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

城市垃圾渗滤液的微生物燃料电池产电研究

以城市垃圾处理厂垃圾堆放7天过程中产生的渗滤液为阳极液,构建单室微生物燃料电池(MFCs).通过跟踪观察MFCs启动及阳极微生物驯化过程发现,此类高浓度的有机废水用于MFCs产电时可获得4501.9mW/m3的最大输出功率密度,对应电流密度为30.6A/m3,而通过循环伏安扫描和内阻测定发现,在此溶液环境中阳极电极上有成型生物膜形成,且电池内阻未发生变化,说明渗滤液成分对电池性能无显著损害,渗滤液可用于MFCs产电.随后,通过在线监测MFCs输出电压和分析渗滤液相应指标等方法研究电池产电性能及废水处理效果(生化需氧量、氨氮),进行进一步条件优化.结果表明,当渗滤液呈中性、BOD浓度约为7316.1mg/L时电池的性能最优.此时,最大输出功率密度为9048.0mW/m3,对应电流密度为43.1A/m3,BOD和NH4+-N去除率分别为88.8％和81.7％.而运行时间优化实验表明,运行10-12d最优,此时,MFCs输出电压已降至约90.8±10mV,BOD、NH4+-N去除率达98.0％、89.1

氮气电化学合成氨催化剂研究进展

氮气是储量丰富且廉价易得的氮源,但无法被人类或动植物直接吸收利用,只有通过化学或生物方法将空气中游离的氮气转化为含氮化合物才能被人类应用于食品或其他工业生产中,因此氮气的固定及转化已经逐渐成为新的研究热点。而氨是一种非常重要的无机化工产品,其在农业、医药、储能等行业中有着重要的作用,且需求量随着社会日益发展和人口的不断增加而不断增加。首先简单介绍了现有的氮气固定合成氨方法及其作用机理,随后重点综述了氮气电化学合成氨催化剂的研究现状,最后对氮气电化学合成氨催化剂的未来发展趋势进行了展望

微生物燃料电池处理渗滤液的研究进展

微生物燃料电池（MFCs）是一种利用微生物将燃料中的化学能直接转化为电能的理想产电装置，具有产电与废弃物处置双重功效。为探究渗滤液MFCs处置的发展趋势，简述了MFCs的原理、特点和分类，总结了该技术在渗滤液处置过程中的研究进展，提出今后渗滤液MFCs处置研究将主要集中于三方面：①微生物，阳极优势微生物的选育与驯化富集；②交换膜，寻找价格低廉、性能高的交换膜；③阴极催化剂，研制高效、稳定且廉价的阴极催化剂

魔芋葡甘聚糖DEAE阴离子交换介质的制备及表征

以交联的魔芋葡甘聚糖微球（KGM）为基质，制备了DEAE型的阴离子交换层析介质，考察了反应物浓度、温度、时间等反应因素对魔芋葡甘聚糖层析介质离子交换容量的影响，确定最优反应参数。结果表明，层析介质的离子交换容量达到3．42mmol／g，蛋白吸附容量高达126．84mg／mL，蛋白洗脱率为90．42％

魔芋葡甘聚糖DEAE阴离子交换介质的制备及表征

以交联的魔芋葡甘聚糖微球（KGM）为基质，制备了DEAE型的阴离子交换层析介质，考察了反应物浓度、温度、时间等反应因素对魔芋葡甘聚糖层析介质离子交换容量的影响，确定最优反应参数。结果表明，层析介质的离子交换容量达到3．42mmol／g，蛋白吸附容量高达126．84mg／mL，蛋白洗脱率为90．42％

魔芋葡甘聚糖DEAE阴离子交换介质的制备及表征

以交联的魔芋葡甘聚糖微球(KGM)为基质,制备了DEAE型的阴离子交换层析介质,考察了反应物浓度、温度、时间等反应因素对魔芋葡甘聚糖层析介质离子交换容量的影响,确定最优反应参数。结果表明,层析介质的离子交换容量达到3.42mmol/g,蛋白吸附容量高达126.84mg/mL,蛋白洗脱率为90.42%

百香果内膜生物炭作为微生物燃料电池阴极催化剂的产电性能研究

以天然来源的生物质百香果内膜为原料,采用热解炭化-KOH活化的方法制备出比表面积大、孔隙结构好的纳米片生物炭（BXG-AC）,并通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）等方法对所制备催化剂进行了元素组成和微观形貌表征,采用循环伏安扫描（CV）和线性伏安扫描（LSV）对材料的电化学性能进行分析。结果表明,百香果内膜生物炭经过KOH活化后,在0.1 mol/L的磷酸缓冲液（PBS）中表现出良好的电催化活性。将所制备的催化剂应用于单室MFCs阴极时,对应的MFC最大功率密度达1153.3 mW/m^2,略低于Pt/C的1214.3 mW/m^2,且此MFC运行60 d后,其性能未见明显降低。表明BXG-AC催化剂具有显著的催化活性和稳定性,为开发高效MFC阴极催化剂提供了新途径

垃圾预处理条件对渗滤液组分及其微生物燃料电池处理效果的影响

在实际生产生活中,城市垃圾焚烧或热解处置前一般需经过7～10d的堆放预处理,预处理可去除垃圾中部分水分、提高垃圾热值,对于垃圾处理质量、热能回收、污染物排放等有着重要的影响。因此,本实验详细跟踪了城市垃圾预处理条件如堆放温度、堆放时间等对城市垃圾含水率、渗滤液产生量和渗滤液组分的影响,并进一步考察了其对渗滤液微生物燃料电池处理效果的影响。垃圾堆放温度实验结果显示,当垃圾堆放于40℃时效果最佳,此时垃圾减重率适中,所得的渗滤液中B/C比约为0.31、氨氮浓度约为1560mg.L-1,适宜生化处理。此条件下所得的渗滤液经MFC处理时电池可获得0.29V的输出电压,且经7d处理后渗滤液中COD、氨氮去除率可分别达66.2%和87.2%。随后,在最佳堆放温度下进一步考察堆放时间的影响。结果显示,在最佳堆放温度40℃下,垃圾堆放6d后所得的渗滤液组分最易于生化处理,其B/C比约为0.32、氨氮浓度约为1520mg.L-1,经MFC处理时电池可获得0.29V的输出电压,且经7d处理后渗滤液中COD、氨氮的去除率分别为62.7%、87.6%。综上所述,40℃下堆放6d是城市垃圾焚烧或热解处置预处理的最佳条件,此条件下,垃圾减重率和渗滤液产生量适中,且所得渗滤液可生化性较强,适合用于MFC产电处理