生物经济已成为全球各国再工业化和创造财富的一种重要手段和战略性资源,"面向人民生命健康的生物医药"作为生物经济四大重点领域之一,梳理其发文趋势、文献特征、研究领域、学术影响力与研究热点,对后续理论研究和实践探索具有重要意义.通过采用VOSviewer软件,对WOS核心合集数据库中2000年～2023年全球发表的5 370篇和其中383篇中国发表的生物经济领域论文进行可视化分析,揭示中国生物经济领域研究的产出与影响力.研究表明:①全球生物经济领域的研究呈现持续上升趋势,大致可分为2000年～2010年间的探索阶段和2011年～2023年间的快速增长阶段;②主要发文国家集中在美国与欧盟的发达国家,其中德国表现突出,与政策支持、大量经费和人员的投入密切相关;③虽然中国相关研究略晚于欧美地区,但随着生物医药、生物医学工程、生物农业、生物制造、生物能源、生物环保、生物技术服务等战略性新兴产业在国民经济社会发展中的战略地位显著提升,发文量快速上升,全球影响力不断提高;④中国的研究主要集中在与生物能源、生物制品、生物修复、资源回收等相关的循环经济,以及与生物燃料、生物质、生物炭、生物柴油相关的循环经济方面.此外,中国生物经济中有关生物医药领域的研究特色主要涉及绿色合成、能源、环境和生物医学应用,与生物经济相关的药用植物、民族医药植物、海洋藻类药用以及用于中医诊断决策支持的阴阳五行平衡与非平衡模型的相关研究.随着国家政策的支持,生物经济产业规模迅速增长,成为"十四五"时期生物经济发展的核心支柱产业之一.

目的:探讨氧化铜纳米酶对糖尿病小鼠全层皮肤缺损创面修复的作用及其机制。方法:(1)采用氯化铜与L-抗坏血酸反应的方法合成氧化铜纳米酶。采用透射电子显微镜观察氧化铜纳米酶大小和形貌，动态光散射粒度分析仪和纳米粒度电位仪分别分析其水合粒径和表面电位。(2)采用过氧化氢检测试剂盒、超氧阴离子检测试剂盒、3，3′，5，5′-四甲基联苯胺显色剂分别测定150 ng/mL氧化铜纳米酶的过氧化氢、超氧阴离子、羟自由基清除能力，计算过氧化氢、超氧阴离子、羟自由基清除比例(样本数均为3)。(3)将小鼠成纤维细胞系3T3细胞采用随机数字表法(分组方法下同)分为空白对照组、单纯过氧化氢组和过氧化氢＋氧化铜组，每组3孔。将终质量浓度25 ng/mL的氧化铜纳米酶加入过氧化氢＋氧化铜组细胞中预处理30 min。然后，在单纯过氧化氢组和过氧化氢＋氧化铜组细胞中各加入终物质的量浓度250 μmol/L过氧化氢，空白对照组常规培养。培养24 h后，采用2′，7′-二氯二氢荧光素二乙酸酯荧光探针检测细胞内活性氧水平(以绿色荧光强度表示)，细胞计数试剂盒8法检测并计算细胞存活率。(4)取10只6～8周龄雄性BALB/c小鼠(性别、鼠龄下同)，分为磷酸盐缓冲液(PBS)组与氧化铜组，每组5只。氧化铜组小鼠经尾静脉注射200 ng/mL的氧化铜纳米酶800 ng/kg，PBS组小鼠注射等体积的PBS。2组小鼠均每天注射1次，连续注射7 d。于第8天，取每组5只小鼠，采血行血细胞与血清生化分析，处死后收集心、肝、脾、肺和肾行苏木精-伊红(HE)染色后组织病理学观察。(5)取20只小鼠分为PBS组与氧化铜组，每组10只。采用链脲佐菌素及高糖高脂饮食法诱导糖尿病，并在其背部制作直径6 mm的全层皮肤缺损创面。伤后即刻，PBS组小鼠创面滴加20 μL PBS，氧化铜组小鼠创面滴加20 μL 200 ng/mL的氧化铜纳米酶，连续处理12 d。每组选定3只小鼠分别于伤后0(即刻)、3、6、9、12 d观察创面愈合情况，并计算创面未愈合面积。伤后6 d，每组取未行创面观察的3只小鼠，处死后酶联免疫吸附测定法测定创面组织中白细胞介素1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、IL-6含量。伤后12 d，处死2组各剩余7只小鼠，行HE染色并观察创面新生上皮长度，行二氢乙锭荧光探针染色观察活性氧水平(以红色荧光强度表示)。对数据行单因素方差分析、重复测量方差分析、独立样本 t检验、Bonferroni检验。 结果:(1)制备的氧化铜纳米酶大小均匀，在干燥状态下平均直径为3.5～4.0 nm，水合粒径约为4.5 nm，表面电位为(-9.8±0.3)mV。综合判定，成功制备了氧化铜纳米酶。(2)氧化铜纳米酶分别处理2 h、10 min、5 min后，过氧化氢、超氧阴离子、羟自由基清除比例分别为(77±5)%、(45±5)%、(84±4)%。(3)培养24 h后，单纯过氧化氢组细胞内活性氧水平急剧增高，细胞形态异常且数量减少；过氧化氢＋氧化铜组细胞内活性氧水平明显降低，细胞形态与空白对照组相比无明显变化。单纯过氧化氢组细胞存活率明显低于空白对照组和过氧化氢＋氧化铜组( P<0.01)，而过氧化氢＋氧化铜组细胞存活率与空白对照组相近。(4)注射7 d后，PBS组和氧化铜组小鼠肝功能指标、肾功能指标、血细胞相关指标均相近；氧化铜组小鼠的心、肝、脾、肺和肾中，均未观察到组织坏死、充血或出血，与PBS组无明显差别。(5)氧化铜组小鼠创面相比PBS组表现出更快的愈合趋势，创面红肿情况较轻。氧化铜组小鼠伤后6、9、12 d创面未愈合面积分别为(28.8±1.9)、(17.6±3.8)、(10.4±1.8)mm 2，明显小于PBS组的(38.0±4.3)、(30.2±3.0)、(24.2±3.0)mm 2( t＝3.706、5.075、5.558， P<0.01)。伤后6 d，氧化铜组小鼠创面IL-1β、TNF-α、IL-6含量均明显低于PBS组( t＝6.115、11.762、11.725， P<0.01)。伤后12 d，氧化铜组小鼠创面新生上皮长度长于PBS组，创面组织活性氧水平明显低于PBS组。 结论:氧化铜纳米酶不仅具有良好的生物相容性，同时具有高效的活性氧清除活性，能够消除糖尿病小鼠全层皮肤缺损创面过量表达的活性氧，降低氧化应激、减轻炎症，促进创面修复。

目的:根据IRES末端序列的不同，构建4个GFP表达强度不同的逆转录病毒载体，为后续流式检测或成像提供基础。方法:利用脑心肌炎病毒IRES的转录效率依赖于其末端的基因序列，通过重叠PCR方法将IRES与EGFP融合成4个不同连接方式的片段，然后克隆至逆转录病毒载体pMSCV-NGFR中；PCR扩增NGFR片段，克隆至逆转录病毒载体pMSCV-IRES-EGFP前面；逆转录病毒载体pMSCV-NGFR-IRES-EGFP转染293T细胞，分析EGFP的表达比例和平均荧光强度(MFI)，同时分析NGFR的表达。结果:成功构建4个逆转录病毒载体pMSCV-NGFR-IRES-EGFP；在293T细胞转染4个逆转录病毒载体，24 h和48 h时EGFP的表达效率没有明显差异，但荧光强度却有明显不同，同时NGFR的表达没有明显不同，说明IRES与EGFP之间加入不同的核苷酸序列，会使EGFP的荧光强度呈现明显差异。结论:EGFP的表达强度受IRES与EGFP之间序列的影响，不同强度EGFP的逆转录病毒载体可以适用于不同的实验要求。

目的:探讨负载银纳米颗粒（AgNP）小球藻的明胶/聚乙二醇水凝胶（以下简称复合水凝胶）的性能及其对小鼠全层皮肤缺损感染创面愈合的作用。方法:该研究为实验研究。制备单纯明胶/聚乙二醇水凝胶（以下简称单纯水凝胶）和复合水凝胶，大体观察2种水凝胶分别在55、37 ℃以及808 nm近红外光照射下的外观和可注射性；采用电子万能试验机测试2种水凝胶在室温下的拉应力-应变性能、压应力-应变性能以及复合水凝胶在80%最大压应力下的循环压应力-应变性能。分别于磷酸盐缓冲液（PBS）、单纯水凝胶和复合水凝胶中滴加金黄色葡萄球菌或大肠埃希菌菌液。取部分滴加了金黄色葡萄球菌或大肠埃希菌菌液的复合水凝胶，予近红外光照射5 min。将各样品孵育6 h后，采用稀释涂布平板法检测并计算2种细菌培养24 h的死亡率（样本数为5）。取海军军医大学第一附属医院泌尿外科收治的1名6岁健康男童包皮环切术后废弃包皮组织，采用酶解法提取分离原代人成纤维细胞（HFb），常规培养至第3~6代，用于后续细胞实验。制备终质量浓度分别为100.0、50.0、25.0、12.5、0 mg/mL的复合水凝胶浸提液，用其培养HFb，培养24 h后采用细胞计数试剂盒8检测细胞增殖活性，样本数为3。取20只6~8周龄雌性C57BL/6J小鼠，在每只鼠背部制作1个全层皮肤缺损创面，在创面上涂抹金黄色葡萄球菌菌液进行感染。将感染小鼠按照随机数字表法分为空白对照组、单纯水凝胶组、复合水凝胶组、联合处理组，每组5只小鼠，分别采用PBS、单纯水凝胶、复合水凝胶、复合水凝胶+光照（用波长808 nm近红外光照射5 min）处理其创面。于伤后0（首次处理创面后即刻）、3、7、14 d，大体观察各组小鼠创面渗出及愈合情况并计算伤后7、14 d的创面愈合率，样本数为5。伤后14 d，行苏木精-伊红染色观察小鼠创面组织病理学变化。结果:单纯水凝胶和复合水凝胶在55 ℃时均为溶液状态，降温到37 ℃后均呈凝胶态；近红外光照射2种水凝胶后，仅复合水凝胶升温，可再次回到溶液状态，即具有可注射性。复合水凝胶的最大拉应力可达301.42 kPa，对应的应变为87.19%；最大压应力可达413.79 kPa，对应的应变为91.67%，均与单纯水凝胶的拉伸和压缩性能相近。复合水凝胶经过10次压缩循环后，其最大压应力仍可达第1次压应力的84.1%。培养24 h，金黄色葡萄球菌经单纯水凝胶处理后的死亡率明显高于经PBS处理后（ P<0.05）；大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌仅经复合水凝胶处理后的死亡率均明显高于经单纯水凝胶处理后（ P<0.05）；大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌经复合水凝胶+光照处理后的死亡率均明显高于仅经复合水凝胶处理后（ P<0.05）。培养24 h，与用终质量浓度0 mg/mL复合水凝胶浸提液培养相比，用终质量浓度25.0、50.0 mg/mL复合水凝胶浸提液培养的HFb的增殖活力均明显增强（ P<0.05），用终质量浓度100.0 mg/mL复合水凝胶浸提液培养的HFb的增殖活力明显减弱（ P<0.05）。伤后0、3 d，空白对照组、单纯水凝胶组小鼠创面中的脓性分泌物均较多，复合水凝胶组小鼠创面中仅有少量渗出液，而联合处理组小鼠创面中未见明显感染。伤后7、14 d，单纯水凝胶组小鼠创面愈合率均明显高于空白对照组（ P<0.05），复合水凝胶组小鼠创面愈合率均明显高于单纯水凝胶组（ P<0.05），联合处理组小鼠创面愈合率均明显高于复合水凝胶组（ P<0.05）。伤后14 d，空白对照组小鼠创面有较多的炎症细胞浸润、未见新生的上皮层；单纯水凝胶组小鼠创面中新生上皮长度短，且存在少量炎症细胞；复合水凝胶组小鼠创面中有连续的新生上皮形成，以及大量未成熟的肉芽组织；联合处理组小鼠创面有连续的新生上皮形成，未成熟肉芽组织较少。 结论:制备的复合水凝胶具有良好的温敏性、光热性和可注射性，以及良好的机械性能、抗菌性能和生物相容性，可促进小鼠全层皮肤缺损感染创面愈合。

目的:探讨nicastrin（nct）基因对斑马鱼黑素细胞生物学功能的影响。方法:利用吗啉代寡核苷酸（MO）技术针对斑马鱼nct基因mRNA设计nct-MO序列，同时设计对照MO序列（ctrl-MO），并构建5′端为MO靶序列的增强绿色荧光蛋白（EGFP）mRNA，通过显微注射的方式将nct-MO或ctrl-MO与EGFP mRNA共注射入斑马鱼胚胎中，验证nct-MO的沉默效率，观察其表型变化。以野生型斑马鱼作为空白对照组，实时荧光定量PCR检测黑素合成notch信号通路相关基因mitfa、tyr、tyrp1a、tyrp1b、dct、pmela、notch1a、notch1b、hey1 mRNA表达水平的变化。多组间均数比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用LSD- t检验。 结果:斑马鱼受精后8 h，ctrl-MO+EGFP mRNA组斑马鱼胚胎中均有绿色荧光表达，而nct-MO+EGFP mRNA组及空白对照组胚胎均未见绿色荧光。受精后48 h，nct-MO组幼鱼尾部色素沉着区面积占比（0.169 ± 0.083）低于ctrl-MO组（0.258 ± 0.042， t=3.202， P=0.005），且nct-MO组色素分布紊乱。实时荧光定量PCR显示，nct-MO组、ctrl-MO组、空白对照组间pmela、tyrp1a、hey1基因mRNA相对表达量差异有统计学意义（均 P < 0.05），mitfa、tyr、tyrp1b、dct、notch1a、notch1b mRNA相对表达差异无统计学意义（均 P > 0.05）；nct-MO组pmela、tyrp1a相对表达水平（0.708 ± 0.028、0.558 ± 0.136）低于ctrl-MO组（1.023 ± 0.142、1.016 ± 0.134，均 P < 0.05）。 结论:nct基因可能通过调控斑马鱼黑素合成影响黑素细胞生物学功能。

为了挖掘优异西葫芦(Cucurbita pepo L.)种质资源,提高外观品质优的嫩瓜选择效率,本研究利用色差仪对本单位创制的54份西葫芦自交系进行不同嫩瓜皮色分类,并以其中7份(重点4份)代表性材料为研究对象,对西葫芦嫩瓜皮叶绿素合成代谢与其皮色形成的关联性进行分析.结果表明,叶绿素是决定偏白色、浅绿色、翠(青)绿色、绿色和深绿色西葫芦嫩瓜皮色的主要色素.其中,叶绿素a含量占总含量的49.20％～60.58％,是决定嫩瓜皮色深浅的主要因素.颜色最鲜艳且更加偏绿色的翠(青)绿色嫩瓜皮材料,其色度值(C)显著大于其他皮色,而叶绿素a/叶绿素b和红绿值(a*)分别显著大于和小于偏白色、浅绿色和深绿色皮色.深绿色、翠(青)绿色和偏白色嫩瓜皮叶绿素合成存在胆色素原转化为尿卟啉原Ⅲ和粪卟啉原Ⅲ转化为原卟啉Ⅸ两个受阻点,且后一转换阶段是导致偏白色和翠(青)绿色嫩瓜皮叶绿素合成受阻、叶绿素含量骤降的主要原因.叶绿素合成减弱与叶绿素代谢中的叶绿素酶降解活性增强以及抗氧化酶中的超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性减弱之间呈显著相关,这也证明了嫩瓜皮偏白色的成因.超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性与嫩瓜皮叶绿素含量呈显著相关,这两种酶延缓了翠(青)绿色和深绿色嫩瓜皮叶绿素含量降低速率.本研究结果为深入解析不同嫩瓜皮色,特别是翠(青)绿色嫩瓜皮呈色机理以及挖掘、利用相关优异特异资源提供了理论依据和技术支撑.

熊去氧胆酸(ursodeoxycholic acid,UDCA)是用于治疗多种肝胆疾病的临床优选药物,对某些癌症及其他疾病也有辅助治疗的作用.然而,UDCA的化学合成普遍存在路线繁琐、反应条件苛刻、对环境不友好,产率低等缺陷,严重限制了其工业化生产与应用.因此,具有合成路线短、产率高、反应条件温和、成本低等优势的绿色生物合成技术逐渐成为UDCA合成的主要研究方向.生物转化法合成UDCA通常是以石胆酸(lithocholic acid,LCA)、鹅去氧胆酸(chenodeoxycholic acid,CDCA)或胆酸(cholic acid,CA)为底物,利用全细胞转化法或酶法合成UDCA,该生物合成的本质主要是利用酶的特异性将底物转化为UDCA.因此,具有特异性辅酶依赖性、高酶活性、高稳定性和高浓度底物耐受性的7α/β-羟基类固醇脱氢酶(7α/β-HSDH)和P450单加氧酶的设计开发成为研究热点.综述UDCA的酶法制备技术,探讨现有酶法合成的优缺点,展望未来发展方向,以期实现UDCA的绿色、高效、安全、可持续的生物制造.

目的 对艾草Artemisia argyi β-石竹烯合成酶基因(β-caryophyllene synthase,AaCPS)进行全长克隆、亚细胞定位与表达模式分析,为艾草倍半萜生物合成途径中的基因功能解析奠定基础.方法 基于艾草转录组数据筛选注释为CPS的基因,采用PCR方法克隆获得目的基因cDNA的全长,对其编码区进行生物信息分析;构建原核表达载体,转化至大肠杆菌中进行诱导表达;构建绿色荧光蛋白(GFP)融合表达载体,利用农杆菌侵染烟草叶片的瞬时表达法进行亚细胞定位分析;运用实时荧光定量PCR(Real-time PCR)技术分析不同采收期(4月、5月、6月、7月)AaCPS基因表达模式,HS-SPME-GC-MS测定β-石竹烯含量并进行相关性分析.结果 从艾草中克隆得到的AaCPS基因开放阅读框(Open reading frame,ORF)为1647 bp,编码548个氨基酸,相对分子质量为63 667 Da,等电点为5.40,含Terpene_synth和Terpene_synth_C保守结构域.系统进化分析显示AaCPS蛋白与同科植物黄花蒿CPS蛋白的亲缘关系最近.SDS-PAGE结果证实在75 000-120 000 Da出现目的蛋白条带(包含28 132 Da的标签蛋白),说明所获基因能够成功表达出蛋白;亚细胞定位显示其编码蛋白位于细胞质中;实时荧光定量PCR结果表明AaCPS基因表达量呈上升趋势,在7月达到最高.HS-SPME-GC-MS结果显示β-石竹烯含量从4月逐渐升高,在6月达到最高,与4-6月AaCPS基因表达量趋势总体一致.结论 通过对AaCPS基因的克隆与分析,为进一步研究该基因在艾草倍半萜物质生物合成途径的功能鉴定奠定基础.

目的:探讨由氟化聚乙烯亚胺(polyethyleneimine,PEI)衍生物构成的纳米胶束的构建、表征及其在跨血-脑屏障(blood-brain barrier,BBB)进行基因递送中的作用.方法:使用PEI和七氟丁酸酐(heptafluorobutyric anhydride,HFAA)通过化学反应合成PEI-HFAA,随后通过酰胺反应连接芥子酸(sinapicacid,SA)得到产物PEI-HFAA-SA(简称SPF),最终在SPF外包裹聚山梨酯80(polysorbate 80,PS80)得到最终产物PEI-HFAA-SA@PS80(简称SPFT).通过傅里叶变换红外吸收光谱、核磁共振氟谱和核磁共振氢谱等对SPFT的分子键和元素组成进行分析,并通过动态光散射实验、琼脂糖凝胶阻滞实验和扫描电镜观察对其水合直径、质粒吸附及保护能力、载体质粒复合体的稳定性和形貌进行进一步表征.探究SPFT在小鼠神经胶质瘤细胞Neuro 2a中的基因转染效率和细胞毒性,通过尾静脉注射携带绿色荧光蛋白表达质粒的SPFT至C57BL/6J小鼠中,观察其在脑组织中的分布情况以及BBB内细胞的基因转染效果.结果:以SA和HFAA修饰以及PS80包裹的方法合成了 SFPT.检测结果显示,SPFT水动力粒径100～200 nm,并且对质粒有一定的携带和保护作用.SPFT携带质粒在体外表现出良好的转染能力和生物相容性.体内实验显示,尾静脉注射后的SPFT在小鼠大脑中有聚集现象,能够携带质粒穿越BBB并进行基因递送.结论:SPFT具有一定生物相容性和良好的穿越BBB及基因递送能力,为脑部疾病的治疗药物递送提供了新的思路.

建立一种基于环介导等温扩增(LAMP)检测利什曼原虫的方法,为内脏利什曼病防治提供技术支持.根据利什曼原虫动基体5.8S核糖体RNA(GenBank:OP829811)序列,设计合成LAMP扩增特异性引物,建立LAMP法.用LAMP法检测恶性疟原虫、间日疟原虫、三日疟原虫、卵形疟原虫感染者和健康人血样DNA,以及日本血吸虫、刚地弓形虫和杜氏利什曼原虫前鞭毛体DNA,评价LAMP法的特异性评价特异性;杜氏利什曼原虫前鞭毛体DNA稀释为 1 ng/μl、100pg/μl、10pg/μl、1 pg/μl、100fg/μl、10fg/μl、1 fg/μl,确定LAMP法的最低检测限及有、无钙黄绿素对检测限的影响.用建立的LAMP法和实时荧光定量PCR(qPCR)检测不明原因发热患者和健康人血样;取阳性患者骨髓涂片吉氏染色后镜检,查找利什曼原虫无鞭毛体.建立的LAMP法可检出杜氏利什曼原虫DNA,反应结果呈绿色;检测4种疟原虫感染者和健康人血样以及日本血吸虫、刚地弓形虫DNA的结果均为阴性,呈橙色.LAMP法检测健康人血样46份,均呈阴性,无交叉反应,特异性高.65 ℃反应60min,未加和加钙黄绿素的检出限分别为1pg/μl和1 ng/μl,浊度速率峰值均值分别为0.194、0.120,加钙黄绿素后出现浊度时间较未加钙黄绿素平均延迟23.6 min.LAMP法和qPCR法检测发热患者血样67份的结果一致,均检出相同的2份阳性,2份阳性血样对应的骨髓涂片镜检均查见利什曼原虫无鞭毛体.本研究建立的了检测利什曼原虫的LAMP法操作简便、灵敏度和特异性均较高,检测结果可视,具有较好的推广应用价值.