Abstract Background: Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) is a heterogeneous lung condition associated with RNA methylation and autophagy. However, the specific autophagy-related genes and RNA methylation regulators involved in COPD development remain unknown. Methods: We analyzed COPD and non-COPD patients datasets obtained from the Gene Expression Omnibus database, including Tissue Sequencing Transcriptome (bulk-seq) and single-cell sequencing (scRNA-seq) data. Differentially expressed genes (DEGs) were identified through differential genetic analysis using non-COPD bulk-seq data as the control group and COPD samples were used as the experimental group. Animal experiments were conducted to validate the expression of key genes. COPD model mice were exposed to smoke for four months, and lung function and histopathological changes were assessed. The mRNA and protein expression levels of FTO, IGF2BP2, DDIT3, DNAJB1, and YTHDF3 were measured using RT-qPCR and Western blotting, respectively. Results: We identified FTO, IGF2BP2, and YTHDF3 as key methylation genes, along with autophagy hub genes;DDIT3 and DNAJB1. Animal experiments showed significantly increased mRNA and protein levels of FTO, YTHDF3 and DNAJB1 and significantly decreased levels of IGF2BP2 in lung tissue of COPD mice compared to the control group. Conclusion: Our findings suggest that DDIT3 and DNAJB1 as autophagy hub genes, along with FTO, IGF2BP2 and YTHDF3 as RNA methylation genes, may play crucial roles in the development of COPD. These findings, supported by bulk-seq and scRNA-seq data, contribute novel genetic evidence for understanding the epigenetics of COPD.

Diarrhea and constipation are common health concerns in children. Numerous studies have identified strong association between gut microbiota and digestive-related diseases. But little is known about the gut microbiota that simultaneously affects both diarrhea and constipation or their potential regulatory mechanisms. Stool samples from 618 children (66 diarrhea, 138 constipation, 414 healthy controls) aged 0-3 years were collected to investigate gut microbiota changes using 16S rRNA sequencing. Compared with healthy, children with diarrhea exhibited a significant decrease in microbial diversity, while those with constipation showed a marked increase (p < 0.05). Significantly, our results firstly Ruminococcus increased in constipation (p = 0.03) and decreased in diarrhea (p < 0.01) compared to healthy controls. Pathway analysis revealed that Ruminococcus highly involved in the regulation of five common pathways (membrane transport, nervous system, energy metabolism, signal transduction and endocrine system pathways) between diarrhea and constipation, suggesting a potential shared regulatory mechanism. Our finding firstly reveals one core microorganisms that may affect the steady balance of the gut in children with diarrhea or constipation, providing an important reference for potential diagnosis and treatment of constipation and diarrhea.

To achieve all-organic polymer with high dielectric performances, we have designed a novel side-chain liquid crystalline polymer (P7) with strong polar mesogen of (Z)-4-(2-cyano-2-phenylvinyl)benzonitrile (CSCN) attached to polycyclooctene backbone. The bis-cyano-substituted CSCN is board-shaped and exhibits a large dipole moment (8.54 D) which tilts ∼34.2° away from its molecular long axis. Consequently, CSCN shows unique dual molecular anisotropy: one from biaxial shape anisotropy and the other from polarization anisotropy. The complex phase behaviors of P7 were investigated employing mainly the techniques of differential scanning calorimetry and X-ray diffraction. Four liquid crystal (LC) phases are identified as K0, K1, K2 and K3, which are SmA, highly-ordered biaxial SmA, B5-like and of B7-like, respectively, with the thermal stability increased in sequence. The experimental results indicate that the different LC phases are arisen from the competition and balance between π-π stacking and dipole-dipole interaction. While the face-to-face π-π stacking is dominant in K0 and K1, optimizing the dipole-dipole interaction causes the CSCN mesogens within the smectic layer to tilt and rotate, resulting in K2 and K3. We further investigated the dielectric properties of P7 films using polarization-electric field loops test. The dielectric constant (εr) of P7 is found to be LC structure dependent, which is increased when the LC phase is varied from K0 to K3. With an average εr of 9.7 achieved in K3 and the low dielectric loss (tan δ = 0.001), P7 film offers a promising material in advanced applications like energy storage and electronic devices.