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破骨细胞相关基因生物信息学分析及NFκB抑制剂JSH-23对破骨细胞...

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作者：韦灵锋广西医科大学

学位级别：硕士

研究背景和目的:骨质疏松症在老年人和绝经后妇女当中很常见,其主要原因是骨吸收率大于骨形成率而造成骨密度下降,导致骨折易发生。破骨细胞是唯一具有骨吸收作用的细胞,通过抑制其形成或功能是治疗骨质疏松症的有效方法。本课题通过利... 详细信息

研究背景和目的:骨质疏松症在老年人和绝经后妇女当中很常见,其主要原因是骨吸收率大于骨形成率而造成骨密度下降,导致骨折易发生。破骨细胞是唯一具有骨吸收作用的细胞,通过抑制其形成或功能是治疗骨质疏松症的有效方法。本课题通过利用基因芯片筛选破骨细胞不同时期的差异基因并运用信息生物学进行分析,进而寻找可能基因蛋白靶点,然后使用对应抑制剂验证其对破骨细胞作用,从而为骨质疏松治疗提供新药物选择。方法:1.通过GEO数据库下载包含有破骨细胞不同时期的两组基因芯片数据。利用R语言Limma包筛选出破骨细胞形成和分化过程中的差异表达基因。运用DAVID在线分析软件对差异基因进行基因本体功能注释和KEEG通路分析。并通过STRING在线分析软件构建基因蛋白互作网络。使用Cytoscape的MCODE插件最终选出核心分子模块,确定核心基因。2.通过C57B/L6小鼠获得骨髓巨噬细胞,用30 ng/mL M-CSF诱导其成破骨前体细胞。用不同剂量浓度NFκB抑制剂JSH-23对其进行干预,5天后通过MTS实验评估JSH-23对破骨前体细胞增殖影响。通过使用30ng/mL M-CSF、l00ng/mL RANKL诱导骨髓单核巨噬细胞分化为成熟破骨细胞。在RANKL诱导破骨细胞分化过程中,加入不同浓度JSH-23进行干预,5天后进行抗酒石酸酸性磷酸酶染色,最后通过显微镜观察破骨细胞大小及数量。BMMS细胞在羟基磷灰石板培养并加入RANKL诱导,同时加入不同浓度JSH-23,最后再显微镜下观察羟基磷灰石涂层的吸收面积并用ImageJ软件分析。在RANKL诱导破骨分化的过程中,加入不同浓度的JSH-23,5天后提取细胞RNA,转录成cDNA,最后通过实时荧光定量PCR测定对应mRNA表达情况。单独使用RANKL或同时使用RANKL和JSH-23对破骨前体细胞进行诱导1小时,分别提取不同时间点细胞总蛋白,然后通过蛋白印迹实验检测蛋白表达变化。结果:1.通过两组破骨细胞分化过程的基因芯片进行分析,破骨细胞分化早期筛选出上调基因30个,下调基因19个;在破骨细胞分化中期筛选出上调基因4个。并构建蛋白相互作用网络,并选出差异基因中2个关键分子网络,分别是Mmp9、Src、Plau、Vegfc、Met、Mmp14和Traf1、Nfkbie、Nfkb2、Fos、Ctsk、Acp5。***-κB抑制剂JSH-23在10μM浓度下对破骨细胞前体细胞无毒性作用;JSH-23能抑制RANKL诱导的破骨细胞分化及破骨细胞对羟基磷灰石溶解作用;JSH-23抑制RANKL诱导破骨细胞TRAP、CTSK、c-Fos和NFATc1基因mRNA表达量变化,并能抑制RANKL诱导破骨细胞分化过程中NFκB p65的蛋白磷酸化。结论:1.我们在破骨细胞分化两个时期中共筛查出53个差异基因,为进一步研究提供理论基础;***κB抑制剂JSH-23能抑制破骨细胞分化及骨吸收作用,并能影响相关基因及蛋白表达。

关键词：骨质疏松症破骨细胞生物信息学基因表达 NFκB JSH-23

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秸秆覆盖对广西稻田土壤优先路径与水流运动的影响

秸秆覆盖对广西稻田土壤优先路径与水流运动的影响

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作者：韦灵桂林理工大学

学位级别：硕士

秸秆覆盖是一种影响田间土壤环境的农业种植措施,为探究秸秆覆盖对水稻田土壤优先路径及田间水流运动的影响,本文以广西桂林市两江镇的水稻田为研究对象,通过野外染色示踪试验与室内土柱入渗模拟实验相结合,利用结构方程模型分析、形态... 详细信息

秸秆覆盖是一种影响田间土壤环境的农业种植措施,为探究秸秆覆盖对水稻田土壤优先路径及田间水流运动的影响,本文以广西桂林市两江镇的水稻田为研究对象,通过野外染色示踪试验与室内土柱入渗模拟实验相结合,利用结构方程模型分析、形态学解析、有限元分析及熵权-TOPSIS综合评价等方法对秸秆覆盖与非秸秆覆盖(对照)措施下水稻田的土壤理化性质、优先路径空间结构特征和土壤水流运动过程进行综合分析,以期为改善广西水稻种植过程中的水肥利用提供相应的理论基础与科学支撑。本研究结果如下:(1)在0-50 cm整个土壤空间内,秸秆覆盖措施下水稻田的土壤平均全氮含量、平均总磷含量和平均有机质含量均高于非秸秆覆盖水稻田,分别是其1.73,1.74和1.23倍。同时,随土壤深度的变化,秸秆覆盖措施对水稻田的土壤容影响最大(通径系数为-0.93),而非秸秆覆盖措施对土壤黏粒含量影响最大(通径系数为0.82),且非秸秆覆盖水稻田田间平均含水率相对较小(0.72%)。秸秆覆盖措施相比非覆盖在一定程度上可改善了土壤养分和土壤孔隙结构状况,提高田间土壤的蓄水保墒能力。(2)在相同外部供水条件下,随土壤深度的增加,秸秆覆盖措施下水稻田的土壤水平染色形态呈表层整体分散向深层团块状零散分布,而非秸秆覆盖措施下的土壤染色形态以聚集枝状裂隙为主向两侧呈团块状分布,且秸秆覆盖水稻田的土壤平均水平总染色面积比(18.23%)仅是非秸秆覆盖的0.75倍,二者之间差异显著(P锋迹线随土壤剖面水平宽度的增加呈现显著的波动现象(平均斜率为0.20)。而秸秆覆盖湿润锋迹线变化相对平缓(平均斜率为0.09),且质量流率(1.55?10 g·s)低于非秸秆覆盖水稻田(2.28?10 g·s)。秸秆覆盖措施下入渗模拟的水流稳定速度为1.51?10 m·s,而非秸秆覆盖措施下的稳定速度为2.16?10 m·s,其相对贴近度相对较高(0.58),非秸秆覆盖措施下田间水流运动总体相对更剧烈,优先流发育程度相对秸秆覆盖水稻田更高。

关键词：优先流优先路径秸秆覆盖水稻田

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