Reactive oxygen species are crucial for hydroxychavicol toxicity toward KB epithelial cells

Betel quid (BQ) chewing shows a strong correlation to the incidence of oral submucous fibrosis (OSF), leukoplakia and oral cancer. BQ contains mainly areca nut, lime, Piper betle leaf (PBL) and the inflorescence of P. betle (IPB). Hydroxychavicol (4-allyl-catechol, HC), as a major phenolic compound in PBL and IPB, is shown to induce oxidative stress, glutathione (GSH) depletion and cell cycle deregulation. Using bivariate BrdU/PI flow cytometry, KB cells in DNA synthesis (S phase) are shown to be sensitive to the toxic effect of HC and show cell cycle arrest and apoptosis following exposure to 0.1 and 0.3 mM HC. HC-induced apoptosis and cell cycle arrest are associated with mitochondrial membrane potential (m) depolarization as revealed by a decrease in rhodamine fluorescence. N-acetyl-L-cysteine (1 mM), superoxide dismutase (100 U/ml) and catalase (1000 U/ml) were effective in prevention of HC-induced GSH depletion (as indicated by chloromethylfluorescein fluorescence), reactive oxygen species (ROS) production (by dichlorofluorescein fluorescence), cell cycle arrest and apoptosis. However, dimethylthiourea (2 mM), neocuproine (1 mM), 1,10-phenanthroline (200 M) and desferrioxamine (0.5 mM) showed little effect on HC-induced cell changes. HC elevated the cellular and mitochondrial GSH levels at moderate concentrations (0.05–0.1 mM), whereas at a concentration of 0.3 mM, inhibitory effects were noted. These results indicate that HC consumption may be associated with BQ-chewing-related oral mucosal diseases via GSH depletion, ROS production, mitochondrial dysfunction, cell cycle disturbance and the induction of apoptosis. These events are related to the production of superoxide radicals and hydrogen peroxide.Received 9 July 2003; received after revision 28 September 2003; accepted 24 October 2003     

陡脉冲肿瘤治疗仪的研制及应用

在一定电场强度陡脉冲的作用下，细胞膜会形成大量微孔，其数量和孔径会随电场强度的增加而激增，从而引起膜组织断裂，导致细胞死亡，这种现象被称为不可逆性电击穿，为了研究陡脉冲对肿瘤细胞的不可逆性电击穿，应用现代电力电子技术和高电压新技术，研制出了一套脉冲峰值、脉冲宽度、脉冲重复频率和脉冲陡度独立可调的能量可控陡脉冲肿瘤治疗仪。分析了该治疗仪各部分电路的工作原理，在实验室调试成功的基础上，应用该仪器对人卵巢腺癌SKOV3细胞进行了细胞实验，调试时的示波器实测波形和细胞实验的电镜结果表明，该治疗仪性能稳定，能够方便地调节输出脉冲的能量，能有效地杀伤肿瘤细胞。     

Mimicking unfolding motion of a beetle hind wing

This paper presents an experimental research aiming to realize an artificial hind wing that can mimic the wing unfolding motion of AIIomyrina dichotoma, an insect in coleopteran order. Based on the understanding of working principles of beetle wing folding/unfolding mechanisms, the hind wing unfolding motion is mimicked by a combination of creative ideas and state-of-art artificial muscle actuator. In this work, we devise two types of artificial wings and the successfully demonstrate that they can be unfolded by actuation of shape memory alloy wires to provide actuation force at the wing base and along the leading edge vein. The folding/unfolding mechanisms may provide an insight for portable nano/micro air vehicles with morphing wings.     

Paleoproterozoic basement beneath the southern Jiangxi Province: Evidence from U-Pb ages and Lu-Hf isotopes in zircons from the Doushui lamprophyre

This paper presents geochemical analyses of a lamprophyre intruding the Caledonian Doushui granite body in Shangyou County, southern Jiangxi Province. U-Pb dating and Hf-isotope analyses are espe-cially carried out for zircons from it. Petrological and geochemical features show that the lamprophyre belongs to a high-K, weakly alkaline pyroxene-biotite lamprophyre. It is characterized by high Mg# (0.74), Ni (253 μg/g) and Cr (893 μg/g) contents, and also enriched in incompatible elements, such as REE, Rb, Sr...     

腾冲嗜酸两性菌硫氧化还原酶分子结构中铁原子结合位点的新特征

前期研究表明, 铁原子对于嗜酸两性菌中硫氧化还原酶(SOR)的活性至关重要. 本研究表明, 2,2′-联吡啶、1,2-二羟基苯-3,5-二磺酸钠、8-羟基喹啉等特异性铁离子螯合剂强烈抑制腾冲嗜酸两性菌SOR酶活性, 进一步表明铁原子是SOR酶活必需. 对目前基因组数据库中的SOR基因或者SOR类似基因进行序列比对, 发现了一个潜在的铁原子结合模体(H⁸⁶-X₃- H⁹⁰-X_n-E¹¹⁴-X_n-E¹²⁹). 据此, 本研究采用定点突变技术, 将氨基酸残基H⁸⁶, H⁹⁰和E¹²⁹分别突变为苯丙氨酸或者丙氨酸, 圆二色光谱测定发现突变体(H⁸⁶F, H⁹⁰F和E¹²⁹A)的二级结构没有明显改变, 但是这3个突变体全部丧失了酶活性. 突变体蛋白中铁原子含量测定结果表明, 3个突变体全部或者部分丢失了铁原子, 而之前研究中获得的3个半胱氨酸突变体(完全丧失了酶活)铁原子含量没有变化. 根据本研究并结合前期实验结果可知, SOR分子中模体C³¹-X_n-C¹⁰¹-X₂-C¹⁰⁴是底物硫分子活化区域; 而模体H⁸⁶-X₃-H⁹⁰-X₂₃-E¹¹⁴-X_¹⁴-(E/D)¹²⁹是SOR分子中铁原子的结合区域, 与铁原子结合形成一个非卟啉铁中心, 是SOR的氧化还原中心; 这两个区域均是SOR酶活性的必需部分.     

陕北子洲黄土丘陵区古聚湫洪水沉积层的确定及其产沙模数的研究

陕北黄土丘陵区聚湫坝和淤地坝众多, 以子洲县黄土洼古聚湫为研究对象, 采集了总深度达12.73 m的沉积泥沙剖面样品. 根据泥沙粒度和孢粉浓度的变化, 将全剖面分为54个洪水沉积层. 并根据剖面中融冻扰动层的分布, 将54个洪水沉积层分为31个年度的洪水沉积层的组合. 根据锥台法计算, 每次暴雨洪水的产沙模数介于715.53~30376.47 t?km^-2, 平均7105.87 t?km^-2; 年产沙模数介于968.36~55579.37 t?(km²?a)^-1, 平均12629.49 t?(km2?a)^-1, 与淮宁河中游年输沙量相近, 表明该地区明代的土壤侵蚀强度与现代接近. 31个年度的后5年产沙模数急剧增加, 5年内的年均产沙模数达31309.12 t?(km²?a)^-1, 结合明代当地戍边屯垦的历史分析, 这一现象应为滑坡灾害发生后新的土地大开发所造成.     

GaInP/GaAs/Ge三结叠层光电池光谱响应的温度特性

利用金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)制备了转化效率达27.1%的GaInP/GaAs/Ge三结叠层电池, 并对其光谱响应的温度特性进行了测量研究. 通过光谱响应曲线观察到各子电池的吸收边随温度升高发生红移, 这主要归因于电池材料禁带宽度的变窄效应. 根据光谱响应数据计算得到的GaInP/GaAs/Ge叠层电池各子电池在室温下的短路电流密度分别为12.9, 13.7和17 mA/cm², 且叠层电池的短路电流密度的温度系数为8.9 μA/(cm²·℃). 最后, 根据叠层电池的串联结构推导了其电压温度系数为-6.27 mV/℃.     

大气降水中低分子有机酸的季节变化及对酸雨形成的贡献(以贵阳市和尚重镇为例)

低分子有机酸是大气中普遍存在的一种化学成分, 对酸雨的形成有重要的贡献. 西南地区是酸雨污染重灾区, 2006年4月到2007年4月用离子色谱法测定了贵阳市和尚重镇大气降水中的7种低分子有机酸. 实验结果表明: 两地大气降水中, 甲酸、乙酸和草酸是最主要的有机酸, 贵阳市其雨量加权平均值分别为14.24, 9.35和2.79 μmol/L, 而尚重镇则分别为4.95, 1.35和2.31 μmol/L. 尚重镇大气降水中低分子有机酸生长季节浓度高于非生长季节浓度, 说明植物或土壤的释放可能是尚重镇大气有机酸的主要来源; 与之相反, 贵阳市大气降水中有机酸非生长季节浓度高于生长季节浓度, 可能与该地区冬季降水次数少, 每次雨量小以及降水同时易伴随颗粒物沉降有关. 贵阳市有机酸对自由酸贡献分别为: 甲酸?7.9%, 乙酸?4.7%, 草酸?6.1%, 3种主要有机酸贡献了18.7%的自由酸; 尚重镇分别为: 甲酸?25.1%, 乙酸?7.5%, 草酸?25.5%, 有机酸对自由酸贡献为58.1%. 贵阳市降水中有机酸根占阴离子总和的1.7%~19.2%, 平均值为6.6%. 尚重镇降水中有机酸根对总阴离子的贡献为0.5%~92.2%, 平均贡献为13.2%. 由此可见, 低分子有机酸, 尤其是边远地区, 对大气降水酸化的影响不可忽视.     

冷热交替治疗对肿瘤微循环的损伤及机理研究

肿瘤微循环对肿瘤生长和转移至关重要. 冷热交替治疗已被证实优于以往的单一冷疗或热疗, 其对于肿瘤微循环的损伤程度及机理是肿瘤成功治疗的关键, 但目前该方向的研究甚少. 利用裸鼠脊背皮翼肿瘤视窗模型结合激光共聚焦显微镜技术综合比较了单冷、单热及冷热交替对肿瘤微循环的损伤程度, 并建立了分析肿瘤血管在热物理作用下受力的理论模型, 通过数值计算获得了冷热交替治疗过程中肿瘤微循环血管壁的受力大小. 研究结果发现, 冷热交替造成了肿瘤微循环尤其是肿瘤中央成熟血管严重的结构性损伤. 冷热交替过程中, 血管壁先后受到迅速变化的方向相反的热应力, 有可能在血管壁形成微小裂纹. 随后加热造成的血流快速再灌注对血管壁的作用力存在应力集中现象, 推测血液流动对肿瘤血管壁的快速冲击力很可能是造成血管壁破裂的关键因素, 初步揭示了冷热交替治疗过程中肿瘤血管发生严重损伤的机理.     

异源表达一个大豆Na+/H+逆向转运蛋白基因GmNHX2提高拟南芥的耐盐性

Na⁺/H⁺逆向转运蛋白调节细胞内的离子内平衡, 在植物耐盐性起重要的作用. 本研究克隆一个大豆Na⁺/H⁺逆向转运蛋白的同源基因GmNHX2, 编码一条长534氨基酸的多肽并预测有10个可能的跨膜结构域. GmNHX2在大豆的根、茎和叶中表达, 但在根中的丰度最高, 受NaCl和PEG (polyethylene glycol)处理的诱导表达. GmNHX2与LeNHX2和AtNHX2的序列相似性高于AtNHX1和AtSOS1. 尽管系统发育分析将GmNHX2与细胞器(液泡和囊泡)逆向转运蛋白聚成一类, 但亚细胞定位的结果表明GmNHX2-EGFP (enhanced green flurescent protein)融合蛋白可能位于植物细胞的质膜或细胞器膜上. 与野生型植株相比, 异源表达GmNHX2的拟南芥植株在萌发和幼苗期都更加耐高浓度的NaCl. 这些结果暗示, GmNHX2是一个Na+/H+逆向转运蛋白同源物, 可能在盐胁迫下执行调节离子内平衡的功能.