Successful oral insulin administration can considerably enhance the quality of life (QOL) of diabetes patients who must frequently take insulin injections. However, Oral insulin administration is seriously hampered by gastrointestinal enzymes, wide pH range, mucus and mucosal layers, which limit insulin oral bioavailability to ≤2 %. Herein, we developed a simple, inexpensive and safe dual β-cyclodextrin/dialdehyde glucan-coated keratin nanoparticle (β-CD-K-IN-DG). The resulted β-CD-K-IN-DG not only gave the ultra-high insulin loading (encapsulation efficiency (98.52 %)), but also protected insulin from acid and enzymatic degradation. This β-CD-K-IN-DG had a notable hypoglycemic effect, there was almost 80 % insulin release after 4 h of incubation under hyperglycemic conditions. Ex vivo results confirmed that β-CD-K-IN-DG possessed high mucus-penetration ability. Transepithelial transport and uptake mechanism studies revealed that bypass transport pathway and endocytosis promoted β-CD-K-IN-DG entered intestinal epithelial cells, thus increased the bioavailability of insulin (12.27 %). The improved stability of insulin during in vivo transport implied that β-CD-K-IN-DG might be a potential tool for the effective oral insulin administration.

Abstract Background Although cumulative studies have demonstrated a beneficial effect of high-flow nasal cannula oxygen (HFNC) in acute hypercapnic respiratory failure, randomized trials to compare HFNC with non-invasive ventilation (NIV) as initial treatment in acute exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease (AECOPD) patients with acute-moderate hypercapnic respiratory failure are limited. The aim of this randomized, open label, non-inferiority trial was to compare treatment failure rates between HFNC and NIV in such patients. Methods Patients diagnosed with AECOPD with a baseline arterial blood gas pH between 7.25 and 7.35 and PaCO 2 ≥ 50 mmHg admitted to two intensive care units (ICUs) at a large tertiary academic teaching hospital between March 2018 and December 2022 were randomly assigned to HFNC or NIV. The primary endpoint was the rate of treatment failure, defined as endotracheal intubation or a switch to the other study treatment modality. Secondary endpoints were rates of intubation or treatment change, blood gas values, vital signs at one, 12, and 48 h, 28-day mortality, as well as ICU and hospital lengths of stay. Results 225 total patients (113 in the HFNC group and 112 in the NIV group) were included in the intention-to-treat analysis. The failure rate of the HFNC group was 25.7%, while the NIV group was 14.3%. The failure rate risk difference between the two groups was 11.38% (95% CI 0.25–21.20, P = 0.033), which was higher than the non-inferiority cut-off of 9%. In the per-protocol analysis, treatment failure occurred in 28 of 110 patients (25.5%) in the HFNC group and 15 of 109 patients (13.8%) in the NIV group (risk difference, 11.69%; 95% CI 0.48–22.60). The intubation rate in the HFNC group was higher than in the NIV group (14.2% vs 5.4%, P = 0.026). The treatment switch rate, ICU and hospital length of stay or 28-day mortality in the HFNC group were not statistically different from the NIV group (all P > 0.05). Conclusion HFNC was not shown to be non-inferior to NIV and resulted in a higher incidence of treatment failure than NIV when used as the initial respiratory support for AECOPD patients with acute-moderate hypercapnic respiratory failure. Trial registration : chictr.org (ChiCTR1800014553). Registered 21 January 2018, http://www.chictr.org.cn

Evidence has demonstrated that exoskeleton robots can improve intestinal function in patients with spinal cord injury (SCI). However, the underlying mechanisms remain unelucidated. This study investigated the effects of exoskeleton-assisted walking (EAW) on intestinal function and intestinal flora structure in T2-L1 motor complete paraplegia patients. The results showed that five participants in the EAW group and three in the conventional group reported improvements in at least one bowel management index, including an increased frequency of bowel evacuations, less time spent on bowel management per day, and less external assistance (manual digital stimulation, medication, and enema usage). After 8 weeks of training, the amount of glycerol used in the EAW group decreased significantly ( p < 0.05). The EAW group showed an increasing trend in the neurogenic bowel dysfunction (NBD) score after 8 weeks of training, while the conventional group showed a worsening trend. Patients who received the EAW intervention exhibited a decreased abundance of Bacteroidetes and Verrucomicrobia , while Firmicutes , Proteobacteria , and Actinobacteria were upregulated. In addition, there were decreases in the abundances of Bacteroides , Prevotella , Parabacteroides , Akkermansia , Blautia , Ruminococcus 2 , and Megamonas . In contrast, Ruminococcus 1 , Ruminococcaceae UCG002 , Faecalibacterium , Dialister , Ralstonia , Escherichia-Shigella , and Bifidobacterium showed upregulation among the top 15 genera. The abundance of Ralstonia was significantly higher in the EAW group than in the conventional group, and Dialister increased significantly in EAW individuals at 8 weeks. This study suggests that EAW can improve intestinal function of SCI patients in a limited way, and may be associated with changes in the abundance of intestinal flora, especially an increase in beneficial bacteria. In the future, we need to further understand the changes in microbial groups caused by EAW training and all related impact mechanisms, especially intestinal flora metabolites. Clinical trial registration : https://www.chictr.org.cn/ .

Two-photon fluorescence lifetime microscopy (TP-FLIM) is a powerful quantitative imaging technique that that can characterize and analyze the microenvironment changes of biological samples in the fluorescence lifetime dimension. It is not affected by factors such as excitation light intensity, sample bleaching, and fluorophore concentration, and has the advantages of high sensitivity and resolution. Therefore, it has extensive applications in biomedical research, disease diagnosis, and other fields. Second harmonic generation imaging (SHG) possesses the unique characteristics of high spatial resolution and imaging depth inherent in nonlinear optical imaging. SHG occurs in non-centrosymmetric structures, a property exhibited by collagen tissue in biological organisms. Consequently, SHG has been employed for specific tissue structure imaging. This paper combines TP-FLIM and SHG technologies to investigate pathological lung sections. Vector analysis of TP-FLIM is applied to analyze the fluorescence lifetime data of lung collagen fibers. Through TP-FLIM and SHG technologies, the lifetime of collagen fibers in the sample can be calculated and the collagen fiber tissue and non-collagen fiber tissue in the lung tissue sections can be clearly distinguished. This provides a new direction and possibility for indepth understanding of pulmonary fibrosis and other pathological mechanisms related to collagen fiber diseases, offering new insights into pathology and provisional diagnosis.

Elaeagnus angustifolia L. is a deciduous tree of the Elaeagnaceae family. It is widely used in the study of abiotic stress tolerance in plants and for the improvement of desertification-affected land due to its characteristics of drought resistance, salt tolerance, cold resistance, wind resistance, and other environmental adaptation. Here, we report the complete genome sequencing using the Pacific Biosciences (PacBio) platform and Hi-C assisted assembly of E. angustifolia. A total of 44.27 Gb raw PacBio sequel reads were obtained after filtering out low-quality data, with an average length of 8.64 Kb. And 39.56 Gb clean reads was obtained, with a sequencing coverage of 75×, and Q30 ratio > 95.46%. The 510.71 Mb genomic sequence was mapped to the chromosome, accounting for 96.94% of the total length of the sequence, and the corresponding number of sequences was 269, accounting for 45.83% of the total number of sequences. The genome sequence study of E. angustifolia can be a valuable source for the comparative genome analysis of the Elaeagnaceae family members, and can help to understand the evolutionary response mechanisms of the Elaeagnaceae to drought, salt, cold and wind resistance, and thereby provide effective theoretical support for the improvement of desertification-affected land.

Objectives: Polysaccharides from Glycyrrhiza are known to have several bioactive effects. Previous studies have found that low-molecular-weight Glycyrrhiza polysaccharide (GP1) is degraded by Muribaculum_sp_H5 and promotes the production of beneficial bacteria and metabolites, which improves immune disorder and intestinal injury, and then enhances the body’s immune regulation ability. However, the immune regulation effect of GP1 on a healthy body has not been studied. In this study, we aimed to reveal the immune enhancement effect and mechanism of GP1 on healthy mice. Methods: The cytotoxicity and immunomodulatory activity of GP1 were analyzed by cell experiment; the effects of GP1 on antioxidation, immune regulation and gut microbiota structure of healthy body were studied in vivo. In addition, the mechanism of GP1 enhancing immune response of healthy body was analyzed by multi-omics. Results: The results show that GP1 enhanced the immune function of healthy mice by increasing the index of immune organs, improving the organizational structure of immune organs, and increasing the secretion of immune cytokines and immunoglobulin. GP1 also increased the contents of antioxidant factors such as total antioxidant capacity (T-AOC), glutathione peroxidase (GSH-Px) and superoxide dismutase (SOD) in various organs and reduced the content of oxide malondialdehyde (MDA), thus enhancing the body’s antioxidant capacity, promoting cell proliferation and prolonging life. Moreover, GP1 promoted the proliferation of beneficial bacteria, including Muribaculaceae_unclassified, Muribaculum, Prevotellaceae_UCG-001, and Paramuribaculum, and the production of characteristic metabolites (collectively referred to as postbiotics), including α-tocopherol, arachidonic acid, melibiose, taurine, and nicotinic acid. These beneficial bacteria and postbiotics have been proven to have health maintaining functions. Conclusions: GP1 promoted the proliferation of beneficial bacteria and increased the production of postbiotics, which should be the mechanism of its beneficial effect. It is expected to be a promising immune dietary supplement.

The release of supersaturated total dissolved gas (STDG) from dams has been linked to the development of gas bubble disease, which can ultimately result in the death of fish. In order to minimize the impact of STDG on aquatic ecology, the effect of aeration on mass transfer at the air-liquid interface is taken into account. This paper selects four commonly used aerators to carry out indoor aeration tower experiments under different aeration conditions (aeration aperture, aeration water depth, and aeration volume), exploring aerators that can efficiently promote STDG release. The results indicated that the diaphragm aerator was found to have the greatest effect on STDG release, followed by corundum and spin mix aerator. In contrast, a pinhole aerator was found to have the least beneficial impact on STDG release. The increase in the release coefficient for the diaphragm aerator in comparison to the pinhole aerator is 32%. A prediction model for the aeration system was developed based on the mass transfer mechanism at the gas-liquid interface. The parameters in the model were determined using experimental data, which effectively improved the model's prediction accuracy. The findings of this study may serve as a reference point for the selection of the most suitable aerator in the actual engineering of STDG mitigation by aeration technology.