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肺癌类器官在肺癌精准医学的应用及其研究进展

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中国肺癌杂志 2024年第4期27卷 276-282页

作者：黄志诚李博文王亚东薛剑超魏泽文梁乃新李单青中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院胸外科北京100730 北京理工大学医学技术学院生物医学工程系北京100081

分子检测技术的不断进步极大地推动了肺癌精准医学的发展,但是肿瘤的异质性与肿瘤的转移、复发和耐药密切相关,并且具有同一基因突变的不同肺癌患者采用不同的治疗策略会呈现出一定的疗效差异,因此现代精准医学的发展亟需通过个性化的... 详细信息

分子检测技术的不断进步极大地推动了肺癌精准医学的发展,但是肿瘤的异质性与肿瘤的转移、复发和耐药密切相关,并且具有同一基因突变的不同肺癌患者采用不同的治疗策略会呈现出一定的疗效差异,因此现代精准医学的发展亟需通过个性化的肿瘤模型来精准制定个性化的治疗策略。肺癌类器官(lung cancer organoid,LCO)能够高度模拟肿瘤在体内的生物学特征,促进抗体药物偶联物等创新药物在肺癌精准医学的应用。随着LCO与肿瘤微环境共培养模型和微流控芯片等组织工程技术的发展,LCO可以更好地保留肿瘤组织的生物学特征和功能,进一步提高高通量和自动化药物敏感性实验。本文结合了最新的LCO研究进展,总结了LCO在肺癌精准医学中的应用进展与挑战。

关键词：肺肿瘤类器官精准医学

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荧光偏振成像技术及其生物学应用

激光与光电子学进展 2024年

作者：杨子仪李世晗刘芷如钟素艺李美琪席鹏北京大学力学与科学工程系北京大学生物医学工程系北京大学生命科学学院

荧光偏振成像通过测量样品中荧光分子的偏振状态，得到样品的取向结构特征，在生物学领域有着广泛的应用。偏振成像常与其他荧光显微技术结合，用来解析细胞结构的排列方向、生物大分子的实时动态取向和组织的有序性等信息，以研究细胞... 详细信息

荧光偏振成像通过测量样品中荧光分子的偏振状态，得到样品的取向结构特征，在生物学领域有着广泛的应用。偏振成像常与其他荧光显微技术结合，用来解析细胞结构的排列方向、生物大分子的实时动态取向和组织的有序性等信息，以研究细胞的生理过程、药物对细胞的作用及异常结构的检测。本文阐述了荧光偏振成像在生物学等领域的应用，对利用偏振信息获取不同样品取向结构的研究方法进行分析比较，并对其未来发展趋势进行展望。

关键词：荧光偏振成像分子取向解析生物显微成像

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高光谱干涉重构的非标记定量显微成像技术

中国激光 2024年第9期51卷 238-246页

作者：符荣鑫艾昕张书豪费捷覃珊胡汉奇周天启张帅龙李航北京理工大学医学技术学院北京100081 北京理工大学自动化学院北京100081 中国船舶集团有限公司系统工程研究院北京100094 北京理工大学集成电路与电子学院北京100081

长时程细胞成像及分析在生物医学研究中具有重要意义。然而,由于荧光显微镜存在光漂白和光毒性等问题,其应用受到一定限制。非标记成像技术为克服这些限制提供了可行的解决方案。研究了干涉光谱分析技术作为解决非标记长时程活细胞监测... 详细信息

长时程细胞成像及分析在生物医学研究中具有重要意义。然而,由于荧光显微镜存在光漂白和光毒性等问题,其应用受到一定限制。非标记成像技术为克服这些限制提供了可行的解决方案。研究了干涉光谱分析技术作为解决非标记长时程活细胞监测问题的潜在方法,并提出了一种基于高光谱干涉重构的非标记定量显微成像技术。通过建立描述干涉信号的数学模型,设计样本定量重构算法,从而获取活细胞纳米结构和干质量分布的定量信息。系统采用自反射式干涉结构,不依赖复杂的光学调制元件,结构简单、操作便捷。此外,本文还在光学显微成像的基础上集成了具有细胞培养能力的微型细胞培养箱,实现了原位长时程成像。利用该系统,研究了不同细胞全细胞周期内的纳米结构定量和干质量变化,展示了本工作在生物医学领域的应用潜力。

关键词：计算成像定量干涉非标记成像纳米级精度原位细胞监测

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美国一流院校流式细胞平台管理经验启示

实验室研究与探索 2024年第3期43卷 243-247,259页

作者：罗茂国杨正丛勇孙立权北京理工大学生命学院北京100081 北京理工大学生物与医学工程公共实验中心北京100081 北京理工大学资产与实验室管理处北京100081

通过在线访谈、官网检索、书报查询等方法,对美国一流院校流式细胞平台的仪器设备、人员队伍、政策规定、实验操作指引、收费标准、科研与技术开发等进行统计分析,并与国内高校管理情况进行比较。研究发现,国内外流式细胞平台的设备性... 详细信息

通过在线访谈、官网检索、书报查询等方法,对美国一流院校流式细胞平台的仪器设备、人员队伍、政策规定、实验操作指引、收费标准、科研与技术开发等进行统计分析,并与国内高校管理情况进行比较。研究发现,国内外流式细胞平台的设备性能良好且由专人操作,但国外一流平台的设备数量更多、性能更齐全先进、用户自主上机占比更高、管理人员参与用户科研程度更深且自身科研背景更强;此外,国外平台收费更规范更有弹性。对比来看,国外流式细胞平台精细的管理、详尽的技术指导和稳定的技术队伍值得学习,而我国分类布局、集中管理、集约服务的特点也值得提倡。借鉴国内外优秀经验,在传统工科高校建立了一套精细化管理的流式细胞平台运营体系,充分发挥仪器性能,显著提升效率。

关键词：美国一流院校流式细胞平台平台管理开放共享

枯草芽胞杆菌在医药及功能性食品等领域的研究现状及应用进展

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微生物学通报 2024年

作者：李婧霍毅欣郭淑元北京理工大学生命学院北京理工大学唐山研究院

枯草芽胞杆菌作为一种广泛应用的优秀微生物平台，在生物医药和食品领域发挥着重要作用，被广泛应用于合成各类酶制剂、化合物、药物和保健品等。借助不断发展的基因工程技术和代谢工程方法，结合完善的基因组序列、遗传工具箱和生物信... 详细信息

枯草芽胞杆菌作为一种广泛应用的优秀微生物平台，在生物医药和食品领域发挥着重要作用，被广泛应用于合成各类酶制剂、化合物、药物和保健品等。借助不断发展的基因工程技术和代谢工程方法，结合完善的基因组序列、遗传工具箱和生物信息学工具，可以更充分地探索和预测枯草芽胞杆菌的潜在应用价值，为相关产业提供指导。然而，在优化代谢途径以提高目的产量、挖掘合成其他物质潜力和开发更高效适配元件方面仍存在挑战。此外，确保枯草芽胞杆菌在医药和食品领域的安全性，以避免不良影响也非常必要。本文总结了枯草芽胞杆菌在生物合成领域（如医药和功能性食品）中的应用，同时探讨了枯草芽胞杆菌作为未来绿色安全微生物平台的应用现状，并对其产品的发展趋势和技术手段等问题进行了讨论。本文为进一步研究枯草芽胞杆菌的应用和经济价值奠定了基础，表明其在绿色和可持续发展方面具有巨大潜力。

关键词：枯草芽胞杆菌医药功能性食品益生菌

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毕赤酵母中外源蛋白表达量的提升策略

生物技术通报 2024年第3期40卷 118-134页

作者：茹扎·也里扎提杨宇北京理工大学生命学院北京100081

利用异源重组表达系统表达外源蛋白是基因工程研究的重点。巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)是一种甲基营养型酵母,由于其易于遗传操作、高水平分泌外源蛋白、翻译后修饰等特点,已成为工业应用中蛋白质生产的重要菌株,常被用于酶制剂的... 详细信息

利用异源重组表达系统表达外源蛋白是基因工程研究的重点。巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)是一种甲基营养型酵母,由于其易于遗传操作、高水平分泌外源蛋白、翻译后修饰等特点,已成为工业应用中蛋白质生产的重要菌株,常被用于酶制剂的生产。然而,部分外源蛋白在毕赤酵母系统中的表达水平较低,仍有待提升的空间。因此,进一步探索提升毕赤酵母中外源蛋白表达量的原理和方法,将对降低毕赤酵母表达系统工业化生产成本,提高经济效益,具有重要的意义。本文主要从基因水平、转录水平、翻译水平、折叠分泌水平、抗逆水平、发酵工艺六个方面归纳总结了近年来毕赤酵母提高外源蛋白表达的优化策略的研究进展,旨在为提高外源蛋白在毕赤酵母表达系统中的表达水平提供有益参考。

关键词：毕赤酵母重组表达外源蛋白优化酶

mRNA疫苗与脂质纳米颗粒递送载体的研究进展

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科学通报 2024年

作者：樊渝川殷涵李钰余溪唐晓英翁郁华黄渊余医学技术学院前沿交叉科学研究院分子医学与生物诊疗重点实验室北京理工大学生命学院

信使RNA(messenger, m RNA)是一类新兴的核酸药物,用于预防和治疗多种疾病. 2020年,新型冠状病毒感染(coronavirus disease 2019, COVID-19)的大流行促进了历史上最快速的mRNA疫苗开发. 2023年, Katalin Karikó及Drew Weissman获得诺... 详细信息

信使RNA(messenger, m RNA)是一类新兴的核酸药物,用于预防和治疗多种疾病. 2020年,新型冠状病毒感染(coronavirus disease 2019, COVID-19)的大流行促进了历史上最快速的mRNA疫苗开发. 2023年, Katalin Karikó及Drew Weissman获得诺贝尔生理学或医学奖,以表彰其发现核苷修饰,从而开发出有效的抗COVID-19 mRNA疫苗.这些无不凸显了mRNA技术在生命科学和医学研究方面的巨大潜力.尽管现在已经清楚mRNA疫苗可以快速、安全地保护患者免受传染病的侵害,但还需要进行更多研究来优化mRNA设计以及胞内递送.除了预防严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, SARS-CoV-2)感染,多款mRNA疫苗也已经进入临床开发阶段,用于预防流感病毒、巨细胞病毒、寨卡病毒、呼吸道合胞病毒等病原体的感染.此外,多款针对肿瘤、罕见病的mRNA疫苗或药物也在加速研发.本文阐述了mRNA药物及疫苗的研发进展,并对部分代表性的mRNA药物或疫苗进行了总结;详细介绍了mRNA疫苗开发中的关键技术,包括mRNA的序列优化以及mRNA的工程化创新,总结了现如今最成熟的脂质纳米颗粒递送系统(lipid nanoparticle, LNP),并对mRNA-LNP疫苗的作用机制进行了详细的阐述.最后,对m RNA疫苗的前景和挑战提出了看法.

关键词： mRNA疫苗 mRNA修饰 m RNA递送 LNP递送系统

异形截面复合材料构件成形及力学性能预测方法研究

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机械工程学报 2024年第2期60卷 107-118页

作者：黄浩单忠德张丽娇孙正郭子桐刘检华金鹏北京理工大学机械与车辆学院北京100081 南京航空航天大学南京210016 中车工业研究院有限公司北京100160 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 深圳湾实验室生物医学工程研究所深圳518132

柔性导向三维织造技术成形构件层间性能强、应用广泛,但受织造过程路径规划和成形工艺的制约,使得织造时间长、构件性能不稳定。同时异形截面构件的复杂性使得原有工艺难以准确成形,且缺少相应的力学性能预测方法,严重阻碍三维织造技术... 详细信息

柔性导向三维织造技术成形构件层间性能强、应用广泛,但受织造过程路径规划和成形工艺的制约,使得织造时间长、构件性能不稳定。同时异形截面构件的复杂性使得原有工艺难以准确成形,且缺少相应的力学性能预测方法,严重阻碍三维织造技术在异形截面构件上的应用。本文深入探究柔性导向三维织造技术的织造机理,提出分区域织造的工艺方案,通过分段拟合逼近截面形状,有效解决了复杂异形截面构件成形难的问题。基于此工艺方案,建立牵引拉杆的宏细观尺度有限元力学性能预测模型,并以细观尺度预测结果为材料属性,分析牵引拉杆轴向承载时的应力状态。进一步建立纤维体积分数模型,分析了XY向纤维体积分数与力学性能之间的关系,为织造过程的形性调控奠定基础。试验结果表明,有限元预测Z向弹性模量的误差在4.2%以内,为异形截面构件的早期设计和工程应用提供基础。

关键词：异形截面柔性导向三维织造力学性能预测成形工艺纤维体积分数

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消化道早癌智能光学微创诊疗研究现状及展望

中国医疗设备 2024年第6期39卷 143-155页

作者：刘帅许连成董国昭唐晓英廖洪恩范应威北京理工大学医学技术学院北京100081 清华大学医学院生物医学工程系北京100084

消化道早癌微创治疗是当前研究热点。手术是目前消化道肿瘤有效的治疗方式,但因手术依赖医生经验、消化道早癌术中智能刻画困难、治疗效应动态监测难等,急需先进的新型设备革新当前的诊疗模式,因此研发智能微创诊疗系统成为需要迫切攻... 详细信息

消化道早癌微创治疗是当前研究热点。手术是目前消化道肿瘤有效的治疗方式,但因手术依赖医生经验、消化道早癌术中智能刻画困难、治疗效应动态监测难等,急需先进的新型设备革新当前的诊疗模式,因此研发智能微创诊疗系统成为需要迫切攻克的关键难题。针对消化道肿瘤等智能诊疗的核心问题,研制智能微创诊疗仪器具有重要的意义,能够为解决当前肿瘤诊疗提供重要的解决方案。本文分别介绍面向消化道早癌的基于光学技术的成像方法、智能精准诊断方案、图像引导手术治疗、机器人辅助智能治疗等方面的研究及临床应用情况,针对这些方面进行讨论和提出未来可能的发展方向,以及指出未来拟研究的介入式智能多模态光学微创诊疗一体化关键问题,以期为从事消化道微创诊疗一体化关键问题研究和智能诊疗仪器研制提供参考建议。

关键词：光学诊疗激光消融光学成像智能医学微创诊疗