Dmd基因突变小鼠构建及在肌肉及免疫系统的表型验证

目的利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建抗肌萎缩蛋白(dystrophin,Dmd)基因第23号外显子点突变的Dmd基因突变小鼠,分析并验证该小鼠在肌肉及免疫系统中的表型变化,为杜氏肌营养不良症等疾病提供评价模型。方法针对Dmd基因23号外显子序列特征,设计合成小向导RNA(small guide RNA,sgRNA),将Cas9 mRNA、sgRNA片段和oligo donor DNA显微注射到C57BL/6J小鼠受精卵中,并将该受精卵移植至代孕鼠后出生获得F0代小鼠,F0代小鼠通过交配获得子代小鼠后,基因型鉴定筛选得到Dmd基因阳性突变小鼠(命名为Dmd^(Mu/+)小鼠)。选择3月龄和9月龄的雄性半合子Dmd^(Mu/+)小鼠(命名为Dmd^(Mu/Y)小鼠)和野生型C57BL/6J小鼠(作为对照)用于表型验证:称量记录活体小鼠体重,并通过悬挂实验检测小鼠肌张力,采集心脏和半腱肌,采用HE染色法观察组织病理学变化,进一步通过蛋白质印迹法检测9月龄小鼠肌肉组织内Dmd蛋白的表达情况。利用脂多糖诱导建立Dmd^(Mu/Y)小鼠急性炎症模型,采集小鼠颌下静脉血,采用流式细胞术检测外周血中性粒细胞和单核细胞比例变化。结果基因组测序和蛋白质印迹结果表明Dmd基因点突变小鼠(即Dmd^(Mu/+)小鼠)构建成功,Dmd^(Mu/+)小鼠骨骼肌和心肌中未见Dmd蛋白表达,与野生型C57BL/6J小鼠相比明显下降(P<0.05)。与背景相同的野生型小鼠相比较,3月龄和9月龄的雄性半合子突变小鼠(Dmd^(Mu/Y)小鼠)体重明显减轻(P<0.01),肌张力显著下降(P<0.05),9月龄Dmd^(Mu/Y)小鼠的骨骼肌和心肌发生肌间隙变宽等明显病变。未注射脂多糖时,与野生型小鼠相比,3月龄Dmd^(Mu/Y)小鼠的外周血中性粒细胞和单核细胞比例显著降低(P<0.01),经脂多糖诱导后,3月龄Dmd^(Mu/Y)小鼠的外周血中性粒细胞比例仍然较野生型小鼠显著降低(P<0.01),而9月龄Dmd^(Mu/Y)小鼠的外周血中性粒细胞比例在脂多糖诱导后显著升高(P<0.05),但较野生型小鼠仍显著降低(P<0.01),同月龄Dmd^(Mu/Y)小鼠经脂多糖诱导后外周血单核细胞比例与野生型小鼠相比仅有偏低趋势(P>0.05)。结论成功构建了Dmd基因突变小鼠模型,证实该基因具有维系肌肉组织正常形态和肌张力等重要功能,并初步发现该基因缺失会减少外周血液中性粒细胞比例,为后续研究杜氏肌营养不良症患者的免疫系统异变机制提供新的思路。

基于CYCBD和参数自适应DMD的滚动轴承微弱故障诊断

在旋转机械故障诊断中,传感器采集到的滚动轴承振动信号容易受到多个激励源的耦合影响,特别是微弱故障特征往往淹没在背景噪声中,给故障诊断带来挑战。为了抑制无关激励源并增强故障特征,本文提出一种基于最大二阶循环平稳盲解卷积(CYCBD)和参数自适应动态模式分解(DMD)的滚动轴承微弱故障诊断方法。首先根据包络谐波乘积谱(EHPS)估计CYCBD算法的关键参数循环频率α,将原始信号经CYCBD处理使故障特征得到增强;然后将CYCBD处理后的信号通过参数自适应DMD进一步消除残余噪声,其中DMD的最优截断秩参数r通过遗传算法自适应确定;最后通过包络谱分析来提取故障特征频率及倍频。仿真和试验结果证明了本方法的有效性。

风力机翼型S809绕流流动特性的POD和DMD对比分析

失速时的流动分离现象对风力机叶片的气动性能有重要影响,S809作为典型水平轴风力机翼型,在临界失速攻角下气动性能会大幅降低。基于流动特征提取的非定常流场降阶模型(reduced-order model,ROM)是进一步深入了解非定常流动的重要手段。本文通过计算流体力学方法得到轻、深失速攻角下翼型的流动特征,对时变速度场进行本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)和动态模态分解(dynamic mode decomposition,DMD)分析,得到轻、深失速下翼型的非定常流场信息(能量占比、模态频率等)。通过两种方法的对比,结果表明,POD和DMD方法能够准确捕捉流动过程中的非定常结构和升力主频相同的典型模态,但是POD方法由于基于能量特征,在捕捉模态时会忽略与升力主频相近但能量较小的流动结构,而基于频率特征的DMD方法能够准确获得场的演化信息(增长率、频率等)。本文研究有利于针对主频结构发展相应的流动控制方法,从而改善翼型流场情况,提高气动性能。

一例X染色体结构重排导致DMD疾病

假肥大型肌营养不良(Duchenne/Becker muscular dystrophy,DMD/BMD)是一种最常见的进行性肌营养不良疾病,呈X-连锁隐性遗传,主要由DMD基因的缺失、重复及点突变所致,极少数病例是由于染色体结构重排破坏了DMD基因而引起疾病的发生。本文报告了1例经多重连接探针扩增技术(multiplex ligation-dependent probe amplification,MLPA)和下一代测序检测后原因未明的、具有典型症状的DMD患者。采用核型分析、FISH分析及三代测序、Sanger测序综合分析发现,患者存在母源性的X染色体臂间倒位(Chr.X:g.[31939463–31939465del;31939466–131765063 inv;131765064–131765067del])半合子变异。由于该变异破坏了DMD基因和HS6ST2基因,因此推测该变异是患者发病的遗传学病因。患者表现肌无力等典型的DMD症状,没有明显的Paganini-Miozzo综合征相关症状。本病例的明确诊断,提示结构重排破坏DMD基因也是导致DMD重要原因之一;常规遗传学检测阴性的患者应考虑核型分析、FISH验证等结构重排变异检测技术,通过三代测序技术能确定大概的重排断点位置,Sanger测序可明确断点区域序列。本病例报告通过明确的遗传学诊断为该患者所在家庭进行生殖干预、降低再生育风险提供了诊疗基础。

DMD基因内含子突变致Becker型肌营养不良1例报告并文献复习

目的:探讨DMD基因内含子突变所致Becker型肌营养不良(BMD)的临床表现及基因变异特征。方法:回顾分析1例确诊BMD患儿的临床资料、肌肉病理及基因检测结果并复习相关文献。结果:患儿,男,12岁,2年前活动后出现乏力伴双下肢不适感,小便如茶色,急性期肌酸激酶、肌红蛋白水平可升高至正常值100倍以上;尿液分析示隐血3+,红细胞计数正常;代谢缺陷筛查(血、尿有机酸分析)无异常。后患儿乏力及尿液异常反复发生,全外显子检测无DMD基因相关突变;肌肉病理示骨骼肌呈肌病样改变,Dystrophin表达下降;DMD基因mRNA测序示存在异常剪接。患儿最终确诊为BMD。结论:反复横纹肌溶解的患者亦应考虑BMD的可能;对DMD基因外显子检测无异常,但Dystrophin表达异常的患者,需警惕内含子突变所致基因异常剪接。

基于DMD的超短焦微型投影镜头设计

针对现有的大多数超短焦投影设备成本高、体积大、垂轴色差和畸变校正困难等问题,设计了一款基于DMD芯片的超短焦微型投影镜头,并对其进行了公差分析和热分析。该系统由7片镜片组成,大大简化了结构并降低了成本。系统的F数为1.7,焦距为1.65 mm,系统总长79.39 mm,投射比达到0.16,具有大孔径、大视场、小型化等特点。设计结果表明:系统全视场的调制传递函数(MTF)在空间截止频率93 lp/mm处均大于0.65,接近衍射极限;系统的垂轴色差控制在1.2μm以内,最大畸变为-2.17%,全视场相对照度大于0.95,满足设计要求。

基于DMD-Xgboost电商概念股的交易量化预测算法

传统机器学习方法缺乏根据市场和高维非线性数据特点对特征指标内在关联的挖掘,只是笼统地将数据集与主客观因素衔接且研究多针对单股,应用范围受限,提出基于DMD-Xgboost电商概念股的交易量化预测模型.数据方面创新采用电商平台概念股日频交易数据的12个金融特征指标,用DMD算法消除量化交易中人为因素干扰,通过Ritz特征值判断数据趋势,从而找出最具影响力的指标作为Xgboost模型的输入,很好地解决了机器学习对非线性金融市场信息的不敏感性.实证结果显示,此算法能够有效识别股票交易信息,RMSE值约为0.1178.最后建立评价指标体系并与传统模型进行比对,表明算法预测效果显著提升.

基于DMD降噪的滚动轴承故障诊断方法

针对轴承振动信号难以剔除噪声的问题,提出一种将Hilbert变换、动力学模态分解(DMD)和奇异值差分谱相结合的滚动轴承故障诊断方法。首先将原始信号进行Hilbert变换得到包络信号,由包络信号构造Hankel矩阵进行动力学模态分解,利用奇异值差分谱确定合适的截断秩后进行信号重构,最后通过频谱分析来提取故障特征。采用该方法对滚动轴承故障仿真信号和实验数据进行分析,结果表明其降噪效果显著,能有效获取轴承故障特征频率。

应用于数字光刻机的DMD数据处理及控制系统

无掩膜数字光刻机已在PCB光刻及半导体光刻领域逐渐开始应用,相比传统掩膜式光刻机,可缩减光刻流程,节省光刻成本,使光刻数据在线实时调整变得更为简单。而DMD(数字微镜器件)目前作为数字光刻机常用的一种SLM(空间光调制)图形发生器,对其所需要进行的数据处理及控制较为关键。会直接关系到数字光刻机的曝光效率和产能。文章从DMD的驱动控制原理,探讨研究DMD在数字光刻机中的数据处理和控制流程、方法,实现较高的设备光刻效率。

基于运动补偿的DMD无掩模光刻拼接误差校正

在DMD光刻设备中,由于机械装调产生的机械误差导致曝光图像间产生拼接误差,进而造成曝光图像出现错位、交叠等问题。为了消除DMD在大面积曝光过程中的曝光误差,对误差校正方法进行研究。首先,利用显微镜对曝光后的基板进行测量得到曝光误差。然后,在曝光误差的基础上建立误差模型。最后,根据误差模型提出了基于运动补偿的DMD光刻系统误差校正的方法,该方法有别于目前已有的误差校正方法。实验结果表明,在微米级图像曝光过程中,曝光误差减少了80%以上,DMD曝光中心偏移距离由175μm减少为21μm。有效提高曝光图像的拼接精度,满足对大面积曝光图像的高质量、高精度等要求。

基于DMD的动态红外场景投影光学系统设计

为了能够在实验室内实物模拟红外成像,降低光电系统的研发成本和提供可重复的实验环境,需要红外场景仿真器。动态红外投影技术是红外成像测试与评估的关键技术,与传统仿真器相比,采用数字微镜器件(DMD)的红外仿真器可以在更大动态范围内进行高速模拟,这种模拟方法空间分辨率和温度分辨率较高,能满足较高的帧频要求,有较好的应用前景。回顾了动态红外场景投影技术及其分类,描述了基于DMD动态红外场景系统的原理。分析了红外光学系统的特点,给出了投影系统的设计参数,系统使用800×600的DMD,工作在长波波段。使用像差平衡理论设计了投影系统的基本结构,为了得到更好的分辨率和成像质量,利用CODEV软件进行了设计优化,并给出了设计结果及其像差曲线,结果表明:设计满足要求。

基于DMD的红外场景模拟器图像数据传输和分割存储方法

分析了DMD型红外场景模拟器相较电阻阵型在半实物仿真实验中没有广泛应用的原因。通过分析发现DMD型模拟器的数据传输带宽的大小和外同步触发延时长短对系统的实时性都有影响,并且指出图像接口的数据传输带宽高于有效带宽2倍时才能满足系统仿真的高实时性要求。设计了满足实时性要求的专用千兆网的硬件,具有极小的延时时间并且满足UDP/IP协议的数据传输软件和有利于DMD灰度显示高实时性的图像分割和存储的方法。实验验证了该方法能够传输100 Hz以上的分辨率为1024×768的8位灰度图像,而外同步触发信号与系统播放开始信号延时仅为70μs,并具有良好的稳定性。

基于DMD的数字全息显示及其再现像质增强

采用DMD作为空间光调制器构建了一套数字全息显示系统.分析了数字全息图光学再现中影响再现图像质量的因素,提出了一种采用频域滤波重建高条纹对比度滤波全息图来改善其光学再现图像质量的新方法·采用信噪比及图像亮度作为评价参量,对原始全息图和滤波全息图的数值再现像进行定量分析表明,滤波后全息图的再现像质量明显优于原始全息图的再现像·基于DMD数字全息显示系统的光学再现实验也验证了理论分析结果·

DMD结合图像传感器的高动态场景成像探测

微镜阵列DMD空间光调制器结合图像传感器能够解决高动态场景中强弱目标同时探测的问题,获得高动态图像数据,能使光电成像设备动态范围扩展到130 dB以上。为了实现快速的像素级光强控制以及获得高质量的实际场景高动态图像数据,根据实际场景成像其非边缘区域的相邻像素值变化缓慢的特点,提出了一种适合DMD驱动方式的像素级调光算法-自适应空间区域法,它具有较快的收敛速度,最坏的情况下,经过N/I次即可完成调光权值的搜索;在以FPGA为驱动核心的高动态场景成像探测实验系统平台上,对DMD的驱动时序进行了分析研究。并通过此实验平台验证了自适应空间区域法的有效性,该方法能够实现对高动态场景中强弱目标的同时探测,具有很好的光强控制质量,对场景光强局部变化的适应性较强。

基于DMD的红外场景仿真器设计及测试

红外场景仿真器是红外制导武器半实物仿真系统中的关键设备。文中以某型号空地导弹导引头半实物仿真系统为应用对象,以微反射镜阵列(DMD)为实现方式,采用VC和Vega软件为开发工具,开发完成了基于DMD的动态红外场景仿真器系统。对系统结构、场景生成器及其参数测试方法进行了详细设计,给出了测试结果。该仿真器系统参数测试满足设计要求,并且目前已经在某型号红外成像导引头半实物仿真测试系统中获得应用,逼真度高,取得了理想的应用效果。

DMD基因突变及突变检测技术研究进展

假性肥大型进行性肌营养不良(DMD/BMD)是一类发病率较高的X连锁隐性遗传病。DMD基因庞大,突变机制复杂,随着分子生物学的进展,对DMD基因及其所编码dystrophin蛋白的认识不断深入,探索更简便、准确、经济的基因突变检测技术成为目前对DMD研究的热点,本文着重对DMD基因、突变与表型关系的研究进展,以及突变检测技术的进展做一综述。

应用胎儿特异性抗体HbF(γ链)标记法无创性产前基因诊断DMD

以孕8～26w孕妇外周血为材料,经过Percoll密度梯度离心初步富集,胎儿细胞特异性抗体———HbF标记、识别胎儿有核红细胞,母体和胎儿有核红细胞的精确区分是以胎儿和成人血红蛋白的组成差异为基础的。胎儿细胞胞浆黄染,而具有成人血红蛋白的母体细胞没有颜色。显微操作法获取全部阳性细胞后,以其全基因组扩增(PEP)的产物为模板,进行性别检测、DMD基因的多重PCR检测和STR连锁分析。结果,20名孕妇外周血中均发现与HbF呈阳性反应的胎儿NRBC。并完成7例DMD的产前基因诊断。HbF抗体标记法能有效识别胎儿有核红细胞,是无创性产前基因诊断中很有应用前景的标记方法。

多重聚合酶链反应检测DMD基因的初步分析

目的 在更广泛的区域内寻找DMD基因的缺失范围。方法 用 2 5对引物以多重PCR技术对 17例DMD或BMD患者进行DMD基因检测。结果 8例患者 (47.1% )被检出DMD基因片段性缺失 ,其中 7例患者的缺失部位集中在 44～ 5 1号外显子 ,另 1例患者的缺失部位处于DMD基因的 5′端。结论 我国DMD或BMD患者DMD基因的缺失热点主要位于该基因的中央部位 。

基于DMD的红外动态图像生成技术

介绍了一种基于DMD的红外动态图像生成技术,可以便捷、快速地生成在各种地域各种环境下的红外图像,逼真地反映导引系统入瞳处红外辐射的时间与空间分布。用此图像来测试评估导引系统,就可以得到全面的性能指标,对导引系统的改进提供数据资料。

基于DMD的动态红外场景仿真技术研究

相对于现有红外场景仿真技术而言,基于数字微镜器件(DMD)的动态红外场景仿真技术具有高图像分辨率、高光学效率、高亮度等优点,已逐渐成为红外目标成像仿真技术发展的主要方向。结合国内外研究现状,详细阐述了基于DMD的红外场景仿真技术原理及其工作过程,探讨了灰度调制和转换效率计算问题,最后对几个关键技术问题进行了归纳。