壮通饮通过Nrf2-SCL7A11/xCT-Gpx4通路调控铁死亡改善脑缺血再灌注损伤

【目的】探究壮通饮通过Nrf2-SCL7A11/xCT-Gpx4通路调控铁死亡对大脑中动脉栓塞模型小鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用及其机制。【方法】将C57BL/6J小鼠随机分为假手术组(Sham)、模型组(MCAO)、低剂量壮通饮组(ZTY-L+MCAO),高剂量壮通饮组(ZTY-H+MCAO),每组5只。其中MCAO组采用硅胶线栓法进行造模,小鼠大脑中动脉栓塞1h,拔出线栓再灌注72h后进行心脏灌注取脑,Sham组除了不插入线栓其余操作同MCAO组。采用Zea-Longa法对小鼠神经功能进行评分;采用TTC染色评估小鼠脑梗死体积;采用HE染色、尼氏染色评估脑损伤程度;采用普鲁士蓝染色评价三价铁离子蓄积水平;qPCR检测铁离子转运相关载体受体TfR1和DMT1、脂质过氧化相关基因ACSL4以及铁死亡标志物PTGS2 mRNA表达;ELISA试剂盒检测4-HNE的含量评估小鼠大脑脂质过氧化水平;Western-blot、免疫荧光检测小鼠脑组织中Nrf2、SCL7A11/xCT、Gpx4蛋白水平。【结果】①壮通饮改善了MCAO/R后小鼠神经功能(P<0.05)和大脑梗死体积(P<0.05)及缓解MCAO/R后大脑皮层细胞病理损伤。②壮通饮减弱了MCAO/R后小鼠大脑组织的三价铁离子蓄积状态;减少MCAO/R后小鼠大脑中与铁离子转运入细胞内相关载体TfR1和DMT1 mRNA的表达(P<0.001);下调MCAO/R后小鼠大脑脂质过氧化物4-HNE含量和组织脂质过氧化物酶ACSL4 mRNA表达(P<0.001);降低MCAO/R后小鼠大脑铁死亡标志物PTGS2 mRNA表达(P<0.001)。③壮通饮增加MCAO/R后Nrf2入核表达(P<0.001),以及增加xCT和Gpx4在神经元中的表达(P<0.001)。【结论】壮通饮能够改善MCAO/R小鼠神经功能和脑梗死体积,缓解大脑皮层细胞病理损伤,影响Nrf2-SCL7A11/xCT-Gpx4通路关键信号分子表达,所以壮通饮改善小鼠MCAO/R损伤的作用机制可能是通过Nrf2-SCL7A11/xCT-Gpx4通路调节铁死亡水平达到的。

应用XCT断层扫描技术和GAN深度学习模型的多孔介质微观结构定量研究

物质在土壤中的迁移转化行为是研究地下水动力学的核心问题。定量化表征多孔介质拓扑结构并计算分析相关表面形态学参数,为研究复杂介质内物质运移微观机理提供了重要的数据基础和参数。应用微米级X射线计算机断层扫描(XCT)和图像处理技术,结合前沿的机器学习算法重建和定量分析多孔介质微观结构,可快速、批量创建高分辨率的复杂多孔介质研究样本。首先采用XCT技术,提取石英砂和散装土壤两类典型多孔介质的微观孔隙结构;而后基于生成对抗神经网络(GAN)模型重构复杂多孔介质的微观空间结构,与XCT扫描图像进行交叉验证;最后,计算获取Minkowski形态学参数,并基于多孔介质微观结构开展计算流体力学(CFD)数值模拟,计算石英砂和土壤多孔介质内的流动特征和渗透率。结果表明:1)GAN生成的合成数据与原始数据符合KS同分布,说明GAN能够成功合成与原始图像结构空间分布模式一致的图像;2)Minkowski宏观参数评价误差的较小,KS同分布结果表明,多孔介质样本的结构异质性会在一定程度上影响GAN模型的计算精度和效率;3)Open FOAM模拟计算得到的渗透率结果表明,GAN模型生成的多孔介质图像与原始图像具有一致的统计特征和物理性质。综上,综合运用前沿的XCT扫描、图像处理技术和机器学习算法,构建了土壤微观结构重建和定量分析模型,并结合多孔介质形态学和计算流体力学方法对模型进行了验证和分析。该研究为多孔介质微观结构研究提供了新技术和新方法,为进一步研究复杂多孔介质内溶质运移提供了科技支撑。

人参皂苷Rg1通过激活Nrf2/xCT/GPX4通路抑制神经元铁死亡改善缺血性脑卒中损伤

目的研究人参皂苷Rg1对缺血性脑卒中后神经元铁死亡的抑制作用及其机制。方法细胞水平建立HT22细胞氧糖剥夺/复氧(oxygen glucose deprivation/reoxygenation,OGD/R)模型,CCK-8法检测Rg1对OGD/R损伤后HT22细胞活力的影响,试剂盒检测细胞铁死亡标志物GSH/GSSG、SOD、MDA和Fe 2+含量的影响;Western blot检测细胞GPX4、xCT和Nrf2蛋白的变化;ML385干预Nrf2验证其在Rg1调节OGD/R引起的细胞铁死亡中的作用。动物水平建立大鼠短暂性大脑中动脉阻塞(middle cerebral artery occlusion,MCAO)再灌注模型,分为假手术组、模型组、Rg1治疗组(40 mg·kg^(-1))和Fer-1铁死亡抑制剂组(0.2 mg·kg^(-1))。缺血90 min后拔栓并给药,再灌注24 h后进行Zea Longa和Garcia Test评分评估神经受损程度;透射电镜观察皮质神经元线粒体形态变化;Western blot检测GPX4和xCT蛋白水平。结果Rg1能明显提高OGD/R后HT22细胞存活率,上调GSH/GSSG比值,恢复SOD活性,降低MDA和Fe 2+含量,并促进GPX4,xCT和Nrf2蛋白表达,而ML385干预明显抑制了Rg1对OGD/R后HT22细胞存活率及GPX4、xCT蛋白的上调作用。在体动物实验结果表明,Rg1可上调MCAO大鼠皮质组织GPX4和xCT的表达,缓解神经元线粒体的形态损伤,改善神经功能。结论人参皂苷Rg1可通过促进Nrf2/xCT/GPX4通路抑制缺血性脑卒中神经元铁死亡。

SLC7A11/xCT在肝脏疾病中的研究进展

肝脏作为人体内最大的消化器官,参与物质代谢、蛋白合成、解毒、凝血和免疫等各种与生命活动密切相关的生物学功能。溶质载体家族7成员11(solute carrier family 7 member 11,SLC7A11/xCT)是一种介导氨基酸转运的跨膜蛋白。随着相关研究的逐步深入,越来越多的证据表明SLC7A11参与多种肝脏疾病的病理生理过程。SLC7A11可以调节氨基酸代谢、氧化还原稳态及铁死亡等病理过程,同时近期研究发现其在一种全新的细胞死亡类型——双硫死亡(disulfidptosis)中发挥重要的作用。本文针对近年来SLC7A11的相关研究进行综述,阐述SLC7A11在肝脏疾病中的作用及调节机制,为以SLC7A11为靶点的肝脏疾病的治疗策略提供新的参考和依据。

基于XCT扫描技术的铁路路基翻浆冒泥机理研究

为研究铁路基床性翻浆冒泥的发生机理,本文结合XCT扫描试验技术试验观测了循环荷载下饱和基床翻浆冒泥通道形成全过程,以及发生翻浆冒泥时内部孔隙水的运移规律。研究表明,基床内翻浆冒泥通道的形成是铁路路基翻浆冒泥启动的关键。静荷载作用下,基床内不会出现翻浆冒泥通道,底部孔隙水随荷载次数增加而整体上升;当土体受到循环荷载时,基床孔隙水压迅速累积升高,在土体内部逐渐发育出输水通道,导致路基底层颗粒向上迁移而形成翻浆冒泥。基床性翻浆冒泥可分为3个阶段,孔压累积阶段、通道发展阶段与抽吸阶段。翻浆冒泥通道发展速度随着荷载幅值的增大而增加。最后采用嵌入强间断数值方法来模拟土体试验时翻浆冒泥通道的发展,分析了不同土体黏聚力对地基输水通道形成的影响规律,发现随着土体黏聚力的升高,土体内输水通道发展速度降低。本研究可为软土地基道路翻浆冒泥的预防与治理提供参考。

基于XCT的气体扩散层传输特性孔尺度模拟

为了探究质子交换膜燃料电池气体扩散层中孔隙率对各向异性传输特性的影响,先利用X射线计算机断层扫描(XCT)可视化技术方法对Freudenberg H2315 GDL气体扩散层进行三维微观结构重构,随后利用孔尺度模型分别研究了气体有效扩散率、曲度、有效电导率、有效热导率与孔隙率的关系,利用格子-玻尔兹曼模型研究液态水渗透率在厚度方向和平面内方向与孔隙率的关系,以及液态水饱和度和毛细压强的关系。结果表明:孔隙率对传输特性有显著的影响,Freudenberg H2315 GDL气体扩散层表现出明显的各向同性。

基于XCT技术的植物根系原位形态可视化研究

在总结植物根系观测技术研究进展的基础上 ,提出基于多层螺旋 CT技术的根系原位形态的可视化研究方法 ,并进行了试验研究。结果表明 ,采用 XCT成像技术实现植物根系原位形态构型的定性观察和定量测量是可行的。在对成像技术、介质成分和根系类型等影响根系成像质量的主要因素进行系统分析的基础上 ,提出了进一步的研究思路。

利用X射线微型计算机断层扫描技术(Micro-XCT)进行钢筋的通电腐蚀行为及裂缝的三维分布研究

为了揭示钢筋混凝土结构中的钢筋腐蚀情况及裂缝的三维分布,采用无损检测技术中的X射线计算机断层扫描技术(Micro-X-ray computed tomography)对水泥净浆包裹的钢筋试件在微米尺度进行了三维重构和定量分析,研究了钢筋腐蚀产物与裂缝之间的关系,并将钢筋质量腐蚀率的实际值与理论值进行了对比。结果表明:X射线微型计算机断层扫描技术(Micro-XCT)能够从微米尺度反映水泥净浆试件中的钢筋腐蚀产物及裂缝的三维分布情况;裂缝的存在为氯离子进入钢筋表面提供了通道,是导致钢筋腐蚀的重要原因;分析计算所得钢筋质量腐蚀率的实际值与理论值较为符合。

基于XCT技术的原位根系三维可视化研究

为解决植物根系原位三维观测的技术难题,采用XCT层析成像技术获取原位根系的断层序列图像,然后利用计算机图像图形处理技术实现对植物根系的原位三维可视化。为了提高图像分割的精确性,提出一种利用根系几何形态特征的综合分割方法,有效清除了与根系密度极其近似的杂质体素,完成了对序列图像的三维分割。并利用VTK工具箱采用移动立方体算法(MC)实现了对分割后序列图像的三维重建。编程实验证实,本文提出的技术路线和方法能够有效地实现对生长在介质环境中原位根系的三维可视化观测。

含能材料密度的XCT自参照测试

运用同步测试技术和体积CT灰度值计算方法,研究含能材料的体密度与体积CT灰度值的线性关系。以密度相近的含能材料试验件组成的体系密度作为参照,利用各试验件的VCT灰度值计算CT密度值。试验结果表明,采用自参照密度测试方法可以简化含能材料局部密度均匀性的测试,CT法计算获得的试验件密度值与排水法测得密度值的相对误差<0.1%。

xCT与肿瘤和肿瘤干细胞关系的研究进展

胱氨酸/谷氨酸逆向转运体(system xc-)是细胞膜上的逆向转运氨基酸的异源二聚体,参与氧化还原和氨基酸转运的调控。胱氨酸/谷氨酸反向运输溶质载体家族7成员11(SLC7A11)也称为xCT,为其主要功能性亚基。由于肿瘤组织中氧化应激的增强及营养代谢需求的增加,xCT在多种肿瘤细胞中呈异常表达。在肿瘤细胞中,xCT通过摄取胱氨酸还原为半胱氨酸用于谷胱甘肽的合成,参与肿瘤耐药;同时胞浆内多余的半胱氨酸分泌到细胞外,提供细胞信号传导和细胞间通讯所需的还原微环境,有利于肿瘤细胞的增殖、侵袭和转移。在肿瘤干细胞(CSC)中,xCT促进CSC表面标记蛋白的表达,与维持CSC的干性特征密切相关,是肿瘤治疗的潜在靶点之一,并且有望应用于肿瘤的临床筛查。现通过回顾近年来xCT的相关研究,就xCT在肿瘤和CSC中的生物学作用及其作用机制进行综述。

皮鞋内腔XCT系统设计

用工业CT技术解决皮鞋CAD/ANM中存在的皮鞋内腔测量难题。在对X射线工业CT技术的研究的基础上 ,针对皮鞋内腔测量的要求和特点 ,提出一种X射线工业CT方案 ,此方案既能满足皮鞋内腔测量要求 ;又能实现普通的工业CT测量。重点论述了皮鞋内腔CT测量仪的数据采集系统与步进电机运动控制的实现。

动圈式仪表XCT-191在自动控制煤气炉中的应用

介绍了动圈式仪表(XCT-191型)的工作原理及输出电流信号使伺服放大器把此信号放大来推动执行器的工作过程。从煤气流量大小自动调节从而达到控制炉内温度的目的。

活血通降方对反流性食管炎大鼠食管损伤和xCT/VEGF-B/GPX4信号通路的影响

目的观察活血通降方对反流性食管炎(RE)大鼠食管损伤的影响,从xCT/VEGF-B/GPX4铁死亡信号通路探讨其作用机制。方法采用改良部分贲门肌切开术+外置幽门部分结扎术制备RE大鼠模型。将成模大鼠随机分为模型组及活血通降方低、高剂量组,每组12只,另取12只作为空白组。造模成功当日开始给药,活血通降方低、高剂量组给药剂量分别为3.68、7.35 g/(kg·d),每日早晚各1次,连续灌胃14 d,空白组和模型组予5 mL生理盐水灌胃。观察大鼠食管黏膜损伤情况,HE染色观察黏膜组织病理变化,试剂盒检测食管组织丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)、活性氧(ROS)含量,Western blot检测食管组织胱氨酸/谷氨酸反向转运体(xCT)、血管内皮生长因子B(VEGF-B)、谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)蛋白表达,ELISA检测血清白细胞介素(IL)-1β、IL-17、IL-10含量。结果与空白组比较,模型组大鼠食管黏膜损伤明显,肉眼及病理评分显著升高,食管组织MDA、ROS含量增加,GSH含量减少,xCT、VEGF-B、GPX4蛋白表达降低,血清IL-1β、IL-17含量增加,IL-10含量减少,差异均有统计学意义(P<0.05,P<0.01);与模型组比较,活血通降方低、高剂量组大鼠食管黏膜损伤改善,肉眼及病理评分显著降低,食管组织MDA、ROS含量减少,xCT、VEGF-B、GPX4蛋白表达升高,血清IL-1β、IL-17含量减少,IL-10含量增加,活血通降方高剂量组大鼠食管组织GSH含量增加,差异均有统计学意义(P<0.05,P<0.01)。结论活血通降方可缓解RE大鼠食管黏膜炎症,修复食管损伤,其机制可能与激活xCT/VEGF-B/GPX4信号通路,增加其抗氧化性,提高抗氧化因子GSH水平,清除食管中过多的ROS,调节相关炎症因子水平,影响食管细胞铁死亡有关。

基于XCT扫描图像的混凝土二维细观受压断裂模拟

为了研究混凝土细观层次断裂力学特性,对混凝土试件进行原位XCT扫描,基于扫描图像提出了具有真实内部结构特征的混凝土二维细观模型,并预先在水泥砂浆和骨料-水泥砂浆界面插入零厚度粘结裂缝单元用以模拟潜在的裂缝。通过对该模型进行混凝土单轴受压数值仿真模拟,讨论其裂缝的发展过程以及不同细观结构和相应参数对混凝土断裂损伤行为的影响。结果表明:数值模拟得到的混凝土二维模型抗压强度与试验测得的强度相接近;混凝土的抗压强度受到水泥砂浆和骨料-砂浆界面裂缝单元的绝对数值影响,其中水泥砂浆裂缝单元强度对材料强度起控制作用;骨料-砂浆界面裂缝单元强度与水泥砂浆裂缝单元强度的比率对裂缝衍生发展有显著影响。

基于XCT扫描的砂岩矿物颗粒微尺度变形行为

为了定量表征岩石中三维微结构在单轴压缩下的物理和力学行为,采用高精度原位计算机断层扫描技术研究砂岩矿物颗粒运动、旋转变形和主应变特性,揭示断裂带与非断裂带之间的晶粒行为。结果表明:卸载后,矿物颗粒的剪切应变在径向呈现周期性变化;断裂带和非断裂带区域内部颗粒应变分别约为试样宏观应变的30和5倍;断裂带区域附近的剪切应变大于压缩应变,且呈剪应力集中的特征。

雌激素相关受体α特异性抑制剂XCT-790对成骨细胞株MG-63增殖分化的影响

【目的】探讨雌激素相关受体α(ERRα)特异性抑制剂XCT-790对成骨细胞增殖分化的影响。【方法】采用CCK-8试剂检测XCT-790对细胞活力的影响,茜素红染色检测XCT-790对成骨细胞矿化能力的影响,流式细胞仪检测XCT-790对细胞内游离钙离子浓度的影响。【结果】XCT-790可显著降低成骨细胞的活力(P<0.05或P<0.01),对细胞前期分化标志碱性磷酸酶(ALP)活性无显著影响(P>0.05),但可显著降低细胞的矿化能力,显著提高细胞内钙离子浓度(P<0.01)。【结论】抑制ERRα的活性可以降低成骨细胞的增殖和矿化能力而对ALP的活性无影响。

基于XCT扫描图像的混凝土粗骨料二维细观形态

混凝土中粗骨料的微细观形态特征对混凝土宏观力学性能具有重要影响。基于边长为20 mm的混凝土立方体试件的XCT(X-ray computed tomography)扫描图像,通过构建的规则程度指标、凹凸程度指标对骨料二维形态特征进行了研究。结果表明:可选择长宽比、椭圆相似度、棱角度三个参数来有效表征粗骨料二维形态特征;通过对大量骨料二维投影进行形态指标统计分析,发现长宽比、椭圆相似度、棱角度的数值分别主要集中在区间(1,3)、(0.8,1)、(1,1.1)内,且三者之间满足二次多项式分布。研究结果可为混凝土粗骨料三维形态表征研究提供基础参考。

XCT-790对沉默DKK1、Sost腺病毒载体转染MG63细胞中OPG、CTGF、FGF2、TNFα的影响研究

目的研究ERRα抑制剂(XCT-790)对沉默Wnt信号通路抑制因子Dickkopf1(DKK1)、骨硬化蛋白Sclerostin(Sost)重组腺病毒载体转染MG63细胞中OPG、CTGF、FGF2、TNFα的影响。方法本实验将培养好的MG63细胞分为空白对照组、沉默DKK1组、沉默Sost组、沉默(DKK1+Sost)组、XCT-790处理空载腺病毒组、XCT-790处理沉默DKK1组、XCT-790处理沉默Sost组、XCT-790处理沉默(DKK1+Sost)组,根据组别不同分别用包装好的沉默DKK1、Sost腺病毒载体转染MG63细胞,应用Western blot检测MG63细胞中OPG、CTGF、FGF2、TNFα蛋白的表达量。结果 (1)与空白对照组对比,沉默DKK1、Sost、DKK1+Sost可以提高OPG、CTGF、FGF2表达量(P<0.05),降低TNFα表达量(P<0.05);XCT-790干预MG63细胞可降低OPG、CTGF、FGF2表达量(P<0.05),增加TNFα表达量(P<0.05);(2)与沉默DKK1、Sost、DKK1+Sost组比较,XCT-790处理沉默DKK1、Sost、DKK1+Sost组可降低因沉默DKK1、Sost、DKK1+Sost而增加OPG、CTGF、FGF2的表达量的作用(P<0.05),增加因沉默DKK1、Sost、DKK1+Sost而降低TNFα的表达量(P<0.05)。结论 XCT-790可以降低MG63细胞中OPG、CTGF、FGF2表达量,升高TNFα表达量;还可以调节因沉默DKK1、Sost、DKK1+Sost而改变的MG63细胞中OPG、CTGF、FGF2及TNFα的表达量。

XCT-790对沉默Dkk1腺病毒载体转染MG63细胞活性和OPN、Lrp5、BMP2影响研究

目的 :研究XCT-790对沉默Dickkopf-1(Dkk1)腺病毒转染MG-63细胞活性和OPN、Lrp5、BMP2的影响。方法 :构建沉默Dkk1腺病毒载体,实验分为空白对照组、沉默Dkk1组、XCT-790处理空载腺病毒组、XCT-790处理沉默Dkk1组,根据组别不同分别用上述重组腺病毒转染MG63细胞,观察细胞增殖及OPN、Lrp5、BMP2表达情况。结果 :(1)与空白对照组比较,沉默Dkk1组和XCT-790处理空载腺病毒组MG63细胞活性增强,OPN、Lrp5、BMP2的表达量升高((P<0.05);(2)与Dkk1沉默组比较,XCT-790处理Dkk1沉默组的MG63细胞活性减弱,OPN、Lrp5、BMP2的表达量降低(P<0.05)。结论 :XCT-790可以降低因DKK1沉默而增强的MG63细胞活性,可以降低因DKK1沉默而增高的OPN、Lrp5、BMP2的表达量。