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基于对抗训练的蛋白质复合体检测算法研究

基于对抗训练的蛋白质复合体检测算法研究

作者：党凤清西安理工大学

学位级别：硕士

蛋白质复合体的准确监测在蛋白质相互作用网络分析领域是一项关键任务。对于疾病诊断、药物发现以及理解细胞内复杂的分子机制具有重大意义。然而,蛋白质复合体检测时面临数据维度高,计算复杂度高等问题。针对这一问题,本文采用非负矩... 详细信息

蛋白质复合体的准确监测在蛋白质相互作用网络分析领域是一项关键任务。对于疾病诊断、药物发现以及理解细胞内复杂的分子机制具有重大意义。然而,蛋白质复合体检测时面临数据维度高,计算复杂度高等问题。针对这一问题,本文采用非负矩阵分解算法。非负阵分解算法不仅适用于多个领域,还可以将原始矩阵分解为低阶矩阵,从而实现了降维和简化计算的目标。此外,蛋白质复合体检测面临的难点主要是数据稀疏、噪声大。针对此问题,本研究提出了基于融合先验信息的对抗非负矩阵分解算法(SANMF)和融合Softmax的对抗非负矩阵分解检测算法(SFANMF),旨在提高蛋白质复合体检测的准确率。主要创新性工作如下:本文提出了基于融合先验信息的对抗非负矩阵分解蛋白质复合体检测算法(SANMF)。具体包括：(a)针对蛋白质互相作用数据稀疏、噪声大等问题,本文提出了基于对抗训练的蛋白质互作网络数据增强策略。通过引入随机给定的噪声矩阵,并迭代变化该矩阵,从而形成一系列新矩阵,较好地解决了蛋白质网络相互作用数据稀疏的问题。这些对抗性样本减少了模型对离群信息的关注,消除了链接噪声大的问题。(b)针对一些蛋白质节点实际上应具有Must-link约束关系但未显示在网络数据集中的情况,提出了融合先验信息的蛋白质复合体预测增强方法。通过融合对抗性训练与Must-link先验信息,进一步提升检测准确性。该方法能动态调整蛋白质相互作用网络,并通过改变网络中各边的权重信息来模拟蛋白质相互作用网络的不确定性。(c)构建SANMF 目标函数,寻找最佳迭代次数,使误差最小化不断迭代优化结果,进一步提高监测精度。该方法在8个数据集(4个人类数据集和4个酵母数据集)上进行了测试,结果表明SANMF在ACC、MMR评价指标上表现优异,显著提高了蛋白质复合体检测的精度。本文提出了融合Softmax的对抗非负矩阵分解蛋白质复合体检测算法(SFANMF)。(a)针对SANMF在处理具有Must-link先验信息的蛋白质节点对问题上的局限性(部分蛋白质节点对间的实际类归属信息和经过模型划分的类归属信息不一致,导致模型将其错分为两类),本研究进一步提出了融合Softmax的蛋白质复合体预测优化方法。对SANMF算法进行改进,引入Softmax函数优化节点分类过程,确保节点在经过迭代后能够准确归属于相应的复合体。通过这种方式,SFANMF 算法能够有效地利用Must-link先验信息,显著提高了蛋白质复合体检测的准确性。(b)结合基于融合Softmax的蛋白质复合体预测优化方法,并引入对抗训练思想,最终构造形成SFANMF目标函数。较好地降低了欧式距离对目标函数存在过大的影响,进一步提高了检测精度。该算法在7个数据集(3个人类数据集和4个酵母数据集)上进行了测试,该算法性能优异,在ACC、MMR及PPV 评价指标上均表现良好。所以SFANMF可以提高蛋白质复合体的检测精度。同时,本文使用GO分析和pathway分析验证了本文提出的算法具有显著的生物学意义。最后,为了验证两种算法的有效性,本文随机选择一组已知的标准集,比较所提出的两种算法和各种比较算法正确划分的蛋白质数量,以及错误划分的蛋白质数量。实验结果表明,本文所提出的两种算法均具有较高的准确性。

关键词：蛋白质互作网络对抗训练非负矩阵分解先验信息 Softmax函数

经尿道前列腺铥激光剜除术与双极等离子电切术的手术疗效比较

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经尿道前列腺铥激光剜除术与双极等离子电切术的手术疗效比较

作者：党巅岩吉林大学

学位级别：硕士

目的:通过对比经尿道前列腺铥激光剜除术(Transurenthal thulium laser enucleation of the prostate Thu EP)与经尿道前列腺双极等离子电切术(Transurenthal bipolar plasma resection of the prostate B-TURP)的手术效果,来为患者选取更好的治疗良性前列腺增生(benign prostatic hyperplasia BPH)的方案。研究方法:回顾性分析2023年1月-2023年11月于我院泌尿外一科因BPH行Thu EP与B-TURP手术治疗的128名患者的临床资料,其中58例行Thu EP术,70例行B-TURP术。术前记录患者的姓名、年龄、前列腺体积(ml)、术前血红蛋白浓度、留置导尿人数、合并膀胱结石人数及合并尿潴留发生情况,完成国际前列腺症状评分(IPSS)及生活质量评分(Qo L)量表。术后记录手术时长、计算血红蛋白浓度差值、对切除组织进行称重、记录膀胱冲洗时长、留置导尿时长及住院时长,并记录两组患者在院期间发生的并发症。患者出院后,分别于1、3个月电话随访患者情况,再次完成IPSS及Qo L评分测定,进行对比,记录出院3个月发生的术后并发症。应用SPSS25.0统计学软件进行数据分析,比较两种术式的临床效果。结果:*** EP组与B-TURP组患者术前一般状况类似,无明显统计学差异。(P>0.05)2.两组患者术后血红蛋白差值、住院时间、留置导尿时长无显著性差异(P>0.05);手术时长、切除组织重量、膀胱冲洗时长方面存在统计学差异(P0.05),术后3个月IPSS方面存在统计学差异。(P<0.05)4.两组患者在院期间并发症发生方面无显著性差异,出院后整体并发症出现方面存在统计学差异(P<0.05)。结论:Thu EP与B-TURP对比,两种手术方式均改善了患者的排尿情况,而Thu EP相较于B-TURP,虽然手术用时更久,但切除组织量更多,术后持续性膀胱冲洗的时间更短,出院后整体并发症更少,3个月IPSS评分更低,可选择作为B-TURP的替代术式。

关键词：良性前列腺增生经尿道前列腺铥激光剜除术经尿道前列腺双极等离子电切术

聚醚醚酮表面改性材料的电磁性能及成骨机制研究

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聚醚醚酮表面改性材料的电磁性能及成骨机制研究

作者：党俊波吉林大学

学位级别：硕士

聚醚醚酮（PEEK）是一种半结晶型高性能聚合物,PEEK性能优异,具有卓越的的机械性能、抗磨损、耐腐蚀、良好的生物相容性、X光透过性。特别是其弹性模量与骨骼非常相似,骨骼所受的应力并不完全由植入体承担,有效避免了应力屏蔽现象,从而... 详细信息

聚醚醚酮（PEEK）是一种半结晶型高性能聚合物,PEEK性能优异,具有卓越的的机械性能、抗磨损、耐腐蚀、良好的生物相容性、X光透过性。特别是其弹性模量与骨骼非常相似,骨骼所受的应力并不完全由植入体承担,有效避免了应力屏蔽现象,从而使植入物周围的骨骼更健康。但是,PEEK所固有的生物惰性和表面光滑特性不利于成骨分化,这极大地限制了PEEK材料的临床转化。因此,从对骨组织结构及生物学特性的理解出发,结合当前临床应用对骨植入材料的需求,本论文提出了一种可远程调控PEEK表面的骨髓间充质干细胞（BMSCs）行为的表面改性策略。表面改性主要采用先在PEEK表面喷涂金层,再将具有梯度粒径的载药介孔Si O2纳米颗粒共价组装至金层表面形成纳米阵列。该表面改性策略实现了PEEK表面的粗糙度、药物释放速率及亲水性的精确控制;通过施加外加磁场实现了电压门控钙离子通道开合、钙振荡的产生和钙沉积的调控,实现了任意细胞生长方向的调控。主要开展了以下四个研究工作:***表面改性材料（PEEK@MSN）的制备、表征与计算模拟:材料制备主要包括载药介孔二氧化硅纳米粒子（MSN）的合成,PEEK表面的多晶金层沉积和PEEK@MSN的合成。表征与计算模拟主要包括使用guassian软件对合成的表面模板剂进行分子振动模拟并用傅里叶变换衰减全反射红外光谱法（ATR-FTIR）进行结构表征;通过X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）、热重分析仪（TGA）、表面氮气吸附（BET）、动态光散射（DLS）对制备的二氧化硅纳米粒子进行结构表征;水接触角测试、SEM、表面轮廓仪对PEEK@MSN表面特性进行评价,并通过lammps软件做进一步模拟探究材料表面润湿性的影响因素;采用紫外可见光分光光度计（UV）进行体外药物释放的定量分析,并通过分子动力学模拟揭示药物与二氧化硅纳米粒子的相互作用;通过液质联用仪（HPLC-MS）验证了药物在酶催化下的分解行为,并通过分子对接模拟药物与酶的相互作用;使用波形分析仪检测产生的感应电流,并对不同厚度的模拟组织下的感应电流进行评价。***@MSN的细胞安全性及体外成骨能力探究:采用SEM和激光共聚焦成像（CLSM）对大鼠骨髓间充质干细胞（BMSCs）在PEEK@MSN表面的粘附行为进行分析;通过CCK-8测试、细胞凋亡测试、活/死细胞染色、活性氧检测、一氧化氮检测表征PEEK@MSN的细胞安全性;通过钙含量测定和流式细胞术分析评价PEEK@MSN的钙沉积能力;通过碱性磷酸酶染色（ALP）、茜素红S染色（ARS）定量和定性评价PEEK@MSN的钙沉积和碱性磷酸酶活性;采用实时荧光定量PCR（q PCR）检测分析成骨相关基因表达。***@MSN表面改性材料的成骨机制探究:采用CLSM进行钙成像监测,探究PEEK@MSN通过电压门控钙离子通道和钙振荡促进成骨机制;q PCR检测电压门控钙离子通道相关基因表达;采用Tru Seq RNA样品制备试剂盒,合成配对端文库进行m RNA测序以评估细胞各项基因表达。***@MSN表面改性材料体内实验和长期稳定性评价:选用8周龄SD大鼠构建颅骨骨缺损模型,通过将PEEK+MF、PEEK@Au+MF、PEEK@MSN-none+MF和PEEK@MSN-2+MF植入于颅骨处,并定时施加外加磁场来对PEEK@MSN通过磁电响应以体内成骨的性能进行评价。通过对大鼠颅骨的Micro-CT监测和硬组织切片H&E、Masson和VG染色,评估各组植入材料在动物体内的骨整合能力;对置于体外PBS溶液中50、100、200天的植入材料、置于体外PBS溶液中200天的介孔二氧化硅纳米粒子（MSN）以及从大鼠体内取出的植入材料,采用SEM、EDS、TEM进行形貌表征及成分测定对比分析,以进行PEEK@MSN作为植入材料的长期稳定性评价。实验结果:***-FTIR测试结果表明成功合成了DSDA表面模板剂;XRD,TEM,SEM,TGA,BET,DLS图谱表明成功合成了MSN,纳米粒子具有梯度的粒径分布以及较高的载药效率;SEM证明PEEK@MSN的成功合成,表面组装的MSN粒径在20-160 nm之间;水接触角测试,SEM,表面轮廓仪结合MD模拟结果,说明良好亲水性的主要来源是粗糙度;通过紫外吸收光谱发现材料释放周期长达200天,无突释现象,并且通过理论计算说明影响药物释放的主要因素是氢键和药物对基底的刻蚀作用;HPLC测试说明药物在模拟体液环境中可以被糜蛋白酶分解达到最终释放阿仑膦酸钠的目的,通过分子对接模拟证实了这一点。通过记录波形分析仪检测到的感应电流情况发现,PEEK@MSN可以很好的响应外界振动磁场并与磁场转动频率呈线性关系,且材料可以透过2

关键词：电磁感应纳米阵列 PEEK 成骨机制远程调控

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提升开放能力的逻辑、内涵及路径

福建论坛（人文社会科学版） 2024年第9期 18-30页

作者：戴翔张二震南京审计大学统计与数据科学学院南京大学马克思主义学院江苏新时代自贸研究院学术委员会

党的二十届三中全会提出要“在扩大国际合作中提升开放能力”,主要是在对当前和未来一段时期内经济全球化发展形势,以及中国开放发展的主要任务进行科学判断的基础上所作出的重要战略部署。提升开放能力有四大理论内涵,即形成对全球要... 详细信息

党的二十届三中全会提出要“在扩大国际合作中提升开放能力”,主要是在对当前和未来一段时期内经济全球化发展形势,以及中国开放发展的主要任务进行科学判断的基础上所作出的重要战略部署。提升开放能力有四大理论内涵,即形成对全球要素资源的强大吸引力、形成在全球资源配置中的强大推动力、形成在分工演进新阶段全球增长共赢链的强大构建力,以及形成在变革动荡世界经济中强大的风险应对力。为此,要依托超大规模市场,在加快构建统一大市场、稳步扩大制度型开放、加快“走出去”步伐,以及在深化国际合作与开放中构建开放、包容、共享的全球价值链等方面,探寻提升开放能力的路径选择。如此,才能在挑战和机遇共存的新一轮经济全球化中把握机遇、化解风险和挑战,全面提升中国对外开放水平。

关键词：提升开放能力理论内涵超大规模市场

中国共产党引领新质生产力发展的逻辑、意蕴和路径探析

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云南民族大学学报（哲学社会科学版） 2024年第5期41卷 5-14页

作者：唐诗宇丁晓强华东师范大学马克思主义学院上海200241

加快形成和发展新质生产力,是中国共产党以高质量发展不断推进中国式现代化的重大战略部署和重要基础支撑。基于马克思主义视域,中国共产党能够引领新质生产力发展,缘于遵循了社会生产力发展规律、无产阶级运动规律以及人类社会发展规... 详细信息

加快形成和发展新质生产力,是中国共产党以高质量发展不断推进中国式现代化的重大战略部署和重要基础支撑。基于马克思主义视域,中国共产党能够引领新质生产力发展,缘于遵循了社会生产力发展规律、无产阶级运动规律以及人类社会发展规律的逻辑理路。立足新发展阶段,中国共产党之所以提出加快形成和发展新质生产力,在于新质生产力是生产力发展的新跃升、社会发展的新动能以及全球发展的新思路。展望中国式现代化新征程,只有坚持中国共产党对新质生产力发展的战略导引、思想指引和主体牵引,才能有力有效地推动新质生产力发展蹄疾步稳,进而为强国建设和民族复兴注入强大动力、奠定坚固基石。

关键词：新质生产力中国共产党逻辑意蕴路径