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Journal of Zhejiang University SCIENCE B
ISSN 1673-1581(Print), 1862-1783(Online), Monthly
2021 Vol.22 No.11 P.885-970
Mini-review
Mini-review: Tumor-associated macrophages in osteosarcoma
Yi ZHAO, Benzheng ZHANG, Qianqian ZHANG, Xiaowei MA, Helin FENG
DOI: 10.1631/jzus.B2100029 Downloaded: 2953 Clicked: 4815 Cited: 0 Commented: 0(p.885-892) <Full Text><PPT> 1443
关键词组：肿瘤相关巨噬细胞；骨肉瘤；肿瘤微环境
Research Articles
Zhinan ZHOU, Xiang CHEN, Min ZHU, Weiwei WANG, Zheng AO, Jiafu ZHAO, Wen TANG, Lei HONG
DOI: 10.1631/jzus.B2100366 Downloaded: 2860 Clicked: 4349 Cited: 0 Commented: 0(p.893-905) <Full Text><PPT> 1358
1中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室，中国北京市，100190
2快手科技Ytech，中国北京市，100085
3北京大学工学院先进制造与机器人系湍流与复杂系统国家重点实验室，中国北京市，100871
4北京航空航天大学机械工程及自动化学院，中国北京市，100191
摘要：水下机器人操作通常需要视觉感知（如目标检测和跟踪），但水下场景视觉质量较差，且代表一种特殊分布，会影响视觉感知的准确性。同时，检测的连续性和稳定性对机器人感知也很重要，但常用的基于静态精度的评估（即平均精度（average precision））不足以反映检测器的时序性能。针对这两个问题，本文提出一种新型机器人视觉感知框架。首先，研究不同质量的数据分布与视觉恢复在检测性能上的关系。结果表明虽然分布质量对分布内检测精度几乎没有影响，但是视觉恢复可以通过缓解分布漂移，从而有益于真实海洋场景的检测。此外，提出基于目标轨迹的检测连续性和稳定性的非参考评估方法，以及一种在线轨迹优化（online tracklet refinement，OTR）来提高检测器的时间性能。最后，结合视觉恢复，建立精确稳定的水下机器人视觉感知框架。为了将视频目标检测（video object detection，VID）方法扩展到单目标跟踪任务，提出小交并比抑制（small-overlap suppression，SOS）方法，实现目标检测和目标跟踪之间的灵活切换。基于ImageNet VID数据集和真实环境下的机器人任务进行了大量实验，实验结果验证了所作分析的正确性及所提方法的优越性。代码公开在https://github.com/yrqs/VisPerception。
关键词组：水下作业；机器人感知；视觉恢复；视频目标检测
Red light enhances folate accumulation in wheat seedlings
Jianwei CHANG, Chong XIE, Pei WANG, Zhenxin GU, Yongbin HAN, Runqiang YANG
DOI: 10.1631/jzus.B2100266 Downloaded: 2806 Clicked: 4275 Cited: 0 Commented: 0(p.906-916) <Full Text><PPT> 1289
创新点：在小麦芽苗生长过程中使用不同的光谱（白色、红色、蓝色、绿色和黄色）处理，发现了刺激叶酸合成的最佳光谱和强度，通过研究叶酸分布、叶酸生物合成中前体、酶和基因表达，进一步阐明了红光调控小麦芽苗叶酸积累的机制。
方法：小麦种子在25 °C下避光发芽2天后，第3天开始用30 µmol/(m2?s)的LED白光、红光（655 nm峰值）、蓝光（445 nm峰值）、绿光（520 nm峰值）和黄光（595 nm峰值）照射培养4天。光周期为16小时光照和8小时黑暗。在光照强度实验中，光照强度设置为0、15、30、45或60 µmol/(m2·s)。通过测定叶酸含量找出刺激叶酸合成的最佳光谱和强度。进一步研究最佳光照下小麦芽苗中叶酸分布、叶酸生物合成中前体、酶和基因表达。
结论：发芽和光处理增加了小麦芽苗叶酸的积累，30 µmol/(m2·s)红光照射下叶酸积累最多。红光促进小麦芽苗叶酸的积累主要表现在叶片中，尤其增加5-CH3-THF含量。此外，红光上调了叶酸合成相关基因表达，导致叶酸合成关键酶活性和前体含量的增加。
关键词组：小麦；红光；光照强度；叶酸积累
Jia SHEN, Luying GUO, Wenhua LEI, Shuaihui LIU, Pengpeng YAN, Haitao LIU, Jingyi ZHOU, Qin ZHOU, Feng LIU, Tingya JIANG, Huiping WANG, Jianyong WU, Jianghua CHEN, Rending WANG
DOI: 10.1631/jzus.B2100131 Downloaded: 3263 Clicked: 4352 Cited: 0 Commented: 0(p.917-928) <Full Text><PPT> 1447
创新点：本文首次研究了供体来源的细胞游离DNA（ddcfDNA）能否区分BKPyVAN和I型TCMR。
方法：采用目标区域杂交捕获测序检测法，对12例肾功能稳定、22例I型TCMR、21例病理证实BKPyVAN和5例疑似PyVAN患者的ddcfDNA进行检测。
结论：在有移植物损伤时，患者尿液中ddcfDNA水平增加，而血浆中ddcfDNA无明显改变。病理证实BKPyVAN组尿液ddcfDNA的浓度和百分比的中位数均明显高于I型TCMR组（10.4 vs. 6.1 ng/mL，P<0.001；68.4% vs. 55.3%，P=0.013）。在单纯BKPyVAN亚组中，尿液ddcfDNA的百分比较BKPyVAN排斥样改变组升高明显（81.30% vs. 56.64%，P=0.025），而ddcfDNA的浓度则无明显升高。尿液ddcfDNA浓度7.81 ng/mL可作为区分病理证实BKPyVAN和I型TCMR的阈值（AUC=0.848，95%置信区间：0.734-0.963)。
关键词组：供体来源细胞游离DNA；BK病毒相关肾病；T细胞介导的排斥反应；尿液；鉴别诊断
Xingchi KAN, Yingsheng CHEN, Bingxu HUANG, Shoupeng FU, Wenjin GUO, Xin RAN, Yu CAO, Dianwen XU, Ji CHENG, Zhanqing YANG, Yanling XU
DOI: 10.1631/jzus.B2000583 Downloaded: 3143 Clicked: 5205 Cited: 0 Commented: 0(p.929-940) <Full Text><PPT> 1406
创新点：（1）利用分子生物学技术预测出掌叶防己碱与蛋白激酶B（Akt）的氨基酸残基苏氨酸（THR-51）之间存在氢键作用；（2）确证掌叶防己碱在LPS诱导的急性肺损伤中具有抗炎作用，有助于全面认识掌叶防己碱的生物学功能；（3）为临床缓解急性肺损伤提供潜在的有效药物，作为一种天然抗炎症药物在急性肺损伤临床的应用提供理论依据。
方法：采用蛋白质印迹法（western blot）和实时荧光定量聚合酶链式反应（qRT-PCR）检测炎症基因和炎症蛋白在体内外的转录和翻译；使用免疫荧光法检测促炎转录因子核因子κB（NF-κB）P65转位进入细胞核程度；利用分子对接的方法模拟预测掌叶防己碱与Akt蛋白是否存在氢键作用。
结论：研究结果表明，掌叶防己碱预处理能显著抑制LPS诱导的体内外炎症细胞因子白细胞介素IL-1β的表达和分泌，显著降低促炎性蛋白酶诱导型一氧化氮合酶（iNOS）的蛋白水平。机制研究结果进一步表明，掌叶防己碱能显著抑制LPS诱导的急性肺损伤模型和LPS诱导的小鼠单核巨噬细胞（RAW264.7）细胞的Akt/NF-κB信号通路的激活。通过分子动力学模拟，我们观察到掌叶防己碱与Akt之间存在的氢键作用，有效地抑制了Akt的生物活性。综上所述，掌叶防己碱通过抑制Akt/NF-κB信号通路的激活有效地缓解了LPS诱导的急性肺损伤。
关键词组：急性肺损伤；掌叶防己碱；脂多糖（LPS）；蛋白激酶B/核因子κB（Akt/NF-κB）
Meilin CUI, Yuchang MA, Youwei YU
DOI: 10.1631/jzus.B2000818 Downloaded: 2724 Clicked: 4741 Cited: 0 Commented: 0(p.941-953) <Full Text><PPT> 1392
创新点：HO-1/CO信号的研究多见于模式植物，在微生物中较少。本文主要研究了HO-1/CO信号在灵芝菌三萜积累过程中的作用，并初步证实HO-1/CO信号可参与调控三萜合成途径中关键酶基因的表达，同时可影响灵芝菌活性氧（ROS）和钙离子（Ca2+）信号的转导。
方法：本文首先利用HO-1/CO信号诱导剂及抑制剂处理液体发酵的灵芝菌丝，研究了HO-1/CO信号对三萜含量与HO-1酶活及基因表达的影响；其次，研究了HO-1/CO信号对三萜合成途径中关键酶基因（hmgr、sqs、ls）表达的影响；最后，利用转录组测序技术分析HO-1/CO信号介导下灵芝菌的差异表达基因，重点分析了ROS和Ca2+信号中关键基因的变化特征，并进行逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）验证。
结论：与未处理相比，血红素（hemin，10μmol/L）与外源性CO释放分子（CORM-2，10μmol/L）处理下三萜含量分别增加60.1%和56.0%；HO-1酶活分别增加57.1%和18.1%；而HO-1特异性抑制剂锌卟啉（ZnPPIX）则显著降低了三萜含量与HO-1酶活。上述各处理对三萜合成途径中关键酶基因（hmgr、sqs、ls）表达均造成不同程度的影响，初步证实HO-1及CO均参与介导三萜合成，且HO-1主要依靠其催化产物CO实现该调控作用。此外，转录组结果显示，HO-1/CO信号在参与介导三萜合成的过程中，还会影响ROS和Ca2+信号的表达。
关键词组：灵芝菌；三萜；血红素加氧酶-1/一氧化碳（HO-1/CO）信号；转录组测序
Correspondence
Correspondence: Tartary buckwheat database (TBD): an integrative platform for gene analysis of and biological information on Tartary buckwheat
Moyang LIU, Wenjun SUN, Zhaotang MA, Yuan HU, Hui CHEN
DOI: 10.1631/jzus.B2100319 Downloaded: 2682 Clicked: 4327 Cited: 0 Commented: 0(p.954-958) <Full Text><PPT> 1446
关键词组：苦荞数据库；转录因子；表达谱；荧光定量PCR
Correspondence: NEDD8-conjugating enzyme E2 UBE2F confers radiation resistance by protecting lung cancer cells from apoptosis
Lisha ZHOU, Changsheng DONG, Zhuoming XU, Xinran WANG, Luyi ZHANG, Siyuan CHEN, Jiahao CHEN, Yingying ZHU
DOI: 10.1631/jzus.B2100170 Downloaded: 2831 Clicked: 4213 Cited: 0 Commented: 0(p.959-965) <Full Text><PPT> 1363
创新点：揭示灭活NEDD8结合酶（E2）UBE2F可以诱导凋亡蛋白NOXA介导的细胞凋亡，提高肺癌细胞的放疗敏感性。鉴于UBE2F在肺癌放射增敏治疗中的潜在作用，靶向UBE2F有望成为一种新型有效的肺癌放射增敏策略。
方法：利用免疫印迹检测UBE2F和NOXA的表达情况；用台盼蓝染色法检测放射和双氧水处理后肺癌细胞的存活率；通过裸鼠皮下瘤模型来评估动物体内UBE2F表达对肺癌细胞放疗敏感性的影响。
结论：放射或双氧水等氧化压力处理可以诱导UBE2F表达，而活性氧（ROS）清除剂可完全阻断UBE2F的表达上调。氧化压力诱导的UBE2F高表达促进NOXA降解，抑制细胞凋亡，进而导致肺癌细胞放疗抵抗。而灭活UBE2F可以促进NOXA蛋白积聚，促进细胞凋亡，显著提高肺癌细胞对放疗的敏感性。此外，TCGA癌症数据分析显示UBE2F在人肺腺癌中的过表达导致总体生存率较低，进一步提示UBE2F是潜在的放射增敏靶标。
关键词组：UBE2F；氧化应激；放疗增敏；细胞凋亡；肺癌
Correspondence: Response of Escherichia coli to hydrogen nanobubbles: an in vitro evaluation using synchrotron infrared spectroscopy
Jinfang LU, Jin ZHENG, Yadi WANG, Jie CHENG, Xueling LI, Jun HU, Bin LI, Junhong LU?
DOI: 10.1631/jzus.B2100407 Downloaded: 2437 Clicked: 3770 Cited: 0 Commented: 0(p.966-970) <Full Text><PPT> 1368
1香港中文大学（深圳）人文社科学院，中国深圳市，518172
2深圳市物联网智能系统与无线网络技术重点实验室，中国深圳市，518172
3IBM企业与技术安全部，爱尔兰都柏林市
摘要：针对全球城市化带来的挑战，南加州大学的David Bollier提出将信息技术应用于城市规划的新理念。IBM响应了这一理念，于2008年启动"智慧地球"（Smart Planet）计划。此后，智慧城市概念迅速被全球各大城市采用，逐渐演变为先进城市的战略选择。本文通过回顾智慧城市概念的提出和探讨智慧城市的本质，来研究智慧城市发展和演进的趋势。具体而言，我们调查了中国智慧城市发展的关键驱动力，总结了中国与其他国家智慧城市的主要差异，讨论了建设未来智慧城市的4大重要挑战。
关键词组：智慧城市；城市化；驱动力