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基于人工神经网络模型分析硬皮病关键基因和免疫浸润机制及靶向中药预测

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世界科学技术-中医药现代化 2024年

作者：左志威杨梦蝶尚炳锃王一晨刘畅郭克磊卞华河南中医药大学骨伤学院河北中医药大学学生处南阳理工学院河南省张仲景方药与免疫调节重点实验室

目的：建立基于基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus， GEO）硬皮病相关基因的机器学习和人工神经网络（artificial neural network， ANN）联合诊断模型并评价其效果及预测和分析靶向中药。方法：通过GEO数据库获取两份硬皮病... 详细信息

目的：建立基于基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus， GEO）硬皮病相关基因的机器学习和人工神经网络（artificial neural network， ANN）联合诊断模型并评价其效果及预测和分析靶向中药。方法：通过GEO数据库获取两份硬皮病芯片GSE23741与GSE95065合并作为训练组数据集，使用随机森林和lasso回归算法筛选硬皮病关键基因并构建用于诊断硬皮病的ANN模型。使用验证数据集GSE76807、GSE32413和GSE59785对模型进行验证，通过曲线下面积（area under the curve， AUC）分析评价ANN模型的临床应用价值。用实时荧光定量PCR (real-time quantitative PCR， RT-qPCR)验证关键基因mRNA相对表达量。利用CIBERSORT算法预估硬皮病与筛选出的潜在生物标志物的生物信息学关联。最后用关键基因进行靶向中药筛选。结果：共获取差异基因167个。进一步通过机器学习筛选得到5个关键基因（SERPINE2、SFRP4、SUGCT、FBLN5、NRXN2），并构建了ANN诊断模型。使用该模型绘制了训练组和验证组诊断的受试者操作特征（receiver operating characteristic， ROC）曲线，训练组AUC值为1.000。验证组AUC为0.770、0.795及0.872。RT-qPCR实验验证结果与机器学习算法相一致。免疫细胞浸润分析显示硬皮病组记忆CD4+T细胞激活相对含量明显增加，而正常组γδT细胞的相对含量明显增加。关键基因与巨噬细胞M1、T细胞、记忆激活CD4+T细胞、静息肥大细胞、CD8+T细胞等相关。根据关键基因筛选出12味中药，其四气五味多属温、寒、平，甘、辛、苦，多归肝、脾、肺经，功效多为补虚祛风湿药。结论：构建了硬皮病关键基因的人工神经网络诊断模型，可用于临床诊断硬皮病，并预测出了潜在治疗硬皮病的靶向中药，为探索其发病机制和治疗方向提供了一个新视角。

关键词：硬皮病人工神经网络免疫细胞浸润机器学习中药预测

基于系统性硬化症溶酶体相关基因的人工神经网络模型的构建及实验验证

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海南医学院学报 2024年

作者：左志威卞博崔家康耿玉鑫王一晨郭克磊孟庆良卞华河南中医药大学骨伤学院河南省中医院风湿病科华北理工大学中医学院南阳理工学院河南省张仲景方药与免疫调节重点实验室

目的：建立基于GEO数据库硬皮病溶酶体相关基因的随机森林和人工神经网络（artificial neural network，ANN）联合诊断模型并评价其效果。方法：通过GEO数据库获取4份硬皮病芯片，从AmiGO2数据库中获取875个溶酶体相关基因。其中GSE9506... 详细信息

目的：建立基于GEO数据库硬皮病溶酶体相关基因的随机森林和人工神经网络（artificial neural network，ANN）联合诊断模型并评价其效果。方法：通过GEO数据库获取4份硬皮病芯片，从AmiGO2数据库中获取875个溶酶体相关基因。其中GSE95065及GSE76807合并作为实验组数据集，使用随机森林算法筛选硬皮病溶酶体相关特征基因，并用特征基因构建人工神经网络模型，用10折交叉验证模型准确性。再用验证数据集GSE32413与GSE59787对模型进一步验证，利用ROC曲线下面积值评估模型准确性。最后用实时荧光定量PCR (real-time quantitative PCR， RT-qPCR)进行实验验证。结果：共获取差异基因46个，其中上调基因16个，下调基因30个。进一步通过随机森林筛选得到最相关的6个特征基因（LYN、TNFAIP3、RNF128、MCOLN3、ANKFY1、PLD3），并构建ANN诊断模型。使用该模型绘制了实验组和验证组诊断的ROC曲线，AUC值为0.999。10折交叉验证AUC平均值大于0.980。验证组AUC为0.740和0.732。RT-qPCR结果表明与对照组相比，硬皮病中LYN（P=0.004）、TNFAIP3（P=0.000 1）表达量明显上调，而RNF128（P=0.000 2）、MCOLN3（P=0.001）、ANKFY1（P=0.02）、PLD3（P一致。结论：构建了硬皮病溶酶体相关特征基因的ANN诊断模型，为探索硬皮病发病机制提供了一个新视角。

关键词：系统性硬化症溶酶体人工神经网络随机森林诊断模型

山西省太岳山圈养林麝摄食偏好及其影响因子的研究

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动物营养学报 2024年第2期36卷 1149-1157页

作者：张浩楠石明慧张宝峰王一晨闫利平胡德夫北京林业大学生态与自然保护学院北京100083

本研究旨在通过自助餐试验测定林麝(Moschus berezovskii)对天然植物的选择性及偏好,探究植物所含成分对林麝取食的影响。本试验测定了11只山西省太岳山圈养林麝对13种乔灌树叶的摄食偏好,测定了试验树叶中常规营养成分、次生代谢物、... 详细信息

本研究旨在通过自助餐试验测定林麝(Moschus berezovskii)对天然植物的选择性及偏好,探究植物所含成分对林麝取食的影响。本试验测定了11只山西省太岳山圈养林麝对13种乔灌树叶的摄食偏好,测定了试验树叶中常规营养成分、次生代谢物、矿物元素含量,并采用相关性分析及多元回归分析处理数据。结果表明:13种试验植物中,林麝对榆树、臭椿、杏树和山荆子表现为正选择,对其他9种植物表现为负选择。林麝对正选择食物的摄食量占摄食总量的63.80%,对负选择植物的摄食量占摄食总量的36.20%。多元回归分析表明林麝的摄食量与树叶中总黄酮和总生物碱含量呈极显著正相关(P<0.01)。结合研究区域的乔灌植物资源,我们认为山西省太岳山地区具有丰富的林麝饲养繁育的潜在食物资源,该地区林麝养殖具有良好的发展前景。

关键词：林麝自助餐试验摄食偏好天然植物次生代谢物

基因修饰的干细胞外泌体水凝胶治疗放射性皮肤损伤的实验研究

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军事医学 2024年第5期48卷 325-333页

作者：任博媛李强靳嘉岩王一晨丁泓帆靳继德军事科学院军事医学研究院解放军总医院第四医学中心烧伤整形医学部

目的研究肝细胞生长因子修饰的牙髓干细胞外泌体水凝胶对放射性皮肤损伤的促愈合作用。方法利用超速离心法分离提取外泌体，分别通过纳米颗粒跟踪分析法、扫描电镜和Western印迹法对外泌体的粒径、形态和标志蛋白进行分析。采用CCK-8... 详细信息

目的研究肝细胞生长因子修饰的牙髓干细胞外泌体水凝胶对放射性皮肤损伤的促愈合作用。方法利用超速离心法分离提取外泌体，分别通过纳米颗粒跟踪分析法、扫描电镜和Western印迹法对外泌体的粒径、形态和标志蛋白进行分析。采用CCK-8、划痕实验和流式细胞术评估外泌体对辐射损伤皮肤细胞的作用。制备温敏型泊洛沙姆水凝胶，采用CCK-8法测试其生物相容性。建立小鼠放创复合伤模型，应用外泌体水凝胶进行治疗，通过创面愈合情况、创面组织HE染色和Masson染色评价创面愈合效果和治疗效果，通过Tunnel染色检测创面细胞凋亡情况，通过丙二醛含量和过氧化物酶活性检测评估创面氧化应激情况，对其作用机制进行初步分析。结果外泌体直径范围为30～150 nm，扫描电镜下呈圆盘状囊泡，CD9、CD63和TSG101表达阳性。细胞实验结果显示，外泌体能显著促进辐射损伤皮肤角质细胞和成纤维细胞的增殖和迁移，减少细胞凋亡。肝细胞生长因子修饰增强外泌体的作用。泊洛沙姆水凝胶显示出良好的温敏性和生物相容性。动物实验结果显示，外泌体治疗显著加快了小鼠放创复合伤的愈合，并抑制炎性浸润、减轻胶原沉积，肝细胞生长因子修饰外泌体促创面愈合作用最强，其促创面愈合的作用机制可能与促细胞增殖、减少细胞调亡和氧化应激有关。结论成功制备了一种新型的基因修饰的干细胞外泌体水凝胶，并证明了其在放射性皮肤损伤治疗中的有效性，为临床放射性皮肤损伤治疗提供了一种新的策略。

关键词：肝细胞生长因子牙髓干细胞外泌体泊洛沙姆温敏水凝胶放射性皮肤损伤

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反射式太赫兹连续波线扫描成像系统

首都师范大学学报（自然科学版） 2024年第2期45卷 36-42页

作者：王一晨王新柯张岩首都师范大学物理系、超材料与器件北京市重点实验室北京100048

利用太赫兹线阵探测器和0.3 THz辐射源,搭建了反射式太赫兹连续波线扫描成像系统。通过双次扫描测量和图像线性叠加可以对样品反射的太赫兹图像进行精准测量,成像分辨率达到2 mm,成像面积达到40 mm×40 mm,测量耗时<3.0 min。利用此系... 详细信息

利用太赫兹线阵探测器和0.3 THz辐射源,搭建了反射式太赫兹连续波线扫描成像系统。通过双次扫描测量和图像线性叠加可以对样品反射的太赫兹图像进行精准测量,成像分辨率达到2 mm,成像面积达到40 mm×40 mm,测量耗时<3.0 min。利用此系统对隐蔽在信封和纺织物中的金属样品进行了成功识别,对预埋在聚乙烯板和泡沫塑料板内的异物进行了精准定位。实验结果验证,此系统可以对隐蔽在电介质材料中的物体进行快速准确地检测,表明了其在安全检查和无损探伤领域的应用价值。

关键词：太赫兹成像反射式线扫描

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孟庆良治疗系统性硬皮病伴发雷诺现象经验

中医学报 2024年

作者：王一晨孟庆良刘畅左志威郭克磊卞华南阳理工学院河南省张仲景方药与免疫调节重点实验室河南中医药大学骨伤学院河南省中医院

系统性硬皮病(systemic sclerosis， SSc)，具有复杂的发病机制和千变万化的临床表现，表现为早期潜在的免疫失调和微血管病变以及随后出现的系统性纤维化。90%以上的系统性硬皮病患者以继发性雷诺现象为首发症状，并可合并内脏受累。... 详细信息

系统性硬皮病(systemic sclerosis， SSc)，具有复杂的发病机制和千变万化的临床表现，表现为早期潜在的免疫失调和微血管病变以及随后出现的系统性纤维化。90%以上的系统性硬皮病患者以继发性雷诺现象为首发症状，并可合并内脏受累。此病病因病机复杂，属于罕见之病。根据系统性硬皮病皮肤僵硬、双手雷诺现象等临床表现，中医学将系统性硬皮病归属于“痹病”范畴。孟庆良教授认为此病以“气血不足，脾肾阳虚”为核心病机，并以补血益肾法为治疗大法。补血益肾法是以辨病与辨证相结合为指导，以虫类药与草木药配伍为基础，并针对肢体发作性苍白、发绀、潮红挛三大主症，以“补血益肾治其本，蠲痹通络治其标”为大法，内外兼顾，融理、法、方、药于一体的特色诊疗技术。临床上，孟庆良教授以补血益肾法为指导治疗诸多疑难杂症，均取得显著疗效，充分发挥了中医药的优势。将孟庆良教授运用补血益肾法治疗系统性硬皮病伴发雷诺现象的经验加以总结，以期为临床开辟新思路，提供新方法。

关键词：系统性硬皮病雷诺现象补气养血益肾蠲痹孟庆良医案

ADSCs-exo对小鼠树突状表皮T细胞及皮肤创面炎症反应调控的影响

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中国美容整形外科杂志 2024年第6期35卷 363-368页

作者：丁泓帆徐潇陈敏亮周桂文付强王一晨白瑞琪解放军医学院北京100853 解放军总医院第四医学中心烧伤整形医学部北京100048 解放军总医院第三医学中心眼科医学部北京100089

目的观察脂肪来源间充质干细胞外泌体(exosomes from adipose derived mensenchymal stem cells, ADSCs-exo)对小鼠树突状表皮T细胞(dendritic epidermal T cells,DETC)及皮肤创面炎症反应调控的影响。方法自2023年1—12月,解放军总医院第四医学中心烧伤整形医学部采用Ⅰ型胶原酶消化法提取ADSCs,收集ADSCs培养上清液利用差速超速离心法提取ADSCs-exo。原代提取并培养DETC,利用流式技术对细胞纯度进行鉴定;利用刀豆蛋白A(concanavalin A, ConA)构建体外DETC细胞炎症模型,用不同浓度的ADSCs-exo对DETC处理后,采用RT-q PCR法检测细胞中IL-2、IL-17A的m RNA表达。构建C57小鼠背部皮肤全层皮肤缺损创面模型,依次分为空白对照组、PBS注射组、ADSCs-exo注射组,蛋白质免疫印迹法检测各时间段创缘皮肤IL-17A、Akt、P-Akt表达情况;利用流式细胞分析技术观察创缘DETC表达情况。结果 DETC体外炎症模型中,ConA组IL-2、IL-17A m RNA表达量均明显高于Control组,ConA+ADSCs-exo各组IL-2、IL-17A m RNA表达量相较于ConA组不同程度降低。在小鼠创面愈合过程中可以观察到ADSCs-exo组小鼠创缘皮肤IL-17A含量要低于PBS组和对照组,而P-Akt表达量要高于PBS组和对照组。小鼠急性创伤造模后第1天,PBS组和ADSCs-exo组创缘DETC表达程度均明显高于对照组。急性创伤后第3天,PBS组创缘DETC表达量仍明显高于对照组;ADSCs-exo组DETC表达出现下降,基本降至对照组水平。结论 ConA能较好诱导活化DETC分泌表达IL-17A和IL-2,而ADSCs-exo能显著抑制其IL-2、IL-17A的表达。在小鼠创面愈合过程中,ADSCs-exo能抑制创缘皮肤IL-17A的表达、提高Akt蛋白磷酸化水平。急性创伤能提高创面DETC表达;ADSCs-exo对于DETC并无明显的趋化富集作用,但却能在较短时间内抑制DETC的表达,避免创面持续、过度的炎症反应发生。

关键词：脂肪来源间充质干细胞外泌体树突状表皮T细胞炎症

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“反应性”视角下的日本对非洲外交

日本学刊 2023年第3期 93-112,162页

作者：王一晨中国社会科学院日本研究所

二战后,日本在调整对外关系上多体现出因受到美国等外部压力影响而做出“反应性”政策调整的态势。由于对非洲的外交基础较为薄弱,日本在不同阶段制定对非政策时也体现出了较为明显的“反应性”特征。日本基于不同基本动因和差异性政策... 详细信息

二战后,日本在调整对外关系上多体现出因受到美国等外部压力影响而做出“反应性”政策调整的态势。由于对非洲的外交基础较为薄弱,日本在不同阶段制定对非政策时也体现出了较为明显的“反应性”特征。日本基于不同基本动因和差异性政策取向,在对非关系发展进程中针对亚洲、中东、欧美等“第三方因素”呈现出不同程度的“反应性”外交趋向。特别是当下日本对华战略制衡愈演愈烈且中国在非洲影响力日益增强,“中国因素”逐渐超越其他地区成为影响日本对非“反应性”外交的最重要参照因素。2022年日本举办的第八届“东京非洲发展国际会议”确立了对非合作新方向,其视中国为在非最大战略竞争对手,在政治经济等领域对华开展地缘博弈的趋势愈发显著。

关键词：日非关系 “反应性”外交第三方因素东京非洲发展国际会议中非关系

地缘能权视角下的日本能源外交——以对非洲合作为例

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现代日本经济 2023年第1期42卷 71-82页

作者：王一晨白如纯中国社会科学院日本研究所北京100007

非洲拥有丰富的战略资源储量,也亟需发展清洁能源应对气候变化影响,已成为国际能源合作的重点区域。日本作为全球能源进口大国,高度重视通过能源外交保障自身经济安全。在此背景下,能源逐渐成为双方合作的重要领域。日本一方面加紧完善... 详细信息

非洲拥有丰富的战略资源储量,也亟需发展清洁能源应对气候变化影响,已成为国际能源合作的重点区域。日本作为全球能源进口大国,高度重视通过能源外交保障自身经济安全。在此背景下,能源逐渐成为双方合作的重要领域。日本一方面加紧完善国内能源经济政策机制基础,另一方面积极推动对非能源外交,逐渐形成了在官民协作平台统筹下,以传统能源供给和清洁能源技术为重点的能源合作格局。但是,由于体量规模、竞争压力、企业意愿等现实因素制约,日非能源合作整体进展有限。随着2022年第八届东京非洲发展国际会议成功举办,日本加强对非能源外交的趋势将愈发显著。

关键词：地缘能权日非关系能源安全清洁能源印太战略