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Phosphorylated protein chip combined with artificial intelligence tools for precise drug screening

Journal of Biomedical Research 2024年第3期38卷 195-205页

作者： Katsuhisa Horimoto Yuki Suyama Tadamasa Sasaki Kazuhiko Fukui Lili Feng meiling sun Yamin Tang Yixuan Zhang Dongyin Chen Feng Han SOCIUM Inc. Tokyo 1350064Japan International Medical Center Saitama Medical UniversitySaitama 350-1298Japan Artificial Intelligence Research Center National Institute of Advanced Industrial Science and TechnologyTokyo 1350064Japan Department of Informatics and Data Science Sanyo-Onoda City UniversityYamaguchi 7560884Japan International Joint Laboratory for Drug Target of Critical Illnesses School of PharmacyNanjing Medical UniversityNanjingJiangsu 211166China Department of Physiology School of Basic Medical SciencesNanjing Medical UniversityNanjingJiangsu 211166China Gusu School Nanjing Medical UniversitySuzhouJiangsu 215001China National Vaccine Innovation Platform Nanjing Medical UniversityNanjingJiangsu 211166China

We have developed a protein array system,named"Phospho-Totum",which reproduces the phosphorylation state of a sample on the *** protein array contains 1471 proteins from 273 known signaling *** to the activation degrees of tyrosine kinases in the sample,the corresponding groups of substrate proteins on the array are phosphorylated under the same *** addition to measuring the phosphorylation levels of the 1471 substrates,we have developed and performed the artificial intelligence-assisted tools to further characterize the phosphorylation state and estimate pathway activation,tyrosine kinase activation,and a list of kinase inhibitors that produce phosphorylation states similar to that of the *** Phospho-Totum system,which seamlessly links and interrogates the measurements and analyses,has the potential to not only elucidate pathophysiological mechanisms in diseases by reproducing the phosphorylation state of samples,but also be useful for drug discovery,particularly for screening targeted kinases for potential drug kinase inhibitors.

关键词： Phospho-Totum protein array signal transduction pathways artificial intelligence tools drug screening

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基于优化分层网格的多尺度有限元求解二维奇异摄动的计算格式与效率分析

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工程数学学报 2024年第5期41卷 882-896页

作者：孙美玲江山王晓莹南通大学数学与统计学院南通226019 南通职业大学数学教研室南通226007

针对奇异摄动问题的二维对流扩散方程,应用多尺度有限元法在优化的分层网格上探究高效计算方案。多尺度有限元法仅需在粗网格求解子问题,详细给出了多尺度之间的数据映射关系,将相应的微观信息代入宏观尺度,用于求解降低规模的矩阵方程... 详细信息

针对奇异摄动问题的二维对流扩散方程,应用多尺度有限元法在优化的分层网格上探究高效计算方案。多尺度有限元法仅需在粗网格求解子问题,详细给出了多尺度之间的数据映射关系,将相应的微观信息代入宏观尺度,用于求解降低规模的矩阵方程以节约计算资源。基于摄动系数迭代,形成自适应分层网格,能够有效地逼近奇异摄动的边界层。通过数学分析与数值实验,对比计算消耗和运行时间,验证了多尺度有限元法随着分层网格的加密,可以获得稳定、高阶、高效的一致收敛结果,凸显新方法的计算效率与应用优势。

关键词：奇异摄动二维分层网格多尺度有限元一致收敛

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水溶性冰片磷酸酯前药的设计、合成及生物活性评价

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中国药科大学学报 2024年第3期55卷 375-380页

作者：张璐璐孙美玲秦亚娟厉廷有南京医科大学药学院南京211166 南京医科大学基础医学院南京211166

对冰片进行结构优化,以改善冰片的溶解性,促进其在脑卒中治疗方面的进一步应用。利用磷酸酯修饰原理,设计并合成冰片前药BP-3。使用蒸发光散射检测器(ELSD)测定BP-3的溶解性,在小鼠血浆中测试原药释放的程度与速度,并在短暂性大脑中动... 详细信息

对冰片进行结构优化,以改善冰片的溶解性,促进其在脑卒中治疗方面的进一步应用。利用磷酸酯修饰原理,设计并合成冰片前药BP-3。使用蒸发光散射检测器(ELSD)测定BP-3的溶解性,在小鼠血浆中测试原药释放的程度与速度,并在短暂性大脑中动脉闭塞(tMCAO)小鼠模型中评估BP-3的神经保护作用。结果显示,BP-3在20 mg/mL时可以完全溶解于生理盐水;在小鼠血浆中,2 h内释放约40%的冰片;在tMCAO小鼠模型中,TTC染色结果显示BP-3可以有效减少梗死面积;尼氏染色结果表明,BP-3可以改善神经元损伤;握力和抓力测试结果阐明,BP-3可以减少损伤带来的运动能力降低;转棒测试结果证明,BP-3可以促进小鼠运动能力的恢复。BP-3具有良好的水溶性、适宜的原药释放速率以及优异的神经保护作用,具备广阔的药物开发前景。

关键词：冰片磷酸酯缺血性脑卒中水溶性改善

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hsa-miR-1293正向调控双硫死亡基因SLC3A2促进肺腺癌发展

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中国现代医生 2024年第16期62卷 79-84页

作者：孙美玲闵凌峰扬州大学附属苏北人民医院呼吸与危重症医学科江苏扬州225001

目的通过生物信息学方法对肺腺癌患者的基因表达谱芯片进行分析,研究影响肺腺癌的发展机制,探索肺腺癌新的治疗靶点。方法从癌症基因图谱数据库下载mRNA和miRNA表达数据,通过R语言和生存分析筛选关键基因并通过数据库生存模块进行验证... 详细信息

目的通过生物信息学方法对肺腺癌患者的基因表达谱芯片进行分析,研究影响肺腺癌的发展机制,探索肺腺癌新的治疗靶点。方法从癌症基因图谱数据库下载mRNA和miRNA表达数据,通过R语言和生存分析筛选关键基因并通过数据库生存模块进行验证,对预后相关基因进行高表达通路富集分析。最后进行关键基因与免疫细胞相关性分析。结果经筛选确定关键双硫死亡基因SLC3A2和关键核激活miRNA(hsa-miR-1293),SLC3A2与hsa-miR-1293表达呈正相关,其表达越高,肺腺癌患者预后越差。与SLC3A2最显著相关的富集通路为氨酰基转移RNA生物合成。SLC3A2与4种差异免疫细胞呈正相关,与4种差异免疫细胞呈负相关。结论 hsa-miR-1293正向调控双硫死亡基因SLC3A2表达促进肺腺癌的发生发展,可为肺腺癌开发新的治疗靶点提供思路。

关键词：肺腺癌差异表达基因免疫细胞浸润生物信息学

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马家柚叶绿体基因组特征及其密码子偏好性分析

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果树学报 2024年第5期41卷 824-846页

作者：尹明华余璐周佳慧刘李娜徐文萱孙美龄上饶师范学院生命科学学院上饶334001 上饶农业技术创新研究院上饶334001 上饶师范学院马家柚产业研究院上饶334001 上饶市药食同源植物资源保护与利用重点实验室上饶334001 上饶市薯芋类作物种质保存与利用重点实验室上饶334001

【目的】为了明确马家柚叶绿体基因组结构特征及其与同属类群的系统发育关系,阐明马家柚在柑橘属中的分类地位,对马家柚叶绿体基因组的特征及其密码子的偏好性进行分析。【方法】采用DNBSEQ-T7测序平台对马家柚进行测序,采用Noveplastys... 详细信息

【目的】为了明确马家柚叶绿体基因组结构特征及其与同属类群的系统发育关系,阐明马家柚在柑橘属中的分类地位,对马家柚叶绿体基因组的特征及其密码子的偏好性进行分析。【方法】采用DNBSEQ-T7测序平台对马家柚进行测序,采用Noveplastys、CAP3、GeSeq和tRNAscan-SE软件对马家柚叶绿体基因组进行组装、注释;采用CGViewServer、MISA、REPuter、CodonW、Gview、IRscope、NADnaSP6.0软件对马家柚叶绿体基因组特征进行分析;采用MAFFT 7.0和FastTree 2.1.10软件对马家柚及其85个同科种和山小橘属3个外群种叶绿体基因组进行序列比对和建树。【结果】马家柚叶绿体基因组全长160186 bp,包括1个大单拷贝(LSC)区、1个小单拷贝(SSC)区和2个反向重复(IR)区,为典型闭合环状双链结构。马家柚叶绿体基因组共注释到133个功能基因,包括88个编码蛋白(CDS)基因、8个核糖体RNA(rRNA)基因和37个转运RNA(tRNA)基因。马家柚叶绿体基因组共检测到79个简单序列重复(SSR)和34个长序列重复(Longrepeat)。马家柚叶绿体基因组非编码区的变异程度高于基因编码区,LSC区的变异性>SSC区>IR区,SC/IR边界较为保守。马家柚叶绿体基因组平均ENC值为48.02,密码子偏好性较弱。马家柚叶绿体基因组密码子使用偏好性主要受自然选择的影响,受内部突变的影响小。马家柚叶绿体基因有10个最优密码子(AAU、UGU、AAA、UUU、GCU、GGA、CCA、ACU、CGU、AGU),均以A、U结尾。马家柚与西双版纳东试早柚(KY055833,来源地:云南)、日本夏橙(ON193075,来源地:韩国)、福建六月早蜜柚(MT527726,来源地:福建)、福建琯溪蜜柚(MN782007,来源地:福建)有亲缘关系。【结论】马家柚是一个柑橘属中较为独特的品种,该研究结果为进一步研究马家柚的遗传资源、物种资源鉴定和系统发育分析提供了理论依据。

关键词：马家柚叶绿体基因组序列特征密码子偏好性最优密码子系统发育分析

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天津高铁沿线风致轻漂浮物入侵灾害气象风险分析及应用

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气象 2024年第6期50卷 756-769页

作者：任丽媛张希帆孙玫玲梁冬坡苗芮章志豪天津市气象服务中心天津300074 天津市气象科学研究所天津300074 天津市气候中心天津300074 中国铁路北京局集团有限公司供电部北京100038

为确定高铁沿线风灾隐患路段,减少大风引起的漂浮物入侵灾害发生,基于天津地区高铁沿线气象站观测资料、高分系列卫星遥感影像数据、高铁历史灾情、基础地理信息等,分析了大风对轻漂浮物入侵灾害的影响,给出天津不同区域路段灾害发生的... 详细信息

为确定高铁沿线风灾隐患路段,减少大风引起的漂浮物入侵灾害发生,基于天津地区高铁沿线气象站观测资料、高分系列卫星遥感影像数据、高铁历史灾情、基础地理信息等,分析了大风对轻漂浮物入侵灾害的影响,给出天津不同区域路段灾害发生的风速阈值范围和主导风向,并基于自然灾害风险评估理论建立了高铁风致轻漂浮物入侵灾害气象风险分析模型,形成风险区划。研究结果表明:高铁沿线轻漂浮物入侵灾害主要出现在春季和冬季,占全年总量的73.75%,午后12—15时是发生的最集中时段,且在天津中部和东部区域发生最多,西北区域其次,西南区域最少。灾害主要发生在最大风风速为8~17 m·s^(-1)和极大风风速为13~21 m·s^(-1)的风速区间,当风向为偏西风到偏北风,风向与线路呈45°以上夹角时,更易引发灾害。运用卫星遥感技术手段,能够较好地识别高铁沿线隐患物分布情况,最高识别准确率可达72.7%。综合风速风向特征、隐患分布情况等,建立高铁风灾气象风险分析模型,区划结果显示,京沪高铁和京津城际风险较高,津秦高铁次之,津霸客专最低。高风险路段主要集中在京沪高铁武清区段北部、北辰区段、西青区段,京津城际的北辰区段、东丽区段东部和滨海新区段以及津秦高铁的东丽区段东部。

关键词：高铁大风轻漂浮物风险分析天津

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Study on two-phase cloud dispersion from liquefied CO_(2) release

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中国化学工程学报:英文版 2023年第8期60卷 37-45页

作者： Chaojie Li Xianxin Fang meiling sun Jihai Duan Weiwen Wang College of Environment and Safety Engineering Qingdao University of Science and TechnologyQingdao 266042China College of Chemical Engineering Qingdao University of Science and TechnologyQingdao 266042China Himile Chemical Technology(ShanDong)Co.Ltd Qingdao 266000China

The knowledge of two-phase cloud dispersion mechanism from HLG(hazardous liquefied gas) release is the prerequisite for accurate assessment and precise rescue of such accidents. In this paper, an experiment of two-phase cloud dispersion from liquefied CO_(2) hole release is performed. The source terms, such as vapour mass fraction, release velocity and mean droplet diameter, are calculated based on thermodynamic theory. Taking phase transition of CO_(2) droplets to gas into account, CFD(computational fluid dynamics) model for two-phase cloud dispersion is established. The predicted cloud temperatures at the downstream agree well with the experimental data, with the maximum relative error of 5.8% and average relative error of 2.3%. The consequence distances in the downstream direction and in the crosswise direction calculated through two-phase model are larger than those through single-phase model,with the relative differences of 57.8% and 53.6% respectively. CO_(2) concentration calculated by twophase model is smaller in the vicinity of release hole, and larger beyond 0.135 m downstream. A smaller leakage rate results in a lower CO_(2) concentration and a higher cloud temperature.

关键词： Two-phase cloud Carbon dioxide CFD Dispersion Phase change

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All-Climate Stretchable Dendrite-Free Zn-Ion Hybrid Supercapacitors Enabled by Hydrogel Electrolyte Engineering

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Energy & Environmental Materials 2023年第2期6卷 381-388页

作者： Yuqi Jiang Kun Ma meiling sun Yuanyuan Li Jinping Liu State Key Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing Wuhan University of TechnologyWuhan 430070China The Institute of Technological Sciences Wuhan UniversityWuhan 430072China School of Chemistry Chemical Engineering and Life ScienceWuhan University of TechnologyWuhan 430070China School of Optical and Electronic Information Huazhong University of Science and TechnologyWuhan 430074China Key Laboratory for Photonic and Electronic Bandgap Materials Ministry of EducationSchool of Physics and Electronic EngineeringHarbin Normal UniversityHarbin 150025China

Hybrid supercapacitors have shown great potentials to fulfill the demand of future diverse applications such as electric vehicles and portable/wearable *** particular,aqueous zinc-ion hybrid supercapacitors(ZHSCs)have gained much attention due to their low-cost,high energy density,and environmental ***,typical ZHSCs use Zn metal anode and normal liquid electrolyte,causing the dendrite issue,restricted working temperature,and inferior device ***,a novel flexible Zn-ion hybrid supercapacitor(FZHSC)is developed by using activated carbon(AC)anode,δ-MnO_(2) cathode,and innovative PVA-based gel *** this design,heavy Zn anode and its dendrite issue are avoided and layered cathode with large interlayer spacing is *** addition,flexible electrodes are prepared and integrated with an anti-freezing,stretchable,and compressible hydrogel electrolyte,which is attained by simultaneously using glycerol additive and freezing/thawing technique to regulate the hydrogen bond and *** resulting FZHSC exhibits good rate capability,high energy density(47.86 Wh kg^(−1);3.94 mWh cm^(−3)),high power density(5.81 kW kg^(−1);480 mW cm^(−3)),and excellent cycling stability(~91%capacity retention after 30000 cycles).Furthermore,our FZHSC demonstrates outstanding flexibility with capacitance almost unchanged even after various continuous shape *** hydrogel electrolyte still maintains high ionic conductivity at ultralow temperatures(≤−30℃),enabling the FZHSC cycled well,and powering electronic timer robustly within an all-climate temperature range of−30~80℃.This work highlights that the promising Zn metal-free aqueous ZHSCs can be designed with great multifunctionality for more practical application scenarios.

关键词： all-climate operation dendrite-free anode high flexibility multifunctional gel electrolyte Zn-ion hybrid supercapacitor

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Balanced Truncation Based on Generalized Multiscale Finite Element Method for the Parameter-Dependent Elliptic Problem

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Advances in Applied Mathematics and Mechanics 2018年第6期10卷 1527-1548页

作者： Shan Jiang Anastasiya Protasov meiling sun School of Science Nantong UniversityNantong 226019China Department of Mathematics Institute for Scientific ComputationTexas A&M UniversityCollege StationTX 77843USA Department of Computational and Applied Mathematics Rice UniversityHoustonTX 77005USA Department of Public Courses Nantong Vocational UniversityNantong 226007China

In this paper,we combine the generalized multiscale finite element method(GMsFEM)with the balanced truncation(BT)method to address a parameterdependent elliptic ***,in progress of a model reduction we try to obtain accurate solutions with less computational *** is realized via a spectral decomposition from the dominant eigenvalues,that is used for an enrichment of multiscale basis functions in the *** multiscale bases computations are localized to specified coarse neighborhoods,and follow an offline-online process in which eigenvalue problems are used to capture the underlying system *** the BT on reduced scales,we present a local-global strategy where it requires the observability and controllability of solutions to a set of Lyapunov *** the Lyapunov equations need expensive computations,the efficiency of our combined approach is shown to be readily flexible with respect to the online space and an reduced *** experiments are provided to validate the robustness of our approach for the parameter-dependent elliptic model.

关键词： Generalized multiscale method balanced truncation parameter dependent eigenvalue decomposition Lyapunov equation

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A numerical study of the generation mechanism of internal solitary waves in the Luzon Strait

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Acta Oceanologica Sinica 2015年第7期34卷 38-43页

作者： WANG Jing sun meiling ZHANG Xudong sun Lina MENG Junmin College of Information and Engineering Ocean University of China First Institute of Oceanography State Oceanic Administration

The South China Sea （SCS） is a hot spot for oceanic internal solitary waves due to many factors, such as the complexity of the terrain environment. The internal solitary waves in the northern SCS mainly originate in the Luzon Strait. The generation mechanism of the internal solitary waves in the Luzon Strait is discussed using a modulation instability. The energy gain of the modulation instability is derived based on the fully nonlinear Schr6dinger equation. The peak value of the gain is calculated under different conditions of stratification, wavelength and the initial amplitude of an internal tidal wave. The characteristics of the modulation instability in the Luzon Strait are investigated. The conditions that make the internal tidal wave evolve into an internal solitary wave in the Luzon strait are also obtained. The results show that the internal tide waves can generate the modulation instability in the Luzon Strait and that the maximum gain occur at the eastern sill of the Luzon Strait, where the internal tide waves start to break up into internal solitary trains. The magnitude and the scope of the peak gain are relevant to the stratification and the initial conditions of the internal tide waves. The numerical simulation results are consistent with the in-situ data.

关键词： modulation instability energy gain internal solitary wave fully nonlinear Schr6dinger equation Luzon Strait

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