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Single-cell omics: experimental workflow, data analyses and applications

Science China Life Sciences 2025年第1期68卷 5-102页

作者： Fengying Sun Haoyan Li Dongqing Sun Shaliu fu Lei Gu Xin Shao Qinqin Wang Xin Dong Bin Duan Feiyang Xing jun Wu Minmin Xiao Fangqing zhao Jing-Dong J.Han Qi Liu Xiaohui Fan Chen Li Chenfei Wang Tieliu Shi Department of Clinical Laboratory the Affiliated Wuhu Hospital of East China Normal University (The Second People's Hospital of Wuhu City) Pharmaceutical Informatics Institute College of Pharmaceutical SciencesZhejiang University Key Laboratory of Spine and Spinal Cord Injury Repair and Regeneration (Tongji University) Ministry of EducationOrthopaedic DepartmentTongji HospitalBioinformatics DepartmentSchool of Life Sciences and TechnologyTongji University Frontier Science Center for Stem Cells School of Life Sciences and TechnologyTongji University Translational Medical Center for Stem Cell Therapy and Institute for Regenerative Medicine Shanghai East HospitalBioinformatics DepartmentSchool of Life Sciences and TechnologyTongji University Research Institute of Intelligent Computing Zhejiang Lab Shanghai Research Institute for Intelligent Autonomous Systems Center for Single-cell Omics School of Public HealthShanghai Jiao Tong University School of Medicine National Key Laboratory of Chinese Medicine Modernization Innovation Center of Yangtze River DeltaZhejiang University Center for Bioinformatics and Computational Biology Shanghai Key Laboratory of Regulatory Biologythe Institute of Biomedical Sciences and School of Life SciencesEast China Normal University Beijing Institutes of Life Science Chinese Academy of Sciences Peking-Tsinghua Center for Life Sciences Academy for Advanced Interdisciplinary StudiesCenter for Quantitative Biology (CQB)Peking University Zhejiang Key Laboratory of Precision Diagnosis and Therapy for Major Gynecological Diseases Women's HospitalZhejiang University School of Medicine Key Laboratory of Advanced Theory and Application in Statistics and Data Science-MOE School of StatisticsEast China Normal University

Cells are the fundamental units of biological systems and exhibit unique development trajectories and molecular features. Our exploration of how the genomes orchestrate the formation and maintenance of each cell, and control the cellular phenotypes of various organismsis, is both captivating and intricate. Since the inception of the first single-cell RNA technology, technologies related to single-cell sequencing have experienced rapid advancements in recent years. These technologies have expanded horizontally to include single-cell genome, epigenome,proteome, and metabolome, while vertically, they have progressed to integrate multiple omics data and incorporate additional information such as spatial sc RNA-seq and CRISPR screening. Single-cell omics represent a groundbreaking advancement in the biomedical field,offering profound insights into the understanding of complex diseases, including cancers. Here, we comprehensively summarize recent advances in single-cell omics technologies, with a specific focus on the methodology section. This overview aims to guide researchers in selecting appropriate methods for single-cell sequencing and related data analysis.

关键词： single-cell sequencing genome epigenome proteomics metabolomics multimodal spatial transcriptomics CRISPR screening

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中南半岛热带森林光合碳同化的季节动态

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Journal of Plant Ecology 2023年第3期16卷 131-153页

作者： Lian-Yan Yang Rui Yu Jin Wu Yongjiang Zhang Yoshiko Kosugi Natalia Restrepo-Coupe Afredo Huete Jie Zhang Yu-Hai Liu Xiang Zhang Wen-Jie Liu jun-fu zhao Jiye Zeng Qing-Hai Song Ya-jun Chen Liang Song Zheng-Hong Tan Ecology Program Department of EcologySchool of Ecology and Environmental ScienceHainan UniversityHaikou 570228China School of Biological Sciences Faculty of ScienceThe University of Hong KongPokfulamHong KongChina School of Biology and Ecology The University of MaineOronoME 04469USA Forest Hydrology Lab Graduate School of AgricultureKyoto UniversityKyotoJapan School of Life Sciences University of Technology SydneyNew South WalesAustralia National Institute for Environmental Studies TsukubaJapan Xishuangbanna Tropical Botanical Garden Chinese Academy of SciencesMenglunYunan 666303China School of Ecology and Environmental Studies Yunnan UniversityKunming 650091China

热带森林因其生物量巨大、结构复杂和生物多样而著称。然而,关于这些森林光合作用的季节动态及其少水期间的生态适应仍知之甚少。本文利用中南半岛上跨20个纬度(2°-22°N)的自然梯度带,探讨了季节性水分条件变化对中南半岛热带森林光... 详细信息

热带森林因其生物量巨大、结构复杂和生物多样而著称。然而,关于这些森林光合作用的季节动态及其少水期间的生态适应仍知之甚少。本文利用中南半岛上跨20个纬度(2°-22°N)的自然梯度带,探讨了季节性水分条件变化对中南半岛热带森林光合作用季节动态的影响及其机理。研究结果表明,对于气候季节性明显的热带森林,不论其为常绿、落叶还是半落叶,其雨季的森林冠层光合作用(或称总初级生产总值,GPP)明显高于旱季。缺乏气候季节性的常湿热带雨林,GPP呈现“双峰”季节格局;而且,这种季节格局与太阳辐射之间有较好的对应关系。旱季或者是短干旱期内,冠层导度(Gs)有明显下降,显示出水分对气孔开度的抑制作用。然而,这种气孔开度的降低,并未导致近赤道的常湿低地雨林GPP的下降。也就是说,常湿低地雨林GPP在季节尺度上,表现为光限制而非水分限制。气候季节性明显的3个站点,不论Gs还是GPP在旱季明显低于雨季,则表现出明显的水分限制。

关键词：涡度相关法叶面积指数适应对策生态系统生理总初级生产力潜热通量水分利用效率

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华东四省产业结构演进优化的实证探究

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内蒙古财经学院学报 2010年第4期 24-29页

作者：付晓军傅兆君东南大学经济管理学院江苏南京211189

产业结构的演进和优化程度直接关系到国民经济的增长态势和增长结构。本文从产业视角出发,依据1999-2008年华东地区江浙沪鲁三省一市一、二、三次产业的产值数据,分别建立数理统计模型、模糊综合评价模型、层次分析法模型,运用统计方法... 详细信息

产业结构的演进和优化程度直接关系到国民经济的增长态势和增长结构。本文从产业视角出发,依据1999-2008年华东地区江浙沪鲁三省一市一、二、三次产业的产值数据,分别建立数理统计模型、模糊综合评价模型、层次分析法模型,运用统计方法,辅之以统计软件,分析该区域的产业演进优化情况。最后基于模型分析对三省一市经济的持续发展提出建议。

关键词：产业经济学华东地区产业结构产业优化

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似昼夜节律与学习效应对脑事件相关电位P_(300)的影响

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第四军医大学学报 2001年第2期22卷 110-112页

作者：付兆君马瑞山第四军医大学航空航天医学系航空航天生理学教研室陕西西安710033

目的　探讨似昼夜节律和学习效应对脑事件相关电位 P30 0 成分的影响 .方法　 8名被试者在非连续的 5 d的实验中每天在 5个时间点 (7:0 0 ,12 :0 0 ,16 :0 0 ,2 0 :0 0和 0 :0 0 )重复相同的听觉 Oddball模式测试以诱发脑事件相关电位(E... 详细信息

目的　探讨似昼夜节律和学习效应对脑事件相关电位 P30 0 成分的影响 .方法　 8名被试者在非连续的 5 d的实验中每天在 5个时间点 (7:0 0 ,12 :0 0 ,16 :0 0 ,2 0 :0 0和 0 :0 0 )重复相同的听觉 Oddball模式测试以诱发脑事件相关电位(ERP) .然后测量各次的 ERP P30 0 成分 ,得到其潜伏期及波幅 .结果　 P30 0 波幅和潜伏期随着一天中时间变化而变化 .上午的 P30 0 波幅明显高于下午的波幅 .重复测量也使 P30 0波幅从第 1个实验日的平均 13.0μV降至第 5个实验日的 9.2μV.P30 0 潜伏期随着重复测试的增加出现了习服 ,它从第 2个实验日的平均 35 0 .6 ms缩短为第 5个实验日的平均 343.5ms.结论　似昼夜节律和学习效应对脑事件相关电位 P30 0 成分的波幅和潜伏期均有影响 .

关键词：昼夜节律学习效应脑事件相关电位

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循环流化床锅炉SNCR脱硝技术浅析

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全面腐蚀控制 2024年第7期38卷 53-55页

作者：付兆君山东海化能源有限公司热力电力分公司山东潍坊262737

锅炉脱硝装置采用“选择性非催化还原(SNCR)”技术,脱硝还原剂采用9.5%浓度氨水(原先为20%尿素溶液)。每台机组脱硝出口都设有一套CEMS测量装置,并在三台机组的净烟道汇合后设有一套CEMS测量装置作为烟囱排放监测。本文对锅炉SNCR脱硝... 详细信息

锅炉脱硝装置采用“选择性非催化还原(SNCR)”技术,脱硝还原剂采用9.5%浓度氨水(原先为20%尿素溶液)。每台机组脱硝出口都设有一套CEMS测量装置,并在三台机组的净烟道汇合后设有一套CEMS测量装置作为烟囱排放监测。本文对锅炉SNCR脱硝系统注意要点做了简介,并简述了在调试过程中出现的问题。

关键词：氨水尿素压缩空气雾化喷枪

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模拟失重大鼠肠系膜小动脉平滑肌细胞电压依赖性钙离子通道电流的改变

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生理学报 2005年第1期57卷 27-32页

作者：付兆君张立藩马进程宏伟第四军医大学航空航天生理学教研室西安710032

本工作旨在探讨短、中期模拟失重下火鼠肠系膜小动脉血管平滑肌细胞(vascularsmoothmusclecells,VSMCs)电压依赖性钙离子通道(voltage-dependentcalciumchannels,VDC)功能的改变。以尾部悬吊大鼠模型模拟失重对不同部位血管的影响。采... 详细信息

本工作旨在探讨短、中期模拟失重下火鼠肠系膜小动脉血管平滑肌细胞(vascularsmoothmusclecells,VSMCs)电压依赖性钙离子通道(voltage-dependentcalciumchannels,VDC)功能的改变。以尾部悬吊大鼠模型模拟失重对不同部位血管的影响。采用全细胞膜片钳实验技术,以Ba2+作为载流子,测定1周及4周模拟失重大鼠肠系膜小动脉VSMCs的VDC电流密度、稳态激活与失活曲线及有关参数,并与对照组结果进行比较。研究表明,本实验所记录到的内向电流主要为钡离子通过长时程VDC(L-VDC)所形成的电流。与对照组相比,1周模拟失重火鼠肠系膜小动脉VSMCs的L-VDC电流密度仅呈降低趋势;但4周模拟失重大鼠肠系膜小动脉VSMCs的L-VDC电流密度则己显著降低。此外,与对照组相比,1、4周模拟失重大鼠肠系膜小动脉VSMCs的膜电容、翻转电位与L-VDC的一些动力学特征值,如通道的开放与关闭速率,通道电流稳态激活与失活曲线及其特征拟合参数V0.5与k的值,均未见有显著改变。结果提示:模拟失重下后身小动脉VSMCs的VDV功能降低可能是模拟失重引起大鼠后身动脉收缩反应性降低及适应性萎缩变化的电生理机制之一。

关键词：微重力飞行后心血管失调血管平滑肌细胞钙离了通道阻力性小动脉血管

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Human neural stem cell-derived extracellular vesicles protect against ischemic stroke by activating the PI3K/AKT/mTOR pathway

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Neural Regeneration Research 2025年第11期20卷 3245-3258页

作者： Jiayi Wang Mengke zhao Dong fu Meina Wang Chao Han Zhongyue Lv Liang Wang Jing Liu Stem Cell Clinical Research Center The First Affiliated Hospital of Dalian Medical UniversityDalianLiaoning ProvinceChina Dalian Innovation Institute of Stem Cell and Precision Medicine DalianLiaoning ProvinceChina Institute(College)of Integrative Medicine Dalian Medical UniversityDalianLiaoning ProvinceChina

Human neural stem cell-derived extracellular vesicles exhibit analogous functions to their parental cells,and can thus be used as substitutes for stem cells in stem cell therapy,thereby mitigating the risks of stem cell therapy and advancing the frontiers of stem cell-derived *** lays a foundation for the development of potentially potent new treatment modalities for ischemic ***,the precise mechanisms underlying the efficacy and safety of human neural stem cell-derived extracellular vesicles remain unclear,presenting challenges for clinical *** promote the translation of therapy based on human neural stem cell-derived extracellular vesicles from the bench to the bedside,we conducted a comprehensive preclinical study to evaluate the efficacy and safety of human neural stem cell-derived extracellular vesicles in the treatment of ischemic *** found that administration of human neural stem cell-derived extracellular vesicles to an ischemic stroke rat model reduced the volume of cerebral infarction and promoted functional recovery by alleviating neuronal *** human neural stem cell-derived extracellular vesicles reduced neuronal apoptosis by enhancing phosphorylation of phosphoinositide 3-kinase,mammalian target of rapamycin,and protein kinase B,and these effects were reversed by treatment with a phosphoinositide 3-kinase *** findings suggest that human neural stem cell-derived extracellular vesicles play a neuroprotective role in ischemic stroke through activation of phosphoinositide 3-kinase/protein kinase B/mammalian target of rapamycin signaling ***,we showed that human neural stem cell-derived extracellular vesicles have a good in vivo safety ***,human neural stem cell-derived extracellular vesicles are a promising potential agent for the treatment of ischemic stroke.

关键词： behavior exosome extracellular vesicles ischemic stroke mammalian target of rapamycin(mTOR) middle cerebral artery occlusion neural stem cells neuronal apoptosis phosphoinositide 3-kinase(PI3K) protein kinase B(AKT)

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AEBS场地测试方法

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汽车科技 2016年第5期 21-25页

作者：黄俊富赵凯中国汽车工程研究院股份有限公司重庆401122

随着AEBS(自动紧急制动系统)的逐渐普及,对该系统的功能、性能的测试也变得十分重要,目前AEBS常用的测试方法中只能进行100%重叠的两车碰撞测试,不能很好的适用于带偏置的碰撞以及交叉路口的侧向碰撞试验。本文提出的AEBS系统的场地测... 详细信息

随着AEBS(自动紧急制动系统)的逐渐普及,对该系统的功能、性能的测试也变得十分重要,目前AEBS常用的测试方法中只能进行100%重叠的两车碰撞测试,不能很好的适用于带偏置的碰撞以及交叉路口的侧向碰撞试验。本文提出的AEBS系统的场地测试方法,使用能够设定任意轨迹的UFO设备作为目标物,配合安装ABD机器人的测试车辆进行试验;该试验方法可以进行各种角度、场景的碰撞试验。论文首先描述了该测试方法的组成,然后介绍了测试的工况,紧接着对各个工况的测试方法进行了详细的论述,最后进行了实车测试验证。测试结果表明,该方法简单、方便、可靠。

关键词： AEB 自动紧急制动系统测试方法 ADAS

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高压氧治疗肢体缺血再灌注无复流现象:血管内皮细胞生长因子及细胞间黏附分子1的表达

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中国组织工程研究 2014年第42期18卷 6800-6804页

作者：付召军向敏华魏健张陈自贡市第四人民医院四川省自贡市643000

背景:肢体血管损伤修复后缺血再灌注无复流现象严重影响患者的预后,高压氧对于治疗心肌缺血再灌注的效果确切,但对于治疗肢体缺血再灌注的疗效鲜有报道。目的:检测患肢血清血管内皮细胞生长因子、细胞间黏附分子1的表达,探讨高压氧对肢... 详细信息

背景:肢体血管损伤修复后缺血再灌注无复流现象严重影响患者的预后,高压氧对于治疗心肌缺血再灌注的效果确切,但对于治疗肢体缺血再灌注的疗效鲜有报道。目的:检测患肢血清血管内皮细胞生长因子、细胞间黏附分子1的表达,探讨高压氧对肢体缺血再灌注后无复流现象预后的影响。方法:临床筛选肢体主干动脉损伤病例,行血管修复,恢复肢体血供。术后随机分为2组(外科治疗并高压氧组、外科治疗组),每组16例。外科治疗并高压氧组以高压氧仓结合临床抗凝、趋聚等治疗,外科治疗术后仅使用临床抗凝、趋聚等治疗方案。另外选取正常成年人体检志愿者16例单纯使用高压氧治疗为高压氧组。3组均于术后8 h、72 h、7 d以酶联免疫吸附法检测再灌注肢体血清血管内皮细胞生长因子、细胞间黏附分子1表达水平。结果与结论:外科治疗两组患者血管内皮细胞生长因子在术后呈现高表达,各时间显著高于高压氧组(P<0.01);在72 h外科治疗并高压氧组血管内皮细胞生长因子表达显著高于外科治疗组(P<0.01)。外科治疗两组患者相对于高压氧组细胞间黏附分子1同样呈现高表达(P<0.01),在8 h、72 h时间段外科治疗并高压氧组表达水平低于外科治疗组(P<0.05)。结果提示高压氧能诱导血管内皮细胞生长因子的高表达,抑制细胞间黏附分子1的表达,对于促进毛细血管的生长、内皮细胞生成、减轻缺血再灌注无复流现象对组织的损害有重要意义。

关键词：组织构建组织工程高压氧缺血再灌注无复流现象血管内皮细胞生长因子细胞间黏附分子1

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LiDAR-Visual SLAM with Integrated Semantic and Texture Information for Enhanced Ecological Monitoring Vehicle Localization

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Computers, Materials & Continua 2025年第1期82卷 1401-1416页

作者： Yiqing Lu Liutao zhao Qiankun zhao Foreign Environmental Cooperation Center Ministry of Ecology and Environment of PRCBeijing100035China Beijing Computing Center Co. Ltd.Beijing Academy of Science and TechnologyBeijing100083China Beijing Guyu Interactive Artificial Intelligence Application Co. Ltd.Beijing100024China

Ecological monitoring vehicles are equipped with a range of sensors and monitoring devices designed to gather data on ecological and environmental *** vehicles are crucial in various fields,including environmental science research,ecological and environmental monitoring projects,disaster response,and emergency management.A key method employed in these vehicles for achieving high-precision positioning is LiDAR(lightlaser detection and ranging)-Visual Simultaneous Localization and Mapping(SLAM).However,maintaining highprecision localization in complex scenarios,such as degraded environments or when dynamic objects are present,remains a significant *** address this issue,we integrate both semantic and texture information from LiDAR and cameras to enhance the robustness and efficiency of data ***,semantic information simplifies the modeling of scene elements,reducing the reliance on dense point clouds,which can be less ***,visual texture information complements LiDAR-Visual localization by providing additional contextual *** incorporating semantic and texture details frompaired images and point clouds,we significantly improve the quality of data association,thereby increasing the success rate of *** approach not only enhances the operational capabilities of ecological monitoring vehicles in complex environments but also contributes to improving the overall efficiency and effectiveness of ecological monitoring and environmental protection efforts.

关键词： LiDAR-Visual simultaneous localization and mapping integrated semantic texture information

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