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综述:生物过程作为探索性动力学
Abstract许多生物过程可被理解为一种底层动力学的结果:系统反复经历多种失败路径(abortive trajectories),仅当达成特定过程、目的、结构或功能时动力学过程才会终止。典型范例是微管(microtubules)附着动粒(kinetochores)的过程——这是染色体分离和细胞分裂的前提。该过程表现为看似无效的时间历程:微管反复生长与收缩而未实现染色体附着。本文假设,对于不依赖初始条件而取决于终态的生物过程,此类探索性动力学(exploratory dynamics)是生物学实现高保真功能的独特且必需的解决方案。这种因果关系与物理化学中初始条件决定结果的现象形成鲜明对比。动力
来源:Biophysical Journal
时间:2025-09-12
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从液晶到生物膜:Erich Sackmann的跨学科探索及其对膜生物物理学的奠基性贡献
追溯Erich Sackmann从液晶研究转向生物膜领域的学术历程。生物膜(Biological membranes)与液晶(Liquid Crystals)因具有相似的分子有序性和对称性而紧密关联,这一深刻联系促使1960-1970年代的研究者频繁跨越两个领域。Sackmann早期将液晶物理中的有序性、相变(phase transition)、各向异性(anisotropy)及动力学概念引入膜生物学,持续为膜的组织结构和行为机制提供独特见解,奠定了现代生物膜物理学与生物物理学的基础。他擅长利用简化"模型膜(model membranes)"作为工具,在可控条件下分离并研究膜行为的特定方面,进
来源:Biophysical Journal
时间:2025-09-12
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基于实时吸光度监测的可调谐蒽-内过氧化物分子释氧传感系统开发与应用研究
在软机器人和柔性执行器快速发展的今天,精确控制能量释放成为推动技术创新的关键。特别是在化学触发驱动机制领域,如何将化学反应转化为可控的机械输出一直是研究人员关注的焦点。其中,释氧化合物因其能够通过反应分解释放氧气产生压力,成为气动驱动的理想选择。然而,要实现对这些系统的精确控制,必须对氧气释放过程进行连续监测,这对传感技术提出了更高要求。传统紫外-可见(UV-vis)光谱法虽然精度较高,但存在设备笨重、价格昂贵和便携性差等局限性,难以集成到紧凑或嵌入式传感平台中。更重要的是,动力学参数如反应速率和浓度依赖行为往往需要事后推断,而非在反应过程中直接测量。这些限制凸显了对便携式高效替代方案的需求,
来源:Sensors and Actuators B: Chemical
时间:2025-09-12
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基于磁性微球电化学夹心法检测芯片上胎儿膜模型及胎盘巨噬细胞中炎症因子IL-1β的研究及其在早产预警中的应用
在全球范围内,早产(Preterm Birth, PTB)的发生率在过去十年中并未出现明显下降,这很大程度上是由于缺乏有效的早期预测和诊断技术。早产的一个重要诱因是胎膜早破(Preterm Premature Rupture of Membranes, PPROM),常由绒毛膜羊膜炎等感染性疾病引发。感染会激活炎症反应,促使多种炎症因子释放,其中白细胞介素-1β(Interleukin-1β, IL-1β)在触发免疫级联反应、导致早产的过程中扮演着核心角色。因此,准确、快速地检测生物模型中的IL-1β水平,对于早产的预测和预防至关重要。目前,酶联免疫吸附测定(Enzyme-Linked Imm
来源:Sensors and Actuators B: Chemical
时间:2025-09-12
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精子空泡化与线粒体活性在原始与制备精液中的对比研究:对胚胎结局的影响及其预测价值
Highlight本研究揭示精子参数对受精与囊胚形成结局的预测价值在原始精液与制备后精液间存在显著差异。通过精细化评估精子质量可提升男性生育力诊断水平,而减少精子制备过程中的损伤可能显著改善ICSI临床结局。Conclusion综上所述,本研究强调了精子特征在预测胚胎学结局中的诊断价值。制备后精子空泡化成为受精率(FR)的重要预测指标,而原始精液中的线粒体活性则是囊胚形成率(BR)的潜在标志物。原始与制备后精子参数共同作用于提升诊断精确度。空泡化、线粒体功能及其对受精与胚胎发育影响的复杂相互作用值得进一步探索。Conclusion(注:根据用户要求,此处仅翻译至第二个Conclusion。实际
来源:Reproductive BioMedicine Online
时间:2025-09-12
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晚发抑郁症运动症状与基底节-丘脑突触密度及灰质体积改变相关:一项11C-UCB-J PET-MR研究
晚年重度抑郁症(MDD)患者常伴随运动症状,这些症状与功能障碍和跌倒风险密切相关。为探究其神经机制,研究者采用多模态影像技术(包括11C-UCB-J PET测定突触囊泡糖蛋白2A(SV2A)结合率作为突触密度指标,以及MRI量化灰质体积和白质高信号体积),对75名60岁以上参与者(含34名抑郁症患者)进行运动功能评估(如MDS-UPDRSIII评分、共济失调量表SARA、步态分析和数字化绘图测试)。结果发现:患者组所有运动指标均显著受损。特异性关联分析表明,患者右侧苍白球突触密度与MDS-UPDRSIII评分及绘图速度相关,丘脑灰质体积预测SARA评分、步态和绘图速度,而全脑白质高信号体积与M
来源:Neuropsychopharmacology
时间:2025-09-12
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大麻消费的自我滴定行为:基于流行病学视角对产品类型与效价调整模式的研究
HighlightINTRODUCTION美国大麻合法化增加了高浓度δ-9-四氢大麻酚(THC,主要精神活性成分)产品的可获得性。THC以剂量-反应方式产生强化效应,短期及长期暴露于高剂量THC与不良健康结局相关,包括精神病性症状、认知功能障碍及大麻使用障碍(CUD)(Cooper and Haney, 2009; Hall, 2015; Haney et al., 1997)。新兴的给药方式(如dabbing)可提供极高剂量的THC,而消费者可能通过调整消费量来补偿效价差异(即自我滴定)。然而,现有证据对于消费者是否会自我滴定仍存在矛盾。Recruitment我们分析了2021年5月至202
来源:Journal of Proteomics
时间:2025-09-12
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角质形成细胞PPOX表达减少导致内在致病性并加剧皮肤性叶啉症表型
在遗传性代谢疾病领域,叶啉症始终笼罩着神秘面纱——当患者暴露在阳光下,皮肤会出现水疱、溃烂等严重光敏反应,犹如被黑暗诅咒的"吸血鬼病"。其中variegate porphyria(VP)作为同时兼具皮肤光敏和神经内脏症状的亚型,其发病机制尚未完全阐明。传统观点认为这种疾病纯粹是由于卟啉代谢物在皮下积累引发光毒性反应,但伦敦大学玛丽女王学院的研究团队通过最新研究发现,事情远非如此简单。这项发表在《Journal of Investigative Dermatology》的重要研究首次揭示:导致VP的关键酶原卟啉原氧化酶(PPOX)的表达缺失,会直接引起角质形成细胞自身的内在病理改变,而不仅仅是间
来源:Journal of Investigative Dermatology
时间:2025-09-12
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被动上肢外骨骼扭矩优化用于动态高空作业:基于肌肉活动与感知劳累的阶段性分析
在建筑行业,高空作业如同悬在工人们头顶的“达摩克利斯之剑”。工人们需要长期维持手臂的非中性姿势(如高举过头)并进行力量操作,这种工作模式使得他们面临极高的上肢工作相关肌肉骨骼疾病(WMSDs)风险。特别是使用具有一定重量的手持工具(如电钻)在肩部高度及以上作业时,肩关节负荷显著增加,极易引发肌腱炎等疾病。更令人担忧的是,这些疾病具有累积性进展特点,主要影响中年及老年建筑工人,可能导致他们被迫提前结束职业生涯。与此同时,高强度的体力要求也让年轻人对建筑行业望而却步,加剧了行业劳动力短缺问题。为应对这一挑战,被动臂支撑外骨骼(ASE)近年来逐渐应用于工业领域。这些设备通过机械执行器(如弹簧和阻尼器
来源:Journal of Endocrinology
时间:2025-09-12
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加纳北部无症状携带者中疟原虫高季节性传播的宏基因组复杂性研究揭示感染多样性与防控新策略
在疟疾高流行的撒哈拉以南非洲地区,人群普遍存在无症状感染,这些感染者成为维持疟疾传播的关键 reservoir(储存库)。然而,当前针对无症状感染的监测主要依赖小体积干燥血斑(DBS)采样,可能严重低估了感染中疟原虫虫种和虫株的复杂性。混合虫种(如Plasmodium falciparum、P. malariae、P. ovale curtisi 和 P. ovale wallikeri)及虫株的共感染现象常见,但其真实规模尚未在高传播区得到系统评估。这一问题制约了疟疾消除策略的精准实施,因此亟需通过更灵敏的宏基因组学方法揭示感染复杂性。为了深入探究这一问题,研究人员在加纳北部的Bongo地区
来源:Communications Medicine
时间:2025-09-12
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AAV8载体规模化生产平台的构建与工艺优化:推动基因治疗产业化的关键进展
Section snippetsAAV8-GFP production, lysis, nuclease treatmentAAV8在搅拌罐生物反应器(STB)中使用人胚胎肾293T细胞(HEK293T)进行生产。共完成三次生产运行:两次2升规模与一次50升规模。小规模生产采用Biostat® 2升玻璃STB,50升规模则使用Biostat STR®配合Flexsafe STR® 50升袋式反应器。两种规模的上游工艺保持一致:当活细胞密度达到约2×106个/mL时进行转染,通过质粒共转染系统导入Rep/Cap基因、GFP报告基因及辅助质粒。转染后96小时收获细胞,经冻融循环裂解后,使用Benz
来源:Journal of Biotechnology
时间:2025-09-12
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人类非肌肉肌球蛋白2A(NM2A)运动域的结构解析:揭示亚型特异性机械化学机制
在细胞这个微小的宇宙中,分子马达如同不知疲倦的搬运工,驱动着生命活动的方方面面。其中,非肌肉肌球蛋白2(Non-muscle myosin 2, NM2)家族扮演着至关重要的角色,它们通过将ATP水解产生的化学能转化为机械力,调控着细胞迁移、胞质分裂、膜重塑等基本生命过程。该家族主要包括三个成员:NM2A、NM2B和NM2C,分别由MYH9、MYH10和MYH14基因编码。虽然它们结构相似,但功能却各具特色:NM2A像短跑运动员,快速有力但持久性差;NM2B像马拉松选手,速度慢但耐力好;NM2C则像特种兵,在特定细胞中执行特殊任务。然而,科学家们长期面临一个难题:为什么结构相似的蛋白质会表现出
来源:Journal of Biological Chemistry
时间:2025-09-12
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脉冲激光制备金刚石纳米颗粒的波长效应比较分析及其对变异链球菌的抗菌应用研究
通过脉冲激光液相烧蚀(Pulsed Laser Ablation in Liquid, PLAL)技术,研究人员使用钕掺杂钇铝石榴石(Nd:YAG)激光器在两种波长(1064 nm与532 nm)下制备了金刚石纳米颗粒(Diamond Nanoparticles, DNPs)。光学表征显示,532 nm波长制备的颗粒在紫外-可见吸收光谱中呈现蓝移现象,表明其胶体悬浮液具有高稳定性,表面电位达-30.1 mV。X射线衍射(XRD)图谱证实其晶体结构存在(111)和(220)晶面。透射电子显微镜(TEM)与场发射扫描电子显微镜(FESEM)分析表明,532 nm波长制备的颗粒尺寸更小(3-45 n
来源:Toxicology and Environmental Health Sciences
时间:2025-09-12
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基于QSAR与q-RASAR模型智能预测番茄农用化学品植物毒性的研究:风险评估与可持续农业应用
农业化学品残留与天然毒素在番茄等蔬菜中的存在,对人类健康及生态环境构成显著威胁。传统毒性测试方法依赖动物实验且耗费资源,而计算毒理学领域的定量结构-活性关系(QSAR)和定量跨读结构-活性关系(q-RASAR)模型已成为毒性预测与数据填补的有效替代方案。本研究基于OPP数据库中的番茄相关农用化学品EC25毒性数据,通过PaDEL软件进行结构优化与分子描述符计算,采用多元线性回归(MLR)方法在QSARINS平台构建预测模型。模型严格遵循OECD准则进行统计验证,并引入智能共识预测(ICP)策略整合多模型输出以提升准确性。研究同时评估了应用域(AD)与预测可靠性指数(PRI)以保障模型稳健性。结
来源:Toxicology and Environmental Health Sciences
时间:2025-09-12
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微穿刺与颗粒水凝胶支架协同构建可灌注且稳定模式化的微血管网络:推动外科生物工程血管化新策略
在重建外科和组织工程领域,生物材料的成功植入始终面临一个核心挑战:如何快速建立具有功能性的血管网络?现有的血管化策略,如生长因子释放或细胞预种植支架,往往无法同时实现快速灌注、长期稳定和可控的微血管架构。更棘手的是,随机生长的血管网络难以匹配宿主组织的生理需求,导致移植失败或功能受限。这一瓶颈严重制约了组织再生技术的临床转化。为此,宾夕法尼亚州立大学的研究团队在《Angiogenesis》发表了一项突破性研究,他们巧妙地将微外科技术“微穿刺(Micropuncture, MP)”与可精确调控孔隙结构的颗粒水凝胶支架(Granular Hydrogel Scaffolds, GHS)相结合,成功
来源:Angiogenesis
时间:2025-09-12
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法国肥大细胞增多症全国性研究:从医生视角剖析疾病诊断、管理及症状负担
引言肥大细胞增多症是一种以异常肥大细胞(MCs)在器官中积聚为特征的疾病,可分为系统性肥大细胞增多症(SM)、皮肤肥大细胞增多症(CM)和肥大细胞肉瘤。根据世界卫生组织(WHO)2022年最新分类,SM进一步分为六个亚型:惰性SM(ISM)、骨髓肥大细胞增多症(BMM)、冒烟型SM(SSM)、侵袭性SM(ASM)、肥大细胞白血病(MCL)及SM伴相关血液肿瘤(SM-AHN)。其中,ASM、MCL和SM-AHN被归类为晚期SM(Adv-SM)。皮肤肥大细胞增多症(MIS)则是一种临时诊断,指经皮肤活检证实皮肤受累但未进行骨髓(BM)活检以确认CM或ISM的患者。流行病学研究显示,肥大细胞增多症的
来源:British Journal of Haematology
时间:2025-09-12
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综述:硬骨鱼类中发现促卵泡激素释放激素(FSH-RH)揭示脊椎动物促性腺激素调控的新视角
1 引言动物生殖功能的调控依赖于下丘脑-垂体-性腺轴(HPG轴)的精密协调。数十年来,哺乳动物研究中确立的促性腺激素释放激素(GnRH)作为促卵泡激素(FSH)和黄体生成素(LH)唯一调节因子的"单一GnRH模型"一直被认为是脊椎动物的保守机制。然而,近期硬骨鱼类研究发现了独特的促卵泡激素释放激素(FSH-RH),揭示了脊椎动物生殖调控机制存在显著演化分歧。2 下丘脑调控机制的演化2.1 哺乳类GnRH同时调控FSH与LH,硬骨鱼类GnRH主要作为LH-RHGnRH肽于1971年在哺乳动物中发现,Gnrh1缺陷小鼠研究表明GnRH是FSH和LH分泌的主要调节因子。虽然在硬骨鱼类中GnRH类似物
来源:BioEssays
时间:2025-09-12
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菌株多样性与剂量决定益生菌SYN-53对过敏性鼻结膜炎疗效:一项随机双盲安慰剂对照试验
引言免疫系统功能失衡导致的过敏性疾病全球发病率持续攀升,其中过敏性鼻结膜炎(ARC)影响全球约4亿人。肠道微生物组通过宿主-微生物互作调节免疫稳态,而ARC患者存在拟杆菌门(Bacteroidetes)丰度升高、厚壁菌门(Firmicutes)和梭菌目(Clostridiales)减少的菌群失调特征。多菌株益生菌因能模拟肠道微生物群落复杂性,相比单菌株展现更强免疫调节潜力,但菌株组成与剂量的优化仍是关键科学问题。研究方法本研究采用随机双盲安慰剂对照设计,在德国柏林GA2LEN过敏原暴露舱(AEC)开展。166名中重度草花粉过敏受试者(18-65岁,基线TSSMAX≥6分)被随机分为四组:全剂量
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综述:人工智能时代胶质瘤的放射治疗:当前应用与未来展望
1 引言胶质瘤是起源于中枢神经系统胶质细胞的实体肿瘤,年发病率约为5–8/10万人,是儿童中最常诊断的颅内肿瘤。根据2021年世界卫生组织(WHO)第五版中枢神经系统肿瘤分类,胶质瘤分为I至IV级,其中IV级胶质母细胞瘤(GBM)最具侵袭性。尽管采用手术、同步放化疗和辅助化疗等多模式治疗,其中位总生存期仍不足两年,5年生存率约为10%。放射治疗是胶质瘤治疗的关键组成部分,尤其用于控制术后残留病灶。然而,靶区勾画不精确和剂量分布不理想等挑战仍制约疗效。人工智能(AI)的快速发展使其应用于放射治疗的多个阶段——包括图像处理、自动勾画、治疗计划和结果预测——为提升精准性和个体化创造新机遇。2 放射治
来源:Frontiers in Oncology
时间:2025-09-12
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综述:共生中的拮抗作用:通过根瘤特异性抗菌肽实现宿主对共生体的控制
1 引言——共生关系中的抗菌肽豆科植物通过分泌富含半胱氨酸的抗菌肽(AMPs)构建了与固氮根瘤菌的独特共生关系。其中专属于根瘤器官的结节特异性半胱氨酸丰富肽(NCRs)通过复制祖先防御素样AMPs进化而来,保留着4-6个(偶尔8-10个)保守半胱氨酸形成的二硫键稳定结构。目前NCRs仅在缺乏反向重复序列分支(IRLC)的豆科植物中发现,包括苜蓿、豌豆和三叶草等典型物种。在模式植物蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)中,NCRs通过修饰的抗菌机制改变类菌体生理状态,将其转化为固氮的细胞器样结构。2 NCR肽生物学2.1 进化起源与结构特征NCRs及其在黄檀分支(Dalbergioi
来源:Frontiers in Microbiology
时间:2025-09-12