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Journal of Zhejiang University SCIENCE B
ISSN 1673-1581(Print), 1862-1783(Online), Monthly
2023 Vol.24 No.5 P.373-462
Review
Xuetao ZHAO, Hongbing LIN, Tong DING, Yawei WANG, Na LIU, Yuqin SHEN
DOI: 10.1631/jzus.B2200576 Downloaded: 1678 Clicked: 3016 Cited: 0 Commented: 1825(p.373-386) <Full Text><PPT> 962
1吉林大学口腔医院牙周科，吉林省牙发育及颌骨重塑与再生重点实验室，中国长春市，130021
2广州医科大学附属口腔医院牙周科，广州市口腔再生医学基础与应用研究重点实验室，中国广州市，510182
概要：牙周炎是一种复杂的慢性炎症性疾病，在此过程中病原体的入侵导致了炎症微环境的发生。细胞的生物学性质在炎症微环境的作用下发生改变，同时又可以通过分泌细胞因子对牙周组织的炎症微环境进行调节。研究证明，牙周膜干细胞在牙周疾病过程中至关重要。此外，牙周膜干细胞被证明是在牙周组织再生过程中最有效的干细胞类型。本综述关注在炎症微环境影响下，牙周膜干细胞生物学性质、成骨分化能力以及药物对细胞的影响等方面，有利于进一步理解上述因素对牙周组织稳态的影响。另外，我们还对牙周膜干细胞影响炎症微环境的相关机制进行了讨论。
关键词组：炎症微环境；炎症调节；成骨分化；牙周膜干细胞；牙周炎
Mini-review
Mini-review: Double-negative T cells: a promising avenue of adoptive cell therapy in transplant oncology
Zhihang HU, Modan YANG, Hao CHEN, Chiyu HE, Zuyuan LIN, Xinyu YANG, Huigang LI, Wei SHEN, Di LU, Xiao XU
DOI: 10.1631/jzus.B2200528 Downloaded: 601 Clicked: 814 Cited: 0 Commented: 0(p.387-396) <Full Text><PPT> 224
机构：1中国地质科学院，中国北京，100037；2中国地质大学（北京），水资源与环境学院，中国北京，100083；3中国地质调查局西安地质调查中心，中国西安，710054；4中国地质调查局成都地质调查中心，中国成都，610081
目的：基于压汞法（MIP）的6种分形模型常被用来研究多孔介质的分形特征，但是这些模型中的大多数并不能直接适用于黄土的小微孔，且小微孔隙对水的渗流吼道有显著影响。本文旨在结合常规变水头渗透试验、MIP分析和扫描电镜（SEM）图像等，研究小微孔及其饱和渗透特性，并验证6种MIP分形模型是否可用于评估原状黄土的微结构类型和饱和渗透特征。
创新点：1.结合饱和渗透系数和SEM图像计盒维数等参数进行相关性分析和显著性检验，以确定最适合黄土小微孔的MIP分形模型；2.建立SEM分形维数和MIP分形维数的耦合，并结合黏粒含量，对原状黄土微结构类型进行分类和对饱和渗透系数从1×10?4cm/s变到1×10?5cm/s进行评价。
方法：1.通过压汞试验和6种MIP分形模型公式，得出原状黄土小微孔隙在不同分形模型下的分形维数。2.通过SEM图像和计盒维数计算得出原状黄土小微孔隙的二维分形维数。
结论：1.模型2（Neimark模型）对小微孔隙显示出非常好的线性拟合（拟合系数大于0.94）；其分形维数值与黏土含量、密度和饱和渗透系数呈强正相关，并与SEM图像的计盒维数相匹配。2.黏土颗粒含量高会导致小微孔数量增加；这些小微孔会导致孔隙结构的表面粗糙度和不均匀性增加，从而呈现出较大的分形维数；这一过程最终导致大中孔隙和主导流线减少，从而降低饱和渗透性。3.本研究提出了新的分维椭圆及其面积比（*EAR）参数，其中两个主要的半轴由Neimark模型的结果（减2）和计盒维数（减1）组成；*EAR和黏土含量可作为定量评价黄土微结构类型和饱和渗透性的有效参数；当*EAR在35%至50%之间、黏土含量在9%至15%之间时，原状黄土微观结构从Ⅰ型转变为Ⅱ型；当*EAR大于50%、黏土含量大于15%时，微结构进一步从Ⅱ型转变为Ⅲ型；相应地，饱和渗透系数从1×10?4cm/s转变为1×10?5cm/s。
关键词组：马兰黄土；分形模型；小微孔；压汞试验；微结构；饱和渗透系数
Research Articles
Dichloroacetic acid and rapamycin synergistically inhibit tumor progression
Huan CHEN, Kunming LIANG, Cong HOU, Hai-long PIAO
DOI: 10.1631/jzus.B2200356 Downloaded: 503 Clicked: 768 Cited: 0 Commented: 0(p.397-405) <Full Text><PPT> 257
1中国科学院分析化学分离科学重点实验室，中国科学院大连化学物理研究所，中国大连市，116023
2中国医科大学生命学院，生命化学与分子生物学系，中国沈阳市，110122
3中国科学院大学，中国北京市，100049
摘要：哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）控制细胞的合成代谢，并且在大多数的肿瘤细胞中mTOR信号通路高度活化，因此抑制mTOR信号通路对癌症患者有益。雷帕霉素是一种美国食品药品监督管理局（FDA）批准的临床一线药物，是mTORC1的特异性抑制剂，用于治疗多种不同类型的癌症。然而，研究发现雷帕霉素仅抑制肿瘤细胞的增殖并不引起细胞的凋亡。丙酮酸脱氢酶复合体（PDHc）在线粒体丙酮酸氧化过程起着决定作用。许多肿瘤细胞中的PDHc处于失活状态，这一变化可以使肿瘤细胞免于衰老和NAD+耗竭。本研究中，雷帕霉素处理细胞导致依赖mTOR信号通路抑制的丙酸脱氢酶α1（PDHA1）磷酸化水平升高，并导致PDHc酶活降低。PDHc失活直接引起肿瘤细胞对雷帕霉素敏感度下降。因此，在体内和体外的实验中通过使用丙酮酸脱氢酶激酶（PDK）的抑制剂二氯乙酸（DCA）可以重新激活PDHc的活力，进而增加肿瘤细胞对雷帕霉素的敏感性。
关键词组：二氯乙酸（DCA）；雷帕霉素；丙酸脱氢酶α1（PDHA1）；哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）
Xintong ZHANG, Xiaoxue GAI, Lihua XU, Wenxue MA, Qiaohan LIU, Bendong SHI, Cheng FANG, Jingzeng CAI, Ziwei ZHANG
DOI: 10.1631/jzus.B2200694 Downloaded: 627 Clicked: 844 Cited: 0 Commented: 0(p.406-417) <Full Text><PPT> 251
1东北农业大学动物医学学院，中国哈尔滨市，150030
2绥化市农业农村局，中国绥化市，152000
3东北农业大学黑龙江省教育厅动物常见病防治重点实验室，中国哈尔滨市，150030
摘要：本研究旨在研究硒蛋白M（SelM）在由镍诱导的小鼠心脏内质网应激和细胞凋亡中的作用，并探索褪黑素的解毒作用。在对雄性野生型（WT）和SelM敲除型（KO）C57BL/6J小鼠腹腔注射氯化镍（NiCl2）和/或褪黑素21天后，我们发现NiCl2能诱发WT和SelM KO小鼠心脏的微观结构和超微结构的变化，并通过丙二醛（MDA）含量和总抗氧化能力（T-AOC）下降证明这些变化是由氧化应激、内质网应激和细胞凋亡引起的。同时，我们观察到与内质网应激（激活转录因子4（ATF4）、肌醇需要酶1（IRE1）、c-Jun N-端激酶（JNK）和C/EBP同源蛋白（CHOP））和细胞凋亡（B细胞淋巴瘤2型蛋白（Bcl-2）、Bcl-2相关蛋白X（Bax）、半胱氨酸-天冬氨酸蛋白酶3（Caspase-3）、Caspase-9和Caspase-12）相关基因的信使RNA（mRNA）和蛋白表达的变化。值得注意的是，这种损伤在SelM KO小鼠中更严重。此外，褪黑素减轻了WT小鼠由NiCl2引起的心脏损伤，但对SelM KO小鼠的心脏却不能产生良好的保护作用。综上所述，本研究结果表明SelM的抗氧化能力以及它对内质网应激和细胞凋亡的调节在镍引起的心脏损伤中起着重要作用。
关键词组：硒蛋白M（SelM）；氯化镍；褪黑素；细胞凋亡；小鼠心脏
Shuang LI, Zhenzhen CHEN, Chuanxin CHEN, Yuyu NIU
DOI: 10.1631/jzus.B2200440 Downloaded: 524 Clicked: 760 Cited: 0 Commented: 0(p.418-429) <Full Text><PPT> 196
1昆明理工大学， 省部共建非人灵长类生物医学国家重点实验室， 中国昆明市， 650500
2昆明理工大学生命科学与技术学院， 中国昆明市， 650500
3云南省灵长类生物医学重点实验室， 中国昆明市， 650500
4生物岛实验室， 中国广州市， 510005
5广州国家实验室， 中国广州市， 510005
摘要：尽管人们已经开发了多种构建人类多能干细胞的方法，但这些方法仍未应用在非人灵长类细胞中。在本文中，我们利用多样品标记单细胞测序技术对不同培养条件下的猴多能干细胞进行了分子特征的表征。结果表明，虽然用于重置人类干细胞的信号通路可以用来构建猴干细胞系，但其配方有待优化才能更好地维持猴干细胞多能性。总而言之，本研究证实了新型的人类干细胞培养体系可以转化到猴干细胞体系中，这对于未来猴干细胞系培养配方的探索具有指导意义。
关键词组：猴多能干细胞；多样品标记单细胞测序；原始态多能性；拓展多能性干细胞
Juncheng HUANG, Wenxia QIN, Baoyang XU, Haihui SUN, Fanghua JING, Yunzheng XU, Jianan ZHAO, Yuwen CHEN, Libao MA, Xianghua YAN
DOI: 10.1631/jzus.B2200565 Downloaded: 627 Clicked: 719 Cited: 0 Commented: 0(p.430-441) <Full Text><PPT> 229
机构：1中国科学院工程热物理研究所，轻型动力实验室，中国北京，100190；2中国科学院大学，工程科学学院，中国北京，100049；3中国科学院轻型动力创新研究院，中国北京，100190
目的：本文旨在探究带有均匀预旋速度的外部横流对转静系盘腔流动特性的影响，从而指导对真实发动机条件下涡轮盘腔流动特性的研究。
创新点：1.采用壁面函数大涡模拟（WMLES）方法，获得了带有横流通道的转静系盘腔更为精细的流场结构；2.识别了盘腔轮缘处的开尔文-赫姆霍茨（K-H）不稳定性，并探究了K-H剪切涡结构对轮缘处流动特性的影响。
方法：1.通过高精度大涡模拟方法，捕捉流场中的精细化流场结构。2.结合理论推导，通过对于流动结构的机理和动力学分析，探究外部横流和盘腔耦合流动特性。
结论：1.由于雷诺平均（RANS）模拟对壁面小尺度涡结构和输运方程的解析能力不足，所以RANS模拟流场与WMLES模拟流场出现了明显偏差。2.在横流和盘腔流动的耦合作用下，由于轮缘处的速度剪切诱导产生K-H涡结构，所以这些涡结构将会加强轮缘处的外部入侵和盘腔出流流动。3.在外部入侵和盘腔出流的影响下，盘腔端区发现了大尺度流动结构；这些大尺度流动结构以一定的转速旋转，且其转速和数量可以通过快速傅里叶变换以及相关性分析确定。
关键词组：壁面函数大涡模拟；转-静系盘腔；流动不稳定性；RANS
Wen CAO, Shunnan YAO, Anqi LI, Haoguang CHEN, Enfan ZHANG, Liqin CAO, Jinna ZHANG, Yifan HOU, Zhenfeng DAI, Jing CHEN, Xi HUANG, Li YANG, Zhen CAI
DOI: 10.1631/jzus.B2200465 Downloaded: 560 Clicked: 852 Cited: 0 Commented: 0(p.442-454) <Full Text><PPT> 232
1浙江大学医学院附属第一医院骨髓移植中心， 中国杭州市， 310006
2浙江大学血液病研究所， 中国杭州市， 310058
3浙江大学医学院， 中国杭州市， 310058
摘要：多发性骨髓瘤（MM）是一种高度异质性的疾病。硼替佐米作为第一代蛋白酶体抑制剂，大大提高了MM的治疗效果和疾病预后，延长了患者的总生存期和生活质量。然而，部分患者在接受硼替佐米治疗后仍会出现疾病复发和进展，且由硼替佐米引起的周围神经病变严重影响了患者的生活质量。因此，寻找新的MM治疗药物，或减少硼替佐米治疗的副作用，对MM患者是一个非常重要的临床需求。本研究旨在探索表皮生长因子受体（EGFR）和组蛋白去乙酰化酶（HDAC）双靶点抑制剂CUDC-101对MM治疗的潜在疗效，并阐述其潜在机制。结果表明，CUDC-101可通过抑制EGFR/PI3K和HDAC信号通路，诱导MM细胞系或原代CD138阳性MM细胞的细胞周期阻滞，显著抑制细胞增殖，诱导细胞凋亡。同时，CUDC-101在MM异种移植物模型中也表现出明显的生长抑制作用。此外，我们证实了CUDC-101和治疗MM的最常用的药物之一硼替佐米之间的协同作用。利用MM细胞系和异种移植模型，我们还发现了它可以显著抑制细胞增殖和肿瘤生长。总之，我们确定了CUDC-101在单药或联合硼替佐米治疗MM中的有效性。这一结果为MM患者的治疗提供了一种新的策略。
关键词组：CUDC-101；多发性骨髓瘤（MM）；硼替佐米；表皮生长因子受体（EGFR）；细胞周期
Correspondence
Correspondence: Perforation of the esophagus: an overlooked cause of chest pain as a complication of esophageal foreign bodies
Chengfan QIN, Yunmei YANG, Yuanqiang LU
DOI: 10.1631/jzus.B2300026 Downloaded: 462 Clicked: 621 Cited: 0 Commented: 0(p.455-457) <Full Text><PPT> 224
机构：1宁波大学，海运学院，中国宁波，315211；2宁波财经学院，中国宁波，315175
目的：随着城市化进程的不断发展，交通事故和交通拥堵越来越成为城市发展的障碍。本文旨在设计一种响应延迟反馈控制来抑制不稳定因素引起的分岔，从而抑制交通流量振荡并提高模型对车辆轨迹的拟合程度。
创新点：1.采用定积分方法来确定反应延迟和反馈增益的稳定区间；2.设计一种抑制交通拥堵和稳定交通流量的控制策略。
方法：1.通过对线性分析和分岔分析的比较，确定稳定区的临界范围；2.运用定积分的方法模拟各参数联合控制下的精确和稳定范围；3.通过校准得到的最优反馈增益和时滞参数位于控制系统的稳定区域，从而验证该控制系统的合理性和可行性。
结论：1.本文设计的响应延迟反馈控制系统可以用来抑制或削弱交通系统的分岔，从而抑制交通拥堵；2.校准得到的最优反馈增益和时滞参数位于控制系统的稳定区域；3.合理的反馈增益和延迟设置可以有效地提高交通流量的稳定性。
关键词组：视角模型；时延；Hopf分岔；反馈控制；参数校准
Correspondence: Network controllability analysis of awake and asleep conditions in the brain
Yan HE, Zhiqiang YAN, Wenjia ZHANG, Jie DONG, Hao YAN
DOI: 10.1631/jzus.B2200393 Downloaded: 543 Clicked: 677 Cited: 0 Commented: 0(p.458-462) <Full Text><PPT> 231
1西安外国语大学，人工智能与语言认知神经科学重点实验室，中国西安市，710121
2空军军医大学，西京医院神经外科，中国西安市，710032
3西安电子科技大学，外国语学院，中国西安市，710121
4深圳市神经科学研究院，语言与大脑研究中心，中国深圳市，518107
摘要：睡眠和清醒之间的差异对人类的健康至关重要，清醒和睡眠之间的转换紊乱伴随脑部疾病，因此需要深入研究其具体特征。本研究引入网络可控性揭示大脑脑电活动中频率成分的功能特异性。具体来说，我们采用一个公开的颅内立体脑电图数据集。首先，记录受试者清醒和睡眠条件下的脑电信号，经过降噪、伪迹去除等预处理方法，通过带通滤波提取亚慢波（0.1~1 Hz）、δ（1~4 Hz）、θθ（4~8 Hz）、α（8~13 Hz）、β（13~30 Hz）和γ（30~45 Hz）波段振荡。其次，利用锁相值（PLV）和不重叠滑动时间窗从时间窗脑电神经振荡中提取动态功能连通性。最后，在这些时变大脑网络上计算平均和模态网络的可控性。初步结果显示，清醒和睡眠状态下，不同频段脑电活动在额顶网络（FPN）、显著网络（SN）和默认模式网络（DMN）存在显著差异，即不同频率成分的脑电信号以不同网络控制策略参与大脑清醒和睡眠。网络可控性揭示了清醒和睡眠条件下的潜在大脑动力学，网络可控性和动态功能网络的结合为表征大脑清醒和睡眠阶段的区别提供了新的度量方法。
关键词组：颅内立体脑电；相位锁定值；神经振荡；功能连接；网络可控性