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长期饥饿下厌氧氨氧化反应器的启动与恢复性能

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环境科学 2024年第7期45卷 4074-4081页

作者：冯帆唐溪唐崇俭柴立元中南大学冶金与环境学院长沙410083 国家重金属污染防治工程技术研究中心长沙410083

厌氧氨氧化菌生长缓慢,其富集过程困难,是限制厌氧氨氧化技术应用的瓶颈.因基质供应不足导致的功能菌长期饥饿使厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应器稳定运行面临更大挑战.从长期饥饿的视角出发,重新审视厌氧氨氧化反应器的启动和恢复性能、揭示... 详细信息

厌氧氨氧化菌生长缓慢,其富集过程困难,是限制厌氧氨氧化技术应用的瓶颈.因基质供应不足导致的功能菌长期饥饿使厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应器稳定运行面临更大挑战.从长期饥饿的视角出发,重新审视厌氧氨氧化反应器的启动和恢复性能、揭示其抗性机制具有现实意义.分别采用硝化和反硝化污泥在不同运行条件下成功启动了厌氧氨氧化反应器,分析了长期饥饿后不同启动策略下反应器的恢复性能,及污泥对长期饥饿的耐受机制.结果表明,接种反硝化污泥的反应器采用高基质浓度低流速运行更稳定,运行85 d后NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(−)-N和总氮去除率分别高达98.7%、99.3%和89.3%;但长期饥饿(144 d)后采用低基质浓度高流速运行的氮去除性能更优,NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(−)-N和总氮去除率可在30 d后分别恢复至99.8%、99.8%和93.6%.研究发现,饥饿期胞外多聚物将厌氧氨氧化菌包裹,有助于保持细胞完整以抵抗长期饥饿胁迫;nir S、hzs A和hdh基因的表达,保证了亚硝酸盐/一氧化氮氧化还原酶、联氨合成酶和联氨脱氢酶的合成,有助于维持厌氧氨氧化活性.饥饿恢复前后厌氧氨氧化菌属的相对丰度无显著差异,其中Candidatus Kuenenia经30 d恢复后相对丰度提升86%以上,表明其对长期饥饿更具耐受性.

关键词：厌氧氨氧化(ANAMMOX) 启动性能恢复性能饥饿菌群变化抗性

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元宇宙安全的内涵及治理路径研究

中国安全科学学报 2024年第2期34卷 2-7页

作者：王秉王兵廖慧敏中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083 中南大学安全理论创新与促进研究中心湖南长沙410083 中南大学安全科学与应急管理研究中心湖南长沙410083

为明晰元宇宙安全的内涵及治理路径,丰富和完善元宇宙安全理论,立足大安全格局,提出元宇宙安全概念,并分析元宇宙安全的基本特征。在此基础上,提出元宇宙安全的治理路径。结果表明:元宇宙安全是指元宇宙的重塑时空稳定、社会文明进阶与... 详细信息

为明晰元宇宙安全的内涵及治理路径,丰富和完善元宇宙安全理论,立足大安全格局,提出元宇宙安全概念,并分析元宇宙安全的基本特征。在此基础上,提出元宇宙安全的治理路径。结果表明:元宇宙安全是指元宇宙的重塑时空稳定、社会文明进阶与人类福祉提升免遭不利因素影响的状态或能力,它具有相对性、复杂性、震荡性、广泛性、即时性、关联性、公共性与多面性8个基本特征。元宇宙安全治理应统筹元宇宙发展和安全,坚持共商共建共享原则,构建技术-规则-社会三位一体治理模式,着力提升元宇宙数字安全能力。

关键词：元宇宙安全内涵治理路径安全风险数字安全

国家安全体系和能力现代化的基本内涵、生成逻辑与推进路径

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学术论坛 2024年第3期47卷 22-33页

作者：王秉中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083 中南大学安全理论创新与促进研究中心中南大学安全科学与应急管理研究中心

国家安全体系和能力现代化是为了维护和塑造国家安全,持续健全国家安全体系和增强国家安全能力,从而使国家安全体系和能力适应新时代新要求的过程。国家安全体系和能力现代化是立足中华民族伟大复兴战略全局和世界百年未有之大变局而提... 详细信息

国家安全体系和能力现代化是为了维护和塑造国家安全,持续健全国家安全体系和增强国家安全能力,从而使国家安全体系和能力适应新时代新要求的过程。国家安全体系和能力现代化是立足中华民族伟大复兴战略全局和世界百年未有之大变局而提出,其遵循的基本理念是总体国家安全观和共同、综合、合作、可持续的安全观,政治原则是坚持党对国家安全工作的领导和坚持以人民安全为宗旨,理论基础是总体国家安全观和国家安全学理论,目标导向是建设更高水平的平安中国、实现中华民族伟大复兴、以新安全格局保障新发展格局、保障和全面建设社会主义现代化国家以及推动构建人类安全共同体。因此,推进国家安全体系和能力现代化是中国式现代化和新时代国家安全工作的重点任务。国家安全体系和能力现代化的推进路径包括强化全局性谋划和整体性推进、加强统筹协调和高效协同、突出实战实用实效导向、强化国家安全法治建设、注重科技赋能国家安全、夯实国家安全基层基础以及重视国家安全主动塑造和韧性提升。

关键词：国家安全国家安全体系国家安全能力总体国家安全观中国式现代化

树突状细胞亚群介导系统性红斑狼疮和狼疮肾炎的程序性细胞死亡模式失衡

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中南大学学报（医学版） 2024年第3期49卷 331-348页

作者：许若瑶张颖曹清泰廖晟唐又周庄权中南大学湘雅三医院器官移植中心长沙410013 中南大学湘雅三医院肾病风湿病科长沙410013 国家卫生健康委员会移植医学工程技术研究中心长沙410013

目的:免疫细胞的异常程序性死亡与自身免疫性疾病相关,但系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus,SLE),尤其是狼疮肾炎(lupus nephritis,LN)的程序性死亡模式尚不清楚。本研究旨在探究SLE和LN与免疫细胞死亡模式的关联。方法:在... 详细信息

目的:免疫细胞的异常程序性死亡与自身免疫性疾病相关,但系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus,SLE),尤其是狼疮肾炎(lupus nephritis,LN)的程序性死亡模式尚不清楚。本研究旨在探究SLE和LN与免疫细胞死亡模式的关联。方法:在高通量基因表达(Gene Expression Omnibus,GEO)数据库中下载批量RNA测序(bulk RNA sequencing,bulk RNA-seq)和单细胞RNA测序(single-cell RNA sequencing,scRNA-seq)数据,通过生物信息学分析探究SLE患者外周血单个核细胞中3种细胞死亡模式相关基因的表达水平;通过scRNA-seq确定参与细胞死亡模式失衡的关键细胞亚群;采用免疫荧光法检测树突状细胞(dendritic cell,DC)中受体相互作用丝氨酸/苏氨酸激酶3(receptor interacting serine/threonine kinase 3,RIPK3)、混合谱系激酶结构域样蛋白(mixed-lineage kinase domainlike protein、MLKL)、磷酸化MLKL(phosphorylated MLKL,pMLKL)、含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶1(caspase1、CASP1)、CD1c分子(CD1cmolecule、CD1C)、含C型凝集素结构域9A(C-typelectindomaincontaining9A、CLEC9A)和X-C基序趋化因子受体1(X-C motif chemokine receptor 1,XCR1)的表达水平;对中南大学湘雅三医院收集的LN患者和健康对照者(healthy control,HC)的肾组织进行scRNA-seq,并通过生物信息学分析参与细胞死亡模式失衡的关键细胞亚群;采用拟时序分析和配受体分析探究不同DC亚群的分化方向和细胞通信。采用瞬时转染技术分别在RAW264.7细胞中转染空质粒、空质粒+dsDNA(HSV-DNA)、空质粒+200μmol/L叔丁基过氧化氢(tert-butylhydroperoxide,TBHP)、STING shRNA质粒、STING shRNA质粒+dsDNA(HSV-DNA)、STING shRNA质粒+200μmol/L TBHP;采用Annexin V-mCherry和SYTOX Green染色检测各组细胞死亡情况;蛋白质印迹法检测各组CASP1、消皮素D(gasdermin D,GSDMD)、RIPK3和MLKL的活化情况。结果:生物信息学分析显示SLE和LN患者存在3种细胞死亡模式的失衡:促炎型细胞焦亡和坏死性凋亡被激活,抗炎型细胞凋亡被抑制。其中的关键细胞亚群为DC亚群,并聚焦于CLEC9A+cDC1。免疫荧光法结果显示在外周血中SLE组DC中RIPK3、MLKL和CASP1表达水平较HC组DC升高;通过CLEC9A和XCR1标记肾组织中的c DC1,结果显示LN组cDC1的pMLKL和CASP1表达水平高于HC组。拟时序分析和配受体分析提示LN肾组织中CLEC9A+cDC1亚群存在外周循环起源。Annexin V-mCherry和SYTOX Green染色结果显示,在RAW264.7细胞中,与转染空质粒组相比,转染STING shRNA质粒组的死亡细胞数目减少;蛋白质印迹法结果显示与转染空质粒组相比,转染STING shRNA质粒组CASP1、GSDMD、RIPK3和MLKL的活化减少。结论:本研究为CLEC9A+cDC1在SLE和LN的细胞死亡模式失衡中的作用提供了新的思路。

关键词：细胞死亡失衡树突状细胞系统性红斑狼疮狼疮肾炎单细胞RNA测序

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东方田鼠自发性年龄相关性白内障的鉴定

中南大学学报（医学版） 2024年第4期49卷 553-561页

作者：何天琼周俊康文依信刘倩支文玲杨文豪贺双艳欧阳伶宣夏晓波周智君中南大学湘雅医学院实验动物学部长沙410013 湖南省人类疾病动物模型重点实验室(中南大学) 长沙410013 爱尔眼科动物实验中心长沙410015 中南大学湘雅医院眼科中心长沙410008 湖南省眼科学重点实验室(中南大学) 长沙410008 国家老年疾病临床研究中心(湘雅医院) 长沙410008

目的:年龄相关性白内障是成人白内障中最常见的类型,也是主要的致盲眼科疾病。目前关于年龄相关性白内障动物模型的建立报道较少。本课题组在东方田鼠实验动物化培育过程中首次发现12~15月龄东方田鼠能自然发生白内障。本研究通过对东... 详细信息

目的:年龄相关性白内障是成人白内障中最常见的类型,也是主要的致盲眼科疾病。目前关于年龄相关性白内障动物模型的建立报道较少。本课题组在东方田鼠实验动物化培育过程中首次发现12~15月龄东方田鼠能自然发生白内障。本研究通过对东方田鼠自发性白内障进行鉴定分析,探讨其发展成为年龄相关性白内障动物模型的可能性。方法:分别选用12月龄健康东方田鼠为对照组和12月龄白内障东方田鼠为实验组。通过裂隙灯生物显微镜观察晶状体透明度;苏木精-伊红染色观察东方田鼠的晶状体病理变化;生物化学方法测定2组东方田鼠的血常规、血糖水平及血清中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSHPx)活性。最后通过实时反转录聚合酶链反应(real-time reverse transcription PCR,real-time RT-PCR)检测2组东方田鼠晶状体中白内障发病相关基因的转录水平。结果:与对照组比较,实验组东方田鼠的晶状体呈现不同程度的浑浊,晶状体结构被严重破坏,晶状体上皮细胞出现明显肿胀、大量空泡、变性/坏死、钙化、增生和纤维液化等病理变化,纤维结构紊乱,分布不规则,变性的晶状体纤维中有马氏小体聚集。与对照组比较,实验组东方田鼠的血糖水平差异无统计学意义(P>0.05),白细胞数量(P细胞数量(P细胞比率(P细胞百分比(P细胞比率(P<0.01)均显著增加,血清中SOD和GSH-Px活性均降低(均P<0.05);实验组东方田鼠晶状体中白内障发病相关基因CRYAA、CRYBA1、CRYBB3、Bsfp1、GJA3、CRYBA2、MIP、HspB1、DNase2B和GJA8的mRNA水平均显著降低(均P<0.05)。结论:白内障东方田鼠与健康东方田鼠相比,晶状体病理变化、过氧化物酶水平和白内障相关基因表达均有显著差异。东方田鼠自发性白内障具有年龄相关性,白内障东方田鼠有望发展成为年龄相关性白内障研究的理想动物模型。

关键词：东方田鼠年龄相关性白内障晶状体组织病理学氧化损伤基因表达

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成人代谢综合征防控健康教育专家共识

中华健康管理学杂志 2024年第2期18卷 81-92页

作者：中华医学会健康管理学分会《中华健康管理学杂志》编辑委员会国家老年疾病临床医学研究中心(湘雅医院) 刘绍辉莫龙不详中南大学湘雅医院健康管理中心长沙410008 中南大学湘雅医院心血管内科长沙410008

代谢综合征是腹型肥胖、血糖异常、血脂异常和高血压等聚集发病,严重影响机体健康的临床综合征,是心脑血管疾病、糖尿病、痛风等多种疾病的共同病因。随着人口老龄化和超重肥胖的日趋严重,代谢综合征的发病率在全球范围内呈逐年上升趋势... 详细信息

代谢综合征是腹型肥胖、血糖异常、血脂异常和高血压等聚集发病,严重影响机体健康的临床综合征,是心脑血管疾病、糖尿病、痛风等多种疾病的共同病因。随着人口老龄化和超重肥胖的日趋严重,代谢综合征的发病率在全球范围内呈逐年上升趋势,已成为全球范围内危害人类健康的重要公共卫生问题。对于代谢综合征的防控,主要是生活方式改变及药物治疗,其中,以健康教育为基础的治疗性生活方式改善,为其根本和首要防控措施。然而从公共卫生管理实际现状来看,我国代谢综合征防控健康教育存在方法针对性不强、内容欠全面及教育效果不佳等问题,亟待规范代谢综合征预防与控制相关健康教育的方法、内容和流程。本共识采纳大规模循证证据,结合我国实际情况和文化特点,对成人代谢综合征防控健康教育的目标、理论模式、方法、媒介、流程、内容及效果评价等方面组织国内相关领域专家进行多轮讨论达成共识,以指导医护人员规范开展成人代谢综合征防控健康教育,提高我国代谢综合征防治水平和人群健康素养,从而降低代谢综合征及其并发症的发生率。

关键词：代谢综合征预防与控制健康教育自我管理能力共识

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纳米二氧化钛暴露的神经毒性作用及机制研究

中国环境科学 2024年

作者：刘朝阳方艳艳章智冰武汉大学人民医院中南财经政法大学环境科学与工程系中南财经政法大学环境与健康研究中心

以多巴胺能神经细胞SH-SY5Y和PC12为实验模型，深入探讨了不同晶型(锐钛矿型、金红石型、混合型)和不同粒径(25nm、50nm、100nm)的纳米二氧化钛(TiO2-NPs)暴露对多巴胺能神经细胞的毒性影响及机制.结果表明，金红石型TiO2-NPs暴露具有... 详细信息

以多巴胺能神经细胞SH-SY5Y和PC12为实验模型，深入探讨了不同晶型(锐钛矿型、金红石型、混合型)和不同粒径(25nm、50nm、100nm)的纳米二氧化钛(TiO2-NPs)暴露对多巴胺能神经细胞的毒性影响及机制.结果表明，金红石型TiO2-NPs暴露具有更强的毒性作用，其次是混合型和锐钛矿型.此外，粒径较小的TiO2-NPs对神经细胞的毒性更显著，特别是25nm粒径的TiO2-NPs，其神经毒性作用与诱导活性氧自由基生成和细胞凋亡相关.蛋白免疫印迹法发现，TiO2-NPs能上调Bax和细胞色素C的水平，下调Bcl-2的表达，同时激活Caspase-3，表明TiO2-NPs通过影响线粒体凋亡途径相关蛋白的表达诱导多巴胺能神经细胞凋亡.

关键词：纳米二氧化钛金红石型多巴胺能神经细胞氧化应激细胞凋亡

枯草芽孢杆菌PW2挥发性产物对黄曲霉的抑制作用

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食品与生物技术学报 2024年第5期43卷 122-129页

作者：张凯歌魏琛余璐杜明艳李晓冉林亲录王青云中南林业科技大学食品科学与工程学院湖南长沙410004 中南林业科技大学稻谷及副产物深加工国家工程研究中心湖南长沙410004

为探寻安全、高效的黄曲霉新型抑制物,采用顶空固相微萃取-气质联用(HS-SPME-GC-MS)技术对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)PW2所产具有抗霉活性的挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)进行了成分鉴定,并利用平板对扣法... 详细信息

为探寻安全、高效的黄曲霉新型抑制物,采用顶空固相微萃取-气质联用(HS-SPME-GC-MS)技术对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)PW2所产具有抗霉活性的挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)进行了成分鉴定,并利用平板对扣法从鉴定出的成分中筛选具有强抗霉活性的目标化合物,通过平板对扣法和96孔板梯度稀释法测定目标化合物对黄曲霉的最小抑菌体积分数(MIC),使用黄曲霉毒素B_(1)(aflatoxin B_(1),AFB_(1))ELISA检测试剂盒分析了目标化合物对黄曲霉产AFB_(1)的抑制作用,使用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)观察受试黄曲霉孢子形态的变化和采用分光光度法测定受试黄曲霉细胞膜麦角甾醇相对含量,以探讨抗霉机理。结果显示,从PW2所产VOCs中共鉴定出41种组分,并从中筛选出异辛醇为目标化合物;平板对扣法和96孔板梯度稀释法测得异辛醇对黄曲霉的MIC分别为0.169μL/mL和6.25μL/mL;PDB培养基中异辛醇体积分数分别为3.13、6.25、12.50μL/mL时,均能有效抑制AFB_(1)的产生,且随异辛醇体积分数的升高,抑制效果增强;异辛醇处理可导致黄曲霉孢子表面凹陷和孢子破裂,并且影响细胞膜中麦角甾醇的相对含量,造成细胞膜受损。该研究可为开发以异辛醇为功能成分的黄曲霉抑制剂提供理论参考。

关键词：枯草芽孢杆菌挥发性有机化合物异辛醇黄曲霉

枯草芽孢杆菌PW2产挥发性物质对黄曲霉的抑制作用

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食品与生物技术学报 2024年

作者：张凯歌魏琛余璐杜明艳李晓冉林亲录王青云中南林业科技大学食品科学与工程学院中南林业科技大学稻谷及副产物深加工国家工程研究中心

为探寻安全、高效的黄曲霉新型抑制物,采用顶空固相微萃取-气质联用(HS-SPME-GCMS)技术对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)PW2所产具有抗霉活性的挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)进行了成分鉴定,并利用平板对扣法从... 详细信息

为探寻安全、高效的黄曲霉新型抑制物,采用顶空固相微萃取-气质联用(HS-SPME-GCMS)技术对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)PW2所产具有抗霉活性的挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)进行了成分鉴定,并利用平板对扣法从鉴定出的成分中筛选具有强抗霉活性的目标化合物,通过平板对扣法和96孔板梯度稀释法测定目标化合物对黄曲霉的最小抑菌体积分数(MIC),使用黄曲霉毒素B1(aflatoxin B1, AFB1)ELISA检测试剂盒分析了目标化合物对黄曲霉产AFB1的抑制作用,使用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)观察受试黄曲霉孢子形态的变化和采用分光光度法测定受试黄曲霉细胞膜麦角甾醇相对含量,以探讨抗霉机理。结果显示,从PW2所产VOCs中共鉴定出41种组分,并从中筛选出异辛醇为目标化合物。平板对扣法和96孔板梯度稀释法测得异辛醇对黄曲霉的MIC分别为0.169μL/mL和6.25μL/mL。PDB培养基中异辛醇体积分数分别为3.13、6.25、12.50μL/mL时,均能有效抑制AFB1的产生,且随异辛醇体积分数的升高,抑制效果增强。异辛醇处理可导致黄曲霉孢子表面凹陷和孢子破裂,并且影响细胞膜中麦角甾醇的相对含量,造成细胞膜受损。该研究可为开发以异辛醇为功能成分的黄曲霉抑制剂提供理论参考。

关键词：枯草芽孢杆菌挥发性有机化合物异辛醇黄曲霉