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Artificial Intelligence in Pharmaceutical Sciences

Engineering 2023年第8期27卷 37-69页

作者： Mingkun Lu Jiayi Yin Qi Zhu Gaole Lin Minjie Mou Fuyao Liu ziqi pan Nanxin You Xichen Lian Fengcheng Li Hongning Zhang Lingyan Zheng Wei Zhang Hanyu Zhang Zihao Shen Zhen Gu Honglin Li Feng Zhu College of Pharmaceutical Sciences&The Second Affiliated Hospital School of MedicineZhejiang UniversityHangzhou 310058China Shanghai Key Laboratory of New Drug Design East China University of Science and TechnologyShanghai 200237China Innovation Institute for Artificial Intelligence in Medicine of Zhejiang University Alibaba-Zhejiang University Joint Research Center of Future Digital HealthcareHangzhou 330110China Innovation Center for AI and Drug Discovery East China Normal UniversityShanghai 200062China Lingang Laboratory Shanghai 200031China

Drug discovery and development affects various aspects of human health and dramatically impacts the pharmaceutical market.However,investments in a new drug often go unrewarded due to the long and complex process of drug research and development(R&D).With the advancement of experimental technology and computer hardware,artificial intelligence(AI)has recently emerged as a leading tool in analyzing abundant and high-dimensional data.Explosive growth in the size of biomedical data provides advantages in applying AI in all stages of drug R&D.Driven by big data in biomedicine,AI has led to a revolution in drug R&D,due to its ability to discover new drugs more efficiently and at lower cost.This review begins with a brief overview of common AI models in the field of drug discovery;then,it summarizes and discusses in depth their specific applications in various stages of drug R&D,such as target discovery,drug discovery and design,preclinical research,automated drug synthesis,and influences in the pharmaceutical market.Finally,the major limitations of AI in drug R&D are fully discussed and possible solutions are proposed.

关键词： Artificial intelligence Machine learning Deep learning Target identification Target discovery Drug design Drug discovery

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我国真实世界数据交易的政策环境与关键要素

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信息安全研究 2024年第6期10卷 548-553页

作者：潘子奇苗权邱凌志刘志科詹思延北京大学公共卫生学院流行病与卫生统计学系北京100191 国家计算机网络应急技术处理协调中心北京分中心北京100055 国家计算机网络应急技术处理协调中心江苏分中心南京210019 北京大学人工智能研究院智慧公众健康研究中心北京100871 北京大学第三医院临床流行病学研究中心北京100191 重大疾病流行病学教育部重点实验室(北京大学) 北京100191

充分利用、挖掘真实世界数据(real-world data,RWD)对提升健康服务水平、促进健康产业发展具有重要意义.我国真实世界数据利用不够充分,存在“数据孤岛”现象,《数据二十条》等文件出台为行业探索数据交易等数据流通方式带来新的契机.... 详细信息

充分利用、挖掘真实世界数据(real-world data,RWD)对提升健康服务水平、促进健康产业发展具有重要意义.我国真实世界数据利用不够充分,存在“数据孤岛”现象,《数据二十条》等文件出台为行业探索数据交易等数据流通方式带来新的契机.以医疗健康领域真实世界数据交易为背景,分析了我国现有关于真实世界数据交易的政策文件及法律法规,并对真实世界数据交易的关键要素包括数据产权结构性分置制度、数据交易平台、数据交易模式、数据交易规则、数据交易相关技术的研究进展进行综述.

关键词：真实世界数据真实世界研究数据政策数据交易数据流通

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人工智能在药学领域中的应用（英文）

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Engineering 2023年第8期 37-69页

作者： Mingkun Lu Jiayi Yin Qi Zhu Gaole Lin Minjie Mou Fuyao Liu ziqi pan Nanxin You Xichen Lian Fengcheng Li Hongning Zhang Lingyan Zheng Wei Zhang Hanyu Zhang Zihao Shen Zhen Gu Honglin Li Feng Zhu College of Pharmaceutical Sciences & The Second Affiliated Hospital School of MedicineZhejiang University Innovation Institute for Artificial Intelligence in Medicine of Zhejiang University Alibaba–Zhejiang University Joint Research Center of Future Digital Healthcare Shanghai Key Laboratory of New Drug Design East China University of Science and Technology Innovation Center for AI and Drug Discovery East China Normal University Lingang Laboratory

Drug discovery and development affects various aspects of human health and dramatically impacts the pharmaceutical market. However, investments in a new drug often go unrewarded due to the long and complex process of drug research and development(R&D). With the advancement of experimental technology and computer hardware, artificial intelligence(AI) has recently emerged as a leading tool in analyzing abundant and high-dimensional data. Explosive growth in the size of biomedical data provides advantages in applying AI in all stages of drug R&D. Driven by big data in biomedicine, AI has led to a revolution in drug R&D, due to its ability to discover new drugs more efficiently and at lower cost.This review begins with a brief overview of common AI models in the field of drug discovery; then, it summarizes and discusses in depth their specific applications in various stages of drug R&D, such as target discovery, drug discovery and design, preclinical research, automated drug synthesis, and influences in the pharmaceutical market. Finally, the major limitations of AI in drug R&D are fully discussed and possible solutions are proposed.

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FRP网格-ECC复合层加固混凝土界面定量化处理及黏结性能试验研究

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建筑结构学报 2024年第5期45卷 207-217页

作者：潘毅任宇郭瑞高子祁夏毛瑶西南交通大学土木工程学院四川成都610031 西南交通大学抗震工程技术四川省重点实验室四川成都610031

针对传统纤维增强复合材料(fiber reinforced polymer, FRP)网格-工程水泥基复合材料(engineered cementitious composites, ECC)复合层加固钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)结构存在界面处理质量无法保证的问题,提出通过对混凝土... 详细信息

针对传统纤维增强复合材料(fiber reinforced polymer, FRP)网格-工程水泥基复合材料(engineered cementitious composites, ECC)复合层加固钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)结构存在界面处理质量无法保证的问题,提出通过对混凝土表面钻孔定量化描述界面粗糙度的改良FRP网格-ECC复合层加固方法,并建立了粗糙度评价指标,即界面处理率。为研究不同界面处理率下复合层与混凝土之间的界面黏结性能,开展复合层抗拉试验研究其材料性能,并对4组12个双剪试件进行试验,考察不同界面处理率对复合层与混凝土黏结剪切性能的影响。研究结果表明:复合层的拉伸应力-应变曲线呈双线性,抗拉强度为10.62 MPa,极限拉应变为0.0138;未界面处理的试件发生了界面剥离破坏,经界面处理后试件随着界面处理率的增大,破坏模式逐渐从临界断裂破坏向复合层断裂破坏过渡,即定量化界面处理的改良加固法可抑制界面的剥离,且可在一定程度上控制界面破坏形态;基于现有FRP片材-混凝土的黏结滑移模型,并考虑FRP网格-ECC复合层整体受力行为和界面处理率,建立FRP网格-ECC复合层与混凝土界面的黏结滑移模型和承载力计算式,承载力计算值与试验值之比平均值为1.107,二者吻合良好。

关键词： FRP网格-ECC复合层混凝土界面处理双剪试验黏结滑移模型承载力

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神经电刺激下的人体增强研究进展

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中国生物医学工程学报 2018年第4期37卷 489-497页

作者：潘子奇朱秉泉刘静中国生物技术发展中心北京100039 清华大学航天航空学院北京100084

近年来,许多研究探索人类记忆、学习、情绪调控等认知功能、感知功能、运动功能的神经电刺激增强。脑机接口可用作更精细化的神经电刺激,它的信息读写性能提升也得到研究。非侵入式刺激以经颅直流电刺激(tDCS)为代表,实施较为便捷,但是... 详细信息

近年来,许多研究探索人类记忆、学习、情绪调控等认知功能、感知功能、运动功能的神经电刺激增强。脑机接口可用作更精细化的神经电刺激,它的信息读写性能提升也得到研究。非侵入式刺激以经颅直流电刺激(tDCS)为代表,实施较为便捷,但是在长期有效性和刺激精度方面需要进一步提升。侵入式刺激方式以脑深部电刺激(DBS)、迷走神经刺激(VNS)为代表,已经在临床上取得了广泛的认可和应用,刺激具备高精度特性,但是在增强方面的研究与应用上存在限制。对以上研究进展进行综述,并对人体增强研究的局限和发展趋势进行评论。

关键词：人体增强神经电刺激脑深部电刺激(DBS) 经颅直流电刺激(tDCS) 迷走神经刺激(VNS)

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RNA调控在精子发生及男性不育中的新功能和新机制

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中国科学：生命科学 2024年第1期54卷 59-72页

作者：潘舵殷子奇刘默芳中国科学院分子细胞科学卓越创新中心生物化学与细胞生物学研究所上海200031

精子发生是哺乳动物体内最复杂且高度协调的细胞发育过程,尚有许多未解之谜.男性不育已成为当前一个全球性的人口健康及社会问题,但一半以上患者病因不明.已有研究证据表明,大量RNA结合蛋白在睾丸特异性表达或高表达,结合蛋白质编码mRNA... 详细信息

精子发生是哺乳动物体内最复杂且高度协调的细胞发育过程,尚有许多未解之谜.男性不育已成为当前一个全球性的人口健康及社会问题,但一半以上患者病因不明.已有研究证据表明,大量RNA结合蛋白在睾丸特异性表达或高表达,结合蛋白质编码mRNA或/和非编码RNA组成RNA调控网络,在表观遗传、转录及转录后等多重水平调控雄性生殖细胞的基因表达,在精子发生中发挥不可或缺的重要作用,为雄性生育所必需.近年来的研究发现, RNA调控通路相关基因突变与男性不育密切相关,显示RNA调控异常是男性不育新病因.本文总结近期关于RNA调控与精子发生相关的研究进展,将主要概述RNA修饰调控、可变剪接调控、翻译调控、降解调控等在精子发生中的新功能和新机制,并探讨其异常调控与男性不育的相关性及其在男性不育临床诊治中的潜在应用.

关键词：男性不育精子发生 RNA调控 RNA结合蛋白

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Synthesis,Structures,and Chiroptical Properties of NBN-Doped Helicenes with Boron Atoms in the Inner Rims

Precision Chemistry

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Precision Chemistry 2024年第1期2卷 28-39页

作者： Weiwen Zhuang Yujian Liu ziqi Deng Yu Guo Philip C.Y.Chow David Lee Phillips Wei Jiang Zhaohui Wang Junzhi Liu State Key Laboratory of Synthetic Chemistry HKU-CAS Joint Laboratory on New Materials and Department of ChemistryThe University of Hong KongPokfulamHong KongChina Key Laboratory of Organic Optoelectronics and Molecular Engineering Department of ChemistryTsinghua UniversityBeijing 100084China Department of Mechanical Engineering The University of Hong KongPokfulamHong KongChina

The precise synthesis of helicenes with topologically defined length and specific heteroatomic perturbation in the screw-like conjugated skeletons plays an emerging role in the manipulation of chiral materials.Facile,selective,and programmable routes to helicenes or heterohelicenes are highly desirable yet challenging for structure-chiroptical property relationship studies.Herein,we report the synthesis and characterization of NBN-doped helicenes with boron atoms in the inner rims,enabled by the highly regioselective one-pot borylation of rationally designed precursors with,namely,fold-in or pan-out manner.The incorporation of nonbonded boron and nitrogen atoms resulted in narrow-band emission and improved optical properties for the single-stranded carbon helix.In addition,numbers and arrangement modes of fused six-membered rings have distinct effects on configurational stability and chiroptical properties,revealing that BN-[6]H with strong circular dichroism is a promising candidate for chiral sensors.The combination of experimental and theoretical studies on these helical structures might provide insights into the design of helically chiral small-molecule-based sensors or emitters.

关键词： Nitrogen-boron Helicenes Borylation Chiroptical properties Narrow-band emission

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小非编码RNA在精子发生及男性不育中的功能机制

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中国科学：生命科学 2024年第4期54卷 556-568页

作者：潘舵武怡辰殷子奇刘默芳中国科学院分子细胞科学卓越创新中心生物化学与细胞生物学研究所上海200031

小非编码RNA是一类特殊的基因调控因子,可在转录、转录后和表观遗传水平上调控真核生物细胞的基因表达.大量研究发现,包括piRNA,miRNA和tsRNA等小非编码RNA在哺乳动物雄性生殖细胞中高丰度表达,为精子发生和雄性生殖必需,其表达异常及... 详细信息

小非编码RNA是一类特殊的基因调控因子,可在转录、转录后和表观遗传水平上调控真核生物细胞的基因表达.大量研究发现,包括piRNA,miRNA和tsRNA等小非编码RNA在哺乳动物雄性生殖细胞中高丰度表达,为精子发生和雄性生殖必需,其表达异常及相关调控通路基因突变与男性不育密切相关.本文总结近期关于小非编码RNA与精子发生相关的研究进展,将主要概述小非编码RNA在哺乳动物精子发生中的生物学功能和作用机制相关最新研究进展,并探讨其异常调控与男性不育的相关性及其在男性不育临床诊治中的潜在应用.

关键词：小非编码RNA piRNA miRNA tsRNA 精子发生男性不育

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羊奶源产细菌素乳酸菌筛选、鉴定及益生特性研究

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中国食品学报 2021年第11期21卷 71-77页

作者：杨珍珠潘秭琪迟海陶乐仁上海理工大学健康科学与工程学院上海200093 中国水产科学研究院东海水产研究所上海200090 大连海洋大学食品科学与工程学院辽宁大连116023

以常见食源性致病菌(单增李斯特菌、金黄色葡萄球菌、蜡样芽孢杆菌)为指示菌,从鲜羊奶中筛选获得3株乳酸菌,并对其抑菌性质及益生特性进行了研究。结果显示:3株乳酸菌分别鉴定为粪肠球菌(命名为DH9003和DH9012)和乳酸乳球菌(命名为DH90... 详细信息

以常见食源性致病菌(单增李斯特菌、金黄色葡萄球菌、蜡样芽孢杆菌)为指示菌,从鲜羊奶中筛选获得3株乳酸菌,并对其抑菌性质及益生特性进行了研究。结果显示:3株乳酸菌分别鉴定为粪肠球菌(命名为DH9003和DH9012)和乳酸乳球菌(命名为DH9011)。3株乳酸菌的抑菌产物具有细菌素的特征(耐高温和蛋白酶处理后失活)且在低质量浓度条件下(MIC50和4MIC50)可以阻止单增李斯特菌生长,其中2株粪肠球菌(DH9003和DH9012)产生的细菌素在高质量浓度(16MIC50)条件下可完全抑制单增李斯特菌生长。3株产细菌素乳酸菌均无溶血性,都对氨苄青霉素(50 mg/mL)和硫酸链霉素(100 mg/mL)敏感;在胆盐、模拟肠道和不同pH胃液(2.5,3.0,3.5)环境中均可存活;同时,3株乳酸菌均有较好的自聚集性,自聚范围为30%~55%,乳酸菌DH9003和DH9012与单增李斯特菌和大肠埃希氏菌的共聚集性相对较高,分别为52.6%、63.2%和68.5%、57.6%,而乳酸菌DH9011与单增李斯特菌的共聚集性为15.6%,与大肠埃希氏菌不聚集;3株乳酸菌均具有较高的β-半乳糖苷酶活力。上述试验结果表明:3株产细菌素乳酸菌的抑菌能力强,能够耐胆盐、人工肠胃液,有良好的黏附能力,安全可控,具有益生菌特质及应用价值。

关键词：乳酸菌细菌素益生菌抑菌机理益生特性

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宿舍环境及其他因素与医学生睡眠质量的关联研究

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中华流行病学杂志 2016年第3期37卷 348-352页

作者：郑棒王凯路潘子奇李曼潘昱廷刘婷徐丹吕筠北京大学医学部公共卫生学院 100191

目的了解医学生睡眠质量现状及其相关因素,重点探索宿舍环境与睡眠的关联及途径,为提高医学生睡眠质量提供参考。方法使用中文版匹兹堡睡眠质量指数（PSQI）量表和自行编制的问卷,通过分层整群随机抽样对北京市某大学医学院555名本科... 详细信息

目的了解医学生睡眠质量现状及其相关因素,重点探索宿舍环境与睡眠的关联及途径,为提高医学生睡眠质量提供参考。方法使用中文版匹兹堡睡眠质量指数（PSQI）量表和自行编制的问卷,通过分层整群随机抽样对北京市某大学医学院555名本科生的睡眠情况及其可能的影响因素进行调查,采用logistic回归与多水平线性回归分析睡眠的影响因素。结果 512名学生中,149名（29.1%）学生存在睡眠障碍,200名（39.1%）学生认为宿舍睡眠环境对自己睡眠质量干扰较大或一般,对宿舍环境评价越差的学生睡眠质量也越差（γs=-0.310,P〈0.001）。logistic回归分析显示,年级、睡眠规律性等个体因素,学习、就业压力等社会心理因素,以及宿舍睡眠环境因素均为医学生睡眠障碍的相关因素（P〈0.05）。多水平线性回归分析也显示,控制了宿舍层面随机项后,个体对宿舍睡眠环境的主观感知与其睡眠质量存在关联（b=-0.619,P〈0.001）。结论医学生睡眠质量与生理、社会心理及宿舍环境等因素有关,宿舍环境越好,睡眠质量也越高,故应重视宿舍睡眠环境的营造与改善。

关键词：睡眠医学生宿舍环境相关因素多水平模型

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