信裕4-6月份——文献分享

心脏是一种极度依赖能量的器官。开发能够激活生物能量的生物材料，从而促进心肌中三磷酸腺苷的生成并恢复能量平衡，是实现心脏功能恢复的有效方法。具有可调控特性的无机生物材料可以提供多种物理化学信号来激活生物能量。不过，目前还缺乏针对用于激活心肌生物能量的无机生物材料所具有的物理化学特性的系统化设计与研究。本研究提出了一种基于无机生物材料的生物活性墨水。通过同时设计化学成分和物理形态参数，研究人员制备出了含有不同形态的硅酸镁纳米颗粒的生物墨水，并用这些墨水打印出了3D心脏修复贴片。研究表明，硅酸镁中的镁和硅元素有助于促进ATP的生成以及心肌的成熟。更重要的是，硅酸镁纳米颗粒的形态能够影响其被细胞吞噬后的作用机制，以及水凝胶基质的动态硬度，进而系统地调节ATP的生成和心肌功能。在鼠类和迷你猪模型中，含有硅酸镁纳米管的修复贴片显著促进了心脏的修复与功能恢复。本研究提出了一种基于生物相容性无机生物材料的新型生物墨水设计策略，为修复受损的复杂组织提供了新的临床治疗途径。

沉香叶作为一种受欢迎的替代茶饮，因其具有缓解代谢紊乱的潜力而备受关注。我们之前的研究已经证明，沉香叶提取物在体外具有出色的降糖效果。不过，该提取物对2型糖尿病小鼠的缓解作用仍需进一步研究。本项研究探讨了添加沉香叶提取物对2型糖尿病小鼠的代谢功能及肠道微生物群组成的影响。研究结果表明，添加沉香叶提取物能够有效改善糖尿病小鼠的典型症状，同时显著降低其血糖水平、胰岛素抵抗指数以及脂肪堆积情况。此外，该提取物还能减轻糖尿病小鼠的氧化应激反应，并修复其肠道组织炎症。代谢组学分析显示，沉香叶提取物能够改善磷脂代谢、α-亚麻酸代谢以及叶酸合成等代谢途径。肠道微生物群分析则表明，该提取物可以改变肠道微生物群的组成，增加诸如拟杆菌属、波动螺菌科、科尔迪克斯特雷巴克特菌属以及拉赫诺斯螺菌科等有益细菌的数量，同时减少乳杆菌属、粪杆菌属以及图里西巴克特菌属等有害细菌的数量。总之，代谢功能的改善以及肠道微生物群的优化都与沉香叶提取物的抗糖尿病作用密切相关。

残留在废水中的氟喹诺酮类抗生素会通过由细菌群体感应机制严密调控的应激协同选择过程，促进抗生素抗性基因的传播。尽管已有研究提出利用群体感应抑制剂作为抑制病原体毒力的策略，但这些抑制剂在复杂的微生物群落中的生态影响及其代谢机制仍不为人所熟知。在此，我们通过宏基因组分析以及针对性的生理和超微结构检测，研究了左氧氟沙星与香草醛、吲哚联合使用对耐药基因传播的协同作用。这种联合处理方式能够有效抑制那些依赖群体感应机制的机会性病原体。假单胞菌和鲍曼不动杆菌其相对丰度减少了5倍以上，同时群落层面的关键营养循环物种仍得以保留。在细胞层面，联合处理导致了广泛的代谢紊乱：细胞内ATP水平下降了50%，降至约25纳米摩尔/升；QS信号分子（N-酰基同丝氨酸内酯、AHLs以及自诱导物-2，AI-2）的浓度也显著降低；活性氧的积累增加，而NADH/NAD的比例则出现紊乱。+平衡状态，以及通过TEM观察到的超微结构损伤；同时，参与氧化磷酸化反应的基因、ABC转运蛋白、细菌分泌系统以及依赖能量的外排机制也出现了协同下调，尤其是RND家族中的相关基因。总体而言，这些结果表明存在以代谢过程为核心的QS耐药性机制——QSIs通过干扰维持耐药性所需的多种代谢与调控过程来增强抗生素的效力，进而促使废水中的ARG相关功能网络发生选择性收缩，从而为减少废水系统中ARG的传播提供了一种有效的策略。

抑郁症是一种复杂的心理和神经疾病，已成为现代社会中最严重的公共卫生问题之一。曲希苯啶是一种用于治疗帕金森病的传统药物。最新研究表明，它可能具有调节神经递质及保护神经元的作用，但其治疗抑郁症的潜力尚未得到充分研究，其作用机制也尚不清楚。因此，我们研究了曲希苯啶对由慢性不可预测压力引起的斑马鱼抑郁样行为的影响。实验结果表明，曲希苯啶能够显著减轻由慢性不可预测压力导致的探索行为下降现象，同时缩短因该压力而延长的反应时间。在组织层面，曲希苯啶有效缓解了慢性不可预测压力所造成的视顶盖变薄以及尼氏体缺失的问题。此外，它还能逆转慢性不可预测压力所导致的应激激素水平上升以及神经递质含量减少的情况。通过网络药理学和转录组测序分析，我们发现导致抑郁样行为的机制以及曲希苯啶的抗抑郁作用可能与MAPK信号通路有关。进一步的实验表明，曲希苯啶能够调控由慢性不可预测压力激活的MAPK信号通路，改善小胶质细胞的异常活化状态及星形胶质细胞的损伤，并降低促炎因子的表达，从而减轻神经炎症并改善抑郁样行为。总之，这项研究探讨了曲希苯啶缓解抑郁样行为的潜在机制，为相关研究提供了理论依据。

环境因素，尤其是接触除草剂和杀虫剂，与神经炎症以及帕金森病的进展密切相关。百草枯是一种广泛使用的除草剂，有研究指出它会损害多巴胺能神经元，并促使α-突触核蛋白异常聚集。我们发现，百草枯会促使α-突触核蛋白释放到细胞外，这些蛋白会在多巴胺能神经元中聚集，进而引发小胶质细胞的活化，从而持续导致神经炎症。不过，百草枯如何通过诱导神经元产生的α-突触核蛋白与小胶质细胞发生相互作用，其分子机制尚未完全明确。在本研究中，我们采用了小鼠神经元细胞与小胶质细胞的共培养模型作为体外实验系统。实验结果表明，用百草枯处理HT-22细胞会升高α-突触核蛋白的表达，使其在神经元细胞的细胞核附近及细胞外空间聚集。此外，共培养模型还显示，那些因百草枯而释放内源性α-突触核蛋白的神经元细胞，或是体外被添加了重组α-突触核蛋白的细胞，都能够促使小胶质细胞向M1型极化。从机制上来看，α-突触核蛋白会与小胶质细胞特有的模式识别受体CD11b结合，从而引发持续的炎症反应；同时，它还会激活NOX2酶，并促进其下游信号分子Src和Erk的磷酸化，进而加重多巴胺能神经元的损伤。使用RGD肽对CD11b进行药物抑制，可以有效减少NOX2的活性，这一效果体现在NOX2的细胞质亚基p47的转移量下降上。phox从细胞质到细胞膜层面，这些作用均能够降低NOX2介导的活性氧生成以及小胶质细胞的活化程度。这些发现凸显了CD11b在调控小胶质细胞引发的神经炎症反应中的关键作用。总体而言，这项研究为理解PQ处理过的多巴胺能神经元所释放的α-突触核蛋白是如何通过激活小胶质细胞中的CD11b依赖性Src/Erk/NOX2通路来引发神经退行性变的机制提供了新的见解。

背景/目标：类风湿性关节炎是一种自身免疫性疾病，其表现为关节破坏和滑膜炎症，而成纤维细胞样滑膜细胞的异常活化则是导致该疾病的关键病理机制。甘草根中提取的天然黄酮类化合物——甘草甜素具有抗炎和抗氧化作用；不过，其在类风湿性关节炎模型中的疗效及其作用机制仍不明确。本研究旨在探讨甘草甜素通过成纤维细胞样滑膜细胞发挥的抗类风湿性关节炎作用及其相关机制。方法：本研究采用了完全弗氏佐剂诱导的大鼠模型以及TNF-α刺激的MH7A细胞模型，来评估该物质的抗类风湿性关节炎作用及其作用机制。体内实验用于观察LIQ对CFA诱导的大鼠所出现的类风湿性关节炎症状、关节损伤及炎症反应的影响；而体外实验则用于研究其对该物质在TNF-α刺激的MH7A细胞中的异常活化、氧化应激及炎症反应的影响。通过体内和体外的免疫荧光检测及Western blot技术，进一步验证了LIQ对Nrf2/NF-κB/NLRP3信号通路的调控作用。结果：LIQ能够减轻关节肿胀和骨损伤，减少CFA诱导的大鼠模型中的滑膜细胞浸润及增生现象。此外，LIQ还能抑制TNF-α刺激的MH7A细胞的增殖、迁移和侵袭能力，同时降低这些细胞产生的活性氧水平；此外，它还能降低大鼠血清以及MH7A细胞上清液中的IL-1β和IL-18浓度。另外，LIQ可以激活Nrf2，进而抑制NF-κB和NLRP3的活性，从而减轻炎症反应并降低氧化应激水平。而Nrf2抑制剂ML385则能在体内和体外部分逆转LIQ对炎症反应和氧化应激的抑制作用。结论：LIQ通过抑制炎症与异常活化，在FLSs中发挥抗RA作用。其机制可能涉及对Nrf2/NF-κB/NLRP3信号通路的调节。

高尿酸血症是一种日益严重的全球性健康问题，且发病年龄越来越低。本研究利用高嘌呤饮食诱导的高尿酸血症小鼠模型，评估了肾脏、结肠以及肠道微生物群所受的损害，并研究了番石榴发酵后产生的生物活性物质PGP的效应。PGP能够降低黄嘌呤氧化酶的活性，调节嘌呤代谢，同时增加有益的肠道细菌（如Akkermansia muciniphila）以及短链脂肪酸（乙酸、丁酸、丙酸）。这些作用有助于降低血液中的尿素氮、肌酐以及肾组织中的丙二醛含量，同时还能减少炎症因子（如IL-8、LPS）的水平。因此，PGP能够缓解高尿酸血症，并减轻其对肾脏和结肠的损害。这项研究凸显了热带地区发酵后产生的生物活性物质在治疗高尿酸血症方面的潜力，也为通过饮食补充剂预防慢性疾病提供了理论依据。

由于木质素与多糖之间的相互作用，微生物很难利用木质纤维素类物质。不过，研究表明，反刍动物肠道中的真菌、细菌和古菌通过协同作用，具备有效分解木质纤维素的能力。本研究发现，在碱性pH条件下，反刍动物肠道微生物能更高效地从秸秆和藻类中产生挥发性脂肪酸。在未调节pH值的情况下，第5天的挥发性脂肪酸产量为2024毫克COD/升；而在pH值为9.0时，这一数值上升至2979毫克COD/升，增幅达47.2%。机制研究显示，在pH值为9.0时，负责分解木质纤维素的纤维素酶、负责水解作用的α-葡萄糖苷酶和蛋白酶，以及负责生成酸的磷酸转乙酰酶和乙酸激酶的活性都会得到提升。某些真菌的相对丰度也会随之发生变化。根霉，瓦勒米亚菌等）以及细菌（短膜菌属、阿德维内拉属在pH 9.0条件下，这些物质的含量也更高。对于真菌而言，包括hpaI和hpcH在内的功能基因的表达量逐渐增加；而对于细菌来说，则是HEXA_B、amiABC、mepM、ACSL和fadD等基因的表达量上升。此外，参与碳水化合物代谢的酶类中，糖基转移酶及其相关酶的活性也有显著提升。这项研究为了解在以反刍动物微生物为发酵剂的复杂厌氧发酵系统中从木质纤维素废弃物中生产VFAs提供了宝贵的见解。

异戊酸被证明有助于维护肠道健康，但其对肉鸡肉质的影响尚不明确。为了研究异戊酸添加对肉鸡生长性能、血液生化指标、免疫功能、肠道微生物群、代谢组以及肉质的影响，共有864只肉鸡被分为对照组，以及添加0.05%、0.1%或0.2%异戊酸的实验组。研究表明，异戊酸能够提高肉鸡的日增重，在某些剂量下还能增加其采食量和绒毛高度，同时降低饲料转化率。此外，它在21天和42天时能降低血清中的尿素氮水平，还能调节炎症与免疫相关指标。在42天时，异戊酸还能提高肉鸡胸肌和腿肌中的蛋白质含量，减少肉汁流失和剪切力，进而改善肉色。微生物组分析显示，异戊酸在21天时能降低Ace指数，并改变细菌和真菌的β多样性；而在42天时则能提高细菌的Shannon指数并改变微生物群落结构，不过真菌的α多样性基本保持不变。代谢组学分析则显示出脂质和氨基酸代谢方面的显著变化。综合分析表明，Collinsella、norank_f__Ruminococcaceae以及unclassified_f__Oxalobacteraceae是与有益肌肉代谢物相关的关键微生物种类。这些研究结果揭示了肠道微生物群、代谢组与肌肉之间的相互作用机制，为提升肉鸡肉质提供了理论依据，也有助于指导家禽养殖中的营养管理策略。

这项研究旨在探讨锌元素缓解孕鼠脓毒症性急性肾损伤的分子机制，重点关注肠道与肾脏之间的相互作用。研究人员通过盲肠结扎穿刺法在非孕鼠和孕鼠中建立了脓毒症性急性肾损伤模型，随后观察了模型建立后血清中锌含量的变化。这些小鼠被给予不同剂量的葡萄糖酸锌，同时接受MTF1基因敲低或过表达处理，或者被给予PINK1激活剂PARL-IN-2、自噬抑制剂氯喹以及铁死亡抑制剂Ferrostatin-1。在这些干预措施实施后，研究人员分别检测了肾脏和肠道组织的病理变化、肠道屏障功能、特定肠道微生物群的丰度，以及肾脏组织中的线粒体自噬和铁死亡现象。在因盲肠结扎穿刺而出现脓毒症的孕鼠中，血清锌含量显著下降。这些变化与肾脏组织的严重病理损伤、肠道屏障功能受损、特定肠道微生物群失衡、线粒体自噬功能受抑以及铁死亡加剧等现象相一致。锌元素的治疗可部分减轻肾脏损伤，激活MTF1/Nrf2信号通路，恢复肠道屏障功能及特定肠道微生物群的丰度，同时激活PINK1/Parkin蛋白及线粒体自噬功能，进而抑制铁死亡。机制研究证实，锌元素能够通过肠道-肾脏轴激活MTF1/Nrf2信号通路，恢复特定肠道微生物群的平衡，进而激活PINK1/Parkin蛋白及线粒体自噬功能，从而减轻铁死亡，改善孕鼠的脓毒症性急性肾损伤。锌元素是通过MTF1/Nrf2–肠道–肾脏轴激活PINK1/Parkin介导的线粒体自噬功能，从而减轻铁死亡并保护肾脏功能，进而缓解孕鼠因脓毒症引起的急性肾损伤。