A phthalide derivative isolated from endophytic fungiPestalotiopsis photiniae induces G1 cell cycle arrest and apoptosis in human HeLa cells

MP [4-(3′,3′-dimethylallyloxy)-5-methyl-6-methoxyphthalide] was obtained from liquid culture of Pestalotiopsis photiniaeisolated from the Chinese Podocarpaceae plant Podocarpus macrophyllus. MP significantly inhibited the proliferation of HeLa tumor cell lines. After treatment with MP, characteristic apoptotic features such as DNA fragmentation and chromatin condensation were observed in DAPI-stained HeLa cells. Flow cytometry showed that MP induced G1 cell cycle arrest and apoptosis in a dose-dependent manner. Western blotting and real-time reverse transcription-polymerase chain reaction were used to investigate protein and mRNA expression. MP caused significant cell cycle arrest by upregulating the cyclin-dependent kinase inhibitor p27KIP1 protein and p21CIP1 mRNA levels in HeLa cells. The expression of p73 protein was increased after treatment with various MP concentrations. mRNA expression of the cell cycle-related genes, p21CIP1, p16INK4a and Gadd45α, was significantly upregulated and mRNA levels demonstrated significantly increased translation ofp73, JunB, FKHR, andBim. The results indicate that MP may be a potential treatment for cervical cancer.

Effect of JJYMD-C, a novel synthetic derivative of gallic acid, on proliferation and phenotype maintenance in rabbit articular chondrocytes in vitro

Tissue engineering encapsulated cells such as chondrocytes in the carrier matrix have been widely used to repair cartilage defects. However, chondrocyte phenotype is easily lost when chondrocytes are expanded in vitro by a process defined as “dedifferentiation”. To ensure successful therapy, an effective pro-chondrogenic agent is necessary to overcome the obstacle of limited cell numbers in the restoration process, and dedifferentiation is a prerequisite. Gallic acid (GA) has been used in the treatment of arthritis, but its biocompatibility is inferior to that of other compounds. In this study, we modified GA by incorporating sulfamonomethoxine sodium and synthesized a sulfonamido-based gallate, JJYMD-C, and evaluated its effect on chondrocyte metabolism. Our results showed that JJYMD-C could effectively increase the levels of the collagen II, Sox9, and aggrecan genes, promote chondrocyte growth, and enhance secretion and synthesis of cartilage extracellular matrix. On the other hand, expression of the collagen I gene was effectively down-regulated, demonstrating inhibition of chondrocyte dedifferentiation by JJYMD-C. Hypertrophy, as a characteristic of chondrocyte ossification, was undetectable in the JJYMD-C groups. We used JJYMD-C at doses of 0.125, 0.25, and 0.5 µg/mL, and the strongest response was observed with 0.25 µg/mL. This study provides a basis for further studies on a novel agent in the treatment of articular cartilage defects.

Esculetin, a coumarin derivative, exerts in vitro and in vivo antiproliferative activity against hepatocellular carcinoma by initiating a mitochondrial-dependent apoptosis pathway

This study investigated the in vitro and in vivo antiproliferative activity of esculetin against hepatocellular carcinoma, and clarified its potential molecular mechanisms. Cell viability was determined by the MTT (tetrazolium) colorimetric assay. In vivoantitumor activity of esculetin was evaluated in a hepatocellular carcinoma mouse model. Seventy-five C57BL/6J mice were implanted with Hepa1-6 cells and randomized into five groups (n=15 each) given daily intraperitoneal injections of vehicle (physiological saline), esculetin (200, 400, or 700 mg·kg-1·day-1), or 5-Fu (200 mg·kg-1·day-1) for 15 days. Esculetin significantly decreased tumor growth in mice bearing Hepa1-6 cells. Tumor weight was decreased by 20.33, 40.37, and 55.42% with increasing doses of esculetin. Esculetin significantly inhibited proliferation of HCC cells in a concentration- and time-dependent manner and with an IC50 value of 2.24 mM. It blocked the cell cycle at S phase and induced apoptosis in SMMC-7721 cells with significant elevation of caspase-3 and caspase-9 activity, but did not affect caspase-8 activity. Moreover, esculetin treatment resulted in the collapse of mitochondrial membrane potential in vitro and in vivo accompanied by increased Bax expression and decreased Bcl-2 expression at both transcriptional and translational levels. Thus, esculetin exerted in vitro and in vivo antiproliferative activity in hepatocellular carcinoma, and its mechanisms involved initiation of a mitochondrial-mediated, caspase-dependent apoptosis pathway.

Composição química da biomassa de levedura integral (Saccharomyces sp.) e determinação do valor nutritivo da proteína em células íntegras ou rompidas mecanicamente

Levedura de cerveja foi submetida a estudos analíticos para determinação de sua composição química e a ensaios biológicos em ratos para determinação de seu valor protéico, na forma de células íntegras e com as paredes celulares rompidas mecanicamente, através de um moinho com esferas de vidro (Dynomill). Na composição da biomassa predominam as proteínas (48,52%), os carboidratos (32,92%), minerais (8,32%), RNA (7,52%) e lípides totais (3,4%). O perfil de aminoácidos da proteína é adequado para nutrição humana, superando as recomendações da FAO/WHO/UNU de aminoácidos essenciais, sendo particularmente rica em lisina, podendo ser indicada para complementar a proteína de cereais. O valor protéico determinado através de ensaios biológicos (PER e NPUa) representou 70-80% dos valores para caseína, utilizada como referência.

Farinha integral de trigo germinado: 3. Características nutricionais e estabilidade ao armazenamento

O trigo (Triticum aestivum L.) é usado principalmente para alimentação humana, na forma de farinhas. A germinação pode ser útil para melhorar a qualidade protéica, bem como a de outros nutrientes do trigo, e a estabilidade das farinhas produzidas de trigo germinado é desconhecida. Assim, este trabalho investigou, em laboratório, o efeito da germinação sobre algumas características nutricionais e sobre a estabilidade ao armazenamento de farinhas integrais de trigo germinado por 48 (FITG48), 72 (FITG72) e 96 horas (FITG96). O perfil de aminoácidos das FITGs foi considerado bom, quando comparado com o da farinha controle e com o do padrão teórico da FAO para pré-escolares (2-5 anos). Somente a lisina (primeiro aminoácido limitante) e a treonina das FITGs mostraram valores mais baixos que o do citado padrão. O escore químico (em torno de 56-57) e o escore de aminoácidos corrigido pela digestibilidade protéica (em torno de 54-58) foram mais altos nas FITGs que na farinha integral controle (48 e 42, respectivamente). Com base nesses resultados, as características nutricionais das FITGs foram melhoradas pela germinação de trigo. Com relação à estabilidade ao armazenamento, o pH diminuiu e a acidez álcool-solúvel aumentou de acordo com o tempo de germinação de trigo. As FITGs foram estáveis até 4 meses de armazenamento, com exceção da FITG96, que apresentou alto nível de acidez álcool-solúvel, provavelmente devido à rancidez hidrolítica. O hexanal, uma medida da deterioração oxidativa, foi encontrado somente na farinha controle; nas FITGs não foi detectado, indicando boa estabilidade oxidativa durante 6 meses de armazenamento.

Ocorrência de Bacillus sporothermodurans em leite UAT integral e desnatado

Por sua composição completa e balanceada, o leite é um substrato ideal para o desenvolvimento de diversos grupos de microrganismos. Bactérias, fungos, vírus e outros podem provocar significativas alterações no leite e derivados. Apesar do tratamento a Ultra Alta Temperatura a que o leite longa vida é submetido, constatou-se nos últimos anos, a presença de um novo tipo de bactéria altamente resistente ao calor, denominada Bacillus sporothermodurans, em função de sua capacidade de formação de esporos. O presente trabalho teve como objetivos verificar a presença desta bactéria em leites UAT (Ultra Alta Temperatura) integral e desnatado, comercializados na região do Alto Uruguai - RS e quantificar a capacidade de resistência à altas temperaturas das formas encontradas. Os resultados revelaram a presença desta bactéria em 54,5% das marcas analisadas, com 36,5% dos lotes analisados contaminados. A resistência térmica desta bactéria em relação ao teor de lipídios mostraram tendência a uma maior resistência em leite integral. Pode-se concluir que, embora esta bactéria seja descrita como não patogênica, é importante salientar a importância de novos estudos para obter maiores conhecimentos sobre suas características, uma vez que sua presença mostrou-se comum.

Avaliação da qualidade microbiológica de ovo integral pasteurizado produzido com e sem a etapa de lavagem no processamento

Microrganismos patogênicos podem contaminar ovos em diferentes estágios do processamento. Na tentativa de reduzir problemas decorrentes dessa contaminação por microrganismos patogênicos e/ou deteriorantes, os ovos são submetidos a processos como lavagem da casca e pasteurização. Vários estudos mostraram que alguns agentes químicos utilizados nessa lavagem podem causar danos físicos ao produto, facilitando a entrada de microrganismos através da casca. O nosso objetivo foi avaliar a eficiência da lavagem dos ovos, anteriormente à quebra, na redução da contaminação de ovo integral líquido. Foram colhidas amostras de ovo integral em 3 pontos da linha de produção, provenientes de ovos lavados e não lavados. Foram feitas pesquisa de Salmonella sp e enumeração de S. aureus, L. monocytogenes e bactérias aeróbias. Os resultados foram analisados no nível de significância de 5% e pôde-se concluir que o emprego, ou não, da etapa de lavagem não tem influência na qualidade microbiológica do produto final.

Perfil sensorial de pão de forma integral

O pão integral oferece uma quantidade substancial de sais minerais e fibras, desejáveis por razões econômicas e nutricionais, com crescente aumento no consumo. A Análise Descritiva Quantitativa (ADQ) proporciona completa descrição de propriedades sensoriais de produtos, e o Teste de Aceitação possibilita avaliar o quanto consumidores gostam ou não desses produtos, tanto em termos específicos quanto globais. No presente estudo, foram analisadas três amostras comerciais de pão integral, denominadas "A", "B" e "C". Para a ADQ, foram selecionados 11 provadores os quais definiram 18 atributos sensoriais e os materiais de referência para o treinamento. Os resultados da ADQ foram analisados por análise de variância, testes de médias de Tukey e análise de componentes principais. A amostra "C" obteve média maior em atributos sensoriais indesejáveis, como aroma queimado da casca, fato que contribuiu para menor preferência obtida por este produto. As amostras "A" e "B" não diferiram significativamente a pd"0,05 na maioria dos atributos analisados. Na ACP, a soma de componentes principais 1 e 2 foi de 81,57%, ou seja, a variabilidade entre as amostras é quase totalmente explicada por estes dois componentes. As amostras não diferiram entre si (p<0,05) quanto à aceitação, porém diferiram quanto à intenção de compra, sendo a intenção negativa notada para o "C" e maior para o "A".

Propriedades físicas e sensoriais da carne de cordeiros Santa Inês terminados em dietas com diferentes níveis de caroço de algodão integral (Gossypium hirsutum)

Esta pesquisa teve como objetivo avaliar o efeito de dietas de terminação contendo diferentes níveis (0, 20, 30 e 40%) de caroço de algodão integral (Gossypium hirsutum) sobre os parâmetros físicos e sensoriais da carne de vinte e quatro cordeiros da raça Santa Inês. Foram avaliados os parâmetros de pH, capacidade de retenção de água (CRA), perda de peso por cocção (PPC), textura e cor, além dos parâmetros sensoriais de sabor, aroma, cor e textura. Apenas o parâmetro cor da carne ovina sofreu influência significativa da adição do caroço de algodão integral, observando-se variações para as coordenadas b* e L* (antes da cocção). Verificou-se também que os tratamentos apresentaram influência (p < 0,01) sobre os parâmetros sensoriais de cor in natura, odor e sabor característicos da carne de cordeiros. Logo, faz-se recomendável, tomando-se por base os parâmetros físicos e sensoriais da carne ovina, a utilização do caroço de algodão integral em um nível de até 40% para cordeiros em terminação por períodos curtos, isto é de até 90 dias.

Characterization of new sources of derivative starches as wall materials of essential oil by spray drying

Starch derivatives of taro (Colocasia esculenta L. Schott) and rice were characterized as wall materials of orange oil (d-limonene) by spray drying. Native starches were initially hydrolyzed with HCl and then esterified. Succinylated starches were modified using a conventional method in a slurry and were extruded; whereas, the phosphorylated starches were modified using the extrusion process. Viscosity and solubility of starches reduced after acid hydrolysis, derivatization, and extrusion. The particle size of the wall materials ranged between 20.05 and 31.81 µm. The encapsulation efficiency of the phosphorylated taro, rice, and waxy corn starches was 96.9, 96.8 and 97.1% respectively, and 98.6, 98.1, and 98.8% for succynilated taro, rice, and waxy corn starches, respectively. Starch derivatives of taro and rice could potentially be used as wall materials of orange oil d-limonene.

A well-posed integral equation formulation for three-dimensional rough surface scattering

We consider the problem of scattering of time-harmonic acoustic waves by an unbounded sound-soft rough surface. Recently, a Brakhage Werner type integral equation formulation of this problem has been proposed, based on an ansatz as a combined single- and double-layer potential, but replacing the usual fundamental solution of the Helmholtz equation with an appropriate half-space Green's function. Moreover, it has been shown in the three-dimensional case that this integral equation is uniquely solvable in the space L-2 (Gamma) when the scattering surface G does not differ too much from a plane. In this paper, we show that this integral equation is uniquely solvable with no restriction on the surface elevation or slope. Moreover, we construct explicit bounds on the inverse of the associated boundary integral operator, as a function of the wave number, the parameter coupling the single- and double-layer potentials, and the maximum surface slope. These bounds show that the norm of the inverse operator is bounded uniformly in the wave number, kappa, for kappa > 0, if the coupling parameter h is chosen proportional to the wave number. In the case when G is a plane, we show that the choice eta = kappa/2 is nearly optimal in terms of minimizing the condition number.

On integral equation and least squares methods for scattering by diffraction gratings

In this paper we consider the scattering of a plane acoustic or electromagnetic wave by a one-dimensional, periodic rough surface. We restrict the discussion to the case when the boundary is sound soft in the acoustic case, perfectly reflecting with TE polarization in the EM case, so that the total field vanishes on the boundary. We propose a uniquely solvable first kind integral equation formulation of the problem, which amounts to a requirement that the normal derivative of the Green's representation formula for the total field vanish on a horizontal line below the scattering surface. We then discuss the numerical solution by Galerkin's method of this (ill-posed) integral equation. We point out that, with two particular choices of the trial and test spaces, we recover the so-called SC (spectral-coordinate) and SS (spectral-spectral) numerical schemes of DeSanto et al., Waves Random Media, 8, 315-414 1998. We next propose a new Galerkin scheme, a modification of the SS method that we term the SS* method, which is an instance of the well-known dual least squares Galerkin method. We show that the SS* method is always well-defined and is optimally convergent as the size of the approximation space increases. Moreover, we make a connection with the classical least squares method, in which the coefficients in the Rayleigh expansion of the solution are determined by enforcing the boundary condition in a least squares sense, pointing out that the linear system to be solved in the SS* method is identical to that in the least squares method. Using this connection we show that (reflecting the ill-posed nature of the integral equation solved) the condition number of the linear system in the SS* and least squares methods approaches infinity as the approximation space increases in size. We also provide theoretical error bounds on the condition number and on the errors induced in the numerical solution computed as a result of ill-conditioning. Numerical results confirm the convergence of the SS* method and illustrate the ill-conditioning that arises.

Decentralized PID self-tuning control of industrial robots

A three degrees of freedom industrial robot is controlled by applying PID self-tuning (PID/ST) controllers. This control is considered as a corrective term to a nominal value, centrally computed from an inaccurate and/ or simplified dynamic model. An identification scheme on an assumed linear plant describing the deviation from the desired trajectory is employed in order to tune the controller coefficients and thus accomplish a behaviour prescribed through a desired pole placement. A salient feature of our approach is the decentralized nature of the controllers producing the corrective term for each joint. This opens the way to practical implementation, as recent computing requirement calculations for similar set-ups have shown in the literature. Numerical results are presented.

Boundary integral methods for singularly perturbed boundary value problems

In this paper we consider boundary integral methods applied to boundary value problems for the positive definite Helmholtz-type problem -DeltaU + alpha U-2 = 0 in a bounded or unbounded domain, with the parameter alpha real and possibly large. Applications arise in the implementation of space-time boundary integral methods for the heat equation, where alpha is proportional to 1/root deltat, and deltat is the time step. The corresponding layer potentials arising from this problem depend nonlinearly on the parameter alpha and have kernels which become highly peaked as alpha --> infinity, causing standard discretization schemes to fail. We propose a new collocation method with a robust convergence rate as alpha --> infinity. Numerical experiments on a model problem verify the theoretical results.

A model-based PID controller for Hammerstein systems using B-spline neural networks

In this paper, a new model-based proportional–integral–derivative (PID) tuning and controller approach is introduced for Hammerstein systems that are identified on the basis of the observational input/output data. The nonlinear static function in the Hammerstein system is modelled using a B-spline neural network. The control signal is composed of a PID controller, together with a correction term. Both the parameters in the PID controller and the correction term are optimized on the basis of minimizing the multistep ahead prediction errors. In order to update the control signal, the multistep ahead predictions of the Hammerstein system based on B-spline neural networks and the associated Jacobian matrix are calculated using the de Boor algorithms, including both the functional and derivative recursions. Numerical examples are utilized to demonstrate the efficacy of the proposed approaches.