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Journal of Zhejiang University SCIENCE A
ISSN 1673-565X(Print), 1862-1775(Online), Monthly
2025 Vol.26 No.3 P.177-284
CONTENTS
Research Article
Hydraulic conductivity of sand influenced by temperature and porosity in centrifugal tests
Jianjian HE, Xihao JIANG, Yubing WANG
DOI: 10.1631/jzus.A2400216 Downloaded: 616 Clicked: 999 Cited: 0 Commented: 0(p.177-193) <Full Text><PPT> 6
机构：浙江大学，建筑工程学院，浙江大学超重力研究中心，中国杭州，310058
目的：超重力环境下土体渗透性的准确刻画是利用离心超重力模拟技术解决与渗流相关岩土工程问题的关键。本文旨在定性和定量研究温度、孔隙率和离心加速度对砂土渗透特性的影响，并探讨Kozeny-Carman（KC）方程在超重力环境中的适用性，为更高试验温度、更大离心加速度下砂土渗透系数的预测提供更准确的方法。
创新点：1.利用自研试验装置，定性及定量揭示了温度、孔隙率及离心加速度对砂土渗透系数的影响；2.利用本文建立的砂土渗透系数预测公式，评估了超重力环境下KC公式的适用性。
方法：1.通过自研试验装置（图1），开展超重力温控变水头渗流试验，定性揭示温度、离心加速度及孔隙率对砂土渗透系数的影响（图7和8）；2.基于KC公式，通过两种拟合路径，逐步建立砂土渗透系数与温度、离心加速度和孔隙率之间的定量关系（公式(10)和(15)）；3.在更高试验温度、更大离心加速度下，将KC公式及本文所建立公式的计算结果进行对比，揭示KC公式在超重力环境中的适用性（图13）。
结论：1.在相近温度及相同孔隙率下，砂土渗透系数与离心加速度呈线性相关；在相同离心加速度和相近温度下，砂土渗透系数随孔隙率函数(s3/(1?s)2)几乎呈线性增加。2.通过两种途径获得了砂土渗透系数与温度、离心加速度水平和孔隙率之间的函数关系。3.当离心加速度小于50g时，KC方程可有效准确地预测砂土渗透系数；当离心加速度大于50g时，利用KC方程预测砂土渗透系数会产生显著误差。
关键词组：砂土渗透系数；温度；孔隙率；离心加速度；Kozeny-Carman方程
Dongming YAN, Yilu QIU, Rongfeng GAO, Shikun CHEN, Yi LIU, Shengqian RUAN
DOI: 10.1631/jzus.A2400020 Downloaded: 516 Clicked: 1055 Cited: 0 Commented: 0(p.194-211) <Full Text><PPT> 8
机构：1浙江大学，建筑工程学院，中国杭州，310058；2浙江大学，材料科学学院，中国杭州，310058
目的：混凝土结构在水工环境中易受水分侵蚀破坏。本文旨在研究疏水改性地聚物混凝土在干湿循环前后，其防水性能、机械性能、化学成分、微观形貌和孔隙结构的变化，以验证其在潮湿环境中长期应用的可行性。
创新点：1.通过比较多次干湿循环实验前后疏水地聚物防水性能和机械性能等的变化，验证疏水改性混凝土疏水性能的长效性。2.深入分析两种疏水地聚物混凝土长效疏水的内在机理。3.评估疏水改性地聚物混凝土作为建筑材料在潮湿环境中长期使用的可行性。
方法：1.通过使用两种有机改性剂，即聚二甲基硅氧烷（PDMS）或甲基硅酸钠（SMS），成功制备疏水地聚物混凝土。2.通过对比疏水混凝土在干湿循环试验前后的性能变化，验证两种疏水混凝土的长效防水性能。3.对比研究结合压汞法（MIP）、扫描电子显微镜（SEM）和红外吸收光谱仪（FTIR）等微观实验，进一步分析有机分子和地聚物凝胶的结合模式及其在干湿循环过程中的演变机制。
结论：1.疏水地聚物混凝土的吸水率和氯离子迁移率显著降低，吸水速率降幅最高达94.3%；2. PDMS改性混凝土的长期防水性能不会因干湿循环而减弱，有机分子与地聚物凝胶骨架的紧密交联使改性混凝土的疏水性、强度和微观结构等都基本不受影响；3.SMS改性地聚物混凝土在干湿循环过程中也能保持较好的防水性能，但部分SMS分子会与水分子联结形成氢键，并随水溶液离开凝胶网络，从而造成改性混凝土防水能力和抗压强度下降。
关键词组：混凝土；疏水改性；防水性能；机械性能；微观结构
Xiao LI, Juanjuan REN, Shijie DENG, Zeyong ZHANG, Xueyi LIU
DOI: 10.1631/jzus.A2400013 Downloaded: 660 Clicked: 1116 Cited: 0 Commented: 0(p.212-225) <Full Text><PPT> 6
机构：1西南交通大学，高速铁路线路工程教育部重点实验室，中国成都，610031；2中国五冶集团有限公司，中国成都，610063
目的：无砟轨道现浇混凝土部件，尤其是双块式轨道整体现浇道床，在材料不良、环境不利、施工不当等多种因素影响下，早期开裂问题频发。本文旨在建立一个更为完善的早期道床开裂风险预测模型，在此基础上研究早期道床多场时变行为和开裂机理，探寻早期道床开裂风险影响规律并提出合理的开裂风险管控措施。
创新点：1.建立更完善的早期道床开裂风险预测模型，且模型假设条件更少，准确性更高，适用场景更全面；2.系统分析道床早期多场耦合时变规律和开裂机理；3.揭示材料、环境以及施工三类因素对混凝土道床早期开裂风险的影响规律，并提出了道床早期开裂控制措施。
方法：1.通过理论推导，统一混凝土早期到成型全过程的水化-热-湿-力耦合多场控制方程，并建立早期道床开裂风险预测模型；2.通过数值模拟，得到道床早期多场耦合时变规律和开裂机理，并揭示不同因素对混凝土道床早期开裂风险的影响规律。
结论：1.在典型工况条件下，在水化场方面，道床最大水化速率出现在浇筑后约7.0 h；道床终凝点在浇筑后约9.5 h；道床水化在第7 d的水化进程可达最终水化度的90%。在温度场方面，对流换热和太阳辐射是影响道床早期温度场的主要环境因素；道床表层最高温度浇筑后约16.0 h达到最大值，比入模温度高约15.0 °C。在湿度场方面，早期道床内双块式轨枕附件存在局部不均匀湿度区域。在力场方面，约在第1.25 d，轨枕四周新老混凝土结合面开裂的风险系数已超过1.00；在第7 d，轨枕附近道床八字形裂纹的开裂风险达到最大，风险系数约为0.75。2.温度变形是道床表层开裂的主导因素，也是道床板底开裂的主要驱动力；如果不考虑道床混凝土早期徐变，会大幅度高估开裂风险，因此建模时应当考虑徐变的影响。3.综合性的早期道床开裂风险控制措施方面，建议按照优先级降低的顺序（水化热→优化放热峰值时刻→增强保温措施→选择合理浇筑时刻→控制入模温度），进行早期道床混凝土开裂控制。
关键词组：无砟轨道；早期混凝土；水化-热-湿-力耦合；道床早期开裂
Junxing ZHAO, Xiaobin DING
DOI: 10.1631/jzus.A2400012 Downloaded: 606 Clicked: 1422 Cited: 0 Commented: 0(p.226-237) <Full Text>
机构：1华南理工大学，土木与交通学院，中国广州，510641；2华南理工大学，广东省现代土木工程技术重点实验室，中国广州，511442
目的：提前准确预测隧道掘进机（TBM）的运行性能有助于及时调整掘进参数，从而提高整体掘进效率。本文旨在探讨不同模型和时间长度对TBM性能预测效果的影响，并考虑土压、转速、扭矩、掘进速度、推力、岩石单轴抗压强度、围岩等级和液限等因素，研究得出预测性能最好的模型，以提高TBM性能的预测精度。
创新点：1.提出了预测TBM性能的Informer模型框架；2.每个模型仅使用7个参数预测TBM性能；3.确定了Informer模型的最佳参数组合；4.研究发现Informer模型在性能和概括能力方面优于其他比较模型。
方法：1.数据收集与分析，确定模型输入参数；2.通过不同模型预测TBM性能，并比较预测性能；3.通过不同模型对新数据进行预测，得到模型的泛化能力；4.比较不同输入长度与不同参数组合对TBM性能预测的影响。
结论：1.随机森林、极端梯度提升树、支持向量机、K近邻、反向传播神经网络和长短时记忆模型被用作对比模型；这些模型在原始项目的测试集上表现良好，但在新项目上表现不佳，且缺乏一定的泛化能力。2.单时间步和多时间步输出对模型的影响截然不同；在确定输入参数的合适时间间隔时应审慎考虑；在本次调查中，8至24分钟的输入长度被证明适用于单时间步骤输出，而8分钟的输入长度被认为适用于多时间步骤输出；模型相关系数分别可达0.99和0.98。3.计算了模型预测值的相关系数，包括平均预测值、首次预测值和最后一次预测值，且最后一次预测值与真实值的相关性更强。4.鉴于模型中输入参数的数量有限，皮尔逊分析方法的排除阈值从0.80调整为0.95；这一调整使得新模型在新数据上的表现优于之前的模型。5.敏感性分析表明，影响预测结果的输入参数从大到小依次为刀盘转速、土压力、围岩等级和扭矩，且这些参数的相关系数超过0.95；相反，岩石单轴抗压强度和液限对预测结果的影响相对较小（相关系数约为0.77）。
关键词组：TBM性能；Informer模型；深度学习；推力
Gang WANG, Shuai ZHANG, Jifa ZHANG, Yao ZHENG
DOI: 10.1631/jzus.A2300641 Downloaded: 823 Clicked: 1188 Cited: 0 Commented: 0(p.238-251) <Full Text><PPT> 6
机构：浙江大学，航空航天学院，中国杭州，310027
目的：大多数湍流模型都难以对尾喷管中的亚/超声速流动做出准确预测。本文旨在探索一种新的湍流模型-代数应力模型k-kL-ARSM+J，以提高湍流数值模拟的精度，并采用该高精度模型对三维截短偏置超声速尾喷管进行非设计工况下的数值计算，以获得其变化规律。
创新点：1.基于已有的计算流体动力学（CFD）程序，发展集成了新型代数应力模型k-kL-ARSM+J；2.获得了所设计的三维截短偏置超声速尾喷管非设计工况下的影响规律。
方法：1.采用NASA标准算例，对所实现的代数应力模型k-kL-ARSM+J进行模型验证，确保其正确性和有效性（图2~6）；2.将设计工况下尾喷管的计算值与设计值进行对比，验证湍流模型在该尾喷管数值计算的正确性和有效性（图11）；3.通过改变入口马赫数、入口压力和飞行高度等工况，获得该尾喷管非设计工况下的性能变化规律（图12~23）。
结论：1.根据NASA标准测试算例表明，k-kL-ARSM+J代数应力模型能够精确模拟超声速喷管，且与实验值吻合，验证了该湍流模型的正确性和有效性。2.随着入口马赫数的增加，推力和俯仰力矩增加，增长速率逐渐减小，且升力在设计马赫数附近达到峰值，然后迅速减小；随着入口压力的增加，喷管推力、升力和俯仰力矩均呈线性增长。3.随着飞行高度的增加，由于相同的超声速喷管入口条件，喷管的内部流场基本保持不变；然而，喷管外部的压力变化导致喷管出口从过膨胀过渡到欠膨胀；因此，喷管后的剪切层首先朝向喷管中心汇聚，然后发散。
关键词组：超声速喷管；湍流模型；数值模拟；性能分析
Xin TIAN, Junwei ZHONG, Youwen YANG, Chaolei ZHANG, Long ZHAO
DOI: 10.1631/jzus.A2400292 Downloaded: 450 Clicked: 705 Cited: 0 Commented: 0(p.252-265) <Full Text><PPT> 6
机构：1江西理工大学，机电工程学院，中国赣州，341000；2南京大学，现代工程与应用科学学院，中国南京，210089
目的：在激光粉末床熔融增材制造中，会产生大量飞溅物，从而降低构建质量和激光寿命。本文旨在探讨激光粉末床融合技术（L-PBF）构建室内惰性保护气流对飞溅物运动的影响。本文提出一种新型构建室的设计方案，以提高激光粉末床熔融中的飞溅物去除率。
创新点：1.建立一个完全耦合的计算流体动力学-离散相模型（CFD-DPM），模拟飞溅物和气流之间的相互作用；2.提出一种新型构建室的设计方案，提高激光粉末床熔融中的飞溅物去除率。
方法：1.通过搭建飞溅物与气流之间相互作用的CFD-DPM模型，模拟气流与飞溅物的轨迹（图4）；2.通过对比分析，对比单个入口与引入第二进气口后构建室内部的气体流动变化，提出优化设计方案（图5）；3.通过结合气体流动速度的均匀度和飞溅物清除效率，模拟对比第二进气口不同位置、第二进气口覆盖范围和柯安达效应的影响，提出改进方案（图6~13）。
结论：1.引入第二进气口可以有效抑制粉末床附近层流向上的运动，使粉末床周围形成更加均匀的层流，为飞溅物产生均匀的拖拽力；2.两进气口之间的距离对层流通过粉末床的均匀性有重要影响，对比分析后推荐两进气口之间的最佳距离为379 mm；3.第二进气口的宽度是影响层流粉末床宽度均匀性的另一个重要因素。通过增加第二进气口的宽度明显改善了流动的均匀性和飞溅物的运动轨迹；4.受柯安达效应的影响，气流右侧的下行气体限制了飞溅高度。将右壁下半部分向外移动并适当提高进出口压差后将飞溅物去除率提高到76.1%。
关键词组：激光粉末床熔融；计算流体力学；流场模拟；结构优化；柯安达效应
Fengwei HOU, Haifeng SHU, Binbin WU, Chengliang YU, Zhehui MA, Wenqing LI, Jinyuan QIAN
DOI: 10.1631/jzus.A2300546 Downloaded: 784 Clicked: 1282 Cited: 0 Commented: 0(p.266-276) <Full Text><PPT> 5
机构：1中国空气动力研究与发展中心，超高速所，中国绵阳，621000；2上海科科阀门集团有限公司，中国上海，201802；3浙江大学，特种装备研究所，中国杭州，310027；4浙江大学，流体动力基础件与机电系统全国重点实验室，中国杭州，310058
目的：风洞系统中高温高压介质会对热阀承压能力产生显著影响。本文提出基于多目标遗传算法（MOGA）模型的阀门阀座参数化设计方法，探讨冷却结构参数对阀座承压能力和冷却能力的影响规律，建立适应性结构优化方法，为高温高压阀门设计提供参考。
创新点：1.设计具有优良隔热能力的阀座冷却结构；2.基于MOGA模型提出阀座冷却结构参数化设计方法。
方法：1.通过理论分析，设计具有良好隔热能力的阀座冷却结构，验证其冷却能力。2.通过参数化建模，建立阀座冷却结构的几何模型，关联冷却结构特征参数和几何模型特征。3.通过仿真模拟进行参数敏感性分析（图8），提出基于MOGA模型的阀座冷却结构优化设计方法，建立优化的阀座冷却结构设计方案。
结论：1.提出的冷却结构设计方法可完整地描述阀座几何结构的特征；2.阀座冷却结构竖孔的设计深度和位置对于阀座的应力状态和平均温度具有显著影响；3.优化后的阀座结构平均温度可从242.47 °C降低到70.61 °C，阀座的平均应力可从115.22 MPa降低到100.02 MPa。
关键词组：热阀；风洞；应力；结构优化
Correspondence
Correspondence: Two-dimensional plane-strain consolidation for unsaturated soils under non-uniform trapezoidal loads
Chengjia TANG, Lei WANG, Sidong SHEN, Minjie WEN, Annan ZHOU
DOI: 10.1631/jzus.A2200525 Downloaded: 573 Clicked: 898 Cited: 0 Commented: 0(p.277-284) <Full Text>
机构：1上海工程技术大学，城市轨道交通学院，中国上海，201620；2浙江大学，软土与地质环境工程教育部重点实验室，中国杭州，310058；3墨尔本皇家理工学院，土木、环境和化学工程学院，澳大利亚墨尔本，VIC 3001
目的：在公路工程建设中，为使公路安全稳定，必须将原地面填筑成梯形路堤，而路堤的大小同时在宽度和高度上都有变化，这就造成了地面上的非均匀荷载。目前，关于固结特性的研究并没有考虑外部荷载沿水平方向的变化，且外部荷载被假定为随时间变化的、理想的均匀荷载。此外，由于气候条件的影响，实际工程中处理的通常是非饱和路基。基于此，本文旨在推导非均匀荷载下的非饱和土的二维平面应变固结的半解析解，并选择梯形荷载作为非均匀荷载的特例，研究非均匀梯形荷载下非饱和土的二维平面应变固结特性。
创新点：1.基于Dakshanamurthy和Fredlund二维平面应变固结理论，建立非均匀梯形荷载下非饱和土二维平面应变固结的参考模型；2.通过拉普拉斯变换与傅里叶展开推导非均匀荷载下非饱和土的二维平面应变固结的半解析解。
方法：1.建立非均匀梯形荷载下非饱和土二维平面应变固结的参考模型（图1）；2.推导非均匀荷载下非饱和土的二维平面应变固结的半解析解（公式(6),(7)和(9)）；3.绘制超孔隙压力与沉降在非均匀荷载下的变化图像，分析不同计算点、路肩宽度与路堤高度对固结特性的影响。
结论：1.不同计算点的超孔隙压力消散速度不同；路面下的超孔隙压力比路肩处的大很多，消散开始得晚，但消散速率快。2.路堤高度的增加会增加路面的最终沉降，但对路肩的影响较小。3.路肩的宽度和坡度都会影响路面和路肩的沉降；路基荷载越接近于均匀荷载，二维平面上的沉降就越均匀。
关键词组：非饱和土；非均匀荷载；二维平面应变固结；半解析解；拉普拉斯变换；傅里叶级数展开
Journal of Zhejiang University SCIENCE B
ISSN 1673-1581(Print), 1862-1783(Online), Monthly
2025 Vol.26 No.3 P.203-302
CONTENTS
Reviews
Review: Immune checkpoint blockade for cancer therapy: current progress and perspectives
Hongying YE, Weijie LIAO, Jiongli PAN, Yin SHI, Qingqing WANG
DOI: 10.1631/jzus.B2300492 Downloaded: 1248 Clicked: 1266 Cited: 0 Commented: 0(p.203-226) <Full Text><PPT> 61
1浙江大学医学院免疫学研究所，中国杭州市，310058
2浙江省免疫与炎症疾病重点实验室，中国杭州市，310058
3浙江大学医学院生物化学系，中国杭州市，310058
摘要：抗肿瘤免疫反应的功能缺陷对癌症进展至关重要。免疫检查点阻断（ICB）可增强T细胞反应，是宿主抗肿瘤免疫正常化的有效策略。近年来，多项表达于肿瘤细胞和免疫细胞的免疫检查点已被鉴定，其中一些显示出良好的成药性，并已获得美国食品药品监督管理局（FDA）的批准用于临床治疗。然而，有限的治疗反应和免疫相关不良事件（irAEs）不容忽视。本文综述了ICB的发展和应用，并就基于ICB的癌症免疫疗法克服耐药性的潜在策略和未来方向展开讨论。
关键词组：免疫检查点阻断；癌症免疫疗法；肿瘤免疫逃逸；免疫正常化
Xiaoyu HAN, Peijun LI, Meiling JIANG, Yuanyuan CAO, Yingqi WANG, Linhong JIANG, Xiaodan LIU, Weibing WU
DOI: 10.1631/jzus.B2300680 Downloaded: 782 Clicked: 1500 Cited: 0 Commented: 0(p.227-239) <Full Text><PPT> 39
1上海体育大学运动健康学院， 中国上海市， 200438
2上海中医药大学康复医学院， 中国上海市， 201203
3上海市中医药研究院康复医学研究所， 中国上海市， 201203
4中医智能康复教育部工程研究中心， 中国上海市， 201203
摘要：骨骼肌功能障碍是慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者常见的肺外共病，与患者生活质量和存活率相关。自噬溶酶体途径作为机体蛋白水解系统，影响骨骼肌结构和功能。然而，促进和抑制自噬均被发现可显著改善COPD骨骼肌的结构和功能，但其中机制尚未可知。本文首先综述巨自噬和线粒体自噬对COPD骨骼肌结构和功能的作用，并进一步探究自噬介导COPD骨骼肌功能障碍的机制。结果表明，巨自噬和线粒体自噬相关蛋白在COPD骨骼肌中显著升高，促进巨自噬可显著提高COPD肌卫星细胞的肌生成和复制能力，而体外抑制COPD肌管巨自噬可增加肌管直径。线粒体自噬有助于通过清除COPD受损线粒体来维持线粒体稳态。综上，自噬作为改善COPD骨骼肌功能障碍的潜在靶点，仍需进一步研究其在调节COPD骨骼肌功能的具体机制，以加深对该领域的理解。
关键词组：自噬；骨骼肌功能障碍；慢性阻塞性肺疾病；线粒体；肌卫星细胞
Research Articles
Ziyin YANG, Lei HAI, Xiaoyu CHEN, Siwen WU, Yan LV, Dawei CUI, Jue XIE
DOI: 10.1631/jzus.B2300947 Downloaded: 841 Clicked: 1033 Cited: 0 Commented: 0(p.240-253) <Full Text><PPT> 45
浙江大学医学院附属第一医院输血科，中国杭州市，310003
摘要：免疫性血小板减少症（ITP）是以抗体介导血小板损伤为特征的出血性自身免疫性疾病，其病理机制复杂，有待进一步阐明。共刺激分子肿瘤坏死因子受体超家族成员4（OX40）和OX40配体（OX40L）在自身免疫性疾病的致病机制中发挥着重要作用。前期研究发现，OX40L和OX40在ITP患者外周血单个核细胞（PBMCs）中表达显著升高。本研究结果显示：OX40L可在体外诱导滤泡辅助性T（Tfh）细胞活化，上调诱导性共刺激分子（ICOS）、程序性细胞死亡蛋白1（PD-1）和CD40配体（CD40L）的表达；OX40L?OX40的异常表达可能通过增强Tfh细胞对B淋巴细胞的辅助功能，促进Tfh1向Tfh2的转型，以及诱导自身抗体产生，从而加速ITP进展；OX40L?OX40轴的信号转导可能与肿瘤坏死因子受体相关因子(TRAF）?核因子κB(NF-κB)和Janus 激酶（JAK)?信号转导与转录激活因子(STAT)信号通路的激活有关。综上所述，OX40L?OX40信号通路是ITP的新型潜在治疗靶点。
关键词组：肿瘤坏死因子受体超家族成员4（OX40）；OX40配体（OX40L）；免疫性血小板减少症（ITP）；滤泡辅助性T（Th）细胞；B细胞
Yue XI, Qifeng JIANG, Wei DAI, Chaozhen CHEN, Yang WANG, Xiaoyan MIAO, Kaichen LAI, Zhiwei JIANG, Guoli YANG, Ying WANG
DOI: 10.1631/jzus.B2300531 Downloaded: 941 Clicked: 1210 Cited: 0 Commented: 0(p.254-268) <Full Text><PPT> 49
1浙江大学医学院附属口腔医院，浙江大学口腔医学院，浙江省口腔疾病临床医学研究中心，浙江省口腔生物医学研究重点实验室，浙江大学癌症研究院，口腔生物材料与器械浙江省工程研究中心， 中国杭州市， 310000
2浙江大学口腔医学院， 中国杭州市， 310058
摘要：低密度脂蛋白受体相关蛋白5（LRP5）的功能丧失突变将导致骨形成减少，从而最终导致低骨量的表型。先前研究报道了LRP5启动子存在转录因子SP7的结合位点。此外，SP7在种植体骨整合过程中具有上调LRP5表达的关键作用。但SP7在改善LRP5缺失所致骨质疏松的作用机制尚不明确。本研究使用成骨细胞LRP5条件性缺失小鼠展开相关研究，该小鼠具有骨质疏松表型。细胞实验结果表明，SP7可促进LRP5表达并上调包括碱性磷酸酶（ALP）、Runt相关转录因子2（Runx2）和β-catenin等成骨相关基因的表达（P<0.05）。体内实验将SP7过表达慢病毒注射到LRP5条件性敲除小鼠骨缺损区域，愈合4周后，与对照组相比，SP7治疗组骨密度（BMD）（P<0.001）和骨体积分数（BV/TV）（P<0.001）显著升高，而骨小梁分离系数（Tb.Sp）显著减小（P<0.05）。上述数据表明，SP7可改善LRP5条件性缺失所致小鼠骨质疏松的骨缺损愈合过程。该研究为改善LRP5缺失所致骨质疏松提供了潜在治疗策略。
关键词组：基因治疗；低密度脂蛋白受体相关蛋白5（LRP5）；转录因子（SP7）；骨质疏松；缺损愈合
Quanmin KANG, Fang LE, Xiayuan XU, Lifang CHEN, Shi ZHENG, Lijun LOU, Nan JIANG, Ruimin ZHAO, Yuanyuan ZHOU, Juan SHEN, Minhao HU, Ning WANG, Qiongxiao HUANG, Fan JIN
DOI: 10.1631/jzus.B2300681 Downloaded: 679 Clicked: 963 Cited: 0 Commented: 0(p.269-285) <Full Text><PPT> 58
1浙江大学医学院附属妇产科医院生殖内分泌科，生殖遗传学教育部重点实验室，浙江省妇女生殖健康实验室，中国杭州市，310006
2金华市妇幼保健院遗传实验室，中国金华市，321000
3丽水市妇幼保健院妇产科，中国丽水市，323000
4宁波大学附属妇女儿童医院妇产科，中国宁波市，315012
5浙江省人民医院（杭州医学院附属人民医院）生殖医学中心，生殖内分泌科，中国杭州市，310014
6东阳市人民医院生殖内分泌科，中国东阳市，322100
7浙江大学医学院附属第一医院生殖医学中心，中国杭州市，310003
摘要：促排卵是辅助生殖技术（ART）的关键环节之一，能导致母体血清雌二醇水平升高。因此，在促排卵过程中高浓度雌激素暴露对卵母细胞和胚胎的影响一直为人们所关注。本研究利用小鼠模型和小鼠胚胎干细胞（mESCs）探讨了促排卵对卵母细胞和胚胎的形态及基因表达的影响。在本研究中，我们建立了不同促排卵方案的C57BL/6J小鼠模型，其中包括一组超剂量促排卵导致卵巢过度刺激。研究结果显示，过度刺激组小鼠的血清雌激素水平显著升高，卵巢增大，异形卵母细胞增加，以及卵裂率和成囊率均下降。卵母细胞信使RNA（mRNA）测序结果发现差异基因去甲基化酶Kdm6b在过度刺激组中显著下调，这提示其可能是过度刺激引起卵母细胞和胚胎发育异常的关键分子。细胞实验表明，高雌激素暴露可下调mESCs中Kdm6b的表达，而雌激素受体拮抗剂预处理可以逆转高雌激素对Kdm6b的影响。此外，Kdm6b的敲降和高雌激素暴露均可导致mESCs中组蛋白H3赖氨酸27的三甲基化（H3K27me3）和小鼠磷酸化组蛋白（γ-H2AX）的表达上调，并伴随拟胚体的形成受损。综上所述，过度刺激引起的高浓度雌激素暴露可通过降低Kdm6b的表达从而影响H3K27me3的去甲基化。因此，Kdm6b是预测卵巢过度刺激患者ART结局的重要指标。
关键词组：超促排卵；组蛋白甲基化；辅助生殖技术（ART）
Engy ELEKHNAWY, Duaa ELIWA, Sebaey MAHGOUB, Sameh MAGDELDIN, Ehssan MOGLAD, Sarah IBRAHIM, Asmaa Ramadan AZZAM, Rehab AHMED, Walaa A. NEGM
DOI: 10.1631/jzus.B2300777 Downloaded: 834 Clicked: 1260 Cited: 0 Commented: 0(p.286-301) <Full Text><PPT> 45
1Pharmaceutical Microbiology Department, Faculty of Pharmacy, Tanta University, Tanta 31527, Egypt
2Department of Pharmacognosy, Faculty of Pharmacy, Tanta University, Tanta 31527, Egypt
3Proteomics and Metabolomics Research Program, Department of Basic Research, Children’s Cancer Hospital 57357, Cairo 11441, Egypt
4Department of Physiology, Faculty of Veterinary Medicine, Suez Canal University, Ismailia 41522, Egypt
5Department of Pharmaceutics, College of Pharmacy, Prince Sattam bin Abdulaziz University, P.O. Box 173, Alkharj 11942, Saudi Arabia
6Human Anatomy and Embryology Department, Faculty of Medicine, Tanta University, Tanta 31527, Egypt
7Division of Microbiology, Immunology and Biotechnology, Department of Natural Products and Alternative Medicine, Faculty of Pharmacy, University of Tabuk, Tabuk 47713, Saudi Arabia
摘要：溃疡性结肠炎（UC）是由氧化应激和炎性介质增加所导致的一种非特异性的肠道炎症性疾病。本研究首次通过液相色谱-质谱联用技术制备了植物内生细菌Rhizobium aegyptiacum提取物，并通过大鼠模型验证其在体内对UC的保护潜力。实验共分为四组，分别为正常对照组（组I）、R. aegyptiacum组（组II）、经醋酸（AA）诱导的UC组（组III）和经R. aegyptiacum治疗的AA诱导UC组（组IV）。其中，组IV大鼠在UC诱导前一周和后两周每天给予R. aegyptiacum处理（0.2 mg/kg）。在实验的最后一天，我们收集各组大鼠结肠组织进行组织学、免疫组化和生化学检测。苏木精-伊红染色、马松染色和PAS染色结果显示，组IV大鼠的结肠出现明显的组织学改善。与对照组相似，其粘膜表面正常，覆盖着平直、完整且薄的刷状边缘；杯状细胞呈品红色，粘膜和黏膜下结缔组织中的胶原纤维分布显著减少。环氧合酶-2（COX-2）免疫染色显示大多数细胞出现弱免疫反应。结肠组织的扫描电镜检查结果与上述组织学评估一致，不同大小的隐窝孔和大量的杯状细胞显示出规律的多边形单元模式。不同组中大鼠结肠组织过氧化氢酶（CAT）、髓过氧化物酶（MPO）、一氧化氮（NO）、白介素-6（IL-6）和白介素-1β（IL-1β）水平的测定结果显示，与组III相比，组IV的CAT水平显著上升（P<0.05），但NO、MPO和炎症细胞因子（IL-6和IL-1β）水平显著降低（P<0.05）。逆转录定量聚合酶链反应（RT-qPCR）结果显示，经AA诱导的UC组（组III）中TNF-α基因表达上调，而在经R. aegyptiacum治疗的AA诱导UC组（组IV）中则呈显著下调（P<0.05）；与此相反，组IV中的HO-1基因则显著上调。本研究实验结果表明，口服R. aegyptiacum能恢复和重建粘膜完整，进而改善AA诱导的大鼠UC，并具有抗氧化和抗炎作用。综上，R. aegyptiacum在人类UC治疗中可能具有潜在价值，但仍需进一步验证。
关键词组：炎症性肠综合征；液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）；扫描电子显微镜（SEM）；组织学；免疫组织化学；逆转录定量聚合酶链反应（RT-qPCR）
Erratum
Qiuhui YANG, Yeqin FU, Jiaxuan WANG, Hongjian YANG, Xiping ZHANG
DOI: 10.1631/jzus.B23e0019 Downloaded: 52 Clicked: 80 Cited: 0 Commented: 0(p.302-302) <Full Text>
Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering
ISSN 2095-9184 (print), ISSN 2095-9230 (online)
2025 Vol.26 No.2 P.157-308
CONTENTS
Special Issue on Artificial-Intelligence-Empowered Digital-Twin-Based Network Autonomy (Editor-in-Chief: Ping ZHANG; Executive Lead Editor: Guangyi LIU)
Editorial: Artificial-intelligence-empowered digital-twin-based network autonomy
Guangyi LIU, Jiangzhou WANG, Rongpeng LI, Jianhua ZHANG
DOI: 10.1631/FITEE.2510000 Downloaded: 87 Clicked: 139 Cited: 0 Commented: 0(p.157-160) <Full Text>
1中国移动研究院，中国北京市，100053
2中关村泛联移动通信技术创新应用研究院，中国北京市，100080
3肯特大学工程与数字艺术学院，英国坎特伯雷，CT2 7NZ
4浙江大学信息与电子工程学院，中国杭州市，310027
5北京邮电大学信息与通信工程学院，中国北京市，100876
随着全球数字化进程的迅速加快，第六代（6G）移动网络将在推动工业智能化、促进高质量经济发展和实现全社会全面数字化转型中发挥关键作用。面对维护和优化现有第五代（5G）移动网络日益增加的复杂性和成本压力，为发挥人工智能（AI）的优势并克服其局限性，6G网络必须从设计之初就融入AI。一方面，原生AI可以按需提供计算能力以及数据和算法支持，在网络整个生命周期中系统地启用AI；另一方面，无线网络的数字孪生（DT）进一步增强了网络模拟、动态预测和性能验证能力，极大地降低了试错成本。将原生AI和DT技术融入6G移动网络的研究令人振奋。6G网络自治的潜在关键技术益处包括：
1. 6G自治网络的架构和部署
架构设计和部署对于更好地支持6G网络的自主性至关重要。基于服务的无线接入网（RAN）架构是一种有前景的方法，它利用AI实现动态资源分配和分层部署，满足多样化的任务需求，同时提高网络灵活性。此外，结合AI与网络数字孪生技术的自主RAN框架可以显著提升网络自主性，使网络具备更强的感知、分析和优化能力。此外，随着大模型技术的兴起，研究其在6G网络中的部署和优化已成为一个新的焦点。
2. DT支持AI学习和6G网络优化
融合AI和DT技术为6G网络带来智能增强，同时也引入新的优化挑战。数字孪生网络的精确建模和未来网络状态预测能力，不仅能够实现通信环境的高保真重构，还能增强网络对动态变化的适应能力。此外，原生AI和DT技术赋能的6G网络中定价策略和任务卸载的协同优化，可以在促进高级别网络自治的同时，优化AI训练过程。
3.利用AI提升6G网络性能
AI技术在提高6G网络性能方面发挥着重要作用。通过优化资源分配和网络配置，AI可以提升系统容量并显著提高通信效率。此外，将DT与AI结合有助于开发更高效的无线网络管理解决方案，促进6G网络的可持续发展。
然而，6G网络自治的未来应用仍面临诸多挑战。在此背景下，《信息与电子工程前沿（英文）》期刊组织了本期"人工智能赋能的数字孪生网络自治"专刊。专刊涵盖了6G网络自治的基本理论、硬件设计、系统架构、算法优化和应用技术，旨在促进业界对6G无线网络架构的共识以及相关技术的标准化和实施。专刊收录8篇论文，包括1篇立意、5篇研究和2篇通讯。
Position Paper: 6G autonomous radio access network empowered by artificial intelligence and network digital twin
Guangyi LIU, Juan DENG, Yanhong ZHU, Na LI, Boxiao HAN, Shoufeng WANG, Hua RUI, Jingyu WANG, Jianhua ZHANG, Ying CUI, Yingping CUI, Yang YANG, Yan ZHANG, Jiangzhou WANG, Ye OUYANG, Xiaozhou YE, Tao CHEN, Rongpeng LI, Yongdong ZHU, Yuanyuan ZHANG, Li YANG, Sen BIAN, Wanfei SUN, Qingbi ZHENG, Zhou TONG, Huimin ZHANG, Zecai SHAO, Jiajun WU, Mancong KANG
DOI: 10.1631/FITEE.2400569 Downloaded: 103 Clicked: 137 Cited: 0 Commented: 0(p.161-213) <Full Text><PPT> 59
1中国移动研究院，中国北京市，100053
2中关村泛联移动通信技术创新应用研究院，中国北京市，100080
3亚信科技（中国）有限公司，中国北京市，100193
4中兴通讯股份有限公司，中国深圳市，518057
5北京邮电大学信息与通信工程学院，中国北京市，100876
6香港科技大学（广州）特斯联"数字世界"联合研究中心，中国广州市，511455
7奥斯陆大学信息工程学院,挪威奥斯陆市，0316
8肯特大学工程与数字艺术学院,英国坎特伯雷，CT2 7NZ
9联发科技（北京）有限公司，中国北京市，100015
10浙江大学信息与电子工程学院，中国杭州市，310058
11之江实验室，中国杭州市，311500
12中信科移动通信技术股份有限公司，中国北京市，100083
摘要：第六代（6G）移动网络将实现数字孪生与泛在智能的社会愿景。与仅专注于通信的第五代（5G）移动网络不同，6G移动网络需要内生支持诸如感知、计算、人工智能（Artificial Intelligence, AI）、大数据和安全等新功能，同时推动一切即服务（Everything as a Service, XaaS）的实现。尽管5G移动网络的部署已经证明网络自动化和智能化能够简化网络运维（Operation and Maintenance, O&M）的流程，但外部功能的增加却导致了服务效率低下和运维成本上升。因此，本研究提出一种6G自治无线接入网（Radio Access Network, RAN）的技术框架，旨在实现高水平的网络自治；该框架融合了云原生、内生AI和网络数字孪生（Network Digital Twin, NDT）的设计理念。首先，我们提出了服务化的架构，用于重新构建RAN的协议栈。这一架构能够按需灵活编排服务和功能，并将其定制为云原生服务。其次，我们构建了内生AI框架，通过编排AI用例所需的通信、AI模型、数据和计算能力，为网络运维的多样化用例提供AI支持。第三，我们引入了数字孪生网络，作为AI算法和神经网络的训练、预验证和调优的虚拟环境。这一环境能够避免AI应用可能给网络运维带来的风险。通过内生AI与NDT的结合，可以构建RAN的闭环管理和优化，进一步促进网络自治的实现。
关键词组：6G；网络自治；内生人工智能；网络数字孪生；服务化无线接入网
Tianjiao CHEN, Xiaoyun WANG, Meihui HUA, Qinqin TANG
DOI: 10.1631/FITEE.2400240 Downloaded: 445 Clicked: 813 Cited: 0 Commented: 0(p.214-229) <Full Text>
1中国移动通信有限公司研究院，中国北京市，100053
2中关村泛联移动通信技术创新研究院，中国北京市，100080
3中国移动通信集团有限公司，中国北京市，100032
4北京邮电大学信息与通信工程学院，中国北京市，100876
摘要：通信网络可以内生地为资源有限的网络实体提供人工智能（AI）训练服务，以快速构建精准的数字孪生并实现高水平的网络自治。考虑到需要数字孪生的网络实体和提供AI服务的网络实体可能属于不同的运营商，可采用激励机制来最大化两者的效用。本文建立了一个斯坦伯格博弈来对内生AI网络中数字孪生的AI训练任务卸载进行建模，其中基站运营商为领导者，资源有限的网络实体为跟随者。本文对斯坦伯格均衡进行分析以获得均衡解，同时考虑到时变的无线网络环境，进一步设计了一种深度强化学习算法来实现动态定价和任务卸载。最后，通过大量仿真实验验证所提方案的有效性。
关键词组：数字孪生网络；内生人工智能；斯坦伯格博弈；任务卸载；深度强化学习
Service decoupling for open and intelligent service-based RAN
Chunjing YUAN, Tong LEI, Ze XUE, Lin TIAN, Shuyuan ZHANG, Na LI, Zhou TONG
DOI: 10.1631/FITEE.2400248 Downloaded: 261 Clicked: 340 Cited: 0 Commented: 0(p.230-245) <Full Text><PPT> 86
1中国科学院计算技术研究所，中国北京市，100190
2中国电信湖北智能云网调度运营中心，中国武汉市，430024
3中科南京信息高铁研究院，中国南京市，210008
4中国移动研究院未来研究院，中国北京市，100053
摘要：任务多样性是未来6G网络面临的最大挑战之一。以任务为中心，用人工智能（artificial intelligence，AI）驱动动态6G RAN（radio access network，无线接入网），精准满足用户的个性化需求。然而，人工智能只能配置单体式RAN的功能参数，无法对功能进行调度。因此，使RAN能力更具动态性和可调度性是6G RAN的发展趋势。本文提出一种基于服务的RAN架构，可以部署解耦的RAN功能，并根据任务进行定制。协议分析表明RAN CP（control plane）功能之间的交互关系复杂，需要按照高内聚低耦合的原则进行解耦。基于图论而非专家经验设计了一种RAN解耦方案。构建无向有权图表示功能连接和交互，通过最小生成树实现功能连接的解耦。考虑到RAN和CN功能的重复和冗余，提出一种RAN-CN集成解耦方案。分析解耦的灵活性、信令的复杂性和处理延迟，实验发现将RAN控制面解耦为4个服务更为合适。RAN-CN的集成解耦解决了Ng接口串行效率低的技术瓶颈，可实现全服务化6G，支持基于AI的全局功能调度。
关键词组：服务解耦；开放智能；服务化RAN；图论；全服务化6G网络
Yihong TAO, Bo LEI, Haoyang SHI, Jingkai CHEN, Xing ZHANG
DOI: 10.1631/FITEE.2400327 Downloaded: 526 Clicked: 967 Cited: 0 Commented: 0(p.246-259) <Full Text><PPT> 67
1北京邮电大学无线信号处理与网络实验室，中国北京市，100876
2中国电信研究院，中国北京市，102209
摘要：随着卫星通信技术的发展，将卫星网络和地面网络相融合的星地融合网络能实现全球无缝覆盖的通信服务。面对网络动态复杂性、资源异构性和用户移动不可预测性，网络动态资源分配面临巨大挑战。数字孪生（DT）作为一项新兴技术，可以将物理网络映射到虚拟网络，以此对物理网络进行监测、分析和优化。然而，在构建DT模型的过程中，DT的部署位置和资源分配可能会对其性能产生不利影响。因此，提出一种星地融合网络模型，通过在星地融合网络的多层节点中部署DT，缓解传统边缘网络单层部署灵活性不足的问题。为解决网络中DT的部署挑战，提出在星地融合网络中进行多层DT部署以降低系统延迟。然后，采用多智能体强化学习（MARL）算法寻找DT多层部署问题的最优解。仿真结果表明，该方案能够有效降低系统延迟。
关键词组：数字孪生；星地融合网络；部署；多智能体强化学习
Jialin WANG, Jianhua ZHANG, Yutong SUN, Yuxiang ZHANG, Tao JIANG, Liang XIA
DOI: 10.1631/FITEE.2400464 Downloaded: 402 Clicked: 639 Cited: 0 Commented: 0(p.260-277) <Full Text><PPT> 86
1北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室，中国北京市，100876
2中国移动研究院，中国北京市，100053
摘要：数字孪生信道作为数字孪生网络的底层基础，能够准确描述空口传输中的电磁波传播，从而支持基于数字孪生网络的6G无线网络。电磁波传播受环境影响，因此建立环境与电波传播之间的关系是实现数字孪生信道的关键。在现有方法中，输入到神经网络的环境信息是多维的，环境与信道之间的关联关系不明确，导致关系构建过程高度复杂。为解决这一问题，本文提出一种基于电磁波特性启发的通用的无线环境知识（REK）构建方法，以利用容易获取的位置信息量化电磁波传播贡献。提出一种有效的基于随机几何的散射体确定方法，在完全空旷、即将遮挡和完全遮挡的情况下，分别减少90%、87%和81%的环境信息冗余度。此外，基于一个采用简单的两层卷积结构的轻量级卷积神经网络进行路径损耗预测，以验证REK的有效性。结果表明，在预测误差为0.3时，仅需4 ms测试时间，有效降低了网络复杂度。
关键词组：数字孪生信道；无线环境知识库；无线信道；环境信息；可解释的无线环境知识构建；基于人工智能的知识验证
Yuxuan CHEN, Rongpeng LI, Xiaoxue YU, Zhifeng ZHAO, Honggang ZHANG
DOI: 10.1631/FITEE.2400468 Downloaded: 406 Clicked: 740 Cited: 0 Commented: 0(p.278-292) <Full Text><PPT> 44
1浙江大学信息与电子工程学院，中国杭州市，310027
2之江实验室，中国杭州市，310012
摘要：在边缘计算环境中优化大型语言模型（LLMs）的部署对提升隐私保护和计算效率至关重要。为实现高效的无线LLM推理，本文全面分析了主流开源LLMs中不同分割点的影响。本文引入一个基于模型的强化学习（MBRL）框架，以确定边缘和用户设备（UE）之间的最佳分割点。通过引入奖励替代模型，该方法显著减少了频繁的性能评估的计算成本。广泛的仿真结果表明，该方法在不同网络条件下有效地平衡了推理性能和计算负载，为去中心化环境中LLM的部署提供稳健的解决方案。
关键词组：大型语言模型；边缘计算；基于模型的强化学习；分裂推理；Transformer模型
Correspondence: A unified data collection framework based on the data plane for 6G
Yannan YUAN, Fei QIN, Jiankang LIU, Yuanyuan WANG, Jianan CAI, Xiang PAN, Dajie JIANG
DOI: 10.1631/FITEE.2400247 Downloaded: 192 Clicked: 274 Cited: 0 Commented: 0(p.293-300) <Full Text><PPT> 62
维沃移动通信有限公司，中国北京市，100083
摘要：5G为不同用例提供了不同的数据收集方法，其中一些用例由于缺乏数据提供者而面临挑战。针对单个用例的碎片化解决方案标准开销高，并可能导致重复收集数据。此外，现有数据收集方法不适合收集内生智能和感知等6G新功能所需的大量数据。因此，本文提出一种基于6G数据面的统一数据收集框架。通过数据面协议栈和双端数据收集模式，所提出的统一数据收集框架更适合收集大量数据。基于6G用户设备原型的测试结果验证了数据面在上行链路处理时间上的增益。随着数据包长度的增加，数据面协议栈在用户设备上行链路处理延迟方面的优势变得更加显著。通过奖励或数据交换的方式，双端数据收集模式提高了数据提供者提供数据的意愿。双端数据收集模式使数字孪生用户设备成为可能。数字孪生用户设备可以重用物理网络中的大量用户设备，从而减少数字孪生网络产生的基础设施资源开销并提高性能。因此，统一数据收集框架提供了广泛的数据功能，以充分发挥6G系统的潜力。
关键词组：统一的数据收集框架；数据面；协议栈；双端数据收集模式；数字孪生
Correspondence: TSNet: a foundation model for wireless network status prediction in digital twins
Siyao SONG, Guoao SUN, Yifan CHANG, Nengwen ZHAO, Yijun YU
DOI: 10.1631/FITEE.2400295 Downloaded: 187 Clicked: 243 Cited: 0 Commented: 0(p.301-308) <Full Text><PPT> 42
华为技术有限公司，中国深圳市，518129
摘要：预测网络未来状态是数字孪生网络的一个关键能力，可帮助运维人员估计网络性能变化，以提前采取相关操作。现有预测方法--包括统计方法、机器学习方法和深度学习方法--在泛化能力和训练数据依赖上存在诸多限制。为解决这些问题，受自然语言处理和计算机视觉领域预训练与微调框架启发，提出一个基于Transformer的基础模型TSNet，用于预测多样化的网络性能指标。为了利用Transformer架构更好地建模时间序列，引入频域注意力机制和时序分解。此外，设计了一种轻量的微调策略，使TSNet可以快速泛化到新数据或新场景。实验结果表明，基于零样本的TSNet预测（无需任何训练数据）表现优于有监督的基线方法。使用少样本的微调策略，预测准确性可进一步提升。整体而言，TSNet在多种数据上表现出较高的准确性和泛化能力。
关键词组：数字孪生；通信网络；基础模型；网络状态预测