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哺乳动物多能干细胞:在创建疾病模型、发病机制、药物发现和个性化治疗中的作用

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中国组织工程研究 2025年第1期29卷 136-146页

作者：许文强陈浩林颜昌徐涛谢雅彬李雪玲内蒙古自治区低氧转化医学重点实验室医学技术与麻醉学院基础医学与法医学院包头医学院内蒙古自治区包头市014060 草原家畜生殖调控与繁育国家重点实验室内蒙古大学内蒙古自治区呼和浩特市010010 大连医科大学附属第一医院大连医科大学辽宁省大连市116000

背景:多能干细胞的自我更新和多向分化的特征有可能彻底改变人们对生物学、医学、发育和疾病的理解。干细胞在胚胎发育的早期发挥着重要作用,研究干细胞可以深入理解生物体发育和组织器官形成的基本原理,探索各种疾病的潜在机制,研究受... 详细信息

背景:多能干细胞的自我更新和多向分化的特征有可能彻底改变人们对生物学、医学、发育和疾病的理解。干细胞在胚胎发育的早期发挥着重要作用,研究干细胞可以深入理解生物体发育和组织器官形成的基本原理,探索各种疾病的潜在机制,研究受损组织和器官的修复和再生,以及推动药物发现和个性化治疗。目的:回顾多能干细胞的研究历程,并对多能干细胞的基本类别进行归纳总结,同时阐述常见哺乳动物中各类多能干细胞的建系情况。方法:应用计算机检索PubMed、Web of Science、中国知网和万方数据库,检索词为“多能干细胞,胚胎干细胞,诱导多能干细胞,扩展多能干细胞,家畜多能干细胞,Pluripotent stem cells,Embryonic stem cells,Induced pluripotent stem cells,Expanded potential stem cells,Livestock pluripotent stem cells等”,根据纳入标准和排除标准系统地筛选与哺乳动物多能干细胞相关的文献99篇进行综述分析。结果与结论:(1)小鼠胚胎干细胞经典理论认为,干细胞的多能态分为“初始”(na?ve)态和“始发”(primed)态两种,na?ve态对应于早期胚胎未植入子宫壁前的囊胚内细胞团;primed态对应于植入后的上胚层,二者在表观遗传特征、转录活性、外部信号依赖性和代谢表型等方面存在显著的特征差异;后来研究发现在初始态和始发态之间,还存在一个过渡状态——“形成态”(formative态);事实上,胚胎干细胞的多能性属于连续阶段的发展进程,而不是某种独立的细胞状态。(2)除了从囊胚内细胞团获得多能干细胞之外,还有多种多能干细胞获得方式和建系方法:如利用来源于小鼠胎儿原始生殖细胞所建立的胚胎生殖干细胞;利用Oct3/4,Sox2,c-Myc和Klf4因子诱导成年小鼠和人的成纤维细胞去分化所建立的诱导多能干细胞;体细胞核移植,孤雌激活,以及从新生或成体睾丸组织或卵巢组织中分离并进行类胚胎干细胞培养所建立的胚胎干细胞样细胞系;来源于多种成体组织的极小胚胎样干细胞和来源于前囊胚期的扩展多能干细胞,这些多能干细胞的共同特征为不断自我更新,表达核心多能因子,并具备原始三胚层分化能力。(3)目前,多能干细胞正在被用于疾病建模,以便研究不同疾病的机制并开发新的药物。同时,科学家正在尝试用多能干细胞培养各种组织和器官,为再生医学和移植提供新的可能性。然而,多能干细胞的临床应用面临着安全性挑战,包括细胞畸变和免疫排斥问题。不断改进多能干细胞的产生方法,将使其更安全、高效地适用于临床。(4)借鉴小鼠和人多能干细胞的获得方式和建系方法,研究者们已经在家畜中建立了各类多能干细胞,包括胚胎干细胞、诱导性多能干细胞、生殖细胞谱系的多能干细胞和扩展多能干细胞,这将为动物繁殖育种、基因工程、疾病模型、新药筛选和野生濒危动物保护提供新的途径。

关键词：多能干细胞胚胎干细胞诱导多能干细胞扩展多能干细胞家畜多能干细胞患者特异性多能干细胞

Si-Ga共掺杂金刚石铜复合材料界面性能的第一性原理研究

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原子与分子物理学报 2025年第3期42卷 159-165页

作者：曾勇谋刘莹胡梦晗王铁彬于捷曹宇周晓龙梧州学院机械与资源工程学院梧州543002 昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093 梧州学院梧州风光能源装备工程技术研究中心梧州543002

为了研究金刚石/铜复合材料界面性能,采用基于密度泛函理论的第一性原理方法计算了Si和Ga原子掺杂金刚石/铜界面结构形成能、态密度、电荷密度.结果表明:形成能越低掺杂的界面结构越稳定,所以Si原子掺杂间隙2位置的金刚石(100)/铜(111)... 详细信息

为了研究金刚石/铜复合材料界面性能,采用基于密度泛函理论的第一性原理方法计算了Si和Ga原子掺杂金刚石/铜界面结构形成能、态密度、电荷密度.结果表明:形成能越低掺杂的界面结构越稳定,所以Si原子掺杂间隙2位置的金刚石(100)/铜(111)界面模型最稳定(-7.339 eV),Si原子掺杂第一层Cu原子位置金刚石(111)/铜(111)界面最稳定(-2.846 eV),Ga原子掺杂间隙1位置的金刚石(100)/铜(111)界面模型最稳定(-5.791 eV),Ga原子掺杂第一层Cu原子位置金刚石(111)/铜(111)界面最稳定(-0.895 eV).由于Si-Ga原子共掺杂金刚石(100)和铜(111)界面形成能降低(Ef=-13.259 eV),费米能级处态密度有所增加(7.578 electrons/eV),电子转移形成键合,Si-Ga原子共掺杂金刚石(100)/铜(111)间隙位置的界面最稳定.因此Si-Ga原子共掺杂是提高金刚石/铜界面界面性能的有效手段.

关键词：掺杂界面性能复合材料第一性原理

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融合注意力机制的荔枝轻量化检测方法研究

农机化研究 2025年第3期47卷 10-15页

作者：王聪文晟兰玉彬严倩姜永华张建桃罗菊川华南农业大学工程学院广州510642 国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心广州510642 华南农业大学电子工程学院/人工智能学院广州510642 广东省农业科学院果树研究所广州510645 华南农业大学数学与信息学院广州510642

针对荔枝果实个体小、生长密集和遮挡严重等特点,为了快速准确地实现荔枝的检测和计数,提出了一种融合注意力机制和多尺度特征图的网络模型。为了提高模型对遮挡和阴影环境下果实的识别准确率,将Coordinate Attention(CA)注意力机制嵌入... 详细信息

针对荔枝果实个体小、生长密集和遮挡严重等特点,为了快速准确地实现荔枝的检测和计数,提出了一种融合注意力机制和多尺度特征图的网络模型。为了提高模型对遮挡和阴影环境下果实的识别准确率,将Coordinate Attention(CA)注意力机制嵌入至YOLOv4-Tiny模型。为了提高模型对小目标果实的检测精度,在特征金字塔Feature Pyramid Networks(FPN)结构中生成了两个更大尺度的特征图。试验结果表明:融合注意力机制的荔枝轻量化检测模型的准确率(Precision)、召回率(Recall)和平均精度(mAP)分别为92.92%、76.09%和88.51%。与YOLOv4-Tiny和YOLOv3模型相比,所构建的融合注意力机制的荔枝轻量化检测模型的平均检测精度分别高出8.84个百分点和3.87个百分点。该模型能够快速、精准地检测出果园环境中的荔枝,适用于果园中荔枝的识别和计数。

关键词：荔枝注意力机制特征金字塔轻量化检测方法

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α-亚麻酸通过TLR4/MyD88/NF-κB信号通路抑制脂多糖诱导的巨噬细胞炎症

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食品工业科技 2025年第1期46卷 377-383页

作者：蔡瑞鑫陈小蝶朱海彬钱雨顺谢建华申明月南昌大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室江西南昌330047

ω-3脂肪酸具有自然的抗炎属性,而α-亚麻酸(ALA)是一种人体必需的ω-3脂肪酸,为了阐明其体外抗炎机制,本实验采用脂多糖(LPS)刺激巨噬细胞构建炎症模型,通过测定单核细胞趋化蛋白(MCP-1)、白细胞介素4(IL-4)、白细胞介素13(IL-13)等炎... 详细信息

ω-3脂肪酸具有自然的抗炎属性,而α-亚麻酸(ALA)是一种人体必需的ω-3脂肪酸,为了阐明其体外抗炎机制,本实验采用脂多糖(LPS)刺激巨噬细胞构建炎症模型,通过测定单核细胞趋化蛋白(MCP-1)、白细胞介素4(IL-4)、白细胞介素13(IL-13)等炎症因子的水平、活性氧(ROS)生成量和炎症信号通路相关蛋白表达情况探讨α-亚麻酸减轻脂多糖诱导的炎症反应的机制。结果表明,α-亚麻酸能显著抑制MCP-1的释放,提高抗炎细胞因子IL-13的分泌水平;同时,α-亚麻酸还可以降低ROS生成量,缓解ROS介导的炎性损伤。此外,α-亚麻酸可以通过增加抗氧化酶SOD的表达,减少MDA的堆积,从而减轻炎症反应中氧化应激的伴随性危害。蛋白印迹分析进一步证实,α-亚麻酸可抑制TLR4、MyD88的表达以及下游p65和IκBα的磷酸化水平。以上结果表明,α-亚麻酸可明显抑制LPS诱导的RAW264.7细胞炎症反应,其机制可能与抑制TLR4/MyD88/NF-κB信号通路激活有关。

关键词： α-亚麻酸巨噬细胞炎症信号通路

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电针对运动大鼠腓肠肌组织代谢酶及自噬基因表达的影响

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中国组织工程研究 2025年第6期29卷 1127-1136页

作者：郑荣发莫伟彬黄鹏陈俊吉梁婷资方宇李国峰广西师范大学体育与健康学院广西壮族自治区桂林市541006 药用资源化学与药物分子工程教育部重点实验室广西壮族自治区桂林市541004 桂林医学院广西壮族自治区桂林市541199 桂林学院体育与健康学院广西壮族自治区桂林市541006

背景:急性运动易引起机体内骨骼肌组织损伤和体内脂代谢紊乱,但急性运动联合电针调控机体内代谢和自噬通路的机制尚不明确。目的:观察电针“足三里”和“环跳”穴对急性运动大鼠骨骼肌代谢酶及自噬水平的变化。方法:将50只雄性SD大鼠随... 详细信息

背景:急性运动易引起机体内骨骼肌组织损伤和体内脂代谢紊乱,但急性运动联合电针调控机体内代谢和自噬通路的机制尚不明确。目的:观察电针“足三里”和“环跳”穴对急性运动大鼠骨骼肌代谢酶及自噬水平的变化。方法:将50只雄性SD大鼠随机分为安静对照组(10只)、模型组(20只)、逆电针组(20只),后两组设2个时相点,即运动后即刻和运动后3 h组,每个时相点10只大鼠。后两组进行适应性跑台运动训练后,进行急性运动训练,逆电针组大鼠于每天跑台训练前先介入电针治疗(参数为电针大鼠两侧“足三里”和“环跳”穴,连续波、频率2 Hz、强度2 mA、留针30 min、1次/d、连续7 d),电针后休息10 min再进行急性运动。分别于运动后即刻和运动后3 h麻醉取大鼠双侧腓肠肌组织,苏木精-伊红染色观察大鼠骨骼肌组织病理学变化;ELISA法检测大鼠骨骼肌组织肝脂酶、脂肪酸合成酶、激素敏感脂肪酶、肉碱棕榈酰转移酶1活性;免疫组织化学和Western Blot法检测自噬基因表达变化。结果与结论:①苏木精-伊红染色后模型组大鼠运动后即刻和运动后3 h腓肠肌纤维排列出现紊乱、肿胀、破裂;逆电针组大鼠运动后即刻和运动后3 h腓肠肌纤维排列紧密,肿胀和破裂的细胞大为减少,与安静对照组比较无明显性差异;②模型组和逆电针组运动后3 h的肝脂酶和脂肪酸合成酶活性均低于安静对照组(P<0.05或P<0.01);模型组和逆电针组大鼠运动后3 h的脂蛋白酯酶、激素敏感脂肪酶和肉碱棕榈酰转移酶1活性高于安静对照组(P<0.05或P<0.01),激素敏感脂肪酶和肉碱棕榈酰转移酶1活性在逆电针组运动后即刻高于模型组同期(P<0.05);与模型组运动后3 h相比,逆电针组运动后3 h脂蛋白酯酶活性升高(P<0.05),激素敏感脂肪酶活性降低(P<0.01);③免疫组织化学结果显示,P62、自噬相关基因5和自噬相关基因7表达在模型组大鼠运动后即刻和运动后3 h及逆电针组运动后即刻均高于安静对照组(P<0.05或P<0.01),其中运动后即刻和运动后3 h逆电针组大鼠P62及自噬相关基因7表达均低于模型组(P<0.05);④Western Blot结果显示,运动后即刻逆电针组大鼠P62和自噬相关基因7蛋白表达均低于模型组(P<0.05);Parkin蛋白表达在模型组大鼠运动后即刻和运动后3 h均高于安静对照组(P<0.05),逆电针组大鼠运动后即刻和运动后3 h均低于模型组(P<0.05);⑤提示急性运动引起大鼠腓肠肌纤维排列出现紊乱、肿胀、破裂,电针两侧“足三里”和“环跳”穴可改善大鼠骨骼肌脂代谢水平及调控自噬细胞,防止急性运动引起大鼠机体内脂代谢紊乱和腓肠肌组织的损伤,其机制可能与调控自噬相关因子P62、自噬相关基因5、自噬相关基因7、Parkin蛋白表达来促进大鼠骨骼肌细胞自噬的发生或调节细胞自噬通路密切相关。

关键词：电针急性运动腓肠肌组织代谢酶自噬基因

基于镜像T矩阵法的楔形波导中有限长圆柱声散射研究

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声学学报 2025年第1期 176-186页

作者：杨宇正柴应彬桂强李威华中科技大学船舶与海洋工程学院船舶与海洋水动力湖北省重点实验室高新船舶与深海开发装备协同创新中心

针对楔形波导中两端带球帽的有限长圆柱声散射问题,提出了一种镜像T矩阵法进行求解。该方法是一种半解析方法,能够根据镜像原理将楔形波导中点声源入射下有限长圆柱声散射等效为无界域中多点源入射下多目标声散射问题,再结合球谐函数的... 详细信息

针对楔形波导中两端带球帽的有限长圆柱声散射问题,提出了一种镜像T矩阵法进行求解。该方法是一种半解析方法,能够根据镜像原理将楔形波导中点声源入射下有限长圆柱声散射等效为无界域中多点源入射下多目标声散射问题,再结合球谐函数的平移加法定理和旋转加法定理获得楔形波导中有限长圆柱的转换矩阵(T矩阵),即可计算出楔形波导中有限长圆柱声散射半解析解。通过数值计算研究了点声源相对位置、有限长圆柱的空间姿态、浸没深度和波导倾角对楔形波导中有限长圆柱背向散射以及散射声场空间分布的影响。该工作可推广至浅海波导中多目标声散射问题研究。

关键词： T矩阵法楔形波导有限长圆柱声散射

肺结节中西医结合恶性风险预测模型的建立与验证

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中国实验方剂学杂志 2025年第2期 129-139页

作者：杨倩肖晶旻陈远彬吴蕾中医证候全国重点实验室广州中医药大学第二临床医学院

目的：基于临床数据探索肺结节恶性风险的危险因素，构建肺结节中西医结合恶性风险预测模型并使用列线图将预测结果可视化。方法：基于横断面调查研究设计，纳入2023年4月至2024年1月于广东省中医院呼吸与心胸外科住院的肺结节患者，按7... 详细信息

目的：基于临床数据探索肺结节恶性风险的危险因素，构建肺结节中西医结合恶性风险预测模型并使用列线图将预测结果可视化。方法：基于横断面调查研究设计，纳入2023年4月至2024年1月于广东省中医院呼吸与心胸外科住院的肺结节患者，按7∶3随机将数据集分成训练集和验证集。在训练集中，通过单因素Logistic回归分析及最小绝对值压缩选样模型（LASSO）回归分析选择预测因素，经Logistic回归方法建模，对西医及中西医结合预测模型的区分度、校准度及临床决策曲线等性能进行比较，筛选出最优模型，并使用列线图对模型进行可视化呈现。结果：本研究共纳入366例患者，划分为训练集（258例）及验证集（108例），可纳入年龄、嗜食肥甘厚腻、环境或职业暴露史、气虚质、阳虚质、结节密度及结节直径等7个预测因素。采用Logistic回归构建模型，仅以年龄、环境或职业暴露史、结节密度及结节直径为预测因素建立的西医模型定义为model1，而在以上基础上增加嗜食肥甘厚腻、气虚质和阳虚质为预测因素建立的中西医结合模型定义为model2,model2在训练集及验证集中具有更好的预测效能，其训练集准确率为0.740，精确率为0.825，召回率为0.829,F1分数为0.827，曲线下面积（AUC）为0.865[95%置信区间（95%CI） 0.815～0.915]，布里尔评分为0.122；验证集准确率为0.731，精确率为0.776，召回率为0.831,F1分数为0.803,AUC为0.852(95%CI 0.776～0.927)，布里尔评分为0.149，校准曲线及决策曲线分析显示该模型在预测中具有较好的一致性与临床效用性。构建方程为肺结节恶性概率p=eY/(1+eY)，其中Y=-4.187+0.022×（年龄）+1.079×（环境或职业暴露史）+0.718×（嗜食肥甘厚腻）+1.403×（气虚质）+0.732×（阳虚质）+0.349×（纯磨玻璃密度结节）+1.304×（部分实性密度结节）+0.148×（结节直径），并采用直观的列线图进行展示。结论：该研究开发了一个肺结节恶性风险的综合评估模型，结合了中医和西医的因素，将中医元素嵌入预测模型可以多维度评估结节恶变的相关危险因素，具有良好的诊断效能，为早期识别肺癌提供一定的参考价值。

关键词：肺结节中西医结合预测模型危险因素列线图

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大地电磁资料精细处理和二维反演解释技术研究(五)——利用阻抗张量成像识别大地线性构造

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地球物理学报 2017年第2期60卷 766-777页

作者：陈小斌郭春玲中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029

大地线性构造往往与块体或物性的边界、断裂的几何延伸相关联,是地学研究的重要目标构造.在大地电磁法中,传统的方法是通过反演得到的电性结构的差异来解译线性构造,是一种间接分析方法.由于线性构造发育处走向和倾向明显,二维性较其他... 详细信息

大地线性构造往往与块体或物性的边界、断裂的几何延伸相关联,是地学研究的重要目标构造.在大地电磁法中,传统的方法是通过反演得到的电性结构的差异来解译线性构造,是一种间接分析方法.由于线性构造发育处走向和倾向明显,二维性较其他地方一般会更强,故而在阻抗张量成像分析中,相应的二维有效因子就会比较大,最佳主轴统计分布会更加明显.据此,本文利用大地电磁阻抗张量成像(包括最佳主轴统计成像、构造维性成像)来探测识别大地线性构造.本文首先通过三维理论模型的研究结果来验证这一技术在线性结构探测中的有效性,然后将其应用于郯庐断裂带南段实测剖面的具体分析中,展示了这一技术在线性构造探测中的实用性及其数据处理与分析过程.本文研究表明,大地电磁阻抗张量成像技术可独立于反演为地质解释尤其是线性构造的解释提供诸多参考信息.

关键词：大地电磁阻抗张量成像电性结构线性构造郯庐断裂带

山西阳城电厂送出工程多段电压补偿元件计算分析

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电力系统自动化 2001年第22期25卷 52-54,63页

作者：郭春耀华东电力设计院系统处上海200063

山西阳城电厂送出工程是典型的大容量电厂经长线路送电的系统 ,需安装切机控制装置 ,以确保系统稳定性。文中对采取多段电压补偿元件不借助于通道进行故障判别切机的方案进行分析计算。结果表明多段电压补偿元件原理简单 ,动作速度快 ,... 详细信息

山西阳城电厂送出工程是典型的大容量电厂经长线路送电的系统 ,需安装切机控制装置 ,以确保系统稳定性。文中对采取多段电压补偿元件不借助于通道进行故障判别切机的方案进行分析计算。结果表明多段电压补偿元件原理简单 ,动作速度快 ,但选择性不好 ,整定计算复杂。

关键词：输电工程电厂多段电压补偿元件计算分析