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人体分布式动力学模型及其参数识别

振动工程学报 2023年

作者：陈哲瑶王浩祺陈隽赵咏芳郭海玲同济大学土木工程学院上海中医药大学附属曙光医院

建立人体动力学模型获取人体自振频率是土木工程、机械工程、交通工程、航空航天、康复医学等许多领域的共性科学问题，以往研究最常采用弹簧-质量块-阻尼器的集中质量模型，与实际人体质量、刚度沿身高的分布式特性并不相符。本研究提... 详细信息

建立人体动力学模型获取人体自振频率是土木工程、机械工程、交通工程、航空航天、康复医学等许多领域的共性科学问题，以往研究最常采用弹簧-质量块-阻尼器的集中质量模型，与实际人体质量、刚度沿身高的分布式特性并不相符。本研究提出含有生物自驱力的人体分布参数动力模型，理论上推导了自振频率的表达式，并据此提出了基于步态测试技术的频率识别算法。组织了247名测试者进行步态试验，识别了每位测试者的人体刚度和自振频率，进一步研究了识别参数的概率分布特征，并通过与以往研究结果对比、不同年龄段统计分析等，多角度验证了新模型的合理性和适用性。

关键词：人体动力学模型分布参数模型弹簧-质量块-阻尼器模型参数识别

密骨胶囊通过NF-κB和AKT-mTOR信号通路对肌少症的作用机制

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中国骨质疏松杂志 2023年第7期29卷 942-948页

作者：孙雯丁劼王培歌李小凯郭海玲赵咏芳上海中医药大学附属曙光医院石氏伤科医学中心上海201203 上海市中医药研究院骨伤科研究所上海201203

目的利用网络药理学和小鼠C2C12肌细胞体外细胞实验,研究密骨胶囊治疗肌少症的主要活性成分和潜在作用机制。方法从TCMSP等网络数据库对密骨胶囊的中药成分进行活性成分和主要靶点的收集,并从GeneCards等数据库中对肌少症的疾病基因... 详细信息

目的利用网络药理学和小鼠C2C12肌细胞体外细胞实验,研究密骨胶囊治疗肌少症的主要活性成分和潜在作用机制。方法从TCMSP等网络数据库对密骨胶囊的中药成分进行活性成分和主要靶点的收集,并从GeneCards等数据库中对肌少症的疾病基因进行搜索,交集预测密骨胶囊作用于肌少症的靶点和通路。体外实验对小鼠C2C12肌细胞进行培养及诱导分化。用密骨胶囊含药血清预处理细胞,再用TNF-α炎症因子进行刺激,造成肌细胞萎缩。免疫印迹法和聚合酶链式反应法证明其对肌细胞内NF-κB通路和AKT-mTOR通路中相关蛋白表达情况。结果在密骨胶囊对肌肉的作用中,核心靶点为MTOR、ESR1、EGFR、SIRT1、CTNNB1、VEGFA、ALB、IL6、TP53、TNF、AKT1,可能干预HIF-1、AGE-RAGE、TNF、PI3K-AKT-mTOR等信号通路。密骨胶囊含药血清干预后C2C12肌细胞增粗,降低MuRF1 mRNA表达。免疫印迹实验结果中,密骨胶囊含药血清降低TNF-α刺激的Atrogin-1蛋白量,抑制iκbα磷酸化降解,减少蛋白降解。密骨胶囊含药血清减少TNF-α对p-AKT、p-4EBP1的抑制,增加蛋白合成。结论通过网络药理学和体外实验验证,密骨胶囊可能对肌少症有防治作用。密骨胶囊抑制NF-κB通路,减缓肌蛋白降解。密骨胶囊激活AKT-mTOR通路,促进肌细胞内蛋白合成。

关键词：密骨胶囊肌少症网络药理学 C2C12肌细胞信号通路

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人体分布式动力学模型及其参数识别

人体分布式动力学模型及其参数识别

丹参主要活性成分防治骨质疏松症分子机制研究进展

第九届全国结构抗振控制与健康监测学术会议

作者：陈哲瑶王浩祺陈隽赵咏芳

本研究将结构健康监测的原理、方法应用于人体动力学模型的建模与参数识别。人体动力学模型是土木工程、机械工程、交通工程、航空航天、康复医学等许多领域的共性科学问题,以往研究最常采用弹簧-质量块-阻尼器的集中质量模型,与实际上... 详细信息

本研究将结构健康监测的原理、方法应用于人体动力学模型的建模与参数识别。人体动力学模型是土木工程、机械工程、交通工程、航空航天、康复医学等许多领域的共性科学问题,以往研究最常采用弹簧-质量块-阻尼器的集中质量模型,与实际上人体质量、刚度沿身高的分布式特性并不相符。针对这一问题,本研究提出含有内部生物自驱力的人体分布参数动力模型,推导了自振频率的表达式,并借鉴结构健康监测中的复合反演方法,提出了基于步态测试技术的频率识别算法。组织了247名测试者的三维动态捕捉的步态试验,由人体关键点的运动轨迹可识别出每位测试者的人体刚度和自振频率。据此进一步研究了识别参数的概率分布特征,发现人体频率和刚度服从t-Location-Scale分布,并通过与以往研究结果对比、不同年龄段统计分析、结合医学指标对照等,多角度验证了新模型的合理性和适用性。对其中174名老年测试者进行身体成分的测定以探究人体力学参数与医学指标的关系,包括腰椎L1-L4骨密度、全髋骨密度、体脂率和四肢骨骼肌指数等,发现人体刚度与骨密度、四肢骨骼肌指数之间表现出一定的线性正相关,同时对比不同年龄组的参数,发现年长组的刚度和频率较低,符合年龄增长导致骨质疏松和肌肉含量减少的现象。

关键词：人体动力学模型分布参数模型弹簧-质量块-阻尼器模型参数识别

来源： cnki会议评论

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中国骨质疏松杂志 2022年第5期28卷 770-775页

作者：丁劼王晗松王培歌李小凯郭海玲赵咏芳上海中医药大学附属曙光医院石氏伤科医学中心上海200120 上海市中医药研究院骨伤科研究所上海200120

丹参作为目前临床治疗骨质疏松症的常用中药之一,已有大量研究表明其具有防治骨质疏松症的作用。现代药理学研究发现,丹参及其活性成分可以从骨质疏松症进展的多个环节进行干预:促进间充质干细胞向成骨细胞分化;促进成骨细胞的增殖和矿... 详细信息

丹参作为目前临床治疗骨质疏松症的常用中药之一,已有大量研究表明其具有防治骨质疏松症的作用。现代药理学研究发现,丹参及其活性成分可以从骨质疏松症进展的多个环节进行干预:促进间充质干细胞向成骨细胞分化;促进成骨细胞的增殖和矿化作用;抑制成骨细胞的凋亡;纠正体内氧化应激状态促进骨形成;调节骨髓微环境成骨与成脂分化的平衡;抑制破骨细胞的分化、增殖及骨吸收作用等。涉及的信号通路,包括成骨细胞相关的BMP/Smads信号通路、Wnt/β-catenin信号通路、ERK信号通路和PI3K/AKT信号通路,以及破骨细胞相关的OPG/RANKL/RANK信号通路及其下游的MAPKs、NF-κB和Akt信号通路。为探讨丹参在体内抗骨质疏松作用的确切机制,以及为研究和开发抗骨质疏松新型药物,笔者就近年报道的丹参主要活性成分防治骨质疏松症的分子作用机制作一综述。

关键词：中医中药丹参活性单体骨代谢骨质疏松症

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人体分布式动力学模型及其参数识别

人体分布式动力学模型及其参数识别

应用磁共振T2-mapping评价养血柔肝方延缓膝关节软骨退变的研究

第十五届全国振动理论及应用学术会议（NVTA2023）

作者：陈哲瑶王浩祺陈隽赵咏芳

人体动力学模型是土木工程、机械工程、交通工程、航空航天、康复医学等许多领域的共性科学问题,以往研究最常采用弹簧-质量块-阻尼器的集中质量模型,与实际上人体质量、刚度沿身高的分布式特性并不相符。针对这一问题,本研究提出含有... 详细信息

人体动力学模型是土木工程、机械工程、交通工程、航空航天、康复医学等许多领域的共性科学问题,以往研究最常采用弹簧-质量块-阻尼器的集中质量模型,与实际上人体质量、刚度沿身高的分布式特性并不相符。针对这一问题,本研究提出含有内部生物自驱力的人体分布参数动力模型,推导了自振频率的表达式,提出了基于步态测试技术的频率识别算法。组织了247名测试者三维动态捕捉的步态试验,由人体关键点的运动轨迹可识别出每位测试者的人体刚度和自振频率。据此进一步研究了识别参数的概率分布特征,发现人体频率和刚度服从t-Location-Scale分布,并通过与以往研究结果对比、不同年龄段统计分析等,验证了新模型的合理性和适用性。对其中174名老年测试者进行身体成分的测定以探究人体力学参数与医学指标的关系,包括腰椎L1-L4骨密度、全髋骨密度、体脂率和四肢骨骼肌指数,发现人体刚度与骨密度、四肢骨骼肌指数之间表现出一定的线性正相关,同时发现年长组的刚度和频率较低,符合年龄增长导致骨质疏松和肌肉含量减少的现象。

关键词：人体动力学模型分布参数模型弹簧-质量块-阻尼器模型参数识别骨密度

来源： cnki会议评论

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时珍国医国药 2023年第1期34卷 125-128页

作者：杨光月郭海玲李涛商海滨赵咏芳上海中医药大学附属曙光医院石氏伤科医学中心上海市中医药研究院骨伤科研究所上海201203

目的复方中药防治膝骨关节炎是临床常用的方法,它能减缓关节疼痛、僵硬等症状,但对关节软骨的保护效果仍不明确。磁共振技术中T2mapping成像能对关节软骨进行定量客观的评估,因此本研究应用T2-mapping成像定量评价养血柔肝方延缓早中期... 详细信息

目的复方中药防治膝骨关节炎是临床常用的方法,它能减缓关节疼痛、僵硬等症状,但对关节软骨的保护效果仍不明确。磁共振技术中T2mapping成像能对关节软骨进行定量客观的评估,因此本研究应用T2-mapping成像定量评价养血柔肝方延缓早中期膝骨关节炎患者关节软骨退变的疗效。方法符合早中期膝骨关节炎诊断的受试者随机分为2组(A组:养血柔肝方组34名;B组:硫酸氨基葡萄糖组33名)。分别在入组时、第4周、第8周、第12周评估WOMAC评分,入组时及12周后评价受试者膝关节软骨T2值和全膝关节磁共振成像积分(WORMS)。结果养血柔肝方治疗12周后股骨软骨T2值(-1.51ms,P=0.021),髌骨软骨T2值(-3.12ms,P=0.006)均明显下降;反映全膝关节情况的WORMS评分(Z=4.33,P<0.0001)也明显下降。并且与硫酸氨基葡萄糖组相比,养血柔肝方在改善患者WOMAC评分上也有显著效果(A组-7.12 VS B组-3.68,P=0.04)。结论养血柔肝方能较好地改善早中期膝骨关节炎患者疼痛、僵硬等症状,延缓软骨损伤,具有良好的软骨保护作用。

关键词：膝骨关节炎养血柔肝方磁共振 T2值 WORMS评分

社区老年人身体成分与骨折跌倒风险的相关性研究

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中国骨质疏松杂志 2023年第3期29卷 378-384页

作者：孙雯王培歌吴柱峰丁劼李小凯杨光月郭海玲赵咏芳上海中医药大学附属曙光医院石氏伤科医学中心上海201203 上海市中医药研究院骨伤科研究所上海201203

目的评价老年人肌肉和脂肪含量指标与骨质疏松骨折风险(fracture risk)和跌倒风险(fall risk for older people-community)的关联性。方法选取上海市社区的215名老年人,测量身高、体重、腰围、臀围,并换算成体质指数(body mass index,B... 详细信息

目的评价老年人肌肉和脂肪含量指标与骨质疏松骨折风险(fracture risk)和跌倒风险(fall risk for older people-community)的关联性。方法选取上海市社区的215名老年人,测量身高、体重、腰围、臀围,并换算成体质指数(body mass index,BMI)和腰臀比(waist-to-hip ratio,WHR)。骨密度仪测量受试者的骨密度、肌肉含量和脂肪含量,计算得到肌肉质量指数(lean mass index,LMI)、四肢骨骼肌指数(appendicular skeletal muscle mass index,ASMI)、脂肪质量指数(fat mass index,FMI)及体脂率(fat percentage)等指标。应用ROC曲线及Logistic回归分析评价各指标与骨折、跌倒风险的关联强度。结果本研究中高骨折风险组老年人身体成分指标LMI、ASMI、FMI、体脂率较低,四肢脂肪/躯干脂肪比值较高,是骨折风险的独立因素,ROC曲线下面积(area under the curve,AUC)差异均有统计学意义(P<0.05)。调整了年龄、性别及BMI后,高体脂率、骨质疏松、低握力比正常者的骨折风险高1.030、6.035及2.044倍。高跌倒风险组老年人腰臀比、体脂率、四肢脂肪/躯干脂肪比值较高。腰臀比WHR是跌倒风险的独立相关因素。调整后骨质疏松和低步速比正常者的跌倒风险高4.357倍和3.167倍。结论LMI、ASMI、FMI、体脂率是骨折风险的相关因素,腰臀比、步速是跌倒风险的相关因素。

关键词：肌肉量脂肪量骨折风险跌倒风险

JCR近10年补充与替代医学领域Q1区期刊的研究发展态势

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世界科学技术-中医药现代化 2023年第1期25卷 251-265页

作者：赵鹏宇袁敏赵咏芳邓宏勇许吉张洋陈晓娜上海中医药大学科技信息中心上海210203 上海中医药大学科技处上海201203

目的探讨Web of ScienceTM核心合集数据库中补充替代医学(简称CAM)Q1区期刊收录文献的特点,研究发展趋势找寻研究热点以供科研人员参考并通过情报分析对我国本领域英文期刊给予一些建议。方法检索Web of ScienceTM核心合集数据库中补充... 详细信息

目的探讨Web of ScienceTM核心合集数据库中补充替代医学(简称CAM)Q1区期刊收录文献的特点,研究发展趋势找寻研究热点以供科研人员参考并通过情报分析对我国本领域英文期刊给予一些建议。方法检索Web of ScienceTM核心合集数据库中补充替代医学(CAM)领域Q1区7本期刊2011-2021年间所有“ARTICLE”文献,利用CiteSpace可视化软件进行作者、机构、国家/地区,关键词等内容的可视化分析,共收录16494篇文献,经CiteSpace系统裁剪共录入15970篇文献进行分析。结果补充替代医学(CAM)领域研究热度持续,总体呈上升态势;国家/地区及机构中发文高频国家集中在亚洲,合作网络主要为国内合作,缺少国际合作;非高频国家间合作较密切,合作关系相对紧密。高产作者多,形成自己的团队,且团队内部合作密切,合作次数多,但团队与团队之间合作相对较少。本领域现在的研究重点在药用植物及其提取物对疾病的干预,以慢性疾病、癌病为主;针刺、按摩在抗炎镇痛方面的相关研究;热点主要集中在中药提取物、中药、中药方剂对细胞炎症因子相关研究,对胰岛素抵抗的干预情况以及结合网络药理学对中草药作用研究及中成药新药开发;中医药的临床功效评价及中医病机的相关的研究等多个方面。结论目前补充替代医学(CAM)领域重视与计算机技术、实验室研究、精准医学等学科的交叉发展,CAM领域相关研究总体正处在一个上升态势,未来有良好的发展前景。提升我国补充替代医学(CAM)领域英文期刊质量,让高质量文献回流,是我国该领域期刊目前重要的发展方向。

关键词：补充与替代医学 JCR 热点趋势 CiteSpace 可视化分析

基于网络药理学和实验药理学探究补骨脂治疗肺腺癌的分子机制

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上海中医药大学学报 2023年第4期37卷 36-46页

作者：叶桐张璐葛广波赵咏芳刘俊上海中医药大学交叉科学研究院上海201203 上海中医药大学附属市中医医院上海200071 上海中医药大学附属曙光医院上海201203

目的:运用网络药理学、分子对接、实验验证等手段探讨补骨脂抗肺腺癌的作用和机制。方法:在症状映射数据库(SymMap)、中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)、中药分子机制的生物信息学分析工具(BATMANTCM)、中草药数据库(TCMID)和基... 详细信息

目的:运用网络药理学、分子对接、实验验证等手段探讨补骨脂抗肺腺癌的作用和机制。方法:在症状映射数据库(SymMap)、中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)、中药分子机制的生物信息学分析工具(BATMANTCM)、中草药数据库(TCMID)和基因表达谱互动分析平台(GEPIA)中检索补骨脂活性成分、对应靶点及肺腺癌有关的潜在靶点;利用韦恩图获取补骨脂活性成分作用于肺腺癌的靶点,Cystoscape 3.7.2软件构建补骨脂活性成分作用于肺腺癌靶点网络图。采用STRING数据库进行蛋白质-蛋白质相互作用分析;采用注释、可视化和综合发现数据库(DAVID)进行富集分析,Origin 2021软件构建补骨脂“活性成分-靶点-通路”网络关系图。采用AutoDockTools 1.5.6和PyMOL进行分子对接。结果:①筛选获得补骨脂治疗肺腺癌的交集靶点55个,涉及β1-肾上腺素能受体(ADRB1)、β2-肾上腺素能受体(ADRB2)等核心靶点,以及环磷酸鸟苷酸(cGMP)-蛋白激酶G(PKG)和细胞缺氧诱导因子-1(HIF-1)等信号通路。②分子对接结果提示,补骨脂酚与肺腺癌核心治疗靶点ADRB1、ADRB2均有较低的结合能。③实验验证结果证实,补骨脂酚能够抑制肿瘤细胞增殖及肾上腺素能受体亚型ADRB1、ADRB2、α1A-肾上腺素受体(ADRA1A)等基因的表达水平,与网络药理学分析结果相符。结论:补骨脂及其活性成分补骨脂酚可通过干预β-肾上腺素能受体及其信号通路,从而发挥抗肺腺癌的作用。

关键词：补骨脂肺腺癌网络药理学分子对接 β-肾上腺素能受体