SNX14 deficiency-induced defective axonal mitochondrial transport in Purkinje cells underlies cerebellar ataxia and can be reversed by valproate

共济失调是一类以运动协调性紊乱为主要特征的神经系统症状，临床表现包括步态不稳、丧失平衡、吞咽困难、眼球运动异常、肌张力受损等。厦门大学医学院神经科学研究所王鑫教授团队首次从轴突线粒体运输这一全新视角揭示了一类遗传性共济失调的发病机制，并发现抗癫痫药--丙戊酸大幅度减缓模型小鼠的疾病进程，具有较强的转化应用价值，有望为共济失调提供新的治疗手段。 该研究工作由王鑫教授指导完成，厦门大学医学院助理教授张洪峰和博士生洪育娟共同完成主要实验工作。Loss-of-function mutations in SNX14 cause autosomal recessive spinocerebellar ataxia 20, which is a form of early-onset cerebellar ataxia that lacks molecular mechanisms and mouse models. We generated Snx14-deficient mouse models and observed severe motor deficits and cell-autonomous Purkinje cell degeneration. SNX14 deficiency disrupted microtubule organization and mitochondrial transport in axons by destabilizing the microtubule-severing enzyme spastin, which is implicated in dominant hereditary spastic paraplegia with cerebellar ataxia, and compromised axonal integrity and mitochondrial function. Axonal transport disruption and mitochondrial dysfunction further led to degeneration of high-energy-demanding Purkinje cells, which resulted in the pathogenesis of cerebellar ataxia. The antiepileptic drug valproate ameliorated motor deficits and cerebellar degeneration in Snx14-deficient mice via the restoration of mitochondrial transport and function in Purkinje cells. Our study revealed an unprecedented role for SNX14-dependent axonal transport in cerebellar ataxia, demonstrated the convergence of SNX14 and spastin in mitochondrial dysfunction, and suggests valproate as a potential therapeutic agent.We thank Tim Huang for helpful discussion, Wei Mo for sharing mouse lines, Li Zhong for sharing reagents, Aidong Han, Luming Yao, Caiming Wu, Mingxia Zhu, Qingfeng Liu, Lin Zhu, Shuo Zhang, Haiping Zheng, and Changchuan Xie for technical assistance, and Cui Li for providing bioinformatics software. We also thank Novogene Co., Ltd. and PTM Biolab Co., Ltd. for technical assistance in the transcriptomic and proteomic analyses, respectively. 厦门大学医学院许华曦、赵颖俊、张云武、杜丹教授在研究过程中给予大力帮助和支持。本研究工作得到国家重点研发计划项目、国家自然科学基金、福建省自然科学基金、厦门大学校长基金的资助和支持

Trisomy 21-induced Dysregulation of Microglial Homeostasis in Alzheimer’s Brains is Mediated by USP25

阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease, AD）是一种最为常见的与记忆、认知能力退化相关的渐进性神经退行性疾病。唐氏综合征（Down’s syndrome, DS）是早发型阿尔茨海默病的一个重要风险因素，作为最常见的智力障碍遗传疾病，厦门大学医学院神经科学研究所王鑫教授团队揭示了治疗阿尔茨海默病和唐氏综合征新的治疗靶点，并且在小鼠模型上利用USP25小分子抑制剂成功地改善了阿尔茨海默病小鼠的认知功能，缓解了神经退行性病变的病理进程。该研究工作由王鑫教授指导完成，厦门大学医学院助理教授郑秋阳和博士生李桂林完成主要实验工作，王世华、朱琳、高月、邓青芳、张洪峰、张丽珊、吴美玲、狄安洁参与了部分研究工作。厦门大学医学院许华曦、赵颖俊和孙灏教授在研究过程中给予大力帮助和支持，清华大学董晨教授提供了Usp25基因敲除小鼠，厦门大学附属妇女儿童医院周裕林教授和郑良楷博士帮助收集了脑组织样品。Down syndrome (DS), caused by trisomy of chromosome 21, is the most significant risk factor for early-onset Alzheimer’s disease (AD); however, underlying mechanisms linking DS and AD remain unclear. Here, we show that triplication of homologous chromosome 21 genes aggravates neuroinflammation in combined murine DS-AD models. Overexpression of USP25, a deubiquitinating enzyme encoded by chromosome 21, results in microglial activation and induces synaptic and cognitive deficits, whereas genetic ablation of Usp25 reduces neuroinflammation and rescues synaptic and cognitive function in 5×FAD mice. Mechanistically, USP25 deficiency attenuates microglia-mediated proinflammatory cytokine overproduction and synapse elimination. Inhibition of USP25 reestablishes homeostatic microglial signatures and restores synaptic and cognitive function in 5×FAD mice. In summary, we demonstrate an unprecedented role for trisomy 21 and pathogenic effects associated with microgliosis as a result of the increased USP25 dosage, implicating USP25 as a therapeutic target for neuroinflammation in DS and AD.This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (31871077, 81822014, and 81571176 to X.W.; 81701130 to Q.Z.), the National Key R&D Program of China (2016YFC1305900 to X.W.), the Natural Science Foundation of Fujian Province of China (2017J06021 to X.W.), the Fundamental Research Funds for the Chinese Central Universities (20720150061 to X.W.), and the BrightFocus Foundation (A2018214F to Yingjun Zhao). 该研究工作得到国家重点研发计划项目、国家自然科学基金、福建省自然科学基金、厦门大学校长基金的资助和支持

钛合金表面织构化与构建生物活性涂层的研究进展

医用钛合金作为临时基质的植入材料对周围新组织的生长具有特殊的诱导作用。针对椎弓根螺钉固定系统对钛合金基材表面机械性能和生物活性的共同需求,表面织构与生物活性涂层对钛合金表面的改性展示出独特的优越性。文中详细介绍了钛合金表面织构化对其摩擦学性能和生物相容性的影响,以及构建生物活性涂层的种类;总结了钛合金表面织构的作用机理,生物活性涂层的改善机制,阐述了表面织构化与构建生物活性涂层各自的局限性,并指出钛合金作为生物医用材料仍需要解决的问题及未来的研究趋势

一种水溶性纳米复合材料及其制备方法和应用

本发明公开了一种水溶性纳米复合材料的制备方法，以具有CT造影功能的水溶性材料或者具有MRI造影功能的水溶性材料，通过化学试剂和反应试剂的作用下，得到复合结构的兼具MRI和CT造影功能的水溶性纳米复合材料，复合结构为具有CT造影功能的水溶性材料与具有MRI造影功能的水溶性材料通过静电吸附或者化学键合连接形成的结构。该制备方法具有制备简单、可控性好、生产效率高、易于工业化生产等优点。本发明还公开了该制备方法制备的水溶性纳米复合材料，具有水溶性好、结构性能稳定、生物相容性好、CT/MRI造影灵敏准确等优点，适用于作为CT/MRI双模式医学造影剂，特别适用于肿瘤细胞的双模式医学成像检测

多孔式直线形膜盘型面设计与强度分析

现有柔性膜盘联轴器的膜盘类型中以钛合金曲面膜盘为主，由于膜盘厚度较薄，其曲面加工难度较大、精度要求高，为降低加工难度并保证膜盘具有较好的容差及负载能力，改进了一种多孔式直线形膜盘；利用有限元方法对其轴向刚度及在转矩、轴向偏差、角向不对中偏差、转速及复合工况下的应力和寿命进行了分析，并与其同直径的单曲面膜盘进行对比。研究表明，多孔式直线形膜盘的轴向刚度比同直径的单曲面膜盘小，刚度均呈非线性变化，刚度与膜盘厚度成正比；在轴向偏差、角向不对中偏差下，多孔式直线形膜盘应力低于单曲面膜盘，具有更好的容差能力；同等负载转矩下，多孔式直线形膜盘应力虽大于单曲面膜盘，但满足强度和寿命要求，且膜盘应力分布更加均匀。因此，多孔式直线形膜盘具备更高的容差性能，适用于高转速、低载荷和存在较大轴向及角向不对中偏差的工程环境中

Medical care oriented visual surveillance of patient falls in the hospital

目的：提出一种面向医院患者的视觉监控跌倒检测算法，解决患者由于意外跌倒不能被及时发现的问题，为医护人员快速处理患者跌倒等异常行为提供必要的技术保障。方法：首先，基于深度神经网络模型检测监控图像中人体关节点（如肩部、肘部、腕部、胯部、膝关节等）在图像中的位置，再根据亲和度向量场模型提取人体骨架，最后计算患者躯干、腿部与地面的夹角作为判别性特征，判断监控区域内是否有患者出现意外跌倒。结果：实验结果表明，本文所提算法在实际的医院监护环境中的处理速度高达25帧/s，检测准确率高达96%。结论：该方法能够实时、准确地提取医院环境下患者的行为特征，并针对意外跌倒情况发出警报，为医护人员监测患者跌倒等异常行为提供更准确、方便的计算机辅助医疗护理方法。</p

Medical care oriented visual surveillance of patient falls in the hospital

目的：提出一种面向医院患者的视觉监控跌倒检测算法，解决患者由于意外跌倒不能被及时发现的问题，为医护人员快速处理患者跌倒等异常行为提供必要的技术保障。方法：首先，基于深度神经网络模型检测监控图像中人体关节点（如肩部、肘部、腕部、胯部、膝关节等）在图像中的位置，再根据亲和度向量场模型提取人体骨架，最后计算患者躯干、腿部与地面的夹角作为判别性特征，判断监控区域内是否有患者出现意外跌倒。结果：实验结果表明，本文所提算法在实际的医院监护环境中的处理速度高达25帧/s，检测准确率高达96%。结论：该方法能够实时、准确地提取医院环境下患者的行为特征，并针对意外跌倒情况发出警报，为医护人员监测患者跌倒等异常行为提供更准确、方便的计算机辅助医疗护理方法。</p