基于代谢组学与网络药理学研究四黑方对斑马鱼黑色素的作用机制

目的:联合网络药理学与代谢组学研究四黑方(SHF)改善色素缺失症(pigment deficiency disease,PD)的作用机制。方法:以1-苯基-2-硫脲(phenylthiourea,PTU)诱导的色素缺失性疾病斑马鱼胚胎为动物模型,分析SHF提取物(0.01、0.02、0.04 mg/mL)对斑马鱼胚胎黑色素细胞形态、黑色素面积、酪氨酸酶活性、黑色素含量的影响;采用超高效液相色谱-质谱(ultra high performance liquid chromatography-mass spectrometry,UHPLC-MS)对SHF治疗缺黑色素斑马鱼胚胎模型筛选差异代谢物,获得相关代谢通路。运用网络药理学获取SHF治疗PD的关键靶点,进行KEGG通路富集分析。将鉴定得到的差异代谢物和SHF与PD交集靶点导入Metscape插件,建立“代谢物-反应-酶-基因”网络,寻找关键代谢物、靶点和代谢通路。结果:SHF治疗后能增加斑马鱼黑色素形成,激活酪氨酸酶活性,提高黑色素含量。代谢组学分析获得54个差异代谢物,对上述代谢物进行代谢通路分析,涉及苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成、甘油磷脂代谢、酪氨酸代谢、亚油酸代谢、氨酰基-tRNA生物合成等通路。网络药理学得到成分和疾病交集靶点55个,KEGG涉及胰腺癌、TNF、癌症等信号通路。代谢组学和网络药理学联合分析确定了4个关键靶点:COMT、CYP1B1、TYR、ALDH2;3个关键代谢物:LTyrosine、homovanllate、L-Lysine;3个重要代谢途径:酪氨酸代谢、缬氨酸/亮氨酸/异亮氨酸降解、赖氨酸代谢。结论:SHF对PD具有良好的改善作用,联合代谢组学与网络药理学得到SHF可能通过调控L-Tyrosine这一代谢物,增强对酪氨酸代谢通路的影响,从而促进黑色素的形成。

藏医药“防瘟九黑方”的应用与发展现状

藏医药历代经典文献系统阐述了藏医药防瘟的理论和实践方法,通过燃熏、鼻闻、佩戴、内服、外涂等途径预防和治疗疾病。在历史的长河中,不论是内因还是外因,人类遭遇了无数次瘟疫。针对不同的疫病,在藏医诸多经典中,对疫病的病因病机、分类、症状、诊断、治疗、预防等内容进行了详细论述。比如《四部医典》《药王宝库》《藏医医诀补遗》《秘诀宝源》《藏医实践概论》中分别记载了10种、9种、18种、29种、36种。并有“古格单卷”“纳布古觉”“色布古觉”“曼纳青木”“南杰唐纳”等防治疫病的诸多方剂的记载,其中“防瘟九黑方”是在历代藏医药经典中疗效显著、独具优势的一种方剂,在近几年发生的SARS、新冠肺炎疫情期间,发挥了突出疗效。以历代藏医典籍为参考,重点对“防瘟九黑方”的演进历程及配伍方剂、使用方法等进行了详细的阐述。以文献比较方法,“防瘟九黑方”共有23种不同配方,其功效也各有侧重。由于各种方剂形成的时代不同,所配制的药方也具有显明的时代特征和机理差异。可分为口服类、具物类、咒语类、物咒结合类防瘟方等。通过现代病因机理研究发现,“防瘟九黑方”具有净化空气、杀菌消毒、预防流感、防瘟、抑菌等作用。临床实践中“防瘟九黑方”在各种疫病防治中发挥出极其重要的作用。

甘肃永靖:综合施策根治黑方台滑坡地质灾害“顽疾”

永靖县位于甘肃省中部西南、临夏回族自治州北部。境内山大沟深、生态环境脆弱,干旱、洪涝、滑坡等自然灾害易发频发,尤其是黑方台多次发生地质灾害,已成为影响全县经济社会发展的桎梏。为有效减少灾害损失、彻底治理黑方台地质灾害,永靖县实施了刘盐八库区地质灾害综合治理项目,通过实施避让搬迁、开展节水控水、调整产业结构、采取台下排水、完善监测预警、开展应急演练、强化物资保障等措施综合施策,有力减少了地质灾害的发生,保障了群众的生命财产安全。

盐分及含水率对甘肃黑方台黄土强度的影响研究

文章以甘肃黑方台灌区黄土滑坡区黄土为研究对象,开展了滑坡区盐分调查及水土化学特征分析,进行了不同易溶盐含量及不同含水率条件下的重塑黄土三轴固结不排水剪切试验,探讨盐分及含水率对黄土强度的影响。结果表明:滑坡区土样中易溶盐含量范围为0.15%~4.55%,易溶盐主要是以Na2SO4和NaCl为主;水化学分析显示灌溉水入渗及溶滤台塬黄土中的可溶盐,经优势通道在坡脚以泉点渗出等方式排泄并富集;试样抗剪强度随易溶盐含量的增加而提高,随含水率的增加而降低;不同易溶盐及含水率条件下,抗剪强度参数黏聚力变化范围为4.2~57.1 kPa,内摩擦角变化范围为23.1°~33.5°,黏聚力对易溶盐及含水率的变化更敏感。

基于Sentinel-1A数据的黑方台地区沉陷特征分析

甘肃黑方台地区由于长期大水漫灌引起台塬沉陷、塬边滑坡等自然灾害。为研究沉陷区域的空间分布特征和成因,以2017年9月—2020年11月的Sentinel-1A影像为数据源,利用永久散射体(PS)与短基线集(SBAS)技术提取研究区地表沉陷信息;选取新源村与党川村滑坡高相干点D1、D2,结合灌溉、降雨、温度数据对两种结果进行交叉验证与分析。结果表明:(1)两种技术识别的沉陷区域主要分布于新源村、方台村、朱王村、陈家村以及台塬周边,利用PS与SBAS技术在新源村和党川村解算得到的最大年均沉降速率分别为31.75 mm、28.65 mm和32.6 mm、28.4 mm,两种技术在空间分布和解算结果上一致性较高,SBAS技术提取的沉降点数量多于PS技术;(2)由于2—3月温差较大,随着温度升高引起冻土融化,新源村与党川村滑坡均出现沉陷趋势,6—8月灌溉量和降雨量增多,导致黄土台塬沉陷,滑坡频发,8月后灌溉量与降雨量减少,新源村沉陷速率趋于平缓,而党川村滑坡在10月后产生冻结滞水效应,沉陷有加剧的趋势。两种技术可为黑方台地区健康发展与灾害防治提供科学依据与参考。

甘肃黑方台罗家坡滑坡演化过程及运动机制分析

2015年4月29日7时50分,甘肃省永靖县黑方台发生了大规模的滑坡,滑坡体积达1.27×10^(6) m^(3),摧毁了14户民房和3家工厂,造成直接经济损失5460万元。在对灾害现场进行大量地质调查的基础上,结合遥感、三维激光扫描等综合调查手段和现场视频监测资料,对罗家坡滑坡演化滑动特征进行了详细描述,对滑坡高速远程机制进行了解析。研究结果表明:罗家坡滑坡从时间线上先后经过5个阶段5种滑动形态,分别是黄土错落-碎屑流、黄土泥岩-碎屑流、黄土-碎屑流、黄土泥流和黄土错落滑动阶段。滑坡运动模式可分为块体碎屑流和黄土泥流两种类型,其中块体-碎屑流高速远程形成机制与先期滑体的“填凹造床效应”和高含水的下垫面土体密切相关。研究结果对于进一步加深对黑方台地区高速远程滑坡的形成机制的认识和风险控制具有积极的指导意义。

甘肃永靖黑方台地区灌溉诱发作用与黄土滑坡响应

黑方台地区自灌溉以来,诱发了大量的滑坡,但缺乏系统地对研究区的滑坡历史分析研究。在黑方台滑坡历史分析的基础上,研究灌溉引起的地下水位上升过程与滑坡的历史关系,对比分析不同时期的地下水位对滑坡稳定性、滑坡体积及后壁垮塌速度的影响。历史数据分析表明,灌溉引起的水位上升与滑坡发生的频率、体积存在明显的相关性,选取的典型滑坡稳定性计算结果显示滑坡具有多期逐级后退式特征,随着灌溉时间的增长,滑坡体积逐渐减小,但发生频率逐渐增大,基于DEM数据计算的滑坡变形也验证了计算结果。研究成果基本反演了灌溉引起的黄土滑坡历史过程,对黑方台滑坡的综合治理提供了数据支撑。

冻结滞水效应及其促滑机理——以甘肃黑方台地区为例

冻融期地质灾害的不断发生,愈来愈引起社会关注并被更多的学者所重视,甘肃黑方台地区冬春交接时期滑坡频发,是研究季节性冻融作用的首选之地。为了探索是否存在冻结滞水效应,揭示冻融作用诱发滑坡灾害机理,建立了气温、地温和地下水位动态等协同观测网。监测数据显示:黑方台地区存在季节性冻融现象,可划分为冻结期(秋冬)、完全冻结期(冬)、冻融期(春夏)、融化期(夏秋)的年季循环过程,也存在昼夜气温变化引起的循环冻融过程;斜坡中段冻结引起的地下水位上升了1.0m,证实了冻结滞水效应的存在。地下水模拟结果表明,冻结滞水引起斜坡坡脚水位壅高幅度超过3m,水平影响距离达到30m以上。冻结前坡体稳定系数为1.19;冻结后仅考虑冻结滞水效应引起的地下水位上升,稳定系数减小到1.09;反复冻融后,考虑黄土强度降低因素,坡体稳定系数降至0.97,说明冻结滞水效应和循环冻融的双重作用是滑坡在春季频发的根本原因。

黑方台黄土泥流滑坡及发生机制研究

黑方台因农业灌溉触发了大量泥流滑坡。为了充分反映黑方台黄土泥流滑坡发育特征,首先基于IKONOS影像对黑方台泥流滑坡进行了遥感解译,随后又开展了详细野外调查工作。结果表明,黄土泥流滑坡呈流态化运移特征,滑距可达300 m以上,是黑方台危害最为严重的一类滑坡。钻探和塬边露头测量显示,研究区黄土底部黏土高程西高东低。地下水数值模拟结果显示,研究区地下水总体上由台塬西部流向地势较低的东部台缘,使得该处地下水抬升幅度要高于西部,从而造成泥流滑坡集中分布于东部台缘。为充分反映该条件下黄土泥流滑坡的破坏机制,开展了室内饱和原状黄土应力路径试验,分析研究了黄土泥流滑坡液化机制。

甘肃黑方台黄土固结-渗透特性试验研究

室内渗透试验过程中由于土样经过了卸荷回弹,所测得的渗透系数并不是土体真实应力状态下的渗透系数,为此对传统渗透仪进行改装,并以黑方台黄土为研究对象,对不同深度的黄土试样进行不同压力下土的固结-渗透试验,对比分析了土的变形及渗透特征.结果表明,室内常规变水头渗透试验所得黄土渗透系数较固结-渗透试验所测得数据大25～40倍.将常规渗透试验和固结-渗透试验测得的渗透系数应用于SEEP/W软件进行灌溉入渗模拟,将两种模拟结果与实际调查情况进行对比,得到后者与实际情况较一致,可见进行固结-渗透试验得到的试验数据更具有实际应用价值.

基于DEM的黑方台焦家滑坡变形分析

以甘肃省永靖县黑方台焦家滑坡为对象,借助1977年、1997年、2001年和2010年4个时期测制的地形图资料,建立了在ArcGIS平台下基于DEM的滑坡变形分析模型,探索了一种基于DEM的滑坡变形分析的技术方法。滑坡壁后移侵蚀速率计算结果为:1977年到1997年为4.42m/a;1997年到2001年为5.81m/a;2001年到2010年为1.64m/a。

黑方台黄土滑坡类型与发育规律

20世纪60年代末期,为了安置刘家峡、盐锅峡库区移民,在黑方台建成了提水灌溉工程,造成地下水位上升,诱发了大量黄土滑坡。作者于2006-04～2007-09先后对黑方台黄土滑坡进行了野外调查。利用IKONOS影像对黄土滑坡进行了遥感解译,将其与研究区数字高程模型(DEM)进行叠加再现了滑坡场景。基于以上工作,首先对黑方台黄土滑坡进行了较为系统的分类,包括黄土泥流、黄土滑动、黄土-泥岩接触面滑坡、黄土-泥岩顺层滑坡和黄土-泥岩切层滑坡。黄土泥流集中发育于野狐狗北部凹地形处;黄土-泥岩滑坡受基岩倾向控制,分布于坡向150°～200°的塬边地段。农业灌溉补给地下水的增湿、软化作用是黑方台黄土滑坡的根本诱发原因。对黑方台黄土滑坡机制的研究进行了展望。

甘肃黑方台黄土滑坡地表水入渗机制初步研究

黑方台黄土底部的地下水对滑坡的发生起了重要作用,地下水的来源主要为台塬大面积灌溉,灌溉水通过孔隙、裂隙进入黄土内部并在底部向台塬四周渗出。通过探地雷达确认了台塬中部与台塬边同样发育大量裂隙延伸至黄土深部。根据灌水和开挖探槽可见裂隙为地表水的主要优势入渗通道,地表水可沿裂隙快速入渗至黄土深部。在台塬四周的陡壁和典型滑坡后壁取样测含水率发现黄土底部只有裂隙渗水点附近含水率较高,其余区域含水率增大不明显,黄土底部含水率大小分布受节理裂隙控制。

甘肃永靖黑方台4·29罗家坡黄土滑坡的特征

2015年4月29日上午,甘肃省永靖县盐锅峡镇黑方台滑坡高频发区的党川村罗家坡同一斜坡处连续发生了2次大规模黄土滑坡,总体积约65×10~4m^3,最大滑距630 m,摧毁14户居民房屋和3家工厂.通过现场详细调查、取样试验、1∶500地形测量、滑坡影像、视频等资料分析,对灌溉引发的罗家坡黄土滑坡的特征、滑动过程、形成机理进行了探讨.结果表明:第1次滑坡经过近2 a变形过程,整体突然失稳,高速远程滑动;第2次滑坡变形时间仅3 h,分块逐步滑动,滑动历时长而过程复杂,总体为低速远程滑动.高陡的地形和强度低、水敏感性强的土体是滑坡发生的基础,黄土台塬区长期农业灌溉是引发因素,大量水体入渗形成了20余米厚的饱和软弱基座,使抗剪强度降低,导致斜坡失稳滑动.黄土滑坡高速远程滑动的主要原因是滑坡剪出口位置高,滑动势能大,释放条件好,剪出口下部陡坡段为主要加速段;前方有开阔的滑动空间且有一定坡度、平缓的滑道;滑体底部饱和软弱黏性土在滑道上持续产生超孔隙水压力、液化等低摩阻效应,是远程滑动的润滑剂.同时,两次滑体间还存在冲击加速和能量传递作用.

黑方台滑坡灾害研究

黑方台1968年开始提灌灌溉,由于灌溉水的下渗,滑坡灾害越来越严重,到1990年左右达到高峰,1992年以后基本稳定,保持在年平均4次左右。文章通过黑方台滑坡区灌溉引起的土体理化性质的变化分析,探讨了由于灌溉引起滑坡的机理。通过分析该区滑坡灾害,得到黑方台滑坡年均产沙量为5.722×105m3,年均地下潜蚀量为1.552×106m3,共计产沙1.552×106m3,年均经济损失33.8万元的结论。

诱发滑坡的地下水流系统响应历史与趋势——以甘肃黑方台灌区为例

灌溉的地下水系统响应是黑方台地区灌溉诱发地质灾害研究的基础。黑方台台塬自上而下由黄土、砂砾石和基岩3个含水岩组构成。以对斜坡稳定性影响最大的黄土含水系统为研究对象,分析了灌溉前后水均衡变化,采用数值模拟的方法恢复了引水灌溉引起的地下水流系统演化过程,对不同灌溉量下地下水流系统发展趋势进行了预测。结果表明,黑方台地区长期大量引水灌溉打破了地下水均衡,改变了地下水系统的天然状态,使地下水的分布及其水流系统发生了很大变化,中心部位地下水位44年间上升了至少20m,减少灌溉量至350×104m3/a地下水位将呈下降趋势。研究成果可为黑方台滑坡地质灾害综合治理提供科学依据。

甘肃黑方台黄土边坡稳定性的可靠度分析

在对黑方台地区的黄土进行3种含水率条件下的直接剪切试验和重塑土的反复剪切试验,并收集该区地层力学参数,利用21组实测边坡的坡高坡度建立地质模型,采用Monte Carlo法进行边坡可靠度分析,结果表明:该区黄土黏聚力基本为零,边坡稳定性与坡度显著相关,以5%作为可接受概率,则边坡稳定坡度为27.2°。对于坡度大于27.2°的边坡,宜做防护或改善地下水坏境等措施。

IKONOS影像在黑方台黄土滑坡调查中的应用

以黑方台为典型的黄土台塬,过量农业灌溉造成了区内地下水位上升,诱发了大量黄土滑坡,该文选用IKONOS影像对其进行了遥感解译。通过对比PCA变换、Brovey变换、IHS变换和Multiplative变换融合影像效果,选用PCA变换融合影像作为分析的基础。重点分析了IKONOS影像在黑方台黄土滑坡调查中的应用。在综合分析研究区地质资料和滑坡影像特征的基础上,IKONOS影像在滑坡类型划分、滑坡周界及期次关系确定、空间分布规律和滑坡特征参数统计方面具有很好的应用前景。

甘肃永靖黑方台地区黄土滑坡土的力学性质

与地下水位以下的饱和黄土力学性质相比,包气带黄土力学性质具有不同的表征参数和测试方法,其对黄土斜坡渗流场和稳定性的影响不容忽视。以甘肃黑方台地区黄土为例,分别采用张力计和轴平移技术量测了黄土的部分区段土-水特征曲线,依据Gardner、Van Genuchten和Fredlund and Xing 3种经验公式对轴平移测试数据进行拟合,获取了完整的土-水特征曲线。基于GDS多功能三轴仪,通过控制基质吸力的三轴剪切试验,获取了考虑基质吸力的黄土强度参数。结果显示:张力计和轴平移技术量测的部分区段土-水特征曲线具有相近的曲线形态,但张力计曲线位于轴平移技术曲线的上方;当基质吸力由100kPa减小至20kPa时,黄土内摩擦角减小约1°,粘聚力下降近22kPa;拟合所得的黑方台地区黄土的基质吸力摩擦角为15.6°。试验为进行黑方台黄土斜坡的非饱和渗流和稳定性分析提供了参数。

黑方台黄土斜坡变形破坏机理研究

黑方台常年农业灌溉引起地下水位上升,在透水性差的粉质黏土层顶部形成了厚度不断增大的饱和黄土软弱带,导致斜坡蠕动变形诱发了大量的黄土滑坡,滑坡体在地下水的浸润作用下转化为黄土泥流向前运动。为对黄土斜坡的变形破坏机理进行分析研究,进行了8个围压下的固结不排水试验。试验结果表明:饱和黄土应力应变模式表现为强烈的应变软化剪缩型,并具有一定的稳态特性。300 k Pa围压以下,试样强度丧失,土体完全液化,其余围压下的试样产生部分液化,抵抗变形能力增加,土体应力状态可划分为完全液化区和部分液化区。斜坡的变形破坏特征因上覆黄土厚度不同而有所差异,通过插值计算,黄土层厚度大于临界黄土厚度(约20 m)时,斜坡产生突发性滑动变形破坏,反之斜坡产生缓慢变形的黄土泥流。研究结果证明了黑方台削方减载治理工程的科学性,并为滑坡的防治和治理提供了一定的理论依据。