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中国被毛孢发酵物对 NOD小鼠 1型糖尿病的预防作用
寿旗扬13 ,傅惠英2 ,陈方明3 ,周卫民3 ,张才乔1 ,陈民利3*
( 1 浙江大学动物科学学院, 浙江 杭州 310029; 2 浙江大学医学院, 浙江 杭州 310058; 3 浙江中医药大学
动物实验研究中心,浙江 杭州 310053)
摘 要:目的 观察中国被毛孢发酵物对自发性 1 型糖尿病 NOD小鼠的预防作用。方法 利用 NOD 小鼠 1 型自
发性糖尿病模型,连续 10 周 ig 给予 1 g/ kg 中国被毛孢发酵物后, 观察 NOD 小鼠的体质量、血糖、发病率、谷氨酸
脱羧酶 ( GAD) 抗体水平、胰岛病变和胰腺纤维化的变化。结果 NOD 小鼠给予 1 g/ kg 中国被毛孢发酵物后, 第
6~ 10 周时血糖和发病率明显降低 ( P< 0 05、0 01) , 小鼠血清中 GAD 抗体明显降低 ( P< 0 01) , 小鼠胰岛病变
和胰腺纤维化评分值显著降低 (P < 0 05、0 01) , 胰腺结构较为清晰, 胰岛有少量炎症细胞浸润, 胰岛 细胞未见
异常。结论 中国被毛孢发酵物有较好的预防 NOD 小鼠 1型糖尿病发生的作用
关键词:中国被毛孢发酵物; NOD 小鼠; 1型糖尿病
中图分类号: R286 71 文献标识码: A 文章编号: 02532670( 2010) 08131105
Prevention of strain fermentation in Hirsutella sinensis on type 1 diabetes
of nonobese diabetic mice
SHOU Qiyang13 , FU Huiying 2 , CHEN Fangming3 , ZHOU Weimin3 ,
ZHANG Caiqiao1 , CHEN M inli3
( 1 Co llege of Animal Sciences, Zhejiang Univer sity, H ang zhou 310029, China; 2. School of Medicine, Zhejiang Univer sity ,
H ang zhou 310058, China; 3. T he Resear ch Cent er of Labor at or y Animal Science, Zhejiang University
of T raditional Chinese Medicine, H ang zhou 310053, China)
Abstract: Objective T o observ e the prevent ion o f st rain fermentat ion in H ir sutel la sinensi s on spon
taneous type 1 diabetes of nonobese diabet ic ( NOD) mice. Methods The NOD mice w ith spontaneous
type 1 diabetes w er e administ rated by 1 000 mg / kg str ain fermentat ion in H . sinensis for 10 w eeks. The
index including body w eight , blood g lucose, incidence, GAD ant ibody, the islet patholog ical change, and
pancreas fibrillat ion w ere tested. Results The levels of blood glucose and incidence decreased signif icant ly
af ter t reatment by st rain fermentat ion in H . sinensi s ( 1 g / kg) for 6 10 w eeks ( P< 0 05 and 0. 01) . GAD
Ant ibody w as depressed obv iously ( P < 0 01) and the islet patholog ical change and pancreas f ibrillat ion
grade decreased remarkably ( P< 0 05 and 0. 01) . T he const ruct ion of pancreas w as vivid, the inf lamma
to ry cell inf iltr at ion accident in islet and the cell show ed no abno rmality. Conclusion The st rain fermen
tat ion in H . sinensis has obvious pr event ion in spontaneous type 1 diabetes o f NOD mice.
Key words: st rain fermentat ion in H ir sutel la sinensis X. J. Liu, Y. L . Guo; nonobese diabet ic ( NOD)
mice; type 1 diabetes
1型糖尿病是一种遗传易感个体通过自身抗原
介导的免疫反应所引起胰岛细胞破坏的自身免疫
性疾病,由于自身免疫的损害造成胰岛细胞破坏,引
起胰岛素绝对缺乏, 出现高血糖症状[ 1] 。非肥胖型
!1311!中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 8 期 2010 年 8 月
* 收稿日期: 20091111 基金项目:浙江省科技计划项目 ( 2004C17001) ; 浙江省卫生高层次创新人才培养工程项目资助作者简介:寿旗扬( 1979 ) ,男,浙江湖州人,在读硕士,助理研究员,主要从事实验动物和动物实验的科研工作。
T el: ( 0571) 86613643 Email: sqy133@ 126. com
* 通讯作者 陈民利 Email : m inlich en01@ yahoo. com. cn
糖尿病 ( nonobese diabet ic, NOD) 小鼠品系于
1980 年由 Makino 等[ 2] 通过近亲交配和选择繁殖
从 JCRICR 小鼠获得。NOD 小鼠能自然发生 1型
糖尿病,而非实验诱导,是目前研究 1型糖尿病的主
要动物模型。该品系小鼠通常于 4~ 5 周龄开始出
现胰腺炎,进行性破坏胰岛 细胞,于 12 周龄时出现
明显糖尿病症状,至 30 周龄时雌性小鼠累计发病率
可达到 80%,而雄性小鼠则不到 20%。通过对该模
型的研究和干预, 能更好地了解 1型糖尿病病因、发
病机制、病理特征以及药物预防和治疗作用。
中国被毛孢 H ir sutel la sinensi s X. J. L iu, Y.
L. Guo 为冬虫夏草无性型, 是从青海冬虫夏草中分
离得到的[ 34] 。药理研究证明,中国被毛孢发酵物具
有免疫调节和改善亚健康状态的作用, 而且中国被
毛孢在免疫系统、呼吸系统及泌尿系统等多方面药
理实验也证明与天然冬虫夏草有相似的功效 [ 58]。
本实验观察中国被毛孢发酵物对 NOD 小鼠自发性
1型糖尿病的预防作用, 为中国被毛孢发酵物预防
免疫性 1型糖尿病的作用提供依据。
1 材料
1 1 药物:中国被毛孢发酵物干粉 (得率 0 8% ~
1 5% ,腺苷∀0 05% , 多糖∀5%) ,黄色粉末, 由杭
州泰士生物科技有限公司提供, 称取适量中国被毛
孢发酵物, 加生理盐水, 配成 100 mg / mL 混悬液;
FT Y720,白色粉末, 由杭州同明医化科技开发有限
公司赠送, 4 # 保存, 临用前在无菌条件下用生理
盐水溶解至 0 1 mg/ mL。
1 2 试剂: 血糖试剂条, 美国强生公司, 批号
20080711; 谷氨酸脱羧酶 ( GAD) 抗体 ELISA 试剂
盒,北京利米生物科技公司。
1 3 动物: 30 只 12周龄 SPF 级雌性 NOD 小鼠,
10 只 22~ 24 g 的 SPF 级雌性 ICR 小鼠,中国科学
院上海实验动物中心/上海斯莱克实验动物有限公
司提供,生产许可证: SCXK (沪) 20070005。
1 4 仪器: OneT ouch∃R Ultra 血糖仪 (美国强生公
司) ; VARIOSKAN FLASH 多功能酶标仪 (美国
Thermo) ; 725 型- 86 # 低温冰箱 (美国 FOR
MA) ; A G204 电子分析天平 (瑞士 MET TLER) ;
HM 335E 型轮转切片机 (德国 M ICROM) ; 染色机
(德国 LEICA) ; AP280 组织包埋机、脱水机 (德国
MICROM) ; AXIOVERT200 荧光倒置显微镜 (德
国 ZEISS)。
2 方法
2 1 分组与给药[ 6] :取 30只雌性 12周龄未发病的
NOD 小鼠,预饲养 1周后,按血糖值和体质量随机
分成 3 组, 即模型组、中国被毛孢发酵物 ( 1 g/
kg
[ 6]
) 组和 FT Y720 ( 1 mg / kg) 组, 每组 10 只;另
取 10 只雌性 ICR 小鼠, 预饲养 1周后, 作为对照
组。药物组和阳性对照组小鼠分别 ig 给药, 给药容
积为 0 1 mL/ 10 g, 模型组和对照组 ig 给予生理盐
水 0 1 mL/ 10 g,每日 1次,连续给药 10 周。
2 2 指标检测:小鼠每 2周称体质量一次,并尾静
脉取血,用血糖仪测定小鼠的空腹血糖值, 小鼠空腹
血糖值> 10 0 mmol/ L 即为发病,末次给药后 24 h
小鼠取血, 3 000 r/ min 离心 10 min, 分离血清, 用
ELISA 法测定血清中 GAD抗体水平 ( A ) 值, 小鼠
处死后, 取胰腺, 固定于 10% 中性甲醛中, HE 染
色,进行常规病理检查,进行图像分析。
2 3 病理检查: 各组胰腺 HE 染色切片在显微镜
下观察,对胰腺纤维化程度进行评分,评分标准为 0
分:未见胰腺发生纤维化; 1分:胰腺纤维化面积<
1/ 4; 2分: 胰腺纤维化面积 1/ 4~ 1/ 2; 3 分: 胰腺纤
维化面积> 1/ 2。并计数所有镜下所见胰岛,半定量
评分,取平均值作为该胰腺胰岛病变的评分。评分
标准为 0 分: 镜下所见胰岛未见淋巴细胞浸润; 1
分:镜下所见胰岛淋巴细胞浸润面积< 25%; 2 分:
镜下所见胰岛淋巴细胞浸润面积 25% ~ 50% ; 3
分:镜下所见胰岛淋巴细胞浸润面积 50%~ 75% ; 4
分:镜下所见胰岛淋巴细胞浸润面积> 75%; 5 分:
胰岛萎缩,镜下未见明显胰岛结构。
2 4 统计学分析: 结果以 x % s 表示, 使用 SPSS
10 0 统计软件进行单因素方差分析和 2 检验。
3 结果
3 1 对 NOD 小鼠体质量的影响: 由表 1 结果可
见, 与对照组比较, 模型组小鼠体质量明显降低
( P< 0 01) ; 与模型组比较,中国被毛孢组小鼠在给
药第 8 和 10 周时体质量明显降低 ( P < 0 05) ,
FTY720 组小鼠在给药第 8、10周时体质量明显降
低 ( P< 0 05) ,但中国被毛孢组小鼠体质量略高于
FTY720 组。
3 2 对 NOD 小鼠空腹血糖的影响: 由表 2结果可
见,与对照组比较, 模型组小鼠在实验第 6~ 10 周
时血糖明显升高 ( P< 0 05、0 01) ; 与模型组比较,
中国被毛孢组小鼠在给药第 6~ 10 周时血糖明显
降低 ( P< 0 05、0 01) , FT Y720 组小鼠在给药第
6~ 10 周时血糖明显降低 ( P< 0 05、0 01) , 但中国
被毛孢组小鼠血糖略高于 FT Y720 组。
3 3 对 NOD 小鼠发病率的影响: 由表 3 结果可
!1312! 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 8 期 2010 年 8 月
见,与对照组比较, 模型组小鼠在实验第 6~ 10 周
时发病率明显升高 ( P < 0 05、0 01) ; 与模型组比
较,中国被毛孢组小鼠在给药第 6~ 10 周时发病率
明显降低 ( P< 0 05、0 01) , FTY720 组小鼠在给药
第 6~ 10 周时发病率明显降低 ( P< 0 05、0 01) ,
且两组均无小鼠发病。
表 1 中国被毛孢发酵物对 NOD 小鼠体质量的影响 ( x% s, n= 10)
Table 1 Effects of strain fermentation in H. sinensis on body weight of NOD mice (x % s, n= 10)
组 别 剂量/
( mg! kg - 1)
给药前体质量/
g
给药后体质量/ g
2周 4周 6周 8 周 10 周
对照 - 28 66% 2 05 30 74% 2 31 33 84% 2 76 35 79% 3 38 35 14 % 2 58 35 71 % 2 59
模型 - 21 64% 1 84& & 22 59% 1 42 & & 23 43% 1 38& & 24 06% 1 24& & 24 80 % 0 83 & & 25 20 % 0 90 & &
中国被毛孢 1 000 21 51% 0 68 21 69% 0 98 22 66% 0 99 23 56% 0 91 23 80 % 1 22* 24 12 % 1 53*
FTY720 1 0 21 64% 1 99 21 91% 1 22 22 50% 1 14 23 56% 1 64 23 43 % 2 05* 23 78 % 1 36*
与对照组比较: & &P < 0 01; 与模型组比较: * P< 0 05
& &P< 0 01 v s con t rol grou p; * P < 0 05 v s model grou p
表 2 中国被毛孢发酵物对 NOD小鼠空腹血糖的影响 (x % s, n= 10)
Table 2 Effects of strain fermentation in H. sinensis on fasting blood glucose in NOD mice (x % s, n= 10)
组 别 剂量/
( mg! kg - 1)
给药前血糖/
( mmol! L- 1)
给药后血糖/ ( mmo l! L- 1 )
2周 4周 6周 8 周 10 周
对照 - 6 04 % 1 14 4 71 % 0 72 5 92% 0 50 6 60% 0 47 6 21 % 0 55 6 99 % 0 52
模型 - 4 01 % 0 56 3 87 % 0 72 12 21% 10 74 14 31% 10 02 & 17 42 % 11 74& & 21 92 % 11 58& &
中国被毛孢 1 000 3 99 % 0 43 4 12 % 0 47 6 11% 1 04 6 59% 1 12* 6 94 % 1 27* * 6 65 % 1 45* *
FTY720 1 0 4 03 % 0 64 4 10 % 0 55 5 30% 0 77 5 97% 0 57* 6 00 % 0 77* * 5 86 % 0 57* *
与对照组比较: &P< 0 05 & & P< 0 01; 与模型组比较: * P < 0 05 * * P < 001
& P< 0 05 & &P < 0 01 v s cont rol group; * P< 0 05 * * P< 0 01 v s m odel group
表 3 中国被毛孢发酵物对 NOD 小鼠发病率的影响
Table 3 Effects of strain fermentation in H. sinensis
on incidence in NOD mice
组 别 剂量/
( mg ! kg- 1 )
动物/
只
给药前
发病数
给药后发病数
2周 4周 6周 8 周 10 周
对照 - 10 0 0 0 0 0 0
模型 - 10 0 0 2 4& 6& & 7& &
中国被毛孢 1 000 10 0 0 0 0* 0* * 0* *
FT Y720 1 0 10 0 0 0 0* 0* * 0* *
与对照组比较: &P< 0 05 & &P< 0 01
与模型组比较: * P< 0 05 * * P< 0 01
& P< 0 05 & &P < 0 01 vs cont rol group
* P< 0 05 * * P < 0 01 vs model gr ou p
3 4 对 NOD 小鼠血清中 GAD 抗体的影响: 由表
4结果可见, 与对照组比较, 模型组小鼠血清中
GAD 抗体水平显著升高 ( P< 0 01) ; 与模型组比
较,中国被毛孢组小鼠血清中 GAD 抗体水平明显
降低 ( P< 0 01) , FT Y720 组小鼠血清中 GAD 抗
体水平明显降低 ( P< 0 01) , 但中国被毛孢组小鼠
GAD 抗体水平略高于 FT Y720 组。
3 5 对 NOD小鼠胰岛病变和胰腺纤维化的影响:
由表 5和图 1结果可见, 对照组小鼠胰腺结构清晰,
胰岛未见炎症细胞浸润, 胰岛 细胞未见异常。与
对照组比较,模型组小鼠胰岛病变和胰腺纤维化评
分值显著增加( P< 0 01) , 胰岛内大量淋巴细胞浸
表 4 中国被毛孢发酵物对 NOD 小鼠血清中 GAD 抗体水平
的影响 ( x% s, n= 10)
Table 4 Effects of strain fermentation in H. sinensis
on level of GAD antibody in serum of NOD
mice ( x% s, n= 10)
组 别 剂量/ ( mg ! k g- 1) GAD 抗体水平 ( A 值)
对照 - 0 397 % 0 117
模型 - 1 523 % 0 159 & &
中国被毛孢 1 000 1 017 % 0 332* *
FTY720 1 0 0 714 % 0 323* *
与对照组比较: & & P< 0 01; 与模型组比较: * * P < 0 01
& &P < 0 01 v s cont rol group; * * P < 0 01 v s model group
表 5 中国被毛孢发酵物对 NOD 小鼠胰岛病变和胰腺
纤维化的影响 ( x % s, n= 10)
Table 5 Effects of strain fermentation in H. sinensis
on islet pathological change and pancreas
fibrillation in NOD mice ( x% s, n= 10)
组别 剂量/ ( mg ! k g- 1) 胰岛病变评分 胰腺纤维化评分
对照 - 0 0
模型 - 3 84 % 1 23 & & 2 10 % 074 & &
中国被毛孢 1 000 1 15 % 0 58* * 1 40 % 066*
FTY720 1 0 1 02 % 0 66* * 1 20 % 060* *
与对照组比较: & & P< 0 01
与模型组比较: * P < 0 05 * * P < 0 01
& &P < 0 01 v s cont rol group
* P < 0 05 * * P< 0 01 v s m odel group
!1313!中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 8 期 2010 年 8 月
图 1 中国被毛孢发酵物对 NOD 小鼠胰岛病理改变的影响
Fig. 1 Ef fects of strain f ermentation in H. sinensis on islet pathological change in NOD mice
润,胰岛受累面积超过 1/ 2, 细胞显著减少, 胰岛逐
渐消失; 与模型组比较, 中国被毛孢和 FT Y720 组
小鼠胰岛病变和胰腺纤维化评分值显著降低 ( P<
0 05、0 01) ,胰腺结构较为清晰,胰岛有少量炎症细
胞浸润,胰岛细胞未见异常,但中国被毛孢组小鼠
胰岛病变和胰腺纤维化程度略重于 FTY720组。
4 讨论
1型糖尿病是一种在遗传基础上由环境因素触
发的慢性自身免疫性疾病, 以特异性损伤胰岛 细
胞为特征。其发病与免疫调节失衡密切相关。当机
体对胰岛多种抗原成分失去耐受后,主要组织相容
性复合物( MHC ) 类分子与其处理的B细胞抗
原共同激活辅助性 T 淋巴细胞中的 Th1细胞,抑制
Th2细胞,导致细胞因子不平衡;进而激活细胞毒性
T 细胞、巨噬细胞、自然杀伤细胞, 从而产生氧自由
基、一氧化氮和细胞因子等,对胰岛 细胞产生直接
毒性[ 9] 。而临床上 1型糖尿病的治疗手段主要为胰
岛素注射, 但不能恢复正常的血糖调控和经常导致
各种严重并发症。如能在 1型糖尿病发病前期应用
免疫干预治疗, 以阻止胰岛的自身免疫过程, 就达到
预防或减轻 1型糖尿病发病的目的,本实验利用免
疫调节剂中国被毛孢发酵物预防 NOD 小鼠 1型糖
尿病的发病。
FT Y720 是从寄生蝉幼虫的子囊菌培养液中提
取的抗生素成分 ISP1 经化学修饰的合成药物 [ 10] ,
是一种新型免疫抑制剂, 具有较好的免疫抑制作
用[ 1113] ,已有报道 FT Y720 能预防啮齿类自体免疫
性糖尿病的发生 [ 1415]。本实验以 FTY720 作为阳
性对照,观察中国被毛孢发酵物对 NOD小鼠自发 1
型糖尿病的预防作用。结果表明,中国被毛孢发酵
物和 FTY720 在给药第 6~ 10 周时小鼠血糖和糖
尿病发生率明显降低, 而且其胰岛病变和胰腺纤维
化评分值显著降低, 胰岛炎症细胞浸润减少,胰岛
细胞未见异常, 胰腺结构较为清晰,说明中国被毛孢
发酵物能抑制 NOD 小鼠的胰岛炎的发生。1型糖
尿病患者的血清中可以检出多种针对胰岛 细胞及
其成分的自身抗体,如胰岛细胞抗体 ( ICA)、胰岛
素抗体 ( IAA) 和 GAD抗体, 多发性内分泌自身免
疫性疾病的 GAD 抗体阳性率增加, 1 型糖尿病中
GAD抗体阳性率为 60 9%~ 78 8%,说明 GAD抗
体与自身免疫病的病理机制有关 [ 16]。NOD 小鼠给
予中国被毛孢发酵物后, 血清中 GAD 抗体明显降
低,其作用可能与中国被毛孢发酵物具有免疫调节
作用有关。
综上所述,中国被毛孢发酵物能有效预防自发
性 1型糖尿病 NOD 小鼠的发病,但其抑制 NOD小
鼠发病和免疫调节作用机制有待于进一步研究。
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去甲斑蝥素干扰 HL60 肿瘤细胞周期及其机制研究
李金龙13 ,蔡于琛12 ,胡志明3 , 高基民3 ,冼励坚12*
( 1 华南肿瘤学国家重点实验室, 广东 广州 510060; 2 中山大学肿瘤防治中心,广东 广州 510060;
3 南方医科大学生物技术学院 生物治疗研究所, 广东 广州 510515)
摘 要:目的 明确去甲斑蝥素 ( no rcantharidin, NCTD) 对肿瘤细胞周期的影响,进一步阐明 NCTD 的抗肿瘤作
用机制。方法 体外培养 HL60 细胞, NCTD 作用后采用3HT dR 掺入实验检测 DNA 复制;流式细胞术检测细
胞周期进程; Western blotting 检测细胞周期调控蛋白 Cdk1、Cyclin B1、Cdc 25c 表达变化。结果 不同浓度 ( 16~
128 mol/ L ) NCTD 作用于 HL60 细胞 12 h 后, DNA 复制受到抑制, 细胞周期出现明显的 S 期累积, 并呈剂量依
赖性趋势;同时观察到 G 2/ M 的阻滞, 且调控 G2 / M 周期进程的调节蛋白 Cdk1、Cyclin B1 及 Cdc 25C 蛋白表达下
调。结论 NCTD 可抑制 HL60 细胞 DNA 复制、下调周期调控蛋白从而干扰肿瘤细胞的周期进程。
关键词:去甲斑蝥素; DNA 复制; H L60; 细胞周期
中图分类号: R285 5 文献标识码: A 文章编号: 02532670( 2010) 08131504
Norcantharidin disturbed cell cycle progress in cancer HL60 cells and its mechanism
LI Jinlo ng13 , CAI Yuchen12 , HU Zhiming3 , GAO Jimin3 , XIAN Lijian12
( 1 State Key Labo rato ry of Oncolog y in Southern China, Guangzhou 510060, China; 2. Cancer Center,
Sun Yatsen Univer sity, Guangzhou 510060, China; 3. Institut e o f Biotherapy, School
of Biot echnolog y, Southern Medical Univ ersit y, Guang zhou 510515, China)
Abstract: Objective T o confirm the inf luence o f no rcantharidin ( NCT D) on cancer cel l cycle, and to
further explore the anticancer mechanism o f NCTD. Methods HL60 Cells w ere cultured and treated
w ith NCT D,
3
HT dR incor por at ion assay w as performed to ref lect DNA replicat ion, f low cytometry w as
used to detect cell cycle prog ress, and the cellcycleregulation proteins w ere detected by Western blot t ing.
Results After t reatment w ith NCTD for 12 h, DNA replicat ion w as signif icant ly inhibited and the cell cy
cle w as ar rested mainly at S phase in a dosedependent manner. G 2 / M Phase accumulat ion w as also ob
ser ved and G2 / M regulation pro teins Cdk1, Cyclin B1, and Cdc25c w ere downregulated. Conclusion
NCT D could interfere w ith cancer cell cy cle thr ough inhibit ing DNA replication and deregulating cellcycle
regulat ion protein.
Key words: norcantharidin ( NCTD) ; DNA r eplicat ion; HL60; cell cycle
去甲斑蝥素 ( norcantharidin, NCT D) 是斑蝥
素的衍生物,与斑蝥素构型相似, 唯 1、2 位无甲基。
去除两个甲基后, N CT D 的泌尿系刺激作用基本消
失, 而且保留了抗癌活性 [ 1]。研究表明, NCTD 可
以有效抑制肿瘤细胞的增殖、诱导肿瘤细胞凋
亡[ 24] 。NCT D 目前临床主要用于治疗原发性肝
癌、食道癌和胃癌等, 但是 NCTD 的抗肿瘤作用机
制尚不明确[ 5] 。
!1315!中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 41 卷第 8 期 2010 年 8 月
* 收稿日期: 20091103 基金项目:国家自然科学基金青年科学基金资助项目 ( 30901822)作者简介:李金龙( 1975 ) ,男,山东人,博士,讲师,研究方向为肿瘤药理。T el: ( 020) 62789135 Email: lijinlon g75@ sina. com