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  • 将单细胞测序技术与机器学习相结合,发现了腰椎间盘退变过程中与巨噬细胞相关的关键遗传特征

    腰椎间盘退行化(LDD)的免疫微环境与分子机制研究腰椎间盘退行化作为慢性腰背痛的主要病因,其病理机制涉及复杂的免疫调控网络和分子信号传导。本研究通过整合单细胞转录组测序与 bulk RNA-seq 数据,结合机器学习算法和分子药理学技术,系统解析了LDD的免疫微环境特征、关键分子标志物及其潜在治疗靶点。在单细胞转录组分析阶段,研究发现退变椎间盘组织中的免疫细胞亚群呈现显著异质性。通过Seurat平台对3组样本(共7份样本)的单细胞数据进行聚类,鉴定出四种核心细胞类型:神经前体细胞、巨噬细胞、内皮细胞和红细胞。其中巨噬细胞亚群呈现动态分极特征,包含促炎M1型(高表达CD86、TNF-α等)、抗炎

    来源:Frontiers in Immunology

    时间:2025-12-02

  • 探索用于新型棒状微凝胶的分室化喷射聚合技术及其在组织工程应用中的潜力

    ### 研究背景与意义 微凝胶作为组织工程领域的核心材料,因其独特的三维结构、可调控的机械性能和多功能性而备受关注。传统制备方法如粒子复制在非润湿模板(PRINT)技术中,虽能批量生产微米级各向异性微凝胶,但存在材料刚性强、孔隙率低等固有缺陷。而微流控技术虽能实现连续生产,但在缩小微凝胶尺寸(<5 μm)和优化孔隙结构方面仍面临挑战。本文作者团队通过创新性改进微流控工艺和激光固化参数,成功突破现有技术瓶颈,实现了超薄(3 μm)、超软(<10 kPa)且多孔微凝胶的连续化生产,为组织工程提供了新型功能材料。### 关键技术突破 1. **微流道几何优化** 传统微流控通道宽度(80

    来源:Biomaterials

    时间:2025-12-02

  • CellUntangler:基于深度生成模型的单细胞数据生物信号解耦技术

    随着单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术的迅猛发展,科研人员得以在单个细胞水平解析基因表达模式,为发育生物学、肿瘤免疫等研究领域带来革命性突破。然而,每个细胞内部往往同时进行着多种生物过程——细胞类型特异性程序、分化轨迹、细胞周期进程以及环境应激响应等信号相互交织,形成复杂的表达图谱。这种多信号共存现象给数据分析带来两大挑战:强信号(如细胞周期)可能掩盖弱但重要的生物信号;而现有分析方法大多针对单一信号设计,缺乏统一框架实现多信号的同时捕获与分离。传统方法如ccRemover仅专注于信号去除,tricycle、DeepCycle等工具虽能推断细胞周期伪时间但无法消除其影响,Cyclum模

    来源:Cell Genomics

    时间:2025-12-02

  • 异体跟腱-骨移植技术能够在修复慢性大面积肩袖撕裂时,更完整地恢复原生的直接附着结构

    5cm或累及≥2条肌腱)的修复难题,创新性地采用 Achilles 腓肠肌腱骨块复合移植(BTA)技术,通过对比直接缝合(DS)、单纯腱移植(TA)三种术式,系统评估了该技术在组织整合、骨愈合及力学性能等方面的优势。研究构建了兔子慢性 massive rotator cuff tears 模型,术后通过MRI、微CT、组织化学及力学测试等多维度评估,发现BTA组在8周至16周的随访中展现出显著优势。在组织学层面,BTA组在8周时即形成完整的纤维软骨界面(Fibrocartilage Interface),其面积较TA组高30%,且出现典型的软骨下骨改建(Osteogenesis)现象。这种源于

    来源:Frontiers in Bioengineering and Biotechnology

    时间:2025-12-02

  • 综述:关于原始沼气净化和富集后处理技术的全面综述

    生物天然气净化与富集技术研究综述(引言部分)在全球能源结构转型加速的背景下,生物天然气作为可再生能源的重要分支,其高效制备与清洁利用成为研究热点。本文系统梳理了生物天然气从原料处理到能量转换的全流程技术体系,重点聚焦于关键环节的净化与富集技术。研究团队通过整合机械工程与能源科学的跨学科视角,对传统工艺进行创新性改进,提出了多级联用技术方案,为规模化应用提供了理论支撑。(技术体系分析)生物天然气生产面临两大核心挑战:原料预处理效率不足与终端能源品质不达标。前者涉及有机质分解效率优化,后者聚焦杂质去除与甲烷富集。当前主流净化技术分为三大体系:物理分离体系1. 膜分离技术:采用复合膜材料选择性透过甲

    来源:Biomass and Bioenergy

    时间:2025-12-02

  • 在温和条件下,利用集成TiO₂/CQDs光催化和酶催化方法对大麻纤维进行预处理,以实现可持续加工

    王彤|曹志豪|本浩熙|赵涛|杨晓丽|江伟中国山东省青岛市青岛大学纺织与服装学院,生物纤维与生态纺织国家重点实验室,266000摘要开发低影响、高能效的预处理技术对于将韧皮纤维制造转向更清洁的纺织生产至关重要。本研究介绍了一种混合预处理方法,该方法结合了使用TiO2/碳量子点(TiO2/CQDs)的可见光激活光催化与果胶酶辅助的酶促水解,以去除工业大麻纤维中的非纤维素胶质。在30°C和中性pH条件下,该系统实现了73.75%的木质素和70.6%的果胶去除,同时不会损害纤维素的结晶度或机械完整性。形态学和光谱分析显示无定形基质的有效分解以及清洁纤维束的暴露。机理研究表明,在可见光下产生了活性氧物种

    来源:Biomass and Bioenergy

    时间:2025-12-02

  • 肥厚性瘢痕中线粒体基因的多组学关联分析:孟德尔随机化方法的应用

    近年来,瘢痕增生(Hypertrophic Scars, HS)的分子机制研究逐渐成为热点。HS作为烧烫伤、手术等创伤后常见的异常修复疾病,其病理过程涉及炎症反应、成纤维细胞过度增殖及胶原异常沉积等环节。尽管已有研究指出线粒体功能紊乱与HS形成存在关联,但具体调控基因及其作用机制尚未明确。为此,一项基于多组学整合和孟德尔随机化(Mendelian Randomization, MR)方法的研究系统解析了线粒体相关基因与HS的因果关系,并提出了潜在的治疗靶点。### 研究背景与意义瘢痕增生的形成机制复杂,涉及Wnt/β-catenin、TGF-β、Notch等信号通路的异常激活。已有证据表明,线

    来源:Journal of Inflammation Research

    时间:2025-12-02

  • 利用机器学习技术将Cystatin 3鉴定为骨质疏松症的潜在诊断生物标志物

    该研究聚焦于骨质疏松症(OP)的分子机制探索,重点解析了Cystatin 3(CST3)在疾病诊断和病理进程中的潜在作用。研究采用多组学数据整合与机器学习技术,结合动物模型验证,系统性地揭示了CST3与OP骨代谢失衡、免疫微环境异常之间的关联。**研究背景与意义** 骨质疏松症作为全球性骨骼疾病,其核心病理特征是骨形成与骨吸收的动态平衡失调。现有治疗手段主要针对骨密度提升,但存在早期诊断困难、疗效有限及药物副作用等问题。CST3作为半胱氨酸蛋白酶抑制剂家族成员,在骨代谢、免疫调节中具有双重作用,但其在OP中的具体功能尚未阐明。该研究通过整合多组学数据与实验验证,为OP的早期诊断和靶向治疗提供

    来源:Journal of Inflammation Research

    时间:2025-12-02

  • 综述:三种力量训练方法对下肢力量、跳跃能力和短跑表现的影响:一项网络荟萃分析

    本研究通过系统综述与网络Meta分析,深入探讨了重量训练(WT)与跳跃训练(PT)在提升运动员下肢力量、跳跃和冲刺能力方面的差异与协同效应。以下为关键发现与解读:### 一、研究背景与核心问题现代运动科学普遍认可,下肢力量与爆发力是竞技体育的核心能力指标,直接影响运动员的跳跃高度、冲刺速度和动作转换效率。然而,针对两种主流训练方法(WT与PT)的效能比较仍存在争议。WT通过高负荷复合动作(如深蹲、硬拉)强化最大力量与神经肌肉协调性,而PT通过快速弹力转换(如跳箱、深蹲跳)优化拉伸-收缩循环(SSC)效率。尽管两者均能提升爆发力,但其作用机制与适用场景存在显著差异。研究聚焦于解决三大关键问题:(

    来源:Frontiers in Physiology

    时间:2025-12-02

  • 番茄细胞培养物作为创新的植物生物刺激剂:评估其对盐碱条件下萌发的辣椒种子的影响

    随着全球气候变化加剧和人口增长带来的粮食压力,土壤盐渍化已成为威胁农业生产的关键问题。据统计,全球约30%的灌溉农田受盐碱化影响,预计到2050年这一比例将升至50%。西班牙作为全球重要的胡椒生产国(年产量超100万吨),其 Murcia-Almería地区因地中海气候和灌溉不当,盐渍化问题尤为突出。本研究通过番茄细胞培养技术制备新型生物刺激剂(TB),并系统评估其在盐胁迫下对胡椒种子萌发及幼苗生理的影响,为可持续农业提供新思路。一、生物刺激剂TB的制备与特性研究团队采用番茄(MicroTom品种)悬浮细胞培养体系,通过25 mM Me-β-环糊精和100 µM甲酯乔松烷进行诱导培养。该技术突

    来源:Frontiers in Plant Science

    时间:2025-12-02

  • 非破坏性检测水稻幼苗中微塑料的胁迫作用:一种基于根系分泌物激发发射矩阵荧光光谱的可解释深度学习方法

    微塑料污染对水稻幼苗生长的影响及其非破坏性检测技术研究1. 研究背景与意义微塑料(MPs)已成为全球性环境问题,其通过土壤和水体进入农业生态系统,对农作物产生系统性危害。水稻作为全球主要粮食作物,其根系在微塑料污染下暴露于物理损伤、化学毒性及微生物群落失衡等多重胁迫。现有检测技术存在破坏样本、预处理复杂、需要专业操作等缺陷,难以满足田间实时监测需求。本研究创新性地将荧光光谱分析与深度学习技术相结合,建立了水稻幼苗微塑料胁迫的非破坏性检测体系,为精准农业和污染防控提供了新思路。2. 实验设计与实施2.1 样本制备与暴露实验采用三种典型微塑料(PET、PS、PVC)建立梯度暴露体系:0 mg/L(

    来源:Frontiers in Plant Science

    时间:2025-12-02

  • EcoBOT:一种基于人工智能/机器学习的自动化表型分析技术,适用于模式植物研究

    植物科学自动化研究平台EcoBOT的构建与应用1. 研究背景与目标随着自动化与人工智能/机器学习技术的快速发展,植物科学研究正经历范式转变。传统植物培养系统存在诸多局限性:实验条件难以精准控制、数据采集效率低下、重复性差等问题。本研究旨在开发一套集成自动化培养与智能数据分析的平台,重点解决以下问题:1)如何建立高精度、可重复的植物培养系统2)如何实现多维度植物表型数据的自动化采集与分析3)如何通过智能优化算法提升实验设计效率该平台通过三个核心创新实现研究效率的突破:① 首创封闭式无菌培养模块(EcoFAB 2.0)实现植物生长环境精准控制;② 集成多光谱成像与根系扫描系统,可同步获取三维根系结

    来源:Frontiers in Plant Science

    时间:2025-12-02

  • 基于判别特征增强的领域适应故障诊断方法

    在机械故障诊断领域,传统矩阵分类器面临两大核心挑战:一是异常样本对分类决策的干扰,二是单一任务模型难以适应多工况场景下的复杂特征关联。针对这些局限性,本文提出了一种融合模糊隶属建模与多任务学习的模糊跨域矩阵机(FCDMM)方法,通过创新性地构建非平行决策超平面并引入自适应边界因子,显著提升了模型对异常样本的鲁棒性以及跨领域知识迁移能力。机械装备的智能化监测需求日益增长,但实际工况中设备常面临多种故障类型并存、不同运行状态下的特征相似性等问题。现有单任务模型在处理多目标诊断时存在明显缺陷:首先,特征维度重构导致原始矩阵结构信息丢失,引发维度灾难;其次,单一任务优化容易陷入局部最优,忽略跨任务间的

    来源:Engineered Regeneration

    时间:2025-12-02

  • 基于基因组的重新评估揭示了在原核生物物种鉴定中固定dDDH阈值的方法存在的局限性

    该研究聚焦于鞘氨单胞菌属(*Sphingobacterium*)的物种分类修订,通过整合基因组学、系统发育学、泛基因组学及功能基因组学等多维度证据,揭示了传统基于固定阈值的分类方法(如dDDH)在复杂基因组结构下的局限性,并提出新的分类框架。以下为关键发现解读:### 一、研究背景与核心问题鞘氨单胞菌属作为拟杆菌门(Bacteroidota)的重要类群,广泛分布于土壤、水体及生物膜等环境中。其基因组特征表现为高度开放泛基因组结构,即核心基因数量极低(仅22个),而可变云基因占比高达97.8%(约19,000个)。这种基因组特性导致传统分类指标(如dDDH阈值70%)在界定物种边界时存在显著偏差

    来源:Current Research in Microbial Sciences

    时间:2025-12-02

  • 利用稀土纳米颗粒和点击化学技术对梗死心肌进行红外分子成像

    该研究由西班牙马德里自治大学医学院生理学系的多个团队共同完成,包括Livia Didonè、Paula Gutiérrez González、Qiu Dongmei等学者。研究聚焦于开发新型心肌梗死诊断技术,针对现有荧光成像技术的痛点提出创新解决方案。研究团队来自纳米材料生物成像小组(nanoBIG),隶属于西班牙马德里自治大学医学院生理学系,实验地点位于西班牙马德里2809区。心血管疾病是全球主要死因,心肌梗死作为常见类型,其早期准确诊断对预后至关重要。尽管现有影像技术如MRI、CT和光学相干断层扫描取得进展,但仍存在操作复杂、辐射风险或设备成本高昂等问题。荧光成像技术凭借非电离辐射、高分辨

    来源:Colloids and Surfaces B: Biointerfaces

    时间:2025-12-02

  • 通过基于沸石的固态发酵技术,从木质纤维素水解物中高效生产ε-聚-L-赖氨酸

    ε-聚赖氨酸固态发酵技术的创新突破及其工业应用潜力ε-聚赖氨酸(ε-PL)作为一类具有多重功能特性的生物材料,近年来在食品防腐、医药载体和抗菌材料领域展现出显著应用价值。然而传统液态发酵工艺存在能耗高、废水污染大、氧气传递效率低等瓶颈问题。安徽新华学院环境功能材料重点实验室团队通过系统研究开发出基于新型固态发酵策略的高效生产工艺,相关成果在《生物工程学报》等权威期刊发表。本研究突破性采用木质素水解液(CSH)作为碳源替代传统葡萄糖培养基,其原料来源于农业废弃物,不仅降低生产成本(碳源成本降低约60%),更实现了资源的循环利用。通过实验筛选发现,粒径在2-4毫米的改性沸石载体具有最佳性能,其多孔

    来源:Bioresource Technology

    时间:2025-12-02

  • 通过应用可解释的机器学习方法预测分散式堆肥过程中的温室气体排放

    本研究针对中国有机废弃物堆肥过程中温室气体排放预测精度不足的问题,提出基于可解释机器学习模型的创新解决方案。通过整合来自七个不同气候带的501组现场监测数据,系统揭示了影响甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)排放的关键因素,并建立了高精度预测模型。研究发现,CH₄排放强度在2.57×10⁻⁵至32.41 mg·m⁻²·min⁻¹之间波动,N₂O排放强度为1.99×10⁻⁴至2.27 mg·m⁻²·min⁻¹,其变化规律与C/N比、堆体温度等环境参数存在显著关联。基于此,研究团队构建了包含梯度提升树(GBT)和自适应Boost(AdaBoost)等八种机器学习算法的预测体系,其中GBT模型在排放量

    来源:Bioresource Technology

    时间:2025-12-02

  • 综述:体细胞杂交:植物生物技术中的“灰姑娘”?

    植物体细胞杂种技术作为生物技术领域的特殊存在,其发展历程与当代应用价值值得深入探讨。自20世纪70年代首次成功实现植物细胞融合以来,这项技术经历了从备受瞩目的前沿领域到相对冷门的边缘技术的转变。本文系统梳理了体细胞杂种技术的科学原理、应用现状及未来发展方向,揭示了其作为"灰姑娘技术"的深层原因,并提出了整合多组学技术的创新路径。体细胞杂种技术的核心在于植物细胞的完全脱壁处理。通过纤维素酶和果胶酶的协同作用,或机械剪切法获取的原生质体(protoplasts)在特定条件下(如钙离子介导或电融合)实现细胞膜融合。这种技术突破了物种间的生殖隔离,使不同物种的细胞核、线粒体和叶绿体DNA得以在同一个细

    来源:Biocatalysis and Agricultural Biotechnology

    时间:2025-12-02

  • 失调评分方法鉴定表观遗传调控因子基因可预测癌症预后及免疫治疗疗效

    癌症治疗领域近年来迎来免疫疗法的革命,尤其是免疫检查点阻断(ICB)疗法,通过解除T细胞所受的抑制信号,激活机体自身免疫系统攻击肿瘤细胞。然而,ICB疗法仅对部分患者有效,其疗效受到肿瘤异质性、免疫抑制性微环境以及癌细胞代谢适应等多因素限制。与此同时,表观遗传调控在癌症发生发展中的作用日益凸显。表观遗传调控因子(Epigenetic Regulators, ERs)负责组蛋白和DNA修饰的“读写擦除”,它们通过调控基因表达而不改变DNA序列,在肿瘤发生中扮演关键角色。尽管已有研究表明ERs与免疫治疗存在关联,但大多数ER基因在癌症中的系统性失调模式及其临床意义仍不清楚。为了解决上述问题,吕杰、

    来源:Molecular Therapy Nucleic Acids

    时间:2025-12-02

  • 噻唑橙:作为诊断遗传性颗粒缺陷现有方法的补充工具

    该研究聚焦于血小板致密颗粒缺陷的检测方法优化,旨在探索新型诊断工具的应用价值。致密颗粒作为血小板功能的关键载体,储存着ADP、钙离子等活性物质,其储存或释放异常会导致凝血功能障碍,但现有诊断手段存在灵敏度不足、特异性不高等局限性。传统方法如放射性标记血清素或电子显微镜虽准确,但设备昂贵且操作复杂,难以在常规实验室普及。研究团队创新性地将噻唑橙(TO)应用于致密颗粒检测。TO作为常用RNA标记染料,在特定浓度下可特异性结合致密颗粒中的ADP分子,产生显著荧光信号。其优势体现在两方面:首先,TO的荧光增强效应(结合后荧光强度可提升约1000倍)使其检测灵敏度远超传统染料;其次,激活状态下致密颗粒释

    来源:Platelets

    时间:2025-12-02


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