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Integrative analysis of in vivo recording with single-cell RNA-seq data reveals molecular properties of light-sensitive neurons in mouse V1

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Protein & Cell 2020年第6期11卷 417-432页

作者： Jianwei Liu Mengdi Wang Le Sun Na Clara Pan Changjiang zhang junjing zhang Zhentao Zuo Sheng He Qian Wu Xiaoqun Wang State Key Laboratory of Brain and Cognitive Science CAS Center for Excellence in Brain Science and Intelligence TechnologyInstitute of Brain-Intelligence Technology(Shanghai)Institute of BiophysicsChinese Academy of SciencesBeijing 100101China State Key Laboratory of Cognitive Neuroscience and Learning Beijing Normal UniversityBeijing 100875China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China Institute for Stem Cell and Regeneration Chinese Academy of SciencesBeijing 100101China IDG/McGovem Institute for Brain Research Beijing Normal UniversityBeijing 100875China Advanced Innovation Center for Human Brain Protection Beijing Institute for Brain DisordersCapital Medical UniversityBeijing 100069China

Vision formation is classically based on projections from retinal ganglion cells(RGC)to the lateral geniculate nucleus(LGN)and the primary visual cortex(V1).Neurons in the mouse V1 are tuned to light stimuli.Although the cellular information of the retina and the LGN has been widely studied,the transcriptome profiles of single light-stimulated neuron in V1 remain unknown.In our study,in vivo calcium imaging and whole-cell electrophysiological patch-clamp recording were utilized to identify 53 individual cells from layer 2/3 of V1 as lightsensitive(LS)or non-light-sensitive(NS)by single-cell light-evoked calcium evaluation and action potential spiking.The contents of each cell after functional tests were aspirated in vivo through a patch-clamp pipette for mRNA sequencing.Moreover,the three-dimensional(3-D)morphological characterizations of the neurons were reconstructed in a live mouse after the whole-cell recordings.Our sequencing results indicated that V1 neurons with a high expression of genes related to transmission regulation,such as Rtn4r and Rgs7,and genes involved in membrane transport,such as Na+/K+ATPase and NMDA-type glutamatergic receptors,preferentially responded to light stimulation.Furthermore,an antagonist that blocks Rtn4r signals could inactivate the neuronal responses to light stimulation in live mice.In conclusion,our findings of the vivo-seq analysis indicate the key role of the strength of synaptic transmission possesses neurons in V1 of light sensory.

关键词： light sensitivity vivo-seq patch-seq calcium imaging in vivo whole cell recording in vivo

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Loss of the centrosomal protein Cenpj leads to dysfunction of the hypothalamus and obesity in mice

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Science China(Life Sciences) 2021年第3期64卷 419-433页

作者： Wenyu Ding Changjiang zhang Baisong Wang Xin Zhou Le Sun Suijuan Zhong Jing Liu junjing zhang Xiaoqun Wang Qian Wu State Key Laboratory of Cognitive Neuroscience and Learning Beijing Normal UniversityBeijing 100875China IDG/McGovern Institute for Brain Research Beijing Normal UniversityBeijing 100875China State Key Laboratory of Brain and Cognitive Science CAS Center for Excellence in Brain Science and Intelligence TechnologyInstitute of Brain-Intelligence Technology(Shanghai)Institute of BiophysicsChinese Academy of SciencesBeijing 100101China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China Institute for Stem Cell and Regeneration Chinese Academy of SciencesBeijing 100101China Advanced Innovation Center for Human Brain Protection Beijing Institute for Brain DisordersCapital Medical UniversityBeijing 100069China

Cenpj is a centrosomal protein located at the centrosomes and the base of cilia,it plays essential roles in regulating neurogenesis and cerebral cortex development.Although centrosomal and cilium dysfunction are one of the causes of obesity,insulin resistance,and type 2 diabetes,the role that Cenpj plays in the regulation of body weight remains unclear.Here,we deleted Cenpj by crossing Cenpjflox/flox mice with Nkx2.1-Cre mice.Loss of the centrosomal protein Cenpj in Nkx2.1-expressing cells causes morbid obesity in mice at approximately 4 months of age with expended brain ventricles but no change of brain size.We found that hypothalamic cells exhibited reduced proliferation and increased apoptosis upon Cenpj depletion at the embryonic stages,resulting in a dramatic decrease in the number of Proopiomelanocortin(POMC)neurons and electrophysiological dysfunction of NPY neurons in the arcuate nucleus(ARC)in adults.Furthermore,depletion of Cenpj also reduced the neuronal projection from the ARC to the paraventricular nucleus(PVN),with decreased melanocortin-4 receptors(MC4R)expression in PVN neurons.The study defines the roles that Cenpj plays in regulating hypothalamus development and body weight,providing a foundation for further understanding of the pathological mechanisms of related diseases.

关键词： arcuate nucleus centrosomal protein Cenpj Nkx2.1 hypothalamus paraventricular nucleus

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基于网络药理学和实验验证探讨桦褐孔菌三萜抗宫颈癌HeLa细胞的作用机制

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中国现代应用药学 2024年第3期41卷 313-323页

作者：邵骏菁杨颖王传功张晓平济宁医学院基础医学院山东济宁272067 济宁医学院药理学重点实验室山东济宁272067 山东中医药大学药学院济南250355

目的利用网络药理学和分子对接及体内验证实验探讨桦褐孔菌三萜成分抗宫颈癌HeLa细胞的潜在作用机制。方法基于文献研究结合数据库筛选桦褐孔菌三萜的主要活性成分,寻找活性成分以及HeLa细胞交集靶点,进行PPI网络构建,GO和KEGG富集分析... 详细信息

目的利用网络药理学和分子对接及体内验证实验探讨桦褐孔菌三萜成分抗宫颈癌HeLa细胞的潜在作用机制。方法基于文献研究结合数据库筛选桦褐孔菌三萜的主要活性成分,寻找活性成分以及HeLa细胞交集靶点,进行PPI网络构建,GO和KEGG富集分析,分子对接进行验证。建立HeLa裸鼠模型,桦褐孔菌三萜灌胃给药,裸鼠处死后采用Western blotting检测指标。结果经过筛选得到15个符合条件的活性成分的274个相关联靶点。与2046个HeLa细胞相关靶点取交集,获得104个桦褐孔菌三萜抗HeLa细胞的潜在靶点。通过“药物-成分-靶点-疾病”网络分析,PIK3CA、MAPK3、MDM2、AR、CCND1可能是桦褐孔菌三萜纯化物抗HeLa细胞的潜在靶点。KEGG富集分析结果显示,PI3K/Akt信号通路、Ras信号通路、MAPK信号通路等多个信号通路可能是桦褐孔菌三萜抗HeLa细胞的潜在作用途径。分子对接结果显示,核心成分与关键靶点均有较强的潜在结合能力。体内实验结果表明桦褐孔菌三萜可抑制模型小鼠肿瘤生长,调节模型小鼠的免疫功能,促进模型小鼠肿瘤凋亡,抑制PI3K和AKT的磷酸化。结论基于网络药理学、分子对接和体内验证方法,证明了桦褐孔菌三萜通过多组分、多靶点发挥抗HeLa细胞的作用,为桦褐孔菌的进一步研发及其抗肿瘤作用机制的探讨提供参考。

关键词：桦褐孔菌三萜 HeLa细胞网络药理学分子对接 PI3K/Akt通路 HeLa裸鼠模型

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肝门部胆管癌外科治疗的争议与进展

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中国普通外科杂志 2024年第2期33卷 257-264页

作者：张宇王慧君郑卫华云成高宏伟张俊晶内蒙古自治区呼和浩特市第二医院外科内蒙古呼和浩特010030 内蒙古自治区呼和浩特市第一医院肝胆胰脾外科内蒙古呼和浩特010030 内蒙古自治区呼和浩特市第一医院基础与转化医学研究中心内蒙古呼和浩特010030

肝门部胆管癌(HCCA)主要发生在肝总管和左右肝管及其汇合部,其约占胆管癌的50.0%~70.0%,是胆道系统常见的恶性肿瘤,且其发病率亚洲最高。目前,手术是治疗HCCA的唯一有效途径。HCCA因早期症状缺乏或不典型,往往患者出现黄疸或者明显腹痛... 详细信息

肝门部胆管癌(HCCA)主要发生在肝总管和左右肝管及其汇合部,其约占胆管癌的50.0%~70.0%,是胆道系统常见的恶性肿瘤,且其发病率亚洲最高。目前,手术是治疗HCCA的唯一有效途径。HCCA因早期症状缺乏或不典型,往往患者出现黄疸或者明显腹痛等临床症状,已到进展期才能明确诊断,且其解剖位置特殊、复杂,肿瘤具有沿胆管生长及浸润性生长的生物学特性,其根治性手术切除率及长期生存率均较低。HCCA的外科治疗已取得了较大的进展,但仍然是外科医生所面临的挑战之一。在外科治疗方面,目前还存在许多争议,新的争议点也在不断出现,譬如是否需要实施术前胆道引流及方式、剩余肝体积不足的解决、肝切除的范围、淋巴清扫范围、联合血管切除及肝移植的价值、微创手术应用等。笔者基于当前最新发表文献探讨这些争议,以期对HCCA正确认识和理解,规范化HCCA的治疗,改善患者预后。

关键词： Klatskin肿瘤外科手术预后综述

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基于雷达虹膜回环检测的激光SLAM算法

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应用激光 2024年第3期44卷 97-105页

作者：郝凤桐吴叶兰关文洋张峻景王家琦北京工商大学计算机与人工智能学院北京100048

针对在室外大范围场景中定位建图时,传统激光雷达里程计普遍存在定位精度低、鲁棒性差及回环检测性能弱的问题,提出一种基于雷达虹膜回环检测的激光同步定位与地图构建算法。首先,结合惯性测量单元预处理数据矫正激光点云运动畸变;其次... 详细信息

针对在室外大范围场景中定位建图时,传统激光雷达里程计普遍存在定位精度低、鲁棒性差及回环检测性能弱的问题,提出一种基于雷达虹膜回环检测的激光同步定位与地图构建算法。首先,结合惯性测量单元预处理数据矫正激光点云运动畸变;其次,建立雷达虹膜回环检测,利用点云高度信息对激光点云鸟瞰图编码并转换为雷达虹膜图像,计算虹膜图像间相似度得分获取最优回环关键帧,有效提高回环检测精度;最后,采用因子图后端优化,对回环因子、激光雷达里程计因子和惯性测量单元预积分因子进行联合优化得到全局最优解。在KITTI数据集上的测试结果表明,相比ALOAM、LeGO-LOAM算法,所提算法的位姿精度平均提升50%和37%,能够准确实现回环检测,显著提高了定位精度和建图效果。

关键词：激光雷达同步定位与地图构建雷达虹膜回环检测因子图优化

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Wip1和MiR-192对p53振荡动力学的影响

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内蒙古大学学报（自然科学版） 2024年第2期55卷 122-131页

作者：张君婧杨红丽刘楠内蒙古大学数学科学学院呼和浩特010021 包头师范学院数学科学学院内蒙古包头014030

细胞应激触发动态的p53响应,包括与细胞命运紧密相关的振荡。通过构建包括p53-Mdm2负反馈回路、耦合ATM-p53-Wip1负反馈回路和p53-miR-192-Mdm2正反馈回路的数学模型,描述了MCF-7细胞中的p53振荡产生的机制,探究了Wip1和miR-192对p53振... 详细信息

细胞应激触发动态的p53响应,包括与细胞命运紧密相关的振荡。通过构建包括p53-Mdm2负反馈回路、耦合ATM-p53-Wip1负反馈回路和p53-miR-192-Mdm2正反馈回路的数学模型,描述了MCF-7细胞中的p53振荡产生的机制,探究了Wip1和miR-192对p53振荡的影响。利用数值模拟和分岔分析获得了单个细胞的结果,表明p53振荡的产生需要Wip1和miR-192的共同参与;Wip1介导的负反馈回路对p53振荡的产生是必不可少的。此外,通过设置随机参数集,获得了细胞群中的结果,展现了细胞之间振荡特性的显著变异性;miR-192介导的正反馈回路对于增强p53响应系统的性能稳健性至关重要。研究结果与实验结论高度吻合,对理解p53振荡动力学行为有一定意义。

关键词：振荡 p53网络数学模型

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基于博弈论的关联网络攻防博弈分析

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复杂系统与复杂性科学 2024年第2期21卷 22-29页

作者：王淑良孙静雅卞嘉志张建华董琪琪李君婧江苏师范大学电气工程及自动化学院江苏徐州221116

根据现实中关联网络复杂的关联特性和网络中重要的评估指标,提出了5种不同的耦合方式,建立了9种关联网络模型;考虑到网络中信息的传输,再分配和级联故障,建立了基于介数虚拟流的级联失效模型;基于博弈论,从复杂网络的角度分析了关键基... 详细信息

根据现实中关联网络复杂的关联特性和网络中重要的评估指标,提出了5种不同的耦合方式,建立了9种关联网络模型;考虑到网络中信息的传输,再分配和级联故障,建立了基于介数虚拟流的级联失效模型;基于博弈论,从复杂网络的角度分析了关键基础设施的攻防问题,分析了多种关联网络的鲁棒性。发现了关联网络中博弈参与者的偏好,为基础设施网络的保护提供了决策支持。

关键词：复杂网络关联网络攻防博弈鲁棒性分析

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X-ray ptychographic tomography reveals buried 3D structural defects in metal halide perovskites

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Journal of Energy Chemistry 2022年第10期31卷 639-642,I0016页

作者： Yalan zhang Mingwei Hao Hua Zhou junjing Deng Yuanyuan Zhou Department of Physics Hong Kong Baptist UniversityKowloonHong Kong 999077China Advanced Photon Sources Argonne National LaboratoryLemontIL 60439USA Smart Society Lab Hong Kong Baptist UniversityKowloonHong Kong 999077China

Metal halide perovskites(MHPs)are an emerging class of semiconductors that have demonstrated their promise at various energy frontiers.Especially,perovskite-based solar cells(PSCs)are considered as a disruptive photov... 详细信息

关键词： Perovskite X-ray ptychography 3D defects

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去势对武定鸡胸肌组织脂质组成的影响

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中国家禽 2024年第1期46卷 17-22页

作者：冯泽伟闫世雄赵若含吴昊张瑞芳豆腾飞贾俊静云南农业大学动物科学技术学院云南昆明650201

为揭示去势对鸡胸肌组织脂质组成的影响,试验采用索氏提取法和UHPLC/Q-TOF-MS检测技术对去势组和假手术组武定鸡肌肉组织进行肌内脂肪(IMF)含量测定和非靶向脂质组学研究。结果显示:去势组武定鸡胸肌组织IMF含量显著高于假手术组(P1,P<0... 详细信息

为揭示去势对鸡胸肌组织脂质组成的影响,试验采用索氏提取法和UHPLC/Q-TOF-MS检测技术对去势组和假手术组武定鸡肌肉组织进行肌内脂肪(IMF)含量测定和非靶向脂质组学研究。结果显示:去势组武定鸡胸肌组织IMF含量显著高于假手术组(P1,P<0.05)。结果表明,去势促进武定鸡胸肌组织IMF沉积,影响脂质组成,改善肉质特性。

关键词：武定鸡去势肌内脂肪脂质组学肉质特性

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Tracing the impact of stack configuration on interface resistances in reverse electrodialysis by in situ electrochemical impedance spectroscopy

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Frontiers of Environmental Science & Engineering 2022年第4期16卷 69-80页

作者： Wenjuan zhang Bo Han Ramato Ashu Tufa Chuyang Tang Xunuo Liu Ge zhang Jing Chang Rui zhang Rong Mu Caihong Liu Dan Song junjing Li Jun Ma Yufeng zhang Tianjin Key Laboratory of Aquatic Science and Technology School of Environmental and Municipal EngineeringTianjin Chengjian UniversityTianjin 300384China State Key Laboratory of Urban Water Resource and Environment Harbin Institute of TechnologyHarbin 150090China Department of Inorganic Technology University of Chemistry and Technology PragueTechnicka 516628Prague 6Czech Republic Department of Civil Engineering the University of Hong KongHong KongChina Key Laboratory of Eco-environments in Three Gorges Reservoir Region(Ministry of Education) School of Urban Construction and Environmental EngineeringChongqing UniversityChongqing 400044China School of Environmental Science and Engineering Tianjin Polytechnic UniversityTianjin 300387China

Reverse electrodialysis(RED)is an emerging membrane-based technology for the production of renewable energy from mixing waters with different salinities.Herein,the impact of the stack configuration on the Ohmic and non-Ohmic resistances as well as the performance of RED were systematically studied by using in situ electrochemical impedance spectroscopy(EIS).Three different parameters(membrane type,number of cell pairs and spacer design)were controlled.The Ohmic and non-Ohmic resistances were evaluated for RED stacks equipped with two types of commercial membranes(Type I and Type II)supplied by Fujifilm Manufacturing Europe B.V:Type I Fuji membranes displayed higher Ohmic and non-Ohmic resistances than Type II membranes,which was mainly attributed to the difference in fixed charge density.The output power of the stack was observed to decrease with the increasing number of cell pairs mainly due to the increase in ionic shortcut currents.With the reduction in spacer thickness from 750 to 200μm,the permselectivity of membranes in the stack decreased from 0.86 to 0.79 whereas the energy efificiency losses increased from 31%to 49%.Overall,the output of the present study provides a basis for understanding the impact of stack design on internal losses during the scaling-up of RED.

关键词： Reverse electrodialysis Electrochemical impedance spectroscopy Concentration polarization Spacer shadow effect

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