Journal of Zhejiang University

Current Issue: <JZUS-B>

Journal of Zhejiang University-SCIENCE B (Biomedicine & Biotechnology)

ISSNs 1673-1581 (Print); 1862-1783 (Online); CN 33-1356/Q; started in 2005,Monthly.

JZUS-B is an international "Biomedicine & Biotechnology" reviewed-Journal indexed by SCI-E, MEDLINE, PMC, BA, BIOSIS Previews, JST, ZR, CA, SA, AJ, ZM, CABI, CSA, etc., and supported by the National Natural Science Foundation of China. It mainly covers research in Biomedicine, Biochemistry and Biotechnology, etc.

Impact factor: 1.099 (2011), 1.108 (2012), 1.293 (2013), 1.278 (2014), 1.303 (2015), 1.676 (2016), 1.815 (2017), 1.879 (2018).

Journal of Zhejiang University SCIENCE B

ISSN 1673-1581(Print), 1862-1783(Online), Monthly

2021 Vol.22 No.9 P.701-790

Cover:

<779>

Contents:

<650>

<<< CONTENTS >>>

Review

Review: Application of extracorporeal therapies in critically ill COVID-19 patients

Zhifeng ZHOU, Huang KUANG, Yuexian MA, Ling ZHANG

DOI: 10.1631/jzus.B2100344 Downloaded: 4616 Clicked: 7726 Cited: 0 Commented: 3308(p.701-717) <Full Text> <PPT> 4226

Chinese summary <2112> 體(tǐ)外(wài)療法在重症COVID-19患者中(zhōng)的應用

概要：新型冠狀病毒型肺炎（COVID-19）大(dà)流行是由嚴重急性呼吸系統綜合症冠狀病毒2（SARS-CoV-2）引起的重大(dà)公共衛生(shēng)事件。COVID-19已在世界各地廣泛傳播。很大(dà)比例的患者因呼吸衰竭和多器官功能障礙而發展爲重症或危重症，并且死亡率很高。因此，爲危重患者提供及時有效的治療對于降低總體(tǐ)死亡率至關重要。恢複期血漿治療，幹擾素-α（IFN-α）、皮質類固醇和托珠單抗的氣霧吸入等藥物(wù)治療均已應用于臨床治療，但其效果仍存在争議。最近的研究表明，體(tǐ)外(wài)療法可能在治療COVID-19危重患者方面發揮潛在作用。在這篇綜述中(zhōng)，我(wǒ)們闡述了連續性腎髒替代療法（CRRT）、治療性血漿置換（TPE）、血液吸附（HA）、體(tǐ)外(wài)膜肺氧合（ECMO）和體(tǐ)外(wài)二氧化碳清除（ECCO₂R）在重症COVID-19患者中(zhōng)的應用，爲COVID-19的進一(yī)步診斷和治療提供支持。

關鍵詞組：新型冠狀病毒型肺炎（COVID-19）；重症疾病；細胞因子釋放(fàng)綜合征（CRS）；急性腎損傷（AKI）；體(tǐ)外(wài)療法

Research Articles

Bioinformatic analysis for potential biological processes and key targets of heart failure-related stroke

Chiyu LIU, Sixu CHEN, Haifeng ZHANG, Yangxin CHEN, Qingyuan GAO, Zhiteng CHEN, Zhaoyu LIU, Jingfeng WANG

DOI: 10.1631/jzus.B2000544 Downloaded: 2844 Clicked: 4341 Cited: 0 Commented: 0(p.718-732) <Full Text> <PPT> 1697

Chinese summary <25> 心力衰竭相關腦卒中(zhōng)的潛在生(shēng)物(wù)學過程和關鍵靶點的生(shēng)物(wù)學分(fēn)析

目的：本研究通過加權基因共表達網絡分(fēn)析（Weighted gene co-expression network analysis，WGCNA）揭示心力衰竭（心衰）相關腦卒中(zhōng)的發病機制，爲臨床防治心衰相關腦卒中(zhōng)提供關鍵靶點。
創新點：本研究基于網絡的研究策略，首次揭示了心衰相關腦卒中(zhōng)的潛在分(fēn)子相互作用機制以及可能參與的生(shēng)物(wù)學過程，并篩選出其中(zhōng)的關鍵基因。
方法：我(wǒ)們從基因表達綜合數據庫（Gene Expression Omnibus database，GEO）中(zhōng)分(fēn)别獲得心衰和腦卒中(zhōng)相關的芯片數據，并通過WGCNA鑒定各自的關鍵模塊與關鍵基因。然後我(wǒ)們将二者的關鍵模塊與關鍵基因取交集後，得到心衰相關腦卒中(zhōng)的關鍵基因，并利用Reactome和Cytoscape數據庫對關鍵基因進行功能注釋。最後在多個數據集中(zhōng)對心衰相關腦卒中(zhōng)的關鍵基因進行驗證。
結果：我(wǒ)們在心衰和腦卒中(zhōng)相關芯片數據中(zhōng)分(fēn)别鑒定出兩個關鍵模塊，随後功能富集分(fēn)析發現兩種疾病的關鍵模塊中(zhōng)的基因均參與了蛋白(bái)質泛素化，Wnt信号通路和外(wài)泌體(tǐ)三個生(shēng)物(wù)學過程。取交集後，我(wǒ)們共得到155個共同基因，他們可能參與了心衰相關腦卒中(zhōng)的發病機制。其中(zhōng)，OTULIN和NFIL3被識别爲心衰相關腦卒中(zhōng)的關鍵基因。功能注釋分(fēn)析顯示，OTULIN參與了蛋白(bái)質泛素化和Wnt信号通路，NFIL3參與了轉錄和翻譯過程。最後，在多個心衰和腦卒中(zhōng)的芯片數據中(zhōng)均證實OTULIN和NFIL3表達顯著上調。
結論：蛋白(bái)質泛素化，Wnt信号通路和外(wài)泌體(tǐ)等生(shēng)物(wù)學過程在心衰相關腦卒中(zhōng)的發病機制中(zhōng)發揮了重要作用。OTULIN和NFIL3通過調節這些通路因而可作爲心衰相關腦卒中(zhōng)潛在的幹預靶點。

關鍵詞組：心力衰竭；心源性卒中(zhōng)；生(shēng)物(wù)信息學分(fēn)析；加權基因共表達網絡分(fēn)析（WGCNA）

Discovery of potential biomarkers for human atherosclerotic abdominal aortic aneurysm through untargeted metabolomics and transcriptomics

Lei JI, Siliang CHEN, Guangchao GU, Wei WANG, Jinrui REN, Fang XU, Fangda LI, Jianqiang WU, Dan YANG, Yuehong ZHENG

DOI: 10.1631/jzus.B2000713 Downloaded: 2678 Clicked: 3927 Cited: 0 Commented: 0(p.733-745) <Full Text> <PPT> 1662

Chinese summary <22> 通過非靶向代謝組學和轉錄組學發現人動脈粥樣硬化性腹主動脈瘤的潛在生(shēng)物(wù)标志(zhì)物(wù)

目的：腹主動脈瘤（AAA）和動脈粥樣硬化（AS）在臨床危險因素和分(fēn)子發病機制上有相當大(dà)的相似之處。我(wǒ)們的研究旨在從代謝組學的角度研究AAA和AS之間的差異，并通過與轉錄組學的整合分(fēn)析探索差異代謝物(wù)的潛在機制。
創新點：從代謝組學的角度探究了AAA和AS之間的差異；采用關聯分(fēn)析，探究差異代謝物(wù)和差異基因的交互作用整合了代謝組學和轉錄組學。
方法：應用32例AAA和32例AS患者的血漿樣本表征代謝物(wù)譜，采用非靶向液相色譜質譜法（LC-MS），探究AAA與AS之間代謝物(wù)水平的差異；應用GEO數據集GSE57691，探究AAA與AS之間基因表達的差異；最後應用Spearman相關分(fēn)析探究差異代謝物(wù)與差異基因之間的相關性。
結論：本研究共鑒定出18種顯著差異代謝物(wù)，其中(zhōng)7種代謝物(wù)的組合可能作爲區分(fēn)AAA和AS的生(shēng)物(wù)标志(zhì)物(wù)，曲線下(xià)面積（AUC）爲0.93。通過整合代謝組學和轉錄組學數據，發現這7種代謝物(wù)，尤其是2’-脫氧-D-核糖（2dDR）與差異表達基因顯著相關。本研究提供了AAA和AS患者血漿代謝物(wù)的全面概況，并爲動脈粥樣硬化性AAA的發病機制提供了研究方向。

關鍵詞組：腹主動脈瘤（AAA）；動脈粥樣硬化（AS）；非靶向代謝組學；轉錄組學

Endoplasmic reticulum stress is involved in retinal injury induced by repeated transient spikes of intraocular pressure

Xue YANG, Xiaowei YU, Zhenni ZHAO, Yuqing HE, Jiamin ZHANG, Xiaoqian SU, Nannan SUN, Zhigang FAN

DOI: 10.1631/jzus.B2100053 Downloaded: 2462 Clicked: 4122 Cited: 0 Commented: 0(p.746-756) <Full Text> <PPT> 1654

Chinese summary <21> 内質網應激參與反複瞬時高眼壓誘導的視網膜損傷

目的：研究和探讨反複瞬時高眼壓對視網膜的損傷作用及其潛在的分(fēn)子機制。
創新點：模拟臨床上青光眼患者夜間難以檢測到的眼壓峰值波動對視網膜的影響，首次證明反複的瞬時高眼壓對視網膜具有直接損傷效應，其損傷機制與内質網應激通路激活有關。
方法：通過眼前房生(shēng)理鹽水灌注，建立小(xiǎo)鼠反複瞬時高眼壓模型（50mmHg，1min×7次），連續灌注處理1、3和7天後，采用視網膜鋪片（Whole-mount retina）評估視網膜神經節細胞（RGC）損傷情況；用TUNEL法檢測視網膜全層細胞凋亡；用轉錄組測序（RNA-seq）篩選參與視網膜損傷的分(fēn)子通路；用實時熒光定量聚合酶鏈式反應（qRT-PCR）和蛋白(bái)免疫印迹（Western blot）進一(yī)步檢測内質網應激通路相關分(fēn)子的表達。
結論：反複瞬時高眼壓可以損傷視網膜全層，并呈時間依賴性的由外(wài)核層細胞（ONL）死亡進展至視網膜神經節細胞層（GCL）死亡。内質網應激相關信号通路中(zhōng)肌醇酶1（IRE1）信号通路激活參與了視網膜的損傷過程。

關鍵詞組：内質網應激；瞬時眼壓峰值（Spike IOP）；視網膜損傷；視網膜神經細胞凋亡；青光眼

Insertion/deletion variants within the IGF2BP2 gene identified in reported genome-wide selective sweep analysis reveal a correlation with goat litter size

Dongyun XIN, Yangyang BAI, Yi BI, Libang HE, Yuxin KANG, Chuanying PAN, Haijing ZHU, Hong CHEN, Lei QU, Xianyong LAN

DOI: 10.1631/jzus.B2100079 Downloaded: 2502 Clicked: 3940 Cited: 0 Commented: 0(p.757-766) <Full Text> <PPT> 1697

Chinese summary <20> 已報道的全基因組選擇性消除分(fēn)析中(zhōng)發現IGF2BP2基因的插入/缺失變異與山羊産羔數相關

目的：驗證IGF2BP2插入/缺失與陝北(běi)白(bái)絨山羊産羔數之間的關系，并選擇有利的等位基因。
創新點：首次篩選、驗證山羊IGF2BP2基因的InDel位點，确定其與山羊産羔性狀的相關性及作用，爲山羊經濟性狀改良及新品種培育提供理論依據。
方法：采用實時熒光定量聚合酶鏈式反應（qRT-PCR）方法分(fēn)析IGF2BP2在單羔組和多羔組中(zhōng)的表達水平；通過PCR擴增-瓊脂糖凝膠電泳在918隻陝北(běi)白(bái)絨母山羊中(zhōng)鑒定IGF2BP2基因P4-Ins-13bp和P5-Del-12bp缺失/插入位點基因型，并進行測序以驗證突變；利用SHEsis平台分(fēn)析兩個位點的連鎖不平衡；采用方差分(fēn)析（ANOVA）和χ²檢驗分(fēn)析山羊IGF2BP2基因變異與産羔數的關系；并利用在線數據庫預測轉錄因子（TF）和突變區域序列的結合。
結論：本研究發現，IGF2BP2的mRNA表達水平在單羔組明顯高于多羔組。在陝北(běi)白(bái)絨母山羊中(zhōng)驗證了IGF2BP2基因内的插入/缺失（indels），包括P4-Ins-13bp和P5-Del-12bp。χ²檢驗表明，P4-Ins-13bp基因型（χ²=14.479，P=0.006）在單羔和多羔組間分(fēn)布差異顯著；相關分(fēn)析表明，P4-Ins-13bp與山羊産仔數顯着相關（P=0.022），具有缺失/缺失（DD）基因型的山羊個體(tǐ)産仔數高于其他山羊。因此，IGF2BP2基因的P4-Ins-13bp突變可作爲一(yī)種潛在的與繁殖性狀顯著相關的分(fēn)子标記，以優化母羊繁殖力，提高山羊産業的經濟效益。

關鍵詞組：山羊；IGF2BP2；産仔數；插入/缺失；分(fēn)子标記輔助選擇

Correspondence

Correspondence: Effects of S-adenosylmethionine on production of secondary metabolites in Streptomyces diastatochromogenes 1628

Yefeng HU, Juan WANG, Jie XU, Zheng MA, Andreas BECHTHOLD, Xiaoping YU

DOI: 10.1631/jzus.B2100115 Downloaded: 2230 Clicked: 3204 Cited: 0 Commented: 0(p.767-773) <Full Text> <PPT> 1501

Chinese summary <19> S-腺苷甲硫氨酸對澱粉酶産色鏈黴菌1628次級代謝産物(wù)産量的影響

目的：考察S-腺苷甲硫氨酸（SAM）對澱粉酶産色鏈黴菌（Streptomyces diastatochromogenes）1628次級代謝産物(wù)産量的影響。
創新點：SAM是甲基的重要供體(tǐ)，可爲次級代謝産物(wù)提供前體(tǐ)，同時也可以作爲信号增強次級代謝産物(wù)合成基因的表達。因此，本研究首次探究了SAM與S. diastatochromogenes1628次級代謝産物(wù)合成的相關性。
方法：以S. diastatochromogenes1628爲對象，通過體(tǐ)外(wài)添加SAM以及在S. diastatochromogenes1628體(tǐ)内過表達、敲除和回補SAM編碼基因metK_sd，考察S. diastatochromogenes1628次級代謝産物(wù)産量的變化。
結論：由于滲透性差，外(wài)源添加SAM對S. diastatochromogenes1628合成次級代謝産物(wù)（豐加黴素和三種四烯大(dà)環内酯類抗生(shēng)素：四黴素A、四黴素P和四烯菌素B）沒有影響；敲除、回補和過表達基因metK_sd證實增加胞内SAM可提高S. diastatochromogenes1628三種四烯大(dà)環内酯類抗生(shēng)素的産量，且可促進四烯大(dà)環内酯類化合物(wù)合成關鍵基因的表達，而胞内SAM濃度的變化對豐加黴素的産量和及其關鍵基因的表達均無明顯影響。

關鍵詞組：澱粉酶産色鏈黴菌1628；S-腺苷甲硫氨酸；MetK；豐加黴素；四烯大(dà)環内酯類

Correspondence: Pulsed low-dose rate radiotherapy has an improved therapeutic effect on abdominal and pelvic malignancies

Xin WEN, Hui QIU, Zhiying SHAO, Guihong LIU, Nianli LIU, Aoxing CHEN, Xingying ZHANG, Xin DING, Longzhen ZHANG

DOI: 10.1631/jzus.B2000793 Downloaded: 2441 Clicked: 3422 Cited: 0 Commented: 0(p.774-781) <Full Text> <PPT> 1669

Chinese summary <18> 低劑量率脈沖放(fàng)療模式顯著提高腹部盆腔惡性腫瘤的治療效果

概要：低劑量率脈沖放(fàng)射治療（Pulsed low-dose rate，PLDR）是一(yī)種有效且安全的創新性放(fàng)療模式。這種放(fàng)療模式可用于腫瘤複發的再程放(fàng)療，同時腫瘤體(tǐ)積大(dà)、無法耐受常規放(fàng)療模式的腫瘤患者也能從中(zhōng)獲得較好的姑息治療療效。在本研究中(zhōng)，我(wǒ)們首次提出了胰腺癌和前列腺癌的最佳PLDR模型，研究結果表明個性化的PLDR是一(yī)種有效的治療腹部和盆腔癌的方法。

關鍵詞組：低劑量率脈沖放(fàng)射治療；低劑量輻射超敏感性/輻射抗性增強；腹盆腔惡性腫瘤；亞緻死損傷半修複時間

Correspondence: Aeromonas sobria regulates proinflammatory immune response in mouse macrophages via activating the MAPK, AKT, and NF-κB pathways

Wei ZHANG, Bello Babatunde KAZEEM, Haitao YANG, Gang LIU, Guanglu WANG, Zhixing LI, Tao GUO, Panpan ZHAO, Jingquan DONG

DOI: 10.1631/jzus.B2100456 Downloaded: 2438 Clicked: 3409 Cited: 0 Commented: 0(p.782-790) <Full Text> <PPT> 1728

Chinese summary <19> MAPK、AKT和NF-κB信号通路在溫和氣單胞菌誘導宿主細胞炎性應答中(zhōng)的作用及分(fēn)子機制研究

目的：以利用小(xiǎo)鼠原代腹腔巨噬細胞建立了一(yī)種溫和氣單胞菌體(tǐ)外(wài)感染模型，探究MAPK、AKT和NF-κB信号通路在溫和氣單胞菌誘導宿主細胞炎性應答中(zhōng)的作用及相關的分(fēn)子機制，爲防治溫和氣單胞菌造成的感染提供新的治療靶點。
創新點：首次探究了絲裂原活化蛋白(bái)激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）、蛋白(bái)激酶B（protein kinase B，AKT）和核因子κB（nuclear factor kappa B，NF-κB）信号通路在溫和氣單胞菌誘導宿主細胞炎性應答中(zhōng)的作用及相關的分(fēn)子機制，并分(fēn)别從正反向進行了研究，圍繞NF-κB、MAPK、磷酯酰肌醇-3-激酶（phosphatidylinositol 3 kinase，PI3K）/AKT等與炎症反應密切相關的信号通路，探索溫和氣單胞菌調控宿主細胞免疫應答的作用機制，爲防治溫和氣單胞菌感染的治療提供新的靶點。
方法：本研究利用小(xiǎo)鼠原代腹腔巨噬細胞建立了一(yī)種溫和氣單胞菌體(tǐ)外(wài)感染模型，通過測定感染細胞培養上清中(zhōng)的炎性細胞因子分(fēn)泌水平，初步确定其可引起小(xiǎo)鼠原代腹腔巨噬細胞産生(shēng)炎性應答。應用熒光定量PCR、蛋白(bái)質免疫印迹、阻斷實驗、酶聯免疫吸附試驗和免疫熒光等技術，圍繞NF-κB、MAPK、PI3K/AKT等與炎症反應密切相關的信号通路，探索溫和氣單胞菌調控宿主細胞免疫應答的作用機制，爲防治溫和氣單胞菌感染的治療提供新的靶點。
結論：溫和氣單胞菌體(tǐ)外(wài)刺激小(xiǎo)鼠腹腔巨噬細胞可以引起多種炎性細胞因子分(fēn)泌水平的升高，如白(bái)細胞介素1β（interleukin-1β，IL-1β）、白(bái)細胞介素6（interleukin-6，IL-6）、白(bái)細胞介素12（interleukin-12，IL-12）和腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）。同時溫和氣單胞菌可以通過p38MAPK、c-Jun氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK）/MAPK及NF-κB信号通路調節小(xiǎo)鼠腹腔巨噬細胞促炎性因子的轉錄和表達，并通過AKT信号通路負調節促炎性因子的轉錄和表達等。因此，p38MAPK、JNK/MAPK和NF-κB信号通路均可作爲潛在的藥物(wù)幹預靶點治療溫和氣單胞菌引起的各類炎症感染。

關鍵詞組：溫和氣單胞菌；免疫應答；絲裂原活化蛋白(bái)激酶（MAPK）；蛋白(bái)激酶B（AKT）；核因子κB（NF-κB）