单细胞转录组测序技术在帕金森病中的应用

背景:帕金森病以中脑特别是黑质致密部为主要病理改变,导致患者运动和非运动功能受损。目前研究受制于细胞异质性,其发病机制仍需要更深入的阐明。近些年,单细胞转录组测序(single-cell RNA sequencing,scRNA-seq)逐渐应用于神经退行性疾病中,对于理解细胞间异质性、疾病发展机制和治疗策略有重要意义。目的:综述近些年scRNA-seq技术应用于帕金森病的研究进展,为scRNA-seq在帕金森病诊断和治疗中应用提供理论基础。方法:由第一作者应用计算机系统检索中国知网、万方医学网数据库、PubMed、Web of Science数据库的相关文献,中文检索词为“单细胞RNA测序,帕金森病,细胞异质性,细胞亚型,多巴胺能神经元,胶质细胞”;英文检索词为“single-cell RNA-seq,Parkinson Disease,heterogeneity,subtypes,dopaminergic neurons,glial cells”,最终纳入71篇文献进行综述分析。结果与结论:(1)scRNA-seq是一种在单细胞水平上利用RNA测序对特定细胞群体进行基因表达谱定量的高通量实验技术,从分子水平揭示细胞奥秘。与传统的测序技术相比,scRNA-seq技术通过对细胞转录组进行自动聚类分析,从而揭示各种生理和病理情况下复杂组织中细胞类型多样性和特异性基因表达的变化。(2)通过scRNA-seq阐明多巴胺能神经元发育过程以及各种细胞亚型的独特功能特性,从而更好地了解具有潜在治疗作用的分子靶点。(3)利用scRNA-seq分析,提高了研究者对帕金森病胶质细胞反应的了解,从而全面表征了不同的细胞类型群体,并鉴定出与神经变性相关的胶质细胞亚群,绘制了有价值的单细胞图谱,作为未来研究的参考数据。(4)应用scRNA-seq检测胚胎小鼠以及干细胞,将有助于改善细胞治疗的体外分化方案和质量控制,以及评估干细胞衍生的中脑多巴胺能神经元的整体细胞质量和发育阶段。

多源降水产品在高寒内陆河流域的适用性和误差组分

降水资料的质量是高寒山区径流模拟精度的重要影响因素,对水资源管理及生态安全等至关重要。本文结合多种统计指标和误差分解模型,对比分析4套降水产品(卫星降水数据GPM、亚洲地区高质量高时空分辨率降水数据集AIMERG、再分析数据CMFD和ERA5)在叶尔羌河上游流域的降水时空分布特征,评估不同产品的精度,解析不同产品的误差特征。结果表明:(1)CMFD和AIMERG的年降水呈现了南高北低的空间特征,与基于中国地面台站的插值格点数据集CN05.1的特征一致,但ERA5和GPM呈现了相反的空间分布。高分辨率的AIMERG和CMFD可以捕捉到西南部冰川区降水高的特征。(2)不同降水产品的年际变化特征差异显著且多数产品夏秋季节降水占比超过60%。对比发现,仅有AIMERG产品可以较好地呈现研究区降水年内变化的峰型和峰现时间,对站点月降水量的捕捉能力最强,呈现较高的相关系数(>0.6)和较小的均方根误差(8.45~11.57 mm),而ERA5产品最差。(3)日尺度的不同降水产品精度均呈现出多雨期(5—10月)高于少雨期(11月—次年4月)的特征,AIMERG在不同时期均呈现较高的日降水关键成功指数。(4)不同降水产品夏季的主导误差均为命中误差,而冬季的主导误差随降水产品而变化。研究成果可为高寒区径流模拟和降水产品的算法改进提供一定的参考价值。

MPS型磨煤机制粉系统动态模型与瞬态运行优化控制研究

为提升MPS型磨煤机制粉系统变出力过程关键参数的控制精度,该文建立并验证制粉系统动态模型,开展控制策略优化研究。在原逻辑基础上,提出考虑煤质水分信息的前馈磨煤机入口一次风温控制回路,以优化控制策略。开展煤质水分增加、给煤速率增加、磨煤机变出力等瞬态过程模拟研究,获得制粉系统关键参数瞬态特征和能耗特性,验证所提出策略的优越性。结果表明:采用优化的控制逻辑后,系统在应对煤质水分突变、煤量突变等扰动时的响应速率增加、磨煤机出口风粉温度波动范围减小50%以上、瞬态能耗下降2.4%。磨煤机在变出力过程中,稳态能耗可降低100 kW以上,制粉过程能耗降低6.82%,瞬态过程中磨煤机出口风温的波动幅度下降50%、响应时间缩短10%以上、可实现瞬态节能5.43%,保障制粉系统的运行安全并降低能耗。在燃煤发电机组中应用提出的制粉系统优化控制逻辑,可降低燃煤发电机组变负荷瞬态过程中负荷率、主汽压力等关键参数的运行偏差,提高机组的运行灵活性。

云南木薯藻斑病危害及发生规律调查研究

近年来,藻斑病已经成为云南地区木薯生产中的重要病害。为明确当地木薯藻斑病危害情况并初步阐明其流行规律,对云南省保山市木薯藻斑病田间危害进行了系统调查,并对病情指数和主要气候因子进行了相关性分析。结果表明,126份木薯种质均受藻斑病危害,‘华南124’‘南植188’‘南植199’等主栽品种均受害,病情指数均在30以上。病害流行规律研究结果得出藻斑病可于8月中下旬开始发生,流行高峰期在11月下旬或12月上旬,对藻斑病病情指数与病害流行月均温度、日均温差、湿度进行相关性分析,得到回归方程式Y=38.6096-2.1033 X_(1)-0.5175 X_(2)+0.325 X_(3),表明月均温度、日均温差和湿度是影响藻斑病病害流行的主要因素,且与月均温度和日均温差成负相关,与湿度成正相关。

鄂东春季两次极端雷暴大风过程环境及雷达回波特征对比分析

2021年5月10日和2022年3月16日,湖北省东部分别发生14级和12级的极端雷暴大风天气过程(简称“5·10”和“3·16”过程)。本文利用地面加密气象站的观测资料和ERA5逐小时0.25°×0.25°再分析资料及多普勒天气雷达等资料,对比分析了两次过程产生的环境背景和雷达回波特征。结果表明:(1)两次过程均受川东低槽和中低层低涡东部暖切变的影响,呈现上干冷下暖湿、低层辐合高层辐散的特征,表征雷暴大风的物理量如对流有效位能、下沉对流有效位能等极端异常,环境场有利于极端雷暴大风发生。(2)两次过程均由冷池出流形成阵风锋触发雷暴大风,但“5·10”过程还受其他地面中尺度辐合影响。(3)两次过程强风暴均由多个单体合并发展而成,“5·10”风暴高度更高,而“3·16”则强度更强,“5·10”表现出小弓状回波及其后侧弱回波通道特征;“3·16”弱回波区清晰,表现出类超级单体特征。(4)速度图上均表现出低仰角大风区和小尺度的辐散特征。“5·10”过程以低仰角大风区为主,大风由超低空急流叠加下击暴流造成;“3·16”过程则以中层径向辐合和最大反射率因子的快速下降特征为主,为下击暴流大风。

苏中地区蛋鸡养殖碳排放估算与技术效率分析

为应对当前畜牧业减排形势,促进蛋鸡养殖业健康持续性发展,研究以江苏省中部地区133个蛋鸡养殖场为研究对象,运用生命周期评价法计算蛋鸡养殖全过程碳排放的情况,利用SBM(Slack based measure)模型从经济与环境角度探究蛋鸡养殖的技术效率。结果显示:该地区只均蛋鸡在整个生命周期中的碳排放为48.55 kg,其中粪便处理是影响碳排放结果的最主要因素,占总排放量的38%。该地区蛋鸡养殖环境效率为0.619 4,低于技术效率(0.667 5),环境效率和技术效率都有较大的提升空间。通过降低投入冗余,只均蛋鸡碳排放量可降低约9.03 kg。蛋鸡养殖具有一定的环境污染性,不同规模之间的蛋鸡养殖效率差异较大,中规模养殖场有明显的环境效率优势。

基于改进Apriori算法的道路运输事故致因分析

为深入研究我国道路运输事故的致因因素,探究各因素之间的相关联系,提出一种改进的关联规则算法,并将其运用于道路运输事故数据分析。首先,将预处理后的数据进行分类,建立多维层体系框架;其次,对影响事故属性的因素进行灰色关联分析,生成新的候选项集;最后,运用考虑定向约束的Apriori算法挖掘关联规则。基于广西壮族自治区2019—2022年道路运输事故数据并对其进行详细分析,结果表明:道路运输事故中夜间时段发生事故的原因大多为疲劳驾驶,由于驾驶员行车速度不当造成追尾事故的发生。与运用传统的Apriori算法相比,该方法生成的无效规则减少了69.15%,准确率提高了49.14%,在保证准确性提升的前提下大大提高算法的效率。

一维谐振子薛定谔方程含时演化非级数解析解

1926年薛定谔找到了一个一维谐振子薛定谔方程含时演化解析解。这个解并不是能量本征态波函数级数求和形式。这可以让我们从新的角度理解量子系统的随时间演化行为。本文主要对该含时演化解析解进行了分析,给出了两种推导方法,然后继续推广得到了更多的含时演化非级数解析解,找到了这些解析解的递推关系,最后讨论了这些解析解的教学意义及应用。

1059名济南市育龄男性体育锻炼情况与精液质量的相关分析

目的探究体育锻炼对精液质量的影响,为男性生殖健康的提高提供基础数据及理论依据。方法采用横断面研究方法,以到山东省妇幼保健院生殖中心就诊和体检的1059名男性作为研究对象,采用问卷调查人口学资料和体育锻炼等资料。采用计算机辅助分析技术分析精子总数、精子浓度、总精子活动率、前向运动以及精子正常形态百分率,采用Logistic回归模型和多重线性回归模型分析体育锻炼对精液质量的影响。结果校正年龄、体质量指数、饮酒和吸烟等混杂因素后,Logistic回归分析发现:体育锻炼强度为中等和大强度持久者精液质量异常的发生风险增高(OR值分别为2.103和2.229);与每次体育活动时间10 min以下相比,每次体育活动时间为20 min以上者精液质量异常的发生风险降低(体育活动>20~30 min、>30~60 min、>60 min者的OR值分别为0.357、0.256和0.289);体育活动频率与精液质量异常与否之间差异无统计学意义(P>0.05)。锻炼情况较好者精液质量异常的发生风险低,OR值为0.711。多重线性回归分析发现:体育活动频率(β=7.474,95%CI:4.800~10.149)是精子浓度的影响因素(P<0.05);每次体育活动时间(β=20.632,95%CI:7.634~33.629)是精子总数的影响因素(P<0.05);体育锻炼强度(β=-1.461,95%CI:-2.392,-0.530)和每次体育活动时间(β=2.608,95%CI:1.404,3.812)是前向运动精子百分率的影响因素(P<0.05);体育锻炼强度(β=-1.934,95%CI:-3.238~-0.630)、每次体育活动时间(β=4.211,95%CI:2.525~5.897)和体育活动频率(β=-2.008,95%CI:-3.480~-0.536)是精子总活动率的影响因素(P<0.05)。结论体育锻炼可能影响精液质量,较大强度的体育锻炼可能是精液质量异常的危险因素,较长体育运动时间可能提高精液质量。适当的体育锻炼情况有助于提高精液质量。

多层次轨道交通线网级配研究

通过对大、中、低运量轨道制式特性分析,在客流、时间和空间层面,通过逐条分析各走廊客流、道路条件,确定走廊的适宜制式。线网层面,大中运量和低运量分别以直达客流最大、线网覆盖率最大为目标,在约束条件下,采用“逐条布设,优化成网”的方法得到轨道线网级配。

聚吡咯共轭结构对碳纤维增强树脂基复合材料热循环稳定性能的影响

为解决碳纤维增强树脂基复合材料(CFRPs)存在的碳纤维与基体间界面黏结性较弱和在热循环过程中因热膨胀系数不匹配而产生界面破坏的问题,通过低温聚合得到含有较多共轭结构的聚吡咯(PPy)对预处理后碳纤维(CF)进行表面改性,分别在0、30、60℃下制得碳纤维/聚吡咯复合纤维(PPy/CF),并研究了不同聚合温度下制备的CFRPs的界面结合性能、热膨胀性能和热循环稳定性能。结果表明:PPy/CF-0纤维的表面粗糙度与CF相比增加了2.09倍,这有利于树脂锚定在碳纤维表面,从而提高界面结合性能;并且PPy/CF-0纤维表面的聚吡咯层具有较完善的共轭结构,整体表现为负热膨胀系数,使得复合材料的层间剪切强度和界面剪切强度分别达到了CF的1.56倍和1.70倍;此外还使得CFRPs的热循环稳定性有了较明显的提升,经100次热循环实验后,其剪切强度仍能保持在初始数值的70%以上。

NHC-Ag修饰的钐配合物催化CO_(2)与端炔的羧化反应

将1,3-二(4-羧基苯甲基)-苯并咪唑氯化物(H_(2)BCBI)与Sm(NO_(3))3•6H_(2)O在水热条件下进行反应,得到了二维配位聚合物[Sm(BCBI)(NO_(3))2•H_(2)O]n(Sm-BCBI),将其与乙酸银(AgOAc)作用引入氮杂环卡宾(NHC)-Ag(Ⅰ)催化位点,制备了氮杂环卡宾-银功能化的钐配合物[NHC-Ag(Ⅰ)@Sm-BCBI]。通过单晶X射线衍射仪、PXRD、TGA、XPS、电感耦合等离子发射光谱仪、SEM和EDS对Sm-BCBI和NHC-Ag(Ⅰ)@Sm-BCBI进行了表征,考察了NHC-Ag(Ⅰ)@Sm-BCBI催化CO_(2)(0.1MPa)与苯乙炔(1.0mmol)羧化反应的最佳条件,考察了底物的拓展性。结果表明,Sm-BCBI为二维层状结构;NHC-Ag(Ⅰ)@Sm-BCBI具有良好的热稳定性,且其中的银以+1价形式存在。在反应温度为50℃、以Cs2CO_(3)(1.5 mmol)为碱、N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,NHC-Ag(Ⅰ)@Sm-BCB用量70 mg、反应时间为16h的最佳条件下,苯丙炔酸分离产率可达80%。催化剂易回收,循环使用5次后,苯丙炔酸分离产率仍能达到57%。

海岛与桔瓣长丝非织造布基超纤革的制备及性能

超纤革由于其出色的综合性能而备受青睐。目前市场常见的超纤革多以短纤针刺非织造布为基材,关于长丝非织造布的革制品却鲜有研究。为探讨超细纤维长丝非织造布应用于革制品的可行性,制备了海岛型和桔瓣型长丝非织造布及其革制品,对比探讨了海岛与桔瓣长丝非织造布及其革制品的性能。结果表明,海岛长丝非织造布及其革制品的拉伸断裂性能均劣于桔瓣长丝非织造布及其革制品,而柔软度、透气性能和透湿性能均优于桔瓣长丝非织造布及其革制品。综合对比之下,海岛长丝非织造布更适用于超纤革的制备。

变负荷工况下并联管内超临界水脉动流动及换热特性

为了避免流动不稳定现象对水冷壁安全运行产生严重的影响,该文通过实验研究机组变负荷过程中,并联水冷壁管内超临界水的脉动流动及其换热特性。以Φ25×3 mm的1Cr18Ni9Ti并联管为实验段,在压力23~30 MPa,质量流率0.05~0.2 kg/s,入口水温200~390℃,入口压降系数0~5.5,热流密度0~500 kW/m^(2)的范围设置不同实验组,通过增加实验段热负荷进行实验。通过实验观察到不同类型的脉动及其边界,记录通道内质量流率和压力的变化,得到壁面温度的振荡曲线,分析了脉动流动的规律以及脉动对换热的影响。结果表明:低频、Ⅰ类高频和Ⅱ类高频3种脉动随着热负荷的增大依次出现。低频脉动和Ⅱ类高频脉动分管参数和总体参数同相脉动,而Ⅰ类高频脉动是管间脉动,主管道的流量几乎不会波动。对于低频脉动,振幅和频率的增大都会使通道中低比热流体的含量增大,从而降低流体换热能力;对于高频脉动,振幅的增大会减弱边界层热阻,有利于换热;频率的增加加大了通道中流体之间的能量交换,抑制了管子与流体之间的换热。可知,流动不稳定现象具有复杂的换热特性,应尽量将运行工况设定在脉动边界以外。

6-姜酚与6-姜烯酚改善肠道紧密连接损伤作用研究进展

肠道屏障在阻止有害外源物质侵入和维持肠道稳态过程中扮演关键角色,其中紧密连接蛋白在保持肠道屏障完整性方面至关重要。本文综述了肠道屏障的结构组成,探讨了紧密连接蛋白在维持肠道生理功能中的作用,特别关注了生姜中主要酚类物质6-姜酚和6-姜烯酚在改善紧密连接损伤方面的潜在应用价值。通过对近年来临床研究和实验结果的综合分析,发现6-姜酚和6-姜烯酚能够通过抑制炎症、氧化应激、凋亡以及调节肠道菌群组成等途径提高紧密连接相关蛋白的表达水平,维持肠道屏障的完整性和功能性。本文可为揭示生姜酚类化合物调节健康效应的机制和扩展其应用范围提供理论依据和思路。

视盘周围脉络膜增厚综合征的概念及特征

视盘周围脉络膜增厚综合征(PPS)是以视盘附近区域脉络膜增厚为特征的厚脉络膜谱系疾病之一,好发于中老年男性,部分患眼具有远视眼和短眼轴的特点。PPS的诊断和鉴别主要依靠其影像学特点。PPS光学相干断层扫描表现为黄斑鼻侧脉络膜大血管显著扩张,对应位置出现视网膜内积液等改变和视网膜色素上皮的改变等,吲哚菁绿眼底血管造影可见视盘周围大血管扩张伴通透性增强。PPS需与葡萄膜渗漏综合征、中心浆液性脉络膜视网膜病变和肥厚性脉络膜新生血管性病变等疾病相鉴别。光动力治疗或可改善PPS患者的视网膜积液。目前PPS的相关研究仍处于初步阶段,其是否可作为一独立疾病仍有争议,治疗有效性需经前瞻性对照研究验证。本文就PPS的临床特点、发病机制、影像学表现、诊断、鉴别诊断及治疗进行总结和展望,未来需进一步的研究为PPS的定义、诊断、治疗和发病机制提供新见解。

2017—2023年北京高考生物学试题对科学探究核心素养的考查分析

为深入了解高考生物学试题如何对科学探究核心素养进行考查,本文参照《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》,对2017—2023年北京高考生物学试题中科学探究试题进行了系统分析。研究表明,科学探究类试题数量占比≥40%,包括选择题和非选择题2个题型,考查范围覆盖了高中生物学教材的5个模块20个章节,其中基因工程、基因和染色体的关系、免疫调节与细胞的能量供应和利用考查频率较高。在学业质量水平方面,选择题多处于水平1~2;非选择题的考查在4个水平均有涉及,其中在水平1、2、3和4的考查百分数分别为9%、40%、40%和11%;在学科能力方面,选择题主要考查理解和应用,非选择题侧重考查应用、思辨和创新。以高频考点基因工程为例,可以得出科学探究试题趋向于更为复杂的实验情境,学业质量水平和学科能力要求提高,并出现多个知识点交叉融合的综合性题目。本研究可为中学生物学科学探究核心素养的培养提供一些启示和参考。

均匀带电的无限长直导线电势问题的正规化处理——一个将量子场论概念与方法融入本科教学的例子

若在基础物理课程的教学中合理融入现代物理学研究的概念与方法,则可使学生更好地理解所学知识的应用价值,从而为更高水平的教学和研究作准备。本文以均匀带电无限长直导线电势的计算为例,探讨了如何在本科二年级的电动力学课程教学中引入和渗透现代量子场论的一些概念和方法。具体内容包括良好的数学定义与病态的数学定义、发散积分的正规化、物理量与非物理量等。本文试图以较为浅显的方式来讲明这些对于本科生来说太过抽象的物理与数学概念,以帮助学生在未来学习量子场论等现代物理内容时更轻松自然地理解并使用其中的思想与方法,并对数学与物理中一些一般性的相关问题有更好的理解。

增材制造成形件中位错的研究进展

增材制造是通过逐层堆积的方法制造实体零件的一种革命性技术,其成形性能受成形工艺、微观结构、沉积路径等影响,其中,位错作为晶体微观结构中广泛存在的一种线缺陷,是决定金属性能的一个重要因素。为深层次理解增材制造性能影响的本质机制,需进一步了解增材制造成形件中的位错特点。本文基于近年来增材制造成形件中位错的研究成果,梳理了位错的起源、特征和密度,分析了位错对强度等性能的影响。与传统制造相比,增材制造成形过程中因固有的循环加热-冷却而造成的压缩-拉伸应力循环使得增材制造成形件中的位错具有独特的结构和性质。在塑性变形中,位错随应变变化明显,不同的初始位错影响成形件对应变的响应;增材制造成形件中测量的位错密度高于锻件或铸件,不同位置、不同形状的位错密度也存在一定的差异;位错强化是增材制造成形件中的主要强化作用,与此同时,在钢的成形件中,位错还可诱发马氏体相变,促使再结晶,另外还影响成形件的腐蚀、蠕变和氢脆等。

基于ResNet多特征图融合的钻削表面粗糙度分类方法

传统五面复合数控(CNC)钻削表面粗糙度测量工作复杂,采用人工测量存在较大人为误差。传统多元回归、多项式拟合方法仅采用转速和进给速度参数,数据利用率低且噪声敏感性强;用传统机器学习方法无法有效提取信号的深层复杂特征。针对上述问题,提出了一种基于ResNet模型、频谱图特征与时频图特征融合的钻削表面粗糙度分类预测方法。首先,根据CNC钻削加工理论和企业实际CNC钻削经验确定了CNC钻削加工实验的工艺参数变量;然后,基于SYNTEC CNC系统开发了多源数据采集系统,实时采集了钻削加工过程数据;接着,分析了三轴振动信号的频谱特征和时频特征,验证了振动信号跟表面粗糙度类别的关联性;随后,采用卡尔曼滤波对三轴振动信号进行了降噪处理,采用快速傅里叶变换(FFT)和连续小波变换(CWT)进行了振动信号频谱热图与时频图转换,采用矩阵拼接对三轴振动信号的单轴时频图进行了拼接融合,得到了三轴振动时频图;最后,对频谱热图和时频图进行了卷积运算融合频谱特征与时频特征,并进行了ResNet和其他网络模型如Densenet、Shufflenet和Mobilenet_v3_small等的对比实验。研究结果表明:相对上述其他网络模型,基于ResNet网络模型的表面粗糙度分类正确率提高了约9%,同时也验证了三轴时频特征融合以及频谱特征和时频特征融合方法的正确性。由于模型训练成本低、训练收敛速度快,该方法在轻量级、低成本的CNC机床钻削表面粗糙度预测分类中具有良好的工业应用前景。