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区分胶质母细胞瘤和单发性脑转移瘤的多模态融合深度学习模型的开发和验证

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中南大学学报（医学版） 2024年第1期49卷 58-67页

作者：申珊珊李春泉范耀华卢山富颜子夜刘虎周海航张子健嘉兴市第二医院肿瘤内科浙江嘉兴314000 南昌大学信息工程学院南昌330031 柏视医疗科技有限公司广州510530 嘉兴市第二医院放射科浙江嘉兴314000 嘉兴市第二医院神经外科浙江嘉兴314000 中南大学湘雅医院肿瘤科长沙410008

目的:胶质母细胞瘤(glioblastoma,GBM)和脑转移瘤(brain metastases,BMs)是成人中常见的恶性脑肿瘤,目前磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)是筛查和评估脑肿瘤预后的常用方法,但其鉴别诊断GBM和BMs的特异性和敏感性有限。近年... 详细信息

目的:胶质母细胞瘤(glioblastoma,GBM)和脑转移瘤(brain metastases,BMs)是成人中常见的恶性脑肿瘤,目前磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)是筛查和评估脑肿瘤预后的常用方法,但其鉴别诊断GBM和BMs的特异性和敏感性有限。近年来,深度神经网络在诊断分类和创建临床决策支持系统方面显示出极大的潜力。本研究旨在应用深度学习技术提取的放射组学特征,探讨其在初诊GBM和单发性脑转移瘤(solitary brain metastases,SBMs)术前准确分类中的可行性,进一步探索基于多模态数据融合对分类任务的影响。方法:回顾性分析经组织病理或临床诊断证实的135例初诊GBM患者和73例SBMs患者的头颅MRI序列数据。首先,选择结构性T_(1)加权、T_(1)C加权和T_(2)加权作为整个模型的3个输入,在配准后的3种模态MR图像上人工勾画感兴趣区域(regions of interest,ROI),并获取多模态放射组学特征,使用基于随机森林(random forest,RF)的特征选择方法降低维度,进一步分析每个特征的重要性。然后,通过对比解纠缠的方法寻找不同模态特征之间的共享特征和互补特征。最后,通过融合不同模态的2种特征,预测每个样本对GBM和SBMs的响应。结果:应用机器学习和本文提出的多模态融合方法的放射组学特征对GBM和SBMs有较好的区分能力。相较于单模态数据,应用支持向量机(support vector machine,SVM)、Logistic回归、RF、自适应增强(adaptive boosting,AdaBoost)、梯度提升决策树(gradient boosting decision tree,GBDT)机器学习算法的多模态融合模型均取得了较大提升,曲线下面积(area under the curve,AUC)分别为0.974、0.978、0.943、0.938、0.947。本研究的对比解纠缠多模态MR融合方法表现更好,测试集上AUC、准确度(accuracy,ACC)、灵敏度(sensitivity,SEN)、特异度(specificity,SPE)分别为0.985、0.984、0.900、0.990。相较于其他多模态融合方法,本研究方法的AUC、ACC和SEN均呈现出最好的性能表现。验证本研究各模块组件作用的消融实验中,同时使用3种损失函数后,AUC、ACC和SEN分别提升了1.6%、10.9%和15.0%。结论:基于深度学习的对比解纠缠多模态MR放射组学特征融合技术有助于提高GBM和SBMs的分类准确性。

关键词：胶质母细胞瘤单发性脑转移瘤深度学习多模态数据解纠缠

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全球能源低碳转型下生物液体燃料产业现状与展望

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中国生物工程杂志 2024年第1期44卷 88-97页

作者：武国庆薛晓舟闵剑林海龙国投生物科技投资有限公司北京100034

能源是经济社会发展的基础,而降低能源使用过程中的碳排放已成为可持续发展的重要标志。交通领域化石能源碳排放约占全球能源系统碳排放的20%,减排压力巨大。生物液体燃料因其显著的降碳属性,是化石燃料向电气化和氢燃料过渡阶段的理想... 详细信息

能源是经济社会发展的基础,而降低能源使用过程中的碳排放已成为可持续发展的重要标志。交通领域化石能源碳排放约占全球能源系统碳排放的20%,减排压力巨大。生物液体燃料因其显著的降碳属性,是化石燃料向电气化和氢燃料过渡阶段的理想替代燃料,并逐渐成为交通领域实现碳中和的重要选择。围绕生物乙醇、生物柴油、生物航煤三种主要生物液体燃料,介绍国内外产业发展现状及进展,分析目前存在的问题,探讨不同应用场景下的生物液体燃料的减碳潜力。结合“双碳”发展目标,总结我国生物液体燃料产业面临的挑战与机遇,提出应重点发展纤维素乙醇及乙醇合成生物航煤(alcohol to jetfuel,ATJ)技术,以破解我国产业发展面临的原料供应问题等若干建议。

关键词：能源转型生物液体燃料燃料乙醇生物柴油生物航煤

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酶解联合微生物发酵对弹性蛋白肽理化性质与功能特性的影响

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食品与发酵工业 2024年

作者：鲁杏茹智文博吕静曾贝贝李带根厦门元之道生物科技有限公司

为提高弹性蛋白肽（elastin peptide， EP）的理化性质与功能特性，该研究通过酶解联合微生物（副干酪乳杆菌YYS-K1）发酵制备弹性蛋白肽（EMEP），以单一蛋白酶解制备EP为对照，比较EMEP和EP的理化性质和功能特性的差异。结果表明：EME... 详细信息

为提高弹性蛋白肽（elastin peptide， EP）的理化性质与功能特性，该研究通过酶解联合微生物（副干酪乳杆菌YYS-K1）发酵制备弹性蛋白肽（EMEP），以单一蛋白酶解制备EP为对照，比较EMEP和EP的理化性质和功能特性的差异。结果表明：EMEP的糖胺聚糖的含量较EP提高了约1.73倍；2种EP中氨基酸组成和必需氨基酸占比无明显差异，而EMEP中的Gly和Leu含量占比明显高于EP；分子质量分布结果表明，EMEP中＜1 000 Da肽段占比为89.37%，单一酶解制备的EP占比为89.19%。抗氧化结果表明，2种EP均具有一定的抗氧化能力，在质量浓度为40 mg/mL时，EMEP的DPPH自由基、ABTS阳离子自由基和超氧阴离子自由基清除率较EP分别提高29.59%、2.74%和8.45%；EP与EMEP均表现出良好的功能特性，其中质量浓度为40 mg/mL的EMEP可有效抑制白蛋白变性、AGEs生成以及胰脂肪酶和弹性蛋白酶的活性，抑制率分别达到了92.11%，70.14%，81.14%和83.33%，与单一蛋白酶解EP相比分别提高20.25%、12.66%、81.14%和20.85%。总之，酶解联合微生物发酵制备法有利于进一步提高EP的理化性质和功能特性，为开发高质量的弹性蛋白肽产品提供理论依据。

关键词：弹性蛋白肽酶解联合微生物发酵蛋白酶解抗氧化活性生物活性

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一种新型冷冻保护剂冻存组织和细胞的效果

中国组织工程研究 2024年

作者：王清芳张芬昌广萍李子晗邢岚彭浩曾秀萍钟桂强陈辉刘波刘振宇梁晓深圳市北科生物科技有限公司

背景：冷冻保存技术能够使组织/细胞于低温环境中长久贮存并维持活性与功能的完整性，这对细胞治疗、组织工程及生物样本库的构建有重大意义。冷冻保护剂常含二甲基亚砜和血清，为规避二甲基亚砜的毒副作用、血清成分的复杂性以及免疫... 详细信息

背景：冷冻保存技术能够使组织/细胞于低温环境中长久贮存并维持活性与功能的完整性，这对细胞治疗、组织工程及生物样本库的构建有重大意义。冷冻保护剂常含二甲基亚砜和血清，为规避二甲基亚砜的毒副作用、血清成分的复杂性以及免疫反应等问题，部分成品冷冻保护剂虽已上市，但面临着成本高、应用受限等诸多难题，因此，迫切需要研发出一种成分明晰且能够解决上述问题的冷冻保护剂。目的：旨在评估一种新型冷冻保护剂对不同来源组织和细胞冻存效果的影响。方法：将新型冷冻保护剂作为实验组，市售及广泛使用的冷冻保护剂作为对照组，分别应用于脐带华通氏胶组织、脐带间充质干细胞、脐血/外周血单个核细胞、NK细胞及CIK细胞冻存，从冻存前和复苏后的细胞形态、数量、活率、表面标志物、分化潜能、细胞杀伤毒性等多方面进行对比分析，确认新型冷冻保护剂的冻存效果及潜在的应用价值。结果与结论：(1)采用新型冷冻保护剂能实现冻存脐带华通氏胶组织复苏后间充质干细胞形态正常，在细胞复苏回收率、表面标志物、分化潜能方面，实验组与对照组均无显著性差异；(2)实验组和对照组脐血/外周血单个核细胞冷冻复苏后的细胞数量和活率无显著性差异，且实验组和对照组NK细胞/CIK细胞冷冻复苏后的细胞数量和活率同样无显著性差异；(3)对于脐血/外周血单个核细胞衍生分化的NK细胞，实验组和对照组CD56+CD16+细胞亚群比例无显著差异，对于脐血/外周血单个核细胞衍生分化的CIK细胞，实验组和对照组CD3+CD8+和CD3+CD56+细胞亚群比例无显著差异；(4)在细胞杀伤毒性方面，当免疫细胞和黑色素瘤细胞系Mel624效靶比为20∶1时，无论是脐血还是外周血单个核细胞衍生分化的NK细胞/CIK细胞，实验组和对照组细胞杀瘤活性无显著差异。结果表明：新型冷冻保护剂能够替代现有的市售和广泛使用的冷冻保护剂，且对于脐带华通氏胶组织、脐带间充质干细胞、脐血/外周血单个核细胞、NK细胞及CIK细胞均适用，为通用冷冻保护剂的规模化、标准化、市场化提供了良好的技术基础。

关键词：冷冻保护剂脐带华通氏胶组织脐带间充质干细胞脐血单个核细胞外周血单个核细胞 NK细胞 CIK细胞

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全球农业动物基因编辑基础研究发展动态分析

农业生物技术学报 2024年第1期32卷 220-233页

作者：张萌萌蒋颖李宁北京首农未来生物科技有限公司

基因编辑技术是一项可以对生物机体DNA序列进行精准修饰的技术。为了解全球该领域特别是针对农业动物基因编辑的发展趋势，本研究运用文献计量法，统计2015～2022年基因编辑技术领域论文数据，系统分析了该领域主要研发机构、研发团队... 详细信息

基因编辑技术是一项可以对生物机体DNA序列进行精准修饰的技术。为了解全球该领域特别是针对农业动物基因编辑的发展趋势，本研究运用文献计量法，统计2015～2022年基因编辑技术领域论文数据，系统分析了该领域主要研发机构、研发团队、研究前沿热点以及农业动物基因编辑技术研究现状。结果表明，我国基因编辑技术在论文层面处于国际领先地位，2015～2022年统计基因编辑技术相关论文量居全球第2，全球排名前20机构中，中国机构含8个，占40%。但与发达国家(美国)相比，我们还存在差距，主要体现在底盘核心技术创新不足，基因编辑系统开发、优化及Cas蛋白发现等均在国外；国际顶级学术期刊发表论文虽居全球第2，但远不及美国，中国在《自然-生物技术》(Nature Biotechnology)期刊中发文量最多(31篇)，仅占美国发文量的五分之一；基因编辑技术在农业动物中的研究报道整体数量较少，但呈逐年增多趋势，其在农业动物育种领域的应用存在巨大的潜力；最后结合自身国情，展望基因编辑技术前景以及在农业动物育种领域的发展趋势，以期为利用基因编辑技术解决农业动物育种特别是抗病育种中重大难题提供参考。

关键词：基因编辑农业动物文献分析全球

全球基因编辑技术产业化发展分析及其在农业动物育种中的应用

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农业生物技术学报 2024年第3期32卷 691-700页

作者：张萌萌蒋颖李宁北京首农未来生物科技有限公司

为了解全球农业动物基因编辑技术专利及其产业化态势，本研究利用专利计量法，统计2015～2022年基因编辑技术领域专利数据，对该领域主要研发机构、主要研发团队、研究前沿热点及针对不同农业动物基因编辑技术的概况进行系统分析。结果... 详细信息

为了解全球农业动物基因编辑技术专利及其产业化态势，本研究利用专利计量法，统计2015～2022年基因编辑技术领域专利数据，对该领域主要研发机构、主要研发团队、研究前沿热点及针对不同农业动物基因编辑技术的概况进行系统分析。结果显示，全球基因编辑技术专利在近8年呈上升趋势；中国申请公开的基因编辑技术专利数量排全球第1，但就整体而言，美国在基因编辑技术领域领跑全球；我国核心技术创新、论文专利质量、顶级研发机构和团队、知识成果转化及产业化机制等方面有待进一步提高。我国基因编辑技术专利在农业动物育种领域中数量较少，有些相关企业已完成千万级首轮融资。本研究对全球农业动物基因编辑产业化发展动态进行系统分析，为我国利用基因编辑技术破解农业动物育种重大难题提供参考。

关键词：基因编辑农业动物专利分析产业化

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牡丹花酶解肽的理化性质及促进皮肤健康功效

食品工业科技 2024年

作者：曾贝贝吕静鲁杏茹智文博李带根厦门元之道生物科技有限公司

为进一步促进牡丹花的开发利用，本研究以酶解的牡丹花酶解肽为研究对象，分析了其分子量分布与氨基酸组成，通过测定体外酪氨酸酶抑制率、抗糖化活性、透明质酸酶抑制率以及抗氧化活性研究其促进皮肤健康的功效，并进一步利用斑马鱼黑... 详细信息

为进一步促进牡丹花的开发利用，本研究以酶解的牡丹花酶解肽为研究对象，分析了其分子量分布与氨基酸组成，通过测定体外酪氨酸酶抑制率、抗糖化活性、透明质酸酶抑制率以及抗氧化活性研究其促进皮肤健康的功效，并进一步利用斑马鱼黑色素沉积模型进行验证。结果表明，牡丹花酶解肽是由15种氨基酸组成的平均分子量为644 Da的小分子肽，当浓度为10 mg/mL时，体外酪氨酸酶抑制率为88.96%，晚期糖基化终末产物（AGEs）抑制率为90.50%，透明质酸酶抑制率为60.43%，DPPH自由基清除率和羟自由基清除率分别为74.77%和94.74%。同时，斑马鱼模型的结果表明牡丹花酶解肽可有效抑制斑马鱼头部黑色素沉积，当样品浓度为1000 μg/mL时，黑色素抑制率达到40.59%。总之，体内外研究结果初步证明牡丹花酶解肽具有良好的促进皮肤健康的潜力。

关键词：牡丹花酶解肽美白皮肤健康抗氧化斑马鱼

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mRNA疫苗在预防动物传染病中的研究进展

畜牧与兽医 2024年第8期56卷 125-133页

作者：俞宗佑邓瑞雪杨进才杨文龙张昊张芳芳翟国元中农威特生物科技股份有限公司甘肃兰州730030

近年来随着全球气候的变化、人类活动领域的拓宽、动物及动物产品国际贸易的频繁,全球新发动物疫病不断出现,促使动物疫情防控形势日益复杂严峻,严重威胁了畜牧业持续健康发展与人类生命健康。然而有效的疫苗接种和预防是控制动物疾病... 详细信息

近年来随着全球气候的变化、人类活动领域的拓宽、动物及动物产品国际贸易的频繁,全球新发动物疫病不断出现,促使动物疫情防控形势日益复杂严峻,严重威胁了畜牧业持续健康发展与人类生命健康。然而有效的疫苗接种和预防是控制动物疾病最有效和最经济的干预措施,与传统疫苗相比,mRNA疫苗由于其研制周期短、易于产业化、生产工艺简单、易对新变体作出反应、能更好诱导免疫反应的特点引起了广泛的关注和研究。本文从mRNA疫苗的类别及递送系统、免疫机理、mRNA的修饰以及动物传染病mRNA疫苗等方面进行概述从而为动物疫病新型疫苗研制提供一定的参考和方向。

关键词： mRNA疫苗及类别免疫机理递送系统 mRNA修饰动物传染病

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猪伪狂犬病病毒LAMP-Taqman检测方法的建立与应用

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中国兽医学报 2024年第10期 2110-2115页

作者：李宇石磊时国强张莹露董振国河北三狮生物科技有限公司

基于环介导等温扩增技术（loop-mediated isothermal amplification, LAMP）和荧光定量PCR技术建立一种猪伪狂犬病病毒（pseudorabies virus, PRV）LAMP-Taqman快速检测体系。针对PRV保守序列设计LAMP引物组，并将环引物修饰荧光基团和... 详细信息

基于环介导等温扩增技术（loop-mediated isothermal amplification, LAMP）和荧光定量PCR技术建立一种猪伪狂犬病病毒（pseudorabies virus, PRV）LAMP-Taqman快速检测体系。针对PRV保守序列设计LAMP引物组，并将环引物修饰荧光基团和淬灭基团作为Taqman探针，以实际阳性样本和重组质粒为模板，测试体系组分添加量、特异性、灵敏度和重复性；同时，使用市售恒温检测试剂盒平行测试38份实际样本，验证LAMP-Taqman检测体系的实际检测效果。结果显示，各组分最佳终浓度为：PRV-FIP/BIP 0.8μmol/L,Bst DNA聚合酶0.7 U/μL,TaqDNA聚合酶0.24 U/μL,dNTPs 1.6 mmol/L,MgSO47.2 mmol/L;体系特异性好，不与其他病毒样本产生交叉反应，梯度样本的线性相关系数（R2）为0.995,重复性测试的变异系数小于3.000%,最低检出限可达2.81×10～2拷贝/μL;对实际样本的测试结果与市售恒温荧光法检测试剂完全一致。结果表明，基于LAMP-Taqman方法建立的PRV检测体系特异灵敏、稳定准确，是一种适用于猪群PRV精准检测的可靠技术方法。

关键词：伪狂犬病病毒环介导等温扩增技术 Taqman 检测方法