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抗幽门螺杆菌UreB重组全人源化单域抗体的基因工程表达及分子改造

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中国药科大学学报 2024年第5期55卷 666-672页

作者：王雪芳赵阳刘竹青郭乐仲飞亮罗学刚天津科技大学生物工程学院工业发酵微生物教育部重点实验室暨天津市工业微生物重点实验室天津300457 生物工程国家级实验教学示范中心天津300457 宁夏医科大学检验学院宁夏临床病原微生物重点实验室银川750004

为了构建针对幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,Hp)脲酶的单域抗体的基因工程表达系统。首先利用Pymol、ITASSER和ClussPro2等AI辅助工具分析比较了不同抗体与Hp脲酶亚单位B(UreB)之间的分子间作用力,确定了VL全人源化单域抗体UreBAb作... 详细信息

为了构建针对幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,Hp)脲酶的单域抗体的基因工程表达系统。首先利用Pymol、ITASSER和ClussPro2等AI辅助工具分析比较了不同抗体与Hp脲酶亚单位B(UreB)之间的分子间作用力,确定了VL全人源化单域抗体UreBAb作为重点研究对象。根据大肠埃希菌密码子偏好性优化了UreBAb基因序列,并将其分别插入pET28a、pE-SUMO等表达载体,转化大肠埃希菌Rosetta(DE3)获得了重组表达菌株,通过IPTG诱导制备重组抗体蛋白,并利用提取的Hp脲酶作为抗原,分析验证了重组表达抗体的活性。SDS-PAGE检测结果显示UreBAb和SUMO-UreBAb均获得了正确的表达,纯化后的蛋白产率分别为0.34和0.41 mg/mL。单向免疫扩散实验结果证实这两种重组表达抗体均与Hp UreB抗原具有良好的亲和力,对脲酶的抑制率分别为51.27%和74.07%。进而,结合AlphaFold2、cluspro2、mCSM-AB、OSPREY和FoldX等人工智能工具,评估分析了影响抗原-抗体复合物稳定性的关键位点及其突变策略,随后进一步构建了9个UreBAb进化突变体表达菌株,活性分析结果显示,这些突变体与抗原的结合活性均得到了提高,其中以I107W突变体的活性提升最为显著,相较于野生型UreBAb,提高了24.95%。本研究为Hp全人源化单域抗体的开发奠定了良好的基础。

关键词：幽门螺杆菌脲酶全人源化单域抗体基因工程 AI辅助分子改造

遗传病并不一定会遗传:遗传病概念的中文翻译与建议

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遗传 2024年第9期46卷 673-676页

作者：田盼辉许玥张永清王天云北京大学基础医学院医学遗传学系医学遗传学中心北京100191 中国科学院遗传与发育生物学研究所分子发育生物学国家重点实验室北京100101 北京大学神经科学研究所神经科学教育部重点实验室国家卫健委神经科学重点实验室北京100191 北京大学医学部孤独症研究中心北京100191

从1865年孟德尔发现遗传学的基本定律到如今基因组学在医学中的广泛应用,医学遗传学取得了诸多进展,遗传病的概念也有了新的扩展。1972年,世界卫生组织(World Health Organization,WHO)专家组开始使用“Genetic Disease”来定义遗传病,... 详细信息

从1865年孟德尔发现遗传学的基本定律到如今基因组学在医学中的广泛应用,医学遗传学取得了诸多进展,遗传病的概念也有了新的扩展。1972年,世界卫生组织(World Health Organization,WHO)专家组开始使用“Genetic Disease”来定义遗传病,而国内早期的遗传学教材使用“劣性遗传”来指代遗传病,后引入“Genetic Disease”和“Inherited Disease”等术语作为遗传病的英文翻译。在早期,人们普遍认为遗传病的发生都是由祖辈遗传下来的。但近些年的研究发现,遗传病并不一定会遗传,部分疾病其实是由后代中新产生的突变所引起。这类遗传病的发生虽然和遗传因素有关,但并不是由祖辈遗传下来的,如果仍然使用“Inherited Disease”或“Hereditary Disease”来翻译是不够准确的。为进一步规范“遗传病”概念的翻译及使用,本文系统梳理了其在国内外的发展历程,探讨了不同英文翻译间的区别,以期为科学、准确地表述遗传病提供指导和建议,促进医学遗传学领域的规范交流与合作。

关键词：医学遗传学遗传病中文翻译新发突变遗传变异

基于卷积神经网络实现锥形束CT牙齿分割及牙位标定

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北京大学学报（医学版） 2024年第4期56卷 735-740页

作者：薄士仕高承志北京大学口腔医学院·口腔医院综合二科国家口腔医学中心国家口腔疾病临床医学研究中心口腔生物材料和数字诊疗装备国家工程研究中心北京100081 北京大学人民医院口腔科北京100044

目的:利用卷积神经网络实现基于锥形束CT(cone-beam computed tomography,CBCT)体素数据的牙齿实例分割和牙位标定。方法:本文所提出的牙齿算法包含三个不同的卷积神经网络,网络架构以Resnet为基础模块,首先对CBCT图像进行降采样,然后... 详细信息

目的:利用卷积神经网络实现基于锥形束CT(cone-beam computed tomography,CBCT)体素数据的牙齿实例分割和牙位标定。方法:本文所提出的牙齿算法包含三个不同的卷积神经网络,网络架构以Resnet为基础模块,首先对CBCT图像进行降采样,然后确定一个包含CBCT图像中所有牙齿的感兴趣区域(region of interest,ROI)。通过训练模型,ROI利用一个双分支“编码器-解码器”结构网络,预测输入数据中每个体素所对应的相关空间位置信息,进行聚类后实现牙齿的实例分割。牙位标定则通过另一个多类别分割任务设计的U-Net模型实现。随后,在原始空间分辨率下,训练了一个用于精细分割的U-Net网络,得到牙齿的高分辨率分割结果。本实验收集了59例带有简单冠修复体及种植体的CBCT数据进行人工标注作为数据库,对牙齿算法的预测结果使用实例Dice相似系数(instance Dice similarity coefficient,IDSC)用来评估牙齿分割结果,使用平均Dice相似系数(the average Dice similarity coefficient,ADSC)评估牙齿分割及牙位标定的共同结果并进行评定。结果:量化指标显示,IDSC为89.35%,ADSC为84.74%。剔除了带有修复体伪影的数据后生成了有43例样本的数据库,训练网络得到了更优良的性能,IDSC为90.34%,ADSC为87.88%。将得到的结果进行可视化分析,牙齿算法不仅可以清晰地分割出CBCT中牙齿的形态,而且可以对牙齿的分类进行准确的编号。结论:该牙齿算法不仅可以成功实现三维图像的牙齿及修复体分割,还可以准确标定所有恒牙的牙位,具有临床实用性。

关键词：卷积神经网络锥形束CT 牙齿实例分割牙位标定

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流体力学教学中的创新与探索课程设计项目

力学与实践 2024年第2期46卷 420-426页

作者：贾永霞彭杰黄伟希清华大学航天航空学院工程力学系北京100084 清华大学力学国家级实验教学示范中心北京100084

流体力学课程是航空航天工程、机械工程、能源与动力工程、土木工程等众多工科专业的核心课程。除了学习基础理论,课程实践在流体力学教学中扮演着至关重要的角色,对于培养学生的工程实践能力和创新思维具有重要意义。本文旨在基于过去... 详细信息

流体力学课程是航空航天工程、机械工程、能源与动力工程、土木工程等众多工科专业的核心课程。除了学习基础理论,课程实践在流体力学教学中扮演着至关重要的角色,对于培养学生的工程实践能力和创新思维具有重要意义。本文旨在基于过去几年流体力学课程教学与实践中所积累的经验,探讨创新与探索课程设计项目在流体力学理论教学与课程实践中的重要性以及对学生能力提升的意义。

关键词：流体力学实践课程设计创新与探索

基于氨基酸描述符对血管紧张素转化酶抑制五肽定量构效关系分析

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食品科学 2024年第13期45卷 38-48页

作者：郭星晨李玉豪马金璞张钰璇李华鑫杨具田樊佩如高丹丹西北民族大学生物医学研究中心中国-马来西亚国家联合实验室甘肃兰州730030 西北民族大学生命科学与工程学院甘肃兰州730124 四川大学化学学院四川成都610207

本研究收集近些年报道的血管紧张素转化酶(angiotensin converting enzyme,ACE)抑制五肽的氨基酸序列及抑制活性(半抑制浓度(half maximal inhibitory concentration,IC_(50))),建立ACE抑制五肽肽库,并将其氨基酸残基用Z-scales、VHSE和SVHEHS氨基酸描述符分别进行表述,以氨基酸残基的疏水性、立体性以及电性参数作为自变量,ACE抑制五肽的lg IC_(50)作为因变量,利用Matlab软件用偏最小二乘法建立ACE抑制肽定量构效关系(quantitative structure-activity relationship,QSAR)模型,结果发现基于Z-scales描述符构建的ACE抑制五肽QSAR模型R2为0.6411,Q^(2)为0.5369,模型预测五肽Gln-Arg-Pro-Asn-Met具有较高的ACE抑制活性,预测IC_(50)为0.0517μmol/L,实测IC_(50)为(0.0400±0.0083)μmol/L,预测值与实测值误差为0.0117μmol/L;基于VHSE描述符构建的QSAR模型R2为0.7636,Q^(2)为0.5081,模型预测五肽Leu-Arg-Ala-Phe-Gln具有较高的ACE抑制活性,预测IC_(50)为0.0438μmol/L,实测值为(0.0273±0.0053)μmol/L,误差为0.0165μmol/L;基于SVHEHS描述符构建的QSAR模型R2为0.8405,Q^(2)为0.4005μmol/L,模型预测五肽Tyr-Phe-Pro-Phe-Gln具有较高的ACE抑制活性,预测值为0.0055μmol/L,实测值为(0.0312±0.0042)μmol/L,误差为0.0257μmol/L。3种建模方法对比发现,基于SVHEHS描述符构建的模型拟合能力最强,但是其预测能力较弱,而Z-scales和VHSE描述符所建模型能很好地对五肽进行QSAR分析,通过模型分析发现ACE抑制肽活性与其氨基酸的疏水特征呈负相关,与立体特征呈正相关。将3种ACE抑制肽与ACE蛋白(2X8J)进行分子对接,结果表明3种ACE抑制肽均可与ACE蛋白进行结合。本研究可为开发ACE抑制肽药物提供新手段,为开发和利用食源性ACE抑制肽提供理论基础。

关键词：血管紧张素转化酶肽偏最小二乘定量构效关系氨基酸描述符

药物分析实验教学设计——以“高效液相法测定阿司匹林肠溶片含量”为例

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云南化工 2024年第6期51卷 209-212页

作者：周慧敏宫长斌南京工业大学生物化学工程实验教学示范中心江苏南京211800

药物分析是具有很强实践性的应用学科,以学生掌握常用药品的分析方法和实验技术为教学目标。依据《中国药典》,文章选出较为典型的阿司匹林肠溶片为例,设计其含量测定为实验教学内容。详细阐述了实验教学过程设计、教学内容、效果评估... 详细信息

药物分析是具有很强实践性的应用学科,以学生掌握常用药品的分析方法和实验技术为教学目标。依据《中国药典》,文章选出较为典型的阿司匹林肠溶片为例,设计其含量测定为实验教学内容。详细阐述了实验教学过程设计、教学内容、效果评估与改进。课程教学设计包括了药物分析课程原理、方法及实验技术,形成了完整的实验教学设计、教学效果评估和持续改进的实验教学设计过程和反馈机制。基于以上设计,提高了学生掌握常规药物分析的基本操作技能,培养了学生独立分析解决问题的能力,为提高药物分析实验教学质量奠定坚实基础。

关键词：药物分析实验教学教学设计

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中华检验医学杂志 2024年第10期47卷 1169-1177页

作者：陈媛李昀晖梁静王丽朱仁龙马嘉悦王雅杰北京大学地坛医院教学医院检验科北京首都医科大学附属北京地坛医院检验科北京

目的通过转录组测序及功能基因组学分析探讨肝癌肿瘤微环境(TME)相关基因与铜死亡及肝癌预后的关系。方法生物信息学与基础实验相结合的综合研究。利用癌症基因组图谱(TCGA)数据库下载424例肝癌(LIHC)患者的表达谱和临床病理信息, 评估... 详细信息

目的通过转录组测序及功能基因组学分析探讨肝癌肿瘤微环境(TME)相关基因与铜死亡及肝癌预后的关系。方法生物信息学与基础实验相结合的综合研究。利用癌症基因组图谱(TCGA)数据库下载424例肝癌(LIHC)患者的表达谱和临床病理信息, 评估免疫评分(ImmuneScore)和基质评分(StromalScore), 分为高分组和低分组, 比较后取交集筛选出差异表达基因(DEG);利用单因素Cox回归分析和蛋白质相互作用(PPI)网络分析确定核心DEG;通过R语言和Kaplan-Meier分析核心基因表达水平与肝癌患者生存时间之间的关联, 利用Kaplan-Meier Plotter在线数据库验证;构建肝癌铜死亡细胞模型进行RNA-seq测序, 探索铜诱导的细胞死亡过程中基因表达变化;利用体外细胞实验进行验证。结果共鉴定出1 701、2 041个与ImmuneScore和StromalScore相关的DEG, 其中包含1 134个共同上调基因和60个共同下调基因。PPI网络中主导节点前30个核心基因与单因素Cox基因进行交叉分析, 得到关键免疫基因CC-趋化因子受体7(CCR7)。肝癌组织中CCR7 mRNA表达水平较正常组织高(P生物标志物。

关键词：受体, CCR7 肿瘤微环境肝癌铜死亡

高考是否选考生物科目对组织学与胚胎学课程学习的影响

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解剖学杂志 2024年第2期47卷 178-181页

作者：徐康翁静首都医科大学基础医学院人体解剖学与组织胚胎学学系北京100069 首都医科大学基础医学院实验教学中心形态学实验室北京100069

2014年9月,国务院颁发《关于深化考试招生制度改革的实施意见》,正式启动自1977年恢复高考以来最全面、系统、深刻的新一轮高考改革。截至2021年9月,该方案已在14个省市平稳推进,并有效实施,引发了一系列的教育变革[1-2]。打破文、理分... 详细信息

2014年9月,国务院颁发《关于深化考试招生制度改革的实施意见》,正式启动自1977年恢复高考以来最全面、系统、深刻的新一轮高考改革。截至2021年9月,该方案已在14个省市平稳推进,并有效实施,引发了一系列的教育变革[1-2]。打破文、理分科制度的新高考“3+3”或“3+2+1”模式是我国推进素质教育、促进教育公平和科学选拔人才的重要推力[3]。高中教育可谓是高等教育之基石,高中课程内容是大学课程内容的基础和保障,大学专业知识则是高中基础科目的延展和深化,此作用可体现在同知识领域课程成绩的差异之中[4]。

关键词：组织学与胚胎学教育变革高中课程课程学习选拔人才基础科目课程成绩高等教育

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中国齐氏罗非鱼入侵现状与防控建议

生态学杂志 2024年

作者：邢盈唐首杰 Temesgen Tola Geletu 赵金良原马大学生物科学与生物技术学院上海海洋大学水产动物遗传育种中心上海市协同创新中心上海海洋大学水产科学国家级实验教学示范中心上海海洋大学农业农村部淡水水产种质资源重点实验室

外来鱼类入侵对本地生态系统造成了严重威胁，已成为生态学家和自然资源保护者关注的焦点。1978年齐氏罗非鱼(Coptodon zillii)因水产养殖需要引入中国后，凭借其强大的生态适应性，已入侵到长江以南众多天然水系中，并有向北扩张的趋... 详细信息

外来鱼类入侵对本地生态系统造成了严重威胁，已成为生态学家和自然资源保护者关注的焦点。1978年齐氏罗非鱼(Coptodon zillii)因水产养殖需要引入中国后，凭借其强大的生态适应性，已入侵到长江以南众多天然水系中，并有向北扩张的趋势。国内学者对齐氏罗非鱼入侵的研究起步相对较晚且主要集中于基础研究，总结其入侵生物学，提出可行的防控方法已成当务之急。本文综述了齐氏罗非鱼的起源、分布、生物学特征、传入途径、入侵现状、潜在危害和防控策略，分析了其入侵机制研究和管理存在的问题和挑战，提出其入侵生物学研究的未来发展建议，并总结为以下四点：(1)全面收集齐氏罗非鱼入侵本底数据；(2)阐明齐氏罗非鱼生活史可塑性与生态位变动模式和机制，解析其种群扩散模式，建立模型和情景以预测入侵的未来趋势；(3)利用新兴的多组学技术，筛选环境适应关键基因，解析齐氏罗非鱼快速适应环境的分子遗传基础；(4)在阐明入侵机制的基础上，逐步建立综合防控技术体系，为齐氏罗非鱼管理及防控提供新思路。

关键词：齐氏罗非鱼入侵管理