目的:基于胸部CT影像,采用多种深度学习网络构建肺结核与非结核分枝杆菌肺病的二分类模型,并评估这些模型在两种疾病间的鉴别诊断效能.方法:对2019年10月至2022年12月在同济大学附属上海市肺科医院结核科确诊为肺结核和非结核分枝杆菌肺病患者的胸部CT图像进行回顾性分析.纳入研究的数据被分为肺结核组(197例)和非结核分枝杆菌肺病组(212例).将数据集的80％分配至训练集,20％分配至测试集.采用深度学习网络(ResNeXt、ResNet、Transformer、SENet、ShuffleNet、Swin-transformer 和 DenseNet 算法)构建二分类模型.采用受试者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)、准确率、敏感度和特异度评价模型的分类性能.在测试集中,将最优人工智能模型与3位不同年资的呼吸科(结核亚专业)医生的诊断性能进行比较.结果:ResNeXt模型、ResNet 模型、Transformer 模型、SENet 模型、ShuffleNet 模型、Swin-transformer 模型、DenseNet 模型在训练集中的AUC值分别为 0.894、0.839、0.864、0.816、0.841、0.831、0.829;在测试集中的 AUC 值分别为 0.826、0.816、0.817、0.811、0.784、0.771、0.735.在测试集中,最优模型ResNeXt的诊断性能(AUC值为0.826)高于中年资医生(AUC值为0.679)和低年资医生(AUC值为0.663),差异均有统计学意义(Z值分别为2.035和2.242,P值均＜0.05).结论:基于胸部CT影像的深度学习模型是一种快捷简便的无创诊断工具,在鉴别肺结核和非结核分枝杆菌肺病方面展现出了理想的诊断性能.

目的:探究沉默信息调节因子1(silent information regulator 1,SIRT1)通过调控骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)成骨分化与H型血管生成对老年骨质疏松状态下骨缺损愈合的作用,并探讨其具体分子机制.方法:利用免疫组织化学染色检测小鼠骨组织中SIRT1表达的增龄性改变.使用SIRT1激活剂SRT1720与抑制剂EX527作用于BMSCs,实时荧光定量逆转录聚合酶链反应(quantitative real-time PCR,RT-qPCR)与Western blot检测成骨标志物以及促H型血管形成因子的表达变化,免疫荧光染色与Western blot检测上述过程中Wnt/连环蛋白β(β-catenin)信号通路变化.构建老年骨质疏松骨缺损模型,SRT1720与EX527作用的同时,分别给予Wnt信号通路抑制剂XAV939与激活剂CHIR-99021,Micro-CT、苏木精-伊红(hematoxylin-eosin staining,HE)/Masson染色与免疫荧光染色检测各组骨缺损区域新骨形成与H型血管含量差异.结果:小鼠骨组织中SIRT1表达呈现增龄性下调趋势.SIRT1能够促进成骨因子碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)、矮小相关转录因子2(Runt-related transcription factor 2,RUNX2)和促H型血管形成因子slit同源物3(slit homolog 3,SLIT3)、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)的表达,并促进老年骨质疏松骨缺损区域内H型血管形成与骨再生,且上述作用由Wnt/β-catenin信号通路介导.结论:SIRT1能够通过调控Wnt/β-catenin信号通路促进BMSCs成骨分化与H型血管生成,进而促进老年骨质疏松小鼠的骨缺损愈合.

科学评估我国典型粮食主产区耕地的潜在水分条件状况,继而"以水定地"实现耕地空间重构布局,对保障国家粮食安全、促进农业高质量发展具有重要现实意义.以河南沿黄的原阳县等6个产粮大县为研究区,从作物种植视角出发,基于耕地及作物分布数据、MODIS数据和长时间序列气象数据,通过构建区域遥感蒸散模型和水分平衡评价模型,精准揭示当地水分平衡状况及耕地利用下水分平衡效应,进而构建多智能体空间优化配置模型来实现耕地作物种植的空间重构.结果表明:(1)沿黄6县耕地面积占土地总面积的比例持续下降,其中2020年冬小麦和夏玉米播种面积分别占耕地总面积的74.75％和48.91％,种植模式以玉米小麦轮作为主,夏玉米单一型耕地分布零散且对应田块规模偏小;(2)地表蒸散量与有效降水量的时空错位引致当地水分平衡状态存在较大差异,全境缺水且水分亏缺量呈东北高、西南低的分布规律,应依据作物水分平衡态势的空间差异进行差别化灌溉管理;(3)耕地空间重构表现出明显的空间尺度性效应,且县域尺度的优化结果优于单一整体尺度,在保障粮食安全前提下,重构后的冬小麦和夏玉米水分亏缺情势均得到一定程度缓解,田块的空间积聚性和连片性更加有利于作物日常灌溉管理.河南沿黄区需大力推行"以水定地"耕地空间重构战略,以缓解耕地用水压力、促进农业可持续发展.

目的 构建人源R-spondin 2(roof plate-specific spondin 2,RSPO2)的真核表达载体,表达、纯化融合蛋白RSPO2-Fu-Fc,用3C蛋白酶切除Fc结构域后,检测RSPO2-Fu的生物学活性.方法 基于生物信息学方法分析人源RSPO2蛋白的理化性质和结构,筛选获得可在溶液中稳定存在的RSPO2截短蛋白RSPO2-Fu.将编码RSPO2-Fu蛋白的基因亚克隆至pCMV-Fc载体后,将质粒pCMV-RSPO2-Fu-Fc瞬时转染入HEK293F细胞中表达72 h,通过Protein A层析柱纯化融合蛋白RSPO2-Fu-Fc,用3C蛋白酶切去Fc结构域,分子筛进一步提纯获得RSPO2-Fu蛋白.最后,通过M50 Super 8 × TOPFlash检测RSPO2-Fu蛋白的生物学活性.结果 生物信息学分析结果显示,RSPO2全长有243个氨基酸,相对分子质量为28 300,等电点为9.42,为亲水性不稳定蛋白,RSPO2-Fu截短蛋白在溶液中的稳定性得到了极大提高;重组表达质粒pCMV-RSPO2-Fu-Fc经菌落PCR及测序证明构建正确;获得了纯度达95％的RSPO2-Fu蛋白;生物学活性检测结果显示,RSPO2-Fu的EC5.值为1.5× 10-12 mol/L.结论 对RSPO2蛋白适当截短后,可获得稳定表达的RSPO2-Fu蛋白,其对Wnt信号通路有明显激活作用,为Wnt信号通路中RSPO2相关生物学研究提供了更好的参考.

目的:探索老年住院患者发生腹泻型肠易激综合征(IBS-D)的危险因素,并建立预测模型.方法:回顾性分析2017年8月—2021年8月天津医科大学总医院中医科收治的310例老年患者资料,通过单因素分析筛选出与IBS-D发生相关的因素,并将这些变量纳入多因素Logistic回归模型进行分析,结合共线性诊断,最终根据回归分析结果构建列线图预测模型,将各独立危险因素可视化.采用受试者工作特征(ROC)曲线评价模型区分度,采用校准曲线(CC)评价模型准确度.结果:多因素Lo-gistic 回归分析显示,年龄(OR=1.040,95％CI:1.540～3.213)、使用抗生素种类(OR=4.598,95％CI:2.967～7.499)、齿痕舌(OR=8.398,95％CI:4.015～18.417)、白蛋白水平(OR=3.895,95％CI:1.946～7.904)是老年住院患者发生IBS-D的独立危险因素,且预测IBS-D发生的准确度良好.结论:本研究明确了 IBS-D的危险因素且构建的列线图预测模型准确度良好.

目的 通过生物信息学分析,寻找与银屑病发病密切相关的特征基因,并探寻中药复方对其作用机理.方法 利用中药系统药理学数据库(TCMSP)对健脾解毒汤的药物作用靶点进行研究.通过OMIM数据库、GeneCard数据库以及GEO数据库筛选银屑病的病理靶点;使用R包对基因进行功能注释;从NCBI GEO公共数据库下载银屑病数据集GSE13355的基因表达数据;通过Cytoscape建立"活性成分-靶点"网络;采用WGCNA方法,寻找协同表达的基因模块;利用WGCNA-R包构建数据集中基因的共表达网络;采用CIBER-SORT算法推断22种免疫浸润细胞的相对比例,并进行Pearson相关性分析;通过miRcode数据库获得关键基因相关的miRNA.统计分析采用R语言(version4.2.1)进行.结果 最终得到对应药物靶点共132个,将药物靶点与疾病靶点取交集,得43个交集靶点.GO和KEGG富集分析主要涉及cellular response to chemical stress、response to oxidative stress、gland development、HIF-1、Th17 cell differentiation、PI3K-Akt等信号通路.WGC-NA分析共检测到8个基因模块,其中black模块相关性绝对值最高,将black模块中筛选后得到的912个基因与43个交集靶点取交集,结果显示,ABCC1、BIRC5、PCNA这3个基因均有交集,关键基因与多种免疫细胞显著相关.对关键基因和铁死亡相关基因进行相关性分析,关键靶点的表达水平和铁死亡相关基因的表达水平显著相关.结论 ABCC1、BIRC5、PCNA、AIFM2、BECN1和GPX4在银屑病中具有重要的生物学功能,为今后的新药研发奠定基础.

高压脉冲电场消融技术在慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)的临床治疗中展现出广阔的应用前景.然而,该技术目前仅在小样本的临床病例中进行了初步应用,其具体治疗机制尚未阐明.为了加速其临床应用进程,迫切需要通过大量动物实验来探究相关分子机制.大鼠相较于其他实验动物,更易于构建COPD模型,并且拥有相对完备的组织和分子学实验试剂是进行探究脉冲电场消融COPD机制研究的理想模型.因此,开发适用于SD大鼠呼吸道的消融导管电极尤为重要.该研究首先观察了大鼠的气道解剖结构,并对导管的材质、硬度、直径、电极环尺寸、正负极间距、导管的绝缘处理、导丝与电极环的焊接技术,以及导管通气孔等关键设备参数进行了深入调研.在此基础上,制备了一种带有通气功能的PVC消融电极导管.接下来,利用COMSOL软件模拟了该电极可施加的场强,并在正常大鼠中进行了验证,以评估电极的电学安全性和有效性.这些研究成果为后续高压脉冲电场治疗COPD的相关机制研究奠定了实践基础.

植物凋落物在土壤有机质形成过程中扮演重要角色,在局域尺度上其分解速率与土壤生境密切相关.不同土壤基质下的凋落物分解快慢不同,进而影响土壤碳周转及养分利用效率.与叶凋落物分解密切相关的微生物群落主要来源于叶凋落物际,这些微生物群落在土壤养分循环和有机物分解过程中发挥着至关重要的作用,然而目前关于叶凋落物际中微生物群落动态变化的研究还相对较少.研究以喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)的叶凋落物为研究对象,通过高通量测序研究不同土壤(有机土、铁铝土、冲积土)和分解阶段(30％、60％、90％)下叶凋落物际细菌群落的动态变化及其对凋落物分解的影响.结果表明:随着分解的进行,叶凋落物际细菌群落多样性逐渐升高,并且群落多样性水平越高(Alpha多样性:有机土＞冲积土＞铁铝土),其分解速率越快(k:有机土＞冲积土＞铁铝土).研究进一步发现,叶凋落物际细菌群落组成变化受土壤类型和分解阶段显著影响(P＜0.001),但前者作用效应更大.具体而言,不同土壤基质下的叶凋落物际优势菌不同,有机土和冲积土基质中均由变形菌门(Proteobacteria)主导(分别占55.33％和53.10％),铁铝土基质中则以放线菌门(Actinobacteriota)为主(占比为63.95％).受分解阶段影响,不同土壤基质下叶凋落物际各优势菌门的平均相对丰度在分解后期均有所下降,而以绿弯菌门(Chloroflexi)为代表的寡营养菌(oligotrophic taxa)在分解后期显著增加(P＜0.05),与分解前期相比增加了 5.66-413.80倍.此外,在不同土壤中,叶凋落物际细菌群落构建均受确定性过程影响,其共现网络复杂度在冲积土、有机土、铁铝土中依次降低,变形菌门和放线菌门在整个叶凋落物际细菌群落的构建和维持中扮演着关键角色.研究揭示了不同土壤基质调控叶凋落物际细菌群落组成及多样性进而影响凋落物分解过程,这为深入理解叶凋落物际细菌群落在生态系统养分循环过程中的关键作用提供了数据支撑.

目的 建立符合临床特征的、稳定的非肥胖型多囊卵巢综合征(polycystic ovary syndrome,PCOS)大鼠模型.方法 采用脱氢表雄酮(dehydroepiandrosterone,DHEA)皮下注射法建立PCOS大鼠模型.将3周龄雌性SD大鼠分为正常组、6 mg/kg DHEA造模组、60 mg/kg DHEA造模组,造模组每日按照相应剂量进行DHEA皮下注射,正常组每日给予甘油皮下注射,连续21 d,以卵巢组织病理学为金标准进行模型评价,明确DHEA致PCOS大鼠模型的最佳造模剂量.在此基础上,选取DHEA最佳造模剂量,分别设立停止造模组和继续造模组,进行28 d的模型观察,考察模型维持情况,其中停止造模组不再继续给予DHEA,继续造模模型组每48 h给予60 mg/kg DHEA皮下注射.评价指标包含大鼠体重、动情周期、空腹血糖和血清胰岛素、卵巢组织病理形态和血清性激素水平.结果 (1)与正常组相比,6 mg/kg DHEA造模组与60 mg/kg DHEA造模组体重无显著性差异,但二者动情周期均失去规律性,卵巢组织中可见较多囊状扩张的大卵泡,少见成熟卵泡,颗粒细胞层数减少且排列稀疏无序,黄体数量减少;且60 mg/kg DHEA造模组血清T、E2水平显著升高(P＜0.05).(2)停止造模组:模型组(A2组)与正常组(A1组)相比,两周后恢复规律的动情周期,卵巢组织中可见各级生长卵泡和黄体,囊性卵泡减少,颗粒细胞层数增加,可见成熟卵泡,卵母细胞局部形态完整,且E2、AMH水平降低(P＜0.05).(3)继续造模组:模型组(B2组)与正常组(B1组)相比,长期处于动情后期,卵巢组织中可见较多囊状扩张的大卵泡,少见成熟卵泡,颗粒细胞层数减少且排列稀疏无序,黄体数量明显减少,血清LH、LH/FSH、T水平升高(P＜0.05).结论 连续21 d皮下注射60 mg/kg DHEA,能够成功构建符合临床特征的非肥胖型PCOS大鼠模型,在此基础上每48 h给予60 mg/kg DHEA皮下注射能够保持模型的稳定性.

目的 探讨泛素结合酶E2L3(UBE2L3)对颅脑创伤(TBI)后小胶质细胞相关神经炎症的作用及其潜在机制.方法 采用SD大鼠构建TBI及假手术(Sham)组大鼠模型,通过多肽组学筛选Sham组和TBI组建模3 d时创伤病灶周围皮质脑组织差异表达的肽段,并选取下调显著的UBE2L3蛋白作为研究对象;分别通过蛋白免疫印迹法(WB)和实时荧光定量PCR(qPCR)实验验证TBI大鼠脑组织和不同BV2细胞模型中UBE2L3的表达情况.将UBE2L3质粒转染至BV2细胞中并将细胞分为阴性对照组(NC)、UBE2L3过表达组(OE-UBE2L3),采用qPCR和WB实验鉴定UBE2L3基因的过表达情况.构建脂多糖(LPS)诱导的M1型小胶质细胞神经炎症模型,将细胞分为NC组、OE-UBE2L3组、LPS组和LPS-UBE2L3组,分别通过免疫荧光染色和qPCR实验检测UBE2L3过表达对小胶质细胞极化、炎症因子表达的影响;随后通过WB实验分析UBE2L3过表达对NF-κB通路中COX2蛋白和NF-κB p65蛋白磷酸化水平的影响.结果 多肽组学质谱分析结果显示,TBI大鼠病灶周围脑皮质组织中UBE2L3蛋白的表达水平较Sham组降低,差异有统计学意义(P=0.046).WB验证实验显示,在BV2细胞神经炎症模型中,UBE2L3的表达水平在12 h时较0 h时下调,差异有统计学意义(P＜0.01);在TBI大鼠脑组织中,UBE2L3的表达水平在TBI后1 d时较Sham组下调(0.804±0.056对比1.394±0.263),在7 d时(0.558±0.024)表达趋于平缓,差异均有统计学意义(均P＜0.01).WB鉴定实验显示成功构建UBE2L3过表达细胞模型,OE-UBE2L3组UBE2L3表达水平较NC组升高(0.908±0.052对比0.362±0.080),差异有统计学意义(P＜0.01).qPCR实验显示,LPS组白细胞介素1 β(IL-1 β)、白细胞介素6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)表达水平较NC组均升高,而LPS-UBE2L3组IL-1β、IL-6、TNF-α表达水平较LPS组均下调,差异均有统计学意义(均P＜0.01).免疫荧光实验显示,LPS组小胶质细胞M1型标准物诱导性一氧化氮合酶(iNOS)的表达水平较NC组升高,差异有统计学意义(P＜0.001).通路蛋白WB检测结果显示,LPS-UBE2L3组环氧合酶2(COX2)蛋白的表达水平较LPS组降低(0.460±0.280对比1.273±0.090),差异有统计学意义(P＜0.05);LPS组磷酸化的核因子-κB(NF-κB)p65表达水平较NC组上调(1.738±0.138 对比 0.614±0.192),而 LPS-UBE2L3 组磷酸化的 NF-κB p65 表达水平(0.924±0.207)较LPS组下调,差异均有统计学意义(均P＜0.05).结论 UBE2L3可通过调控NF-κB/COX2通路抑制TBI后小胶质细胞向M1表型极化而发挥抑制神经炎症功能,可作为TBI后抑制神经炎症的潜在治疗靶点.