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时空特性下基于图卷积神经网络的风电集群功率短期预测方法

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太阳能学报 2024年第5期45卷 95-103页

作者：乔宽龙董存车建峰蒋建东王勃郑州大学电气与信息工程学院郑州450001 中国电力科学研究院有限公司可再生能源并网全国重点实验室北京100192 国家电力调度控制中心北京100031

为解决传统风电集群功率预测方法忽略了不同位置点气象关联特性及单场预测无法快速得到风电集群整体功率的问题,并充分考虑到风电集群耦合的复杂时空特性,提出一种融合注意力机制的时空图卷积神经网络的风电集群功率短期预测方法。首先... 详细信息

为解决传统风电集群功率预测方法忽略了不同位置点气象关联特性及单场预测无法快速得到风电集群整体功率的问题,并充分考虑到风电集群耦合的复杂时空特性,提出一种融合注意力机制的时空图卷积神经网络的风电集群功率短期预测方法。首先,计算区域内风电场站历史功率之间的互信息,提取特征邻接矩阵,并结合影响集群功率的气象特征变量转化为气象图数据。其次,构建图卷积神经网络(GCN)模型,从非欧式空间提取气象图节点关联特征。并馈入融合注意力机制(AM)的门控循环单元网络(GRU)增强时序特征中关键信息对风电集群功率的贡献程度。最后,基于中国西部某省风电集群的实际运行数据,验证所提方法的先进性和适应性。

关键词：风电功率图数据结构深度学习时空特性图卷积神经网络注意力机制

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肠道菌来源主要代谢酶在天然药物代谢转化中的研究进展

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中国药学杂志 2024年第8期59卷 657-663页

作者：卜萌萌胡家淳蒋建东王琰中国医学科学院药物研究所天然药物活性物质与功能国家重点实验室北京100050

多年来,天然药物如黄酮类、多糖类、环烯醚萜苷类和皂苷类等已被证实对多种疾病具有良好的疗效。一般来说,天然药物口服后在肠道内的生物利用度比较低。而肠道菌群作为调节宿主适应环境的生态系统之一,与宿主所处的内、外在环境之间存... 详细信息

多年来,天然药物如黄酮类、多糖类、环烯醚萜苷类和皂苷类等已被证实对多种疾病具有良好的疗效。一般来说,天然药物口服后在肠道内的生物利用度比较低。而肠道菌群作为调节宿主适应环境的生态系统之一,与宿主所处的内、外在环境之间存在着双向影响作用,通常对天然药物的药效起到关键的调控作用。特别是近年来靶向肠道菌群的新策略研究,为理解难吸收药物的药效作用机制提供了新的思路。肠道菌群与天然药物代谢之间的媒介往往是肠道菌编码的各种酶,通过酶的催化作用肠道菌可将口服类药物代谢并与其疗效及安全性紧密相关,而目前围绕天然药物在肠道菌作用下的代谢转化研究仍然有限。因此,笔者着重讨论肠道菌来源的主要代谢酶的特征以及它们在天然药物代谢转化中的研究进展,以丰富肠道菌作用下天然药物的代谢机制,以期为肠道菌作为参与机体其他器官功能调控轴中的一员提供直接的证据,并为深入理解肠道菌作用下天然药物代谢转化及药理学意义提供科学参考。

关键词：代谢酶肠道菌药物代谢天然药物

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“异病同治”的生物学原理

药学学报 2024年第2期59卷 269-278页

作者：孔维佳李玉环蒋建东中国医学科学院北京协和医学院医药生物技术研究所北京100050 中国医学科学院北京协和医学院药物研究所天然药物活性物质与功能国家重点实验室北京100050

人体多个系统的非感染性慢性疾病如糖尿病、非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)、动脉粥样硬化(AS)、神经退行性疾病、骨质疏松和恶性肿瘤等具有一些共同的发病机制,如非可控性炎症(NRI)、肠道菌群紊乱、内质网应激、线粒体功能紊乱、哺乳动物... 详细信息

人体多个系统的非感染性慢性疾病如糖尿病、非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)、动脉粥样硬化(AS)、神经退行性疾病、骨质疏松和恶性肿瘤等具有一些共同的发病机制,如非可控性炎症(NRI)、肠道菌群紊乱、内质网应激、线粒体功能紊乱、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)通路异常等,是临床“异病同治”的基础;一些临床常用的慢病治疗药物如二甲双胍、小檗碱、阿司匹林、他汀类和雷帕霉素,通过抗炎、调控肠道菌群、抑制内质网应激、改善线粒体功能、抑制mTOR等机制同时对多种慢性疾病具有改善作用,发挥“异病同治”的效果。而对于病毒性感染的疾病,因为有些病毒需要一些共性的病毒复制酶,这类酶的抑制剂也就成了临床抗病毒“异病同治”的运用范例(如同时抗艾滋病和乙肝的替诺福韦);尤其是在针对突发的病毒传染病时,这些病毒酶抑制剂在抗疫过程中快速地发挥出“异病同治”的重要作用,如阿兹夫定和索非布韦等。本文对“异病同治”的生物基础以及这些药物的可能作用机制的研究进展进行综述,以期为新药研发提供科学依据和新的参考。

关键词：异病同治非可控性炎症肠道菌群紊乱内质网应激线粒体紊乱哺乳动物雷帕霉素靶蛋白病毒酶

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氯代乙烯的厌氧微生物还原脱氯特性

环境科学 2024年第2期45卷 1080-1089页

作者：李伟刘贵平刘峻吕良华乔文静余欣张晓旸蒋建东南京农业大学生命科学学院农业农村部农业环境微生物重点实验室南京210095 江苏省环境科学研究院江苏省环境工程重点实验室南京210036

四氯乙烯(PCE)和三氯乙烯(TCE)是地下水中典型的卤代有机化合物,严重威胁生态环境与人体健康.为获得氯代乙烯高效厌氧降解菌剂并探究其在污染地下水中的应用潜能,利用某工业污染场地的地下水,通过投喂PCE或TCE进行长期富集培养,获得了可... 详细信息

四氯乙烯(PCE)和三氯乙烯(TCE)是地下水中典型的卤代有机化合物,严重威胁生态环境与人体健康.为获得氯代乙烯高效厌氧降解菌剂并探究其在污染地下水中的应用潜能,利用某工业污染场地的地下水,通过投喂PCE或TCE进行长期富集培养,获得了可将PCE和TCE完全脱氯成无毒乙烯的厌氧菌剂W-1.菌剂W-1的PCE和TCE脱氯速率分别是(120.1±4.9)μmol·(L·d)^(-1)和(172.4±21.8)μmol·(L·d)^(-1).16S rRNA基因扩增子测序和qPCR结果表明,98.3μmol PCE还原脱氯至顺-1,2-二氯乙烯(cis-1,2-DCE)时,Dehalobacter丰度从1.9%增长至57.1%,基因拷贝数每释放1μmol Cl-增加1.7×10^(7)copies;cis-1,2-DCE完全还原脱氯至乙烯时,Dehalococcoides丰度从1.1%增长至53.8%;PCE完全还原脱氯至乙烯过程中Dehalococcoides基因拷贝数每释放1μmol Cl^(-)增加1.7×10^(8)copies.以上结果说明Dehalobacter与Dehalococcoides协同互作实现PCE完全降解解毒.当菌群W-1以TCE为电子受体时,222.8μmol TCE完全还原脱氯至乙烯时候,Dehalococcoides丰度从(29.1±2.4)%增长至(77.7±0.2)%,基因拷贝数每释放1μmol Cl-增加(1.9±0.4)×10^(8)copies.结合PCR和Sanger测序,获得了菌剂W-1中主要脱卤菌Dehalococcoides LWT1较完整的16S rRNA基因序列,其与D.mccartyi strain 19516S rRNA基因序列相似度达100%.将菌群W-1添加至受TCE(418.7μmol·L^(-1))污染的地下水中,28 d内实现了(69.2±9.8)%的TCE被完全脱毒至乙烯,TCE脱氯速率为(10.3±1.5)μmol·(L·d)^(-1).研究成果可为PCE或TCE污染地下水开展厌氧微生物修复提供菌剂资源和理论指导.

关键词：四氯乙烯(PCE) 三氯乙烯(TCE) 厌氧微生物还原脱氯有机卤呼吸细菌脱卤拟球菌(Dehalococcoides)

脱卤杆菌介导的厌氧微生物富集菌群对1,2,4-三氯苯的降解特性

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地学前缘 2024年第2期31卷 472-480页

作者：吕良华乔文静张晗叶淑君吴吉春王水蒋建东江苏省环境科学研究院江苏省环境工程重点实验室江苏南京210036 江苏省土壤与地下水污染防控工程研究中心江苏南京210036 南京农业大学生命科学学院农业农村部农业环境微生物重点实验室江苏南京210095 南京大学地球科学与工程学院表生地球化学教育部重点实验室江苏南京210023

1,2,4-三氯苯是我国工业污染场地土壤和地下水中典型的有机污染物,具有持久性、生物蓄积性和高毒性特点,对生态环境和人体健康危害巨大。1,2,4-三氯苯密度比水大,容易迁移至深部厌氧区域,因此,开展1,2,4-三氯苯厌氧微生物降解与修复研... 详细信息

1,2,4-三氯苯是我国工业污染场地土壤和地下水中典型的有机污染物,具有持久性、生物蓄积性和高毒性特点,对生态环境和人体健康危害巨大。1,2,4-三氯苯密度比水大,容易迁移至深部厌氧区域,因此,开展1,2,4-三氯苯厌氧微生物降解与修复研究具有重要实际应用价值。本文通过长期富集培养,获得一份可以稳定地将1,2,4-三氯苯还原脱氯至1,4-二氯苯,再进一步还原脱氯至氯苯的厌氧菌液。通过16S rRNA基因扩增子测序及引物特异性的定量PCR实验,证明厚壁菌门的脱卤杆菌属细菌(Dehalobacter species)是1,2,4-三氯苯和1,4-二氯苯厌氧还原脱卤的功能菌株,其生长率为(1.68±0.8)×10^(6)copies·μmol^(-1)(释放的氯离子)。通过PCR扩增,获得Dehalobacter菌株的16S rRNA基因序列,构建了系统发育树。本研究可为1,2,4-三氯苯污染场地开展原位厌氧微生物修复提供菌株资源和理论指导。

关键词： 1,2,4-三氯苯地下水污染生物修复脱卤杆菌属还原脱卤

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肠道菌产生酶与天然药物互作对疾病的影响

药学学报 2024年

作者：王志宇申浩然韩燕星蒋建东蒋卫郭慧慧中国医学科学院北京协和医学院药物研究所天然药物活性物质与功能国家重点实验室中国医学科学院北京协和医学院医药生物技术研究所浙江震元制药有限公司

天然来源的代谢产物是药物研发的宝贵资源，对疾病的治疗起重要作用。肠道菌群作为机体的“第二基因组”，蕴含丰富的物质代谢酶，可与机体摄入的药物等外来物质相互作用，改变疾病进程。本文总结了肠道菌产生酶与天然药物之间的互... 详细信息

天然来源的代谢产物是药物研发的宝贵资源，对疾病的治疗起重要作用。肠道菌群作为机体的“第二基因组”，蕴含丰富的物质代谢酶，可与机体摄入的药物等外来物质相互作用，改变疾病进程。本文总结了肠道菌产生酶与天然药物之间的互作关系，并重点探讨了这种互作关系对疾病的影响，希望能为天然药物的研发及药理机制的探究提供新思路。

关键词：天然药物肠道菌群肠道菌产生酶疾病进程药物研发

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“食药同源”的生物学原理

药学学报 2024年第6期59卷 1509-1518页

作者：丁劲文迟湘胤张玉王璐璐蒋建东林媛中国医学科学院、北京协和医学院药物研究所天然药物活性物质与功能国家重点实验室北京100050 中国医学科学院、北京协和医学院医药生物技术研究所北京100050

随着社会快速发展以及“健康中国”战略的提出,人民群众对生活质量和健康水平的需求日益增长,“食药同源”的理念也逐渐受到人们重视。“食药同源”概念在我国历史悠久,是我国传统医学中食疗、药膳、养生及治未病等多种思想的凝练。“... 详细信息

随着社会快速发展以及“健康中国”战略的提出,人民群众对生活质量和健康水平的需求日益增长,“食药同源”的理念也逐渐受到人们重视。“食药同源”概念在我国历史悠久,是我国传统医学中食疗、药膳、养生及治未病等多种思想的凝练。“食药同源”具有坚实的科学基础,其活性物质成分具有多种类、多机制和多靶点等特点,经过口服吸收及代谢转化后,发挥其生物学效应,而且安全性好。本文从化合物、生物大分子及肠道菌群与肠道这三方面解析多种“食药同源”物质发挥药理活性的化学基础及生物学原理;并以肠道菌群为主要研究内容,重点分析了几个经典“食药同源”物质的生物学原理;论述了研究“食药同源”的科学意义。本文旨在从现代医药学的角度来理解和探索“食药同源”这一传统理念的科学内涵,为新药研发及人类健康发展提供理论参考。

关键词：食药同源治未病肠道菌群化学基础药理作用标本兼治

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肠道菌群与天然产物的相互作用研究进展

中国医药生物技术 2024年第1期19卷 52-56页

作者：丁劲文林媛蒋建东中国医学科学院北京协和医学院药物研究所天然药物活性物质与功能国家重点实验室北京100050

大量研究表明天然产物对肠道菌群具有多种生物活性,可能影响肠道菌群组成、菌群代谢物含量及肠道黏膜屏障完整性等,同时肠道菌群产生的多种酶又能影响天然产物活性成分的生物利用度以及药理毒理活性。两者相互作用对宿主的健康和疾病治... 详细信息

大量研究表明天然产物对肠道菌群具有多种生物活性,可能影响肠道菌群组成、菌群代谢物含量及肠道黏膜屏障完整性等,同时肠道菌群产生的多种酶又能影响天然产物活性成分的生物利用度以及药理毒理活性。两者相互作用对宿主的健康和疾病治疗至关重要。本文按照天然产物活性成分的结构类型归纳了天然产物与肠道菌群的相互作用的分子机制,为进一步研究天然产物如何通过调控肠道菌群进而发挥治疗疾病的作用提供参考依据。

关键词：肠道菌群天然产物相互作用分子机制

光谱特征和纹理特征融合的红茶萎凋含水率检测方法

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茶叶通讯 2024年

作者：沈跃铖阮贤萍郎春晓冯科达沈帅郑航张诚荣蒋建东俞国红浙江工业大学机械工程学院浙江省农业科学院浙江红茗茶机成套技术有限公司绍兴市上虞区农业机械化技术推广中心

为实现对红茶萎凋含水率的定量检测，研究提出了一种基于谱图特征融合的红茶萎凋含水率检测方法。通过采集不同萎凋时刻的高光谱图像，利用灰度共生矩阵法提取图像的7个纹理特征并与提取到的光谱特征相融合；通过采用PLSR、RF和GBDTR建... 详细信息

为实现对红茶萎凋含水率的定量检测，研究提出了一种基于谱图特征融合的红茶萎凋含水率检测方法。通过采集不同萎凋时刻的高光谱图像，利用灰度共生矩阵法提取图像的7个纹理特征并与提取到的光谱特征相融合；通过采用PLSR、RF和GBDTR建立含水率预测模型，分析光谱特征、纹理特征以及“光谱特征+纹理特征”对含水率预测的准确性，实现红茶萎凋含水率快速无损检测。结果表明融合后的特征效果均得到较大提升，相比于其它两种模型，PLSR表现良好，在测试集上特征融合后的决定系数R2达0.793 2，相较于光谱特征和纹理特征分别提升0.047和0.039。该研究对红茶加工设备的智能化具有重要意义，同时所提出的基于谱图特征融合的模型为红茶萎凋过程的智能检测提供了新思路。

关键词：红茶萎凋光谱特征纹理特征含水率检测方法预测模型