人牙髓干細(xì)胞(human dental pulp stem cells,hDPSCs)源自于遷移的神經(jīng)嵴細(xì)胞,于2000 年首次從人牙髓中分離和鑒定,具有高度增殖、自我更新和多向分化等間充質(zhì)干細(xì)胞的特性
。其取材方便、易于擴(kuò)增保存、活性高,能在特定條件下分化為多種組織細(xì)胞,是干細(xì)胞治療中極有潛力的細(xì)胞來(lái)源
,在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。?;撬嵘险{(diào)基因1(taurine upregulated 1,TUG1)是一種長(zhǎng)鏈非編碼RNA,位于第22 號(hào)染色體上,最早由學(xué)者Young 等
從小鼠視網(wǎng)膜細(xì)胞中發(fā)現(xiàn),被認(rèn)為是視網(wǎng)膜細(xì)胞發(fā)育和光感受器形成的重要參與者。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)TUG1 可促進(jìn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞
以及牙周膜細(xì)胞
成骨向分化。但TUG1在hDPSCs的增殖及成骨/成牙本質(zhì)向分化過(guò)程中的表達(dá)水平和功能作用尚未見(jiàn)報(bào)道。本研究旨在通過(guò)感染慢病毒構(gòu)建沉默TUG1 的hDPSCs,探究TUG1對(duì)hDPSCs 的增殖及成骨/成牙本質(zhì)分化的影響。
α-MEM 培養(yǎng)基(Procell,中國(guó)),青霉素-鏈霉素、胰酶細(xì)胞消化液、堿性磷酸酶(alkaline phospha-tase,ALP)顯色試劑盒(Beyotime,中國(guó)),胎牛血清(vivacell,意大利),地塞米松、維生素C、茜素紅染色液(Solarbio,中國(guó)),β-甘油磷酸鈉(Macklin,中國(guó)),Ⅰ型膠原酶(Biofroxx,德國(guó)),CD44、CD45、CD73、CD90、CD133、STRO-1 抗體(Ebioscience,美國(guó)),甘油醛-3-磷酸脫氫酶(glyceraldehyde-3-phos-phate dehydrogenase,GAPDH)抗體(Abcam,英國(guó)),兔抗人DPSS 抗體(Abcam,英國(guó)),兔抗人DMP-1抗體(Abcam,英國(guó)),兔抗人Runx2 抗體(Abcam,英國(guó)),兔抗人OCN 抗體(Abcam,英國(guó)),兔抗人OPN抗體(Abcam,英國(guó)),山羊抗兔二抗(Proteintech,美國(guó)),4%多聚甲醛(Biosharp,中國(guó)),CCK-8 試劑盒(Dojindo,日本),氯化十六烷吡啶(Sloarbio,中國(guó)),BCA 蛋白濃度測(cè)定試劑盒(Beyotime,中國(guó)),ALP測(cè)定試劑盒(南京建成,中國(guó)),SteadyPure 快速RNA 提取試劑盒、Evo M-MLV 反轉(zhuǎn)錄預(yù)混型試劑盒、SYBR Green Pro Taq HS 預(yù) 混 型qPCR 試 劑 盒(Accurate,中國(guó))。
本研究已取得西南醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(批號(hào):20220531002)。牙髓組織來(lái)源于西南醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院頜面外科,采用酶消化組織塊法提取hDPSCs。患者及家屬知情同意后,拔除因正畸要求拔除的前磨牙,于無(wú)菌條件下劈開(kāi)牙齒,取出牙髓,立即用含青霉素-鏈霉素的PBS 梯度沖洗,剪碎牙髓組織,加入Ⅰ型膠原酶(3 g/L),15 min 后加入完全培養(yǎng)基,低速離心后棄上清液,將消化后的組織塊接種于培養(yǎng)瓶底后倒置培養(yǎng)瓶,加入完全培養(yǎng)基,于37 ℃、體積分?jǐn)?shù)5% CO
條件下培養(yǎng),4 h 組織塊貼壁后翻轉(zhuǎn)培養(yǎng)瓶,每隔3 d 換液,細(xì)胞長(zhǎng)至瓶底80%后傳代。取第3 代hDPSCs 流式細(xì)胞儀檢測(cè)表面標(biāo)志物CD44、CD45、CD73、CD90、CD133、STRO-1。取 第3 代hDPSCs 于6 孔板,成骨誘導(dǎo)7 d 進(jìn)行ALP 染色,成骨誘導(dǎo)21 d 進(jìn)行茜素紅染色觀(guān)察。
取第3 代hDPSCs 于6 孔板,分別于成骨誘導(dǎo)0、7、14 d 提取細(xì)胞總RNA,測(cè)得RNA 濃度,逆轉(zhuǎn)錄獲得cDNA,實(shí)時(shí)定量擴(kuò)增,檢測(cè)成骨過(guò)程中TUG1的表達(dá)變化,實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。
慢病毒sh- TUG1 載體pSLenti-U6-shRNA(TUG1)-CMV-EGFP-F2A-Puro-WPRE 由上海和元技術(shù)股份有限公司提供,sh-TUG1 序列為:5′-GCTTGGCTTCTATTCTGAATCCTTT-3′;取第3 代的hDPSCs 接種至6 孔板中,待細(xì)胞長(zhǎng)至50%時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)染,根據(jù)轉(zhuǎn)染說(shuō)明書(shū),慢病毒滴度為3.78×10
TU/mL,通過(guò)轉(zhuǎn)染預(yù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定其感染復(fù)數(shù)為40;加入5 mg/L 聚凝胺提高轉(zhuǎn)染效率,12 h 后換完全培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)。48 h 后使用熒光顯微鏡觀(guān)察綠色熒光蛋白的表達(dá),確認(rèn)感染成功后加入4 mg/L嘌呤霉素篩選穩(wěn)定轉(zhuǎn)染株。根據(jù)病毒轉(zhuǎn)染情況將細(xì)胞分為3 組:①空白對(duì)照組(NC 組):未轉(zhuǎn)染處理的hDPSCs;②陰性對(duì)照組(sh-NC 組):感染無(wú)序列質(zhì)粒載體慢病毒的hDPSCs;③實(shí)驗(yàn)組(sh-TUG1組):感染sh-TUG1 慢病毒的hDPSCs。
按試劑盒步驟分別提取成骨誘導(dǎo)7 d 時(shí)3 組細(xì)胞總RNA,測(cè)得RNA 濃度,去除基因組DNA,逆轉(zhuǎn)錄獲得cDNA,實(shí)時(shí)定量擴(kuò)增,檢測(cè)成牙本質(zhì)及成骨分化相關(guān)的基因牙本質(zhì)涎磷蛋白(dentin sialoph-osphoprotein,DSPP),牙本質(zhì)基質(zhì)蛋白-1(dentine matrix protein 1,DMP-1),Runt 相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子2(runt-related transcription factor 2,Runx2),骨鈣素(osteo-calcin,OCN)、骨橋蛋白(osteopontin,OPN)的基因表達(dá),實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。目的基因的相對(duì)表達(dá)量使用2
方法計(jì)算得出。引物序列見(jiàn)表1。
式中:Q為加熱器加熱功率,W;M1為熱箱外壁熱流系數(shù),W/K;M2為試件框熱流系數(shù),W/K;Δθ1為熱箱外壁內(nèi)外表面面積加權(quán)溫度平均溫度之差,K;Δθ2為試件框熱側(cè)冷測(cè)表面面積加權(quán)平均溫度之差,K;S1為填充用絕熱板的面積,m2;Δ1為填充用絕熱板的熱導(dǎo)率,W/(m2·K);Δθ3為填充用絕熱板表面的平均溫差,K;A為試件面積,m2;Δt為熱箱與冷箱空氣平均溫度之差,K.
MRI的T2像雖較CT敏感,但在LA的早期單純依靠肉眼觀(guān)察尚無(wú)法分辨出明顯信號(hào)改變,近年來(lái)新的磁共振成像技術(shù)開(kāi)始用于LA的早期診斷。
將NC 組、sh-NC 組和sh-TUG1 組細(xì)胞分別接種于6 孔板中,待細(xì)胞貼壁后更換為成骨誘導(dǎo)培養(yǎng)基。成骨誘導(dǎo)7 d,按ALP 顯色試劑說(shuō)明書(shū)配置染液,染色15 min,在倒置顯微鏡下觀(guān)察。將成骨誘導(dǎo)7 d 的細(xì)胞裂解,BCA 蛋白濃度測(cè)定試劑盒測(cè)定總蛋白質(zhì)濃度,ALP 定量試劑盒檢測(cè)樣本內(nèi)細(xì)胞ALP 活性,實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。
hDPSCs 具有多向分化潛能,可以在特定條件下分化為牙本質(zhì)
、牙周組織
、骨
、神經(jīng)組織
和皮膚組織
等多種組織細(xì)胞,可用于牙本質(zhì)及骨組織再生等研究領(lǐng)域,目前已成為組織再生與工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
將NC 組、sh-NC 組和sh-TUG1 組細(xì)胞分別接種于96 孔板,每孔2×10
個(gè)。在1、3、5、7 d 進(jìn)行CCK-8檢測(cè)。去除原培養(yǎng)基,添加CCK-8 混合工作液,在避光條件下孵育1 h,酶標(biāo)儀在450 nm 處測(cè)定吸光度值,實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。
基于靈敏度分析的參數(shù)模型修正基本思路是通過(guò)構(gòu)造理論模型與實(shí)際結(jié)構(gòu)之間在相同條件下動(dòng)態(tài)特性的誤差,然后選擇修正參數(shù)進(jìn)行修正,以盡量縮小理論模型與實(shí)際結(jié)構(gòu)之間的誤差為目的,最終獲得一個(gè)較為精確的有限元模型。要實(shí)現(xiàn)此目標(biāo),首先初始模型需要建立得盡量準(zhǔn)確,避免結(jié)構(gòu)上的誤差;其次要設(shè)法提高試驗(yàn)數(shù)據(jù)的精度;同時(shí)要開(kāi)發(fā)穩(wěn)定高效的修正算法。目前,使用較多的算法是二次規(guī)劃優(yōu)化算法,其在仿真算例的應(yīng)用中,收斂速度快、修正效率高、修正結(jié)果準(zhǔn)確可信。但在解決工程實(shí)際問(wèn)題時(shí),由于目標(biāo)函數(shù)的構(gòu)建問(wèn)題,無(wú)法得到一個(gè)較為準(zhǔn)確的有限元模型。
成骨誘導(dǎo)培養(yǎng)7 d,ALP 染色及定量檢測(cè)結(jié)果顯示sh-TUG1 組著色較NC 組(
= 0.002)和sh-NC組(
= 0.006)淺,而NC 組和sh-NC 組間無(wú)明顯差異(圖5),說(shuō)明沉默TUG1 后hDPSCs 早期A(yíng)LP 活性減弱。
hDPSCs 成骨誘導(dǎo)0、7、14 d,分別收集細(xì)胞提取總RNA 進(jìn)行qRT-PCR 檢測(cè)TUG1 含量相對(duì)變化,結(jié)果顯示,TUG1 的含量在成骨誘導(dǎo)過(guò)程中逐漸增加,相較于0 d,成骨誘導(dǎo)7 d(
= 0.001)、14 d(
<0.001)時(shí),TUG1 mRNA 表達(dá)明顯升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(圖2)。
組織塊培養(yǎng)5~7 d 后顯微鏡下可見(jiàn)細(xì)胞沿組織塊邊緣爬出(圖1a),呈放射狀生長(zhǎng);傳至第3 代時(shí)觀(guān)察細(xì)胞呈長(zhǎng)梭形,胞核明顯,呈旋渦狀生長(zhǎng)(圖1b)。流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)細(xì)胞高表達(dá)間充質(zhì)來(lái)源的表面標(biāo)志物CD44、CD73、CD90、CD133、STRO-1,低表達(dá)造血組織來(lái)源的表面標(biāo)志物CD45(圖1c)。ALP 和茜素紅染色顯示成骨誘導(dǎo)后的ALP 活性強(qiáng)(圖1d)且具有礦化結(jié)節(jié)生成能力(圖1e)。
用SPSS 19.0分析數(shù)據(jù),計(jì)量資料的組間比較采用單因素方差分析,
<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
1.2 病例診斷及監(jiān)測(cè) 80年代開(kāi)始,對(duì)臨床診斷為瘧疾、疑似瘧疾、疑似感冒及其他原因不明的發(fā)熱病人(稱(chēng)“四熱病人”)采血涂片鏡檢[2],以血檢瘧原蟲(chóng)陽(yáng)性者統(tǒng)計(jì)發(fā)病率。2006年以后診斷依據(jù)根據(jù)中華人民共和國(guó)衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之瘧疾診斷標(biāo)準(zhǔn)(WS259-2006)。
3)白城站20種天氣模態(tài)下逐日降水量預(yù)測(cè)模型的MAE為0.08~7.94 mm,RMSE為0.25~11.86 mm。降水量越大,模型的MAE和RMSE也越大。在第4類(lèi)最不容易發(fā)生降水的天氣模態(tài)下,MAE和RMSE都不超過(guò)1 mm。在第1類(lèi)最容易發(fā)生降水的天氣模態(tài)下,最大逐日降水量都超過(guò)60 mm,MAE為7~8 mm,RMSE為11~12 mm。
熒光顯微鏡觀(guān)察慢病毒感染hDPSCs 48 h 后,細(xì)胞表達(dá)綠色熒光(圖3a、3b),表明慢病毒成功感染hDPSCs,qRT-PCR 證實(shí)感染慢病毒后TUG1 沉默效率高于60%(
<0.001)(圖3c)。
通過(guò)CCK-8 法檢測(cè)細(xì)胞的增殖能力(圖4),與NC 組相比,sh-NC 組hDPSCs 的增殖能力未發(fā)生明顯變化(
>0.05),在5 d(
= 0.001 0)、7 d(
=0.001 1)、9 d(
= 0.004 0)時(shí),sh-TUG1 組hDPSCs的增殖能力減弱(
<0.05)。
在成骨誘導(dǎo)7 d 時(shí),提取3 組細(xì)胞蛋白并測(cè)定其濃度,SDS- PAGE 凝膠電泳,轉(zhuǎn)膜90 min,5%脫脂奶粉室溫封閉1 h,加一抗,(DSPP,1∶500;DMP-1,1∶1 000;RUNX2,1∶2 000;OCN,1∶1 000;OPN,1∶1 000;GAPDH,1∶10 000),4 ℃振蕩過(guò)夜。TBST 潤(rùn)洗3 遍后加入二抗(1∶10 000),37 ℃孵育1 h,顯影成像,Image J(National Institute of Mental Health,美國(guó))軟件分析結(jié)果,實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。
成骨誘導(dǎo)培養(yǎng)21 d,茜素紅染色及定量檢測(cè)結(jié)果顯示NC 組(
= 0.005)和sh-NC 組(
= 0.005)礦化結(jié)節(jié)形成能力明顯高于sh-TUG1 組,而NC 組和sh-NC 組間無(wú)明顯差異(圖6)。說(shuō)明沉默TUG1 后hDPSCs 晚期礦化結(jié)節(jié)形成能力減弱。
成骨誘導(dǎo)7 d,qRT-PCR 和Western blot 技術(shù)檢測(cè)各組細(xì)胞中成牙本質(zhì)分化相關(guān)基因(DSPP、DMP-1)以及成骨分化相關(guān)基因(Runx2、OCN、OPN)的mRNA 和蛋白含量變化(圖7),和NC 組相比,sh-NC 組細(xì)胞內(nèi)成牙本質(zhì)及成骨分化相關(guān)基因的mRNA 和蛋白含量未發(fā)生明顯變化(
>0.05);相較NC 組和sh-NC 組,sh-TUG1 組成牙本質(zhì)及成骨分化相關(guān)基因的mRNA 和蛋白表達(dá)降低(
<0.05)。
將NC 組、sh-NC 組和sh-TUG1 組細(xì)胞分別接種于6 孔板中,待細(xì)胞貼壁后更換為成骨誘導(dǎo)培養(yǎng)基。成骨誘導(dǎo)21 d,用0.2%茜素紅染液染色30 min,倒置顯微鏡下觀(guān)察。超純水清洗3 次,加入氯化十六烷基吡啶溶液,避光30 min,將上清液置于96 孔板中,酶標(biāo)儀在562 nm 處測(cè)定吸光度值,實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。
lncRNA 是一類(lèi)長(zhǎng)度超過(guò)200 bp、不編碼蛋白質(zhì)的RNA
。近年來(lái),高通量測(cè)序技術(shù)的進(jìn)步提高了對(duì)細(xì)胞中l(wèi)ncRNA 及其復(fù)雜信號(hào)網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)識(shí)。lncRNA 可參與多種生物學(xué)過(guò)程,如染色質(zhì)調(diào)控和基因表達(dá)
。在胚胎干細(xì)胞中l(wèi)ncRNA 具有調(diào)節(jié)細(xì)胞周期、維持細(xì)胞的多向分化潛能的作用,也可能參與細(xì)胞的更新和分化
。此外,大量研究已證明lncRNA 在間充質(zhì)干細(xì)胞骨形成調(diào)控中的不同作用,例如,lncRNA XIXT 通過(guò)miRNA-30a-5p 上調(diào)RUNX2,從而誘導(dǎo)hBMSCs 成骨緩解骨質(zhì)疏松。lncRNA HOTAIRM1 通過(guò)調(diào)節(jié)JNK/AP-1 信號(hào)介導(dǎo)的RUNX2 表達(dá)來(lái)促進(jìn)成骨分化
。
TUG1 是一個(gè)7.1 kb 的lncRNA,首次在發(fā)育中的小鼠視網(wǎng)膜細(xì)胞中發(fā)現(xiàn),對(duì)?;撬崽幚矸磻?yīng)上調(diào)
。研究發(fā)現(xiàn)TUG1 在人類(lèi)多種癌癥中表達(dá)上調(diào),促進(jìn)癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲,抑制細(xì)胞凋亡,是一個(gè)新發(fā)現(xiàn)的致癌基因。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)沉默TUG1 會(huì)顯著抑制主動(dòng)脈瓣鈣化疾病下破骨細(xì)胞的形成,且TUG1 通過(guò)miR-204-5p 上調(diào)RUNX2 基因表達(dá),促進(jìn)主動(dòng)脈瓣鈣化疾病中的成骨細(xì)胞分化
。Teng 等
發(fā)現(xiàn)TUG1 在骨質(zhì)疏松癥中下調(diào),影響骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的成骨分化。Lu 等
進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)TUG1 通過(guò)調(diào)控AMPK/mTOR/自噬通路促進(jìn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的成骨分化。Hao 等
發(fā)現(xiàn)TUG1 促進(jìn)了成骨前體細(xì)胞的增殖,且通過(guò)miR-545-3p 上調(diào)CNR2 促進(jìn)成骨前體細(xì)胞的成骨分化。Liu 等
發(fā)現(xiàn)沉默TUG1 后成骨經(jīng)典通路Wnt/β-catenin 通路重要標(biāo)志物Runx2、Frizzled-2、Axin2和β-catenin 表達(dá)下調(diào)。以上這些研究表明TUG1在干細(xì)胞成骨分化過(guò)程中起著重要作用。但TUG1 在hDPSCs 成骨/成牙本質(zhì)向分化過(guò)程中的表達(dá)水平和作用尚未見(jiàn)報(bào)道。
本研究成功分離并鑒定hDPSCs,發(fā)現(xiàn)TUG1 在hDPSCs 成骨分化中明顯增加。為驗(yàn)證TUG1 對(duì)hDPSCs 增殖和成骨/成牙本質(zhì)分化的調(diào)控作用,利用慢病毒感染技術(shù)體外成功構(gòu)建沉默TUG1 的hDPSCs。發(fā)現(xiàn)沉默TUG1 后hDPSCs 增殖被抑制。通過(guò)ALP 和茜素紅染色及定量檢測(cè)發(fā)現(xiàn)在成骨誘導(dǎo)條件下,沉默TUG1 抑制hDPSCs 的早期A(yíng)LP 活性和晚期礦化結(jié)節(jié)形成能力。通過(guò)qRT-PCR 檢測(cè)驗(yàn)證了TUG1 抑制hDPSCs 內(nèi)DSPP、DMP-1、Runx2、OCN 和OPN 等基因的表達(dá)。DSPP 是牙本質(zhì)中最豐富的非膠原蛋白
,DMP-1 為成牙本質(zhì)細(xì)胞分化早期的標(biāo)志
,均在牙本質(zhì)的形成及礦化中起到重 要 作 用。Runx2 是 成 骨 分 化 早 期 標(biāo) 志
。Sheng 等
發(fā)現(xiàn)lncRNA TUG1 通過(guò)RUNX2 促進(jìn)骨肉瘤的發(fā)展,Du 等
發(fā)現(xiàn)沉默lncRNA TUG1 通過(guò)Runx2/ANPEP 增強(qiáng)氧化低密度脂蛋白處理的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和遷移,促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化血管損傷的修復(fù)。OPN 和OCN 分別是成骨分化中晚期和晚期的標(biāo)志
。Teng 等
發(fā)現(xiàn)與健康對(duì)照組相比,骨質(zhì)疏松患者血漿中TUG1 表達(dá)明顯降低,miR-23b 表達(dá)明顯增加。此外,miR-23b 表達(dá)增加可抑制RUNX2、骨鈣素和骨橋蛋白的表達(dá)。在本實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)沉默TUG1 抑制了hDPSCs 向成牙本質(zhì)細(xì)胞及成骨細(xì)胞的分化。
2.2 中耕除草 應(yīng)根據(jù)豆苗生育狀況及田間雜草多少而定進(jìn)行2~3次中耕。第一次中耕以第一片真葉出現(xiàn)時(shí)為宜,中耕深度不宜超過(guò)3.5厘米;第二次中耕可在出現(xiàn)3~4片復(fù)葉,子葉發(fā)黃時(shí)進(jìn)行,深度為4.5厘米;第三次中耕一般在苗高20厘米左右時(shí),開(kāi)花前進(jìn)行,宜淺耕,并結(jié)全培土,培土高度以略高于子葉節(jié)為準(zhǔn)。
本實(shí)驗(yàn)探討了TUG1 在hDPSCs 成骨過(guò)程中的表達(dá)水平以及對(duì)增殖和成骨/成牙本質(zhì)分化的影響,但TUG1 對(duì)hDPSCs 增殖和分化的調(diào)控機(jī)制及體內(nèi)實(shí)驗(yàn)仍有待進(jìn)一步研究。
繪本,顧名思義就是“畫(huà)出來(lái)的書(shū)”,也就是指圖文相互有機(jī)結(jié)合的書(shū)籍。現(xiàn)在市面上的繪本圖書(shū)以?xún)和喿x為主,內(nèi)容涉及也很廣,文學(xué)、科學(xué)、教育等等。近年來(lái),市場(chǎng)上出現(xiàn)了成人繪本,以臺(tái)灣繪本家?guī)酌椎淖顬榛馃?,還有錢(qián)海燕、寂地等都是以成人繪本創(chuàng)作為主的。這些成人繪本中有很大一部分屬于治愈系繪本。
【
】 Jiang YX performed the experiments and wrote the article. Sun LH collected the data. Zhang H assisted in the da-ta statistics. Li ST assisted in the experimental design. Feng H designed the experiments and reviewed the article. All authors read and approved the final manuscript as submitted.
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