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Xiaoting Pei
Author with expertise in Mammalian Circadian Rhythms and Physiology
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Leptin Receptor Deficiency–Associated Diabetes Disrupts Lacrimal Gland Circadian Rhythms and Contributes to Dry Eye Syndrome

Xiaoting Pei et al.Jan 8, 2025
Purpose: This study investigated the impact of hyperglycemia in type 2 diabetes mellitus (T2DM) on the circadian rhythms and function of lacrimal glands (LGs) in contributing to dry eye syndrome. We assessed the effects of hyperglycemia on circadian gene expression, immune cell recruitment, neural activity, and metabolic pathways, and evaluated the effectiveness of insulin in restoring normal LG function. Methods: Using a T2DM mouse model (db/db mice), circadian transcriptomic changes in LGs were analyzed through RNA sequencing over a 24-hour period. Rhythmic expression of core clock genes, immune and neural activity, and metabolic pathways were evaluated. The effects of insulin treatment on these parameters were also assessed. Results: Hyperglycemia disrupted the circadian expression of core clock genes in LGs, leading to a 50% reduction in rhythmic gene expression. This was associated with altered immune cell recruitment, impaired neural activity, and metabolic changes. Insulin treatment lowered blood glucose levels but did not restore normal circadian function or tear secretion, exacerbating dry eye syndrome in diabetic mice. Conclusions: T2DM significantly disrupts circadian rhythms and function in lacrimal glands, contributing to dry eye syndrome. The limited efficacy of insulin in restoring circadian regulation suggests that hyperglycemia-induced dysfunction in LGs is not solely dependent on blood glucose levels, highlighting the need for therapies targeting circadian rhythms in diabetic ocular complications.
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Analysis of the heterogeneity and complexity of murine extraorbital lacrimal gland via single-cell RNA sequencing

Sen Zou et al.May 12, 2023
ABSTRACT Purpose The lacrimal gland is essential for maintaining ocular surface health and avoiding external damage by secreting the aqueous layer of the tear film. However, a healthy lacrimal gland’s inventory of cell types and heterogeneity remains understudied. Methods Here, 10X genome-based single-cell RNA sequencing was used to generate an unbiased classification of cellular diversity in the extraorbital lacrimal gland (ELG) of C57BL/6J mice. From 48,077 high-quality cells, an atlas of cell heterogeneity was produced, and cell types were defined by classic marker genes. The possible functions of these cells and the pseudotime trajectories for certain cell populations were analyzed through bioinformatics. In addition, a preliminary analysis of the cell-cell communication network in ELG was performed. Results Over 41 subclasses of cells were identified, including 9 kinds of glandular epithelial cells, 7 kinds of fibroblasts, 10 kinds of myeloid-derived immune cells, at least 10 kinds of lymphoid-derived immune cells, 3 kinds of vascular-associated cell subsets, and 2 kinds of Schwann cells. Analysis of cell–cell communication networks revealed that innate lymphoid cells were closely associated with other cells. Conclusions This study provides the first comprehensive transcriptome atlas and related database of mouse ELG. This resource can aid in a deeper understanding of lacrimal gland biology and pathophysiology of its related diseases.
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Narrative review of comprehensive management strategies for diabetic retinopathy: interdisciplinary approaches and future perspectives

Xiaoting Pei et al.Jan 1, 2025
This review examines the epidemiological trends, pathophysiologic mechanisms, and current and future therapeutic strategies for diabetic retinopathy (DR), focusing on innovative management countermeasures in the face of this global public health challenge. As the number of patients with diabetes continues to increase, DR, as one of its major complications, poses a significant threat to global visual health. This review not only summarises the latest advances in personalised treatment and emerging therapeutic modalities (such as anti-vascular endothelial growth factor therapy, laser treatment, surgical procedures and cutting-edge gene and stem cell therapies) but also emphasises the revolutionary potential of telemedicine technologies and digital health platforms to improve DR screening and adherence among people with diabetes. We show how these technological innovations, especially in resource-limited settings, can achieve early diagnosis and effective treatment, thereby significantly reducing the public health burden of DR. In addition, this article highlights the critical role of interdisciplinary teamwork in optimising the comprehensive management of DR, involving close collaboration among physicians, researchers, patient education specialists and policy-makers, as well as the importance of implementing these innovative solutions through societal engagement and policy support. By highlighting these innovative strategies and their specific impact on improving public health practices, this review offers new perspectives and strategies for the future management of DR, with the goal of promoting the prevention, diagnosis and treatment of DR worldwide, improving patient prognosis and enhancing quality of life.
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Chronic Jet Lag Disrupts Circadian Rhythms and Induces Hyperproliferation in Murine Lacrimal Glands via ROS Accumulation

Shenzhen Huang et al.Jan 7, 2025
Purpose: Chronic jet lag (CJL) is known to disrupt circadian rhythms, which regulate various physiological processes, including ocular surface homeostasis. However, the specific effects of CJL on lacrimal gland function and the underlying cellular mechanisms remain poorly understood. Methods: A CJL model was established using C57BL/6J mice. Extraorbital lacrimal glands (ELGs) were collected at 3-hour intervals for RNA extraction and high-throughput RNA sequencing. Circadian transcriptomic profiles were analyzed, and functional annotations were performed. Hydrogen peroxide levels and total antioxidant capacity in tear fluid were measured using chemometric assays. Immunofluorescence was used to assess cell proliferation, apoptosis, immune cell infiltration in ELGs, and reactive oxygen species (ROS) accumulation. The potential therapeutic effects of alpha-lipoic acid (ALA) on CJL-induced oxidative stress and pathological changes in ELGs were also investigated. Results: CJL significantly disrupted locomotor activity, altered body temperature rhythms, and modified diurnal oscillations in ELGs. Transcriptomic analysis revealed extensive changes in rhythmic gene expression, phase shifts, and pathway clustering in response to CJL. The disruption of the core circadian clock transcription was associated with ELG hyperproliferation and increased ROS accumulation. tert-Butyl hydroperoxide promoted ELG cell proliferation, and ALA effectively reduced ROS levels and mitigated CJL-induced hyperproliferation. Conclusions: These findings uncover novel molecular pathways affected by CJL and highlight the potential of antioxidant therapies, such as ALA, in preserving ocular surface health under conditions of circadian rhythm disruption.