Titanium (Ti) implants are widely used clinically but post-operation infection remains one of the most common and serious complications. A surface boasting long-term antibacterial ability is highly desirable in order to prevent implant associated infection. In this study, titania nanotubes (TiO2-NTs) incorporated with silver (Ag) nanoparticles are fabricated on Ti implants to achieve this purpose. The Ag nanoparticles adhere tightly to the wall of the TiO2-NTs prepared by immersion in a silver nitrate solution followed by ultraviolet light radiation. The amount of Ag introduced to the NTs can be varied by changing processing parameters such as the AgNO3 concentration and immersion time. The TiO2-NTs loaded with Ag nanoparticles (NT-Ag) can kill all the planktonic bacteria in the suspension during the first several days, and the ability of the NT-Ag to prevent bacterial adhesion is maintained without obvious decline for 30 days, which are normally long enough to prevent post-operation infection in the early and intermediate stages and perhaps even late infection around the implant. Although the NT-Ag structure shows some cytotoxicity, it can be reduced by controlling the Ag release rate. The NT-Ag materials are also expected to possess satisfactory osteoconductivity in addition to the good biological performance expected of TiO2-NTs. This controllable NT-Ag structure which provides relatively long-term antibacterial ability and good tissue integration has promising applications in orthopedics, dentistry, and other biomedical devices.

Patients with high ALDH1A3-expressing glioblastoma (ALDH1A3hi GBM) show limited benefit from postoperative chemoradiotherapy. Understanding the mechanisms underlying such resistance in these patients is crucial for the development of new treatments. Here, we show that the interaction between ALDH1A3 and PKM2 enhances the latter's tetramerization and promotes lactate accumulation in glioblastoma stem cells (GSCs). By scanning the lactylated proteome in lactate-accumulating GSCs, we show that XRCC1 undergoes lactylation at lysine 247 (K247). Lactylated XRCC1 shows a stronger affinity for importin α, allowing for greater nuclear transposition of XRCC1 and enhanced DNA repair. Through high-throughput screening of a small-molecule library, we show that D34-919 potently disrupts the ALDH1A3-PKM2 interaction, preventing the ALDH1A3-mediated enhancement of PKM2 tetramerization. In vitro and in vivo treatment with D34-919 enhanced chemoradiotherapy-induced apoptosis of GBM cells. Together, our findings show that ALDH1A3-mediated PKM2 tetramerization is a potential therapeutic target to improve the response to chemoradiotherapy in ALDH1A3hi GBM.

There is insufficient understanding of the spatio-temporal evolution of surface water-groundwater quality and hydraulic connection under both natural and human influences in urban river basins. To this end, this paper investigated the spatio-seasonal pattern of hydrochemical evolution and surface water-groundwater interaction in a typical urban river basin (Dahei River basin) based on isotopic and hydrochemical data of 132 water samples collected during three seasons (normal, wet and dry seasons). From the normal season to the wet season, surface water in the Dahei River basin was dominated by the impacts of evaporation and groundwater discharge processes. During this period, the precipitation and agricultural activities (canal irrigation) were frequent. Thus, groundwater was affected by irrigation infiltration of surface water and precipitation from high-altitude areas. From the wet season to the dry season, precipitation decreased and irrigation methods changed (canal irrigation → well irrigation). In this case, groundwater discharge had a stronger impact on surface water, and shallow groundwater was recharged by deep groundwater through the well irrigation. Under this hydrological pattern, the hydrochemical characteristics of surface water were mainly influenced by evaporation, human activities (agricultural irrigation and sewage treatment) and groundwater discharge. In contrast, the hydrochemical characteristics of groundwater were main influenced by water-rock interactions (dissolution of evaporites and silicates, and cation exchange) and human activities. This study contributed to a better understanding of the hydrochemical and hydrological processes in urban river basins and provided a theoretical basis for the sustainable management of water resources.

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is a clinically challenging cancer with a dismal overall prognosis. NSD2 is an H3K36-specific di-methyltransferase that has been reported to play a crucial role in promoting tumorigenesis. Here, the study demonstrates that NSD2 acts as a putative tumor suppressor in Kras-driven pancreatic tumorigenesis. NSD2 restrains the mice from inflammation and Kras-induced ductal metaplasia, while NSD2 loss facilitates pancreatic tumorigenesis. Mechanistically, NSD2-mediated H3K36me2 promotes the expression of IκBα, which inhibits the phosphorylation of p65 and NF-κB nuclear translocation. More importantly, NSD2 interacts with the DNA binding domain of p65, attenuating NF-κB transcriptional activity. Furthermore, inhibition of NF-κB signaling relieves the symptoms of Nsd2-deficient mice and sensitizes Nsd2-null PDAC to gemcitabine. Clinically, NSD2 expression decreased in PDAC patients and negatively correlated to nuclear p65 expression. Together, the study reveals the important tumor suppressor role of NSD2 and multiple mechanisms by which NSD2 suppresses both p65 phosphorylation and downstream transcriptional activity during pancreatic tumorigenesis. This study opens therapeutic opportunities for PDAC patients with NSD2 low/loss by combined treatment with gemcitabine and NF-κBi.

How to timely identify the food quality through a low-cost, easy operation, and high-throughput way is a milestone protects for food industry, especially in resource-limited area. Nanosensors by integrating with biomolecules (such as antibodies and aptamers) have emerged substitutes for the standard equipment analysis in the large-scale screening. However, the expensive cost of biomolecules, the "lock-key" combination unable to solve some problems (such as food freshness), and emerging food risks have strictly their development in food industry. Additionally, nanosensors without biomolecules are easily suffered from the non-specific interference, making the detection results unreliable. Therefore, some studies have concentrated on the sensor array by using nanomaterials as receptors to solving abovementioned problems, which is based on the multiple signal responses to generate the distinctive fingerprint for each analyte. This review comprehensively discussed the machine learning-assisted nanosensor arrays for the efficiently high-throughput food detection analysis, which mainly concludes candidates for nanosensor arrays, commonly used machine learning algorithms, and the application in food applications (such as foodborne hazards, food components, food freshness, food origin, and food adulteration). Additionally, we have proposed the challenges and prospects of machine learning-assisted nanosensor arrays in food applications to bridge the gap of current development bottleneck. Therefore, machine learning-assisted nanosensor arrays for the efficient high-throughput detection analysis in food industry are proposed.

Vortex beams have the significance to enhance the performance of lidar (light detection and ranging). We propose a simulation model that uses the vector vortex beam with polarization modulation to separate background and multiple-scattered signals from the signals reflected back from a target. Numerical simulations show that when the vortex retarder was placed in the simulation model, the signal-to-noise ratio (SNR) was improved by blocking the multiple-scattered signals. The background and multiple-scattered signals (incoherent light) show a spot-like distribution at the center on the image plane. The single-scattered signals (coherent light) form a ring-shaped intensity distribution. Thus, we can use an annular aperture to filter out the incoherent part. The simulation models can help design better performing lidar instruments and optical communication systems. The optical vortex can be used for optical filtering of underwater exploration, and optical communication.

Mn4+-activated fluoride phosphor is one of the crucial red-emitting phosphors for white lighting systems driven by light-emitting diodes (LEDs). In this study, we successfully synthesized high-quality K2Si1-xF6:xMn4+ (x = 0.03–0.70)...