Abstract— Gangliosides were isolated from purified human myelin in a yield of 62 μg of lipid‐bound sialic acid per 100 mg of dry myelin. Sialosylgalactosyl ceramide (G 7 ) was found to be a major component of the ganglioside fraction, amounting to 15 per cent of the total sialic acid. It accounted for 10 per cent of lipid‐bound sialic acid in adult human white matter, making it the third most abundant ganglioside on a molar basis. These results were obtained with an improved method for isolating total gangliosides in high yield, by employing DEAE‐Sephadex column chromatography. Myelin from other mammalian species had considerably less G 7 , and there were also indications of maturational changes. Both 2‐hydroxy and unsubstituted fatty acids were components of the ceramide unit, in a ratio of 3:2, respectively. The overall fatty acid pattern was very similar to that for myelin cerebroside and sulphatide. Long‐chain bases included only C 18 species, with sphingosine predominating (>90 per cent). These observations suggest a metabolic relationship between G 7 and either cerebroside or sulphatide.

Improved resolution of complex brain ganglioside mixtures was achieved by high-performance thin-layer chromatography. The percentage distribution of individual gangliosides was then determined by direct densitometric seanning, employing a transmittance mode, of the resorcinol-positive spots on the plate. As little as 90 pmol (29 ng) of lipid-bound sialic acid could be detected with a good signal-to-noise ratio. A linear detector response was observed up to 3.0 μg of lipid-bound sialic acid. The brain white matter ganglioside patterns of eight animal species, including human, chimpanzee, monkey, chicken, bovine, sheep, and pig, were examined in detail. In addition, human brain gray matter, rat cerebral, rat brain gray matter, and rat cerebellar ganglioside patterns were also studied. Ganglioside GM4 (G7) was found to be one of the major components in primate and chicken brain white matter, but it represented only a minor ganglioside in other species. Other major gangliosides in all brain samples studied were GM1, GD1a, GD1b, and GT1b. GM1 was more abundant in white matter than in gray matter. GT1a, a recently discovered ganglioside species, was found in all species examined, but was most abundant in the rat cerebellum. The latter source also contained high proportions of GT1b and GQ1b.

Gangliosides were isolated from human, bovine, and rabbit plasma and were quantified by gas-liquid chromatography.Purification was achieved by sequential use of partitioning in solvents, DEAE-Sephadex chromatography, base treatment, and silicic acid chromatography.Human and bovine plasma yielded slightly more than 1 pmole of lipidbound sialic acid/100 ml; for rabbit plasma the value was 0.28 pmole/l00 ml.The total bovine plasma ganglioside fraction contained equal amounts of N-acetylneuraminic and Nglycolylneuraminic acids, rabbit plasma gangliosides had about 1% of the latter, and the human plasma sample contained only the former.Thin-layer chromatography revealed important differences among the plasmas from the three species, but all possessed hematosides and hexosamine-containing gangliosides.The approximate ratios of these two categories, based on sialic acid content, were (hematosides : hexosamine-type) : human, 2 : 1 ; rabbit, 3 : 2; and bovine, 2 : 3. The fatty acid compositions of both categories were characteristic of extraneural gangliosides and included six major acids: palmitic, stearic, behenic, tricosanoic, lignoceric, and nervonic.The major long-chain base in each sample was sphingosine, while only a trace of the Czo isomer was detected.Supplementary key words hematosides .sialic acid fatty acids .sphingosine bases DEAE-Sephadex G m x L m s m E s were first recognized as constituents of blood by their discovery in erythrocytes by Yamakawa and Suzuki in 1951 (1).A recent report by Marcus and Cass (2) indicated the presence of lipid-bound

A method is described for analysis of gangliosides by GLC assay of the sialic acid component. Mild acid treatment in methanol converted the latter to methyl ketoside methyl ester, which was then chromatographed as the TMS derivative. The major methanolysis product was shown to be the β-anomer, and its chromatographic peak was used for quantification. NANA and NGNA could be analyzed simultaneously, while an O-acetylated derivative of NGNA was detected qualitatively. Standard curves were obtained for the three following representative samples: (a) a mixture of beef brain gangliosides, (b) Tay-Sachs ganglioside, and (c) hematoside-NANA. These had different slopes which reflected the variation in yield of β-NANA obtained from methanolysis. The smallest sample analyzed in the present study contained 0.3 μg of NANA. The advantage of GLC in solving the problem of false chromogens is illustrated in a comparative study with two colorimetric procedures. Two columns are described whose combined use is highly effective in establishing identity and in eliminating false peaks when they arise. The GLC method has been applied to analysis of the total brain ganglioside content of several species, and a general trend was observed toward decreasing levels in the lower vertebrates. In addition, NGNA was detected and quantified in several of these samples.

We have devised a high performance thin-layer chromatography (HPTLC) densitometry method to resolve the major lipid classes of brain tissue. We used DEAE-Sephadex column chromatography to separate the total lipid into neutral and acidic lipid fractions. The lipid fractions were then spotted on separate HPTLC plates and chromatographed in one dimension using two solvent systems. Quantitation was by in situ densitometry with absolute amounts of the lipid classes determined from co-chromatographed standards. An internal standard was also used to improve the precision. The individual lipid classes of rat whole brain, human brain gray and white matter, rat and bovine myelin, and bovine oligodendroglia were quantitated. Human brain phosphatidylethanolamine plasmalogen was also quantitated. Sensitivity was increased by using the cupric acetate charring reagent, which we found to be more sensitive than the conventional sulfuric acid-dichromate reagent. Total lipid (less than 400 micrograms) was quantitated from 5 mg of tissue wet weight. The limit of detection, on HPTLC, for the individual lipid classes was below 20 ng.

Three-dimensional (3D) genome organization becomes altered during development, aging, and disease1-23, but the factors regulating chromatin topology are incompletely understood and currently no technology can efficiently screen for new regulators of multiscale chromatin organization. Here, we developed an image-based high-content screening platform (Perturb-tracing) that combines pooled CRISPR screen, a new cellular barcode readout method (BARC-FISH), and chromatin tracing. We performed a loss-of-function screen in human cells, and visualized alterations to their genome organization from 13,000 imaging target-perturbation combinations, alongside perturbation-paired barcode readout in the same single cells. Using 1.4 million 3D positions along chromosome traces, we discovered tens of new regulators of chromatin folding at different length scales, ranging from chromatin domains and compartments to chromosome territory. A subset of the regulators exhibited 3D genome effects associated with loop-extrusion and A-B compartmentalization mechanisms, while others were largely unrelated to these known 3D genome mechanisms. We found that the ATP-dependent helicase CHD7, the loss of which causes the congenital neural crest syndrome CHARGE24 and a chromatin remodeler previously shown to promote local chromatin openness25-27, counter-intuitively compacts chromatin over long range in different genomic contexts and cell backgrounds including neural crest cells, and globally represses gene expression. The DNA compaction effect of CHD7 is independent of its chromatin remodeling activity and does not require other protein partners. Finally, we identified new regulators of nuclear architectures and found a functional link between chromatin compaction and nuclear shape. Altogether, our method enables scalable, high-content identification of chromatin and nuclear topology regulators that will stimulate new insights into the 3D genome functions, such as global gene and nuclear regulation, in health and disease.

Water and light interactions cause color shifts and blurring in underwater images, while dynamic underwater illumination further disrupts scene consistency, resulting in poor performance of optical image-based reconstruction methods underwater. Although Neural Radiance Fields (NeRF) can describe aqueous medium through volume rendering, applying it directly underwater may induce artifacts and floaters. We propose SP-SeaNeRF, which uses micro MLP to predict water column parameters and simulates the degradation process as a combination of real colors and scattered colors in underwater images, enhancing the model's perception of scattering. We use illumination embedding vectors to learn the illumination bias within the images, in order to prevent dynamic illumination from disrupting scene consistency. We have introduced a novel sampling module, which focuses on maximum weight points, effectively improves training and inference speed. We evaluated our proposed method on SeaThru-NeRF and Neuralsea underwater datasets. The experimental results show that our method exhibits superior underwater color restoration ability, outperforming existing underwater NeRF in terms of reconstruction quality and speed.

The postnatal neural stem cell (NSC) pool hosts quiescent and activated radial glia-like NSCs contributing to neurogenesis throughout adulthood. However, the underlying regulatory mechanism during the transition from quiescent NSCs to activated NSCs in the postnatal NSC niche is not fully understood. Lipid metabolism and lipid composition play important roles in regulating NSC fate determination. Biological lipid membranes define the individual cellular shape and help maintain cellular organization and are highly heterogenous in structure and there exist diverse microdomains (also known as lipid rafts), which are enriched with sugar molecules, such as glycosphingolipids. An often overlooked but key aspect is that the functional activities of proteins and genes are highly dependent upon their molecular environments. We previously reported that ganglioside GD3 is the predominant species in NSCs and that the reduced postnatal NSC pools are observed in global GD3-synthase knockout (GD3S-KO) mouse brains. The specific roles of GD3 in determining the stage and cell-lineage determination of NSCs remain unclear, since global GD3S-KO mice cannot distinguish if GD3 regulates postnatal neurogenesis or developmental impacts. Here we show that inducible GD3 deletion in postnatal radial glia-like NSCs promotes the NSC activation, resulting in the loss of the long-term maintenance of the adult NSC pools. The reduced neurogenesis in the subventricular zone (SVZ) and the dentate gyrus (DG) of GD3S-conditional-knockout mice led to impaired olfactory and memory functions. Thus, our results provide convincing evidence that postnatal GD3 maintains the quiescent state of radial glia-like NSCs in the adult NSC niche.

Androgenetic alopecia (AGA) is the leading cause of hair loss in adults. Its pathogenesis remains unclear, but studies have shown that the androgen-mediated 5α-reductase-AR receptor pathway and the Wnt/β-catenin signaling pathway play significant roles. Camellia oleifera is an oil plant, and its fruits have been documented in folklore as having a hair cleansing effect and preventing hair loss. In this study, we used UPLC-Q-TOF-MS/MS to identify the structure of the substances contained in the polyphenols of Camellia oleifera seed shell. These polyphenols are mainly used for shampooing and anti-hair loss purposes. Next, we used molecular docking technology to dock 41 polyphenols and steroidal 5 alpha reductase 2 (SRD5A2). We found that the docking scores and docking sites of 1,3,6-tri-O-galloylglucose (TGG) and finasteride were similar. We constructed a mouse model of DHT-induced AGA to evaluate the effects of Camellia oleifera seed shell polyphenols (CSSP) and TGG in vivo. Treatment with CSSP and TGG alleviated alopecia symptoms and reduced DHT levels. Additionally, CSSP and TGG were able to reduce androgen levels by inhibiting the SRD5A2-AR receptor signaling pathway. Furthermore, by regulating the secretion of growth factors and activating the Wnt/β-catenin signaling pathway, CSSP and TGG were able to extend the duration of hair growth. In conclusion, our study showed that CSSP and TGG can improve AGA in C57BL/6 J mice and reduce the effect of androgen on hair follicle through the two signaling pathways mentioned above. This provides new insights into the material basis and mechanism of the treatment of AGA by CSSP.

SUMMARY Cognitive reserve theory posits a role for compensatory mechanisms in the aging brain in moderating cognitive decline and risk for Alzheimer’s Disease (AD). However, the identities of such mechanisms have remained elusive. A screen for hippocampal dentate granule cell (DGC) synapse loss-induced factors identified a secreted phospholipase , Pla2g2f , whose expression increases in DGCs during aging. Pla2g2f deletion in DGCs exacerbates aging-associated pathophysiological changes including synapse loss, inflammatory microglia, reactive astrogliosis, impaired neurogenesis, lipid dysregulation and hippocampal-dependent memory loss. Conversely, boosting Pla2g2f in DGCs during aging is sufficient to preserve synapses, reduce inflammatory microglia and reactive gliosis, prevent hippocampal-dependent memory impairment and modify trajectory of cognitive decline. Ex vivo, neuronal-PLA2G2F mediates intercellular signaling to decrease lipid droplet burden in microglia. Boosting Pla2g2f expression in DGCs of an aging-sensitive AD model reduces amyloid load and improves memory. Our findings implicate PLA2G2F as a compensatory neuroprotective factor that counteracts aging-associated cognitive decline. Highlights Pla2g2f expression is increased in DGCs following synapse loss and during aging Pla2g2f levels determine aging-associated pathophysiology and cognitive resilience PLA2G2F maintains lipid homeostasis Boosting Pla2g2f expression improves memory in an aging-sensitive AD mouse model