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病理学家式可解释AI:前列腺癌格里森分级的透明化诊断新纪元
前列腺癌是全球男性健康的重大威胁,2020年新增病例约150万例。目前临床主要采用格里森分级系统(Gleason grading system)评估肿瘤侵袭性,该系统根据腺体结构特征将肿瘤分为1-5级(其中1-2级已与3级合并),最终评分为主要和最高级模式之和(6-10分)。尽管广泛应用,该体系存在采样偏差和主观评估等局限性,导致不同病理学家间存在显著观察差异(interobserver variability)。近年来人工智能(AI)在格里森分级中展现出巨大潜力,但传统端到端模型存在"黑箱"问题,其决策过程缺乏透明度,临床应用中可能产生确认偏误(confirmation bias)。虽然事后
来源:Nature Communications
时间:2025-10-10
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综述:从早期到晚期肝期停滞的基因减毒寄生虫作为疟疾疫苗接种策略的路径
基因减毒寄生虫的疫苗开发路径疟疾仍是全球重大健康威胁,尽管基于环子孢子蛋白(CSP)的亚单位疫苗RTS,S和R21已获WHO推荐,但其效力随时间推移而下降(30-80%),难以实现203年降低疟疾死亡率90%的目标。全孢子虫(Whole sporozoite, WSp)疫苗通过辐射减毒(RAS)、化学预防(CPS)或基因减毒(GAP)策略,能诱导更全面的免疫应答,其中基因减毒寄生虫(GAP)因能精准控制寄生虫生命周期阶段而备受关注。早期肝期停滞GAPs的探索早期GAPs通过删除肝期发育早期必需基因实现减毒。例如,基于△uis3/△uis4的双基因敲除在鼠疟模型中显示完全减毒,免疫后可诱导100
来源:npj Vaccines
时间:2025-10-10
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Nature子刊:六种CNV检出工具的性能评估
拷贝数变异(CNV),也就是基因组区域的增加或缺失,与疾病发生(尤其是癌症)密切相关。单细胞技术的突破性进展为捕捉样本内CNV异质性以及鉴定与肿瘤进展相关的亚克隆提供了全新视角。尽管目前已开发出多种从单细胞RNA测序数据中推断CNV的计算工具,但缺乏独立的性能评估体系使得研究人员难以选择合适的方法,这严重阻碍了CNV在癌症生物学中的功能研究。为填补这一空白,德国慕尼黑大学领导的研究团队对六种主流的scRNA-seq CNV检测工具进行了全面基准测试,并将结果发表在《Nature Communications》杂志上。研究人员采用21个scRNA-seq数据集,通过多维度指标评估各方法在CNV识
来源:Nature Communications
时间:2025-10-10
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综述:解密器官趋向性揭示转移中的治疗靶点
引言转移是癌症相关死亡的主要原因,其器官分布并非随机,而是由肿瘤细胞的器官趋向性(organotropism)所主导。这一现象受到解剖结构、分子互作和微环境兼容性的共同调控,远超出血管床机械滞留的范畴,体现了肿瘤内在程序与器官特异性生态位(niche)的精密协调。解剖学决定因素转移的器官趋向性深受解剖结构定义的物理路径影响。循环肿瘤细胞(CTCs)通常滞留在原发性肿瘤下游的首个毛细血管床,例如结直肠癌通过门静脉转移至肝脏,乳腺癌通过肺循环转移至肺部。然而,血管解剖 alone 无法完全解释器官趋向性,因为具有相似血流速率的器官(如肝、肾、脑)显示出明显不同的转移倾向。血管系统的结构和动力学在肿
来源:Frontiers in Cell and Developmental Biology
时间:2025-10-10
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ZnO纳米颗粒对拟南芥的分子调控机制:miRNA与代谢组学视角下的植物应激响应研究
Abstract锌氧化物纳米颗粒(ZnO NPs)在农业与植物研究中的应用仍存争议。本研究探索了拟南芥(哥伦比亚生态型)对ZnO NP暴露的分子响应,重点关注miRNA表达与代谢物谱系,揭示了植物应答机制的新见解。ZnO NPs以三种浓度(8、40、80 mg·kg−1)施用于泥炭平板(Jiffy®)。结果显示其对植物表型性状存在剂量依赖性负面影响,尤其是生长与叶绿素含量下降。值得注意的是,ZnO NPs显著扰乱金属稳态,导致锌积累升高以及锰、铁、钙吸收改变。抗氧化防御应答的基因表达分析显示浓度特异性调控,表明在ZnO NP胁迫下植物转向更特化的抗氧化机制。具体而言,较低浓度(8与40 mg·
来源:Genes & Diseases
时间:2025-10-10
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超越体重:研究体表面积对移植物CD34+细胞剂量的影响——一家中心的研究经验
在血液肿瘤治疗领域,自体造血干细胞移植(autologous stem cell transplantation, SCT)是治疗多发性骨髓瘤(multiple myeloma, MM)和非霍奇金淋巴瘤(Non-Hodgkin lymphoma, NHL)等疾病的重要手段。本研究旨在探讨基于体重、体表面积(body surface area, BSA)和体重指数(body mass index, BMI)进行CD34+细胞剂量调整对移植后中性粒细胞和血小板植入时间的影响。研究结果表明,尽管BMI对造血恢复时间没有显著影响,但BSA在预测血小板植入时间方面具有重要意义。特别是男性患者,其较高的B
来源:Cytotherapy
时间:2025-10-10
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基于磁性捕获自驱动微流控芯片的数字荧光免疫分析平台及其在CRP精准定量中的应用
HighlightMaterials and Methods有关化学试剂、探针合成、玻璃纤维膜(GFM)处理、COMSOL模拟、图像处理、生物流体中CRP稀释以及校准方程的详细信息见补充材料S1。Design and working principle of SDMFIC图1(a)展示了SDMFIC平台的整体布局,可实现芯片上免疫分析。该芯片设有样本加样口、检测探针区(载有QD标记检测抗体的GFM@DP)、混合微通道I(DP与目标物孵育)、捕获探针区(载有MNP标记捕获抗体的GFM@CP)、混合微通道II(形成CP–CRP–DP免疫复合物)以及下游感应区。感应区下方嵌有1×1 mm永磁体,用于
来源:Biosensors and Bioelectronics
时间:2025-10-10
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用于马匹健康连续监测的可穿戴智能纺织带:一种非侵入式无线传感平台
HighlightElectronic system design and fabrication采用商业软件(Autodesk Eagle Version 9.6.2)生成柔性印刷电路板(fPCB)的示意图与布局。智能纺织带采用三层堆叠式三岛结构fPCB设计,集成商用电子元件:第一岛搭载三轴数字加速计、定制心电图(ECG)放大器和麦克风;第二岛包含电池充电与电压调节电路;第三岛集成微控制器(MCU)、无线模块和存储单元。各岛屿通过柔性铜迹线连接,整体封装于弹性纺织基底中,确保佩戴舒适性与机械耐久性。Overall system design and benchtop evaluation图1
来源:Biosensors and Bioelectronics
时间:2025-10-10
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超平坦场效应晶体管阵列实现亚细胞分辨率下细胞-基底粘附的实时无标记监测
在生命科学研究领域,体外细胞模型作为连接复杂体内研究和无细胞分子研究的重要桥梁,发挥着不可替代的作用。然而,传统的细胞研究方法通常需要对特定生物标志物进行荧光标记,这不仅可能干扰细胞的自然状态,还限制了长期实时观测的可能性。虽然Electric Cell-substrate Impedance Sensing(ECIS,细胞-基底阻抗传感)技术能够实现无标记监测细胞粘附、增殖和迁移过程,但其微电极尺寸限制(最小直径50μm)使得单细胞水平研究变得困难,许多实验只能使用形成致密层的细胞系进行。为了突破这一技术瓶颈,来自德国亚琛工业大学的研究团队开发了一种革命性的超平坦场效应晶体管(UF-FETs
来源:Biosensors and Bioelectronics
时间:2025-10-10
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综述:19F NMR探针:用于多种分析物识别与鉴别的通用工具
19F NMR(核磁共振)技术凭借其高灵敏度、无背景干扰及宽化学位移范围等独特优势,已成为识别和鉴别多种分析物的强大工具。本综述系统阐述了19F NMR探针的设计策略、识别机制及其在生命科学、环境监测和工业应用中的前沿进展。19F NMR光谱:传感应用中的通用技术19F核具有100%天然丰度、高灵敏度(约为1H的83%)及超过400 ppm的宽化学位移范围,使其成为理想的分析平台。与13C、15N等核相比,19F NMR能更清晰地区分结构相似的化合物。其最小背景干扰特性(因天然有机物中氟含量极低)进一步提升了复杂体系中分析物检测的准确性。目前,19F NMR探针主要基于三种机制:化学传感器(共
来源:TrAC Trends in Analytical Chemistry
时间:2025-10-10
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综述:分子印迹聚合物用于生物标志物检测:设计、建模与传感策略的进展
分子印迹聚合物(Molecularly Imprinted Polymers, MIPs)作为一种具有预定选择性的"塑料抗体",通过模板引导聚合形成与目标分子空间互补的识别空腔,在生物标志物检测领域展现出显著优势。与传统生物识别元件相比,MIPs具有稳定性高、成本低廉、可定制性强等特点,尤其适用于复杂基质中低丰度生物标志物的检测。印迹方法的创新进展传统印迹方法如本体聚合、乳液聚合和沉淀聚合虽广泛应用,但仍面临结合位点异质性、模板泄露及传质效率低等挑战。近年来涌现的先进策略包括:•固相印迹技术:通过将模板固定于固相载体(如硅胶颗粒、磁性纳米粒子),聚合后经温度控制洗脱获得高亲和性纳米MIPs(n
来源:TrAC Trends in Analytical Chemistry
时间:2025-10-10
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综述:三色发射比率荧光在生化传感分析中的应用:原理、探针构建与应用
优势与创新性三色发射比率荧光技术通过引入第三发射通道,克服了传统单信号荧光探针易受环境干扰(如光漂白、浓度波动)和双信号系统动态范围有限的瓶颈。其核心优势在于通过三通道比率计算实现自校准,大幅降低假阳性信号,同时扩展了可视化检测的色域范围,便于裸眼或智能手机终端区分细微浓度变化。此外,该系统支持多靶标同步检测(如病毒-细菌-生物硫醇组合),为复杂样本分析提供可能。探针构建策略探针设计主要分为三类:单发射体设计(单一材料通过波长可调产生三色发射,如掺杂碳点)、双发射体设计(两种发射体协同作用,第三色通过能量转移或化学反应生成)及三发射体设计(三种独立发射体集成于同一平台)。材料体系涵盖碳点(CD
来源:TrAC Trends in Analytical Chemistry
时间:2025-10-10
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利用海洋硅藻三角褐指藻叶绿体异源合成β-蒎烯的代谢工程研究
萜类化合物是一类广泛存在于自然界的重要次生代谢产物,在食品、化妆品和医药等领域具有广泛应用。其中,单萜类化合物β-蒎烯(β-pinene)因其独特的化学性质和商业价值(年市场规模约1.02亿美元)备受关注。它不仅被用于香料和树脂工业,还作为食品添加剂、高密度航空燃料替代品和生物材料的前体,近年来更因其抗菌、抗炎等药用价值显示出巨大的医药潜力。然而,目前β-蒎烯的生产主要依赖从松节油中分馏提取,这种方法受植物种类、采收时间和地理来源的影响较大,导致产量不稳定、纯度低,且生产过程不可持续。为了解决这一问题,研究人员将目光投向了微生物合成。尽管大肠杆菌(Escherichia coli)和酿酒酵母(
来源:New Biotechnology
时间:2025-10-10
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基于离子液体和MXene的多功能可降解水凝胶:用于可穿戴电子设备的自修复、热响应传感新材料
在生物医学工程和可穿戴技术领域,皮肤友好的柔性电子材料正变得越来越重要。电子皮肤、柔性传感器和组织工程平台等设备,能够实时监测生理和机械刺激,展现出巨大的应用前景。然而,开发高性能柔性传感器的关键在于材料选择——不仅需要具备理想的机械特性(如拉伸性和耐久性),还必须拥有可靠的传感能力。传统传感器通常采用柔性金属导体(如银纳米线、金、铜箔或液态金属)或导电聚合物复合材料,这些材料虽然取得了显著进展,但仍存在明显局限性:皮肤适应性差、灵敏度低、拉伸性有限、生物相容性不理想,以及导电填料与聚合物基质间的界面相容性弱。另一方面,水凝胶作为具有高含水量的三维聚合物网络,因其优异的拉伸性、皮肤顺应性和生物
来源:Materials Today Bio
时间:2025-10-10
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基于双域工程化外泌体的自供电微针递送平台用于感染伤口治疗
在生物医学工程和可穿戴技术领域,柔性电子材料正面临重大挑战:传统金属导体存在皮肤适应性差、灵敏度低的问题,而常规水凝胶又受限于机械强度弱和导电性不足的双重瓶颈。更严峻的是,电子废弃物的不可降解性正造成日益严重的环境问题。针对这些痛点,研究人员在《Materials Today Bio》发表了一项突破性研究,通过创新性地整合离子液体与MXene纳米材料,开发出兼具多重功能特性的智能水凝胶体系。研究团队采用离子交换法合成四丁基磷苯乙烯磺酸盐(PSS)离子液体,通过盐酸/氟化锂蚀刻法制备Ti3C2Tx MXene纳米片,最后将聚乙烯醇(PVA)、硼砂、PSS和MXene共混构建三维网络结构。关键技术
来源:Materials Today Bio
时间:2025-10-10
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使用光学探针检测动脉粥样硬化小鼠和临床样本中的天冬氨酰氨基肽酶
动脉粥样硬化(Atherosclerosis, AS)是全球范围内的重大健康问题,其与心血管疾病的发病率和死亡率密切相关。作为一种慢性疾病,动脉粥样硬化主要表现为动脉壁内脂质沉积、炎症细胞聚集以及纤维组织形成,从而导致斑块形成和血管狭窄。这种病理过程不仅增加了心脏病发作、中风和外周动脉疾病等严重心血管事件的风险,还成为全球公共卫生关注的焦点。尽管在预防和治疗方面已有显著进展,但动脉粥样硬化的诊断和干预仍面临诸多挑战,尤其是在灵敏度、特异性和体内检测能力方面。因此,开发一种能够精准识别动脉粥样硬化病变中特定酶活性的新型成像工具显得尤为重要。近年来,科学家们对多种酶和生物标志物在动脉粥样硬化发生发
来源:Materials Today Bio
时间:2025-10-10
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ISWI染色质重塑酶通过诱导组蛋白动态变化促进核小体DNA转位的机制研究
在真核细胞中,基因组DNA通过缠绕在组蛋白八聚体上形成核小体结构,这种染色质基本单元在保护DNA的同时也限制了基因的可及性。染色质重塑酶(chromatin remodelers)作为一类依赖ATP水解的分子机器,能够通过改变核小体间距和位置来调控基因表达。其中ISWI(Imitation SWItch)家族重塑酶在染色质成熟和空间组织中发挥关键作用,它通过将DNA在组蛋白表面进行转位(translocation)来实现核小体滑动,而不破坏核小体结构。尽管近年来通过冷冻电镜(cryo-EM)技术在结构表征方面取得了巨大进展,但组蛋白构象变化在重塑过程中的作用程度仍不明确,同时调控性NTR(N-
来源:Journal of Molecular Biology
时间:2025-10-10
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Orm2通过调控LCB-Ypk1-Orm1信号通路介导氮诱导的鞘脂合成及内吞作用
在真核细胞中,鞘脂(sphingolipids, SPLs)不仅是细胞膜的重要结构组分,更是调控细胞生长、应激反应和信号转导的关键分子。鞘脂生物合成始于内质网中的丝氨酸棕榈酰转移酶(serine palmitoyltransferase, SPT)催化的缩合反应,生成鞘脂前体长链碱基(long-chain bases, LCBs),随后经一系列修饰形成复杂的鞘脂。这个过程受到精密调控,其中Orm(Orosomucoid)家族蛋白作为SPT的负调控因子,通过结合SPT催化亚基抑制其活性。在酿酒酵母中,存在两个Orm同源蛋白——Orm1和Orm2。长期以来,科学界普遍认为它们功能冗余,主要协同维持
来源:Journal of Lipid Research
时间:2025-10-10
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维生素D状态与乳腺癌风险:观察性研究与随机对照试验的系统综述与荟萃分析
乳腺癌(BCa)已成为全球发病率最高的恶性肿瘤,2020年新发病例高达230万例,严重威胁女性健康。在营养与癌症研究领域,维生素D与乳腺癌风险的关联始终存在争议:大量观察性研究显示维生素D状态与乳腺癌风险呈负相关,但随机对照试验却未能证实补充维生素D具有预防作用。这种流行病学研究与临床试验结论的“分裂”现象,促使研究者深入探索背后原因——是研究设计差异?人群基线特征影响?还是干预措施本身存在问题?为破解这一科学谜题,英国利兹大学食品科学与营养学院的Cheuk L. Wong和Jing Guo团队开展了这项系统综述与荟萃分析研究,成果发表于营养学权威期刊《Proceedings of the N
来源:Proceedings of the Nutrition Society
时间:2025-10-10
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维生素调控肠道菌群代谢活性:基于体外批量发酵模型的短链脂肪酸产生机制研究
在人体健康的复杂拼图中,肠道微生物群近年来已成为一颗璀璨的核心拼块。这些数以万亿计的微生物不仅参与消化吸收,更通过其代谢产物与宿主免疫、代谢甚至神经系统发生深刻互动。其中,短链脂肪酸(SCFA)——尤其是丁酸盐(butyrate)——作为肠道菌群发酵膳食纤维的主要产物,已被证明具有抗炎、维持肠道屏障完整性及调节能量代谢等多重功能。然而,究竟是什么因素在精细调控这些有益代谢物的产量,仍是科学家们迫切希望解开的谜题。维生素作为人体必需的微量营养素,传统上被认为主要参与宿主细胞的生化反应。但新兴证据表明,它们可能直接或间接地影响肠道菌群的组成与功能。尽管已有研究提示维生素与微生物群存在关联,但关于各
来源:Proceedings of the Nutrition Society
时间:2025-10-10