目的:筛选与大鼠膝骨关节炎相关的差异代谢物及其代谢通路，为深入研究骨关节炎生物标志物提供线索。方法:60只雄性SPF级SD大鼠按体质量（300 ~ 350 g）采用随机数字表法分为模型组和对照组，每组30只。实验周期分别为4、8和12周，每个周期每组10只大鼠。模型组大鼠左侧膝关节采用改良Hulth法行造模手术，5 d后，驱赶大鼠使之活动，每天30 min。实验期间，两组大鼠均饲喂普通固体饲料、自由饮用自来水。实验期满，采集大鼠膝关节和血液样本。采用苏木素-伊红（HE）染色观察膝关节组织病理学变化，超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱仪（UPLC-Q-TOF-MS）检测血清中小分子代谢物，并通过多元统计分析和数据库比对，筛选与骨关节炎相关的差异代谢物及其相关代谢通路。结果:模型组大鼠膝关节软骨变薄，表层粗糙、缺损或剥脱，软骨细胞变性、坏死、缺失，病变随实验周期延长而加重。筛选出11个与骨关节炎相关的血清差异代谢物，分别为硒代半胱氨酸、6-羟褪黑素、γ-谷氨酰半胱氨酸、花生四烯酸、二氢神经鞘氨醇、白三烯A4、白三烯B4、11，12-环氧-二十碳三烯酸（11，12-EpETrE）、溶血磷脂酰胆碱、神经酰胺和N-花生四烯酰甘氨酸。其中，实验4周时筛选出9个，与对照组比较，模型组5个高表达，4个低表达；实验8周时筛选出8个，与对照组比较，模型组2个高表达，6个低表达；实验12周时筛选出8个，与对照组比较，模型组5个高表达，3个低表达。筛选出2条与骨关节炎密切相关的代谢通路，分别为鞘脂代谢通路和花生四烯酸代谢通路，其中，二氢神经鞘氨醇和神经酰胺归属到鞘脂代谢通路，花生四烯酸、白三烯A4和白三烯B4归属到花生四烯酸代谢通路。结论:骨关节炎疾病进程可以影响血清代谢物谱的构成和水平。11个血清差异代谢物涉及鞘脂代谢通路和花生四烯酸代谢通路，与骨关节炎的发生发展相关。

森林径级结构是树木生长、竞争、死亡等过程的综合反映,也是估算森林生物量、判断森林演替阶段与健康状态以及预测森林碳汇潜力的基础依据.林学领域早期对径级结构的研究以统计描述为主,多采用常见的概率分布函数来拟合样地尺度上径级结构的动态变化,缺乏对其形成机制的阐释.随着宏观生态学的发展,最大熵原理、中心极限定理等被用于解释大尺度上发现的相对一致的森林径级结构,但这类模型侧重概率统计,对具体生态学过程的分析仍然欠缺.2000年以来,在原始成熟森林中发现的径级结构的幂律特征催生了一系列理论研究,包括代谢尺度理论、林窗演替理论等.这些理论尝试从树木个体大小和资源利用之间的关系,以及树木对资源的竞争过程来演绎径级结构达到稳态时幂律特征的形成机制.种群统计平衡理论为稳态径级结构的分析提供了一般性框架,揭示了不同的树木生长速率和死亡率如何导致径级结构特征的变化;在此基础上,种群统计最优性假设为径级结构的分析提供了新的视角.数学层面上,转移矩阵、积分投影、偏微分方程等都是径级结构动力学分析的有力工具,但由于这类数学模型的时间动态解析求解较为困难,研究中通常预先假定森林处于理想的结构平衡状态.而在实际情况下,结构非平衡往往是森林的常态,也是森林碳库变化与碳汇潜力估算的基础.为了更好预测全球变化背景下的森林动态趋势,应明确环境因子对径级相关的树木生长速率、死亡率的影响,并发展径级结构动态特征的解析方法.

目的:通过血浆代谢组学研究三七皂苷R1(notoginsenside R1,NGR1)治疗神经炎症的分子作用机制.方法:采用腹腔注射 0.83 mg?kg-1 脂多糖(LPS)构建小鼠神经炎症模型,应用NGR1(30 mg?kg-1)进行给药治疗,眼眶静脉丛取血并分离血浆.在使用苏木素-伊红(HE)染色法检测小鼠脑组织损伤情况、采用实时荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)技术检测神经炎症相关指标及酶联免疫吸附反应(ELISA)技术分析血清炎症因子变化的基础上,应用液相色谱-质谱法(LC-MS)对各组小鼠血浆样品进行代谢组学分析,通过人类代谢组数据库(HMDB)、京都基因与基因组百科全书(KEGG)数据库进行差异内源代谢物的鉴定,并应用MetaboAnalyst和Metscape数据库进一步分析差异内源代谢物的关键代谢途径,最后通过qRT-PCR检测调控关键代谢途径基因表达水平的变化.结果:NGR1 能够明显改善小鼠脑组织神经损伤,明显降低中枢神经炎症因子离子化钙结合适配分子 1(Iba-1)、白细胞介素-1β(IL-1β)、IL-6 的mRNA水平,显著提高转化生长因子-β(TGF-β)的mRNA水平,显著降低血清炎症因子IL-6、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的表达水平.此外,代谢组学发现模型组与给药组之间小鼠血浆中皮质酮、吲哚丙酮酸、泛酸、12S-羟基 5Z,8Z,10E,14Z-二十碳四烯酸、PC(18:3(9Z,12Z,15Z)/16:1(9Z))等 22 个差异内源代谢物发生明显变化,主要涉及甘油磷脂代谢、亚油酸代谢及类固醇激素生物合成等代谢通路.qRT-PCR结果显示,给药后能显著逆转关键代谢途径中 2A型磷脂酶A2(PLA2G2A)、1B型磷脂酶A2(PLA2G1B)、12A型磷脂酶A2(PLA2G12A)、醛酮还原酶 1D1(AKR1D1)、羟基类固醇 11β脱氢酶 1(HSD11B1)、羟基类固醇 11β脱氢酶 2(HSD11B2)mRNA表达水平.结论:NGR1 对LPS诱导的神经炎症具有治疗作用,并可能通过调控皮质酮等关键代谢物及甘油磷脂代谢、亚油酸代谢及类固醇激素生物合成等关键途径发挥抗神经炎症的作用,将为深入研究NGR1 抗神经炎症的作用机制提供参考.

旨在通过单细胞、转录组学测序和体内外实验,探讨巨噬细胞极化在扶正化瘀片(FZHY)治疗肝纤维化中的作用.从GEO数据库中获取肝纤维化相关芯片、转录组数据集及单细胞测序数据集,筛选差异基因;运用GeneCards、DisGeNET、NC-BI、PharmgKB、TTD和OMIM 6 个数据库获取肝纤维化相关基因;从GeneCards数据库中获取巨噬细胞极化相关基因;将上述 3个基因集取交集,构建蛋白-蛋白互作(protein-protein interaction,PPI)网络,使用Cytoscape软件筛选核心蛋白,并通过单细胞测序对核心蛋白的表达模式进行可视化.使用四氯化碳(carbon tetrachloride,CCl4)构建的肝纤维化小鼠模型,采用苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色、马松(Masson)染色对肝组织病理形态学进行观察;免疫组织化学染色检测α-平滑肌肌动蛋白(alpha-smooth muscle actin,α-SMA)和转化生长因子(transforming growth factor,TGF)-β1 蛋白的表达;比色法检测血清丙氨酸转氨酶(alanine aminotransferase,ALT)、天冬氨酸转氨酶(aspartate aminotransferase,AST);酶联免疫吸附测定(enzyme-linked im-munosorbent assay,ELISA)检测血清中炎症因子水平;蛋白质印记(Western blot,WB)检测肝组织中α-SMA、TGF-β1、CD86、血小板反应蛋白(thrombospondin,THBS)1 的表达情况.使用LPS刺激RAW264.7 细胞构建M1 巨噬细胞极化模型,通过CCK-8法检测细胞活力,WB检测细胞中CD86、THBS1 的蛋白表达情况和实时荧光定量逆转录聚合酶链反应(real-time fluorescent quan-titative reverse transcription polymerase chain reaction,RT-qPCR)法检测肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α、白细胞介素(interleukin,IL)-1β的mRNA表达水平.结果显示,共获得 26 个潜在调节肝纤维化巨噬细胞极化相关的基因,并筛选出THBS1、LUM、FBLN5 等 10 个肝纤维化巨噬细胞极化相关的核心蛋白.单细胞数据分析,显示排名最靠前的THBS1 可能由M1 巨噬细胞表达.动物实验表明,FZHY可以减少CCl4 诱导的小鼠肝脏中的炎性细胞浸润以及胶原沉积;缓解肝损伤和炎症水平,抑制α-SMA、TGF-β1、CD86 和THBS1 蛋白的表达.细胞实验结果显示,FZHY能显著减少细胞内CD86 和THBS1 蛋白表达以及TNF-α、IL-1β的mRNA水平.结果表明,扶正化瘀片改善肝纤维化的机制,可能与抑制THBS1 蛋白的表达,减少巨噬细胞M1 极化,降低炎症反应有关.

背景:调节细胞死亡和神经炎症是治疗脊髓损伤的两个重要途径,细胞焦亡是一种与神经炎症密切相关的程序性死亡模式,针对性靶向抑制脊髓损伤后焦亡,是一项有前景的治疗策略.目的:归纳细胞焦亡在脊髓损伤中的分子机制、正负向调节因子及治疗策略的研究进展.方法:以"spinal cord injury,pyroptosis,nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3(NLRP3),Caspase,Gasdermin D(GSDMD),IL-1β,IL-18"为检索词,在PubMed和Web of Science数据库进行检索,最终纳入93篇英文文献.结果与结论:①作为新发现的程序性死亡方式,细胞焦亡已被证实在脊髓损伤后继发性损伤阶段起重要作用.②在脊髓损伤后细胞焦亡的调节因子中,CD73、NRF2、GDF-11、多巴胺、FANCC和miR-423-5P可抑制细胞焦亡,TLR4和Aopps可促进细胞焦亡.③在治疗策略方面,中药活性成分丹皮酚、雷公藤红素、桦木酸、胡椒碱、山奈酚、喜树碱,各种细胞来源的外泌体,药物二甲双胍、拓扑替康、锂、锌和一氧化碳释放分子3能有效抑制焦亡,减轻脊髓继发性损伤,但这些药物的毒副反应和具体剂量有待深入研究.④细胞焦亡加重脊髓损伤的具体分子机制仍知之甚少,非经典途径及其他炎性小体的作用值得进一步探索.⑤目前脊髓损伤后焦亡的研究仅停留在动物实验阶段,尚无相关临床研究,且无批准的靶向治疗药物.⑥细胞焦亡在脊髓损伤后的应用具有巨大潜能,未来需继续研究其具体调控机制,为脊髓损伤的治疗提供新的作用靶点.

采用网络药理学、分子对接及动物实验探究五灵胶囊抗肝纤维化的潜在作用机制.首先通过中药系统药理学数据库与分析平台(Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform,TCMSP)、中医药综合数据库(Traditional Chinese Medicines Integrated Database,TCMID)和GeneCards等数据库,以及文献检索获取五灵胶囊抗肝纤维化的化学成分与作用靶点,采用STRING数据库和Cytoscape 3.9.1 软件对交集靶点进行蛋白-蛋白互作(protein-protein interaction,PPI)网络分析,筛选出核心靶点,并对核心靶点进行基因本体(Gene Ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)富集分析,进一步构建"药物-核心成分-靶点-通路-疾病"网络,随后利用AutoDock Vina软件对核心成分与核心靶点进行分子对接,预测其抗肝纤维化的潜在作用机制.最后构建四氯化碳(CCl4)诱导的肝纤维化大鼠模型,观察大鼠一般体征和肝组织形态,采用苏木精-伊红(HE)及 Masson 染色对肝组织切片进行分析,并通过ELISA、实时荧光PCR等研究五灵胶囊对炎症因子、羟脯氨酸(HYP)水平及核心靶点的作用.筛选得到五灵胶囊化学成分445 个,其对应潜在靶点 3 882 个,与 1 240 个肝纤维化疾病靶点相交,筛选得到TNF、IL6、INS、PIK3CA等 47 个核心靶点.GO功能和KEGG通路富集分析得知,核心靶点主要影响细胞刺激反应过程、代谢调节过程,涉及癌症、PI3K-Akt、MAPK等信号通路.分子对接结果显示,五灵胶囊的核心成分赤芝酸K、灵芝酸B、赤芝酸N、柴胡皂苷Q2、新隐丹参酮等与核心靶点TNF、IL6、PIK3CA均有较高的亲和力.动物实验结果显示,五灵胶囊可以减少大鼠肝脏中脂肪空泡、炎症浸润以及胶原沉积,降低炎症因子肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)及HYP水平,下调PI3K、Akt mRNA的表达量.结果表明,五灵胶囊可能通过调控PI3K-Akt信号通路,降低TNF-α、IL-6炎症因子水平,抑制胶原过度沉积,达到抗肝纤维化的作用.

以浙江省森林生态系统为研究对象,基于GIS网格布点,采集了838个森林样地样本(土壤、枯落物等),结合浙江省森林资源监测中心相关数据,利用地统计学和Moran's I相结合的方法系统研究了浙江省森林生态系统碳密度及碳储量空间变异特征.结果表明:浙江省森林生态系统平均碳密度为145.22 t/hm2,其中森林植被、土壤、枯落物和枯死木层碳密度分别为27.34、108.89、1.79、1.38t/hm2.克里格空间插值和局部Moran's I指数结果表明碳密度空间分布规律呈现从西南向东北方向逐渐递减的趋势,与浙江省地形、地势较为一致,受海拔、树龄、森林类型、台风气候等自然因素和人类活动共同影响.浙江省森林生态系统碳储量为877.19 Tg C,森林植被、土壤、枯落物和枯死木层碳储量分别为203.88、656.20、10.84、6.27 Tg C,分别占总碳储量的23％、75％、1.3％、0.7％.在浙江省森林生态系统碳储量空间分布格局中,土壤层是森林生态系统中最大的碳库,约是森林植被层的3.22倍,是整个浙江省森林生态系统碳储量最主要的贡献者.浙江省森林资源丰富,大多数森林仍处于中幼龄林阶段,碳密度水平较低,但是中幼龄林生长速度较快,加强对全省中幼龄林的健康管理,是未来整体提升浙江省森林生态系统固碳潜力的关键.

可溶性有机质(dissolved organic matter,DOM)是生态系统主要的可移动碳库及重要的养分库,它对森林土壤碳吸存的影响已引起高度关注,但DOM对森林土壤有机碳矿化的影响及机制仍不清楚.通过室内为期36 h的短期培养实验,利用13C稳定同位素示踪技术,探究杉木(Cunninghamia lanceolata)凋落叶DOM、米槠(Castanopsis carlesii)凋落叶DOM、杉木死根DOM、米槠死根DOM输入对11年生杉木人工林表层(0-10 cm)土壤有机碳矿化的激发效应,以期揭示DOM在森林碳循环中的作用,对于完善森林碳循环模型有重要意义.研究结果表明:通过13C标记区分不同来源CO2后发现添加米槠凋落叶DOM和杉木凋落叶DOM处理中来自DOM的CO2排放速率前期迅速升高,至12h达到最大值,分别为第2小时的8.0和3.4倍,之后下降,第12小时分别为第36小时的4.6和7.0倍;来自土壤有机碳的CO2排放速率同样在第12小时达到最大值,分别为同时间点对照的10.1倍和6.3倍.对不同来源CO2累积排放量进行区分发现,土壤添加凋落叶DOM后来自DOM的CO2累积排放量显著大于添加死根DOM的(P＜0.01),其中来自米槠凋落叶DOM的CO2累积排放量显著大于来自杉木凋落叶DOM的(P＜0.05),这与添加不同来源DOM中DOC含量呈显著正相关(P＜0.001).不同DOM添加对土壤有机碳矿化的激发效应强度不同,培养36h期间添加凋落叶DOM后土壤有机碳激发效应强度始终高于添加死根DOM的.添加米槠凋落叶DOM、杉木凋落叶DOM、米槠死根DOM、杉木死根DOM所引起的激发效应都在第5小时达到峰值,第36小时时添加杉木死根DOM出现负激发效应.可见,添加不同来源DOM对土壤原有有机碳矿化产生了不同的激发效应,这除了与不同来源DOM性质有关外,还可能与DOM添加后土壤微生物群落组成变化有关.有关DOM添加对土壤有机碳矿化影响的微生物学机制有待进一步研究.

基于广东省第8次国家森林资源清查的固定样地调查数据和2016年典型抽样的死木调查数据,利用分树种、分腐朽程度的各个组分相兼容的生物量模型以及相对应的地上、地下部分含碳系数,对广东省森林死木碳库动态进行估算,分析死木种类、林分类型和龄组对死木碳库的影响,量化林分生长特性和自然灾害对死木碳库的贡献.结果表明:2007-2012年间广东省乔木林死木碳库新增碳储量5811.86 Pg,占同期乔木林活立木碳库的2.94％,其中枯倒木多于枯立木;阔叶混交林和马尾松林贡献了近70％的死木碳储量;马尾松、其他软阔、湿地松、阔叶混交林和其他硬阔的死木碳储量占同类森林总活立木碳储量的比例较大,均超过4.00％,桉树和杉木比例最小,均不足1.00％;从龄组看,发生在中龄林的死木碳储量占总死木碳储量比例最大,过熟林最小.与同龄组林分的现存碳储量相比,从幼龄林(2.03％)到过熟林(4.56％)基本呈上升趋势.全省新增死木库碳密度为(0.7612±3.3988) Mg/hm2.竞争和衰老引起的枯死在林分中普遍存在,占发生死木林分面积的60％以上,但增加到死木碳库的储量不足总量的四分之一,而自然灾害只占发生死木林分面积的10％,对死木碳库的贡献却超过40％.到2016年,2007-2012年间增加到死木库的碳储量下降到785.57 Pg,减少约85％,枯倒木的腐朽程度重于枯立木,不同树种间腐朽程度不一,杉木腐朽程度最低.清林等人为经营活动和死木的腐朽是存量减少的主要原因.

目的 运用网络药理学及分子对接方法研究楮实子治疗阿尔茨海默病的物质基础与潜在的作用机制.方法 搜集DrugBank及文献报道中治疗阿尔茨海默病的关键靶点,通过TCMSP构建楮实子的化学成分集.运用DISCOVERY STUDIO软件进行分子对接实验,虚拟筛选出楮实子中与阿尔茨海默病的关键靶点结合的化学成分集,再通过KEGG数据库对经虚拟筛选后的关键靶点进行相关通路富集分析,最后采用Cytoscape软件构建楮实子成分-靶点-通路网络.结果 从楮实子中筛选出60个化合物,大部分为楮实子油类如棕榈酸、油酸、8,11-十八碳二烯酸等;还有黄酮类如木犀草素、芹菜素;还有香豆素类如东莨菪素、香豆酸以及δ-生育酚.这些活性成分可与阿尔茨海默病有关的27个潜在靶点有较强相互作用,找出涉及阿尔茨海默病靶点的相关通路4条,涉及细胞凋亡、能量代谢、钙信号通路、肿瘤坏死因子(TNF)信号通路、胰岛素抵抗等.结论 预测楮实子治疗阿尔茨海默病可能与其调节炎症、氧化应激、钙信号通路、TNF信号通路等机制有关,其物质基础可能是楮实子油、木犀草素和δ-生育酚.