Кинетическая реконструкция градиентной возбудимости мембраны у парамеций.

Фундаментальный вопрос о том, какая первичная движущая сила приводит лиганды и рецепторы в близкое расположение, остается без ответа. В то время как предыдущие модели предполагают существование предварительного контакта и не учитывают эту проблему инициации, мы предполагаем, что энтропийные силы, возникающие от наномасштабных биомолекул в переполненных клеточных средах, обеспечивают необходимый движущий механизм. Мы разрабатываем единый континуум-модель, основанную на вариационном принципе Онсагера, где глубина поглощения служит обобщенной координатой, а движущая сила возникает из ландшафта свободной энергии, состоящего из энтропийных, связывающих, мембранных и цитоскелетных вкладов. Эта структура естественным образом включает: (i) прикрепление, управляемое энтропией, в качестве инициации; (ii) связывание лиганда и рецептора как поддерживающую силу; (iii) деформацию мембраны через гамильтониан Хельфриха-Канэма; и (iv) вискоупругость цитоскелета через принцип соответствия упругости и вискоупругости. Кинетическая фазовая диаграмма предсказывает критическую концентрацию биомолекул для инициации, нижнюю границу плотности лиганда для полного поглощения, конечный размерный диапазон для поглощаемых частиц и оптимальный радиус вируса 30-60 нм, который уменьшается с увеличением энергии связывания. Условие растворимости Онсагера естественным образом дает границы фаз. Модель демонстрирует асимптотическую согласованность с классическим результатом Асакира-Оосавы в пределе больших частиц на плоской поверхности. Более жесткие клетки приводят к более длинным временам поглощения и более узким размерным диапазонам. Поразительно, что оптимальный размер соответствует размерам ВИЧ-1 при физиологически реалистичных параметрах. Эта работа предоставляет вариационную основу для клеточного захвата с последствиями для вирусологии, нанотехнологий и доставки препаратов.

AB5075 является клинически значимым изолятом многорезистентных микроорганизмов (MDR), представляющим серьезную терапевтическую проблему. Хотя колистин был вновь введен в качестве антибиотика последней инстанции против инфекций, вызванных многорезистентными грамотрицательными бактериями, быстрое возникновение резистентности к колистину угрожает его клиническому применению. В настоящем исследовании мы использовали систему редактирования генома на основе CRISPR-Cas9 для создания мутанта AB5075 Δ и выявили ранее недооцененную роль в модулировании чувствительности к колистину. Утрата функции значительно усилила гибель бактерий под воздействием колистина через несколько сопутствующих изменений, включая нарушение целостности мембраны, ослабление защитных механизмов против окислительного стресса и снижении активности механизмов выброса. Транскриптомный профилинг дополнительно показал, что удаление переменной формировало глобальные сети ответов на стресс, включая угнетение биосинтеза жирных кислот и пути детоксикации реактивных форм кислорода (ROS), наряду с изменениями в метаболизме metal и серы во время воздействия колистина. В совокупности, наши данные предполагают, что данный фактор может способствовать чувствительности к колистину и резистентности к колистину, а также предоставляют механистические сведения, которые могут способствовать разработке целевых стратегий для повышения эффективности колистина против MDR.

Пациенты с раком находятся под значительно более высоким риском сепсиса, который связан с существенно увеличенной заболеваемостью и смертностью. Однако внутренние молекулярные механизмы, приводящие к восприимчивости к сепсису в этой группе высокого риска, остаются неясными. Глюкозозависимый белок 78 (GRP78), главный регулятор стресса эндоплазматического ретикулума, аномально экспрессируется в избытке и участвует в трансформации клеточной мембраны и экстрацеллюлярном выбросе, обусловленных микроокружением опухоли и противораковыми терапиями. На сегодняшний день ни одно клиническое когортное исследование не установило прямую причинно-следственную связь между дисрегуляцией GRP78 и исходами сепсиса или смертностью у пациентов с раком. Настоящий обзор, таким образом, в основном опирался на косвенные данные из in vitro исследований, моделей на животных и неклинических когорт с сепсисом. Несмотря на эти ограничения, данное исследование выдвинуло гипотезу, что дисрегуляция GRP78 может увеличивать восприимчивость к сепсису через два конвергентных механизма: i) содействие вторжению патогенов через GRP78 на поверхности клеток, который служит критическим корецептором для специфических вирусов и грибов Mucorales, и ii) координацию иммуносупрессии через секретированный GRP78, что снижает врожденные иммунные ответы. Прямые доказательства функции GRP78 на поверхности клеток в качестве рецептора для адгезии бактерий ограничены; его вклад в бактериальный сепсис, преобладающую клиническую форму, в основном косвенный и обусловлен воспалительной дисрегуляцией, нарушением фагоцитоза и разрушением барьеров. Настоящий обзор предоставил предварительную теоретическую основу для будущих исследований, касающихся восприимчивости к сепсису, опосредованной GRP78 у пациентов с раком, с гипотетическими последствиями для стратификации риска и целевых вмешательств, ожидая специализированной клинической валидации в онкологических когортных исследованиях.

Происхождение потенциалов фасцикуляции (ПФ) на ранних стадиях бокового амиотрофического склероза (БАС) остается предметом обсуждения. Мы исследовали роль моторной коры в генерации ПФ, сравнивая частоту ПФ в покое в первом дорсальном межкостном (FDI) мышце до и после подавления моторной коры, вызванного непрерывной тета-импульсной стимуляцией (cTBS). Мы изучали пациентов с ранней стадией БАС (G1) и контрольную группу (G2), состоящую из пациентов с хроническими заболеваниями нижних моторных нейронов (LMN) или синдромом доброкачественных фасцикуляций без вовлечения верхних моторных нейронов (UMN). Условие включения заключалось в наличии силы в правом FDI на уровне 4+ или 5 по шкале MRC. В исходной точке мы записали частоту и амплитуду ПФ в правом FDI (3 реплики) и амплитуду моторно вызванного потенциала (MEP). Эти меры были повторены сразу после вносимого cTBS подавления кортикального моторного вывода. Статистическая значимость была установлена на уровне < 0.05. В исследование включили 22 пациента с БАС (14 мужчин; медианный возраст 65.5 лет; 72.7% - спинальное начало), с медианной продолжительностью болезни 6.4 месяца и средним баллом ALSFRS-R 44. Контрольная группа (G2) состояла из 11 участников. Примечательно, что 50% пациентов с БАС не показали нейрогенные признаки на игольчатой ЭМГ правого FDI при поступлении. Исходные периферические и кортикальные амплитуды и моторные пороги в левой гемисфере были сопоставимы между группами. После cTBS амплитуды MEP значительно снизились как в G1 (0.93 против 0.50 мВ, p = 0.02), так и в G2 (1.23 против 0.38 мВ, p = 0.02). Тем не менее, значительное снижение частоты ПФ (39.5%) произошло только в группе БАС (0.43 против 0.26 Гц, p < 0.001), в то время как в G2 изменений не отмечалось (0.60 против 0.77 Гц, p = 0.14). Пациенты с БАС, имеющие нормальную ЭМГ FDI, продемонстрировали еще большее снижение частоты ПФ (54.5%). Амплитуды ПФ оставались стабильными в обеих группах после cTBS. Наши результаты указывают на то, что на ранних стадиях БАС возбудимость LMN значительно модулируется нисходящим кортикоспинальным выводом. Снижение частоты ПФ после подавления коры указывает на то, что ПФ на ранних стадиях БАС обусловлены комбинацией гипервозбудимости как UMN, так и LMN, что отличает их от фасцикуляций при других нейрогенных расстройствах.

Экстрацеллюлярные везикулы (ЭВ) стали многообещающим средством для доставки лекарств и терапии заболеваний благодаря своей врожденной биосовместимости и способности переносить функциональные биомолекулы. Однако ограничения существующих технологий хранения, включая структурную деградацию и потерю биологической активности во время длительного замораживания, а также несовместимость традиционных криозащитников, таких как ДМСО и глицерин, с внутривенным введением, создают серьезные барьеры для клинического применения. В этой работе мы разработали DDAS, формулировку биомиметического криозащитного агента, рационально спроектированного с использованием методов генеративного искусственного интеллекта (ГИИ) для приоритизации физиологически релевантных кандидатов из Базы данных метаболомов человека. DDAS состоит из декстрана, альбумина и салициловой кислоты, которые были выбраны за их синергетическую стабилизацию и врожденную биосовместимость. В сравнении с стандартными средами для хранения, DDAS значительно улучшила стабильность ЭВ во время продолжительной криоконсервации и многократных циклов замораживания-оттаивания, эффективно сохраняя морфологию везикул, концентрацию частиц и функциональность белков нагрузки, одновременно снижая агрегацию и повреждение мембраны. Особенно важно, что DDAS продемонстрировала незначительную цитотоксичность и отличную биосовместимость, позволяя проводить прямое внутривенное введение без повторной изоляции или промывания. Важно, что ЭВ, полученные из стволовых клеток и сохраненные в DDAS, полностью сохранили свою терапевтическую активность in vivo, значительно снижая воспаление и ускоряя заживление ран после системного введения. Таким образом, данное исследование разрабатывает и подтверждает DDAS, практический и клинически приемлемый биомиметический криозащитный агент, основанный на методах ГИИ. DDAS позволяет долговременное хранение ЭВ с сохранением их функциональности и значительно усиливает терапевтическую эффективность ЭВ стволовых клеток в заживлении ран, в конечном итоге раскрывая их полный клинический потенциал.

Улучшение качества мяса при добавлении селена (Se) хорошо задокументировано; однако эффекты и основные механизмы, с помощью которых дрожжи, обогащенные селена, модифицируют качество мяса, остаются неясными. Целью этого исследования было изучить влияние дрожжей, обогащенных селена, на качество мяса и его молекулярные характеристики у откормленных свиней. Все свиньи получали диету с дефицитом Se (SeD) или ту же диету, обогащенную 0,3, 1, 3 или 5 мг Se/кг (контроль, SY1, SY3 и SY5). По сравнению с SeD добавление дрожжей, обогащенных селена, особенно SY3, улучшило оценку мраморности, содержание внутримышечного жира, антиоксидантную емкость и состав жирных кислот в мышце LD (P < 0,05). Липидомный анализ показал, что добавление дрожжей, обогащенных селена, изменило количество различных липидных видов, в то время как транскриптомный анализ показал значительное обогащение путей, связанных с метаболизмом ненасыщенных жирных кислот и глицерофосфолипидов (P < 0,05). Интегрированные анализы далее идентифицировали метаболизм глицерофосфолипидов как ключевой путь, связанный с основными липидами, включая фосфатидилхолин (PC) и фосфатидилэтаноламин (PE), наряду с регуляторными генами глицерол-3-фосфат ацилтрансферазы 3 (GPAT3) и декарбоксилазы фосфатидилсерина (PISD). Корреляционный анализ показал, что стеарил-КоА дезатураза (SCD), удлинение белка очень длинных цепочек жирных кислот 4 (ELOVL4) и GPAT3 играют решающую роль в синтезе липидов. Добавление дрожжей, обогащенных селена, в количестве 3 мг/кг улучшило качество мяса, в первую очередь за счет регуляции метаболизма глицерофосфолипидов, повышения стабильности мембраны и липидного гомеостаза. Эти результаты предоставляют механистические сведения о роли дрожжей, обогащенных селена, и подчеркивают их потенциал как эффективной кормовой добавки для улучшения качества мяса у откормленных свиней.