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Journal of Zhejiang University SCIENCE B
ISSN 1673-1581(Print), 1862-1783(Online), Monthly
2023 Vol.24 No.8 P.663-754
Review
Xuehua ZHU, Lizhi SHAO, Zhenyu LIU, Zenan LIU, Jide HE, Jiangang LIU, Hao PING, Jian LU
DOI: 10.1631/jzus.B2200619 Downloaded: 642 Clicked: 849 Cited: 0 Commented: 0(p.663-681) <Full Text><PPT> 297
1北京大学第三医院泌尿外科，中国北京市，100191
2中国科学院自动化研究所分子影像重点实验室，中国北京市，100190
3中国科学院大学人工智能学院，中国北京市，100080
4北京航空航天大学医工交叉创新研究院大数据精准医疗高精尖创新中心，中国北京市，100191
5工业和信息化部大数据精准医疗重点实验室（北京航空航天大学），中国北京市，100191
6首都医科大学附属北京同仁医院泌尿外科，中国北京市，100730
摘要：前列腺癌（PCa）是一种具有高度异质性的恶性肿瘤，这给PCa的精准诊断和最佳个性化治疗带来了难题。具备解剖和功能序列的多参数磁共振成像（mp-MRI）已经发展成为PCa检测和分期的重要工具。此外，随着人工智能（AI）和图像数据处理技术的快速发展，利用影像组学的方法定量提取医学影像数据迎来广阔的应用前景。影像组学通过提取影像特征来获得影像标志物，并在此基础上建立预测模型进行精确评估。影像组学模型提供了一个辅助精准医疗的可靠且无创的替代方案，较基于临床病理指标的传统模型具有明显优势。本综述致力于对PCa影像组学相关研究进行归纳总结，重点探讨了基于MRI的影像组学模型的开发和验证。本综述对有关PCa诊断、侵袭性和预后评估方面的影像组学预测模型相关文献进行了回顾和总结，重点关注具有临床应用潜力的预测模型。此外，我们深入探讨了不同模型可以解决的关键问题，以及在具体临床背景下可能遇到的困难。因此，本综述有助于鼓励研究人员根据实际的临床需求构建预测模型，并帮助泌尿外科医生更好地了解影像组学相关的重要研究成果。
关键词组：核磁共振；影像组学；前列腺癌；预测模型
Research Articles
Cytokine receptor-like factor 1 (CRLF1) promotes cardiac fibrosis via ERK1/2 signaling pathway
Shenjian LUO, Zhi YANG, Ruxin CHEN, Danming YOU, Fei TENG, Youwen YUAN, Wenhui LIU, Jin LI, Huijie ZHANG
DOI: 10.1631/jzus.B2200506 Downloaded: 655 Clicked: 810 Cited: 0 Commented: 0(p.682-697) <Full Text><PPT> 244
1南方医科大学南方医院，内分泌代谢科，中国广州市，510515
2南方医科大学，广东省医学休克微循环重点实验室，中国广州市，510515
3南方医科大学南方医院，器官衰竭防治国家重点实验室，中国广州市，510515
4山西医科大学第二医院，内分泌科，中国太原市，030001
摘要：心脏纤维化是心脏疾病患者发病和死亡的原因之一。抗纤维化治疗是一种治疗心脏疾病的重要手段，但目前对纤维化的机制仍缺乏深入了解。本研究旨在确定细胞因子受体样因子1（CRLF1）在心脏纤维化中的功能并阐明其调节机制。我们发现CRLF1主要在心脏成纤维细胞中表达；无论是在心肌梗死诱导的小鼠心脏纤维化模型还是在转化生长因子-β1（TGF-?β1）刺激的小鼠和人心脏成纤维细胞中，CRLF1表达均上调。本研究在使用或不使用TGF-β1刺激的新生乳鼠心脏成纤维细胞（NMCFs）中开展了CRLF1的功能获得和丧失实验。在TGF-β1刺激或不刺激的情况下，CRLF1的过表达均可增加NMCFs的细胞活力、胶原生成、细胞增殖能力及肌成纤维细胞转化，而CRLF1沉默则具有相反效果。应用细胞外信号调节激酶1/2（ERK1/2）信号通路抑制剂以及包括SMAD依赖和非依赖信号在内的不同TGF-β1下游信号通路抑制剂来开展机制研究。CRLF1通过激活ERK1/2信号通路发挥其功能。此外，CRLF1在TGF-β1处理的NMCFs中表达上调是由SMAD依赖性通路介导，而不是SMAD非依赖性通路介导。总而言之，心脏纤维化中TGF-β1/SMAD信号通路的激活增加了CRLF1的表达。随后，CRLF1通过激活ERK1/2信号通路加重了心脏纤维化。因此，CRLF1可作为一个干预和治疗心脏纤维化的新的潜在靶点。
关键词组：细胞因子受体样因子1（CRLF1）；转化生长因子-β1（TGF-β1）/SMAD信号通路；细胞外信号调节激酶1/2（ERK1/2）信号通路；心脏纤维化；肌成纤维细胞转化；细胞外基质（ECM）
Chao CHEN, Yu'e LIU, Hongxiang WANG, Xu ZHANG, Yufeng SHI, Juxiang CHEN
DOI: 10.1631/jzus.B2200503 Downloaded: 811 Clicked: 732 Cited: 0 Commented: 0(p.698-710) <Full Text><PPT> 242
1海军军医大学第一附属医院神经外科，中国上海市，200433
2同济大学医学院第十人民医院肿瘤中心，中国上海市，200092
摘要：为了探索FOXO1在胶质母细胞瘤（GBM）进展和化疗耐药中的作用和机制，本研究采用体外细胞学实验和动物实验分析FOXO1和miR-506对GBM细胞系U251增殖、凋亡、迁移、侵袭、自噬和替莫唑胺（TMZ）化疗敏感性的影响，并通过双荧光素酶报告实验分析FOXO1与miR-506相互作用的靶点。结果显示：FOXO1-miR-506轴可抑制GBM细胞侵袭和迁移能力，并促进其对TMZ的化疗敏感性，且自噬参与其中；FOXO1作为转录因子可与miR-506启动子区域相结合并上调其表达；此外，miR-506可结合在E26转录因子-1（ETS-1）3’-UTR区并下调ETS1表达，而ETS1可促进FOXO1从细胞核向细胞浆转移进而抑制FOXO1-miR-506轴。裸鼠动物实验结果显示，过表达FOXO1可促进GBM对TMZ的化疗敏感性，但miR-506抑制剂和过表达ETS1均可逆转该现象。综上所述，FOXO1/miR-506/ETS1/FOXO1环路参与GBM侵袭性和化疗敏感性的调节，可作为GBM治疗的潜在靶点。
关键词组：胶质母细胞瘤；FOXO1；MiR-506；E26转录因子-1（ETS-1）；化疗敏感性
Xueli JIN, Hui LIU, Jing LI, Xibin XIAO, Xianggui YUAN, Panpan CHEN, Boxiao CHEN, Yun LIANG, Fengbo HUANG
DOI: 10.1631/jzus.B2300181 Downloaded: 562 Clicked: 773 Cited: 0 Commented: 0(p.711-722) <Full Text><PPT> 271
1国防科技大学电子对抗学院，中国合肥市，230009
2香港理工大学电子计算学系，中国香港特别行政区，999077
3中国科学技术大学计算机科学与技术学院，中国合肥市，230026
摘要：随着第五代网络技术和物联网的蓬勃发展，终端用户设备数量和各种各样的应用程序正在激增，从而在网络边缘产生大量数据。为了高效处理这些数据，创新性的移动边缘计算框架已经出现，以实现靠近用户流量的低延迟和高效的计算能力。近年来，由于其保护隐私的优势，联邦学习在边缘计算中展示出经验性的成功。因此，它成为各种机器学习任务中分析和处理分布式数据有前景的解决方案，这些任务是移动边缘计算中的主要工作负载。遗憾的是，终端用户设备通常由容量有限的电池供电，在执行高能耗的联邦学习任务时会面临挑战。为应对这些挑战，已有许多节能策略被提出。考虑到目前缺乏全面总结和分类这些策略的调查，我们对移动边缘计算中联邦学习的节能策略的最新进展作了全面调查。具体而言，首先介绍了联邦学习中的系统模型和能耗模型，涉及计算和通信。然后，分析了提高能效方面的挑战，并从3个角度总结了节能策略：基于学习的策略、资源分配策略和客户端选择策略。对这些策略作了详细分析，比较了它们的优势和劣势。此外，通过展示实验结果，直观展现了这些策略对联邦学习性能的影响。最后，讨论了节能联邦学习若干潜在研究方向。
关键词组：移动边缘计算；联邦学习；能量高效
Suppression of NLRP3 inflammasome by ivermectin ameliorates bleomycin-induced pulmonary fibrosis
Mai A. ABD-ELMAWLA, Heba R. GHAIAD, Enas S. GAD, Kawkab A. AHMED, Maha ABDELMONEM
DOI: 10.1631/jzus.B2200385 Downloaded: 1006 Clicked: 2177 Cited: 0 Commented: 0(p.723-733) <Full Text><PPT> 282
1埃及开罗大学药学院生物化学系，埃及开罗，11562
2费萨尔国王大学药学院药学系，沙特阿拉伯哈萨，31982
3埃及西奈大学药学院药理毒理学系，埃及伊斯梅利亚，45511
4埃及开罗大学兽医学院病理学系，埃及开罗，12211
摘要：伊维菌素是美国食品药品监督管理局（FDA）批准的抗寄生虫剂，具有抗病毒和抗炎特性。尽管最近有研究表明伊维菌素在呼吸系统损伤中可能具有抗炎活性，但其对肺纤维化（PF）的潜在影响尚未得到验证。本研究旨在探讨伊维菌素（0.6 mg/kg）在PF大鼠模型中减轻博来霉素诱导的生化紊乱和组织学变化的效果。这可用于验证伊维菌素作为治疗特发性PF在临床上的效用。在本研究中，伊维菌素减轻了博来霉素诱发的肺损伤，表现为炎症细胞浸润减少以及炎症和纤维化评分降低。值得注意的是，伊维菌素减少了胶原纤维的沉积并抑制了转化生长因子-β1（TGF-β1）和纤连蛋白的表达，突显了其抗纤维化活性。本研究首次揭示伊维菌素可以抑制NOD样受体家族含吡啶结构域蛋白3（NLRP3）炎症小体，表现为NLRP3和含有半胱天冬酶募集结构域的凋亡相关斑点样蛋白（ASC）基因的表达减少，以及白细胞介素-1β（IL-1β）水平的下降。此外，伊维菌素抑制细胞内核因子-κB（NF-κB）和缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）蛋白的表达，同时降低氧化应激和凋亡标志物的水平。本研究表明，伊维菌素可以改善博来霉素引起的肺部炎症和纤维化，并且部分功能是通过下调TGF-β1和纤连蛋白以及通过调节HIF-1α和NF-κB的表达抑制NLRP3炎性小体来介导的。
关键词组：气管内滴注；免疫组化；转化生长因子-β1（TGF-β1）；核转录因子-κB（NF-κB）；肺纤维化
Jun HU, Qiliang HOU, Wenyong ZHENG, Tao YANG, Xianghua YAN
DOI: 10.1631/jzus.B2200439 Downloaded: 524 Clicked: 785 Cited: 0 Commented: 0(p.734-748) <Full Text><PPT> 283
1农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室， 湖北洪山实验室， 动物育种与健康养殖前沿科学中心，动物科学技术学院， 华中农业大学， 中国武汉市， 430070
2生猪健康养殖协同创新中心， 中国武汉市， 430070
3生猪精准饲养与饲料安全技术湖北省工程实验室， 中国武汉市， 430070
摘要: 越来越多的证据已将肠道微生物与肝脏代谢联系在一起。肠道菌群干预已被视为一条有望促进肝脏健康的途径。然而，格氏乳酸杆菌LA39（一种潜在的益生菌）对肝脏代谢的影响仍不明确。大量的研究已通过分析蛋白组图谱来挖掘受微生物影响的宿主生物学事件，并利用无菌小鼠模型来研究宿主与微生物的互作。在本研究中，我们探讨了格氏乳酸杆菌LA39灌服处理对无菌小鼠肝脏蛋白表达图谱的影响。结果表明，格氏乳酸杆菌LA39可导致128个肝脏蛋白质的表达上调，以及123个肝脏蛋白质的表达下调。进一步的生物信息学分析表明，格氏乳酸杆菌LA39可激活肝脏中初级胆汁酸的生物合成通路。蛋白免疫印迹实验进一步验证了参与初级胆汁酸生物合成通路的三个差异表达蛋白（CYP27A1、CYP7B1和CYP8B1）。此外，靶向代谢组学分析证明了格氏乳酸杆菌LA39可显著增加血清和粪便中的β-鼠胆酸（一种初级胆汁酸）、脱氢石胆酸（一种次级胆汁酸）和甘氨石胆酸-3-硫酸盐（一种次级胆汁酸）的含量。综上所述，格氏乳酸杆菌LA39可激活肝脏中初级胆汁酸的生物合成，并促进肠道中次级胆汁酸的生物转化。这些研究发现暗示了格氏乳酸杆菌LA39通过调控胆汁酸代谢在肠-肝轴中发挥了重要功能。
关键词组：格氏乳酸杆菌LA39；肝脏；同位素标记相对和绝对定量（iTRAQ）；胆汁酸；无菌小鼠
Correspondence
Fang WU, Chen LU, Wenhao HU, Xin GUO, Jiayue CHEN, Zhidan LUO
DOI: 10.1631/jzus.B2200705 Downloaded: 522 Clicked: 643 Cited: 0 Commented: 0(p.749-754) <Full Text><PPT> 278
1江苏海洋大学， 江苏省海洋生物资源与环境重点实验室， 江苏省海洋药物活性分子筛选重点实验室， 中国连云港市， 222005
2江苏海洋大学， 江苏省海洋生物产业技术协同创新中心， 中国连云港市， 222005
3江苏百时美生物科技有限公司， 中国连云港市， 222005
摘要: 作为海产品中的主要致病菌，副溶血弧菌的快速准确检测对于海水健康养殖和避免副溶血弧菌相关食源性疾病的发生至关重要。本研究结合尿嘧啶DNA糖苷酶（UDG)、环介导等温扩增（LAMP)和CRISPR/Cas12b技术，建立了海产品中副溶血弧菌的一锅法检测技术。该检测系统实现了一管化检测，并可避免残留污染的风险。我们通过优化dNTP混合物中dTTP/dUTP比例，并筛选出最优sgRNA。该方法在最优条件下，对副溶血弧菌纯培养物的检出限低至1×102 CFU/mL，在虾肉样品的检出限低至1×102 CFU/g。该方法对其他微生物病原体无交叉反应，且与荧光定量PCR结果符合率为100%。
关键词组：尿嘧啶糖苷酶；环介导等温扩增；CRISPR/Cas12b；副溶血弧菌；一锅法检测