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综述:骨骼在全身能量代谢中的作用
Abstract骨骼作为人体最大器官之一,其与全身能量代谢的整合机制近年备受关注。骨重塑这一维持骨质量的关键过程,本质上是高耗能活动,持续消耗葡萄糖、脂类和氨基酸等底物,同时输出调控外周代谢的激素因子。骨细胞:代谢调控的核心执行者占骨组织95%的骨细胞(osteocytes)通过调控底物分配主导骨重塑过程。研究发现,骨细胞不仅为成骨细胞(osteoblasts)和破骨细胞(osteoclasts)提供代谢支持,更通过分泌骨因子(如FGF23、骨钙素)建立复杂的分子信号网络。其中骨钙素可增强胰腺β细胞增殖和胰岛素分泌,而硬化蛋白(sclerostin)缺失会改善小鼠胰岛素敏感性,证实骨源性因子直
来源:Nature Reviews Endocrinology
时间:2025-08-23
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微型植入式光电器件体内热负荷分析与管理的通用框架
微型植入式光电子器件正在革新生物系统接口技术,其高时空精度的刺激与传感能力为神经调控等领域带来突破。然而随着器件微型化与功率提升,体内热负荷管理成为关乎安全性和功能性的核心挑战——即使1-2°C的温升也可能改变细胞兴奋性。这项研究构建了跨尺度的热管理框架:通过格林函数解析求解组织内点光源的热-光耦合方程,量化关键组织参数(如导热系数k、血流灌注率ω)对温度场的影响;结合数值模拟引入辐射模式与材料设计的标度因子,实现不同器件系统的直接性能对比。以深部脑刺激用丝状光遗传探针为例,经该框架指导迭代优化后,自由活动小鼠实验显示其热负荷显著降低,同时保持正常神经调控功能。该方法的创新性在于:1)模块化设
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综述:单细胞转录组学数据中恶性细胞的鉴定
单细胞转录组学数据中恶性细胞的鉴定细胞起源标记基因的表达恶性肿瘤细胞通常保留其起源细胞(COO)的分子特征,例如癌变上皮细胞表达EPCAM等标志物。然而,肿瘤中常混杂正常同源细胞,需结合其他特征区分。上皮-间质转化(EMT)会导致标志物丢失,此时间质标记(如VIM)可能成为辅助指标。拷贝数变异分析约90%实体瘤存在CNA,如头颈鳞癌中3p21缺失。主流算法InferCNV通过比较肿瘤与正常参考细胞的染色体区域表达差异,结合隐马尔可夫模型预测异常。新工具Numbat引入单倍型信息提升精度,而CopyKAT在仅表达矩阵可用时表现优异。患者间肿瘤异质性恶性细胞呈现显著的个体特异性转录模式。例如黑色素
来源:Communications Biology
时间:2025-08-23
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Spacetop多模态fMRI数据集:融合自然过程与实验任务揭示人脑功能拓扑空间
认知神经科学正面临研究范式的重大变革。传统研究往往陷入两难选择:要么采用严格控制但生态效度低的实验设计,要么选择生态自然但参数模糊的观察范式。这种割裂导致学界对"实验室发现能否反映真实脑功能"产生根本性质疑。更棘手的是,人脑功能组织存在显著个体差异,而现有公开数据集大多侧重群体共性或单一范式,难以支撑个体化脑功能图谱的构建。正是针对这些关键瓶颈,由Heejung Jung和Tor D. Wager领衔的国际团队在《Scientific Data》发布了里程碑式的Spacetop数据集。这项研究最引人注目的突破在于其"鱼与熊掌兼得"的设计哲学。通过精心规划的4次扫描会话,团队在101名健康成人中
来源:Scientific Data
时间:2025-08-23
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全球语言空间分布数字数据集:基于《世界语言地图集》的互操作性资源构建
语言作为人类文明的重要载体,其空间分布模式蕴含着丰富的历史迁徙、文化交流和生态适应信息。然而长期以来,语言地理学研究面临一个根本性困境:最具权威性的《世界语言地图集》(Atlas of the World's Languages)虽然收录了全球6000多种语言的分布信息,却仅以纸质地图形式存在,语言区域仅通过名称而非标准化数字对象进行标识。这种状况严重阻碍了利用现代计算技术开展语言多样性、语言演化等重大科学问题的研究。传统语言地图的局限性显而易见。当研究者试图分析语言分布与地理环境的关系时,只能手动测量纸质地图;当需要整合不同来源的语言特征数据时,又因缺乏统一标识系统而难以实现数据互操作。更严
来源:Scientific Data
时间:2025-08-23
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跨国界30米分辨率作物与土地利用动态监测:1994-2024年中格兰德河流域时空演变研究
在气候变化与人类活动双重压力下,跨境流域的土地利用变化正深刻影响着区域生态安全和水资源分配。中格兰德河(MRG)作为美墨边境的重要水系,其流域内农业用水占比超过80%,但长期缺乏高精度、连续性的跨境土地利用数据。现有全球土地覆盖产品如MCD12Q1(500米)和GLASS(5公里)分辨率不足,而美国农业部作物数据层(CDL)仅覆盖本土且始于2008年,导致墨西哥侧农业活动监测存在盲区。这种数据鸿沟严重制约着跨境水资源协同管理,特别是在干旱加剧、地下水超采日益严重的背景下。为破解这一难题,由Saman Ebrahimi领衔的国际团队在《Scientific Data》发表了开创性研究。该研究创新
来源:Scientific Data
时间:2025-08-23
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罗蛉属(Rhodnius)五种若虫龄期的形态学与形态计量学特征及其分类学意义
Highlight形态描述与计量分析揭示罗蛉属若虫分类特征Material Origin and Selection实验标本来自巴西圣保罗州立大学(UNESP)三锥蝽饲养中心,每种选取15枚卵进行标准化培育(温度24°C,相对湿度60%)。Morphological description of immatures一龄若虫体色多呈深棕(R. nasutus除外),头部背观可见"Y"形后头缝,触角分节特征具种间差异;五龄若虫翅芽发育显著,腹部连接板着色模式成为重要鉴别依据。DISCUSSION研究证实:1)传统形态学需结合体色特征辅助鉴定;2)线性形态计量显示各龄期至少存在1个显著差异性状(p&
来源:Zoologischer Anzeiger
时间:2025-08-23
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综述:产甲烷菌中胞外与胞内电子传递链的耦合机制、能量守恒及应用潜力
Abstract纳米颗粒结合态磷(P)是水生环境养分循环的关键组分,但其在不同水体系统的行为机制仍不明确。通过对比富营养化养殖池塘与切萨皮克湾河口系统,研究发现两类水体颗粒物虽具有相似形态和磷分配模式,但养殖池塘的颗粒负荷显著更高,且胶体(1,000-1 nm)和纳米颗粒(100-1 nm)结合态磷占比突出。具体而言,池塘中70%以上的Pi和Po富集在<100 nm颗粒中,这些源自悬浮胶体物质的Po1,000 nm的大型藻类)是调控藻华爆发的核心因素。Introduction磷过量输入导致全球水体富营养化与有害藻华(HABs)频发。传统研究将<450 nm组分笼统归为溶解相,但本研究采用1,0
来源:Water Research
时间:2025-08-23
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水产养殖池塘与河口系统中磷的粒径依赖性分配机制及其对藻华调控的启示
Highlight亮点发现在池塘和河口系统中,磷(P)主要与纳米颗粒(100-1 nm)结合。随着冬季到夏季的转换,溶解态磷减少而颗粒态磷增加;反之夏季到冬季则呈现相反趋势。水产养殖池塘中长期存在高浓度溶解性无机磷(Pi)和易被藻类吸收的磷形态,这使得藻华更易暴发。然而,磷的不均匀分布...Particle concentration in pond and estuary systems池塘与河口系统的颗粒物浓度通过连续离心和超滤后的干燥颗粒称重分析(图1),计算了两种水体的颗粒物浓度(图2)。池塘水体的总颗粒物浓度显著高于河口系统:池塘浓度范围为33.39-1,024 mg/L,而河口浓度
来源:Water Research
时间:2025-08-23
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印度尼西亚城市浅层地下水粪便污染与现场卫生系统的距离和降雨变量影响研究
在印度尼西亚城市地区,超过4100万人依赖私人水井自供饮用水,而96%的城市家庭使用未密封的现场卫生系统(On-site sanitation systems, OSS)。这种组合带来了严重的公共卫生挑战——浅层地下水面临粪便污染风险。尽管前人研究已讨论过OSS相关风险,但关于距离变量如何定量影响污染风险的研究仍然有限,特别是垂直距离的作用和气候变化背景下的降雨影响机制尚不明确。这些问题直接关系到数百万依赖自供地下水人群的健康安全,也影响着印尼水和卫生政策的制定。为回答这些问题,Gita L. Putri等研究人员在印度尼西亚苏门答腊岛的Metro市开展了为期一年的实地研究。该地区具有典型性:
来源:Water Research
时间:2025-08-23
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基于全长16S rRNA与非靶向RNA测序的废水细菌病原体检测:多相分析框架与专家可靠性评估
Highlight本研究通过多相分析方法(结合DNA与RNA监测)在底特律废水中发现:DNA测序显示50%的读数关联潜在致病菌,而RNA测序为33%。四种生物信息学流程(DNA-Kraken2、DNA-QIIME2、RNA-DIAMOND、RNA-Kraken2)分别检测到70、270、118和319种人类致病菌,共鉴定出889种潜在病原体。其中,Acinetobacter、Klebsiella、Streptococcus和Flavobacterium被所有方法共同检出。Insights into detecting human-associated pathogens in wastewat
来源:Water Research
时间:2025-08-23
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饮用水回用中NDMA软传感器的模型开发研究:实现实时UV剂量控制的节能新策略
亮点•PCA的革新应用:在高度仪器化的环境工程场景(如饮用水回用RO系统)中,PCA通过降维和去噪特性显著提升了多种ML模型的预测性能。•NDMA的实时预测突破:针对尚无商用在线仪器的痕量致癌物NDMA,采用支持向量机(SVM)结合PCA降维,比传统实验室方法提供更快速、高频的数据支持。•训练策略优化:当训练数据有限时,优先选择简单模型(如线性回归)而非复杂黑箱模型,可避免过拟合并提高泛化能力。讨论NDMA问题可通过操作调整缓解,但UV处理仍是饮用水回用工艺的核心环节。本研究首次在真实规模RO设施中成功建模NDMA,解决了传统方法因数据复杂性和系统独特性导致的预测难题。未来需结合更多设施数据验
来源:Water Research
时间:2025-08-23
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跨语言阅读中回扫眼动的精准定位机制:基于13种书写系统的眼动追踪研究
在人类阅读的复杂认知过程中,眼球的快速跳动(saccades)如同精密仪器般将文字信息输入大脑。有趣的是,尽管前进眼动(progressive saccades)的"落点误差"现象——即发射距离越远越容易 undershoot(落点偏左)——已被广泛研究,但占所有眼动25-35%的回扫眼动(regressive saccades)却长期笼罩在迷雾中。这种反向运动既可能是对错误注视的修正,也可能是深层次语言处理的信号,其精准定位机制究竟是眼动系统的"通用算法",还是存在特殊神经通路?这个问题直接挑战着现有眼动控制模型的核心假设。德国伍珀塔尔大学的Laura Schwalm团队在《Vision R
来源:Vision Research
时间:2025-08-23
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斜视与弱视破坏空间感知但未改变人类初级视皮层皮质图谱的保真度
人类视觉系统依赖精确的空间映射来感知世界,这种映射从视网膜开始,在初级视觉皮层(V1)形成高度有序的视网膜拓扑图。然而,约2-3%的儿童因斜视或屈光参差导致弱视,这些患者常报告空间扭曲现象——临床称为"斜视性视物变形症(tarachopia)"。传统理论认为这源于视网膜到皮层的异常连接,但动物实验与人类研究存在矛盾:猫猴模型显示皮层结构改变,而人类fMRI研究却报告V1图谱基本正常。这种认知鸿沟促使英国诺丁汉大学团队开展这项创新研究。研究采用7T超高场强fMRI结合精确行为学测量,对12名斜视性弱视患者和9名对照者进行单眼视野映射。关键技术包括:1) 7T fMRI进行高分辨率pRF映射,覆盖
来源:Vision Research
时间:2025-08-23
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声化学第三反应范式中的量子效应:从非平衡等离子体到同位素动力学研究
在化学反应的经典认知中,热力学控制和动力学控制构成了前两种反应范式。然而,越来越多的实验现象无法用这两种范式完美解释,特别是在声化学领域——这个利用超声波引发特殊化学反应的学科。当声波作用于液体时会产生空化气泡,其崩溃瞬间可产生极端的高温高压环境。传统理论认为,这种环境主要通过热均裂方式引发化学反应,但新的研究发现,事情远非如此简单。Sergey I. Nikitenko团队在《Ultrasonics Sonochemistry》发表的研究,将量子效应引入声化学领域,提出了"第三反应范式"的概念。研究聚焦一个核心矛盾:在看似高温主导的声化学环境中,为何会出现典型的量子现象?这个问题的答案,可能
来源:Ultrasonics Sonochemistry
时间:2025-08-23
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综述:生物系统中微空化气泡动力学及其机械应用的综述
微空化气泡动力学在生物系统中的机械应用1.微空化基础理论微空化气泡在液体中因压力骤降形成,其动力学行为由Rayleigh-Plesset方程(RPE)主导。该模型描述了气泡半径R随时间t的变化,包含液体密度ρl、表面张力σ和气体压力Pg等关键参数。当考虑声辐射和热效应时,需采用改进的Keller-Miksis方程(KME),其非线性项(1-Ṙ/c)显著影响高频超声场中的气泡振荡。2.生物组织中的特殊模型在生物组织中,Neo-Hookean(NH)和Quadratic Law Kelvin-Voigt(QLKV)模型被用于描述组织的粘弹性:•NH模型适用于近似不可压缩组织,其应力-应变关系含剪
来源:Ultrasonics Sonochemistry
时间:2025-08-23
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综述:在不确定与希望之间:等待肾移植患者的元民族志研究
引言慢性肾病(CKD)在全球范围内呈现显著诊断不足现象,仅约10%需要肾脏替代治疗(KRT)的患者能获得透析或移植机会。肾移植虽被公认为终末期肾病(ESRD)的最佳治疗方案,但全球器官供需失衡导致等待期长达2-5年,英美等国等待名单患者的年死亡率高达4%-5.7%。这种生理与心理的双重考验,使患者陷入独特的"悬置状态"——既承受血液透析(HD)的生理负担,又面临移植机会不确定带来的存在性焦虑。研究方法采用Noblit和Hare的七阶段元民族志框架,对PubMed等6大数据库5452篇文献进行系统筛选。最终纳入的8项研究通过三级建构整合:一级建构(患者自述)揭示"像活在倒计时中"的具身体验;二级
来源:Transplantation Reviews
时间:2025-08-23
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儿童肾移植10年临床经验:单中心回顾性研究与长期预后分析
本研究为回顾性观察性研究,纳入2015年1月至2024年12月期间某三级泌尿专科中心实施的所有儿童肾移植病例。共35名18岁以下患儿入组,排除标准包括移植时超龄、非研究时段移植或关键数据缺失者。2015-2024年间完成的35例移植中,男女比例1.3:1(20男/15女),中位移植年龄13岁(3-18岁)。病因学显示先天性肾脏和尿路畸形(CAKUT)占43.5%,其中膀胱输尿管反流最常见;其他病因包括遗传性肾炎(Alport综合征)、早产相关肾病等。71.4%患儿移植前接受透析(腹膜透析12例/血液透析10例/混合模式4例),平均透析时长14.3个月。葡萄牙儿童终末期肾病(ESRD)发病率显著
来源:Transplantation Proceedings
时间:2025-08-23
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普通菜豆(Phaseolus vulgaris L.)对豆象(Zabrotes subfasciatus)抗性与铁锌含量的关系研究
在热带地区仓储环境中,豆象(Zabrotes subfasciatus)堪称普通菜豆(Phaseolus vulgaris L.)的头号杀手。这项开创性研究首次系统解析了菜豆抗虫性与微量元素的内在关联。科研团队采用严苛的"无选择实验"评估体系,对63份基因型材料展开抗性分级,同时运用高精度的能量色散X射线荧光(EDXRF)技术精准测定铁(Fe)、锌(Zn)含量。令人惊讶的是,古巴主栽商业品种全军覆没,悉数沦为豆象的美餐。而野生祖先种质及其衍生RAZ品系却展现出铜墙铁壁般的防御,这要归功于其体内特殊的"防盗蛋白"——arcelin(Arc)家族。不同Arc变体呈现鲜明的抗性梯度:Arc1堪称超级
来源:International Journal of Tropical Insect Science
时间:2025-08-23
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硅酸钾与硅酸钙对菜豆上二斑叶螨(Tetranychus urticae)生命表参数的影响及其在综合治理中的应用
植物强化技术能通过改变害虫生物学参数来增强作物抗性。针对菜豆(Phaseolus vulgaris)上的重要害螨——二斑叶螨(Tetranychus urticae Koch,简称TSSM),研究者采用实验室控制实验,系统比较了硅酸钾(Potassium silicate)和硅酸钙(Calcium silicate)处理对F2代螨虫从卵到成虫全生命周期的调控作用。令人振奋的是,硅酸盐处理展现出"双刃剑"效应:一方面显著压缩螨虫发育周期(钾处理组25.00±0.71天,钙处理组22.61±0.49天 vs 对照组27.19±0.64天),另一方面将产卵期缩短近5天(钙处理组14.58天 vs 对
来源:International Journal of Tropical Insect Science
时间:2025-08-23