乳酸异辛酯

2022年6月20日，清华大学时松海课题组在 Nature Neuroscience 期刊在线发表了题为：Metabolic lactate production coordinates vasculature development and progenitor behavior in the developing mouse neocortex（乳酸代谢调控小鼠大脑新皮层血管生长和神经前体细胞行为）的研究论文。该研究揭示了大脑新皮层发育过程中的早期增殖型放射状胶质前体细胞（Radial glia progenitor，RGP）具有更强的糖酵解代谢能力并大量合成和分泌乳酸，进而调节血管生长及其自身增殖分裂特性。大脑新皮层是神经系统的最高级中枢，理解大脑新皮层的发育组装及工作机制是脑科学乃至整个自然科学的终极目标之一。研究大脑新皮层的发育及其调控机制有助于更好地理解其细胞组成和结构特性，进而推动生理功能和运行工作机制的认知，同时对相关疾病的诊断治疗有着至关重要的意义。大脑新皮层是进化的末期产物，其发育是一个高度复杂且受到多种因素的共同调节的生物学过程，这也为系统性研究其内在机制带来了诸多挑战。为此该研究从细胞最为基本特征—细胞代谢的角度出发，揭示了细胞代谢方式及相关产物在调控大脑新皮层发育过程中的关键作用和机制，为更好的理解大脑皮层发育机制提供了重要的理论补充。放射状胶质前体细胞（RGP）是大脑发育最为关键的一种神经前体细胞，其分裂产生大脑皮层几乎所有的神经元和胶质细胞。在小鼠发育早期（E10.5-E11.5），大脑新皮层中几乎没有血管生长，此时 RGP 以对称分裂进行增殖。伴随着血管的生长，RGP 也随之改变其分裂方式，以不对称分裂进行神经细胞产生。基于单细胞代谢状态分析，该研究首先发现大脑新皮层发育过程中，随着 RGP 谱系发生过程的进行，RGP 及其子代细胞具有不同的代谢状态，并呈现出不同的代谢特征。在此基础上，结合基因表达分析、细胞代谢类型分析以及碳代谢流分析多方面研究，进一步发现进行对称分裂的增殖型 RGP 具有更强的糖酵解代谢能力，并大量合成和分泌乳酸，而进行不对称分裂的分化型 RGP 具有更强的氧化磷酸化代谢能力，并积累高浓度的乙酰辅酶A。图1: 单细胞代谢状态分析揭示神经细胞代谢特征为深入探讨细胞代谢方式与大脑新皮层发育的相互关系，研究团队考察了具有强糖酵解代谢能力的增殖型 RGP 对早期大脑新皮层发育的影响，发现当抑制增殖型 RGP 的乳酸合成或分泌，导致大脑新皮层中乳酸浓度降低，血管生长出现缺陷。进一步分析发现，乳酸可以通过调节趋化因子配体 CXCL1 的表达来调节血管内皮细胞的迁移和增殖。此外，研究团队发现抑制增殖型 RGP 的乳酸合成代谢会系统性改变其基因表达谱并重塑细胞代谢方式，导致 RGP 过早分化。为探讨这一内在机制，研究者发现与分化型 RGP 相比，增殖型 RGP 呈现出更长的线粒体形态，抑制或阻断乳酸合成或分泌都会导致线粒体长度大幅度缩短，进而导致 RGP 分化。该结果表明增殖型 RGP 通过加强乳酸合成来影响线粒体形态，进而保持其对称分裂增殖特性。图2: 乳酸合成代谢调控早期大脑新皮层发育清华大学生命科学学院时松海教授为本文通讯作者，清华大学生命科学学院2017级博士董晓翔为本文第一作者。清华大学生命科学学院张强强博士和马健博士、清华大学生命科学学院博士研究生于翔宇和王玎，以及美国达特茅斯学院本科生马嘉明为本文共同作者。该研究得到了清华大学实验动物中心和生物医学测试中心的大力协助和支持。该研究获得了国家自然科学基金委创新群体基金、国家科技部脑科学与类脑研究基金、北京市教育委员会卓越青年科学家计划、北京市科技委员会科技计划、北京生物结构前沿研究中心、生命科学联合中心和北京脑科学与类脑研究中心的资助。

认识PLA乳酸（PLA）是一种具有良好生物相容性的可降解生物材料，被广泛应用于农业、生物医疗和食品等领域，如农业园林用膜、骨固定器械、手术缝合线和食品包装材料等。PLA是一种合成的生物聚合物，可由玉米、甘薯和甘蔗等农作物制成，原料经发酵制成高纯度的乳酸，在通过化学合成方法制备成具有一定分子量的聚乳酸，经水解或环境因素影响可分解为二氧化碳和水。由于其通用性强、可再生且能够生物降解，这种材料广受好评。决定PLA其通用性的重要因素是结晶度和分子量大小及其分布。 PLA的生态循环GPC在聚乳酸中的应用 聚乳酸的降解速率聚乳酸（PLA）是一种可降解环保材料，当聚乳酸及其产品置于高温高湿条件下，PLA会逐渐水解或生物降解生成CO2和H2O。降解速率是生物医学材料应用的重要指标，PLA可通过主链酯基的水解降解，通过GPC表征测得的分子量大小及其分布，可分析出PLA降解速率。 PLA简单的水解机理 PLA催化水解降解简单的机理聚乳酸的合成聚乳酸的工业化生产通常采用丙交酯开环聚合法（ROP），根据引发剂和反应机理的不同，ROP的方式有：阳离子聚合、阴离子聚合、配位插入聚合、酶催化聚合和超临界二氧化碳中聚合。根据GB/T 29284-2012 PLA树脂性能要求，重均分子量偏差应在±20%，用凝胶渗透色谱可测得结果。 乳酸和丙交酯的结构式聚乳酸的改性聚乳酸是生物可降解医用材料领域中十分受欢迎的材料之一，但其本身也存在着亲水性、热稳定性和机械强度差等缺陷。聚合所得的PLA通常相对分子质量分布过宽，PLA本身为线性聚合物，PLA材料的强度不能满足加工要求。为了改善PLA材料的性能，对其进行改性是最有效的手段之一。 针对PLA的生物相容性、亲疏水性、结晶性、热稳定性等，改性研究常用的方法分为三类：共聚、小分子修饰和支化结构改性。GPC测定PLA分子量及其分布，能够有效地帮助聚乳酸改性研究。PLA分子量分布图Waters 1515 GPC聚乳酸材料表征GPC专属应用方案 Waters Breeze GPC 1515泵7725i手动进样器/2707自动进样器2414示差折光检测器GPC专用柱温箱STYRAGEL HR有机系色谱柱聚苯乙烯标样QS软件+GPC计算软件 Waters 1515 GPC专业应用于高分子聚合物材料的分子量大小及其分布的分析。这是一款高分离度、低扩散的聚合物分析系统，用于表征聚合物分子量、聚合物尺寸及其多分散性分布。 作为GPC的先驱，Waters从1963年起就致力于GPC技术的研究和开发，经过近60年的发展， Waters一直是GPC技术的引航者。参考文献[1] 宋亚男，聚乳酸基复合材料的性能与结构研究[D]，大连理工大学[2] 赵立新，医用高分子材料在医疗器械中的应用分析[J]，理论与算法，2015.18[3] 詹世平，等，生物医用材料聚乳酸的合成及其改性的研究进展[J]，化工进展，2020年第39卷第1期

p 　　今年春节，一别四年，备受瞩目的《舌尖上的中国》第三季，终于带着满屏香气重磅回归。而在最新的第八集“合”播出之后，忽然收到了很多小伙伴们发来的贺信！原来，是海尔超低温冰箱登上了舌尖3的舞台！ /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/dbd16f47-33cf-478a-8878-6b81ffdcbcbd.jpg" title=" 1.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 图中左侧即为黑龙江大学生命科学院的海尔-86℃超低温冰箱 /strong /span /p p 　　相信不少小伙伴们感到很好奇，应用于高精尖行业的专业超低温冰箱，怎么会跟舌尖上的美食有关系呢？原来，这是黑龙江大学生命科学院的研究者们一直在做的一项精密的工作。凌老师和同事们通过测试挑选产酸能力强的乳酸菌菌株进行培养，用科技的方式，将大白菜演变为东北人餐桌上的半壁江山——酸菜。 /p p 　　而这些理想的菌株就是存储在-86℃的海尔超低温冰箱中。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/0ab90547-ec75-463a-8b15-a06b2d926993.jpg" title=" 2.jpg" / /p p 　　“-74度的冰箱里， br/ /p p 　　冷冻着凌老师精心培育的乳酸菌， /p p 　　只需一滴， /p p 　　就能激活复制出整个冬天所需的用量。” /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/68a14e70-b4ba-488b-979f-2dc278b2e269.jpg" title=" 3.jpg" / /p p 　　这些保存乳酸菌菌株样本的海尔超低温冰箱，冷冻温度可低至负80℃，可以长期完美地保存乳酸菌的生物活性。节省了大量人力采集和科研成本。有了这些活性的乳酸菌，凌老师和同事们实现了酸菜腌制的科学化过程，不但更省时省力，而且腌制过程不会产生对人体有害的物质，保护了人们的健康安全。 /p p 　　自2006年诞生中国首款超低温冰箱，至今，海尔生物医疗已坚持自主创新走过了12个春秋。12年来，海尔生物医疗创新不止，持续引领低温存储行业的发展。 /p p 　　10万台海尔疫苗冰箱服务全球2亿儿童疫苗安全存储；海尔超低温冰箱入驻UK-Biobank、悉尼大学，以及中华骨髓库、国家基因库、中国人类遗传资源库等国家级项目；北京301医院、上海瑞金医院、华西医院等医疗行业应用，疾控中心的疫苗存储、菌株存储等等，都是关乎生命科学和民生健康的大事。 /p p 　　未来，随着精准医疗和个体化医疗的发展，海尔生物医疗也将向自动化存储、细胞存储与应用、个体化治疗、生物大数据健康管理等生命科学产业延伸，智护百姓生命健康。 /p