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基于多项式逼近的微分方程群智能优化算法研究

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基于多项式逼近的微分方程群智能优化算法研究

作者：张亚玲西安理工大学

学位级别：硕士

在物理化学、工程以及人口统计等领域中的很多问题,通常可以归纳为微分方程形式的数学模型,所以如何有效的求解微分方程定解问题成为解决实际工程问题的关键。由于理论方法只适用于特定的简单方程,大部分复杂的微分方程无法获得其解析解... 详细信息

在物理化学、工程以及人口统计等领域中的很多问题,通常可以归纳为微分方程形式的数学模型,所以如何有效的求解微分方程定解问题成为解决实际工程问题的关键。由于理论方法只适用于特定的简单方程,大部分复杂的微分方程无法获得其解析解,因此在实际应用中,我们会采取数值方法在实际误差允许的范围内求出近似方程精确解的数值解。然而,多数传统的数值方法均存在精度低、计算量大等局限性,随着群智能算法的广泛应用,为微分方程定解问题的求解提供了新的数值解法。本文基于灰狼算法全局优化的优点,提出了耦合多项式函数逼近和灰狼优化算法的微分方程数值解法,研究结果拓宽了灰狼优化算法的应用范围,为求解微分方程初边值问题提供了一种新方法。主要研究内容如下:(1)基于最小二乘多项式、勒让德多项式、切比雪夫多项式和伯恩斯坦多项式基函数线性组合构造近似函数,令近似函数满足微分方程和定解条件且残差最小,使微分方程定解问题转换成以近似函数待定系数为变量的带约束优化问题,然后分别求解一阶及高阶的线性与非线性常微分方程定解问题,并对数值解与精确解进行误差分析。(2)基于二维伯恩斯坦多项式逼近结合灰狼优化算法,求解线性与非线性二维椭圆型方程,并与有限差分法进行对比,数值实验结果表明基于灰狼算法求出的数值解精度并不会随着步长大小或者节点的个数而发生变化,所以利用较少节点也可得到较高精度,且通过误差分析验证了该方法求解偏微分方程定解问题的有效性。(3)采用两种改进灰狼算法分别求解常微分方程与偏微分方程,实验结果表明虽然改进灰狼算法在求解过程中可以更快的跳出局部最优,但基于灰狼算法求解的数值解精确度高于改进算法,所以灰狼算法结合多项式逼近求解微分方程更具有准确性,并且通过寻优成功率验证了灰狼算法结合多项式在求解微分方程定解问题时具有较佳的稳定性。(4)通过分别比较鲸鱼优化算法和麻雀搜索算法求解微分方程的结果,验证灰狼算法结合伯恩斯坦多项式求出的数值解与精确解的逼近程度最高,更具有适用性。

关键词：灰狼优化算法微分方程多项式函数逼近数值解

ALKBH5蛋白调节ECM沉积在PM2.5暴露致小鼠肺纤维化的作用机制研究

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ALKBH5蛋白调节ECM沉积在PM2.5暴露致小鼠肺纤维化的作用机制研究

作者：张亚玲河北医科大学

学位级别：硕士

目的:本研究通过建立真实环境PM暴露模型,探索PM致肺纤维化的关键靶点和潜在致病机制。方法:72只雄性C57BL/6小鼠随机分为洁净组(Filtered air,FA)、大气组(Unfiltered air,UA)和PM浓缩组(Concentrated PM air,CA),每组12只,每天暴露6小... 详细信息

目的:本研究通过建立真实环境PM暴露模型,探索PM致肺纤维化的关键靶点和潜在致病机制。方法:72只雄性C57BL/6小鼠随机分为洁净组(Filtered air,FA)、大气组(Unfiltered air,UA)和PM浓缩组(Concentrated PM air,CA),每组12只,每天暴露6小时,每周7天,持续暴露时间分别为8周和16周。24只雄性野生型(Wild type,WT)小鼠和24只ALKBH5基因敲除小鼠(ALKBH5,KO)各随机分为洁净组(FA)和PM浓缩组(CA),分别命名为WT-FA、WT-CA、KO-FA和KO-CA,持续暴露时间为8周(6h/天,7d/周)。使用空气动力学粒径谱仪和气溶胶颗粒物检测仪分别检测各暴露腔内颗粒物的粒径分布以及PM的浓度。监测各组温湿度。同一时间,设置智能大流量空气颗粒物采样器进行PM颗粒物的采集。将采集到的PM颗粒物标本通过超声,冻干和溶解后制备成20mg/ml的PM原液于-80℃储存。PM暴露结束后,采用HE、Masson染色检测小鼠肺组织病理结构与胶原纤维沉积水平;肺功能仪检测小鼠限制性通气功能,q PCR和western blot分别检测细胞外基质(extracellular matrix,ECM)、α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)、Yes相关蛋白1(Yes-associated protein 1,YAP1),PDZ结合位点的转录共激活因子(PDZ-binding motif,TAZ),脯氨酰4-羟化酶α2亚基(Prolyl-4-hydroxylase A subunit 2,P4HA2),Alk B家族蛋白5(Alk B homolog 5,ALKBH5)以及三基序蛋白11(Tripartite Motif Containing 11,TRIM11)的水平;使用Target Scan和miRDB数据库预测靶向YAP1-mRNA的miRNAs,并通过q PCR检测小鼠肺组织内miRNAs(miRNA-21a-5p、miRNA-590-5p、miRNA-361-3p、miRNA-202-3p)的水平。在体外实验中,将PM原液使用DMEM培养基(Dulbecco’s modified eagle media)配置成不同浓度的PM(25μg/ml,50μg/ml,100μg/ml)应用液处理NIH/3T3细胞系24小时后,使用q PCR和western blot分别检测ECM、α-SMA、YAP1、TAZ、P4HA2、ALKBH5、TRIM11水平。在NIH/3T3细胞中,用5μMshTRIM11质粒或si ALKBH5转染24h,构建TRIM11和ALKBH5低表达细胞株,分别命名为shTRIM11,si ALKBH5细胞系。使用si ALKBH5与miRNA mimics(miRNA-21a-5p、miRNA-590-5p、miRNA-361-3p、miRNA-202-3p)共转染NIH/3T3细胞系24h,使用q PCR检测YAP1-mRNA水平,用以探讨ALKBH5对YAP1信号通路的调控作用;免疫荧光验证TRIM11和ALKBH5在小鼠肺组织中的共定位情况,免疫共沉淀(Co-Immunoprecipitation,CO-IP)实验用于检测TRIM11和ALKBH5的直接结合作用;使用10μM、20μM蛋白酶体抑制剂(MG132)处理NIH/3T3细胞系24h后,使用western blot检测ALKBH5蛋白,用于探讨ALKBH5蛋白降解途径;20μM MG132与shTRIM11共同处理NIH/3T3细胞24h,使用western blot检测ALKBH5蛋白,用于探讨ALKBH5蛋白降解原因。结果:1.暴露腔内PM浓度、颗粒物的粒径分布及温湿度在整个暴露期间,暴露8周的FA、UA、CA组的PM 24 h平均浓度分别为0、23.71和225.05μg/m,暴露16周的FA、UA、CA组的PM24小时平均浓度分别0、21.75和168.00μg/m。暴露8周的WT和ALKBH5FA、CA组PM 24小时平均浓度分别为0和225.05μg/m。暴露期间腔室中的粒度分布情况为,FA、UA、CA腔内小于2.5μm的颗粒物分别占0,90.46%和99.48%。FA、UA、CA腔的平均温度分别为22.89℃、21.65℃和22.24℃;平均湿度分别是45.96%RH、46.02%RH和47.24%RH。2.PM暴露导致小鼠肺功能下降肺功能所有指标在暴露8周和16周均呈下降趋势。对于暴露8周的小鼠,CA组小鼠深吸气量(Inspiratory capacity,IC)、肺活量(Vital capacity,VC)、肺顺应性(Lung compliance,C chord)较FA组小鼠均显著降低(P<0.05)。对于暴露16

关键词： TRIM11 YAP1 miRNA 肺功能细颗粒物

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以问题为导向的高校思政课实践教学模式

中学政治教学参考 2023年第48期 46-49页

作者：马福运张亚玲河南师范大学 453007

高校思政课实践教学模式作为提高教学针对性与有效性的一种理论与实践相统一的教学模式,应围绕问题而展开,以问题为导向.高校思政课实践教学模式的路径遵循以问题意识为出发点、问题导向为关键环节、问题辨析为主要方式、问题逻辑为落脚... 详细信息

高校思政课实践教学模式作为提高教学针对性与有效性的一种理论与实践相统一的教学模式,应围绕问题而展开,以问题为导向.高校思政课实践教学模式的路径遵循以问题意识为出发点、问题导向为关键环节、问题辨析为主要方式、问题逻辑为落脚点,以问题链条贯通课内课外、线上线下.从问题意识到问题逻辑的实践教学实施,是以教师讲述发问达到问题意识的激发与产生,以平台情景式教学学生演绎探问达到问题导向的把握与明确,以基地体验式教学学生场域体验答问达到问题辨析的呈现与传递,以网络延展式教学师生互问提升达到问题逻辑的形成与展开.

关键词：问题意识问题导向高校思政课实践教学模式

法尼醇脱氢酶基因在不同单倍型棉蚜中的分化及表达分析

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中国生物防治学报 2023年

作者：杨心怡张亚玲曹雪季静张帅扬州大学植物保护学院

棉蚜Aphis gossypii Glover种群出现明显分化，表现在生物型间的寄主偏好差异及单倍型间基因组层面分化。为了解棉蚜种群分化过程中激素合成相关基因的演变，选择Hap1和Hap3型棉蚜的法尼醇脱氢酶（HGO）进行分析。根据本实验室发布的两... 详细信息

棉蚜Aphis gossypii Glover种群出现明显分化，表现在生物型间的寄主偏好差异及单倍型间基因组层面分化。为了解棉蚜种群分化过程中激素合成相关基因的演变，选择Hap1和Hap3型棉蚜的法尼醇脱氢酶（HGO）进行分析。根据本实验室发布的两种单倍型棉蚜的基因组信息，在Hap1和Hap3型棉蚜基因组中各鉴定出5个AgosHGO基因，其中4个为重复拷贝，位于常染色体A1，另外1个位于常染色体A2。AgosHGO基因的CDS序列、基因结构在不同单倍型棉蚜间存在变异。在Hap3型棉蚜中，位于A1染色体上AgosHGO基因分布的区域存在一个Gypsy转座子的插入。利用NCBI公共数据已发布的棉蚜SRA数据，分析得到AgosHGO表达量与棉蚜的取食寄主显著相关，但不随体色及温度发生改变；AgosHGO3表达量在啶虫脒处理后显著下调50%；成蚜期雄蚜AgosHGO5表达量较若蚜期有显著上调，达14～20倍。本研究证实HGO基因在Hap1型和Hap3型棉蚜中出现分化，且其表达量能响应自身发育和外界环境变化，研究结果对于揭示棉蚜种群分化过程中激素响应的相应调控机制，开发基于激素调控的棉蚜生物防治技术具有重要的意义。

关键词：棉蚜种群分化法尼醇脱氢酶基因组序列结构

贝伐珠单抗通过调控PI3K/AKT信号通路下调肺腺癌H1299细胞PD-L1表达

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中国免疫学杂志 2023年第1期39卷 104-108页

作者：张亚玲刘单邓述恺(指导) 西南医科大学附属医院呼吸内科泸州646000 彭州市人民医院呼吸内科成都611930

目的:探讨贝伐珠单抗(Beva)对人肺腺癌H1299细胞程序性细胞死亡配体1(PD-L1)表达的影响及其可能机制。方法:使用不同浓度Beva(0、5、10、20、40、80μg/ml)作用于H1299细胞36 h、48 h、72 h,CCK-8法检测细胞增殖抑制率,流式细胞术检测细... 详细信息

目的:探讨贝伐珠单抗(Beva)对人肺腺癌H1299细胞程序性细胞死亡配体1(PD-L1)表达的影响及其可能机制。方法:使用不同浓度Beva(0、5、10、20、40、80μg/ml)作用于H1299细胞36 h、48 h、72 h,CCK-8法检测细胞增殖抑制率,流式细胞术检测细胞PD-L1表达;实验分为:对照组(等量培养液)、Beva组、740-YP(PI3K激活剂)组、LY294002(PI3K抑制剂)组、Beva+740-YP组,流式细胞术检测细胞PD-L1表达,Western blot法检测细胞p-PI3K、p-AKT蛋白表达。结果:(1)Beva能抑制H1299细胞增殖,其作用与剂量有关(P<0.05);(2)随着Beva浓度升高、作用时间延长,H1299细胞PD-L1表达量逐渐减少(P<0.05);(3)PI3K通路抑制剂LY294002处理H1299细胞后PD-L1的表达量显著减少(P<0.01),PI3K通路激活剂740-YP处理H1299细胞后PD-L1的表达量显著增加(P<0.01);(4)Beva处理H1299细胞后PD-L1、p-PI3K、p-AKT的表达显著减少(P<0.05),加入740-YP后可减弱Beva对PD-L1、p-PI3K、p-AKT的抑制作用(P<0.01)。结论:Beva在一定范围内以剂量依赖方式抑制H1299细胞增殖,以时间-剂量依赖方式下调H1299细胞中PD-L1的表达,其机制与抑制PI3K/AKT信号通路有关。

关键词：非小细胞肺癌 H1299细胞贝伐珠单抗 PD-L1 p-PI3K p-AKT

二维过渡金属三元硫属化合物中实现量子反常霍尔效应的理论设计

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Science China Materials 2023年第3期66卷 1165-1171页

作者：杨文佳张亚玲张晶晶张会生许小红 College of Chemistry and Materials Science Key Laboratory of Magnetic Molecules and Magnetic Information Materials of Ministry of EducationResearch Institute of Materials ScienceShanxi Normal UniversityTaiyuan 030006China College of Physics and Electronic Information Shanxi Normal UniversityTaiyuan 030006China

区别于在三维拓扑绝缘体引入磁性的设计思路,在二维铁磁材料中引入拓扑特性是实现量子反常霍尔效应(QAHE)的一种新途径.最近实验成功制备的二维铁磁绝缘体为实现该效应提供了新的契机.本文基于密度泛函理论的第一性原理计算,设计了一个... 详细信息

区别于在三维拓扑绝缘体引入磁性的设计思路,在二维铁磁材料中引入拓扑特性是实现量子反常霍尔效应(QAHE)的一种新途径.最近实验成功制备的二维铁磁绝缘体为实现该效应提供了新的契机.本文基于密度泛函理论的第一性原理计算,设计了一个在过渡金属三元硫属化合物Cr2A2X6(其中A=Si,Ge,Sn;X=S,Se,Te)中实现QAHE的普适规则.该设计原则是,通过适当的表面修饰可将二维非拓扑的磁性绝缘体转变为量子反常霍尔体系.以硅烯修饰的Cr2Sn2Se6(Si/Cr2Sn2Se6)为例,计算发现Cr2Sn2Se6单层的居里温度可提高至92 K.具体的电子能带和拓扑性质计算发现,Si/Cr2Sn2Se6异质结存在约30 meV的拓扑非平庸带隙,即该体系中可以实现QAHE.进一步的低能有效模型分析表明,Si/Cr2Sn2Se6的拓扑特性是由Cr2A2X6六角晶格中的Cr原子贡献的.此外,还发现其他Cr2A2X6通过表面修饰也可以实现QAHE.以上研究结果证实了本文方案的普适性,其为实现高温QAHE提供了新的理论指导.

关键词：过渡金属硫属化合物拓扑特性拓扑绝缘体拓扑性质铁磁材料密度泛函理论居里温度

基于调节肠道菌群探讨中医药对ICIs治疗的影响

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中国免疫学杂志 2023年

作者：张华邹善思朱燃培李小青张亚玲郑玉玲河南中医药大学第一附属医院

随着肿瘤免疫治疗时代的到来，肠道菌群在免疫治疗中的影响备受关注，大量研究证实了中医药在调节肠道菌群方面的作用，本文基于此探讨总结中医药干预对肿瘤ICIs治疗的影响及作用机制，为深入了解中医药、肠道菌群与免疫治疗相关性提供... 详细信息

随着肿瘤免疫治疗时代的到来，肠道菌群在免疫治疗中的影响备受关注，大量研究证实了中医药在调节肠道菌群方面的作用，本文基于此探讨总结中医药干预对肿瘤ICIs治疗的影响及作用机制，为深入了解中医药、肠道菌群与免疫治疗相关性提供理论基础，同时也为临床提高肿瘤免疫治疗疗效及减轻免疫相关不良反应提供新思路。

关键词：肠道菌群中医药肿瘤免疫治疗

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大定风珠治疗肝肾阴虚型晚期肝癌经验

中华中医药杂志 2022年第3期37卷 1470-1473页

作者：张亚玲邢珂欣郑玉玲河南中医药大学郑州450046 河南省肿瘤医院郑州450000

文章总结了郑玉玲教授治疗肝肾阴虚型晚期肝癌的经验。郑教授认为晚期肝癌主要病机为肝疏泄功能和藏血功能的失常,病久及肾,子盗母气,病势深入,致肝肾精血不足,阴液亏虚。治疗以大定风珠为作为基础方加减,以滋阴养液、柔肝息风为主线,... 详细信息

文章总结了郑玉玲教授治疗肝肾阴虚型晚期肝癌的经验。郑教授认为晚期肝癌主要病机为肝疏泄功能和藏血功能的失常,病久及肾,子盗母气,病势深入,致肝肾精血不足,阴液亏虚。治疗以大定风珠为作为基础方加减,以滋阴养液、柔肝息风为主线,注重扶正祛邪,强调辨证论治,同时根据兼证化裁施药,重视非药物治疗,注重语言沟通,加强心理疏导,为临床治疗晚期肝癌提供参考。

关键词：晚期肝癌肝肾阴虚型大定风珠辨证论治名医经验

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基于群智能优化算法的土壤水动力参数反演

农业机械学报 2023年第5期54卷 324-334页

作者：苏李君郭媛陶汪海张亚玲单鱼洋王全九西安理工大学理学院西安710054 西安理工大学西北旱区生态水利国家重点实验室西安710048 西安理工大学水利水电学院西安710048

土壤水动力参数是模拟田间土壤物质传输过程的基本参数,准确确定土壤水动力参数对实现农田生境精准调控具有重要意义。基于一维垂直入渗试验数据,采用代数方法和数值方法,构造3个不同的目标函数,并分析鲸鱼优化算法和灰狼优化算法反演Br... 详细信息

土壤水动力参数是模拟田间土壤物质传输过程的基本参数,准确确定土壤水动力参数对实现农田生境精准调控具有重要意义。基于一维垂直入渗试验数据,采用代数方法和数值方法,构造3个不同的目标函数,并分析鲸鱼优化算法和灰狼优化算法反演Brooks-Corey-Mualem模型参数的适用性。结果表明:通过选择合适的目标函数,两种群智能优化算法均可用于反演土壤水动力参数。在代数方法中,鲸鱼优化算法在目标函数2下(由累积入渗量、入渗时间、含水率构成的相对误差)固定参数θr、θs优化得到的土壤水动力参数误差最小,反演参数得到的累积入渗量、入渗率、含水率的相对误差都在9.74%以下,决定系数都在0.9040以上,反演时间为70 s;在数值方法中,灰狼优化算法在目标函数3下(由累积入渗量、湿润锋深度、含水率构成的相对误差)固定参数θr、θs优化得到的参数误差最小,反演参数得到的累积入渗量、入渗率、含水率的相对误差都在2.53%以下,决定系数都在0.9917以上,反演时间为115 s。因此,代数方法所用时间短、精度相对较低,数值方法所用时间较长、精度相对较高,在反演土壤水动力参数时,可根据误差精度需求,选择合适的优化方法。

关键词：土壤水动力参数参数反演智能优化算法 Brooks-Corey-Mualem模型