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[转载]Hypoxia tolerance for yield fiber and physi traits in cotton: crilqy 2018-12-21 14:18; 在巴基斯坦，关于棉花缺氧耐受能力的研究非常少见。由于目前棉花品种几乎都没有耐缺氧能力，无法预料的极端降雨导致巴基斯坦许多地区的棉花产量遭受严重损失。耐受淹水基因型的棉花还未见报道。本研究旨在鉴定当地棉花种质资源的耐缺氧能力，为培育耐缺氧棉花品种提供依据。为了研究不同棉花品种的缺氧耐受能力，设计了 1 个完全随机区组试验。对各基因型材料进行了 2 种处理，即淹水和非淹水。不同基因型的棉花在产量、纤维和生理性状上表现出显著差异。缺氧研究表明，对淹水敏感的 LRA-5166 株高显著降低。淹水条件下， MNH-786 产量较高，而 MNH-556 的衣分较高，纤维长度、强度和马克隆值也因缺氧而降低。淹水对叶片叶绿素 a 、 b 含量和叶绿素 a/b 比值也有类似的负效应。在正常和淹水条件下， 2 个耐缺氧品种 CIM-573 和 MNH-564 的叶绿素 a 含量（ 1.664 、 1.551 ）均显著高于其他品种。由于淹水，所有参试基因型 / 品种叶片的游离氨基酸总量均显著降低。在非淹水和淹水条件下， 2 种淹水敏感品种 CEDIX 和 N-KRISHMA 叶片的游离氨基酸含量均显著高于其他品种。淹水处理可显著降低叶片可溶性蛋白含量，却导致叶片脯氨酸含量增加。 LRA-5166 的叶片可溶性蛋白含量最高，且叶片脯氨酸含量显著降低。 MNH-786 的产量表现较好，而 MNH-556 的衣分表现较优。 CIM-573 和 MNH-564 的叶片叶绿素 a 含量较高。上述基因型可用于棉花缺氧耐受能力的进一步研究。 Title: Hypoxia tolerance studies for yield, fiber and physiological traits in cotton ( Gossypium hirsutum L.) HUSSAIN Altaf, FAROOQ Jehanzeb, AHMAD Saghir, MAHMOOD Abid, SADIQ M. Attiq, ZAFAR Ullah Zafar and ATHAR Habib-Ur-Rehman Journal of Cotton Research . 2018; 1: 8. https://jcottonres.biomedcentral.com/articles/10.1186/s42397-018-0008-8 \0; 814 次阅读|0 个评论

近海有害藻华与缺氧的问题（之一）: opensesame 2018-6-5 22:08; 近海有害藻华与缺氧的问题（写在杭州“全球变化下海洋有害藻华与缺氧研讨会”召开之际）随着全球经济稳步发展，不断增强的人类活动导致输入近海的营养与物质居高不下，造成近海水体富营养的程度和面积逐渐增大，引发了全球范围内有害藻华的大规模频繁发生。有害藻华的毒性及其对人类健康、福祉和环境的负面影响已有广泛的共识。然而，过去关注比较少的是大量浮游植物藻华之后，死亡的浮游植物碎屑沉降到海底，降解过程中消耗氧气，也可能引起水体缺氧事件。上述现象在强层化海域更有可能发生，因为底层消耗的氧气得不到及时的补充。譬如，在河口和近海两者常常协同发生。因此，传统意义上的赤潮或者有害藻华的定义可能需要拓宽，把藻华之后产生的连锁生态危害考虑在内。当然，藻华与缺氧还是有区别的。两者发生的时机（timing）、对生物的危害程度和方式都不太一样。在近海河口陆架，由于环流、扩散等海洋动力作用的联合影响，两者发生的位置和持续时间都可能不太一样。至于两者互相之间如何耦合形成和作用，更是缺乏充分的研究。尽管我们的认知水平还需要大大提高，然后实际的生态事件在过去几十年已经屡见不鲜。有害藻华和缺氧在中国近海多次大规模发生，特别是长江口、珠江口和渤海，甚至有些人工试图修复的海域（人工渔礁、牧场等）缺氧也越来越厉害，未来有可能常态化和进一步恶化。作为会议的组织者，我们倡议这个研讨会的主要目的就是推动有害藻华和缺氧两个研究方向的融合与联合研究，共享海洋观测与数值预测的成果，更深层次的全面理解富营养化对近海生态系统健康的威胁。无论是藻华还是缺氧，都是物理、生物、化学、地质等不同学科过程交叉作用非常显著的现象。我们希望借用会议契机，提供不同领域和多学科研究的经验交流平台。同时除了邀请了国内一大批知名学者和青年才俊之外，我们也邀请了一些美国、日本、马来西亚、菲律宾、香港等地区的大咖。我们也注意到，好多位国内高校的非洲博士生也来报名。因此，这个会议也将推动中国和国际社会在相关领域的思想交流。但最终来说，是服务于我们国家近海环境安全的研究，为改进未来中国海洋环境的监测方式和预测技术提供更好的设计理念，为开展海洋环境的全球治理提供国际合作的机会。 http://www.sio.org.cn/redir.php?catalog_id=84object_id=89677 http://www.soed.org.cn/index.php/news/detail/1538; 个人分类: 海洋科学|4881 次阅读|0 个评论

临近缺氧的海洋（带谷歌翻译狗上路）: 热度 2 zuojun 2017-1-7 14:54; Oceans on the edge of anoxia Google translate: 海洋在缺氧的边缘 Mine: 临近缺氧的海洋 Andrew J. Watson - Author Affiliations College of Life and Environmental Sciences, University of Exeter, Exeter, UK. Email: andrew.watson@exeter.ac.uk Science 23 Dec 2016: Vol. 354, Issue 6319, pp.1529-1530 DOI:10.1126/science.aaj2321 Summary For the past severalhundred million years, oxygen concentrations in Earth's atmosphere have beencomparatively high ( 1 , 2 ). Yet, the oceans seem never to havebeen far from anoxia (oxygen depletion) and have occasionally suffered majoroceanic anoxic events (OAEs), recognized in the rock record throughaccumulations of dark, organic-rich shales ( 3 ). OAEs seem to be promotedby warm climates, and some have been associated with major environmental crisesand global-scale disturbances in the carbon cycle. New insights into the causesof OAEs are now emerging ( 4 , 5 ). Furthermore, ocean oxygenconcentrations are declining in the modern ocean ( 6 ). A full-scale OAEwould take thousands of years to develop, but some of today's processes arereminiscent of those thought to have promoted OAEs in the distant past. Google translate: 在过去几亿年中，地球大气中的氧浓度相对较高（ 1,2 ）。然而，海洋似乎从来没有远离缺氧（氧耗竭），并偶尔遭受主要的大洋缺氧事件（ OAEs ），通过积累的黑暗，有机丰富的页岩记录在岩石记录（ 3 ）。 OAEs 似乎被温暖的气候所促进，一些已经与碳循环中的主要环境危机和全球尺度干扰相关联。对 OAE 原因的新见解正在出现（ 4,5 ）。此外，现代海洋中的海洋氧气浓度正在下降（ 6 ）。一个全面的 OAE 将需要数千年的发展，但今天的一些过程让人想起那些被认为是在遥远的过去促进 OAEs 的人。 Mine: 在过去的几亿年间，地球上大气中的氧浓度相对较高（ 1 ， 2 ）。然而，海洋似乎从来没有远离缺氧（溶解氧耗竭）状态；偶尔发生过严重的大洋缺氧事件（ oceanic anoxic events ， OAEs ）。这些事件可以从黑色、富含有机物的页岩记录中分离出来（ 3 ）。温暖的气候似乎能促进 OAEs 的发生；有些 OAEs 的发生与重大环境突变相关，有些则与碳循环的全球尺度扰动相关。对造成 OAE 原因的新见解正在形成（ 4 ， 5 ）。此外，海洋的溶解氧浓度正在下降（ 6 ）。大规模的 OAE 需要数千年时间才能形成，但是，现在的一些海洋演化过程，与那些在远古时期导致 OAEs 的过程似乎雷同。; 个人分类: Scientific Translation|4491 次阅读|5 个评论

Into thin air: 细胞如何感知氧气含量: 热度 7 panker 2016-9-28 08:26; 唱一首暴露年龄的歌：回忆，像一直开着的机器趁我不注意慢慢地清晰反覆播映后悔原来是这么痛苦的会变成稀薄的空气会压得你喘不过气为什么空气稀薄了人就喘不过气了呢？ Craig Thompson是纪念斯隆－凯特琳癌症中心(MemorialSloan-KetteringCancer Center)的总裁和首席执行官，而纪念斯隆-凯特琳癌症中心是世界上历史最悠久、规模最大的私立癌症中心。 Craig Thompson 由于解释了CD28和CTLA-4激活T细胞的机制而入选了汤森路透公布的“引文桂冠奖” 。 Thompson教授在9月22日的Cell杂志上发表题为“IntoThin Air: How We Sense and Respond to Hypoxia”的评述文章，介绍了今年拉斯克奖基础医学研究奖关于“ 人与动物对氧气含量的细胞感知机制 ”。在高海拔地区，人体的新陈代谢会发生变化，开始生长出新的血管，制造新的红细胞。这几位科学家们想做的正是找出这种身体反应背后的分子机制。 Semenza发现缺氧诱导因子(Hypoxia-inducible factors, HIF) HIF-1α发挥重要作用。 Dana-Farber 癌症研究院的 Kaelin 教授则一直研究缺氧对肿瘤中的影响，今年七月，该研究组证实谷氨酸旁分泌作用诱导 HIF 促进乳腺癌，发表在《 Cell 》上。当线粒体功能受到影响时，诱导表达 p53 。表明 p53 可以不依赖HIF-1α通路促进肿瘤生长。研究人员证明在去除mtDNA的细胞中，p53可通过阻止HIF-1α与靶基因启动子结合，并通过促进HIF-1α的泛素化降解HIF-1α。 Thompson教授指出，氧气不仅仅参与ATP生成，越来越多的研究表明它在细胞分化，免疫防御，组织修复等方面发挥重要作用。德国科学家OttoHeinrich Warburg 因为研究线粒体呼吸链而获得诺贝尔奖，他在1924年还提出了一个发现：癌症细胞与正常细胞的代谢途径不一样，癌细胞主要通过糖酵解（ Glycolysis ）来代谢葡萄糖，而正常细胞则主要用线粒体呼吸链（OxidativePhosphorylation）代谢葡萄糖，这就是著名的Warburg效应。剧情到这里就逆转了，回到了小苏打饿死癌细胞。小苏打只是中和了糖酵解途径的中间产物。在无氧的条件下，葡萄糖进行分解，形成2分子丙酮酸并提供能量，这一过程称为糖酵解作用（ glycolysis ）。拜托不要再问我丙酮酸（ 2-羰基丙酸）和乳酸（2-羟基丙酸）的关系了，纸不够了啊。只有精子也能生娃了闻香识女人，小心被掰弯未来人类会怎样生孩子？; 6745 次阅读|9 个评论

一个基因改变带来的“神奇”: 热度 8 qpzeng 2014-8-20 08:17; 8千年前一个基因的突变使藏人适应了高原生活在8月17日出版的《自然—遗传学》上，美国犹他大学科学家发表研究报告指出，仅仅因为8千年前一个叫做EGLN1的基因发生突变，就使得生活在西藏地区的藏民适应了高原（平均海拔14800英尺）的缺氧环境。 EGLN1编码脯氨酸羟化酶-2（PHD2），突变位点有两个：一个是该基因第12位由胞嘧啶变成鸟嘌呤，另一个是第380位由鸟嘌呤变成胞嘧啶，使其编码的酶蛋白也发生序列改变：蛋白质第4位由天冬氨酸变成谷氨酸，第127位由半胱氨酸变成丝氨酸。 PHD2能促进缺氧诱导因子（HIF）的分解，从而导致红细胞加速生成。相反，突变PHD2难以分解HIF，使得红细胞生成作用降低。这就是藏人血液中红血球及其血红蛋白浓度较低的原因。研究发现，高达88%的藏人都携带突变的EGLN1基因，而生活在低海拔平原地区的亚洲人体内则不含这个突变基因。由于该突变基因的存在，降低了藏人对低氧水平的过度反应，心血管也就不会因红血球堆积过多（血液过分黏稠）而堵塞。我曾写过藏人无高原反应之谜被破解，文中介绍藏人耐缺氧的秘密在于携带一个被称为EPAS1的突变基因，该基因存在于87%的藏人中，9%的汉人也携带该突变基因。进化分析表明，EPAS1基因来自远古的丹尼索瓦人。此外，另外两个基因——HYOU1和HMBS也可能与高原适应有关。 5亿年前一个基因的突变使脊椎动物拥有了发达的免疫系统在最新出版的《细胞—报告》上，德国马克斯-普朗克研究所的免疫学家发表论文称，由于5亿年前FOXN4基因被FOXN1基因取代，使动物得以发育产生拥有大量B细胞的胸腺，而这个时间节点正是脊椎动物起源阶段。 FOXN4存在于所有脊椎动物体内，但似乎仅在有颚鱼类（如猫鲨、斑马鱼）中促进B细胞成熟。 FOXN1则促进哺乳动物胸腺中T细胞的发育。 FOXN4与 FOXN1共存于小鼠体内，表明二者的功能有所不同。科学家们发现，在胸腺中， FOXN1负责T细胞的发育和成熟，而 FOXN4负责B细胞的发育和成熟，前者分泌细胞因子提供细胞免疫功能，后者分泌抗体提供体液免疫功能。 8,000-year-old mutation key to human life at high altitudes: Study identifies genetic basis for Tibetan adaptation Date: August 17, 2014 Source: University of Utah Health Sciences Summary: In an environment where others struggle to survive, Tibetans thrive in the thin air of the Tibetan Plateau, with an average elevation of 14,800 feet. A new study is the first to find a genetic cause for the adaptation and demonstrate how it contributes to the Tibetans’ ability to live in low oxygen conditions. This image depicts Tibetan locals living at 4,300m. Credit: Tsewang Tashi, M.D. In an environment where others struggle to survive, Tibetans thrive in the thin air of the Tibetan Plateau, with an average elevation of 14,800 feet. A study led by University of Utah scientists is the first to find a genetic cause for the adaptation -- a single DNA base pair change that dates back 8,000 years -- and demonstrate how it contributes to the Tibetans' ability to live in low oxygen conditions. The work appears online in the journal Nature Genetics on Aug. 17, 2014. These findings help us understand the unique aspects of Tibetan adaptation to high altitudes, and to better understand human evolution, said Josef Prchal, M.D., senior author and University of Utah professor of internal medicine. The story behind the discovery is equally about cultural diplomacy as it is scientific advancement. Prchal traveled several times to Asia to meet with Chinese officials, and representatives of exiled Tibetans in India, to obtain permissions to recruit subjects for the study. But he quickly learned that without the trust of Tibetans, his efforts were futile. Wary of foreigners, they refused to donate blood for his research. After returning to the U.S., Prchal couldn't believe his luck upon discovering that a native Tibetan, Tsewang Tashi, M.D., had just joined the Huntsman Cancer Institute at the University of Utah as a clinical fellow. When Prchal asked for his help, Tashi quickly agreed. I realized the implications of his work not only for science as a whole but also for understanding what it means to be Tibetan, said Tashi. In another stroke of luck, Prchal received a long-awaited letter of support from the Dalai Lama. The two factors were instrumental in engaging the Tibetans' trust: more than 90, both from the U.S. and abroad, volunteered for the study. Their hard work was worth it, for the Tibetans' DNA had a fascinating tale to tell. About 8,000 years ago, the gene EGLN1 changed by a single DNA base pair. Today, a relatively short time later on the scale of human history, 88% of Tibetans have the genetic variation, and it is virtually absent from closely related lowland Asians. The findings indicate the genetic variation endows its carriers with an advantage. Prchal, collaborated with experts throughout the world, to determine what that advantage is. In those without the adaptation, low oxygen causes their blood to become thick with oxygen-carrying red blood cells -- an attempt to feed starved tissues -- which can cause long-term complications such as heart failure. The researchers found that the newly identified genetic variation protects Tibetans by decreasing the over-response to low oxygen. These discoveries are but one chapter in a much larger story. The genetic adaptation likely causes other changes to the body that have yet to be understood. Plus, it is one of many as of yet unidentified genetic changes that collectively support life at high altitudes. Prchal says the implications of the research extend beyond human evolution. Because oxygen plays a central role in human physiology and disease, a deep understanding of how high altitude adaptations work may lead to novel treatments for various diseases, including cancer. There is much more that needs to be done, and this is just the beginning, he said. At the beginning of the project, while in Asia, Prchal was amazed at how Tashi was able to establish a common ground with Tibetans. He helped them realize they had something unique to contribute. When I tell my fellow Tibetans, 'Unlike other people, Tibetans can adapt better to living at high altitude,' they usually respond by a little initial surprise quickly followed by agreement, Tashi explained. Its as if I made them realize something new, which only then became obvious. Story Source: The above story is based on materials provided by University of Utah Health Sciences . Note: Materials may be edited for content and length. Journal Reference : Felipe R Lorenzo, Chad Huff, Mikko Myllymäki, Benjamin Olenchock, Sabina Swierczek, Tsewang Tashi, Victor Gordeuk, Tana Wuren, Ge Ri-Li, Donald A McClain, Tahsin M Khan, Parvaiz A Koul, Prasenjit Guchhait, Mohamed E Salama, Jinchuan Xing, Gregg L Semenza, Ella Liberzon, Andrew Wilson, Tatum S Simonson, Lynn B Jorde, William G Kaelin, Peppi Koivunen, Josef T Prchal. A genetic mechanism for Tibetan high-altitude adaptation . Nature Genetics , 2014; DOI: 10.1038/ng.3067 500-million-year reset for immune system Date: August 18, 2014 Source: Max-Planck-Gesellschaft Summary: A single factor can reset the immune system of mice to a state likely similar to what it was 500 million years ago, when the first vertebrates emerged. The model, researchers report, could provide an explanation of how the immune system had developed in the course of evolution. The normal mouse thymus (left) contains only a small fraction of B-cells (red). If the gene FOXN4 is activated, a fish-like thymus with many B-cells develops. This state is likely to have existed about 500 million years ago, at the time when the first vertebrates emerged. Credit: © Max Planck Institute of Immunobiology Epigenetics Scientists at the Max Planck Institute of Immunobiology and Epigenetics (MPI-IE) in Freiburg re-activated expression of an ancient gene, which is not normally expressed in the mammalian immune system, and found that the animals developed a fish-like thymus. To the researchers surprise, while the mammalian thymus is utilized exclusively for T cell maturation, the reset thymus produced not only T cells, but also served as a maturation site for B cells -- a property normally seen only in the thymus of fish. Thus the model could provide an explanation of how the immune system had developed in the course of evolution. The study has been published in Cell Reports. The adaptive immune response is unique to vertebrates. One of its core organs is the thymus, which exists in all vertebrate species. Epithelial cells in the thymus control the maturation of T-cells, which later fight degenerated or infected body cells. The gene FOXN1 is responsible for the development of such T-cells in the mammalian thymus. Scientists led by Thomas Boehm, director at the MPI-IE and head of the department for developmental immunology, activated the evolutionary ancestor of FOXN1, called FOXN4, in the thymic epithelial cells of mice. FOXN4 is present in all vertebrates, but appears to play only a role in the maturation of immune cells of jawed fish, such as cat sharks and zebra fish. The simultanuous expression of FOXN4 and FOXN1 in the mouse led to a thymus that showed properties as in fish, said first author Jeremy Swann. Together with earlier results this suggests that the development and function of thymic tissue was originally intitiated by FOXN4. Due to an evolutionary gene duplication, which led to FOXN1, transiently both genes, and finally only FOXN1 were active in the thymus. To the researchers surprise not only T-cells developed in the thymus of the mice, but also B-cells. Mature B-cells are responsible for antibody production. In mammals, they normally do not mature in the thymus, but in other organs, such as the bone marrow. Our studies suggest a plausible scenario for the transition of a bipotent lymphopoietic tissue to a lymphoid organ supporting primarily T cell development, said Boehm. Since B- and T-cell progenitors can not yet be distinguished, it remains unclear whether the B-cell development is based on the migration of dedicated B-cell precursors to the thymus, or to maturation from a shared T/B progenitor in the thymus itself. Comparative studies often suggest that the origin of a particular evolutionary innovation must have occurred in an extinct species. Here, the re-creation and functional analysis of presumed ancestral stages could provide essential insights into the course of such developments, explained Boehm the study approach. Story Source: The above story is based on materials provided by Max-Planck-Gesellschaft . Note: Materials may be edited for content and length. Journal Reference : Jeremy B. Swann, Annelies Weyn, Daisuke Nagakubo, Conrad C. Bleul, Atsushi Toyoda, Christiane Happe, Nikolai Netuschil, Isabell Hess, Annette Haas-Assenbaum, Yoshihito Taniguchi, Michael Schorpp, Thomas Boehm. Conversion of the Thymus into a Bipotent Lymphoid Organ by Replacement of Foxn1 with Its Paralog, Foxn4 . Cell Reports , 2014; DOI: 10.1016/j.celrep.2014.07.017; 个人分类: 期刊论文|8515 次阅读|23 个评论

肥胖致癌“三部曲”（2）缺氧vs低度炎症: 热度 9 qpzeng 2014-7-13 10:02; “肥胖不是病”的说法，有人同意，有人反对，关键在于人们对肥胖究竟是炎症发生的原因还是结果的认识有分歧。最近有人将小鼠瘦素基因或瘦素受体基因敲除后获得肥胖小鼠，其体内促炎及抗炎细胞因子水平并不发生明显变化，而且也不会诱发骨关节炎，这说明肥胖并不是炎症的诱发因素（肥胖不是骨关节炎的病因）。实际上，肥胖与其他炎症性疾病（包括2型糖尿病、心血管病、自身免疫病、神经退行性疾病）都属于肠道微生物生态失调（dysbiosis of gut microbiota）的并发症，或者说肥胖不是其他炎症性疾病的后遗症。因此，我对“肥胖是多种疾病的高危因素”的提法也表示质疑，而所谓肥胖的后遗症实际上是脂肪酸引起的，但一定有细菌的参与。 “健康”的肥胖与“不健康”的肥胖文献上早就有健康肥胖与不健康肥胖的提法，而且基本认同以肥胖者是否出现胰岛素抵抗作为其分界线。例如，那些BMI达到肥胖标准的人，只要他们仍对胰岛素敏感，就可以归入健康的肥胖之列，反之就被归入不健康的肥胖之列。前已叙及，肥胖是瘦素抵抗的结果，而胰岛素抵抗又是2型糖尿病的“前奏”，由于肥胖与2型糖尿病都是炎症损伤导致的并发症，因而可以说无炎症的肥胖是健康的肥胖，而有炎症的肥胖才是不健康的肥胖。凡是生理因素引起的肥胖（如女性孕期肥胖及雌激素过多性肥胖）都是健康的肥胖（生理性肥胖），而由肠菌失调造成下丘脑免疫损伤引起的肥胖则是不健康的肥胖（病理性肥胖）。因此，“肥胖不是病”的说法不严谨，正确的表述应该是“并不是所有肥胖都是病”或“有些肥胖是病”。肥胖的“渐进性”与“时限性” 肥胖是不是病，并不是看肥胖的程度，而是看引起肥胖的原因。正如从胰岛素敏感到胰岛素抵抗再到2型糖尿病是一个缓慢进展的过程一样，从瘦素敏感到瘦素抵抗再到肥胖症也是循序渐进的。一方面，瘦素受体的免疫损伤是从“部分”到“全体”，另一方面，受损的瘦素受体也有一个不断修复及更新的过程。此外，机体还能针对瘦素受体损伤做出适当的响应，如提高瘦素的浓度。下丘脑的炎症损伤并非不可逆，只要肥胖者改变生活方式，其肠菌组成就会发生变化。比如，肥胖者从肉食改为素食，就会使拟杆菌增加，厚壁菌减少，使两者保持平衡状态。如果肥胖者注意保持饮食品种的多样性，其肠菌组成就会恢复正常。总的结果是，肠道粘膜免疫压力降低，慢性炎症减弱或消除，下丘脑功能恢复，肥胖现象缓解。细菌脂多糖是组织缺氧的肇因革兰氏阴性细菌细胞壁特有的脂多糖（LPS）不仅可以渗入血液，而且可以渗透进入任何组织空间，由此激活体液及细胞免疫而发挥杀菌功能。其中，促炎细胞因子如肿瘤坏死因子α（TNF α ）、白介素1β（IL- 1 β ）的大量释放，可以激活诱导型一氧化氮合酶（iNOS）合成一氧化氮（NO），从而通过与氧的竞争性结合导致代谢性缺氧。一项最新研究发现，肥胖小鼠及人体脂肪组织中的血红素氧合酶1（HO-1）被LPS激活，并且它被认为是胰岛素抵抗形成的重要原因。不过，研究人员并未解释为何HO-1会在肥胖者体内被激活，关键是他们没有注意到HO-1在分解血红素的过程中能释放出一氧化碳（CO），而CO跟NO一样可以与氧竞争性结合造成缺氧。最近还有一篇文章对缺氧产生的原因有不同的解释，他们认为来自高脂饮食的饱和脂肪酸直接激活脂肪组织的线粒体内膜蛋白——腺甘酸转位酶2（ANT2），使内膜发生质子渗透而导致非偶联呼吸（uncoupled respiration），结果使呼吸功能大幅提高，氧气消耗大量增加，于是使脂肪组织出现相对缺氧。缺氧诱导因子促进血管形成与淋巴细胞浸润组织缺氧的结果是激活缺氧诱导因子 1 α （HIF-1 α），它是促进许多缺氧相关酶蛋白如血管内皮细胞生长因子（VEGF）基因表达的转录因子。在它的作用下，组织内出现血管新生，而免疫细胞及促炎细胞因子也能随着血流进入缺氧组织，包括下丘脑（引起瘦素抵抗）、关节滑膜（引起类风湿性关节炎）、肝脏（引起脂肪肝、肝癌）等。脂肪组织的低度炎症曾被认为是肥胖后遗症的主因，但最新研究表明，脂肪细胞炎症不仅没有坏处，反而还有好处，因为它是脂肪组织扩充与重塑所必需的，否则会造成内脏脂肪组织增殖受阻，这将削弱肠道屏障功能，促进脂肪肝形成，导致代谢功能失调（下图）。我一直纠结于为什么脂肪要沉积在内脏的问题，并曾经设想内脏脂肪可能用来为免疫细胞杀伤细菌提供能量。现在终于找到了答案：内脏脂肪的存在是为了防止细菌或LPS从肠道“渗漏”进入血液及组织中！综上所述，肥胖中炎症的原发位点是肠道，而炎症效应可在不同组织表现出来。关于慢性低度炎症诱发非酒精性脂肪肝病、脂肪肝炎、肝细胞肝癌的致病机理，且听下回分解。主要参考文献 Lee YS et al.(2014) Heme Oxygenase-1 Drives Metaflammation and Insulin Resistance in Mouse and Man. Cell 157: 1339-1352 HO-1.pdf Jia A et al. (2014) Increased Adipocyte O2 Consumption Triggers HIF-1a, Causing Inflammation and Insulin Resistance in Obesity. Cell 158: 25-40 Hypoxia.pdf Asterholm IW et al. (2014) Adipocyte Inflammation Is Essential for Healthy Adipose Tissue Expansion and Remodeling. Cell Metabolosm 20: 103-118 Adipose.pdf; 个人分类: 科普集萃|10902 次阅读|21 个评论

平安夜，不平安: 热度 2 xupeiyang 2011-12-25 20:23; 12月24日发生的各种天灾、人祸、袭击和意外事故却让人感觉，平安夜似乎并不平安。不知是谁发生了缺氧大学生平安夜喝酒庆祝 1人酒后猝死 20多个学生喝了9瓶白酒，3箱啤酒平安夜妙龄女坠下9楼命丧当场鲜血染红地面平安夜撞死行人司机吓傻了美国德克萨斯发生圣诞节枪击案一家7口被杀 http://news.163.com/06/1225/15/336R0M0N0001121M.html; 个人分类: 文化艺术|1442 次阅读|2 个评论

[转载]本周Nature:细菌光敏色素银环蛇毒素植物感知缺氧状态: genevalley 2011-11-18 00:49; （选自英国Nature杂志，2011年11月17日出版）封面故事: 昆虫飞行肌肉的形成 http://www.natureasia.com/ch/nature/updates/index.php?i=85922issue=7373 南极下的造山运动 http://www.natureasia.com/ch/nature/updates/index.php?i=85910issue=7373 银环蛇毒素的活性成分 http://www.natureasia.com/ch/nature/updates/index.php?i=85925issue=7373 植物感知缺氧状态的方式 http://www.natureasia.com/ch/nature/updates/index.php?i=85928issue=7373 一种细菌光敏色素的结构信息 http://www.natureasia.com/ch/nature/updates/index.php?i=85937issue=7373 冰期大型动物灭绝的原因 http://www.natureasia.com/ch/nature/updates/index.php?i=85945issue=7373 寿命的后生 http://www.natureasia.com/ch/nature/updates/index.php?i=85947issue=7373 由不同类型超新星产生的中子星的区别 http://www.natureasia.com/ch/nature/updates/index.php?i=85949issue=7373 动态“Casimir效应”的首次观测 http://www.natureasia.com/ch/nature/updates/index.php?i=85951issue=7373 砍伐森林的变冷效应 http://www.natureasia.com/ch/nature/updates/index.php?i=85956issue=7373; 个人分类: 文摘|2234 次阅读|0 个评论

高山氧气的缺乏程度表: zhangxw 2011-6-11 12:25; 高山氧气的缺乏程度表张学文， 2011-6-11 越往高处走，大气压力就越小，氧气也随之减少。这里给出一个氧气随高度而减少的一般比例表供参考。所谓一般，就是说不很准确，但是地球的多数地方都可以用。欢迎登山者、地理工作者参考。当地的高度 / 米氧气压力与基面氧气压力的比例 % 0 100 200 97.47 500 93.80 1000 87.99 1500 82.54 2000 77.42 2500 72.62 3000 68.12 3500 63.90 4000 59.94 4500 56.23 5000 52.74 5500 49.48 6000 46.41 6500 43.54 7000 40.84 7500 38.31 8000 35.93 8500 33.71 9000 31.62 例如你登了 2000 米高的华山，那里的氧气就仅是天津氧气的 77% 。以上计算是依据压力随高度的变化服从下面的公式而获得的。 P(z)=p(z0)*10^(-z/18000) 而获得的。大家知道这个公式是气象学里所谓压力高度的简化。 P ， z,zo 分别表示压力、高度，基面的高度。高度以米为单位。; 个人分类: 气象|4506 次阅读|0 个评论

厌氧、缺氧、好氧的区别: anan 2010-10-29 08:52; 厌氧、缺氧、好氧的区别在哪里？国内外到底有没有统一的标准？欢迎大家讨论题目比较大，首先我们来看污水处理中是怎么区分的：在A2/O工艺中，厌氧:为释磷菌服务，同时可改变污水的可生化性，一般DO小于0.2mg/L 缺氧: 为硝酸盐和亚硝酸盐反硝化脱氮服务，DO0.5mg/L 好氧:为硝化和好氧活性污泥去除BOD服务，DO0.5mg/L 所谓厌氧是说系统处于一种非氧化态，既不能有氧，也不能有其他的氧化性物质，从理论上将当然是氧气越少越好，最好就是绝对的0含量。但是缺氧这个词是国内在翻译的时候用词不当，其实缺氧的全称应该叫做缺少氧气的氧化状态，就是说系统中没有氧气，但是系统还是处于一种氧化的状态，比如硝酸根的存在。综上可知，厌氧是指严格绝氧，包括氧化性物质；缺氧是指分子氧缺乏，但可以有氧化性物质存在；好氧是指氧气充足，可供好氧微生物利用。欢迎大家一起讨论。; 个人分类: 环境保护|23599 次阅读|1 个评论

干细胞在中风治疗中的应用: liudongyang 2010-3-12 17:00; 干细胞在中风治疗中的应用柳东阳编译（华中农业大学动物医学院，湖北武汉 430070 ） 1 中风 1.1 流行病学中风定义为一系列的血管源性临床症状，特征为快速发展的局部或全脑性的功能失调，持续可超过 24 小时或者导致死亡。分为缺血性中风（约占 85% ）和出血性中风 ( 约占 15%) 两种。本文主要讨论缺血性中风。缺血性中风为脑部血液的突然中断而发生的快速神经性损伤，可以导致永久性损伤及并发症，若得不到及时诊断和救治可以引起死亡。在美国和欧洲，中风是死亡的第三大原因，也是成年人残疾的首因。以美国为例，每年有近 50 万中风病人，近 1/3 的病人在发病的头几个月内死亡。仅有 10% 可以恢复到以前活动状态， 50% 康复的可以回家，同时需要有人帮助，另有 40% 的人保持在缺乏生活自理能力状态，或者要求明显的帮助。在世界范围内 9% 的死亡由中风引起的，成为继缺血性心脏病后的第二大死因。西方国家因中风死亡占 10-15% ，其中 12% 的死者小于 65 岁。 2000 年，中风引起的残疾成为导致减少伤残调整生命年（ disability-adjusted life year s DALYs ）的第六大原因。随着西方社会老年人口的增加，估计到 2020 年，中风将成为导致 DALYs 的第四大诱因。中风的直接治疗费用和家庭护理费用都是难以估计的一笔大数目。在全球，中风消耗了保健费用的 2-4% ，工业化国家中风耗去了 4% 的直接健康费用。整个社会在中风上的消耗因国家而有所差异：英国每年耗去 76 亿英镑（ 1995 年价格），澳大利亚消耗 13 亿澳元，美国耗去 409 亿美元（ 1997 价格）。与此同时，直接与中风相关的研究费用却是少的不成比例和令人失望。图 1 美国 2003 年卫生研究经费分配示意图数据来源： http://www.who.int/cardiovascular_diseases/resources/atlas/en/ 尽管发达国家的中风平均年龄调整死亡率为 50-100 人 /10 万人，但在不同国家有所不同。例如：以标准年龄死亡率估算，俄罗斯 30-69 岁的死亡率大于 180 人 /10 万人，加拿大却少于 15 人 /10 万人。存在这样巨大差异，除了地理因素，遗传因素不同之外，对中风治疗的不同也起到了一定的影响。过去 50 年中，发达国家的中风死亡率有了持续下降，但这种趋势在发展中国家却不太明显。西方社会中风死亡率的持续下降可以归功于对危险因子控制上的改进（特别在高血压和吸烟）和生活水平的同步提高，这一点应成为发展中国家学习的经验。发展中国家因中风死亡的人数占全球中风死亡人数的 2/3, 这些国家的中风类型和诱因与发达国家相比均有所不同，对于发展中国家急需建立中风单元，另外长期的康复护理也需建立和加强。中国中风发病率为 116-219 人 /10 万人，死亡率 58-142 人 /10 万人，城市的中风发病率在上升，死亡率在下降；相反，乡村地区中风的发病率和死亡率都在上升。 1.2 中风的相关危险因素中风的相关危险因素有：遗传家族史、年老、高血压、 TIA( 小中风 ) 、糖尿病、高胆固醇、吸烟、房颤、偏头疼先兆、血栓形成倾向、肥胖和缺少活动、口服避孕药和雌激素替代疗法、吸食毒品与较低的社会经济地位等等。因此对中风的预防应从以上这些方面来着手，改变生活习惯，远离酒精、香烟与毒品，做好平时的体征自查工作。 2 缺血性中风的病理学为了理解中风的症状和疗法，以及为何在不同病人有不同表现。首先必须知道脑的结构和功能。脑可以划分为三个区域：脑干、小脑、和大脑。脑干控制身体的很多基本功能：呼吸、咀嚼、吞咽和眼的运动。脑干也是大脑通向身体各部的主要通路。小脑位于脑干的背部，协调身体运动和平衡。大脑分为左右两个半球。总的说来，左侧大脑接受身体右侧输入（感觉），并控制右侧的躯体运动。故中风损伤脑的左侧会导致右侧功能失常。相反，图 2 ：脑部矢状面示意图右侧大脑控制身体左半边。每侧大脑半球又分为四个叶。前叶控制运动、计划、语言表达；颞叶与听觉、记忆和行为有关系；顶叶解释感觉和理解语言；枕叶接受和感觉视觉。几乎所有的右利手人和大部分左利手人左侧大脑是决定脑（优势脑），执行着主要的语言功能。右侧脑控制着理解空间关系，辨认脸孔，音乐能力，也有助于集中注意力。理论上中风症状有几千种，取决于哪一部分血管和哪一部分脑受损。主要的一点是还要认识到出生之后，脑细胞不能分裂再形成新细胞。当一个人经受一次心肌梗塞，失去 10% 的心脏组织还可以跑一场马拉松；而失去 10% 的脑组织，则会造成灾难性的后果。尽管脑仅占体重的 2% ，但却消耗了 25% 的氧气和 70% 的葡萄糖。与肌肉不同，大脑不能储存营养物质，因图 3 ：脑部血液供应此，脑部要求持续性的氧气和葡萄糖供应。如果血液供应中断 30 秒，出现意识昏迷， 4 分钟后脑将发生不可逆转的永久性损伤。脑的高代谢率，对血流变化的敏感，以及依靠持续的血液供应，决定了中风是怎样的危险。当进入脑部的血流减少和脑本身发生出血。则供氧不足，葡萄糖得不到充分氧化，神经元供能不足，产生有害的废物，神经元不能执行正常功能，而且导致神经元的死亡。之后由于血流重新恢复灌注造成进一步损伤（再灌注损伤）和自由基的生成，引发形成一系列分子反应，引起导致脑功能的异常，在外部即表现为中风的症状。机理：脑部动脉血管发生阻塞，脑的一部分功能将受损，但结构上还处于完好，缺血中心由脑组织环绕。这部分称之为缺血性阴影（ penumbra ），此处与神经病学症状的改进和恢复有关，因此缺血阴影成为很多治疗干预的靶子。脑功能受损和结构完整可以在发病 24h 后通过 MRI 来进行观察。在缺血阴影区内，随着能量减少，一系列的神经化学级联反应开始：离子的内平衡打破，谷氨酸释放出来，钙通道功能失调，氧自由基释放，膜结构瓦解，炎症变化，坏死和凋亡程序启动。在中风动物模型中，可以对这些级联反应的各个节点加以抑制，这便成为神经保护疗法的基础。梗塞中心的坏死是无可挽回的，也代表着缺血性反应的最终结果。图 4 ：缺血性中风血液灌流区域示意图 core 缺血核心区发生坏死， penumbra 缺血阴影区为治疗之靶区， oligaemia 血流减少区。 From The new England journal of medicine （ 2000 ）图 5 ：脑组织内因急性缺血引发神经元内的一些列分子事件。脑部血流供应中断，产生的能量减少，能量减少导致离子泵衰竭，线粒体损伤，白细胞激活并释放炎症调节因子，氧自由基生成，放出兴奋性毒素。细胞内钠离子，钙离子和氯离子的浓度增加刺激了磷脂酶和蛋白酶，之后前列腺素和白细胞介素释放， DNA 和细胞骨架断裂，最终膜结构破裂，细胞死亡。 3 中风的临床和试验性治疗的方法：中风的临床治疗方法有：抗血小板药，溶栓剂，抗凝剂，钙离子通道阻断剂，三期手术干预等。一些新的药物也被证明对缺血性脑病（再灌注引起的细胞损伤）有效：抗氧化剂、泛素蛋白体系统抑制剂，生长因子、谷氨酸受体阻断剂和雌二醇等。此外，神经再生领域作为一个具有巨大潜力的未来方向受到了更多关注。 3.1 组织型纤溶酶原激活剂（ tPA ） 1996 年美国 FDA 批准组织型纤溶酶原激活剂 (tPA) 用于中风的临床治疗。 tPA 首先用于治疗心脏病，之后发现也可以分解脑血管中的凝块，恢复血液流通。病人若在中风后三小时内，接受 tPA 治疗，超过 50% 的病人在中风后三个月只留下轻微的残疾或者没有残疾。 tPA 如果给药太晚，不能溶栓，还会导致严重的出血。 3.2 抗血小板药物血小板是循环在血液中的细胞碎片，在形成血块中扮演着主要角色。阿司匹林这样的药物可以抑制血小板功能，减弱血液凝固的趋势。阿司匹林疗法可以降低中风危险以及与中风有关的死亡。不幸的是，阿司匹林疗法伴随着这样的事实：即合适剂量尚不清楚。如果剂量太低，阿司匹林对于血小板没有效果，如果剂量太高，可能会导致血管壁释放出更多化学物质，导致形成更多凝块。很多权威人士推荐剂量为 325-1200mg/d （ 1-4 片），高于此剂量可用于预防心脏猝死。最近研究表明，低于 80mg/d 也有预防作用。尽管阿司匹林显示出减少中风危险效果，但也并非适用于每一个人。例如，阿司匹林不适于血压异常者。病人采取任何治疗措施，即使像服用阿司匹林这么简单的事，也应咨询其医生。阿司匹林应该成为预防心血管病更大计划的一部分。噻氯匹定，一种相对较新的抗血小板药物，预防 TIA （小中风）病人发生中风的作用比阿司匹林大 15% 。此药在有效性上的明显改进，也伴随着更严重的副作用，像丘疹、腹泻，白细胞减少及费用较高。 3.3 抗凝血药与抗血小板药相似，抗血凝药干扰血凝过程，影响在血凝中起关键作用的酶。通常用的抗凝血药是法华令。因其比阿司匹林更有效，因此当阿司匹林无效时或确定是心源性血凝块时，推荐此药。服用法华令的病人必须定期地进行血液 --- 凝血酶原时间检测（测定凝血时间）。没有监测，剂量太低，增加了中风机会，太高又增加了出血性伴发症。病人也应意识到一些药物和食物可以改变法华令有效性，例如，一些绿叶蔬菜（如菠菜等，含有较多 Vc ）。对于服用抗凝血药病人不推荐限制饮食。 3.4 手术疗法手术的目的在于提供一个血液进入大脑的通路。经常用颈动脉内膜切除术，可以移除颈动脉狭窄或粥样动脉硬化块的溃疡。 1991 年研究人员发布了两个有关研究颈动脉暂时性结果。参与者要么有过 TIA ，要么是非失能性中风，采取颈动脉内膜切除术后，比之于没有采取手术者，其中风发病减少了 6 成。这个引人注目的结果显示，颈动脉手术可能在预防中风复发中扮演重要角色。首先要对这种疗法解释。颈动脉狭窄必须在特定部位，例如，如果病人在左侧脑半球发生了小中风，便不适于在右侧颈动脉狭窄处做手术。其次，这个研究结果由一个大的医疗中心进行（具有低的并发症机率）。因此，这个结果意味着颈动脉手术在最好的重要条件下，减少了中风的危险。最后，这个结果还要进行进一步证明是否适用于所有的医院。医生应用危险分级模型和血流测量，可以确定哪些人不需要手术，即使他们有颈动脉阻塞（超过 90% ）。尽管这两个研究结果激动人心，这里仍无法解释，因为至少 76% 的人有颈动脉狭窄症状，却不发生 TIA 或中风。具体的原因正在研究，也许未来几年内会有结果。尽管从理念上呼吁移除颈动脉狭窄没有危险，在美国也仅有 10% 的手术完成率。这些证据表明：在医疗中心（医院）当此病的并发症和死亡率低于 10% 时，方可进行这项手术。其他引导血液入脑的方法称作：颅 - 内外旁路。包括连接来自头皮的动脉与来自脑部的动脉（通过手术在颅骨上打开）。这种方法最近进行了大规模的协作测验，并没有显示出优点，因此被推荐这种方法。除了这些方法之外随着细胞生物学和干细胞技术的进展，采用干细胞治疗中风成为人们关注的焦点。 4 干细胞在中枢神经系统发育中的作用干细胞的特性：无限的自我更新能力，可以产生具有有丝分裂潜能和严格限制类型的分化细胞。通过光学和相差显微镜观察不同的干细胞培养物，它们有着同一的细胞群。经过传代培养，这些细胞展示一个较大却高度不同的扩增潜力。尽管具有高度的体外扩增能力，经过调整传代培养的前体细胞却不会失去其正常的核型和端粒酶活性。干细胞展示的性状可以界定为以下三种：多向分化潜能性、多潜能性和全能性。多向分化潜能性意味着可以生成多种类型的细胞，多能干性意味着可以形成一个器官的大多数组织。全能性预示着这些细胞可以特化为胚胎外膜和组织，胚胎和所有胚胎后膜、组织和器官。 4.1 胚胎时期早期的神经上皮经历了形成一个封闭神经管的生长过程。即一个中央管通过折叠或聚集，随后形成空腔。最初的神经管由一群在增殖性、形态学上一致的神经上皮干细胞（ Nep ）组成。 Nep 细胞或神经干细胞最初以假复层单层上皮的形式覆盖了从中央管和外则限制膜的区域。 Nep 细胞持续性增殖，在体内特有的时空模式下，经过几天生成成熟的神经元、少突胶质细胞和星状细胞。脑室区的有丝分裂增殖活动伴随着细胞核在胞浆内的移位。干细胞生成分化的后代细胞失去了粘附于基膜的能力，同时快速迁移到皮层整个区域。随着发育进展，神经管的腔室逐步消失，存在于脑室区的前体细胞的特性发生变化，但仍有一些为分化的细胞存在于室管膜下层。侧脑室下区存在着一些混合的可以产生神经元的和胶质细胞的前体细胞。这个区域有助于整个生命过程中神经的发生。在脊髓，后脑和小脑没有 SVZ （室管膜下区），在出生以后仅有少量的神经发生。 4.2 成年时期几十年来，已有的结论宣称成年哺乳动物的脑内没有新的神经元再生。但在过去的十五年中，大量的数据证明神经干细胞 NSCs 实际上存在于动物的一生，成年哺乳动物的神经干细胞主要存在于大脑海马齿状回和脑室管膜的下区，每天在侧脑室下区和海马齿状回都有新的神经元产生。 NSCs 可以从脑内分离并在体外进行培养。当有碱性成纤维细胞生长因子（ bFGF ）和表皮生长因子（ EGF ）存在的条件下可以形成神经球。在细胞因子撤出后，神经球可以分化为：神经元、星状细胞和小胶质突起细胞。最近的在体研究证实， NSCs 表现出星形胶质细胞的一些特性，这些细胞存在于由神经上皮细胞形成的神经管的发育连续体的末端，并伴随着一些可以在胎脑内作为新生神经元父代和放射状迁移指导的放射状神经胶质细胞。尽管在发育末期，放射胶质细胞大部分消失，还有一些存留下来作为多能干星状细胞而存在于 SVZ 和 SGZ, 在这里他们以后被称之为 NSCs 。这些细胞在后来的生命过程中源源不断地供应着新生的神经细胞。图 6 ：神经干细胞体外分化示意图 5 内源性干细胞和他们的多能干性干细胞增殖分化是一个有序的高度调节链条，包括细胞增殖、迁移、分化和成熟，通过这个过程在成年器官内生成和维持很多细胞系。在这条链上最早的细胞为干细胞，结合其强大的自我更新能力，干细胞显示出生成多种分化类型的广阔潜能。长期以来，人们一直认为干细胞以特定的方式固定的发育，严格的生成特定的细胞系，即干细胞只能分化为其来源组织的细胞，例如：骨髓生成骨细胞，上皮生成上皮细胞。这个固有的概念最近因为几个意外的发现而受到了挑战。已有报道提出：一定的干细胞，除了来源于已知其组织来源地细胞外，也可以生成一系列不同类型的前体细胞。因此，造血干细胞除可以生成血细胞外，还可以生成肝脏卵圆细胞，即血可以转变为肝。另外神经干细胞可以产生三种神经细胞，也可以分化为造血干细胞；间充质细胞可以分化为神经细胞。成年器官为了适应在组织生长和修补过程中的对前体细胞的要求，具有募集其他组织中的不确定前体细胞的能力。在肌肉修复过程中观察表明：骨髓中间充质细胞可以旅行到骨骼肌。但是，为了表达其分化程序，一个循环中的细胞必须定居在合适的微环境中。 6 干细胞治疗中风的潜能最近的进展已经推动着急性缺血性中风的疗法进入了一个可治疗的年代。然而，一旦中风的损伤扩大化，要想达到病前的功能恢复，我们可做的努力是微乎其微。尽管有了快速的治疗上的反应，但很多病人依旧是存在长久的功能缺陷。作为理疗的辅助疗法，已有几项新的神经康复方法正在进行研究。已有的试验性的动物数据支持干细胞移植的安全性和有效性，通过移植可以提升严重缺血性脑损伤的神经学上的康复。胚胎干细胞、成年干细胞、胎猪细胞和人胚胎干细胞经受了评估。受到动物实验成功的鼓励，临床试验也受到了推荐。 6.1 人畸胎瘤的细胞系 NTerc-2 在已经报道的临床试验中，缺血性中风病人的基底神经节损伤，采用人畸胎瘤的细胞系 NTerc-2 产生的神经元植入脑内，在经历一个复杂的诱导过程后，这些细胞长出了神经元。同时观察到了一些病人临床症状的改善，而且相关的移植位点代谢和功能得到了增加。此外，手术后两年对病人尸检揭示移植的细胞群表达了一个神经元的标志。研究中发现的不同细胞类型揭示：在不同的动物和人的缺血性中风脑内发生了神经再生。 6.2 来自于胚胎，骨髓和脐带的干细胞来自于胚胎，骨髓和脐带的干细胞具有增殖特性和表型可塑性，然而为了移植而在体外进行增殖是难以达到的。因为财政支持和伦理学的障碍限制了人类胎儿组织的使用，已有几个实验室开始寻求开发移植组织的替代资源。一种替代资源是来自于人睾丸细胞瘤的永生细胞系 NT2 。纯化的 NT2 细胞表现出完全分化为神经细胞系的能力，这样可以避免分化成为神经康复中也有作用的少突胶质细胞和星形细胞。另外，试用猪胎细胞，原始纹状体细胞（ LGE ）进行移植，在动物模型上也观察到细胞的存活和生长。尽管体内实验的数据显示 LGE 细胞的安全性和有效性，但其只能选择性应用于纹状体受损的中风病人。综上所述，对于 NT2 和 LGE 细胞临床试验意味着移植是可行的，同时又要注意其增加了硬膜下血肿、癫痫和静脉栓塞的危险。骨髓实质细胞（ BMSCs ）可以产生包括骨、软骨、脂肪组织、肌肉、干细胞、胶质细胞和神经元在内的各种细胞。同时，骨髓干细胞可以分化成表达神经前体细胞标志的细胞。大鼠移入 BMSCs 可以观察到局部缺血后功能的康复，这其中，化学趋化因子吸引着移植的细胞进入脑部缺血区域。临床前试验的成功开创了一个具有限制性，应用自家 BMSCs 进行静脉内注射给药，对于早期的缺血性脑损伤的病人的临床试验。多能干细胞的另一来源是脐带血干细胞，在选择性的生长因子条件下，可以生长出神经元和胶质细胞标记的后代。把这些未分化的细胞移植到中脑动脉受阻的大鼠，促进了其行为方面的康复。 6.3 脂肪组织的组分多能干间充质细胞有报道称人脂肪组织的实质 - 血管组分内含有多能干间充质细胞，这些细胞在体内可以分化为包括：脂肪细胞、成骨细胞、软骨细胞核成肌细胞在内的间充质系细胞。此外，脂肪组织的培养物传代后，也可以得到一些基质细胞（表达有组成间充质干细胞的细胞表面标志），也表达了 Nestin ，意味着具有分化为神经细胞系的功能。把脂肪组织基质细胞注入到健康大鼠的侧脑室，观察到这些细胞迁移到脑的多个区域，包括对侧的大脑皮层。进一步，把 MCAC 和脂肪组织基质细胞植入到大鼠，与对照组相比，可以明显地促进大鼠运动和体感觉的康复。 6.4 其他来源的干细胞已有几个实验室也从分离的人脑 CNS 的原始培养物中制备到干细胞。但这些细胞对于成年缺血性动物模型的作用没有其他几种干细胞对这些模型的作用明显。利用从转基因小鼠海马增殖区永生干细胞系研究证实，移入这些细胞减小了梗塞的体积，改进了因缺血造成运动感觉缺陷的康复。尽管干细胞疗法已经被人们接受作为一种合适的医学研究方法，但应用胚胎干细胞很大程度上人们认为是不道德。羊水也可以作为胚胎干细胞的一个来源，与其他胚胎干细胞（直接由胚胎分离所得）相比。在伦理上更易被接受。此外，克隆羊水来源干细胞可以表现出间充质和神经干细胞的一些特性。羊水干细胞可以促进试验性小鼠再灌注引起的脑损伤导致的行为缺陷。进一步讲，与胚胎干细胞相比，羊水来源的干细胞也有广泛的神经保护作用。 7 干细胞治疗中风的机制目前，人们提出了干细胞促进脑损伤康复的各种可能机制。 7.1 替代说干细胞在特定的化学激动因子的生化指导下，可以选择性的整合进入受损的神经组织，之后进行分裂、增殖、进而替代死亡的组织，重建丢失的神经通路，从而变现为外在的可观察到的功能性康复。 7.2 营养说此假说认为，干细胞的神经保护作用是因为干细胞定居在缺血脑组织半阴影区释放出营养因子，他们促使因损伤而失去的功能的恢复。 7.3 免疫抑制说有研究提出，干细胞可以使成年细胞保护脆弱的神经组织免受炎症的危害，形成新的细胞，刺激滋养神经组织的血管和轴突的新生。人的干细胞注射进入已中风小鼠脑部，可以使受损的细胞减少了 60% 。 Texas Medical School 的 Sean 发表在 PNAS 的文章证实，干细胞不是以前人们想象那样简单的替代受损组织，相反这些幼年细胞发动脑内成年细胞的开关，同时阻止中风导致的可以引起神经损伤的免疫反应。人鼠细胞之间发生了交谈，人干细胞熄灭了一些炎症反应和免疫应答，同时鼠脑内的免疫细胞（小胶质细胞）平静下来并停止对健康神经组织的攻击。结语：尽管我们不能令因中风而丢失的脑区重新长出，干细胞技术作为一个快速发展的领域，将对未来的缺血性脑损伤的治疗产生深远的影响。目前已经阐明， NSCs 存在于脑内，中风后可以经历有限的神经发生。已有的证据表明，给于适当的细胞因子可以使内源性的应答得以扩大。外源性的干细胞提供了一个互补性的优点，即可以对细胞分化命运，细胞数目，时间，移入位置进行控制，而且数目上不受限制。移植神经源和非神经源细胞在前临床缺血性脑损伤模型使动物的功能得以恢复，这个事实具有鼓励作用。干细胞移植作为改善人类生存质量的新的医疗技术，除了保证其最高的安全性和科学上的严谨性，同时得到支持促使其快速的前进。参考文献 Thomas Brott , Julien Bogousslavsky. Treatment of acute ischemic stroke .The New England Journal of Medicine,2000,343(10):710-722. Ashish K Rehni, Inderbir Singh, Nirmal Singh, et al. Stem cells: implication in experimental ischemic stroke therapy .Stem Cell Rev,2008,4:227-233. Terry C. Burns, Catherine M. Verfaillie, Walter C. Low. Stem cells for ischemic brain injury: a critical review .The Journal of Comparative Neurology,2009, 515:125-144. Hoonkyo Suh, Wei Deng, Fred H.Gage. Signaling in adult neurogenesis . Annu. Rev. Cell Dev.Biol.2009,25:11.1-11.23. Ming Liu, Bo WU, Wen-Zhi Lee, et al. Stroke in China : epidemiology , prevention, and management strategies . Lancet Neurol,2007,6:456-464. Michael Brainin, Yvonne Teuschl , Lalit Kalra. Acute treatment and long-term management of stroke in developing countries .Lancet Neurol,2007,6:553-561. Anthony Rudd, Charles W. Olfe. Aetiology and pathology of stroke .Hospital pharmacist,2002,9:32-36. Keith W Muir, Alastair Buchan, Rudiger von Kummer , et al. Imaging of acute stroke . Lancet Neurol,2006,5:755-768. Geoffrey A Donnan, Marc Fisher, Malcolm Macleod, et al. Stroke .Lancet, 2008,371:1612-1623. 吴运泉 , 马秀琴 . 中风防治与康复 . 北京：科学出版社， 2000. www.med.yale.edu/library/heartbk/18.pdf:Stroke . www.who.int/cardiovascular_diseases/resources/atlas/en/; 个人分类: 科研记录|5 次阅读|0 个评论

[转载]人类活动加剧近海水体缺氧: opensesame 2008-12-28 15:55; 人类活动加剧近海水体缺氧黄大吉（卫星海洋环境动力学国家重点实验室，国家海洋局第二海洋研究所）出处：浙江省自然科学基金委网站 http://www.zjnsf.net.cn/sjjk/viewnews.cfm?newstype=%D1%A7%CA%F5%BD%BB%C1%F7newsid=1026 2006年11月16日-20日，联合国环境署保护海洋环境免受陆源污染全球行动的第二次政府间审议会议在北京召开，其中最吸引中国注意的是：近海水体缺氧已成为全球海洋生态与环境的一个主要问题，目前全球海洋中的缺氧区域已达200处之多，比2004年的149处增加约50处；我国的长江口、珠江口外海属于新增之列。由于缺氧对生态与环境造成的危害极大，缺氧区域又称为死亡地带。在海洋中，什么样的海域被称死亡地带？又为什么被称为死亡地带呢？由于溶解在海水中的氧气（以下简称溶解氧）维持着海洋生物的生存、繁殖和生长。科学上，把溶解氧小于2毫克每升或溶解氧饱和度小于30%的水体称为缺氧水体，俗称死亡地带。通俗地说，海洋中的死亡地带是指水中缺氧，没有鱼、蟹、贝类存在的区域。之所以把缺氧水体称为死亡地带，道理与人在无氧或缺氧条件下无法生存一样，海水中的鱼、蟹和贝类等生物在缺氧的环境下，也同样会受影响或窒息死亡。缺氧是由于溶解在水中氧气的消耗比补充要多，它是物理、化学和生物过程共同作用的结果。稳定的水体环境是必要的物理条件，丰富的有机物质是重要的物质基础，有机物分解过程需要消耗氧气，因此，生物地球化学过程是造成缺氧的内因。近年来经济的高速发展，由河流带入海洋的营养物质剧增，富营养化程度增加，促使海洋浮游植物的暴长，为海洋生产出更多的有机物，从一个侧面加剧了水体缺氧。也就是说富营养化是加剧水体缺氧的一个重要原因。缺氧对生物的危害主要表现在以下三个方面：首先，缺氧影响生物的生殖、生长发育和摄食等生理过程；其次，缺氧影响生物的存活，在临界点以下，只有少量的生物能残存，游泳生物逃离，非游泳生物濒临死亡；第三，缺氧导致生物栖息地丧失，生物种群受损或减少。上述三方面的影响，通过食物网传递并影响整个生态系统的结构与功能、服务与产出。严重的缺氧事件会造成海洋生态系统和渔业资源的崩溃，如上世纪90年代年发生挪威卡得加特海的龙虾事件和黑海底栖渔业资源崩溃事件。长江和珠江三角洲地区是我国经济社会高速发展龙头，随着流域人口不断增加以及经济的快速发展，与世界其它河口发达地区一样，河口及邻近海域的生态与环境面临着巨大压力和挑战。资料表明，长江口外近底层水体，于20世纪60年代就观察到缺氧现象，缺氧区域的面积约为1800平方公里。60年代以来，长江入海的营养盐通量增加了7到8倍，富营养化提高了初级生产力，加剧了海域底层的季节性缺氧程度。90年代末，在长江口外海域发现溶解氧低至1毫克每升，缺氧区面积达到13700平方公里。2006年调查结果表明，缺氧区面积已接近3万平方公里，相当于浙江省陆域面积的30%。对比历史资料，不但缺氧面积增加，而且缺氧的程度也在加剧，形势十分严峻。长江口外海域分布着以舟山渔场为代表的众多渔场，如长江口渔场、吕泗渔场、大沙渔场等，都是受缺氧影响的海域，缺氧区的存在和缺氧程度的加剧，必然对水域底栖生态系统产生重要影响，并危及我国的主要天然渔场，对沿海地区的渔业和水产养殖造成巨大的经济损失。由于我国对长江、珠江口外夏季底层缺氧现象缺乏长期的监测，我们对它造成的生态与环境和对渔业资源的危害知之甚少。因此，迫切需要开展对缺氧的空间分布和时间变化业务化监测，对缺氧的形成过程进行深入的调查和研究，对其造成的危害进行系统的评价，找出造成缺氧现象和加剧缺氧程度的主要因子，为政府制订相关的防治措施提供决策依据，以保护近海海洋生态与环境，促进沿海地区经济社会的可持续发展。发布人：钱昊；发布时间：2008-03-11 15:48:18; 个人分类: 科普|7307 次阅读|0 个评论

[测试贴图]全球富营养化和缺氧海域: opensesame 2008-12-27 22:32; 世界资源研究所（World Resource Institute,简称WRI，非营利性机构，作者：Mindy Selman, Suzie Greenhalgh, Robert Diaz And Zachary Sugg，题目：Eutrophication And Hypoxia In Coastal Areas: A Global Assessment Of The State Of KnowlEdge）2008年提交一篇报告，内中提到目前全球范围内所包含的富营养化和缺氧海域，就是该图。（此处为测试贴图，具体出处将过后给出。）; 个人分类: 科普|6965 次阅读|0 个评论

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