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黑色素瘤循环肿瘤细胞检测的金属卤化物钙钛矿外泌体复合探针检测新策略

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发光学报 2024年第1期45卷 157-168页

作者：陈志山徐朋飞张绍安李杨广州医科大学生物医学工程学院广东广州511436

液体活检技术的兴起为黑色素瘤的快速、准确诊断提供了新的机遇。然而,普通循环肿瘤细胞活检基于上皮黏附蛋白进行阳性富集,但信号标记的有机荧光探针存在量子效率低的问题,导致检测黑色素瘤循环肿瘤细胞时准确率和灵敏度较低。本文以... 详细信息

液体活检技术的兴起为黑色素瘤的快速、准确诊断提供了新的机遇。然而,普通循环肿瘤细胞活检基于上皮黏附蛋白进行阳性富集,但信号标记的有机荧光探针存在量子效率低的问题,导致检测黑色素瘤循环肿瘤细胞时准确率和灵敏度较低。本文以高量子效率的金属卤化物钙钛矿量子点作为信号标记物,以黑色素瘤来源的外泌体作为生物识别分子,构建了一种用于黑色素瘤液体活检的循环肿瘤细胞检测新策略。与商品化的上皮细胞黏附蛋白富集策略相比,本研究报道的复合探针检测新策略,其检测灵敏度提高了一个数量级,并且具有良好的亲水性和低毒性。实验结果证明了外泌体引导的金属卤化物钙钛矿量子点指示的黑色素瘤循环肿瘤细胞检测新策略具有理想的应用前景。

关键词：黑色素瘤外泌体循环肿瘤细胞金属卤化物钙钛矿液体活检

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基于光遗传学技术的脑机接口研究进展

中国生物医学工程学报 2024年第2期43卷 204-213页

作者：孟兆阳蒲江波李向宁华中科技大学武汉光电国家研究中心生物医学光子学教育部重点实验室武汉430074 中国医学科学院北京协和医学院生物医学工程研究所天津300192 海南大学生物医学工程学院海南省生物医学工程重点实验室海南三亚572025

脑机接口作为一种大脑和外部设备之间的双向通信系统,在增强脑功能、人机交互和神经康复方面得到了广泛应用。基于光遗传学技术的脑机接口,弥补了电极刺激在生物兼容性、刺激精度与细胞类型特异性上的缺陷,成为神经工程领域的研究热点... 详细信息

脑机接口作为一种大脑和外部设备之间的双向通信系统,在增强脑功能、人机交互和神经康复方面得到了广泛应用。基于光遗传学技术的脑机接口,弥补了电极刺激在生物兼容性、刺激精度与细胞类型特异性上的缺陷,成为神经工程领域的研究热点。综述了光遗传学脑机接口在动物实验中的应用,以及在闭环调控脑区活动、反馈虚拟感觉和脑-脑交互等方面取得的研究进展;介绍了集成化和微型化新型光遗传学接口的研究前沿;总结了光遗传学脑机接口面临的挑战,以及探讨在多模态脑活动监测和脑-机智能等方向的发展前景。

关键词：神经工程脑机接口光遗传学闭环反馈

特应性皮炎治疗药物应用管理专家共识(2024版)

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中华皮肤科杂志 2024年第2期57卷 97-108页

作者：中国医师协会皮肤科医师分会中华医学会皮肤性病学分会中国医疗保健国际交流促进会皮肤医学分会疑难重症及罕见病国家重点实验室国家皮肤与免疫疾病临床医学研究中心晋红中高兴华吴超不详中国医学科学院北京协和医院中国医科大学附属第一医院

特应性皮炎是一种常见的慢性复发性炎症性皮肤病,既往治疗药物包括外用糖皮质激素、外用钙调磷酸酶抑制剂、口服抗组胺药、系统性免疫抑制剂及糖皮质激素等。近年来,生物制剂及多种小分子药物陆续获批用于本病的治疗。中国医师协会皮肤... 详细信息

特应性皮炎是一种常见的慢性复发性炎症性皮肤病,既往治疗药物包括外用糖皮质激素、外用钙调磷酸酶抑制剂、口服抗组胺药、系统性免疫抑制剂及糖皮质激素等。近年来,生物制剂及多种小分子药物陆续获批用于本病的治疗。中国医师协会皮肤科医师分会、中华医学会皮肤性病学分会、中国医疗保健国际交流促进会皮肤医学分会、疑难重症及罕见病国家重点实验室和国家皮肤与免疫疾病临床医学研究中心组织专家,基于近年特应性皮炎研究进展及国内外指南/共识,结合专家临床经验,针对特应性皮炎治疗药物的临床应用策略、不良反应监测及管理、特殊人群用药管理等内容形成特应性皮炎治疗药物应用管理专家共识。

关键词：皮炎特应性药物疗法管理生物制剂分子靶向治疗药物毒性特殊人群专家共识

2.79μm高速转镜调Q Er,Cr:YSGG纳秒窄脉冲激光器

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光学精密工程 2024年第8期32卷 1122-1129页

作者：朱永斌马圣洁程庭清王礼陈月明江海河安徽医科大学生物医学工程学院安徽合肥230032 中国科学院合肥物质科学研究院健康与医学技术研究所安徽合肥230031 中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031

转镜调Q无插入损耗,是获得窄脉冲、高峰值功率输出激光的直接方式。纳秒脉冲需要使用高速转镜调Q,并精准控制电机转速与氙灯放电延时,以使激光介质上能级粒子数反转最大,获得最大激光能量输出。本文设计了以Arduino mega 2560单片机为... 详细信息

转镜调Q无插入损耗,是获得窄脉冲、高峰值功率输出激光的直接方式。纳秒脉冲需要使用高速转镜调Q,并精准控制电机转速与氙灯放电延时,以使激光介质上能级粒子数反转最大,获得最大激光能量输出。本文设计了以Arduino mega 2560单片机为核心的高速转镜调Q控制系统,通过精确单片机解析串口屏指令控制激光电源的充放电和高速电机启停,同时通过对转镜脉冲信号整合降频控制氙灯放电时刻,实现对延迟时间的精准控制,实现了灯泵Er,Cr:YSGG激光纳秒窄脉冲调Q输出。在5 Hz重复频率下,转镜转速为650 r/s时,获得的最高单脉冲激光能量为45.7 mJ、脉冲宽度为86.2 ns,相应的峰值功率为530.2 kW。

关键词：转镜调Q 固体激光器 Er Cr:YSGG激光 Arduino 氙灯泵浦

基于网络药理学和分子对接探讨木糖–邻苯三酚结合物对脓毒症相关急性肾损伤的作用机制

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现代药物与临床 2024年第3期39卷 586-594页

作者：谢静岚洪阁刘天军天津中医药大学天津301617 中国医学科学院北京协和医学院生物医学工程研究所天津市生物医学材料重点实验室天津300192

目的通过网络药理学和分子对接技术探究木糖–邻苯三酚结合物(XP)改善脓毒症相关急性肾损伤的潜在靶点,并采用动物实验验证其作用机制。方法通过Swiss Target Prediction和PharmMapper数据库筛选XP的作用靶点,GeneCards、DrugBank、OMI... 详细信息

目的通过网络药理学和分子对接技术探究木糖–邻苯三酚结合物(XP)改善脓毒症相关急性肾损伤的潜在靶点,并采用动物实验验证其作用机制。方法通过Swiss Target Prediction和PharmMapper数据库筛选XP的作用靶点,GeneCards、DrugBank、OMIM数据库检索脓毒症相关急性肾损伤的疾病靶点,将药物靶点与疾病靶点取交集获得潜在靶点。利用DAVID平台对潜在靶点进行基因本体(GO)、京都基因和基因组百科全书(KEGG)富集分析;采用Cytoscape 3.9.1软件绘制抗氧化剂XP改善脂多糖致脓毒症相关急性肾损伤的蛋白相互作用(PPI)网络图,选取degree值排名前10位的核心靶点和抗氧化剂XP作为受体蛋白和配体小分子,使用Schrödinger软件包进行受体和配体的分子对接,并开展核心靶点相关生物学通路的验证实验。结果共筛选得到XP改善脂多糖致脓毒症相关急性肾损伤的作用靶点111个,其中核心靶点为白蛋白(ALB)、蛋白激酶B1(Akt1)、甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)、半胱氨酸蛋白水解酶3(CASP3)、酪氨酸激酶C(SRC)、雌激素受体1(ESR1)、90kDa热休克蛋白αA1(HSP90AA1)、V-Ha-Ras肉瘤病毒癌基因同源物(HRAS)、细胞周期素D1(CCND1)、丝裂原活化蛋白激酶1(MAPK1)。GO富集分析筛选出生物过程271条,细胞组成60条,分子功能100条;KEGG富集到生物学通路119条;分子对接结果显示XP与核心靶点均能够较好的结合。实验结果表明,XP可以显著改善脂多糖致脓毒症相关急性肾损伤的肾功能指标升高和肾组织病理损伤,其作用机制与上调肾脏组织中p-磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)和p-Akt蛋白的表达相关。结论XP可通过激活PI3K/Akt信号通路,减轻脓毒症相关急性肾损伤。

关键词：木糖–邻苯三酚结合物脓毒症相关急性肾损伤网络药理学分子对接磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B1信号通路

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多尺度残差可变形肺部CT图像配准算法

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第10期52卷 135-145页

作者：刘卫朋李旭任子文祁业东河北工业大学人工智能学院天津300401 河北工业大学生命科学与健康工程学院天津300401 中国医学科学院北京协和医学院生物医学工程研究所天津300192

肺部4维CT(4D-CT)图像因受到呼吸、心跳的影响而发生较大的形变,肺内的运动尺度可能大于算法用于优化过程的感兴趣结构(血管、气道等),这可能导致配准算法仅对齐了血管、气道等明显特征。针对肺实质轮廓配准后强度差异性较大的问题,文... 详细信息

肺部4维CT(4D-CT)图像因受到呼吸、心跳的影响而发生较大的形变,肺内的运动尺度可能大于算法用于优化过程的感兴趣结构(血管、气道等),这可能导致配准算法仅对齐了血管、气道等明显特征。针对肺实质轮廓配准后强度差异性较大的问题,文中提出了以无监督端到端深度学习为基础的多尺度残差可变形肺部CT图像配准算法,使用编码器-解码器结构形式的多尺度深度残差网络作为形变向量场的生成模型,以增强特征表达能力,提高参数利用效率和网络收敛能力;通过多分辨率自注意力融合模块提高网络对多尺度信息的感知能力;设计包含特征校正提取模块的跳跃连接,以有选择地提取编码器输出的特征图,并在重新校准后供解码器学习对齐偏移。最后,在Dir-lab公共数据集上采用文中配准算法与传统算法、目前先进的无监督配准算法进行了比较实验。结果表明:所提出的配准算法在Dir-lab公共数据集上的目标配准误差可以达到1.44mm±1.24mm,优于传统算法和主流的无监督配准算法;在控制体素折叠率小于0.1%的情况下,估计密集变形向量场耗时小于2.00s,表明文中算法在对时间敏感的肺部研究中有巨大潜力。

关键词：深度学习肺部CT图像图像配准无监督学习

基于相控阵合成孔径的颅骨轮廓快速测量算法研究

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中国生物医学工程学报 2024年第3期43卷 338-347页

作者：李翰则刘睿旭周晓青殷涛刘志朋马任辽宁工程技术大学电气与控制工程学院辽宁葫芦岛125100 中国医学科学院北京协和医学院生物医学工程研究所天津300192 天津医学健康研究院天津301600

作为一项新兴的神经调控技术,经颅聚焦超声技术目前广泛应用于脑深部的神经调控与治疗中。颅骨的异形和声参数的极大差异性是导致聚焦超声穿透颅骨后实际焦点的偏移和焦域散焦的主要原因。本研究以合成孔径技术为基础,由相控阵发射超声... 详细信息

作为一项新兴的神经调控技术,经颅聚焦超声技术目前广泛应用于脑深部的神经调控与治疗中。颅骨的异形和声参数的极大差异性是导致聚焦超声穿透颅骨后实际焦点的偏移和焦域散焦的主要原因。本研究以合成孔径技术为基础,由相控阵发射超声信号并接收于颅骨内外轮廓反射的回波信号,同时计算得到颅骨轮廓点坐标,实现对颅骨轮廓的快速测量。建立仿真模型,并利用颅骨仿体对算法进行仿真与实验验证。仿真结果表明,颅骨模型外轮廓中心区域的最大探测误差为0.15 mm,边缘区域为0.4 mm;内轮廓中心区域最大探测误差为0.3 mm,边缘区域为0.5 mm。实验结果表明:颅骨仿体外轮廓中心区域的最大探测误差为0.4 mm,边缘区域为0.8 mm;内轮廓中心区域最大探测误差为0.6 mm,边缘区域为0.9 mm。所设计的颅骨轮廓快速测量算法能够实现在2 min内完成颅骨内外轮廓的精确测量,并控制最大测量误差在1 mm以内。与核磁共振扫描(MRI)以及电子计算机断层成像(CT)相比,降低了治疗成本和治疗时间,同时为下一步调整相控阵阵元发射延时,实现在颅内的实时精确聚焦,提供了新的方法和思路。

关键词：经颅聚焦超声神经调控合成孔径技术相控阵实时精确聚焦

分枝杆菌感染巨噬细胞中miRNA表达谱及其功能

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药学学报 2024年第6期59卷 1674-1679页

作者：贾平平张义彭世泽赵倩倩武笑笑沈方琪孙凯岑山首都医科大学附属北京世纪坛医院北京100038 中国医学科学院、北京协和医学院医药生物技术研究所北京100050

结核分枝杆菌与宿主细胞的相互作用及对宿主的某些信号通路调节与其在巨噬细胞内保持潜伏有关。microRNAs(miRNAs)可以调控基因表达,调节机体的许多生物功能,在细菌感染中发挥调节作用。但是,宿主的miRNA是否也参与结核分枝杆菌感染尚... 详细信息

结核分枝杆菌与宿主细胞的相互作用及对宿主的某些信号通路调节与其在巨噬细胞内保持潜伏有关。microRNAs(miRNAs)可以调控基因表达,调节机体的许多生物功能,在细菌感染中发挥调节作用。但是,宿主的miRNA是否也参与结核分枝杆菌感染尚未深入研究。本研究将致病性结核分枝杆菌H37Rv和低毒株H37Ra感染巨噬细胞,通过鉴定感染后宿主细胞中miRNA的表达谱,发现在强致病性H37Rv株(Rv)、H37Rv灭活株(Rv-)和低致病H37Ra(Ra)株分别感染人巨噬细胞THP-1中有17种miRNA的表达水平发生显著性变化(P研究发现,miR-449a、miR-502-5p和miR-708在海分枝杆菌感染的细胞中下调,过表达这3种miRNA后的细胞对海分枝杆菌的生长具有明显抑制作用,表明miRNA在宿主与分枝杆菌的相互作用中发挥重要作用。本研究为结核分枝杆菌致病性机制及治疗结核病方法提供新思路。

关键词：结核分枝杆菌感染宿主 miRNA 胞内生存调控

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