低浓度葡萄糖对PC12细胞影响的电化学行为研究

应用电化学法研究低浓度葡萄糖对PC12细胞的影响。研究PC 12细胞的电化学行为,并通过标准品对比、高效液相法对细胞的电化学信号进行归属。将PC12细胞分为4. 5mg/ml葡萄糖阳性对照组、无糖阴性对照组和0. 2mg/ml低糖组,采用电化学法研究低浓度葡萄糖对PC12细胞的嘌呤核苷酸代谢的影响。得出PC12细胞的三个电化学信号分别来源于鸟嘌呤和黄嘌呤的混合以及次黄嘌呤和腺嘌呤的混合及其终产物尿酸。低浓度葡萄糖对PC12细胞活性有损害作用,且影响其嘌呤核苷酸代谢,存在糖浓度-效应关系和时间-效应关系。     

多孔能源材料在有限扩散条件下的Warburg阻抗谱仿真研究

运用Warburg阻抗谱准确揭示多孔能源材料电极的动力学特性及离子在孔隙电解液的扩散行为,首先需要深入理解单孔Warburg阻抗谱随维度参数和材料特性的演化规律。本论文主要研究内容是:①建立单孔Warburg阻抗模型,并在理想界面和有限扩散条件下,从超越函数方程推演到代数方程;②通过数值计算方法,定量仿真了孔的直径、孔的深度、电解液单位长度电阻以及活性物/电解液界面单位长度比电容对Warburg阻抗特征的影响;③基于仿真结果,系统研究了Warburg阻抗谱的转折频率、横跨45°Warburg区低频电阻和低频等效电容随孔的维度参数和材料参数的动态演化规律;④最后,从电化学动力学的角度解释了有限扩散Warburg现象和半无限扩散Warburg现象彼此间的竞争关系及其观测结果的演变规律。通过本论文的仿真研究结果,可深入理解储能材料中多孔电极的行为特征,进而为有效设计储能材料的结构和组成提供了有价值的理论依据,尤其在能量密度和最大功率密度的优化上。     

底物限制对杂交瘤细胞生长、代谢和单抗生成的影响

考察了葡萄糖或谷氨酰胺限制的批培养中杂交瘤细胞的生长、代谢和单抗生成。葡萄糖或谷氨酰胺限制时最大活细胞密度基本相同,为(1.0±0.1)×106cells/mL。葡萄糖限制时,乳酸生成减少,YLac/Glc降低,YCell/Glc增加,提示葡萄糖更多地参与三羧酸循环。谷氨酰胺限制时,氨和丙氨酸生成减少,YAmm/Gln增加,YAla/Gln减小,提示谷氨酰胺的能量利用率提高。谷氨酰胺缺失时异亮氨酸、亮氨酸、胱氨酸、缬氨酸、色氨酸、组氨酸等替代谷氨酰胺,维持细胞生长和单抗合成,产物是甘氨酸和天冬氨酸。单抗生成与细胞生长关联,并且细胞停止生长后单抗仍生成。细胞死亡阶段的qMAb约是生长阶段的一半。葡萄糖和谷氨酰胺共限制下细胞对单抗的生产能力比葡萄糖和谷氨酰胺单独限制时小。     

葡萄糖感应器及其AMPK活性和细胞代谢状态的调控机理

葡萄糖是细胞的主要能量来源,它通过糖酵解和/或氧化代谢产生ATP。葡萄糖水平下降将激活AMP活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase-AMPK),数十年来,人们一直认为这是由于AMP或ADP的上升,或者说能量水平的下降引起的。厦门大学生命科学学院林圣彩研究团队与英国Dundee大学D.Grahame Hardie团队合作报道了一种通过感知胞内葡萄糖代谢中间物果糖-1,6-二磷酸(FBP)的下降来触发AMPK活化的机制:FBP水平下降,便不再占据其催化酶——醛缩酶(aldolase)上的催化位点,后者直接改变了溶酶体膜上的质子泵v-ATPase和与其相结合的"Ragulator"的构象,进而让携带有能磷酸化并激活AMPK的上游激酶LKB1的AXIN蛋白质转移到溶酶体膜表面,在此形成了能激活AMPK的复合体(该复合体也是由林圣彩实验室发现并鉴定-Cell Metabolism,2013,2014),从而激活AMPK,同时抑制了促进细胞进行生物合成和生长的激酶-mTORC1。重要的是,他们从中也颠覆性地发现细胞能量水平在葡萄糖水平急速下降期间仍保持不变,且AMPK上的AMP结合位点对于此时AMPK的活化不是必需的。该研究不仅发现了醛缩酶这一糖酵解酶的新功能:调控AMPK的葡萄糖感受器,还深刻地揭示了葡萄糖的本质:既是能量和物质来源,也是直接调控细胞生物合成和生长状态的信号,对多种代谢型疾病的发生、癌症与代谢关系的认知与治疗、卡路里限制与健康长寿等的认知具有重大意义。相关研究论文在2017年8月3日发表于《自然》[NATURE,548(7665):112-116,August 2017]。     

心脏停止跳动后,脑细胞开始死亡

心脏停止跳动、血流中断后,脑部的神经细胞(神经元)将最先受到影响.神经元从血液中吸收并消耗大量的氧和营养物质(如葡萄糖).尽管大脑的重量只占体重的2％左右,但大脑消耗的氧和能量却占全身的20％.     

人良性前列腺增生组织中基底细胞去分化与雌激素受体α表达的关系

雌激素效应增强在良性前列腺增生(BPH)发生发展中发挥了重要作用.收集20例BPH和10例正常前列腺(NP)组织标本,采用免疫组化染色和免疫荧光方法研究良性前列腺增生组织中上皮细胞角蛋白(CK)、非肌型肌球蛋白(NMMHC)、增殖细胞核抗原(PCNA)和雌激素受体α(ERα)的表达及其定位关系.结果表明,与NP相比,在BPH组织基底细胞中与干/祖细胞相关的CK14和CK5以及与去分化相关的NMMHC和ERα的表达明显增加;而且CK14、NMMHC和ERα有共定位的关系.BPH组织中部分基底细胞去分化为干性细胞;雌激素效应增加使基底细胞发生去分化是BPH发生和发展的重要机制.     

Cl-含量对铸态Cu-40Ni合金电化学腐蚀行为的影响

利用动电位扫描法,结合电化学交流阻抗技术研究了用传统电弧熔炼(CA)制备的铸态Cu-40Ni合金在不同Cl-含量的腐蚀介质中的电化学腐蚀行为.结果表明:铸态Cu-40Ni合金在含Cl-腐蚀介质中,随着Cl-含量的增加,自腐蚀电位不同程度负移,膜电阻减小,腐蚀速度加快;合金在Na2SO4中表现出了Warburg阻抗的性质,电极表面的腐蚀过程由电化学控制转变为扩散控制,而在加入Cl-后,没有出现Warburg阻抗的性质,腐蚀过程由电化学控制;腐蚀电化学阻抗谱呈单容抗弧特征,随Cl-含量的增加,极化电阻减小;腐蚀过程中存在一定弥散效应.     

大鼠再生肝8种细胞的葡萄糖代谢基因转录谱预示的代谢活动

为了解大鼠肝再生中8种肝脏细胞的葡萄糖代谢基因转录谱及其预示的葡萄糖代谢活动,用percoll密度梯度离心结合免疫磁珠分选方法分离大鼠再生肝的8种细胞,用RatGenome2302.0芯片等检测上述细胞的葡萄糖代谢基因在大鼠肝再生中的表达变化,用H-Cluster软件分析基因表达模式,用生物信息学和系统生物学等方法分析基因表达变化预示的生理活动.结果表明,48个葡萄糖代谢基因在大鼠肝再生中发生了有意义的表达变化,其中上调、下调和上/下调的基因数分别为20、14、14,上述细胞的相应基因数为14、8和0,11、6和0,6、4和0,7、11和0,11、6和2,6、5和1,12、5和0,9、9和1,呈现21种表达相关性.上述葡萄糖代谢基因转录谱预示,肝细胞和库普弗细胞的3-磷酸甘油醛合成增多,肝细胞和胆管上皮细胞的烯醇式丙酮酸合成增多,肝星形细胞、窦内皮细胞、库普弗细胞、陷窝细胞和树突状细胞的通过三羧酸循环产生ATP活动增强.结论:大鼠肝再生与葡萄糖代谢密切相关.     

柠檬酸对 CHO 细胞生长和代谢的影响

研究了重组中国仓鼠卵巢细胞(CHO)批培养过程中柠檬酸对细胞生长和代谢的影响。结果表明:柠檬酸明显抑制了细胞的生长。与对照组相比,添加12 mm o l/L柠檬酸的处理组细胞的葡萄糖比消耗速率(QG lc)降低了37.5%,渗透压提高了10.0%,乳酸生成量与葡萄糖消耗量的比值增加了27.0%,氨生成量与谷氨酰胺消耗量的比值也增加了。在谷氨酰胺代谢过程中,更多的谷氨酰胺经谷草转氨酶途径生成α-酮戊二酸,参与能量代谢。柠檬酸促使细胞更多地被捕获在G 1期,阻碍细胞的DNA合成,抑制细胞增殖,并促进蛋白的表达。     

反应破片对中厚铝合金靶的侵彻效应研究

 研究反应破片对中厚铝合金靶的侵彻效应。设计了一种单发反应破片侵彻效应研究的试验装置,研究了反应破片在不同撞击速度下对中厚铝合金靶的侵彻效应;并利用AUTODYN-2D软件建立了反应破片侵彻中厚铝合金靶板效应的数值模拟方法。结果表明:Al/PTFE反应破片在高速撞击下具有动能和化学能双重毁伤效应,在1346~1645m/s的撞击速度下可发生点火和能量释放,在20mm厚铝合金靶上形成3.41~6.51mm的侵孔,在此基础上开展的数值模拟结果与试验结果也有较好吻合。     

葡萄糖在细胞吸收硼酸及取代硼酸中的作用研究

硼中子俘获治疗(boron neutron capture therapy, BNCT)是肿瘤治疗的一种二元体系，利用含10B药物对肿瘤细胞的高选择性、在肿瘤细胞中有足够的富集量和滞留时间，用具有合适能量的超热中子束照射肿瘤部位，发生中子俘获反应10B(n，α)7Li，反应释放出的高传能线密度α粒子和7Li，在一个细胞大小范围杀死肿瘤细胞．因此，含10B药物的高效、高选择性对肿瘤细胞的靶向输送是BNCT有效性提高的关键．为了提高肿瘤细胞对含硼化合物的吸收，本文基于糖类物质与硼酸及其衍生物的相互作用，以及糖类具有在肿瘤细胞中富集的性质，研究了葡萄糖对正常细胞和肿瘤细胞吸收硼酸及其衍生物的影响，探讨了利用糖类物质增加肿瘤细胞中10B含量的可能性．研究结果表明，随着葡萄糖含量的增加，肿瘤细胞对硼酸及取代硼酸的吸收增加，而正常细胞的吸收增加不明显．此外，葡萄糖对硼化合物在细胞中的滞留无明显的影响．      

水下爆炸载荷作用下浮体模型变形机理研究

为揭示舰船底板在水下爆炸载荷下的变形机理,设计水面浮体模型,进行实验研究和理论分析. 考虑近距离爆炸球面波效应,得到了模型获得的冲击波能量. 将聚偏氟乙烯计测得的壁压时程作为浮体模型的输入载荷,并计及模型浮力的变化,得到了模型的最大动能. 考虑膜力拉伸应变和弯曲应变的耦合效应,使用拟合的底板挠曲面函数,得到了模型底板的塑性变形能. 将模型的动能与塑性变形能之和除以冲击波能与气泡能之和,得到了模型的能量利用率. 结果表明:能量利用率随量纲一的数Φ的增加先增加后减小,当Φ在50～90时,浮体模型对水下爆炸能量的利用率达到最高,达到20%～30%.      

应用FCPC方法计算类锂Cu~(26+)离子里德堡序列的能量

根据全实加关联(FCPC)方法给出的波函数,计算了类锂Cu~(26+)离子里德堡序列的能量值。在计算体系的非相对论能量时,将离子实和角动量分波对能量的贡献考虑在内;将一阶相对论效应和质量极化效应作为一阶微扰,计算其对总能量的贡献;在此基础上进一步考虑量子电动力学(QED)效应和高阶相对论效应对能量的贡献。得到的计算结果与实验数据符合得很好。     

高糖诱导人脐血间充质干细胞向胰岛样细胞分化

目的:探讨脐血间充质干细胞向胰岛样细胞分化的潜能.方法:分离脐血有核细胞,将其置于MesencultTM培养基中进行培养,并利用贴壁法进行纯化、扩增.扩增后的脐血间充质干细胞用含体积分数5%胎牛血清的H-DMEM持续诱导.采用胰岛素免疫荧光染色对诱导后的细胞进行鉴定,定量检测胰岛素分泌水平及其对葡萄糖刺激的反应性.结果:诱导后,细胞形态发生明显变化,变圆而且聚集成团;细胞的胰岛素免疫荧光染色为阳性;而且细胞能分泌少量胰岛素,并对糖刺激具有反应性.结论:在高糖环境中,脐血间充质干细胞具有向胰岛样细胞分化的潜能.     

恒星核心氦核反应系统中的振荡

分析了在压力效应和ｇ－Ｔ效应影响下，恒星核心氦核反应系统中与粒子数密度有关的振荡．结果表明，氦核反应系统中存在超临界的时间振荡分支．当核反应发生在对流区，且对流速度沿径向减小时，压力效应可激发振荡；在核反应发生在对流区或非对流区的一般情况下，ｇ－Ｔ效应可以激发振荡．这类振荡将导致能量产生的时间变化．     

不同温度的水对海洋平台声发射传播特性的影响

针对海洋平台水下钢结构无损检测的需要,研究在空气和不同温度的水作为耦合介质的情况下,声发射波在钢结构传播过程中幅值和能量的变化趋势,以及声发射波幅值和能量损失的原因。基于声发射波反射原理,分析了声发射波在钢结构中传播的多径效应及波形转换特性,并解释了时域波形发生分离的原因。实验结果表明：水为耦合介质时声发射波幅值和能量损失较大;水温对声发射波幅值和能量几乎没有影响。     

乳酸及单羧酸转运蛋白MCT4在组织纤维化和肿瘤中的作用及应用

乳酸及其转运体单羧酸转运蛋白(MCTs)在多种疾病的发生发展过程中承担着非常重要的作用.肿瘤细胞通过Warburg effect产生乳酸不仅可以为其增殖、迁移、侵袭提供能量来源，还可以促进血管生成，帮助肿瘤细胞免疫逃逸.而MCTs承担着乳酸转运的职能，在维持肿瘤细胞代谢共生和代谢适应以及恶性表型方面发挥着必不可少的作用.通过综述乳酸和MCTs的一个亚型MCT4在癌症及癌症相关的疾病中研究进展，以便探讨乳酸和MCT4在疾病发生发展中的作用，同时寻求靶向乳酸及MCT4在疾病治疗的策略.     

生物反应器培养CHO细胞的生长与代谢研究

 在搅拌式生物反应器中,应用批培养、流加培养和灌流培养3种方法对CHO-k1细胞进行了培养.3种方法最大活细胞密度分别达到了2.0×10⁶,2.7×10⁶和9.6×10⁶mL^-1.对培养过程中葡萄糖和氨基酸及代谢产物氨和乳酸的动态变化进行了检测和分析.结果表明,CHO细胞对葡萄糖和谷氨酰胺的摄取以及氨和乳酸的产生与培养液中葡萄糖和谷氨酰胺的浓度正相关,培养过程中控制葡萄糖和谷氨酰胺的加入量能够明显降低氨和乳酸的产生,提高代谢效率,增加细胞产量.     

草丛土毛虫的超微结构观察

扫描电镜和透射电镜术显示,土壤纤毛虫草丛土毛虫(Territricha stramenticola)的额棘毛具有尖毛科纤毛虫模式,腹棘毛以"zig-zag"排列成棘毛数明显可辨的中腹棘毛列,纤毛器形态发生中部分老纤毛结构在新结构发生至成熟时经历了逐步变化和退化的过程,结果表明老纤毛结构对各纤毛器原基发生区及新纤毛结构形成的定位和物质贡献具有重要作用;细胞表面在无纤毛的皮层区如额区前端形成棘突样表面,在其他皮层表面则显示波纹样或网纹样结构,并在其表面区不规则分布有浅的凹陷.这也可能是纤毛虫在土壤颗粒间隙水中运动与环境相互作用的结果;细胞表膜下表质层明显由微管或纤维结构加厚,这可能与细胞对运动的支持或骨架作用有关;皮层胞质中线粒体和食物泡十分丰富,这可能与细胞在土壤特殊环境中能量的储存及食物缺少情况下或者细胞形成包囊时能量的利用有关.     

人工合成叶绿体

正叶绿体是光合作用的核心。生物学家通过合成技术制造出一种能在细胞外运行的人工叶绿体,同样能吸收阳光并把二氧化碳转化成富能有机物。光合作用分为两个步骤:先由叶绿素分子吸收阳光并把多余的能量传递给其他分子用于生成高能化合物ATP和辅酶NADPH;然后,两者会在各种酶的帮助下,将空气中的二氧化碳转化成葡萄糖和其他富含能量的有机分子。那么,有没有办法能提高光合作用的效率呢?2016年,合成生物学