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基于细胞力传感器探索卵泡发育机制

医用生物力学 2024年第5期39卷 992-997页

作者：杨青青任冀峰阮鑫王鹏旭董晓英首都医科大学中医药学院北京100069 首都医科大学生物医学工程学院北京100069

细胞力传感器在卵泡正常发育过程中发挥着重要作用,它由整合素、黏着斑、信号通路和细胞骨架组成。在卵泡发育过程中,细胞力传感器能将力学刺激转化为生化信号,激活信号通路,使细胞骨架响应刺激,促进生殖细胞迁移、减数分裂和排卵。从... 详细信息

细胞力传感器在卵泡正常发育过程中发挥着重要作用,它由整合素、黏着斑、信号通路和细胞骨架组成。在卵泡发育过程中,细胞力传感器能将力学刺激转化为生化信号,激活信号通路,使细胞骨架响应刺激,促进生殖细胞迁移、减数分裂和排卵。从力传感器在卵泡发育中的作用和相关信号通路等两方面探讨卵泡发育作用机制,为卵泡发育的深入研究提供新思路。

关键词：细胞力传感器卵泡发育细胞骨架

抗GPC3单链抗体细菌外膜囊泡的制备及其肝细胞癌靶向性的鉴定

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生物工程学报 2024年第7期40卷 2258-2269页

作者：杨邦亚邓雨霏马官荣方廖琼白晋重庆医科大学生物医学工程学院超声医学工程国家重点实验室重庆400016 重庆医科大学重庆市生物医学工程学重点实验室重庆400016

本研究旨在制备抗磷脂酰肌醇蛋白聚糖3 (glypican-3,GPC3)单链抗体的细菌外膜囊泡(outer membrane vesicles,OMVs),分析其在体内外对Hep G2肝癌细胞及组织的靶向效果。通过合成Hbp-h GC 33-sc Fv基因并连接至p ET28a表达载体,构建重组... 详细信息

本研究旨在制备抗磷脂酰肌醇蛋白聚糖3 (glypican-3,GPC3)单链抗体的细菌外膜囊泡(outer membrane vesicles,OMVs),分析其在体内外对Hep G2肝癌细胞及组织的靶向效果。通过合成Hbp-h GC 33-sc Fv基因并连接至p ET28a表达载体,构建重组表达质粒p ET28a-Hbp-h GC 33-sc Fv;采用免疫印迹法检测原核表达的融合蛋白Hbp-h GC 33-sc Fv,确定其最适诱导条件;采用超滤浓缩法收集重组表达菌株分泌的外膜囊泡(Hbp-h GC 33-OMVs)并进行表征;采用免疫电镜技术分析Hbp-h GC 33-sc Fv在细菌及Hbp-h GC 33-OMVs的定位情况;采用免疫荧光法观察其与Hep G2细胞的结合效果。建立Hep G2荷瘤小鼠模型,通过活体荧光成像系统观察Hbp-h GC 33-OMVs在小鼠肿瘤部位的靶向滞留情况。结果显示,融合蛋白的实际分子量为175.3 k Da,最佳诱导条件为在OD600=0.5时加入0.5 mmol/L IPTG于16℃低温诱导过夜。Hbp-h GC 33-OMVs平均粒径为(112.3±4.6) nm,具有不规则球形结构,表达外膜囊泡标记蛋白Omp C、Omp A和融合蛋白Hbp-h GC 33-sc Fv。与野生型wt OMVs相比,Hbp-h GC 33-OMVs组对Hep G2细胞的结合效果更强(P=0.008)。活体成像显示,Hbp-h GC 33-OMVs组能快速精准地靶向肿瘤部位。抗GPC3单链抗体细菌外膜囊泡的成功制备为肝细胞癌的特异性靶向治疗奠定了实验基础。

关键词：磷脂酰肌醇蛋白聚糖3 单链抗体细菌外膜囊泡肝细胞癌靶向治疗

基于快速加卸载的单轴拉伸识别屈光术后兔角膜的生物力学特性

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生物医学工程学杂志 2024年第1期41卷 136-143页

作者：张迪张海霞李林首都医科大学生物医学工程学院、首都医科大学临床生物力学应用基础研究北京市重点实验室北京100069 山东第一医科大学、山东省医学科学院放射学院山东泰安271016

为了认识行角膜切削手术后兔眼角膜生物力学特性随修复时间如何变化,本研究选取21只健康成年兔,左眼作为实验眼,右眼作为对照眼,进行对比实验。首先,对所有兔的左眼采用板层刀移除角膜前表面部分组织(原角膜厚度的30%~50%),作为模拟角... 详细信息

为了认识行角膜切削手术后兔眼角膜生物力学特性随修复时间如何变化,本研究选取21只健康成年兔,左眼作为实验眼,右眼作为对照眼,进行对比实验。首先,对所有兔的左眼采用板层刀移除角膜前表面部分组织(原角膜厚度的30%~50%),作为模拟角膜屈光手术的动物模型。其次,将实验兔分别饲养1个月、3个月、6个月后处死,利用其体外角膜制作条状试样,进行加卸载速率平均约为0.16 mm/s的单轴拉伸实验;最后,利用黏—超弹性本构模型,对加卸载数据进行拟合。结果显示,模拟手术后1个月、3个月,实验眼与对照眼角膜的黏弹性参数差异具有统计学意义;术后3个月,实验眼角膜与对照眼角膜,在应变水平分别为0.02、0.05时,其切向模量差异具有统计学意义;术后6个月组的实验眼角膜与对照眼角膜,生物力学参数差异无统计学意义。上述结果表明,与对照眼相比,实验眼角膜生物力学特性随术后时间有所变化,术后3个月实验眼与对照眼之间角膜的切向模量的比值增大,随后减小;这为基于临床上获取的快速测试数据认识角膜屈光手术术后角膜生物力学特性奠定了前期基础。

关键词：角膜角膜屈光手术生物力学特性单轴拉伸实验黏—超弹性

基于多尺度多层次特征融合和轻量化卷积神经网络的结直肠息肉检测

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生物医学工程学杂志 2024年第5期41卷 911-918页

作者：李奕扬赵佳漪余若伊刘辉翔梁爽谷宇首都医科大学生物医学工程学院北京100069 首都医科大学基础医学院北京100069 北京信息科技大学自动化学院北京100192 首都医科大学临床生物力学应用基础研究北京市重点实验室北京100069 首都医科大学基础临床联合实验室北京100069

结直肠息肉的早期诊断和治疗对于预防结直肠癌至关重要。本文提出一种用于结直肠息肉自动检测与辅助诊断的轻量化卷积神经网络,首先基于53层卷积层骨干网络,引入空间金字塔池化模块,实现具有不同感受野大小的特征提取。然后,采用特征金... 详细信息

结直肠息肉的早期诊断和治疗对于预防结直肠癌至关重要。本文提出一种用于结直肠息肉自动检测与辅助诊断的轻量化卷积神经网络,首先基于53层卷积层骨干网络,引入空间金字塔池化模块,实现具有不同感受野大小的特征提取。然后,采用特征金字塔网络对骨干网络中不同尺度的特征图进行交叉融合,利用空间注意力模块提高对息肉图像边界和细节的感知能力。再进一步通过位置模式注意力模块,在不同层级的特征图中自动挖掘关键特征并整合,以实现快速高效准确的结直肠息肉自动检测。本文基于临床数据集对所提模型进行评估,其精度达到0.9982,召回率达到0.9988,F1分数达到0.9984,平均精度(mAP)在交并比(IOU)为0.5时达到0.9953,帧率74帧/s,参数量9.08 M。相较于现有主流方法,本文所提出方法具有轻量化、运行配置要求低、高检测速度、高精度等特点,可为结直肠癌的早期检测和诊断提供可行的技术方法和重要工具。

关键词：结直肠息肉结直肠癌目标检测计算机辅助诊断深度学习

H9胚胎干细胞源细胞外囊泡促进子宫内膜损伤修复的研究

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中国病理生理杂志 2024年第8期40卷 1497-1504页

作者：陈芷琪马靖姜咏竹马官荣杨邦亚王斓茜方廖琼王智彪重庆医科大学生物医学工程学院超声医学工程国家重点实验室重庆400016 重庆生物医学工程学重点实验室重庆400016

目的:探究H9人胚胎干细胞(H9-hESCs)细胞外囊泡(EVs)对子宫内膜损伤修复的影响。方法:从H9-hESCs培养上清中提取EVs并鉴定。建立小鼠子宫内膜损伤模型,将其双侧子宫分为EVs实验组和PBS对照组,分别进行EVs和PBS注射,HE染色观察子宫内膜... 详细信息

目的:探究H9人胚胎干细胞(H9-hESCs)细胞外囊泡(EVs)对子宫内膜损伤修复的影响。方法:从H9-hESCs培养上清中提取EVs并鉴定。建立小鼠子宫内膜损伤模型,将其双侧子宫分为EVs实验组和PBS对照组,分别进行EVs和PBS注射,HE染色观察子宫内膜组织病理学变化、免疫组化法分析增殖细胞核抗原(PCNA)表达情况。通过EdU法、Western blot法评估EVs对人子宫内膜基质细胞(hEndoSCs)增殖的影响。结果:H9-hESCs-EVs是粒径为(144.7±2.1)nm并且具有膜结构的纳米小体,表达CD63和TSG101特征蛋白。与PBS组相比,EVs实验组子宫内膜组织形态完整、厚度及腺体数量增加,EVs实验组PCNA表达的平均光密度较PBS组显著升高(P<0.05)。EdU、Western blot检测结果显示H9-hESCs-EVs促进hEndoSCs增殖,且与EVs呈现蛋白浓度正相关(P<0.05)。结论:H9-hESCs-EVs通过提高子宫内膜基质细胞增殖促进子宫内膜损伤修复。

关键词：胚胎干细胞细胞外囊泡子宫内膜子宫内膜基质细胞细胞增殖

肠道菌群与糖尿病、炎症因子及C反应蛋白的因果关系——孟德尔随机化分析

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首都医科大学学报 2024年第3期45卷 488-493页

作者：胡亚芬华琳首都医科大学大兴教学医院内分泌科北京102600 首都医科大学生物医学工程学院智能医学工程学学系北京100069

目的探索糖尿病与肠道菌群失调以及炎症因子和C反应蛋白的相关性。方法将肠道菌群作为暴露因素,糖尿病、炎症因子和C反应蛋白作为结局因素,以单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNPs)作为工具变量,采用孟德尔随机化分析... 详细信息

目的探索糖尿病与肠道菌群失调以及炎症因子和C反应蛋白的相关性。方法将肠道菌群作为暴露因素,糖尿病、炎症因子和C反应蛋白作为结局因素,以单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNPs)作为工具变量,采用孟德尔随机化分析方法探讨肠道菌群与糖尿病、炎症因子和C反应蛋白的关系。结果粪球菌、戴阿利斯特杆菌、毛螺菌和吉氏拟杆菌等在糖尿病人群中丰度相对较低,而嗜胆菌和罗姆布茨菌在糖尿病人群中丰度相对较高。戴阿利斯特杆菌与白介素-17(interleukin-17,IL-17)相关(β=0.797,P=0.036)。C反应蛋白与粪球菌(β=-0.036,P=0.027)、吉氏拟杆菌(β=-0.216,P=0.015)和戴阿利斯特杆菌(β=-0.028,P=0.030)均呈负相关。对于粪球菌和吉氏拟杆菌与糖尿病的关系,C反应蛋白存在中介效应。结论本研究结果提示肠道菌群、C反应蛋白和糖尿病存在潜在的相互作用。

关键词：肠道菌群糖尿病炎症因子 C-反应蛋白孟德尔随机化

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糖尿病前期周围神经病变的临床和电生理研究

中华神经科杂志 2024年第3期57卷 248-254页

作者：翦凡陈琳陈娜李景芬王颖张磊程凤杨硕王恒恒华琳王瑞青刘阳潘华张在强首都医科大学附属北京天坛医院神经病学中心、国家神经系统疾病临床医学研究中心北京100070 首都医科大学生物医学工程学院智能医学工程学学系北京100069 首都医科大学附属北京天坛医院健康管理中心北京100070

目的探讨糖尿病前期患者周围神经病变的临床和电生理特点。方法收集2019—2022年在首都医科大学附属北京天坛医院招募的20~65岁糖代谢异常风险人群行口服糖耐量试验,前瞻性收集符合美国糖尿病协会诊断标准的空腹血糖受损或糖耐量异常患... 详细信息

目的探讨糖尿病前期患者周围神经病变的临床和电生理特点。方法收集2019—2022年在首都医科大学附属北京天坛医院招募的20~65岁糖代谢异常风险人群行口服糖耐量试验,前瞻性收集符合美国糖尿病协会诊断标准的空腹血糖受损或糖耐量异常患者,排除可能导致周围神经受损的其他病因及神经根病患者。依据2010年多伦多共识多发性神经病(PN)临床诊断标准,按照是否存在PN的症状体征,将患者划分为临床PN组和临床无PN组。对所有患者行感觉运动神经传导检测(NCS)、F波检测、交感皮肤反应、心率变异率及电流感觉阈值测定(CPT),比较各项检查的异常率,比较临床亚组间各项电生理检查异常率的差异。结果最终入组糖尿病前期患者共73例,依据多伦多共识标准可诊断为临床PN的患者仅20例(27.4%)。患者的CPT异常率为68.5%(50/73),显著高于F波、下肢NCS、上肢腕管综合征电生理检查、交感皮肤反应、心率变异率的异常率[分别为2.7%(2/73)、0(0/73)、26.0%(19/73)、6.8%(5/73)、5.5%(4/73),McNemar二项分布精确检验,均P<0.001]。采用2000 Hz、250 Hz和5 Hz的正弦波电刺激,通过CPT分别检测粗髓鞘、薄髓鞘和无髓鞘的感觉神经纤维的感觉阈值。糖尿病前期患者手部无髓鞘的小纤维(C纤维)异常率[21.9%(16/73)]较粗髓鞘的大纤维(Aβ纤维)异常率高[8.2%(6/73),χ^(2)=5.352,P=0.021];足部薄髓鞘(Aδ纤维)和无髓鞘的小纤维(C纤维)异常率[42.5%(31/73)和39.7%(29/73)]均较粗髓鞘的大纤维(Aβ纤维)异常率高[11.0%(8/73),χ^(2)=18.508、15.965,均P<0.001)。临床PN组与临床无PN组相比,CPT[90.0%(18/20)与60.4%(32/53),χ^(2)=5.904,P=0.015]和交感皮肤反应[20.0%(4/20)与1.9%(1/53),P=0.016]的异常率显著增高。结论糖尿病前期的周围神经病变多无症状或为亚临床周围神经病。糖代谢异常早期最易累及无髓鞘和薄髓鞘的小纤维,可通过选择性检测小神经纤维功能的电生理方法早期发现病损。

关键词：糖尿病前期周围神经病电生理感觉阈值早期诊断

基于智能合约和雾计算的医疗数据可追溯加密方案

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信息安全研究 2024年第6期10卷 554-560页

作者：常雨晴贺婉朦周璐瑶彭振皖安徽医科大学生物医学工程学院合肥230012

传统的医疗系统解决了诸如医疗记录管理、患者信息存储、医疗资源调度等问题.然而,在应对日益增加的数据量和复杂的访问控制需求时存在着医疗隐私泄露、数据安全性和终端设备负载等缺陷.针对以上问题,提出一种面向医疗数据隐私保护的基... 详细信息

传统的医疗系统解决了诸如医疗记录管理、患者信息存储、医疗资源调度等问题.然而,在应对日益增加的数据量和复杂的访问控制需求时存在着医疗隐私泄露、数据安全性和终端设备负载等缺陷.针对以上问题,提出一种面向医疗数据隐私保护的基于智能合约和雾计算的可追溯加密方案.通过引入授权机制和基于属性加密的可撤销机制,有效保护了医疗数据的隐私,并避免了密钥滥用的情况.同时,通过在私钥中嵌入用户信息,进一步增强数据安全性.智能合约作为访问控制的参与方,负责执行用户的授权验证,部分解密操作由雾节点承担,从而减轻了终端设备的负荷,实现了负载均衡.通过与其他同类型方案进行计算开销、存储开销和安全性的对比发现,该方案具有更高的计算和存储效率.

关键词：属性加密访问控制雾节点医疗数据隐私智能合约

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腰部肌电信号数据采集与智能传感方式研究进展

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中国医疗器械杂志 2024年第2期48卷 119-125页

作者：冯景辉余宇习佳宁广州医科大学生物医学工程学院广州市511436

我国面临人口老龄化趋势,腰痛是老年人关注的神经肌肉类疾病症状。准确地分析腰痛的病因,对患者及时介入治疗和康复有重要意义。腰部肌肉电信号作为一种生物电信号,对其进行采集和分析是研究腰痛的重要方向。该文综述了不同类型传感器... 详细信息

我国面临人口老龄化趋势,腰痛是老年人关注的神经肌肉类疾病症状。准确地分析腰痛的病因,对患者及时介入治疗和康复有重要意义。腰部肌肉电信号作为一种生物电信号,对其进行采集和分析是研究腰痛的重要方向。该文综述了不同类型传感器对腰部信号的采集方式,介绍了针电极、表面肌电电极和阵列电极的信号特点,概述了信号处理算法的使用情况,指出无线化传感和运用深度学习算法是发展方向,并对其进一步的发展提出展望。

关键词：腰痛肌肉电信号智能传感