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Journal of Zhejiang University SCIENCE B
ISSN 1673-1581(Print), 1862-1783(Online), Monthly
2024 Vol.25 No.9 P.723-802
Reviews
Review: Research advances in the function and anti-aging effects of nicotinamide mononucleotide
Min WANG, Yuan CAO, Yun LI, Lu WANG, Yuyan LIU, Zihui DENG, Lianrong ZHU, Hongjun KANG
DOI: 10.1631/jzus.B2300886 Downloaded: 545 Clicked: 1136 Cited: 0 Commented: 0(p.723-735) <Full Text><PPT> 186
1中国人民解放军医学院，中国北京市，100853
2中国人民解放军总医院第一医学中心重症医学科，中国北京市，100853
3河北医科大学第二附属医院急诊科，中国石家庄市，050004
4中国人民解放军医学院生化教研室，中国北京市，100853
5中国人民解放军总医院第一医学中心临床营养科，中国北京市，100853
6中国人民解放军总医院第一医学中心肾脏病科，中国人民解放军肾脏病研究所，肾脏疾病国家重点实验室，国家肾脏疾病临床医学研究中心，肾脏疾病研究北京市重点实验室，中国北京市，100853
摘要：老龄化和年龄相关疾病已成为全球当代社会面临的重大挑战和沉重负担。解决这些问题是一项势在必行的任务，其目的是延缓衰老过程，并找到与年龄有关的退行性疾病的有效治疗方法。最近的研究强调了烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）在抗衰老领域的重要作用。经验证明，补充烟酰胺单核苷酸（NMN）可以提高体内NAD+水平，从而改善某些与年龄相关的退行性疾病。NMN的抗衰老机制主要在于其对细胞能量代谢的影响、对细胞凋亡的抑制、对免疫功能的调节和对基因组稳定性的保持，这些共同延缓了衰老进程。本文对NMN抗衰老机制的现有研究进行了批判性的回顾和评价，阐明了当前研究的内在局限性，并提出了抗衰老研究的新途径。
关键词组：烟酰胺单核苷酸（NMN）；抗衰老；能量代谢；细胞凋亡；DNA修复
Review: Three-dimensional breast cancer tumor models based on natural hydrogels: a review
Yan SHU, Bing LI, Hailin MA, Jiaqi LIU, Yuen Yee CHENG, Xiangqin LI, Tianqing LIU, Chuwei YANG, Xiao MA, Kedong SONG
DOI: 10.1631/jzus.B2300840 Downloaded: 731 Clicked: 1200 Cited: 0 Commented: 0(p.736-755) <Full Text><PPT> 172
1大连理工大学大连干细胞与组织工程研发中心，精细化学品国家重点实验室，中国大连市，116024
2悉尼理工大学理学院生物医学材料和设备研究所，新南威尔士州，澳大利亚
3大连医科大学附属第二医院急诊中心，中国大连市，116023
4大连医科大学第一附属医院麻醉科，中国大连市，116011
摘要：乳腺癌是女性最常见的癌症，同时也是世界范围内致死率最高的癌症之一。根据肿瘤组织的分布部位，乳腺癌可分为浸润性乳腺癌和非浸润性乳腺癌。浸润性乳腺癌中的癌细胞通过免疫系统或体循环穿过乳房到达身体的不同部位，形成转移性乳腺癌（耐药性和远处转移是乳腺癌致死的最主要原因），因此针对乳腺癌的研究受到了研究人员的广泛关注。通过组织工程方法体外构建的肿瘤模型是研究癌症机制和筛选抗癌药物的常用工具。肿瘤微环境由癌细胞和各种类型的基质细胞组成，包括成纤维细胞、内皮细胞、间充质细胞和嵌入在细胞外基质中的免疫细胞。细胞外基质含有纤维蛋白（例如I、II、III、IV、VI和X型胶原和弹性蛋白）和糖蛋白（例如蛋白聚糖、纤连蛋白和层粘连蛋白）等成分，两者均参与了细胞信号传导和生长因子的结合。目前传统的二维（2D）肿瘤模型因受生长环境限制，往往不能准确再现体内肿瘤组织的异质性和复杂性。因此，近年来，对三维（3D）肿瘤模型的研究逐渐增多，尤其是高精度、高重复性的3D生物打印模型。与2D模型相比，3D环境可以更好地模拟肿瘤微环境中复杂的细胞外基质成分和结构，因此常被用作2D细胞水平实验和动物实验之间的桥梁。此外，脱细胞基质、明胶和海藻酸钠等天然材料因其优异的生物相容性和无免疫排斥性而被广泛用于肿瘤模型的构建。本文综述了组织工程3D肿瘤模型中涉及到的各种天然支架材料及构建方法，以期为乳腺癌领域的研究提供参考。
关键词组：乳腺癌；肿瘤微环境；3D肿瘤模型；脱细胞基质；天然支架材料
Research Articles
Hai ZOU, Mengyu ZHANG, Xue YANG, Huafeng SHOU, Zhenglin CHEN, Quanfeng ZHU, Ting LUO, Xiaozhou MOU, Xiaoyi CHEN
DOI: 10.1631/jzus.B2300691 Downloaded: 816 Clicked: 1311 Cited: 0 Commented: 0(p.756-772) <Full Text><PPT> 149
1复旦大学附属肿瘤医院重症医学科，中国上海市，200032
2复旦大学上海医学院肿瘤学系，中国上海市，200032
3湘湖实验室，中国杭州市，311231
4浙江省人民医院（杭州医学院附属人民医院）临床医学研究所，浙江省肿瘤分子诊断与个体化治疗研究重点实验室，中国杭州市，310014
5浙江省人民医院（杭州医学院附属人民医院）妇科，生殖医学中心，中国杭州市，310014
6浙江中医药大学研究生院，中国杭州市，310053
7农产品质量安全危害因子与风险防控国家重点实验室，农业农村部农产品质量安全风险评估实验室（杭州），浙江省农业科学院农产品质量安全与营养研究所，中国杭州市，310021
8浙江省人民医院（杭州医学院附属人民医院）普外科，肿瘤中心，肝胆胰外科及微创外科，中国杭州市，310014
摘要：阿霉素（DOX）是一种可用于治疗血液系统恶性肿瘤及实体瘤的常用化疗药物，但其临床应用受到明显的心脏毒性的限制。木犀草苷（Cyn）是一种存在于金银花中的类黄酮苷类化合物，具有调节炎症、细胞焦亡和氧化应激等潜在的生物学功能。本研究通过每周一次腹腔注射DOX（5 mg/kg）并连续注射三周以构建DOX诱导的心脏毒性（DIC）小鼠模型，用于评估Cyn的作用。治疗组小鼠每两天给予右唑嗪、MCC950和Cyn处理。通过血液生化、组织病理学、免疫组织化学、定量反转录聚合酶链反应（RT-qPCR）和蛋白质印迹（western blotting）等方法探讨Cyn治疗对心脏的保护作用及其可能机制。研究结果显示，Cyn治疗在缓解DIC方面具有显著的效果，能在一定程度上有效缓解氧化应激，维持细胞凋亡平衡并增强小鼠心脏功能。上述这些作用主要通过调节核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3（NLRP3）、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1（caspase-1）和GSDMD等与焦亡相关基因的转录水平来实现。此外，机制研究表明，Cyn可以显著调节DOX诱导心肌损伤小鼠组织中关键基因5’-磷酸腺苷活化蛋白激酶（AMPK）、过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活剂-1α（PGC-1α）、去乙酰化酶Sirtuin3（SIRT3）和核因子-E2相关因子2（Nrf2）的表达，因此我们推测AMPK/SIRT3/Nrf2通路在对抗DOX诱导的心肌细胞损伤中起着核心作用。综上所述，本研究证实了Cyn通过调节AMPK/SIRT3/Nrf2通路在治疗DIC方面的潜力。
关键词组：木犀草苷；阿霉素；焦亡；心脏毒性；氧化应激
Wenxin DU, Qingyang ZHU, Xiangting JING, Weijie HU, Yao ZHUANG, Yijie JIANG, Chongwei JIN
DOI: 10.1631/jzus.B2300449 Downloaded: 901 Clicked: 1260 Cited: 0 Commented: 0(p.773-788) <Full Text><PPT> 150
机构：1浙江大学，电气工程学院，中国杭州，310027；2国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，中国杭州，310014
目的：目前国内外的超导调相机均采用传统调相机的超导化，即仅用超导转子对传统常导转子进行了简单替换，所以超导调相机的优势未能完全发挥。基于超导电机磁场强、气隙大的优势，本文旨在将高压定子电缆绕组应用于超导电机中。
创新点：1.利用交联聚乙烯电缆绕组实现了直流励磁型超导电机35 kV的额定电压，且摒弃升压变压器进一步提高了超导电机系统的功率密度；2.在35 kV额定电压条件下，提出了新型倒梯形超导磁场绕组排列方式，实现了最少超导材料用量、小转矩脉动和小总谐波畸变率。
方法：1.通过理论分析计算，结合电机电磁性能得到应用于35 kV超高压超导电机的交联聚乙烯电缆绕组尺寸及规格；2.通过有限元分析，证明所设计的高压高温超导电机是否满足35 kV额定电压的要求，并验证超高压超导电机的可行性；3.研究比较三种候选类型超高压超导电机，讨论多组超导场绕组布置与电机性能之间的关系，并通过仿真验证倒梯形超导磁场绕组的性能。
结论：1.优化后的35 kV超高压超导调相机具有优异的电磁性能：其在保证额定电压的同时，使漏磁和转矩波动等都很小，可以用于直连电网而不需要变压器，并且可以实现更高的端电压。2.倒梯形励磁绕组排列的外加磁场最小，仅为3.8 T，且超导线圈匝数最小为1840，分别是其他两种绕组的92.4%和90.8%。3.优化后的超高压超导电机电压波形的总谐波畸变率小于0.3%；同时，强磁场的方向基本与超导线圈平行，这意味着优化后的电机安全裕度最大。
关键词组：超导电机；高压定子电缆绕组；倒置型励磁绕组；谐波畸变率
Correspondence
Pei LIU, Haiyu LONG, Shuai HE, Han CHENG, Erdong LI, Siyu CHENG, Mengdi LIANG, Zhengwei LIU, Zhen GUO, Hao SHI
DOI: 10.1631/jzus.B2300738 Downloaded: 672 Clicked: 1283 Cited: 0 Commented: 0(p.789-795) <Full Text><PPT> 214
1淮阴工学院生命科学与食品工程学院， 中国淮安市， 223003
2淮阴工学院江苏省益生菌制剂重点建设实验室， 中国淮安市， 223003
摘要：纳米硒（SeNPs）因具有独特特性而备受关注，在各领域均有较好的应用前景。因此，开发高效、环保的SeNPs合成方法具有重要意义。本实验室保存的Bacillus paramycoides 24522在24 h内可将亚硒酸盐还原为具有高稳定性和高分散性的SeNPs，其平均直径为150 nm（100~200 nm），zeta电位为?29.9 eV。本研究提出了一种绿色新颖的还原机制，即利用B. paramycoides 24522中细胞质蛋白延伸因子Tu（EF-Tu）还原合成SeNPs，并经十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）和液相色谱串联质谱（LC-MS/MS）分析，鉴定EF-Tu分子质量约为43 kDa，含395个氨基酸。实时荧光定量聚合酶链反应（qPCR）结果显示EF-Tu的信使RNA（mRNA）表达量增加8.9倍，这进一步证实了EF-Tu参与了亚硒酸盐的还原。透射电镜（TEM）成像结果显示，SeNPs的合成发生在细胞内。综上可知，小SeNPs最初在细胞内作为种子与EF-Tu相互作用，随后经历成熟过程，并最终通过细胞裂解释放到培养基中。这种创新的绿色合成机制为SeNPs的生产提供了宽广的前景，有助于推进环境友好型纳米材料的合成。
关键词组：纳米硒（SeNPs）；副覃状芽孢杆菌（）；延伸因子Tu；硒还原；绿色合成机制
Correspondence: Early senescence of pancreatic β cells induced by unfolded protein response deficiency prevents type 1 diabetes
Haipeng CHENG, Zhenwang ZHAO, Dan LIU, Yufei WANG, Min ZHANG
DOI: 10.1631/jzus.B2400013 Downloaded: 387 Clicked: 869 Cited: 0 Commented: 0(p.796-799) <Full Text><PPT> 147
1中南大学湘雅二医院病理科，中国长沙市，410011
2南华大学衡阳医学院，心血管疾病研究所，动脉硬化学湖南省重点实验室，湖南省动脉硬化性疾病国际科技创新合作基地，生物信息与医学大数据教研室，中国衡阳市，421001
3湖北文理学院医学部基础医学院，中国襄阳市，441053
4桂林医学院广西糖尿病系统医学科学重点实验室，中国桂林市，541199
5广东省人民医院珠海医院（珠海市金湾中心医院）医务部，中国珠海市，519041
摘要：1型糖尿病（T1D）是T细胞介导的自身免疫性疾病，可导致胰腺β细胞的破坏和胰岛素分泌的不足。内质网（ER）是负责蛋白质合成、加工和分泌的重要细胞器。蛋白质合成的大量需求与蛋白质折叠能力之间的不平衡会导致ER应激，并过度激活未折叠蛋白应答（UPR）的三条经典通路：肌醇需求酶1α（IRE1α）、激活转录因子6（ATF6）和蛋白激酶RNA样内质网激酶（PERK）。为了探究UPR在T1D中的作用，有研究表明在非肥胖型糖尿病（NOD）小鼠的β细胞中特异性敲除ATF6和IRE1α会引起β细胞早期衰老，进一步改变β细胞的衰老相关分泌表型，继而募集M2型巨噬细胞至胰岛。最终，M2型巨噬细胞将促进免疫监视并清除终末衰老的β细胞，从而保护β细胞功能并降低T1D发病率。
关键词组：未折叠蛋白应答（UPR）；衰老；1型糖尿病（T1D）
Errata
Kun ZHAO, Jing ZHANG, Tianhua XU, Chuanxi YANG, Liqing WENG, Tingting WU, Xiaoguang WU, Jiaming MIAO, Xiasheng GUO, Juan TU, Dong ZHANG, Bin ZHOU, Wei SUN, Xiangqing KONG
DOI: 10.1631/jzus.B21e0130 Downloaded: 198 Clicked: 726 Cited: 0 Commented: 0(p.800-800) <Full Text>
Weihao ZHENG, Qin ZHANG, Ziyang ZHAO, Pengfei ZHANG, Leilei ZHAO, Xiaomin WANG, Songyu YANG, Jing ZHANG, Zhijun YAO, Bin HU
DOI: 10.1631/jzus.B23e0401 Downloaded: 179 Clicked: 345 Cited: 0 Commented: 0(p.801-802) <Full Text>