The abuse of traditional antibiotics has caused a series of health problems including antimicrobial resistance, which threatens human health. Therefore, searching for broad sources of antimicrobial agents and developing multidimensional strategies to combat bacterial infections are urgent. Here, we reported two natural self-assembling modes between berberine (BBR) and flavonoid glycosides: nanoparticles (NPs) and nanofibers (NFs), which were both mainly governed by electrostatic and hydrophobic interactions. These two nanostructures exhibited different antibacterial properties from BBR. NPs showed significantly enhanced bacteriostatic activity, whereas NFs displayed a much weaker effect than BBR. The distinguishing properties can be attributed to the different spatial configurations and self-assembly processes of NPs and NFs. Flavonoid glycosides and BBR first formed a one-dimensional complex unit and subsequently self-assembled into three-dimensional nanostructures. With the hydrophilic glucuronic acid toward the outside, NPs exhibited stronger affinity to bacteria, thereby inducing the collapse of the bacteria population and the decrease in biofilm. In addition, in vitro hemolysis tests, cytotoxicity tests, and in vivo zebrafish toxicity evaluation showed that the obtained self-assemblies had good biocompatibility. This supramolecular self-assembly strategy can be applied to construct other nanoscale antibacterial drugs and thus provides weapons for the development of self-delivering drugs in bacterial infection treatment.

Studies have confirmed that the spatial arrangement of chiral molecules has a decisive influence on supramolecular assembly. However, the effect of epimerization caused by the change of a single chiral center on the self-assembly of chiral molecules has not been reported. Herein, we explored a pair of epimers 18 α-glycyrrhetinic acid and 18 β-glycyrrhetinic acid from Glycyrrhiza uralensis Fisch, which had completely different medicinal activities. In this study, we found that these epimers of glycyrrhetinic acid showed distinct self-assembly properties under the condition of the deionized water and a small amount of DMSO solution. Interestingly, the cis-configured 18 β-GA could form a 'head-to-tail' interlaced structure and further self-assembled to form nanoparticles, while trans-configured 18 α-GA was connected in a "head-to-head" manner, and due to the excessive steric hindrance that made it difficult to assemble. This work not only clearly demonstrates the impact of epimerization due to changes in a single chiral center on the self-assembly of chiral molecules as well as biological activity, but also provides new insights into the self-assembly of natural organic molecules in the development of nanomedicines and biofunctional materials.

To examine alterations in visual acuity in patients with diabetic macular edema (DME), classified according to the TCED-HFV optical coherence tomography (OCT) system, following anti-vascular epithelial growth factor (VEGF) therapy.

Hypercholesterolemia (HLC) was a key risk factor for cardiovascular disease (CVD) characterized by elevated cholesterol levels, particularly LDL. While traditional Chinese medicine preparations Compound Danshen Pills(CDP) has been clinically used for hypercholesterolemia and coronary heart disease, its specific therapeutic effect on HLC remains understudied, necessitating further investigation into its mechanisms.

Discovery of new dipeptidyl peptidase IV (DPP-IV) inhibitory peptides from natural protein resources capable of regulating glucose metabolism in type 2 diabetic populations has been a significant challenge. In this study, we constructed a molecular docking- and machine learning-aided DPP-IV inhibitory peptide library and combined a functional screening approach based on intestinal organoids to discover efficient and new DPP-IV-inhibiting peptides from hemp seed protein hydrolysates. A novel tetrapeptide, VAMP, was then identified to strongly inhibit DPP-IV (IC50=1.00 μM in vitro), which competitively binds to DPP-IV and improves glucose metabolism in vivo with high safety by increasing active glucagon-like peptide-1 (GLP-1) levels in obese mouse models. Interestingly, VAMP specifically promoted the growth and abundance of intestinal Akkermansia muciniphila in vivo, at the same time, which was responsible for the improved intestinal barrier function and insulin resistance. Our study demonstrated that the novel bifunctional VAMP can effectively target the DPP-IV-GLP-1 axis and simultaneously regulate the abundance of the gut microbial A. muciniphila, to regulate glucose homeostasis, providing a promising nutraceutical and therapeutic tetrapeptide for hyperglycaemia treatment by targeting the gut-microbiata axis.

The [Fe]/H 2 O 2 oxidation system has found wide applications in chemistry and biology. Halogenation with this [Fe]/H 2 O 2 oxidation protocol and halide (X − ) in the biological system is well established with the identification of heme-iron–dependent haloperoxidases. However, mimicking such halogenation process is rarely explored for practical use in organic synthesis. Here, we report the development of a nonheme iron catalyst that mimics the heme-iron–dependent haloperoxidases to catalyze the generation of HOBr from H 2 O 2 /Br − with high efficiency. We discovered that a tridentate terpyridine (TPY) ligand designed for Fenton chemistry was optimal for FeBr 3 to form a stable nonheme iron catalyst [Fe(TPY)Br 3 ], which catalyzed arene bromination, Hunsdiecker-type decarboxylative bromination, bromolactonization, and oxidation of sulfides and thiols. Mechanistic studies revealed that Fenton chemistry ([Fe]/H 2 O 2 ) might operate to generate hydroxyl radical (HO • ), which oxidize bromide ion [Br − ] into reactive HOBr. This nonheme iron catalyst represents a biomimetic model for heme-iron–dependent haloperoxidases with potential applications in organic synthesis, drug discovery, and biology.

Background Mitochondrial DNA copy number (mtDNA-CN) has been associated with a variety of aging-related diseases, including all-cause mortality. However, the mechanism by which mtDNA-CN influences disease is not currently understood. One such mechanism may be through regulation of nuclear gene expression via the modification of nuclear DNA (nDNA) methylation.Methods To investigate this hypothesis, we assessed the relationship between mtDNA-CN and nDNA methylation in 2,507 African American (AA) and European American (EA) participants from the Atherosclerosis Risk in Communities (ARIC) study. To validate our findings we assayed an additional 2,528 participants from the Cardiovascular Health Study (CHS) (N=533) and Framingham Heart Study (FHS) (N=1,995). We further assessed the effect of experimental modification of mtDNA-CN through knockout of TFAM , a regulator of mtDNA replication, via CRISPR-Cas9.Results Thirty-four independent CpGs were associated with mtDNA-CN at genome-wide significance ( P <5×10-8). Meta-analysis across all cohorts identified six mtDNA-CN associated CpGs at genome-wide significance ( P <5×10-8). Additionally, over half of these CpGs were associated with phenotypes known to be associated with mtDNA-CN, including coronary heart disease, cardiovascular disease, and mortality. Experimental modification of mtDNA-CN demonstrated that modulation of mtDNA-CN directly drives changes in nDNA methylation and gene expression of specific CpGs and nearby transcripts. Strikingly, the ‘neuroactive ligand receptor interaction’ KEGG pathway was found to be highly overrepresented in the ARIC cohort ( P = 5.24×10-12), as well as the TFAM knockout methylation ( P= 4.41×10-4) and expression ( P= 4.30×10-4) studies.Conclusions These results demonstrate that changes in mtDNA-CN influence nDNA methylation at specific loci and result in differential expression of specific genes that may impact human health and disease via altered cell signaling.* AA : African American ARIC : Atherosclerosis Risk in Communities CHD : Coronary Heart Disease CHS : Cardiovascular Health Study CVD : Cardiovascular disease EA : European American FHS : Framingham Heart Study meQTLs : methylation quantitative trait loci MR : Mendelian Randomization mtDNA : mitochondrial DNA mtDNA-CN : Mitochondrial DNA copy number nDNA : nuclear DNA qPCR : quantitative polymerase chain reaction SNPs : single nucleotide polymorphisms SVA : Surrogate Variable Analysis TOPMed : Trans-Omics in Precision Medicine WGS : Whole genome sequencing