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Journal of Zhejiang University SCIENCE B
ISSN 1673-1581(Print), 1862-1783(Online), Monthly
2023 Vol.24 No.7 P.549-662
Special Feature on Molecular Nutrition and Chronic Diseases
Guest Editor-in-Chief: Wei CHEN; Guest Editors: Hongming SU
Editorial
Editorial: Special issue: molecular nutrition and chronic diseases
Wei CHEN, Hongming SU
DOI: 10.1631/jzus.B2310001 Downloaded: 388 Clicked: 785 Cited: 0 Commented: 0(p.549-553) <Full Text>
1浙江大学食品科学与营养系，中国杭州市，310058
2明尼苏达大学食品科学与营养系，美国圣保罗，55108
摘要：分子营养学是营养科学领域的热门研究方向之一，旨在从细胞和分子水平揭示营养素或食品活性成分作用于机体的分子机理。本专辑旨在展现分子营养与慢性疾病领域的最新研究进展，推动相关新理论、新机制和新成果的交流，重点突出食品功能因子对慢性疾病的干预作用及其分子机制。通过了解食品活性成分改善慢性疾病的分子机理，可为膳食建议、功能食品开发和个性化精准营养策略的研究提供科学依据。
关键词组：分子营养学；慢性疾病；食品活性成分；功能因子
Review
Md Atiar RAHMAN, Abida SULTANA, Mohammad Forhad KHAN, Rachasak BOONHOK, Sharmin AFROZ
DOI: 10.1631/jzus.B2300168 Downloaded: 1362 Clicked: 641 Cited: 0 Commented: 0(p.554-573) <Full Text><PPT> 241
1Department of Biochemistry and Molecular Biology, University of Chittagong, Chittagong-4331, Bangladesh
2School of Allied Health Sciences, Walailak University, Nakhon Si Thammarat 80160, Thailand
3Department of Chemistry, University of Massachusetts Boston, Boston, MA 02125, USA
4Department of Medical Technology, School of Allied Health Sciences, and Research Excellence Center for Innovation and Health Products (RECIHP), Walailak University, Nakhon Si Thammarat 80160, Thailand
5Department of Theoretical and Computational Chemistry, University of Dhaka, Dhaka-1000, Bangladesh
摘要：在过去的几十年里，补充和替代治疗在世界范围内越来越受欢迎。为使天然产品使用合法化，其治疗特性在体外和体内都受到了越来越多的审查。其中一种产品茶树油（TTO）是一种主要从澳大利亚本土植物互叶千层获得的挥发性精油，具有多种传统和工业应用，如用于治疗皮肤感染的外用制剂，或参与抗炎相关的免疫调节作用。本系统综述重点关注TTO及其主要成分的抗炎作用。我们对全球公认的科学数据库（如Web of Science、Google Scholar、PubMed、ScienceDirect、Scopus）和知名出版商（如Elsevier、Springer、Frontiers、和Taylor & Francis）进行了电子文献检索和数据管理。考虑到大多数药理学仅研究原油，因此我们对提取的数据进行了严格的分析，了解TTO通过药物制剂或膳食补充剂作为神经保护剂的前景。此外，促进TTO活性的有效成分还没有被很好地证明，特别是导致神经保护的抗炎和免疫调节作用的核心机制需要被揭示。因此，本综述试图将TTO的抗炎和免疫调节活性与其神经保护机制联系起来。
关键词组：茶树油；抗炎；抗病毒；抗菌；萜烯-4-醇；1,8-桉叶素；神经保护作用
Research Articles
Tao BAO, Naymul KARIM, Huihui KE, Jitbanjong TANGPONG, Wei CHEN
DOI: 10.1631/jzus.B2200629 Downloaded: 571 Clicked: 683 Cited: 0 Commented: 0(p.574-586) <Full Text><PPT> 229
1浙江大学医学院附属邵逸夫医院中医科，中国杭州市，310016
2浙江大学食品科学与营养系，中国杭州市，310058
3浙江大学宁波创新中心，中国宁波市，315100
4泰国瓦莱拉大学联合健康科学学院生物医学科学，泰国洛坤府，80161
摘要：莲雾（Syzygium samarangense）因其含有多糖、有机酸、类黄酮、矿物质等功能活性成分而具有很高的营养和药用价值，受到越来越多研究者的关注。本研究从莲雾中分离出水溶性多糖（WAP），并在人肝细胞（L02细胞）中评估了其对氨基甲酸乙酯（EC）诱导的氧化损伤的保护作用。首先采用高效液相色谱法（HPLC）、高效凝胶渗透色谱（HPGPC）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、气相色谱/质谱（GC/MS）、1H和13C核磁共振（NMR）等一系列分析方法来鉴定WAP的结构。随后进行体外细胞实验验证WAP对EC诱导的L02细胞中的细胞毒性、遗传毒性和氧化损伤的保护作用。结果表明，莲雾的WAP由甘露糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖和岩藻糖组成，其摩尔比为2.20:3.94:4.45:8.56:8.86:30.82:39.78:1.48。结合甲基化和NMR光谱分析，WAP的一级结构为Araf-(1→、Glcp-(1→、→2)-Araf-(1→、→3)-Galp-(1→、→3)-Araf-(1→和→6)-Galp-(1→。体外细胞实验表明，WAP通过抑制细胞毒性和遗传毒性，减少活性氧（ROS）和超氧根离子（O2??）的形成，对EC诱导的L02细胞表现出显著的保护作用。综上所述，WAP具有作为肝脏氧化损伤的重要治疗剂或补充剂的潜力，但仍需通过体内生物学和临床研究进一步证实上述作用。
关键词组：莲雾多糖；多糖表征；氨基甲酸乙酯；肝脏氧化应激
Luhong SHEN, Yang YANG, Jiuliang ZHANG, Lanjie FENG, Qing ZHOU
DOI: 10.1631/jzus.B2200587 Downloaded: 742 Clicked: 990 Cited: 0 Commented: 0(p.587-601) <Full Text><PPT> 314
1华中农业大学食品科学技术学院，中国武汉市，430070
2华中科技大学同济医学院附属武汉市中心医院药学部，中国武汉市，430014
摘要：多数研究已表明针对黄嘌呤氧化酶（XO）可以成为治疗果糖诱导的高尿酸血症和高血糖症的可行方法，然而本研究旨在评估紫薯双酰基花色苷对高果糖/高脂肪饮食诱发的高血糖和高尿酸血症的双重调节作用及其分子机制。试验对小鼠体重、脏器指数、血清生化指标及肝脏抗氧化指标进行检测，并对小鼠肾脏进行病理切片观察。利用实时荧光定量聚合酶链反应检测小鼠肾脏中果糖代谢通路酶的mRNA相对表达量，同时，利用免疫组织化学技术测定小鼠肾脏转运蛋白和炎症因子通路蛋白表达量。研究结果显示：双酰基花色苷可以缓解小鼠的高尿酸血症，这种作用可能与其调节肝脏XO活性、脂质积累和相关的肾脏转运蛋白有关；紫薯双酰基花色苷能够减轻小鼠体重，缓解小鼠脂质代谢紊乱，降低肝脏脂质积累和肝脏氧化应激，从而提高其胰岛素利用率和敏感性，同时能够降低血糖，减少高血糖的发生；此外，双酰基花色苷恢复了与肾脏果糖代谢有关的mRNA水平，并减轻了肾脏损伤和炎症。这项研究为紫薯双酰基花色苷对血糖和尿酸的双重调节机制及其作为功能食品在代谢综合征治疗中的应用提供了实验依据。
关键词组：紫薯双酰基花色苷；高血糖；高尿酸血症；代谢综合征；肾功能调节
Jing WANG, Xingyu ZHAO, Jiawei ZHENG, Daniela D. HERRERA-BALANDRANO, Xiaoxiao ZHANG, Wuyang HUANG, Zhongquan SUI
DOI: 10.1631/jzus.B2200590 Downloaded: 593 Clicked: 834 Cited: 0 Commented: 0(p.602-616) <Full Text><PPT> 277
1北京大学工学院先进制造与机器人系湍流与复杂系统国家重点实验室，中国北京市，100871
2国防科技创新研究院，中国北京市，100071
摘要：对于人工系统中涌现出的复杂功能，理解自然界中生物群体行为的内在机制至关重要。本文对生物集群中的一个关键问题-追逃围捕问题进行了全面的综述。首先，从博弈论、控制论与人工智能、生物启发3个不同视角对追逃围捕问题进行了回顾。然后，概述了生物系统和人工系统中追逃围捕问题研究进展，其中捕食者的追捕行为和猎物的逃避行为被概括为捕食者-猎物行为。之后，分别从强追捕者组vs.弱逃避者组、弱追捕者组vs.强逃避者组、相同能力组3个角度分析追逃围捕问题在人工系统中的应用。最后，讨论了未来追逃围捕问题面临的挑战和发展展望。本文为多智能体系统和多机器人系统在不确定动态场景下完成复杂狩猎任务的设计提供了新的见解。
关键词组：群体行为；追逃问题；人工系统；生物模型；群集运动
Xiao ZHANG, Zhicheng DONG, Hui FAN, Qiankun YANG, Guili YU, Enzhuang PAN, Nana HE, Xueqing LI, Panpan ZHAO, Mian FU, Jingquan DONG
DOI: 10.1631/jzus.B2200612 Downloaded: 990 Clicked: 1110 Cited: 0 Commented: 0(p.617-631) <Full Text><PPT> 243
机构：1中国计量大学，质量与安全工程学院，中国杭州，310018；2中国计量大学，机电工程学院，中国杭州，310018；3浙江工业大学，机械工程学院，中国杭州，310023
目的：研究丁腈橡胶硬度对O形液压杆封静/动态密封性能的影响，为其工程中橡胶硬度的选型提供理论参考。
创新点：1.基于混合弹流润滑模型，分析了丁腈橡胶硬度对O形液压杆封静/动态密封性能的影响；2.以低泄漏、低摩擦为目标，获得了静/动态应用下丁腈橡胶O形液压杆封的橡胶硬度优选范围。
方法：1.通过数值分析静接触压力、von Mises应力、最小液膜厚度、泄漏率和摩擦力，揭示丁腈橡胶硬度对O形液压杆封静/动态密封性能的影响机理；2.以最大静接触压力和最大von Mises应力作为静密封性能评价指标，以及以净泄漏量和摩擦功耗作为动密封性能的评价指标，确定丁腈橡胶O形液压杆封的最佳橡胶硬度值。
结论：1.随着橡胶硬度的增加，丁腈橡胶O形液压杆封的抗变形能力增强，静接触压力增大，最小液膜厚度减小，泄漏量减小，摩擦力增大；2.低硬度密封易产生挤出效应和应力集中现象，因此更适合在高速或低密封性要求的场合使用；3.高硬度密封具有更优的静/动态密封性能，所以特别适用于高压工况场合，但由于其摩擦力较大，因此在满足泄漏要求的前提下应尽量选择相对较低的橡胶硬度以减小摩擦。
关键词组：丁腈橡胶硬度；密封性能；优化选型；O形圈
Pengcheng YU, Jiaru CAO, Huaxin SUN, Yingchao GONG, Hangying YING, Xinyu ZHOU, Yuxing WANG, Chenyang QI, Hang YANG, Qingbo LV, Ling ZHANG, Xia SHENG
DOI: 10.1631/jzus.B2300086 Downloaded: 569 Clicked: 726 Cited: 0 Commented: 0(p.632-649) <Full Text><PPT> 230
1浙江大学医学院附属邵逸夫医院， 浙江省心血管干预与再生重点实验室， 中国杭州市， 310016
2新疆医科大学第一附属医院， 新疆心电生理与心脏重塑重点实验室， 中国乌鲁木齐市， 830011
3浙江中医药大学第一临床医学院心内科， 中国杭州市， 310006
摘要：心房颤动是临床上最常见的室上性心律失常，有着较高的发病率和死亡率。然而，目前临床可用的相关抗心律失常药物疗效有限并具有明确的副作用。本研究旨在探讨穿心莲内酯（Andr）对心房颤动的预防作用和潜在作用机制，为临床治疗房颤提供新思路。通过采用网络药理学方法，研究Andr对房颤可能的治疗作用。为了验证Andr在房颤中的作用，在快速电刺激（RES）前用Andr预处理HL-1细胞1小时，在高频心房起搏（RAP）造模前用Andr预处理1天。分别检测细胞凋亡、肌原纤维降解、氧化应激和炎症等相关指标。采用RNA测序（RNA-seq）以研究潜在作用机制。结果表明，在体内体外实验中，Andr治疗减轻了RAP/RES诱导的心房电生理变化、炎症、氧化损伤和细胞凋亡。RNA-seq表明氧化磷酸化起了重要作用。透射电镜和ATP含量测定分别验证了线粒体的形态和功能变化。Nrf2向细胞核的易位和分子对接表明，Andr可能通过影响Keap1-Nrf2复合物发挥治疗作用。综上所述，本研究表明穿心莲内酯是一种潜在的能有效预防心房颤动的药物，可通过激活Nrf2核易位和诱导HO-1的表达，以维持线粒体的形态和功能。
关键词组：中药；心房颤动；穿心莲内酯；氧化应激；网络药理学
Wenxiao ZHAO, Chenchen DUAN, Yanli LIU, Guangying LU, Qin LYU, Xiumei LIU, Jun ZHENG, Xuelian ZHAO, Shijun WANG, Haijun ZHAO
DOI: 10.1631/jzus.B2200491 Downloaded: 709 Clicked: 788 Cited: 0 Commented: 0(p.650-662) <Full Text><PPT> 255
1山东中医药大学护理学院，中国济南市，250355
2山东中医药大学中医学院，山东省中医经典名方协同创新中心，中国济南市，250355
3山东大学齐鲁医学院药学院，中国济南市，250012
摘要：脾虚水湿不化证亦称为脾虚湿困证，可单独或伴随疾病存在，是一种较为常见的中医证型，尽管其发病机制尚不明确，但有证据表明肠道菌群起着重要作用。黄芪健脾益气，既可药用，又可食用。黄芪多糖（APS）是从黄芪中提取的一种大分子物质，具有多种药理作用。然而，APS能否通过调节肠道菌群改善脾虚水湿不化证机体免疫功能紊乱及相关机制尚未可知。本研究中，我们使用高脂低蛋白饮食结合力竭游泳方法诱导脾虚水湿不化模型大鼠。结果发现，中等分子量的APS增加了模型大鼠的体重和免疫器官指数，降低了IL-1β、IL-6和内毒素水平，并抑制了TLR4/NF-κB通路。此外，LEfSe分析结果显示，共有27个关键菌属被显著富集。APS增加了肠道菌群的多样性，改变了其组成。例如，减少了Pseudoflavonifractor和Paraprevotella的相对丰度，并增加了Parasutterella、Parabacteroides、Clostridium XIVb、Oscillibacter、Butyricicoccus和Dorea的相对丰度。同时，APS还提高了肠道短链脂肪酸含量。相关分析也表明，12种关键菌属相对丰度与体重增加和免疫器官指数有关。综上所述，APS通过调节脾虚水湿不化大鼠的肠道菌群［特别是涉及免疫和炎症应答、短链脂肪酸（SCFA）产生的菌群］以及TLR4/NF-κB通路，改善了大鼠免疫功能紊乱，为我们深入了解APS治疗脾虚水湿不化证的机制及其作为益生元的潜力提供了实验依据。
关键词组：黄芪多糖；肠道菌群；TLR4/NF-κB通路；脾虚水湿不化；免疫功能紊乱；短链脂肪酸