内质网应激与常见退行性骨骼疾病的发生与发展

背景:常见的退行性骨骼疾病,如骨关节炎、骨质疏松症和椎间盘退变,其具体的发病分子机制目前尚未明确,可能涉及内质网应激。目前,关于内质网应激在这些常见骨骼疾病发病机制中的系统作用和相关治疗进展的研究较为有限。目的:综述内质网应激在常见的退行性骨骼疾病中的作用,深入探讨这些疾病的分子机制并提供新的防治思路和视角。方法:检索2000-2024年相关文献,以“内质网应激,骨骼疾病,未折叠蛋白反应,骨关节炎,骨质疏松症,椎间盘退变,自噬,凋亡,铁死亡,焦亡”为中文检索词检索中国知网、万方、维普数据库;以“endoplasmic reticulum stress,bone disease,unfolded protein response,osteoarthritis,osteoporosis,intervertebral disc degeneration,autophagy,apoptosis,ferroptosis,pyroptosis”为英文检索词检索PubMed、Web of Science数据库。排除重复和较陈旧的文献,共115篇文献符合纳入标准。结果与结论:①内质网应激在细胞生理调节中具有双重效应。轻度的内质网应激有助于促进成骨分化和细胞外基质合成,然而持续过度的内质网应激则会导致细胞死亡。②内质网应激诱导的细胞自噬、凋亡等与骨关节炎、骨质疏松症、椎间盘退变密切相关。③衰老、药物不良反应、代谢紊乱、钙平衡失调、不良生活习惯等多种原因可导致内质网应激的长期激活,从而引起骨重塑紊乱、软骨损伤、髓核细胞死亡等病理表现,最终导致骨关节炎、骨质疏松和椎间盘退变的发生。④对引发内质网应激的相关机制进行干预,有望在预防和治疗骨关节炎、骨质疏松症和椎间盘退变等常见退行性骨病方面发挥作用。

基于专利布局和TRIZ的防滴水折叠伞设计研究

为解决折叠伞在使用后存在的雨水处理不便等问题,采用TRIZ创新方法设计了一种新型折叠伞。并对设计方案进行专利布局保护。首先,选取关键词和IPC分类号构建检索式,利用专利搜索引擎确定全球折叠伞专利并分析技术构成;然后,运用TRIZ创新方法对折叠伞进行创新设计,得到防滴水折叠伞核心专利;最后,结合专利布局的组合类型,围绕核心专利对折叠伞进行降落伞型的组合式专利布局。结果表明,所设计的防滴水折叠伞可实现雨水的便捷处理且便于收纳,并通过专利布局保护对核心专利进行了有效保护。研究结果为制伞企业构建完善创新设计和专利防御体系提供了一种有效方法。

四旋翼植保无人机机臂折叠机构轻量化设计

为了更好地实现农业无人机整机的轻量化,以某四旋翼植保无人机机臂折叠机构为对象展开研究。首先,依据机臂折叠机构的工作原理、结构特征和载荷状况,建立了机臂折叠机构的三维模型;其次,在对机臂折叠机构进行静力学分析和模态分析的基础上,以质量优化为目标,将未受力部分设计为优化区,并对其进行拓扑优化;最后,通过对优化结果的分析,在UG三维建模软件中重建实体模型,并再次进行静力学分析和模态分析,验证优化后的机臂折叠机构是否满足四旋翼植保无人机在实际工作中的静动态特性要求。研究结果表明:优化后机臂折叠机构的质量由最初的231.54g减少至204.21g,无人机整机总质量降低了109.32g,且优化后的机臂折叠结构在减轻质量的同时提升了结构的整体性能。

一种小型火工机构的输出计算及其验证

针对某折叠翼展开机构的小型化难题,研究了一种小型火工机构。利用内弹道理论建立了该火工机构的输出理论模型,通过理论模型计算和优化了机构参数,并用有限元法校验了计算结果。测试结果表明:该原型机具备了小型特点,其输出角度达到了128.5°。在逆风和顺风负载下,该火工机构的工作时间均小于200 ms,其最大角速度不大于3 000 (°)/s,试验数据证实该火工机构具备缓冲作用,理论计算结果和试验数据基本一致。研究成果可作为薄型折叠翼的一种设计方法,为薄型折叠翼的工程应用奠定技术基础。

基于多策略麻雀搜索算法的机器人路径规划

通过多种策略对基本麻雀搜索算法(SSA)进行改进,以解决麻雀搜索算法后期由于种群多样性丢失而导致的全局优化精度和速度问题。首先,改进无限折叠迭代映射(ICMIC)初始化种群,将自适应分段步长因子引入麻雀探测器的位置更新公式中,使麻雀搜索算法观察者的固定比例系数随迭代次数动态变化。然后,将观察者的位置与新公式和正弦余弦算法(SCA)相结合,并干扰先前的观察者步长。最后,在基准测试函数上比较了改进的麻雀搜索算法(ISSA)、麻雀搜索算法(SSA)、鲸鱼算法(WOA)、灰狼算法(GWO)、改进的灰狼算法(CGWO)、正弦余弦算法(SCA)和粒子群优化算法(PSO)的收敛性和准确性,并将其应用于路径规划。实验表明改进的麻雀搜索算法具有良好的优化性能。

V型折叠颏下皮瓣修复口腔缺损的临床应用

目的:口腔中小型缺损修复一直是一个难题,游离皮瓣和远位带蒂组织瓣难以满足临床需求,传统颏下皮瓣存在供区损伤风险。本研究旨在探讨V型折叠颏下皮瓣修复口腔中小型缺损的疗效。方法:回顾性分析2019年3月至2022年12月中南大学湘雅三医院口腔科收治的28例口腔黏膜病变患者的临床资料。根据颏下皮瓣手术方式的不同将患者分为V型折叠组(17例)和传统组(11例),V型折叠组采用V型折叠颏下皮瓣进行术后软组织修复,传统组采用传统颏下皮瓣进行修复,患者术后随访6~48个月。比较2组皮瓣存活情况、皮瓣修复时间以及皮瓣修复效果。结果:2组皮瓣存活率、皮瓣大小、制瓣时间、修复手术时间和术后住院时间差异均无统计学意义(均P>0.05)。术后6个月,V型折叠组无抬头困难和下唇外翻,无皮肤“猫耳”畸形,疤痕隐藏于下颌骨下缘处,创面美观度、功能评分均明显高于传统组(均P<0.05)。结论:V型折叠颏下皮瓣具有设计灵活、制备简单、血供可靠、保护供区等优点,可以有效维持颏部美观和避免功能障碍。

舰载直升机端齿式折叠型尾水平轴系振动特性研究

端齿式折叠机构可以实现尾水平轴系的折叠,增加航空母舰上停靠舰载直升机的数量;同时,端齿式折叠机构对直升机尾传动轴系振动特性也会产生一定影响。建立了舰载直升机端齿式折叠型尾水平轴系动力学模型,求解分析了轴系各支承处振动响应。首先,分别基于有限元法与应变能法对折叠机构中花键连接部分及端齿连接部分进行等效简化,将花键连接部分等效为径向刚度及转角刚度,端齿连接部分等效为等效环,建立端齿式折叠机构的动力学模型,并通过与有限元仿真对比模态分析结果的方法以验证建模方法的准确性;在此基础上,将折叠装置动力学模型耦合到尾水平轴系中,建立折叠型尾水平轴系动力学模型,求解并分析了轴系振动特性。研究结果表明,各支承中,位移响应最大的在关节轴承处,最小的在主减输出端轴承处;振动响应与支承位置及其刚度阻尼特性有关。该研究可为轴系支承配置研究提供理论指导。

宫腔镜电切开渠并监测指导腹腔镜折叠修补剖宫产瘢痕憩室临床分析

目的探讨宫腔镜电切开渠并监测指导腹腔镜折叠修补剖宫产瘢痕憩室的临床疗效。方法选取2019年1月至2022年11月首都医科大学附属北京天坛医院收治的剖宫产术后瘢痕憩室有月经改变且有再生育要求的32例患者,对其进行宫腔镜电切开渠并监测指导腹腔镜折叠修补术,术后随访患者的月经改善情况、阴道异常出血情况、超声及宫腔镜复查憩室恢复情况、妊娠情况及妊娠结局。结果有27例进行宫腔镜电切开渠,其余5例因憩室下缘瘢痕增生不明显未进行电切开渠,仅行憩室内活性内膜电凝去除术。32例患者均手术顺利,术中、术后均无并发症发生,术中出血量较少(5~30 ml),均发生在分离膀胱子宫粘连、下推膀胱过程中。术后3个月宫腔镜检查见瘢痕憩室基本平复,复查超声见子宫下段憩室部位肌层厚度由术前的(1.6±0.9)mm增加到(7.2±1.8)mm,手术前后比较差异有统计学意义(P<0.05)。术后随访12~18个月,20例经期延长患者经期均有所好转,手术前后月经期比较差异有统计学意义(P<0.05);12例异常出血患者均好转,治愈率为100%;5例痛经患者中3例得到改善,4例月经量多的患者有2例好转,其余2例均合并子宫腺肌病。术后3个月进入备孕状态者25例(78.1%);术后3~18个月再妊娠者22例,8例备孕未成功(其中1例合并子宫腺肌病),2例放弃再妊娠(其中1例高龄,另1例合并子宫腺肌病、后放置左炔诺孕酮宫内缓释节育系统),成功妊娠率为68.8%(22/32);妊娠患者中14例足月剖宫产,1例胎膜早破早产剖宫产,5例处于孕中状态,2例稽留流产(均为高龄)。结论宫腔镜电切开渠并监测指导腹腔镜折叠修补剖宫产瘢痕憩室可使腹腔镜的每一步都达到有效缝合,肉眼可见憩室恢复过程并能达到预期水平,手术时间短、并发症发生率低,月经及异常出血恢复好,术后等待试孕时间短,再妊娠率高,患者满意度高。

尿液错误折叠蛋白与子痫前期发病风险及不良妊娠结局的关系

目的探讨尿液错误折叠蛋白与子痫前期发病风险及不良妊娠结局的关系。方法将2022年3月至2023年6月于该院进行产检的300例孕妇作为研究对象,通过刚果红斑点扩散法检测其尿液错误折叠蛋白水平。分析尿液错误折叠蛋白诊断子痫前期的灵敏度、特异度、阳性预测值和阴性预测值。根据孕妇子痫前期检出情况将其分为子痫前期组和非子痫前期组,比较2组孕妇一般资料、不良妊娠结局发生情况,分析尿液错误折叠蛋白与孕妇不良妊娠结局的关系。结果300例孕妇中有50例子痫前期孕妇,纳入子痫前期组,剩余250例非子痫前期孕妇纳入非子痫前期组;子痫前期组>29~34孕周的孕妇占比较高,为44.00%(22/50)。与非子痫前期组相比,子痫前期组不良妊娠结局发生率更高(P<0.05)。尿液错误折叠蛋白诊断子痫前期的阳性预测值为62.50%(40/64),阴性预测值为95.76%(226/236),检测灵敏度为80.00%(40/50),特异度为90.4%(226/250)。尿液错误折叠蛋白阳性孕妇不良妊娠结局发生率(20.31%)明显高于尿液错误折叠蛋白阴性孕妇(9.75%),差异有统计学意义(P<0.05)。结论尿液错误折叠蛋白与子痫前期发病风险及不良妊娠结局有关。

基于石墨烯片的频率可调太赫兹天线

本文设计了一种基于石墨烯片的频率可调太赫兹天线,采用了折叠缝隙结构并使用共面波导馈电方式,以更好地实现阻抗匹配.通过调控在缝隙之间添加的4个石墨烯片的电导率,改变缝隙天线的等效长度,使天线在两种不同工作模式下的谐振频率分别为230.5 GHz和270.5 GHz.除此之外,在天线下方加载了方形封闭谐振环(Closed-Ring Resonator,CRR)构成的超表面,并使其谐振频率与天线的谐振频率匹配,将z轴负方向的辐射进行反射,使天线在两种工作模式下的增益提高至5.41 dBi和7.63 dBi,与无反射结构时相比分别增长2.48 dBi和3.55 dBi.

黏着斑激酶FAK的结构-功能关系模拟

目的承接细胞膜以及胞内细胞骨架连接的黏附斑激酶(FAK)是细胞感知、转导外界力学信号的重要分子体系,主要含有FERM、Kinase、Linker2、FAT等结构域,具有酶与支架双重功能,其功能的发挥依赖于外力作用下自身构象的调整。但是由于目前尚无FAK全分子微观结构,其不同结构域之间的互作特征及其力学因素调控下的微观结构动力学尚不清楚。方法结合基于AI的蛋白结构预测方法与平衡分子动力学模拟方法,考察了FAK全分子结构特征;采用力致分子动力学进行恒力或恒速条件下FAK去折叠模拟,考察其力致去折叠过程。重点通过不同结构域之间的互作及其力致去折叠特征阐释其结构-功能关系。结果无外力作用下:由于Linker2结构域自身的柔性,导致其C端的FAT结构域可以与其N端的FERM结构域相互作用,进而调控FERM与Kinase结构域之间的相互作用,提示外力对其酶功能的调控。有外力作用下:FAT与Linker2结构域最先去折叠,其去折叠行为暴露了FERM-Kinase结构域,使其更好发挥酶功能。另外,FAK全分子中FAT结构域的力致去折叠与单独FAT去折叠路径一致,而且FAT局部去折叠有利于其与paxillin的结合。提示外力对其支架功能的调控。结论本研究采用模拟方法预测了外力调控FAK功能的微观结构动力学特征,为深入阐释FAK的生物学功能提供基础。

初相捷变波形优化设计与信号处理方法研究

捷变波形具备一定的距离和速度模糊抑制能力,同时兼具优良的低截获和抗干扰性能,为雷达系统提供了新的信号处理维度。初相捷变波形相对简单,工程实现难度小,为实现波形设计和信号处理闭环,本文开展了初相捷变波形优化设计与信号处理方法研究。首先,介绍了初相捷变波形的距离选通特性,进而构建了基于距离选通特性的初相捷变波形优化设计模型,并通过Majorization-Minimization算法和牛顿法进行求解。所提算法可采用平方迭代法加快收敛速度,经仿真验证,与随机产生的初相捷变波形相比,所提算法可以显著改善优化后初相捷变波形的距离选通特性。其次,基于初相捷变波形的抗折叠杂波性能,探讨了基于距离选通特性的自适应杂波抑制算法,即利用初相捷变波形空时维导向矢量的距离选通特点,实现分距离段杂波抑制,使得近距主副瓣杂波不会折叠到远距离段,经仿真与实测数据验证,所提算法在强杂波环境下具备良好的远距低速目标探测能力。最后,研究了基于距离选通和交替反演的干扰抑制算法,利用远距支援干扰滞后于目标回波的特点,并基于初相捷变波形的距离选通特性,通过距离段间交替投影实现干扰与目标回波的分距离段重构,经仿真验证,所提算法可以实现对远距支援干扰的有效抑制。

基于分层的边折叠节点链接法

为兼顾网络结构地理空间特征的同时,减轻视觉混乱和密度位置信息丢失的问题,文中对节点链接方法进行改进,给出基于分层的边折叠网络可视化方法。首先,在对节点位置布局时,采用位置固定的节点链接法保证地理空间特征;其次,结合用户交互,从边折叠的角度改进节点链接法,从而缓解常规节点链接法的遮挡交叉和信息丢失问题;最后,以中国航线网络进行实例验证。结果表明,与节点位置固定的节点链接法和基于力引导的节点链接法相比,改进的节点链接法极大地降低了交叉点数量,能够有效缓解边遮挡引起的视觉混乱问题,提高网络可视化的效果和准确性。

可折叠热塑性复合材料接头的力学性能

开发了一种芳纶纤维增强热塑性树脂复合材料接头,用于海洋管道非开挖穿插修复内衬管的连接。静液压爆破测试结果表明内压作用下的失效模式是管体本身纤维发生断裂,接头处保持完好;拉伸测试结果表明接头拉伸强度高于内衬管本体强度,满足穿插施工要求。分别建立复合材料接头的内压、拉伸和折叠展开分析模型,通过有限元分析预测了内衬管及接头的极限强度、应力应变分布和变化趋势。有限元结果显示内压作用下主要承载结构为环向纤维,最大应变发生在接头与内衬管本体交接的位置。拉伸作用下主要承载结构为轴向纤维,外层热塑性聚氨酯边缘位置由于应力集中导致应变较大,但仍在材料极限弹性应变范围内。折叠展开大变形过程中,最大应变发生在折叠阶段,接头应变与内衬管本体应变相近。研发的管体中间接头制造方便,尺寸与内衬管匹配性好,可以进行连续盘卷、折叠,满足海底管道一次性长距离修复的要求。

前导肽介导的SprD蛋白体外折叠研究

为提高以前体形式合成的蛋白质折叠与成熟效率,以枯草杆菌蛋白酶SprD为研究对象,通过蛋白重组表达、氨基酸定点突变、包涵体纯化结合体外复性、酶催化性能测定等方法比较各前体蛋白折叠成熟情况。结果表明,野生型前导肽介导的SprD前体蛋白可以在230 min内完成成熟,时间较长;成熟肽序列中E112A、S221A及S221C等突变导致相应前体蛋白成熟时间延长或成熟失败;而前导肽串联表达和切割位点酪氨酸缺失等措施可以将蛋白成熟时间缩短至80~160 min,成熟效率提高0.5~2.0倍,且成熟酶催化能力不受影响。前导肽序列中单个氨基酸位点改变对蛋白成熟影响较小,但对酶催化能力提升有一定帮助。因此,前导肽介导的蛋白成熟与酶催化能力的改变是2个相对独立的过程,前导肽表达方式与切割位点变化是促进蛋白体外成熟的较优方案。研究结果为加速蛋白成熟与蛋白改造提供了可参考方法。

慢性疼痛中内质网应激机制的研究进展

慢性疼痛作为公共卫生难题,其发病机制复杂,涉及脊髓神经元兴奋、胶质细胞激活及受体活化等。药物治疗虽能缓解疼痛,但不良反应限制了其应用。研究表明,内质网应激在慢性疼痛中扮演关键角色,通过影响疼痛感受器敏感性、调控伤害信号传递、触发炎症反应及神经可塑性改变,加剧疼痛并促进其发展。本文综述了内质网蛋白激酶样内切割酶(PKR-like endoplasmic reticulum kinase,PERK)、内质网应激调节因子1α (inositol-requiring enzyme 1α, IRE1α)和激活转录因子6 (activating transcription factor 6, ATF6)等通路在内质网应激与慢性疼痛中的具体机制,旨在为其深入研究和临床应用提供科学支撑,并探讨尚未解决的问题及未来发展方向。

不同营养条件下酿酒酵母中线粒体相关的内质网膜的蛋白质组鉴定

线粒体相关的内质网膜(mitochondria-associated endoplasmic reticulum, MAM)是细胞的重要组成部分,在细胞生理活动中起着关键的调控作用,但目前还缺少对酵母中该组分蛋白质的系统性分析。本研究对不同营养条件下酵母中MAM蛋白进行了全面的蛋白质组学鉴定,最终得到1 486个MAM组分蛋白。差异蛋白分析发现,在饥饿条件下,共有176个差异蛋白,其中上调蛋白39个,下调蛋白137个;在过营养条件下,共有158个差异蛋白,其中上调蛋白155个,下调蛋白3个。功能富集分析结果表明,这些蛋白主要参与糖的生物合成、脂肪酸代谢、类固醇生物合成代谢、内质网的蛋白质加工、氨基酸的生物合成等过程。相互作用网络分析发现了固醇合成和蛋白质加工的具体通路,以及关键的MAM组分蛋白,如MCD4和CNE1等。本研究不仅鉴定到新的MAM组分蛋白,还为进一步探索其生物学功能提供了重要的数据支持和理论依据。

胃食管反流病的外科治疗策略

胃食管反流病(GERD)是临床常见病、多发病,全球发病率约为13%[1]。亚洲过去十年,GERD发病率从11%上升到15%[2],我国GERD发病率约为10%[3]。GERD的治疗方式有多种,其中抗反流手术是重要手段之一。我国开展抗反流手术已经超过20年,积累了丰富的经验,但也暴露了一些尚存在争议的问题。

缝衣针包装机的主要结构设计研究

大部分缝衣针用铝箔纸、外包装纸进行包装,该包装方式主要采用纯手工操作,针对该情况,充分考量包装机的工作稳定性、自动化程度和生产效率,并注重细节的处理,设计出高效的缝衣针包装机,以满足安全、环保等方面的要求.

全自动折叠渡板优化设计与仿真分析

作为辅助运载平车装卸车辆的重要工具,传统的折叠渡板存在依靠人力搭建、组装费时耗力与收纳不便等问题。面向具有回转平台的铁路运载平车,设计一种全自动收展的折叠渡板,通过运动学与动力学原理分析折叠渡板的运动特性,研究折叠机构对渡板收展的控制情况,得出折叠机构尺寸参数与受力性能的关系。基于Adams仿真软件输出的轨迹曲线验证了折叠渡板展开原理的正确性,并对折叠机构进行了优化设计,优化后折叠机构各油缸推力均有明显减小,渡板的收展更加省力。研究结果表明:折叠渡板收展灵活,折叠机构受力性能良好,折叠渡板的设计与仿真为新一代折叠渡板的设计及优化创新提供了参考。