Recurrent Selection for Transgene Activity Levels in Maize Results in Proxy Selection for a Native Gene with the Same Promoter

High activity levels of a transgene can be very useful, making a transgene easier to evaluate for safety and efficacy. High activity levels can also increase the economic benefit of the production of high value proteins in transgenic plants. The goal of this research is to determine if recurrent selection for activity of a transgene will result in higher activity, and if selection for activity of a transgene controlled by a native promoter will also increase protein levels of the native gene with the same promoter. To accomplish this goal we used transgenic maize containing a construct encoding green fluorescent protein controlled by the promoter for the maize endosperm-specific 27kDa gamma zein seed storage protein. We carried out recurrent selection for fluorescence intensity in two breeding populations. After three generations of selection, both selected populations were significantly more fluorescent and had significantly higher levels of 27kDa gamma zein than the unselected control populations. These higher levels of the 27kDa gamma zein occurred independently of the presence of the transgene. The results show that recurrent selection can be used to increase activity of a transgene and that selection for a transgene controlled by a native promoter can increase protein levels of the native gene with the same promoter via proxy selection. Moreover, the increase in native gene protein level is maintained in the absence of the transgene, demonstrating that proxy selection can be used to produce non-transgenic plants with desired changes in gene expression

Depression Following a Traumatic Brain Injury: Uncovering Cytokine Dysregulation as a Pathogenic Mechanism

A substantial number of individuals have long-lasting adverse effects from a traumatic brain injury (TBI). Depression is one of these long-term complications that influences many aspects of life. Depression can limit the ability to return to work, and even worsen cognitive function and contribute to dementia. The mechanistic cause for the increased depression risk associated with a TBI remains to be defined. As TBI results in chronic neuroinflammation, and priming of glia to a secondary challenge, the inflammatory theory of depression provides a promising framework for investigating the cause of depression following a TBI. Increases in cytokines similar to those seen in depression in the general population are also increased following a TBI. Biomarker levels of cytokines peak within hours-to-days after the injury, yet pro-inflammatory cytokines may still be elevated above physiological levels months-to-years following TBI, which is the time frame in which post-TBI depression can persist. As tumor necrosis factor α and interleukin 1 can signal directly at the neuronal synapse, pathophysiological levels of these cytokines can detrimentally alter neuronal synaptic physiology. The purpose of this review is to outline the current evidence for the inflammatory hypothesis of depression specifically as it relates to depression following a TBI. Moreover, we will illustrate the potential synaptic mechanisms by which tumor necrosis factor α and interleukin 1 could contribute to depression. The association of inflammation with the development of depression is compelling; however, in the context of post-TBI depression, the role of inflammation is understudied. This review attempts to highlight the need to understand and treat the psychological complications of a TBI, potentially by neuroimmune modulation, as the neuropsychiatric disabilities can have a great impact on the rehabilitation from the injury, and overall quality of life

Volatile contents of primitive bubble-bearing melt inclusions from Klyuchevskoy volcano, Kamchatka: Comparison of volatile contents determined by mass-balance versus experimental homogenization

Primitive olivine-hosted melt inclusions provide information concerning the pre-eruptive volatile contents of silicate melts, but compositional changes associated with post-entrapment processes (PEP) sometimes complicate their interpretation. In particular, crystallization of the host phase along the wall of the melt inclusion and diffusion of H+ through the host promote CO2 and potentially S or other volatiles to exsolve from the melt into a separate fluid phase. Experimental rehomogenization and analysis of MI, or a combination of Raman spectroscopy, numerical modeling, and mass balance calculations are potentially effective methods to account for PEP and restore the original volatile contents of melt inclusions. In order to compare these different approaches, we studied melt inclusions from a suite of samples from Klyuchevskoy volcano (Kamchatka Arc) for which volatile compositions have been determined using experimental rehydration, Raman spectroscopy, and numerical modeling. The maximum CO2 contents of melt inclusions are in agreement (~3600-4000 ppm), regardless of the method used to correct for CO2 in the bubble, but significantly more uncertainty is observed using mass balance calculations. This uncertainty is largely due to the lack of precision associated with the petrographic method of determining bubble volumes and may also be related to the presence of daughter minerals at the glass-bubble interface

ФАКТОРИ РИЗИКУ ПРОФЕСІЙНИХ ЗАХВОРЮВАНЬ МЕДИЧНИХ ПРАЦІВНИКІВ (ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ)

Вивчення факторів ризику професійних захворювань становить із практичної і соціальної точок зору актуальну медико-соціальну проблему, що вважається теоретичною основою щодо розробки методів їх профілактики. Дані офіційних статистичних звітів свідчать, що в Україні понад 60,0 % із 1,1 млн медичних працівників працюють у шкідливих та небезпечних умовах. У структурі професійних захворювань медичних працівників перше місце займає туберкульоз (80–100 %, у середньому – 87,7 %), друге – захворювання опорно-рухового апарату (від 1,3 до 6,7 %, у середньому – 3,1 %), на третьому місці алергічні захворювання – від 1,0 до 5,1 % (у середньому 2,3 %). Мета дослідження – вивчити й узагальнити причини професійних захворювань медичних працівників в Україні. Матеріали і методи. Професійна захворюваність медичного персоналу зумовлена впливом комплексу факторів ризику: механічних, фізичних, хімічних, біологічних, нервово-емоційних. Негативним механічним впливам піддаються медичні працівники із статичними умовами праці. Шкідлива дія фізичного фактора суттєво збільшується у наш час за умов широкого впровадження у лікувальний і діагностичний процеси апаратури із світловим, електромагнітним та радіоактивним випромінюванням. В умовах швидкого розвитку хімічної та фармацевтичної промисловості суттєво зросла кількість хімічних речовин, які мають здатність спричиняти не тільки лікувальний ефект на пацієнта, а й здійснювати негативний вплив на медичних працівників при систематичному їх використанні. Результати досліджень та їх обговорення. Актуальною проблемою охорони здоров’я України залишаються група професійних захворювань, спричинених збудниками туберкульозу, токсоплазмозу, вірусного гепатиту, мікозів шкіри, сифілісу, ВІЛ-інфекції. Ризик зараження ВІЛ складає близько 0,3 % і досягає 10,0 % на вірус гепатиту С, і 30,0 % – вірус гепатиту В. В Україні, за даними Міністерства охорони здоров’я, щороку виявляють 30,0–50,0 тис. хворих на цю недугу (84,1 на 100 тис. населення). Прояви ураження емоційної сфери як симптомокомплекс професійного вигоряння виявлено майже в 80 % лікарів-психіатрів, психотерапевтів, психіатрів-наркологів, у 61,8 % лікарів-стоматологів, у 60,6 % медичних сестер онкологічних відділень. Висновки. Розподіл випадків професійних захворювань медичних працівників України серед різних закладів у 2011–2017 рр. показав, що найбільшу кількість профзахворювань реєструють у закладах протитуберкульозного профілю – 70,1–95,5 %. Від 3,0 до 16,4 % усіх професійних захворювань у медичній галузі реєструють у лікарнях загального профілю, від 1,5 до 10,2 – у лікарнях психоневрологічного профілю, 1,9–3,0 % – у бюро судово-медичної експертизи та 2,6–3,0 % – у наукових закладах

Характеристика структурних змін внутрішніх органів при гострому панкреатиті за умови поліморбідності

The aim of the work: to find out the regularities of the processes of internal organs remodeling of the dead from complicated pancre­atitis in conditions of polymorbidity.Materials and Methods. A retrospective analysis of 163 protocols of autopsy and pathohistological examination of necropsies of the dead from acute surgical pathology was conducted. Among them, acute pancreatitis as the underlying disease was diagnosed in 30 people, that was 18.5 % of the total number of analyzed protoco ls.Results and Discussion. Аccording to autopsy data, concomitant cardiovascular pathology was diagnosed, namely aortic atheroscle­rosis (73.3 %), IHD (60.0 %), arterial hypertension (60.1 %), chronic obstructive pulmonary disease (63.3 %) and endocrinopathy (23.3 %),) Overall, the polymorbidity index was 4.7. A complex of structural changes in the heart, kidneys, lungs, liver and adrenal glands are structural components of multiorgan failure in acute pancreatitis. Microscopic research has established that the constant component in the pathogenesis of polyogenetic insufficiency in acute pancreatitis is the presence of varying degrees of severity of circulatory disorders in all internal organs.Цель работы: выяснить закономерности процессов ремоделирования внутренних органов умерших от осложненного панкреатита в условиях полиморбидности.Материалы и методы. Проведен ретроспективный анализ 163 протоколов вскрытий и патогистологического исследования некропсий умерших от острой хирургической патологии. Среди них острый панкреатит как основное заболевание диагностировано у 30 человек, что составляет 18,5 % от всего количества проанализированных протоколов.Результаты исследований и их обсуждение. По данным вскрытия диагностировано сопутствующую сердечно-сосудистую патологию, а именно атеросклероз аорты (73,3 %), ИБС (60,0 %), артериальную гипертензию (60,1%), а также ХОБЛ (63,3 %) и эндокринопатии ( 23,3 %). В целом индекс полиморбидности составлял 4,7. Структурной составляющей полиорганной недостаточности при остром панкреатите является комплекс структурных изменений сердца, почек, легких, печени и надпочечников. Микроскопическим исследованием установлено, что постоянной составляющей в патогенезе полиорганной недостаточности при остром панкреатите является наличие разной степени выраженности расстройств кровообращения во всех внутренних органах.Мета роботи: з’ясувати закономірності процесів  ремоделювання внутрішніх органів померлих від ускладненого панкреатиту за  умов поліморбідності. Матеріали і методи. Проведено ретроспективний аналіз163 протоколів розтинів і патогістологічного  дослідження некропсій померлих від гострої хірургічної патології. Серед них гострий панкреатит як основне захворювання діагностовано у 30 осіб, що становить 18,5 % від усієї кількості проаналізованих протоколів.Результати досліджень та їх обговорення. За даними розтину діагностовано супутню серцево-судинну патологію, а саме атеросклероз аорти ( 73,3 %), ІХС (60,0 %), артеріальну гіпертензію (60,1 %), а також ХОЗЛ (63,3 %) і ендокринопатії  (23,3 %). В цілому індекс поліморбідності становив 4,7. Струтурною  складовою поліорганної недостатності при гострому панкреатиті є комплекс структурних змін серця, нирок, легень, печінки і надниркових залоз. Мікроскопічним  дослідженням  встановлено, що постійною складовою в патогенезі поліорганної недостатності при гострому панкреатиті є наявність різного ступеня виразності розладів кровообігу у всіх внутрішніх органах

Inflammatory Regulation of CNS Barriers After Traumatic Brain Injury: A Tale Directed by Interleukin-1

Several barriers separate the central nervous system (CNS) from the rest of the body. These barriers are essential for regulating the movement of fluid, ions, molecules, and immune cells into and out of the brain parenchyma. Each CNS barrier is unique and highly dynamic. Endothelial cells, epithelial cells, pericytes, astrocytes, and other cellular constituents each have intricate functions that are essential to sustain the brain’s health. Along with damaging neurons, a traumatic brain injury (TBI) also directly insults the CNS barrier-forming cells. Disruption to the barriers first occurs by physical damage to the cells, called the primary injury. Subsequently, during the secondary injury cascade, a further array of molecular and biochemical changes occurs at the barriers. These changes are focused on rebuilding and remodeling, as well as movement of immune cells and waste into and out of the brain. Secondary injury cascades further damage the CNS barriers. Inflammation is central to healthy remodeling of CNS barriers. However, inflammation, as a secondary pathology, also plays a role in the chronic disruption of the barriers’ functions after TBI. The goal of this paper is to review the different barriers of the brain, including (1) the blood-brain barrier, (2) the blood-cerebrospinal fluid barrier, (3) the meningeal barrier, (4) the blood-retina barrier, and (5) the brain-lesion border. We then detail the changes at these barriers due to both primary and secondary injury following TBI and indicate areas open for future research and discoveries. Finally, we describe the unique function of the pro-inflammatory cytokine interleukin-1 as a central actor in the inflammatory regulation of CNS barrier function and dysfunction after a TBI

ОЦІНКА БІОХІМІЧНИХ ПОКАЗНИКІВ І СТАНУ ЗГОРТАЛЬНОЇ СИСТЕМИ КРОВІ ЩУРІВ ЗА УМОВ ХРОНІЧНОЇ НЕОПЛАСТИЧНОЇ ІНТОКСИКАЦІЇ

Introduction. Oncological patients are at high risk of developing thromboembolic complications and other serious complications, which is explained by the progression of the tumor and the action of cytostatic drugs due to disturbance of both biochemical and hemostatic processes. Of particular importance is the endogenous intoxication of the body. The aim of the study – to evaluate the biochemical parameters and the state of blood coagulation in rats under chronic neoplastic intoxication. Research Methods. The experiment was performed on 36 non-linear adult rats. Chronic neoplastic intoxication was modeled by the introduction of asymmetric 1,2-dimethylhydrazine hydrochloride subcutaneously into the intercapillary area at a dose of 7.2 mg/kg once a week for 30 weeks, according to the animal's weight at the rate of 0.1 ml of DMH solution per 10 grams of body weight of a rat. The study of the hemostatic state of blood plasma included determination of prothrombin time by Quic, prothrombin index, activated partial thromboplastin time, fibrinogen A and fibrin-monomer complex  Results and Discussion. According to the results of the analysis of biochemical parameters of lipid peroxidation on the 70th day of the experiment, there was only a tendency to increase compared to control data. On the 140th and 210th days, their significant increase relative to the control group was revealed. Determination of the content of medium-weight molecules in the blood serum of rats at a wavelength of 254 and 280 nm during observation showed a statistically significant increase. An insignificant increase in activated partial prothrombin was observed during the entire experiment. Relative to other indicators, wave-like changes in hemostasiological parameters were recorded. Conclusions. During 210 days of the experiment, manifestations of endogenous intoxication increase, as evidenced by a probable increase in the level of blood in the molecules of medium weight (MSM/254 and MSM/ 280). Excessive formation of products of free radical oxidation in combination with the compensatory activation of the enzyme units of the antioxidant system in the initial period of the experiment and its gradual depletion from 140 days, which is confirmed by a significant decrease in the activity of superoxide dismutase and catalase in the blood serum to the end of the experiment regarding the control. Prothrombin time lengthening, prothrombin index reduction, increase in fibrinogen A and soluble fibrin-monomer complex in the blood, which can be considered as a prerequisite for pathophysiological justification of the risk factor for blood coagulation activation in cancer patients.Вступление. Онкологических больных относят к группе высокого риска развития тромбоэмболических и других тяжелых осложнений, что можно объяснить прогрессированием опухоли и действием цитостатических препаратов из-за нарушения как биохимических, так и гемостазиологических процессов. Особое значение при этом имеет эндогенная интоксикация организма. Цель исследования – оценить биохимические показатели и состояние свертывающей системы крови крыс в условиях хронической неопластической интоксикации. Методы исследования. Эксперимент выполнен на 36-ти половозрелых нелинейных крысах. Хроническую неопластическую интоксикацию моделировали путем введения несимметричного 1,2-диметилгидразин гидрохлорида (ДМГ) подкожно в межлопаточную область в дозе 7,2 мг/кг 1 раз в неделю в течение 30-ти недель, согласно массы животного из расчета – 0,1 мл раствора ДМГ на 10 г массы тела крысы. Исследование гемостазиологического состояния плазмы крови включало определение протромбинового времени по Квику, протромбинового индекса, активированного частичного тромбопластинового времени, фибриногена А и фибрин-мономерного комплекса.  Результаты и обсуждение. Согласно результатам анализа биохимических показателей перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты, на 70-й день эксперимента отмечено лишь тенденцию к росту по сравнению с контрольными данными. На 140-й и 210-й дни выявлено достоверное их повышение относительно конт­рольной группы. Определение содержания в сыворотке крови крыс молекул средней массы фракций, которые определялись при длине волны 254 и 280 нм, в разные сроки наблюдения показало статистически достоверное увеличение. Отмечено несущественный рост активированного частичного протромбинового времени в течение всего эксперимента. Относительно других показателей зарегистрировано волнообразные изменения гемостазиологических показателей. Выводы. В течение 210-ти дней эксперимента нарастают проявления эндогенной интоксикации, о чем свидетельствует достоверное повышение уровня в крови молекул средней массы. Избыточное образование продуктов свободнорадикального окисления в сочетании с компенсаторной активацией энзимных звеньев антиоксидантной системы в начальный период эксперимента и постепенным ее истощением, начиная с 140-го дня, подтверждается достоверным снижением активности супероксиддисмутазы и каталазы в сыворотке крови к концу эксперимента относительно контроля. Удлинение протромбинового времени, сокращение протромбинового индекса, рост в крови уровня фибриногена А и растворимого фибрин-мономерного комплекса можно расценивать как предпосылку патофизиологического обоснования фактора риска активации свертывания крови у онкологических больных.Вступ. Онкологічні хворі належать до групи високого ризику розвитку тромбоемболічних та інших тяжких ускладнень, що можна пояснити прогресуванням пухлини і дією цитостатичних препаратів через порушення як біохімічних, так і гемостазіологічних процесів. Особливе значення при цьому має ендогенна інтоксикація організму. Мета дослідження – оцінити біохімічні показники і стан згортальної системи крові щурів за умов хронічної неопластичної інтоксикації. Методи дослідження. Експеримент виконано на 36-ти статевозрілих нелінійних щурах. Хронічну неопластичну інтоксикацію моделювали шляхом введення несиметричного 1,2-диметилгідразин гідро­хлориду (ДМГ) підшкірно в міжлопаткову ділянку в дозі 7,2 мг/кг 1 раз на тиждень упродовж 30-ти тижнів, відповідно до маси тварини – з розрахунку 0,1 мл розчину ДМГ на 10 г маси тіла щура. Дослідження гемо­стазіологічного стану плазми крові включало визначення протромбінового часу за Квіком, протромбінового індексу, активованого часткового тромбопластинового часу, фібриногену А та фібрин-мономерного комплексу. Результати й обговорення. Згідно з результатами аналізу біохімічних показників пероксидного окиснення ліпідів і антиоксидантного захисту, на 70-й день експерименту відмічено лише тенденцію до їх зростання порівняно з контрольними даними. На 140-й та 210-й дні виявлено достовірне їх підвищення щодо контрольної групи. Визначення вмісту в сироватці крові щурів молекул середньої маси фракцій, що визначались при довжині хвилі 254 і 280 нм у різні терміни спостереження показало статистично достовірне збільшення. Відмічено несуттєве зростання активованого часткового протромбінового часу протягом усього експерименту. Відносно інших показників зареєстровано хвилеподібні зміни гемостазіологічних показників. Висновки. Протягом 210-ти днів експерименту наростають прояви ендогенної інтоксикації, про що свідчить достовірне підвищення рівня в крові молекул середньої маси. Надмірне утворення продуктів вільнорадикального окиснення в поєднанні з компенсаторною активацією ензимних ланок антиоксидантної системи в початковий період експерименту і поступовим її виснаженням, починаючи із 140-го дня, підтверджується достовірним зниженням активності супероксиддисмутази і каталази в сироватці крові до кінця експерименту стосовно контролю. Подовження протромбінового часу, скорочення протромбінового індексу, зростання в крові рівня фібриногену А та розчинного фібрин-мономерного комплексу можна розцінювати як передумову патофізіологічного обґрунтування фактора ризику активації згортання крові в онкологічних хворих

Дослідження з розробки складу самоемульгувальних композицій з симвастатином

Self-emulsifying compositions are the basis of oral drug delivery systems used to improve the solubility and increase the bioavailability of active pharmaceutical ingredients that are poorly soluble in the aqueous medium of gastric juice. Aim. To develop self-emulsifying compositions using simvastatin as an active pharmaceutical ingredient. Materials and methods. During the development of the composition of the self-emulsifying mixture, excipients, such as solvents, co-solvents, surfactants and co-surfactants, allowed in pharmaceutical production were used. The studies of solubility, the formation rate of emulsions of the self-emulsifying composition and stability were carried out by generally accepted methods according to the methods of the SPhU and other valid normative documents. Results and discussion. The studies of the solubility of simvastatin allowed choosing a mixture of castor oil and PEG-40 GRO as a solvent, which improved the solubility of the substance in oil. It was determined that it was efficient to use Tween-80 as the main surfactant. Glycerol monostearate, distilled monoglycerides, polyethylene oxide-400, polyethylene oxide-1500 and polyethylene glycol-100 stearate were introduced into the composition as co-surfactants. It was found that the compositions, which included polyethylene oxide-400 and polyethylene oxide-1500, had significantly worse indicators of the formation rate of emulsions than the rest of the samples. The sample containing distilled monoglycerides did not withstand a decrease in the pH value of the medium. Conclusions. According to the results obtained, samples containing castor oil, PEG-40 hydrogenated castor oil, Tween-80, glycerol monostearate or PEG-100 stearate were selected for further research.Самоемульгувальні композиції – основа системи доставляння ліків для перорального застосування, які використовують для покращення розчинності та підвищення біодоступності важкорозчинних у водному середовищі шлункового соку активних фармацевтичних інгредієнтів. Мета роботи – розробити склад самоемульгувальних композицій з використанням симвастатину як активного фармацевтичного інгредієнта. Матеріали та методи. Під час розроблення складу самоемульгувальної суміші використовували дозволені у фармацевтичному виробництві допоміжні речовини, розчинники, співрозчинники, поверхнево-активні та співповерхнево-активні речовини. Дослідження розчинності, швидкості утворення емульсій самоемульгувальної композиції та стабільності виконували відповідно до загальноприйнятих методів, зазначених у ДФУ й інших чиннихнормативних документах. Результати та їх обговорення. Дослідження розчинності симвастатину дозволили обрати як розчинник суміш рицинової олії та ПЕГ-40 гідрогенізовану рицинову олію (ПЕГ-40 ГРО), яка покращує розчинність субстанції в олії. Визначено, що як основну поверхнево-активну речовину доцільно використовувати Tween-80. Як співповерхнево-активні речовин вводили до складу моностеарат гліцерину, моногліцериди дистильовані, поліетиленоксид -400, поліетиленоксид-1500 та  поліетиленгліколь-100 стеарат. Виявлено, що композиції, до складу яких входили поліетиленоксид -400 та поліетиленоксид-1500, мають значно гірші показники швидкості утворення емульсій, ніж решта зразків. Зразок, до складу якого входять моногліцериди дистильовані, не витримує зменшення значення рН середовища. Висновки. За отриманими результатами для подальших досліджень обрано зразки, до складу яких входять рицинова олія, ПЕГ-40 гідрогенізована рицинова олія, Tween-80, моностеарат гліцерину або ПЕГ-100 стеарат