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Journal of Zhejiang University SCIENCE B
ISSN 1673-1581(Print), 1862-1783(Online), Monthly
2024 Vol.25 No.1 P.1-90
Reviews
Review: Targeting ferroptosis and ferritinophagy: new targets for cardiovascular diseases
Yi LUAN, Yang YANG, Ying LUAN, Hui LIU, Han XING, Jinyan PEI, Hengdao LIU, Bo QIN, Kaidi REN
DOI: 10.1631/jzus.B2300097 Downloaded: 863 Clicked: 744 Cited: 0 Commented: 0(p.1-22) <Full Text><PPT> 129
1郑州大学第一附属医院，临床系统生物学研究中心，中国郑州市，450052
2北京大学物理科学学院，中国北京市，100871
3新乡医科大学医学检验学院，中国新乡市，453003
4河南省省直第三人民医院，质量管理办公室，中国郑州市，450052
5郑州大学第一附属医院心内科，中国郑州市，450052
6郑州大学第一附属医院转化医学中心，中国郑州市，450052
7郑州大学第一附属医院药学部，中国郑州市，450052
8郑州大学河南省精准用药重点实验室，中国郑州市，450052
9郑州大学河南省精准用药转化与应用工程实验中心，中国郑州市，450052
摘要：心血管疾病（CVDs）在全球范围内是死亡的主要驱动因素。铁是一种必需的微量元素，在多种生物过程中很重要。几十年来，铁对心血管疾病的作用引起了广泛的讨论。由铁介导的细胞死亡方式，即铁死亡，在心肌细胞损伤和心血管疾病中发挥着重要的作用，因此受到广泛关注。此外，铁自噬是诱导铁死亡的上游机制，与心血管疾病密切相关。本文就铁死亡和铁自噬的过程、机制、铁自噬的调控途径和分子靶点进行综述，并总结其对心血管疾病的作用。此外，我们讨论了针对铁自噬诱导的铁死亡调节剂治疗心血管疾病的可能性。总之，本综述将为心血管疾病的病理学机制提供新的见解，并提供一系列潜在治疗靶点。
关键词组：心血管疾病；铁；铁死亡；铁自噬；治疗靶点
Review: Role of 5-hydroxytryptamine type 3 receptors in the regulation of anxiety reactions
Yinan DU, Zhiwei LI, Yukui ZHAO, Jing HAN, Weiping HU, Zhiqiang LIU
DOI: 10.1631/jzus.B2200642 Downloaded: 699 Clicked: 1017 Cited: 0 Commented: 0(p.23-37) <Full Text><PPT> 210
陕西师范大学现代教学技术教育部重点实验室，中国西安市，710062
摘要：5-羟色胺3受体（5-hydroxytryptamine type 3 receptor，5-HT3R）是5-羟色胺受体家族中唯一的一类配体门控离子通道，通过对Na+、K+、Ca2+等离子的高通透性以及继发性电压门控Ca2+离子通道的激活从而诱发神经元兴奋性的快速上调或轴突末梢的神经递质释放。在中枢神经系统，5-HT3R广泛表达于内侧前额叶皮质、杏仁核、海马体和导水管周围灰质等与焦虑反应密切相关的脑区，通过对不同脑区不同类别细胞的作用，对焦虑反应产生双向调节效应。其中，5-HT3R在杏仁核通过激活胆囊收缩素系统促进焦虑；在内侧前额叶皮质的边缘下区通过激活γ-氨基丁酸能中间抑制性神经元的"去抑制"促进焦虑；在内侧前额叶皮质的边缘前区和腹侧海马则通过对γ-氨基丁酸能中间抑制性神经元的激活产生抗焦虑样作用。此外，在海马和导水管周围灰质，5-HT3R通过调节5-HT投射活动间接启动5-HT2R，从而参与焦虑反应调节。以上说明，仅通过全身性的激动或拮抗5-HT3R不太可能用于焦虑症治疗，这制约了当前5-HT3R药物的临床应用。因此，未来的研究可以探索针对5-HT3R涉及的环路进行靶向用药或联合药物的策略，以促进5-HT3R药物的临床应用。
关键词组：5-羟色胺3受体（5-HTR）；焦虑；内侧前额叶皮质；杏仁核；海马体；导水管周围灰质
Research Articles
Dongfang ZHANG, Hao XU, Chi QIN, Kangming CAI, Jing ZHANG, Xinqiu XIA, Jingwen BI, Li ZHANG, Lianping XING, Qianqian LIANG, Wensheng WANG
DOI: 10.1631/jzus.B2300180 Downloaded: 677 Clicked: 850 Cited: 0 Commented: 0(p.38-50) <Full Text><PPT> 193
机构：1浙江大学，建筑工程学院，浙江省海洋岩土工程与材料重点实验室，中国杭州，310027；2浙江大学，海南研究院，中国三亚，572000；3宁海县公路与运输管理中心，中国宁波，315600；4宁海交通工程建设管理所，中国宁波，315600
目的：水泥搅拌桩桩强往往因受到原位土体含水率和水泥掺量等因素影响而存在不确定性。本文旨在基于试验所得桩强分布，通过随机有限元数值模拟研究探讨不同形式的桩强不确定性对海堤变形和稳定性的影响，并研究依据确定性参数进行计算和设计对结构的影响。
创新点：1.基于十字板剪切试验，通过蒙特-卡罗抽样和插值确定水泥搅拌桩桩强分布；2.建立考虑桩强不确定性的随机有限元模型；3.对比不同形式的桩强不确定性对海堤变形和稳定性的影响。
方法：1.通过室内试验，得到不同含水率和水泥掺量下的水泥土短期强度；2.通过蒙特-卡罗抽样和双线性插值，获得水泥土强度分布参数；3.建立有限元数值模型，通过USDFLD子程序赋予随机桩强，并通过大量算例分析桩强不确定性对海堤变形和稳定性的影响。
结论：1.水泥土不排水抗剪强度受水泥掺量和原状土含水率影响；假设其为服从正态分布的随机变量，则固化土体不排水抗剪强度服从正态分布。2.水泥搅拌桩强度的提升能够显著抑制淤泥土和水泥搅拌桩桩身的塑性应变发展，进而使海堤稳定性得到明显提升。3.当水泥搅拌桩强度均值低于一定阈值时，海堤存在整体失稳风险；单根水泥搅拌桩内部的强度空间变异性对海堤稳定性具有更显著的影响。4.当桩强客观存在不确定性时，依据确定性参数进行计算和设计将使得结构偏于不安全，因此须留有更多的安全系数裕度。
关键词组：施工不确定性；水泥搅拌桩；水泥土强度；海堤稳定性；随机有限元；蒙特-卡罗模拟
Mingming XU, Zhaoliang LIU, Wenhua HU, Ying HAN, Zhen WU, Sufeng CHEN, Peng XIA, Jing DU, Xumin ZHANG, Piliang HAO, Jun XIA, Shuang YANG
DOI: 10.1631/jzus.B2200652 Downloaded: 591 Clicked: 746 Cited: 0 Commented: 0(p.51-64) <Full Text><PPT> 219
1苏州大学药学院临床质谱中心，中国苏州市，215123
2上海科技大学生命科学与技术学院，中国上海市，201210
3复旦大学生命科学学院生物化学系基因工程国家重点实验室，中国上海市，200438
4杭州医学院附属浙江省人民医院临床实验中心，中国杭州市，310014
摘要：胰腺癌作为最恶性的癌症之一，早期干预是提高生存率的关键。目前尚无可靠的方法对其发展为恶性肿瘤进行早期识别，因此在胰腺肿瘤发生过程中发现早期分子变化的要求迫在眉睫。异常糖基化与癌症进展密切相关，对将糖基化变化作为胰腺癌诊断的生物标记物已有较多研究，但详细的糖组学信息，尤其是胰腺癌在药物治疗前后的位点特异性N-糖基化变化研究，仍需进一步深入。本研究采用综合性固相化学酶糖组学手段，对胰腺癌细胞和患者血清中的聚糖、糖基化位点和完整糖肽展开分析。癌症细胞中N-聚糖的分析结果显示，原位肿瘤MIA PaCa-2细胞分泌的糖蛋白增加，然而含有较多分泌糖蛋白的人类血清在其特定糖基化位点上的聚糖却发生了显著变化。上述结果表明，肿瘤特异性糖基化可作为胰腺癌诊断的潜在生物标志物。此外，本研究发现抗KRAS G12C突变的小分子抑制剂AMG-510可显著降低MIA PaCa-2细胞的糖基化水平，这表明KRAS在细胞糖基化过程中发挥抑制作用，将有助于AMG-510的抗肿瘤作用。
关键词组：胰腺癌；糖基化；生物标志物；糖蛋白组学；质谱
Xiaojian JIANG, Lihong LEI, Weilian SUN, Yingming WEI, Jiayin HAN, Shuaiqi ZHONG, Xianyan YANG, Zhongru GOU, Lili CHEN
DOI: 10.1631/jzus.B23d0004 Downloaded: 2497 Clicked: 479 Cited: 0 Commented: 0(p.65-82) <Full Text><PPT> 170
1浙江大学医学院附属第二医院口腔内科，中国杭州市，310009
2浙江加州国际纳米技术研究院生物纳米材料与再生医学研究平台，中国杭州市，310058
摘要：掺镁硅酸钙（CS）生物陶瓷支架在修复下颌骨缺损中具有独特的优势，然而抗菌性能的缺乏使其难以应对复杂的口腔环境。本文首次采用新型含铜聚多巴胺快速沉积方法对CS支架进行功能修饰，分别构建了内修饰支架（CS*P）、外修饰支架（CS@PDA）以及内外双修饰支架（CS*P@PDA）。通过体外对支架表面形貌、降解行为及机械性能进行评价，我们发现双修饰支架具有独特的微纳结构表面和可观的机械强度。在浸泡降解过程中，双修饰支架组的铜离子在早期会快速释放，而后呈现长期的缓释状态。体外抗菌及细胞试验提示，铜离子梯度释放模式在赋予双修饰支架优异抗菌效果的同时，保持了其良好的生物相容性，并且具有促进成骨和成血管的效果。此外，双修饰支架在兔下颌骨临界骨缺损模型中展现了可靠的早期促骨再生效果。总之，通过含铜聚多巴胺内外双修饰法可构建兼具抗菌能力和促骨再生能力的骨再生支架，该修饰方法简便易行且适用性广泛，有望为预防植入物感染提供新思路。
关键词组：含铜聚多巴胺；修饰；抗菌性能；骨再生；成血管；生物陶瓷支架
Correspondence
Zhikun LIU, Yichao WU, Abid Ali KHAN, Lun LU, Jianguo WANG, Jun CHEN, Ningyang JIA, Shusen ZHENG, Xiao XU
DOI: 10.1631/jzus.B2300363 Downloaded: 461 Clicked: 639 Cited: 0 Commented: 0(p.83-90) <Full Text><PPT> 222
1浙江省肿瘤融合与智能医学实验室，浙江大学医学院附属杭州市第一人民医院肝胆胰外科，中国杭州市，310006
2浙江大学医学院，中国杭州市，310058
3海军医科大学东方肝胆外科医院放射科，中国上海市，200438
4浙江大学医学院附属第一附属医院肝胆胰外科，中国杭州市，310003
5国家卫健委多器官联合移植重点实验室，中国杭州市，310003
6树兰（杭州）医院肝胆胰外科，中国杭州市，310022
摘要：肌少症是指因持续骨骼肌含量流失、强度和功能下降引起的综合征，且与包括肝细胞癌（HCC）在内的肿瘤患者预后密切相关。目前该病的检测手段局限且无统一标准。本文旨在利用基于影像组学的深度学习（DL）技术评估肌少症，用于肝癌患者行肝脏部分切除术或肝移植术的预后预测。本研究回顾性纳入浙大一院肝癌手术切除492例（训练集+内部验证集）与肝癌肝移植173例患者（外部LT验证集），东方肝胆医院肝癌切除患者161例（外部验证集），并收集患者术前一个月内的腹部计算机断层扫描（CT）平扫期影像与临床资料；单中心肝切除术组入组患者按7：3随机分为训练集和内部验证集（训练集345例，验证集147例），肝移植组及第二中心肝癌切除组作为外部验证集，经训练集建立预测模型，并利用内部和外部验证集验证预测模型的预测性能；对训练集患者CT图像中第3腰椎骨（L3）层面的骨骼肌（SM）及腰大肌（PM）轮廓进行人工勾画；抽提SM与PM影像组学特征，随后利用自编码器（AutoEncoder）压缩特征，TFDeepSurv生存分析网络构建DL预后预测模型，预测HCC术后无瘤生存率（RFS）与总体生存时间（OS）；最后计算时间依赖性受试者工作特征曲线（ROC）的曲线下面积（AUC）和一致性指数（C-index），采用应用净重新分类改善指数（NRI）和临床决策曲线（DCA）评价模型预测性能。最终从勾画的CT图像L3层面的SM及PM中采集相应肌肉中1343个影像组学特征。经AutoEncoder将此高阶影像组学特征降维至100个特征。运用TFDeepSurv生存分析网络完成DL预测模型的构建，将HCC患者根据预后的差异分为高危组和低危组，高危组HCC患者行肝部分切除手术后预后显著低于低危组患者。此外，通过Kaplan-Meier生存曲线分析等方法证实DL模型在内部及外部验证集、外部LT验证集中均可对肝癌患者术后的预后进行准确预测，一致性指数分别达0.775和0.613。NRI和DCA同样显示DL模型具有较高的预测性能。本研究创新性地提出了基于影像组学的DL技术构建的预后预测模型；该模型可在术前对肝癌手术切除和肝移植术后的生存风险进行个体化预测，从而实现对肝癌患者OS的早期预判，有助于制定合理的临床决策和指导临床实践。
关键词组：影像组学；深度学习；肌少症；肝细胞肝癌；肝部分切除术；肝移植