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Shape affects the interactions of nanoparticles with pulmonary surfactant

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Science China Materials 2015年第1期58卷 28-37页

作者：林绪波左毅顾宁 State Key Laboratory of Bioelectronics and Jiangsu Key Laboratory for Biomaterials and Devices School of Biological Science & Medical EngineeringSoutheast University Department of Integrative Biology & Pharmacology The University of Texas Medical School at Houston Department of Mechanical Engineering University of Hawaii at Manoa

The interactions with the pulmonary surfactant,the initial biological barrier of respiratory pathway,determine the potential therapeutic applications and toxicological effects of inhaled nanoparticles(NPs). Although much attention has been paid to optimize the physicochemical properties of NPs for improved delivery and targeting,shape effects of the inhaled NPs on their interactions with the pulmonary surfactant are still far from clear. Here,we studied the shape effects of NPs on their penetration abilities and structural disruptions to the dipalmitoylphosphatidylcholine(DPPC) monolayer(being model pulmonary surfactant film) using coarse-grained molecular dynamics simulations. It is found that during the inspiration process(i.e.,surfactant film expansion),shape effects are negligible. However,during the expiration process(i.e.,surfactant film compression),NPs of different shapes show various penetration abilities and degrees of structural disruptions to the DPPC monolayer. We found that rod-like NPs showed the highest degree of penetration and the smallest side-effects to the DPPC monolayer. Our results may provide a useful insight into the design of NPs for respiratory therapeutics.

关键词： DPPC NP 肺表面活性剂纳米颗粒

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靶向PD-L1蛋白的计算机辅助药物筛选

物理学报 2023年第24期72卷 58-70页

作者：林开东林晓倩林绪波北京航空航天大学医学科学与工程学院/生物与医学工程学院北京市生物医学工程高精尖创新中心北京100191 北京航空航天大学沈元学院北京100191

针对PD-1/PD-L1免疫检查点的单克隆抗体抑制剂逐渐进入市场并在多种类型的肿瘤治疗中取得一定的积极效果.然而,随着应用范围的不断扩展,抗体药物的局限性以及过多同质化研究等问题逐渐显现出来,小分子化合物抑制剂成为了研究者们关注的... 详细信息

针对PD-1/PD-L1免疫检查点的单克隆抗体抑制剂逐渐进入市场并在多种类型的肿瘤治疗中取得一定的积极效果.然而,随着应用范围的不断扩展,抗体药物的局限性以及过多同质化研究等问题逐渐显现出来,小分子化合物抑制剂成为了研究者们关注的新焦点.本文旨在利用基于配体和基于结构的结合活性预测方法实现针对PD-L1靶点的小分子化合物虚拟筛选,从而帮助加速小分子药物的开发.通过从相关研究文献及专利收集PD-L1小分子抑制活性数据集,根据不同分子表征方法和算法构建机器学习活性判定分类模型和活性强度预测回归模型,两类模型从大型类药小分子库(ZINC15)中筛选获得68种高PD-L1抑制活性候选化合物.其中10种化合物不仅具备良好的药物相似性和药代动力学,还在分子对接中与已报道的热点化合物表现出同等水平的结合强度和相似的作用机制,这一现象在后续分子动力学模拟和结合自由能估计中得到进一步验证.本文提出了一个融合基于配体方法和基于结构方法的计算机辅助药物研发工作流程,其在大型化合物数据库中有效筛选出有潜力的PD-L1小分子抑制剂,有望助力加速肿瘤免疫治疗的应用.

关键词： PD-1/PD-L1 虚拟筛选机器学习分子动力学模拟

基于Aerolysin纳米孔道的单个β-淀粉样多肽N-端片段分析

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高等学校化学学报 2024年第11期45卷 200-208页

作者：陈天泽胡方舟林绪波应佚伦邹爱华上海师范大学化学与材料科学学院上海200237 华东理工大学化学与分子工程学院上海200237 北京航空航天大学医学科学与工程学院北京100191 南京大学化学化工学院生命分析化学国家重点实验室南京210023

淀粉样蛋白(β-amyloid,Aβ)引起的淀粉样蛋白异常沉积被认为是诱发阿尔茨海默症的因素之一.与人类不同,啮齿动物较少出现这类特征性病变.与人类Aβ相比,啮齿动物Aβ的第5,10和13位氨基酸由Arg,Tyr和His分别变为Gly,Phe和Arg.本文采用... 详细信息

淀粉样蛋白(β-amyloid,Aβ)引起的淀粉样蛋白异常沉积被认为是诱发阿尔茨海默症的因素之一.与人类不同,啮齿动物较少出现这类特征性病变.与人类Aβ相比,啮齿动物Aβ的第5,10和13位氨基酸由Arg,Tyr和His分别变为Gly,Phe和Arg.本文采用分子动力学模拟和Aerolysin纳米孔道单分子分析技术对人类Aβ_(1—15)和啮齿动物Aβ_(1—15)的结构差异进行研究.实验结果表明,与人类Aβ_(1—15)相比,啮齿动物Aβ_(1—15)穿过纳米孔道时具有更低的阻断频率和能垒,证明了Aerolysin纳米孔道可以辨别具有细小结构差异的Aβ多肽分子.本文以硫酸盐K_(2)SO_(4)作为糖胺聚糖(Glycosaminoglycans,GAGs)的简化模型,对Aβ_(1—15)与硫酸根离子的相互作用进行研究.统计分析显示,两种多肽均能与硫酸根离子结合,降低它们被纳米孔道捕获的频率,人类Aβ_(1—15)的捕获频率降低25%,啮齿动物Aβ_(1—15)的捕获频率降低59%.然而,加入硫酸根离子后,两种多肽阻断时间的变化存在明显差异,与未加入硫酸根时相比,人类Aβ_(1—15)的阻断时间延长了14%,啮齿动物Aβ_(1—15)的阻断时间则缩短了7%.由实验结果推测,两种多肽不同的序列和构象导致它们与硫酸根离子结合的方式和强度不同,对过孔行为产生了不同影响.本文研究结果对于筛选用于阿尔茨海默症治疗的小分子抑制类药物具有参考价值.

关键词： β-淀粉样蛋白气单胞菌溶素多肽单分子分析生物纳米孔道

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转移消失蛋白研究进展

科学通报 2015年第4期60卷 356-366页

作者：曹萌叶子琦林绪波顾宁东南大学生物科学与医学工程学院南京210096 东南大学公共卫生学院南京210096 温州大学生命与环境科学学院温州325035

转移消失蛋白(missing in metastasis,MIM)是一种重要的胞内膜调控蛋白,属于inverse BAR(I-BAR)家族成员,能结合细胞膜并在细胞极化、运动和内吞作用等过程中发挥调节功能,其表达异常与多种疾病尤其是肿瘤发生或转移相关,在神经系统、... 详细信息

转移消失蛋白(missing in metastasis,MIM)是一种重要的胞内膜调控蛋白,属于inverse BAR(I-BAR)家族成员,能结合细胞膜并在细胞极化、运动和内吞作用等过程中发挥调节功能,其表达异常与多种疾病尤其是肿瘤发生或转移相关,在神经系统、循环系统和生殖泌尿系统中也有一定作用.MIM蛋白的生物学功能包括调节肌动蛋白细胞骨架、与皮动蛋白等其他蛋白相互作用、参与细胞信号通路调控、改变细胞膜形态并促进细胞极化等,在结构上表现出典型I-BAR家族成员特征,借助其N端的I-BAR区域自聚合形成二聚体,促使细胞膜形成伪足状突起,甚至可以调控人造磷脂囊泡,但二聚体的形成也可被靶向的多肽等抑制剂阻断.除作用于蛋白I-BAR,RPTP结合域的特异性多肽外,MIM也可被RNAi干涉,在肿瘤生物治疗领域具有开发潜力.本文回顾了MIM蛋白相关医学研究进展,综述了MIM蛋白已知的生物功能,分析了MIM蛋白靶向治疗及其他应用前景,并提出了可能的研究新方向、新思路.

关键词：转移消失蛋白细胞膜肿瘤神经系统 B细胞肾脏功能信号传导靶向药物

点击化学介导的细胞膜仿生涂层减轻材料异物反应

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医用生物力学 2021年第S1期36卷 472-472页

作者：杨铃冰林绪波杨力李林昊樊瑜波北京航空航天大学生物与医学工程学院生物医学工程高精尖创新中心生物力学与力生物学教育部重点实验室北京100083 北京航空航天大学医学工程学院北京100083 重庆大学生物工程学院重庆400030

目的合成聚合物纤维支架植入引起的体内异物反应严重影响组织与生物材料的整合、伤口愈合和组织功能的恢复,然而构建长期有效的抗异物反应涂层仍具有挑战。方法为缓解该问题,开发一种细胞膜仿生涂层,以静电纺丝聚苯乙烯微纤维支架为模... 详细信息

目的合成聚合物纤维支架植入引起的体内异物反应严重影响组织与生物材料的整合、伤口愈合和组织功能的恢复,然而构建长期有效的抗异物反应涂层仍具有挑战。方法为缓解该问题,开发一种细胞膜仿生涂层,以静电纺丝聚苯乙烯微纤维支架为模型基底,将接有叠氮基团的丝素蛋白通过层层自组装沉积在纤维表面,最后通过无铜离子的应变促叠氮-炔基环加成反应(SPAAC)点击化学共价修饰脂质体。结果与物理吸附相比,点击共价键合的脂质体能快速融合。

关键词：异物反应点击化学聚合物纤维层层自组装伤口愈合共价键合环加成反应丝素蛋白

Computational Insights into the Mechanism and Regulation of Membrane Domain Registration/Anti-registration

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Computational Insights into the Mechanism and Regulation of ...

2019中国化学会第十五届全国计算（机）化学学术会议

作者：林绪波 Siya Zhang 北京航空航天大学 State Key Laboratory of Medical Molecular Biology School of Basic Medicine Peking Union Medical College and Institute of Basic Medical Sciences Chinese Academy of Medical Sciences

Due to differential interactions between different lipids and proteins, plasma membrane can segregate into various dynamical nanoscale domains. Lipid rafts, nanoscale ordered functional membrane domains play key roles in many biological processes. Many efforts have been made to understand the inner-leaflet and inter-leaflet dynamics of lipid rafts and their effects on membrane proteins. The mechanism for the inner-leaflet dynamics is relatively clear. However, the comprehensive understanding of the mechanism for the inter-leaflet dynamics（membrane domain registration/anti-registration） is still lacking. Here, we will show our recent progresses on identifying key factors responsible for the inter-leaflet coupling, which determines the membrane domain registration/anti-registration process. Then, the possible biological effects of membrane domain anti-registration on the intrinsic membrane potential and the function of ion channels will be discussed. Finally, the regulation of the membrane domain registration/anti-registration via nanoparticles will be proposed. We believe these results from our molecular dynamics simulations will provide useful insights for the inter-leaflet dynamics of lipid rafts.

关键词： Molecular Dynamics Simulation Membrane Domain Dynamics Nanoparticles

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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乘用车复合材料后排座椅背板设计与分析

复合材料科学与工程 2025年

作者：广禹波任明伟邱睿曹清林王勇王馨钰江苏理工学院机械工程学院北京机科国创轻量化科学研究院有限公司德州分公司

为了减轻汽车座椅背板重量，采用玻璃纤维复合材料替代金属材料，通过仿真与试制件测试检验轻量化效果。建立金属和玻璃纤维复合材料背板模型，根据GB15083-2019标准进行碰撞仿真分析，结果均满足要求。使用模注一体化成型工艺生产玻璃... 详细信息

为了减轻汽车座椅背板重量，采用玻璃纤维复合材料替代金属材料，通过仿真与试制件测试检验轻量化效果。建立金属和玻璃纤维复合材料背板模型，根据GB15083-2019标准进行碰撞仿真分析，结果均满足要求。使用模注一体化成型工艺生产玻璃纤维复合材料背板件，重量5.04kg，相比金属（铁）背板7.31kg减重效果31.05%。通过摆臂碰撞试验，实测玻璃纤维复合材料背板变形与仿真变形最大相对误差3.2%，仿真结果可靠，碰撞后玻璃纤维复合材料背板未发生失效仍保持在原锁止位置，满足标准行李箱冲击试验要求，玻璃纤维复合材料背板达到了预期的轻量化效果。

关键词：座椅背板复合材料玻璃纤维模注一体化

TWEAK/Fn14-NF-κB-VEGF信号通路在血管生成中的作用

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中国皮肤性病学杂志 2025年第1期 109-113页

作者：邵泓源刘华绪山东第一医科大学附属皮肤病医院山东省皮肤病性病防治研究所

血管生成是一个复杂的过程，参与了许多正常生理与疾病的发生、发展过程，受到多种细胞因子、信号通路和基因的调控。肿瘤坏死因子样细胞弱凋亡诱导因子(TWEAK)与受体成纤维细胞生长因子诱导因子14(Fn14)结合后可调控细胞增殖、分化和... 详细信息

血管生成是一个复杂的过程，参与了许多正常生理与疾病的发生、发展过程，受到多种细胞因子、信号通路和基因的调控。肿瘤坏死因子样细胞弱凋亡诱导因子(TWEAK)与受体成纤维细胞生长因子诱导因子14(Fn14)结合后可调控细胞增殖、分化和血管生成等。随着研究的进展，TWEAK/Fn14为许多疾病的发生和治疗提供了新的方向。本文就TWEAK/Fn14-NF-κB-VEGF信号通路在血管生成中的关系及作用进行综述。

关键词：血管生成 TWEAK/Fn14信号通路 NF-κB信号通路血管内皮生长因子

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基于特征分治与融合的铁路扣件轻量化实时检测模型

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北京交通大学学报 2025年

作者：鄢化彪林初欣黄绿娥李东丽刘词波徐方奇江西理工大学理学院江西理工大学电气工程与自动化学院

为解决嵌入式设备实时处理海量铁路扣件视觉图像数据检测时无法兼顾精确度与检测速度的问题，本文提出一种基于注意力分治与特征融合的轻量化实时检测模型。首先，通过基于空间与通道特征的分治混合注意力机制强化模型的特征提取能力，... 详细信息

为解决嵌入式设备实时处理海量铁路扣件视觉图像数据检测时无法兼顾精确度与检测速度的问题，本文提出一种基于注意力分治与特征融合的轻量化实时检测模型。首先，通过基于空间与通道特征的分治混合注意力机制强化模型的特征提取能力，降低图像复杂背景的干扰；其次，提出一种自适应空间特征融合方法，提升了不同大小目标的检测能力；引入可变焦距损失代替二值交叉熵损失，实现轻量化实时检测的精度提高。最后，使用随机Alpha-IoU损失实现超参数的动态调整，延缓算法的收敛速度从而优化模型的训练曲线，避免模型训练过程陷入局部最优解。实验表明，该模型相较于Baseline模型，在AP50:95提高3.24%的同时得到的检测速度达到60.24 FPS，高于现有广为认可的目标检测算法。尤其在参数量和计算量方面，该模型仅有2.31M参数与1.99G浮点计算量，相较于YOLOX-Tiny参数量少了54.08%，浮点数计算量少了69.15%，适合部署到嵌入式系统上，实现实时稳定的小体量计算系统。

关键词：轻量级嵌入式系统分治混合注意力机制二重分治特征融合代价体构建