测序和生物信息学技术的发展,mNGS正从实验室研究向临床应用迈进,为病原体检测开辟了新的途径。大量研究表明,mNGS在感染性疾病的临床应用中具有良好的潜力,尤其适用于难检测、罕见和新型病原。但是,mNGS在临床应用中仍存在一些问题:(1)缺乏通用的、可验证的工作流程和质量保证;(2)对高宿主背景和低生物量的样本不敏感;(3)缺乏对海量数据分析和报告解读的标准化指导。因此,全面了解这项新技术将有助于促进mNGS在感染性疾病中的临床应用。本文简要综述了二代测序技术的发展历史、主流测序平台和mNGS工作流程,并讨论了mNGS在感染性疾病中的临床应用及该技术的优缺点。  
    Keywords:宏基因组二代测序技术(mNGS);感染性疾病;脑脊液(CSF);牛津纳米孔技术(ONT);微生物群   
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    Updated:2024-05-17
  • 王岩金,陈逸菲,杨馥吉,虞晓龙,楚鹰,周静,严永敏,奚剑波

    当前状态: 三校优先
    DOI:10.1631/jzus.B2300305
    Abstract:肝纤维化是慢性肝病向肝硬化发展的关键病理过程,其特征是胶原蛋白的过量沉积。然而,目前对于肝纤维化仍缺乏有效的治疗方法。肝星状细胞(HSC)分泌的赖氨酰氧化酶样蛋白2(LOXL2)是胶原交联和HSC活化的关键分子,也是治疗肝纤维化的重要靶点。研究表明,间质干细胞来源的小细胞外囊泡(MSC-sEV)是治疗慢性肝病的有效方法。MSC-sEV可将miRNA递送到靶细胞或组织中。但目前尚不明确miR-4465是否能够靶向LOXL2抑制HSC活化,同时MSC-sEV是否可以作为基因治疗载体通过携带miR-4465从而抑制肝纤维化进展也不清楚。本研究探讨了miR-4465对于LOXL2的调控作用及miR-4465修饰的MSC-sEV(MSC-sEVmiR-4465)对LOXL2表达和肝纤维化进展的影响。结果表明,miR-4465可以靶向HSC中LOXL2基因的启动子。此外,MSC-sEVmiR-4465在体外通过下调LOXL2的表达来抑制HSC的活化和胶原的表达。而MSC-sEVmiR-4465注射可减少CCl4诱导的小鼠模型中HSC的活化和胶原沉积。MSC-sEVmiR-4465也能通过调控LOXL2抑制肝癌细胞HepG2的迁移和侵袭。总之,我们发现MSC-sEV可以通过递送miR-4465到HSC中靶向LOXL2延缓肝纤维化的进展,有望成为未来肝病治疗的一种新策略。  
    Keywords:间质干细胞(MSC);小细胞外囊泡;MiR-4465;肝星状细胞(HSC);肝纤维化   
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    Updated:2024-05-17
  • 郑炜豪,张芹,赵子阳,张鹏飞,赵磊磊,王晓敏,杨淞宇,张静,姚志军,胡斌

    当前状态: 五校优先
    DOI:10.1631/jzus.B2300401
    Abstract:丘脑皮层环路对情绪和认知具有重大影响。研究表明,重度抑郁障碍患者存在丘脑皮层功能连接异常,主要表现为区域依赖性的低连接或超连接。然而,重度抑郁障碍患者丘脑皮层环路动态功能连接的潜在异常目前尚不清楚。因此,基于48名重度抑郁障碍患者和57名健康对照的静息态功能磁共振成像数据,本研究评估了10个丘脑亚区和大脑皮层之间的动态功能连接变化,进而探究重度抑郁障碍患者丘脑皮层环路的动态交互模式。利用动态偏侧性分析探究了丘脑皮层系统的功能偏侧性随时间的动态变化。此外,还计算了丘脑皮层环路的动态功能连接特征与临床量表评分之间的相关性。本研究确定了4个反复出现的丘脑皮层功能连接状态。与健康对照组相比,重度抑郁障碍患者在与初级皮层网络具有较强负相关的连接状态下,时间分数和状态转换概率显著降低。此外,重度抑郁障碍患者丘脑皮层系统的功能偏侧性表现出更大的波动。丘脑-子网络分析进一步发现重度抑郁障碍患者中丘脑与高阶皮层网络之间连接的变异性异常增加,并且与背侧注意网络和默认模式网络相关的丘脑皮层功能连接变异性与患者的症状严重程度之间存在显著的相关性。本研究综合探究了重度抑郁障碍患者丘脑皮层环路的动态功能连接变化模式。研究结果表明,丘脑与初级和高阶皮层网络之间动态功能连接的异质性改变可能有助于表征重度抑郁障碍患者的感觉和认知处理缺陷。  
    Keywords:重度抑郁障碍;静息态功能磁共振成像;丘脑皮层环路;动态功能连接;动态偏侧性   
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    Updated:2024-05-14
  • 李小承,肖雅清,李鹏飞,朱雅昀,郭永红,边惠洁,李铮

    DOI:10.1631/jzus.B2300917
    Abstract:肝性脑病(HE)是肝病(如乙型肝炎引起的肝硬化和肝癌)发展到终末期之后的一个常见的并发症,氨中毒被认为是其主要的发病机制之一。氨与自噬密切相关,但其对HE的自噬调节作用的分子机制尚不清楚。唾液酸化是糖基化的一种重要形式。在神经系统中,异常的唾液酸化会影响各种生理过程,例如神经发育和突触形成。ST3 β-半乳糖苷α2,3-唾液酸转移酶6(ST3GAL6)是一种重要的糖基转移酶,负责将α2,3-连接的唾液酸添加到底物并生成聚糖结构。在本研究中,我们发现经氨诱导后,HE小鼠大脑和星形胶质细胞中ST3GAL6的表达上调,并且在氨诱导的星形胶质细胞中,α2,3-唾液酸化聚糖和自噬相关蛋白微管相关蛋白轻链3(LC3)和Beclin-1的表达均上调。上述结果表明:ST3GAL6与HE中的自噬有关。因此,本研究将进一步确定ST3GAL6与自噬之间的调控关系。我们发现通过沉默ST3GAL6以及通过怀槐凝集素-II(MAL-II)和神经氨酸酶阻断或降解α2,3-唾液酸化聚糖可以抑制自噬。此外,沉默ST3GAL6的表达可以下调热休克蛋白β8(HSPB8)和Bcl2关联永生基因3(BAG3)的表达。值得注意的是,HSPB8的过表达可部分恢复因ST3GAL6表达沉默而导致的自噬水平降低。综上,我们的结果表明了ST3GAL6可通过HSPB8-BAG3复合物调节自噬。  
    Keywords:肝性脑病;高氨血症;自噬;ST3 β-半乳糖苷α2,3-唾液酸转移酶6(ST3GAL6);热休克蛋白β8(HSPB8)   
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    Updated:2024-05-14
  • 黄泰达,郭肖楠,黄小敏,易陈菊,崔一卉,董一言

    DOI:10.1631/jzus.B2300933
    Abstract:压力是抑郁障碍的主要风险因素,通过在特定的脑区和神经环路产生持久的功能异常,进而导致抑郁发作。在压力积累的动态过程中,外侧缰核是大脑众多区域中处理负性情绪信息的关键枢纽,因此被认为参与抑郁症发病。外侧缰核的神经元整合了不同上游脑区输入的负性情绪效价,其中有多个上游脑区选择性支配外侧缰核内侧部或外侧部。与此同时,外侧缰核的亚区通过投射到下游不同的中脑靶区,进行负性情绪效价的分配,并且形成反馈神经环路。尽管已有这些进展,但是在压力诱发抑郁样状态的发病过程中,以外侧缰核为核心的神经环路时空动态机制依然是一个未解之谜。本综述试图提出一个理论框架,描述外侧缰核通过“输入-输出”特异性的神经元架构进行负性情绪效价的整合。值得注意的是,最近的研究揭示了外侧缰核具有一种在生理情况下响应多种压力刺激的“赫伯可塑性”,能够通过特定的上游输入促进神经元的过度兴奋,进而因果性地编码慢性压力的经历和驱动抑郁的发生。综上所述,外侧缰核神经环路的最新进展和未来展望将为抑郁症的早期干预和神经环路特异的抗抑郁疗法带来曙光。  
    Keywords:外侧缰核;神经环路;厌恶;压力动态;抑郁样状态;头对头对比   
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    Updated:2024-04-07
  • 范思雨,陈颖聪,姚伟静,易聪

    当前状态: 一校优先
    DOI:10.1631/jzus.B2300884
    Abstract:作为细胞内重要的物质降解途径,自噬在维持细胞稳态过程中起着至关重要的作用。然而,相较于物质匮乏诱导的自噬,我们对能量匮乏诱导自噬的分子机制和生理病理意义的认识非常有限。因此,我们实验室主要探究细胞如何感知能量匮乏并启动自噬发生。通过酿酒酵母和哺乳动物细胞两种模式生物,我们发现在能量匮乏诱导的自噬发生中,细胞的活性氧(ROS)、DNA损伤感受器Mec1和线粒体有氧呼吸是必需的。本文旨在对这些研究成果进行简要总结,并提出该研究领域今后的重点发展方向。  
    Keywords:自噬;葡萄糖饥饿;固态聚集体自噬;含TCP1伴侣蛋白亚基2(CCT2)   
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    Updated:2024-04-07
  • 李文豪,宋超,胡莉菲,吴玲玲,竺智伟

    DOI:10.1631/jzus.B2300354
    Abstract:智力水平和适应行为是孤独症谱系障碍(ASD)儿童进入主流学校的影响因素。本研究旨在探讨ASD儿童父母受教育程度与ASD儿童智力水平及适应行为之间的关系。研究对象为2017年1月至2021年6月就诊的257例学龄期ASD儿童。ASD儿童的父母完成了一份标准的人口学信息统计表,包括诊断时的年龄、性别、学校等级和父母的教育背景。所有入组儿童采用韦氏儿童智力量表第四版(WISC-IV)中文版进行智力评估。适应行为得分调查采用儿童适应行为评估第二版(ABAS-II)中文版,由家长完成。学龄期ASD儿童平均智力为76.88±22.62,男性高于女性,且与年龄呈正相关。适应行为评分平均为82.47±15.86,其不随年龄增长而增加,就读于主流学校的ASD儿童具有更好的适应行为。母亲受教育程度与ASD儿童的智商和适应行为显著相关,而父亲受教育程度与之不相关。因此,对家长进行更好的培训和支持有助于ASD儿童进入主流学校,同时适应性训练则是患儿父母更为迫切需要掌握的技能。  
    Keywords:孤独症谱系障碍(ASD);学龄儿童;智力(IQ);适应行为;父母教育程度   
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    Updated:2024-02-29
  • 贾千里,刘瑶瑶,吕诗雅,王怡丁,焦沛尧,徐威,徐兆杰,王蜜霞,蔡新霞

    DOI:10.1631/jzus.B2300400
    Abstract:脑深部刺激(DBS),包括光刺激和电刺激,对于脑重大疾病发病机理和治疗方法开发的研究具有重要的科学意义。基于植入式微电极阵列(MEA)探针的DBS微系统的发展为原位闭环DBS(CL-DBS)提供了新机遇。闭环DBS可用于监测受损的神经细胞活动,并可根据电生理信号调整刺激参数,以实现对神经细胞活动的精准高效调控。基于MEA探针的CL-DBS微系统虽取得了快速发展,但仍有一些关键问题亟需解决,包括无线通信的安全性、稳定性和电池寿命等。本综述回顾和总结了基于MEA探针的无线CL-DBS微系统的最新进展,并探讨了该技术存在的主要问题和未来发展前景。未来,基于MEA探针的无线CL-DBS技术的不断发展和进步将继续为神经科学和临床神经学带来创新,并为脑重大疾病的治疗提供新策略。  
    Keywords:脑深部刺激(DBS);无线闭环脑深部刺激微系统;微电极阵列探针;光刺激;电刺激   
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    Updated:2024-02-02
  • DOI:10.1631/jzus.ZUSB-D-22-00622-0-lhf-author
    Keywords:巢裸胞壳菌;海洋真菌;芳香聚酮;多硫代二酮哌嗪;细胞毒   
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    Updated:2023-08-17
  • Jun LYU,Qin SU,Jinhui LIU,Lin CHEN,Jiawei SUN,Wenqing ZHANG

    Abstract:目的鉴定褐飞虱中的piggyBac类似元素并评估其转座活性。创新点 首次鉴定了褐飞虱中的piggyBac类似元素并发现NlPLE25具备转座活性。方法使用RepeatMasker和RepeatModeler软件预测褐飞虱基因组中的piggyBac类似元素序列。随后在S2细胞中测试了NlPLE25的切割活性,在Sf9细胞中测试了NlPLE25的转座能力。结论我们从褐飞虱基因组中鉴定出28个piggyBac类似元素。进一步分析NlPLE25发现其在昆虫细胞中引起精确的切除和转座。此外,我们还发现了NlPLE25与piggyBac转座子之间的交叉识别。  
    Keywords:褐飞虱;piggyBac类似元素;转座子;NlPlE25   
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    Updated:2022-05-30
  • Jinbin YE,Haitao XI,Yilu CHEN,Qishu CHEN,Xiaosheng LU,Jineng LV,Yamin CHEN,Feng GU,Junzhao ZHAO

    Abstract:The application of clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR) and CRISPR-associated proteins (Cas) can be limited due to a lack of compatible protospacer adjacent motif (PAM) sequences in the DNA regions of interest. Recently, SpRY, a variant of Streptococcus pyogenes Cas9 (SpCas9), was reported, which nearly completely fulfils the PAM requirement. Meanwhile, PAMs for SpRY have not been well addressed. In our previous study, we developed the PAM Definition by Observable Sequence Excision (PAM-DOSE) and green fluorescent protein (GFP)-reporter system to study PAMs in human cells. Herein, we endeavored to identify the PAMs of SpRY with these two methods. The results indicated that 5'-NRN-3', 5'-NTA-3', and 5'-NCK-3' could be considered as canonical PAMs. 5'-NCA-3' and 5'-NTK-3' may serve as non-priority PAMs. At the same time, PAMs of 5'-NCC-3' and 5'-NTC-3' are not recommended for human cells. These findings provide further insights into the application of SpRY for human genome editing.  
    Keywords:CRISPR/Cas;SpRY;Protospacer adjacent motif (PAM);Recognize   
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    Updated:2022-05-30
  • Jian WANG,Liqian SU,Lun ZHANG,Jiali ZENG,Qingru CHEN,Rui DENG,Ziyan WANG,Weidong KUANG,Xiaobao JIN,Shuiqing GUI,Yinghua XU,Xuemei LU

    Abstract:Ulcerative colitis (UC) is a chronic and recurrent inflammatory bowel disease (IBD) that has become a major gastroenterologic problem during recent decades. Numerous complicating factors are involved in UC development such as oxidative stress, inflammation, and microbiota disorder. These factors exacerbate damage to the intestinal mucosal barrier. Spirulina platensis is a commercial alga with various biological activity that is widely used as a functional ingredient in food and beverage products. However, there have been few studies on the treatment of UC using S. platensis aqueous extracts (SP), and the underlying mechanism of action of SP against UC has not yet been elucidated. Herein, we aimed to investigate the modulatory effect of SP on microbiota disorders in UC mice and clarify the underlying mechanisms by which it alleviates damage to the intestinal mucosal barrier. Dextran sulfate sodium (DSS) was used to establish a normal human colonic epithelial cell (NCM460) injury model and UC animal model. The mitochondrial membrane potential assay 3-‍‍(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,‍5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) and staining with Annexin V-fluorescein isothiocyanate (FITC)/propidium iodide (PI) and Hoechst 33258 were carried out to determine the effects of SP on the NCM460 cell injury model. Moreover, hematoxylin and eosin (H&E) staining, transmission electron microscopy (TEM), enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), quantitative real-time polymerase chain reaction (qPCR), western blot, and 16S ribosomal DNA (rDNA) sequencing were used to explore the effects and underlying mechanisms of action of SP on UC in C57BL/6 mice. In vitro studies showed that SP alleviated DSS-induced NCM460 cell injury. SP also significantly reduced the excessive generation of intracellular reactive oxygen species (ROS) and prevented mitochondrial membrane potential reduction after DSS challenge. In vivo studies indicated that SP administration could alleviate the severity of DSS-induced colonic mucosal damage compared with the control group. Inhibition of inflammation and oxidative stress was associated with increases in the activity of antioxidant enzymes and the expression of tight junction proteins (TJs) post-SP treatment. SP improved gut microbiota disorder mainly by increasing antioxidant enzyme activity and the expression of TJs in the colon. Our findings demonstrate that the protective effect of SP against UC is based on its inhibition of pro-inflammatory cytokine overproduction, inhibition of DSS-induced ROS production, and enhanced expression of antioxidant enzymes and TJs in the colonic mucosal barrier.  
    Keywords:Spirulina platensis aqueous extracts;Ulcerative colitis;Oxidative stress;Inflammation;Antioxidant;Gut microbiota   
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    Updated:2022-05-30
  • Jinbin YE,Haitao XI,Yilu CHEN,Qishu CHEN,Xiaosheng LU,Jineng LV,Yamin CHEN,Feng GU,Junzhao ZHAO

    DOI:10.1631/jzus.00710
    Abstract:The application of clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR) and CRISPR-associated proteins (Cas) can be limited due to a lack of compatible protospacer adjacent motif (PAM) sequences in the DNA regions of interest. Recently, SpRY, a variant of Streptococcus pyogenes Cas9 (SpCas9), was reported, which nearly completely fulfils the PAM requirement. Meanwhile, PAMs for SpRY have not been well addressed. In our previous study, we developed the PAM Definition by Observable Sequence Excision (PAM-DOSE) and green fluorescent protein (GFP)-reporter system to study PAMs in human cells. Herein, we endeavored to identify the PAMs of SpRY with these two methods. The results indicated that 5'-NRN-3', 5'-NTA-3', and 5'-NCK-3' could be considered as canonical PAMs. 5'-NCA-3' and 5'-NTK-3' may serve as non-priority PAMs. At the same time, PAMs of 5'-NCC-3' and 5'-NTC-3' are not recommended for human cells. These findings provide further insights into the application of SpRY for human genome editing.  
    Keywords:CRISPR/Cas;SpRY;Protospacer adjacent motif (PAM);Recognize   
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    Updated:2022-05-30
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