获得性异位骨化的分子生物学机制

背景:异位骨化是一个动态发展的过程,临床中不同亚型的异位骨化具有不同病因或诱导因素,但在异位骨化中后期进展阶段又表现出相似的病理过程,其中由于创伤等因素引起的获得性异位骨化具有较高的发病率。目的:对近年获得性异位骨化发生发展相关分子生物学机制研究进行综述。方法:以“分子生物学,异位骨化,机制”为检索词在中国知网、万方医学数据库进行检索,以“molecular biological,heterotopic ossification,mechanisms”为检索词分别在PubMed、Embase、Web of Science及Google Scholar数据库进行检索,检索时限为2016年1月至2022年8月,并根据获得文献进行补充检索,对所得文献进行筛选,最终纳入131篇文献进行综述分析。结果与结论:①获得性异位骨化的发生和发展是一个动态的过程,具有一定的隐匿性,因此该疾病的诊疗有一定的困难。②文章通过综述国内外相关文献,发现获得性异位骨化涉及骨形态发生蛋白、转化生长因子β、Hedgehog、Wnt及mTOR共5条主要信号通路,同时在局部微环境中涉及到Runx2、血管内皮生长因子、缺氧诱导因子、成纤维细胞生长因子及Sox9共5项核心枢纽因子,核心机制可能是不同信号通路之间的相互作用,影响机体成骨细胞前体细胞、成骨细胞微环境以及与此相关的细胞因子,进而影响机体骨代谢并导致获得性异位骨化的发生。③未来可以以异位骨化相关单细胞的成骨内稳态为研究方向,以成骨细胞前体细胞-成骨微环境-信号通路及细胞因子作为研究要素,探索各部分要素在不同时空条件下的特征,比较不同种类、不同个体细胞成骨内稳态异同,从整体视角观察异位骨化分子信号网络调控机制,有利于未来临床防治异位骨化新方法的探究。④以中医药及靶向治疗为代表的治疗方法是近年的研究热点,如何将中医药与体内成骨稳态联系,并与靶向治疗相结合,也是未来研究方向之一。⑤目前获得性异位骨化的研究仍多限于基础实验研究,临床防治方法仍存在疗效不确切及不良反应明显等缺陷,相关靶向防治药物临床应用安全性及有效性仍有待验证,如何以基础实验研究为基础,结合发生发展机制,为临床防治提供新方向将是未来研究的重点。

股骨骨缺损动物模型制备现状及特点

背景:骨缺损的修复及后期临床转归仍是临床研究中的热点和难点,是困扰临床医师的常见问题。构建合适、可重复性及无限接近临床的动物实验模型及科学的评估对进一步的临床治疗相关疾病至关重要。目的:回顾性分析文献中股骨骨缺损常用实验动物模型制备方法及不同模型特点,评估优势与不足,为相关研究者选择合适的股骨骨缺损动物模型提供一定的参考。方法:检索PubMed、Web of Science、Medline数据库及CNKI数据库,设定英文检索词为:bone defect,bone,bones,defect,defects,defective,animal model,animal,model,laboratory,laboratory animal,animal laboratory;中文检索词为:骨缺损,动物模型,实验。检索时限为2000-01-01/2022-08-01。结果与结论:①对入选的27篇随机对照动物实验进行了分析和评估,实验动物包含大鼠、小鼠、新西兰兔及羊,骨缺损类型主要包含圆柱形骨缺损和节段性截骨骨缺损,部位以股骨中段及远端居多。多用于评估骨修复材料、药物、载药活性物质及物理治疗等方法对骨缺损修复的影响及缺损愈合机制研究,尤其是负重骨缺损修复机制的研究。②不同缺损类型及不同实验动物股骨骨缺损值的范围不同,研究者可结合实验目的,选择合适的动物及骨缺损类型,并设置合理的骨缺损值。③目前的研究表明,股骨骨缺损模型以圆柱形及节段截骨骨缺损为主,主要是在股骨远端及中段,手术方法及术后处理较为成熟,可操作性强,能够提供成熟的实验动物模型。④就圆柱形骨缺损而言,大鼠及新西兰兔更适合,而节段性截骨则无特殊要求,各种动物均能满足实验要求。

石蒜碱诱导人肝癌HepG_2细胞自噬的体外实验研究

目的:探讨石蒜碱诱导人肝癌HepG_2细胞自噬的作用,为石蒜碱抗肿瘤研究提供实验依据。方法:体外培养人肝癌HepG_2细胞,采用CCK-8法测定细胞增殖抑制率。倒置显微镜观察细胞形态,荧光显微镜观察细胞自噬小体。流式细胞术测定细胞自噬率及加入自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤(3-MA)作用后的细胞自噬率变化。Western blot法检测与自噬相关的蛋白LC3-Ⅱ与Beclin-1的表达。结果:石蒜碱对HepG_2细胞增殖抑制作用随浓度的升高而增强,其作用72 h的IC_(50)为6.27μmol/L。倒置显微镜观察阴性对照组细胞形状完好且紧密排列。石蒜碱各组随给药浓度的升高,细胞变圆、漂浮、排列稀疏生长缓慢的状态越加明显;荧光显微镜可观察到细胞自噬小体的数量随石蒜碱浓度升高而升高。流式细胞仪检测石蒜碱组细胞自噬率与给药浓度呈正相关,加入抑制剂(3-MA)后细胞自噬受到抑制。Western blot法检测结果显示随石蒜碱浓度的升高LC3-Ⅱ、Beclin-1蛋白表达上调,均显著高于对照组(P<0.01);3-MA抑制剂能显著拮抗其作用。结论:石蒜碱能诱导肝癌HepG_2细胞自噬,其机制可能是上调肝癌HepG_2细胞中LC3-Ⅱ与Beclin-1蛋白的表达,促使自噬小体形成与成熟,导致细胞过度自噬,最终使细胞凋亡。

BioMGE——一个用于采集和分析生物医用材料和多组学数据的数据库

随着机器学习技术的发展,生物医用材料的科学研究也逐渐走向数据驱动,利用生物测序技术来测试生物医用材料的生物功能,需要对生物医用材料进行进一步优化.因此,一个开放、共享的基础设施来存储来自不同研究领域的异构科学数据是多学科交叉联合分析的基石.本文介绍了BioMGE,一个基于灵活的自定义平台NMDMS(国家材料数据管理与服务平台)实现的数据库建设案例,用于收集生物医用材料和多组学测序数据.NMDMS的动态容器框架允许用户定义个性化的数据提交模式,存储来自生物医用材料和多组学研究领域的数据.自2019年以来,BioMGE已收集了1547100个生物医用材料和多组学数据集.BioMGE提供了数据导出接口,方便用户直接导出数据以进行数据分析.以组学数据可视化为例,提供BioMGE-viewer模块以实现对生物染色质结构数据从一维到三维的数据可视化.该数据库可为其他跨领域研究的数据共享提供了新的思路和平台.

静息态功能磁共振成像在癫痫中的研究进展

癫痫是一种慢性神经系统疾病,其分类广泛、机制复杂,具有反复发作和不可预测的特点,对患者的生活造成了一定的影响。深度了解其病理生理机制对疾病的治疗和提高患者生活质量十分重要,静息态功能磁共振成像(resting-state functional magnetic resonance imaging,rs-fMRI)现已成为探究癫痫脑功能改变的有效方法。目前基于rs-fMRI研究癫痫的数据分析方法主要有低频振幅(amplitude of low frequency fluctuation,ALFF)、局部一致性(regional homogeneity,ReHo)、功能连接(function connection,FC)和图论分析。本文将对rs-fMRI的各种分析方法在癫痫中的应用作一综述,为癫痫的病理生理机制及术前定位、治疗提供重要参考。

一种监管友好的可编辑区块链方案

现有区块链内容监管方案均采用事后治理方式,缺乏事前审计,且存在签名失效和多版本区块验证效率低的问题。针对这些问题,首先,设计了一种可动态调整可追责的数据审计方法,实现了对区块链交易数据的事前审计;其次,设计了一种编辑可控的数字签名方案RCDSS(redaction-controlled digital signature scheme),解决了因编辑操作造成的签名失效问题;最后,设计了一种区块链数据一致性验证协议,实现了对查询结果的高效验证。安全分析和性能测试结果表明了其安全性和有效性。该方案在实现监管可控的情况下,仍然保持了较高的区块生成和验证效率,为区块链内容监管提供了一种新的解决思路。

基于小世界理论的区块链Kademlia网络改进方法

针对当前区块链Kademlia网络研究中通常以牺牲安全性为代价提升可扩展性的问题,提出基于小世界理论的区块链Kademlia网络改进方法.该方法遵循小世界理论的思想,提出置换扩容节点的概率公式,概率与节点间距离呈反比,节点置换次数和额外增加的节点数量可以根据实际情况灵活调整.通过理论分析和实验验证,证明了采用该方法改造的网络能够达到最终的稳定状态.实验结果显示,利用该方法将全网广播交易消息时须经历的传输层级减少了15.0%~30.8%,加快了定位节点的速率.与其他改变网络结构的优化算法相比,该方法降低了网络的结构化程度,增强了网络的安全性.

两种造礁石珊瑚固碳能力初步研究

珊瑚礁是海洋中生产力水平最高的生态系统之一,其碳循环受珊瑚光合作用、呼吸作用和钙化作用三大代谢过程的共同调节,过程十分复杂。为探明珊瑚固碳能力,明确其在光照和黑暗下固碳能力的变化过程,本研究以取自三亚蜈支洲岛健康风信子鹿角珊瑚(Acropora hyacinthus)和丛生盔形珊瑚(Galaxea fascicularis)为研究对象,基于碳酸盐体系分析方法,通过设置光照、黑暗两种处理方式,测定试验前后水体理化因子变化,并根据CO_(2)体系计算软件得出水体溶解无机碳(dissolved inorganic carbon,DIC)和二氧化碳分压(partial pressure of carbon dioxide,pCO_(2))含量。结果显示:在光照条件下,两种珊瑚所处水体总碱度(total alkalinity,TA)和酸碱度(pH)下降,水温和溶解氧(dissolved oxygen,DO)上升,DIC和CO_(2)被持续消耗,产生碳汇效应;黑暗条件下,水体TA、pH和温度上升,DO下降,DIC和CO_(2)持续释放,产生碳源效应;比较光暗处理结果后,计算得出风信子鹿角珊瑚固碳率为0.00576mol··m^(-2)·h^(-1);丛生盔形珊瑚固碳率为0.00022mol··m^(-2)·h^(-1),风信子鹿角珊瑚固碳效率显著高于丛生盔形珊瑚(P<0.05);两种珊瑚光合作用吸收CO_(2)的量大于自身所产生的,属于CO_(2)的汇。综上所述,两种珊瑚最终降低了水体TA、DIC和pCO_(2),能够促进大气CO_(2)向海水转移,形成碱度汇和碳汇效应。

大肠杆菌发酵生产L-酪氨酸研究进展

酪氨酸作为芳香族氨基酸之一,已被应用于多个行业。众多酪氨酸衍生物在医药行业发挥着重要作用,因此寻求高效酪氨酸生产方式受到广泛关注。目前,国内酪氨酸工业化生产仍以毛发水解法为主,相较于该方法,微生物发酵法具有操作简洁、污染少等优势,微生物发酵法生产酪氨酸具有较好的应用前景。获得高效的酪氨酸生产菌株、降低酪氨酸生物合成成本以及提高收益是发酵法生产酪氨酸需要解决的难题。对大肠杆菌发酵法生产酪氨酸进行了总结,并对其前景进行了展望。

基于区块链的不动产存证系统

针对现有不动产信息登记和制证过程中所流通的数据易被篡改、数据来源真实性难以核实、错误信息的追责途径不完善等问题,设计并实现一套基于区块链的不动产存证系统。利用智能合约和星际文件系统将不动产登记信息和制证信息锚定在区块链上,形成可追溯且不可篡改的记录。通过结合智能合约、数字签名等技术,为用户提供了反馈并申诉数据上链前失真的途径,也为政府机构提供了数据失真的证据留存和追责方法。系统的分析结果表明,该系统相对于现有的不动产存证应用,具有不可篡改、可信度高、可申诉等特点,为不动产数字化存证提供了新的思路和技术支持。

基于网络药理学探究黑涩楠果实对Ⅱ型糖尿病作用机制

利用网络药理学方法探究黑涩楠果实对Ⅱ型糖尿病的作用机制。结合Swiss Target Prediction数据库获取AMF的潜在作用靶点,Gene Cards数据库获取T2DM的潜在作用靶点,进行Venn分析。Cytoscape 3.7.2软件,构建“活性成分-疾病-靶点”网络可视图。利用STRING 11.0数据库,进行蛋白质互作网络(PII)互建。通过DAVID 6.8数据库,对交集靶点进行GO功能和KEGG通路富集分析。结果:查阅文献获得AMF有效成分19种,相关靶点649个,T2DM疾病相关靶点785个,交集靶点82个。KEGG通路富集分析获得103个通路。预测了黑涩楠果实治疗Ⅱ型糖尿病的活性成分及其作用机制,为进一步研究黑涩楠果实治疗Ⅱ型糖尿病提供了理论基础。

基于鸮翼特征的曲线形尾缘锯齿翼型气动噪声研究

受到鸮类“静音飞行”的启发,将猫头鹰羽毛特有的曲线锯齿结构应用到三角形锯齿齿边,设计曲线形尾缘锯齿翼型,探究仿生锯齿结构的降噪潜力。以NACA0018翼型为原型翼型,通过大涡模拟(LES)与FW-H声类比方程相结合的方法,分析原型翼型、仿生曲线形锯齿尾缘翼型和传统三角形锯齿尾缘翼型的气动声学特性。结果表明,仿生曲线形锯齿尾缘翼型在声指向分布的所有方位角的总声压级均有降低,相比于传统的三角形锯齿尾缘翼型,噪声值最高能降低3.77 dB。压力脉动云图和流向速度的湍流波动分布结果表明,仿生曲线形锯齿可有效抑制尾缘附近的压力脉动,显著减小齿中部的湍流波动,从而降低翼型的气动噪声。

黏性土中钢管桩振动起拔土体损失与应对措施

钢管桩作为一种快捷、绿色和可回收的支护结构被广泛关注,但是,钢管桩在振动回收过程中土体损失引起的环境效应是关注的焦点.提出了振动拔桩过程简化模型,依据振动极限状态下“桩+土柱+锤”的动力平衡公式和拔桩条件,以黏性土层厚度和侧阻力标准值为判别指标,建立了黏性土场地拔桩土柱预测模型.根据苏州、淮安和盐城黏性土地层项目的原位拔桩试验,验证了预测模型和计算方法的合理性.基于试验结果,指出在黏性土场地中,土体损失引起的环境效应预测模型的准确性取决于土层侧阻力、上覆土层和土体剪切变形,并提出了消除环境效应的措施,确保周边环境的安全.

基于卷积原型网络的断路器故障诊断方法研究

针对现有断路器故障诊断研究中无法有效区分未知类样本的问题,提出了一种基于卷积原型网络的断路器故障诊断算法。首先,以聚类的思想构建分类函数,通过各类故障的原型样本点特征空间距离约束来划分概率空间,实现对包含未知类故障样本集的识别。同时,以原型样本点为聚类中心,将样本特征的空间距离作为卷积特征自提取网络的优化目标,以有效改善样本特征的类内聚集性及类间的分散性,提高模型对样本的分类准确度。最后,基于110 kV断路器现场实验数据,对所提算法的有效性和准确性进行验证。结果表明,所提算法能够准确区分测试样本中的未知故障,并有效改善了故障样本特征的空间分布。

改进多尺度U型网络的红外图像去模糊方法

针对热成像设备采集的红外图像纹理细节较粗导致去模糊效果不佳的问题,在基于深度学习的可见光图像去模糊网络基础上,提出了一种改进的适用于红外图像的单幅图像去模糊方法,该方法以多尺度U型网络为基础进行改进。首先,在编码模块中引入对偶注意力单元,增强网络的特征表达能力;其次,将快速傅里叶变换嵌入到特征融合模块,加强网络对于高低频信息的处理能力;最后,选择更优的激活函数和损失函数,实现更好的信息流动并提升模型的鲁棒性。在红外数据集上进行测试,并与原网络进行对比,结果表明,本文改进网络的图像细节恢复得更好,峰值信噪比提升了0.53 dB,红外图像去模糊效果良好。

生物材料导管修复面神经损伤与再生

背景:自体神经移植是目前修复受损面神经、治疗面瘫的首选治疗方式,但供体神经有限,并会对供体部位造成一定的损伤。生物材料导管是组织工程的一项重要分支,通过连接神经断端,为神经提供物理屏障及三维再生通道,是最有潜力的面神经修复方法。目的:对近年来用于修复面神经损伤的生物材料应用进展进行综述。方法:以“biomaterials,nerve conduits,facial nerve”为英文检索词,以“生物材料、神经导管、面神经”为中文检索词,检索自建库至2022年1月收录在PubMed与中国知网数据库的相关文献,依据纳入和排除标准,最终纳入相关文献68篇进行综述。结果与结论:①目前用于修复面神经损伤的神经导管生物材料,大致分为脱细胞材料及可降解材料;脱细胞材料主要包括动脉、静脉及肌肉等,可降解材料主要包括胶原蛋白、聚乙醇酸、聚己内酯、丝蛋白、壳聚糖及石墨烯等。②静脉及胶原蛋白是目前研究最多的2种材料,与干细胞和神经营养因子结合后,其促进面神经再生效果明显增强,但距离自体神经移植的效果仍有一定差距。③石墨烯性质更加活泼,更易与神经营养物质结合,具有抗炎、促进M2巨噬细胞增多的作用,有利于损伤的面神经愈合再生,是目前最有发展潜力的修复面神经损伤的生物材料之一。④文章总结了各种生物材料搭载干细胞、生长因子或雕刻微图案后对面神经损伤修复的效果发现,“多组合”是神经导管发展的趋势,其结合细胞和生长因子,能有效促进面神经再生,但由于生物材料之间的吸附率及释放率差异较大,容易导致资源浪费且作用时间短。⑤在神经导管上雕刻纵行微通道可为神经元再生提供引导方向,加快轴突再生速度,是未来用于修复面神经损伤的神经导管研究的重点方向。

基于互联网的电子技术教学协同实践

阐述基于互联网与产学研协同的电子技术创新人才培养特点,分析面临的问题,提出培养策略,包括创新课程设置与教学模式、强化与扩展实践环节、开展产业界与学术界的合作与交流。

Activation of paternally expressed imprinted genes in newly derived germline-competent mouse parthenogenetic embryonic stem cell lines

单性生殖的胚胎的茎(足) 细胞为学习位于印的 genomic 下面的分子的机制提供一个珍贵试管内模型系统。然而，足房间的 thepluripotency 和父亲一般地表示的印的基因的表示侧面一直不是充分探索了。在这研究，三根老鼠足房间线被建立，在扩大文化的这些房间的区别潜力被评估。无差别的房间有正常核型和同型结合的染色体，并且表示了 ES-cell-specific 分子的标记。房间在超过 50 个段落以后仍然保持无差别并且展出了 pluripotentdifferentiation 能力。确定的 ES 房间的所有三根线生产了 teratomas；ES 房间的二根线生产了怪物和细菌线传播。而且，在这些房间的父亲一般地表示的印的基因 Snrpn， U2af1-rs1， Peg3，影响， Zfp127， Dlk1 和 Mest 的激活被检测。父亲一般地表示的印的基因被发现在单性生殖的联盟者的胚囊阶段被表示的一些激活胚胎试管内，他们的表示水平与扩大的足细胞培养增加了。而且，我们在足房间的这些父亲一般地表示的印的基因的激活在 ther 的甲基化与一个变化被联系的数据表演鼓舞了差别 methylated 区域。这些调查结果为足房间的 thepluripotency 提供直接证据并且在足房间表明在脱氧核糖核酸甲基化模式和父亲一般地表示的印的基因的激活之间的协会。因此，确定的 ES 房间线为在哺乳动物的开发学习 epigenetic 规定提供一个珍贵模型。

基于转化生长因子-β1观察三七总皂苷对大鼠跟腱异位骨化的组织学影响

目的:从组织学观察三七总皂苷(PNS)对大鼠跟腱异位骨化(HO)的影响,并基于转化生长因子-1(TGF-1)/Sma和Mad相关蛋白(Smad)同源物2/3信号通路探讨其潜在作用机制。方法:将126只SD大鼠随机分为正常对照组、假手术组、模型组、西药组、高剂量组、中剂量组、低剂量组,每组18只。HO造模术后分别给予不同浓度PNS或对照西药或生理盐水灌胃2周。于术后2周、5周及10周分别行小动物X线及CT平扫评估HO发生情况。采用一般组织学染色,包括苏木精-伊红染色、Masson三色染色及番红O固绿软骨染色,观测HO病灶内组织学改变。经免疫组织化学法比较各组病灶局部TGF-β1、磷酸化Smad同源物2(p-Smad2)及p-Smad3表达的差异。结果:术后10周,X线检测可见各手术大鼠成骨率差异无统计学意义(P>0.05)。术后2周,手术大鼠跟腱细胞显著增加(P<0.05),跟腱纤维排列紊乱;5周可见大量增殖肥大软骨细胞;10周可见大量成熟异位骨组织形成。中剂量组术后10周相对骨量显著低于模型组(P<0.05)。免疫组织化学染色显示,假手术组TGF-β1、p-Smad2及p-Smad3表达术后与正常对照组比较均显著增加,差异均有统计学意义(均P<0.01)。与模型组比较,中剂量组TGF-β1的表达在术后2周显著降低(P<0.05),表达峰值延后。结论:TGF-β1的表达在大鼠跟腱HO造模术后具有显著增加。一定浓度的PNS可降低异位骨组织的相对骨量,这可能与PNS延后TGF-β1的表达峰值并下调其表达量有关。

塑料大棚无土栽培高品质番茄品种筛选

为筛选出适宜京郊塑料大棚无土栽培的高品质番茄品种,对引进的6个高品质番茄品种的生育期、植株和果实性状、果实口感、商品果产量等指标进行比较分析。结果表明:京采8号、高糖102番茄果实总糖含量分别达到8.23%、6.13%,糖酸比达到8.12、6.93,果实沙甜,口感较好。除去因脐腐果等丧失商品性的果实,京采8号、高糖102折合667 m^(2)商品果产量分别达到1883.4、2307.6 kg,表现突出,适宜在京郊进一步示范种植。