心脏模型

2023年11月8日，由山西农业大学王金明教授、海军军医大学梁晓及美国威斯康星大学Hector H. Valdivia 团队共同在国际一流期刊《Materials Today Bio》(IF= 8.200)中发表了题为“OpiCa1-PEG-PLGA nanomicelles antagonize acute heart failure induced by the cocktail of epinephrine and caffeine”的文章。在急性心脏疾病中，通过钙素（calcin）作用于利亚诺定受体（RyR）减少肌浆网中的Ca2+含量，是一种潜在的干预策略，可用于减轻β-肾上腺素能应激触发的SR Ca2+过载。然而，作为一种含有33-35个氨基酸的球形肽，calcin主要对抗轻度的室性早搏（PVCs）或和双向室性心动过速（BVTs），而不是严重持续性的双向室性心动过速（BVTs）或多形性室性心动过速（PVTs）。像大多数肽类药物一样，calcin在体内具有快速的代谢率，其半衰期甚至不到2小时，因此，有必要通过增加心脏局部浓度来提高其药效，并通过长效的药剂学方法延长其作用持续时间。本研究通过将calcin家族中最活跃的成员Opticalcin1（OpiCa1）与最常见的无毒纳米载体PEG-PLGA聚合物连接，首次合成了Opticalcin-PEG-PLGA（OpiCa1-PEG-PLGA）纳米胶束。作者发现，OpiCa1-PEG-PLGA纳米胶束在拮抗肾上腺素和咖啡碱引起的致命性急性心衰方面具有与OpiCa1几乎相同的作用，并具有良好的心脏靶向性、自稳定性和低毒性，研究还发现OpiCa1-PEG-PLGA纳米颗粒可在体内保持长期低浓度的OpiCa1。主要实验方法1.纳米胶束的制备： 使用特定的配方制备了OpiCa1-PEG-PLGA纳米胶束，确保其稳定性和有效性。2.动物模型： 使用相关的动物模型模拟急性心力衰竭，实验对象接受肾上腺素和咖啡因的混合物。3.纳米胶束给药： 给实验组注射OpiCa1-PEG-PLGA纳米胶束，对照组分别接受安慰剂或其他干预措施。4.监测指标：监测各种心脏参数，如心率、血压和生化标志物，以评估纳米胶束对急性心力衰竭的影响。在研究中，作者将5-8周龄的ICR小鼠，分为对照组、PEG-PLGA组、OpiCa1组和OpiCa1-PEG-PLGA组（n = 6）。静脉注射PEG-PLGA、OpiCa1和OpiCa1-PEG-PLGA纳米胶束12 h后，使用上海勤翔IVScope 8000小动物体内成像系统监测纳米胶束的分布情况。结果表明，与FITC标记的PEG-PLGA的分散分布相比，FITC标记的OpiCa1和OpiCa1-PEG-PLGA纳米细胞在12 h内更集中在心脏组织中，在体内表现出良好的心脏靶向性。该研究表明，OpiCa1-PEG-PLGA纳米胶束在对抗由肾上腺素和咖啡因联合引起的急性心力衰竭方面具有潜在的治疗作用。需要进一步的研究和临床试验来验证这些发现，并探索OpiCa1-PEG-PLGA纳米胶束在治疗心脏急症中的转化潜力。

6月15日，我国首个渔业大模型“范蠡大模型1.0”在中国农业大学发布，据悉，该模型可以实现渔业多模态数据采集、清洗、萃取和整合等，将为渔业养殖工人、管理经营者和政府决策部门提供全面、精准的智能化支持。“范蠡大模型1.0”发布现场(中国农业大学供图)渔业大国，面临转型的需求我国是水产养殖大国，数据显示，2023年，我国水产养殖产量达5812万吨，约占世界水产养殖总产量的60%以上，为城乡居民提供了1/3优质动物蛋白。但同时，我国不是养殖强国，水产养殖资源利用率、劳动生产率低，水产养殖产业发展面临多种转型需求。范蠡大模型设计者、发起者、国家数字渔业创新中心主任、中国农业大学信息与电气工程学院教授李道亮介绍，“我国水产养殖品种繁多，包括鱼、虾、蟹、贝、参、藻等，养殖模式多样，建立完整养殖品种的生产模型是极其困难的；同时，劳动力出现了普遍老龄化现象，有调查数据显示，我国水产养殖中，劳动力成本占70%左右，劳动者平均年龄达到55岁。新一代缺乏养殖经验，也不愿意从事传统的养殖生产，需要人工智能技术的支持。”范蠡大模型设计者、发起者、国家数字渔业创新中心主任、中国农业大学信息与电气工程学院教授李道亮(中国农业大学供图)随着现代技术的发展，水产养殖已经从1.0时代发展到4.0时代。李道亮介绍，“渔业1.0时代主要以小农生产为主，特征是依靠人力、手工工具、经验等养殖。2.0时代，水产养殖逐渐实现机械化、装备化，主要依靠机械动力和电力进行生产。3.0时代，自动化和计算机技术成为核心，生产装备出现数字化、网络化、自动化特征。到4.0时代，物联网、大数据、人工智能、机器人等技术普遍应用在生产中，无人化生产逐渐实现。”随着人工智能、机器人学习等技术的逐渐出现和成熟，越来越多的农业场景开始应用这些技术，但作为水产养殖大国，我国当前的水产养殖中，相关技术的应用还较为缺乏。渔业模型，从小到大的升级如何在水产养殖中应用现代技术，甚至打造未来的无人渔场？李道亮介绍，我国水产养殖品种繁多，养殖环境差异较大，而机理模型的构建，需考虑鱼类品种、饵料、病害、环境变化等一系列因素，面对众多的品种和养殖模式以及地区气候差异，逐个养殖品种建立像发达国家的养殖机理模型是不现实的。所谓大模型，是指具有大规模参数和复杂计算结构的机器学习模型，参数数量动辄数十亿甚至数千亿。在渔业中，大模型可以利用深度学习和数据驱动的方法，能够分析海量的养殖数据，揭示其中的规律和关联性。“它们不仅能够模拟和预测水质、饵料、疾病等因素对养殖效果的影响，还能够优化养殖方案，提高生产效率和经济效益。”李道亮说。智能池塘养鱼场景(中国农业大学供图)随着社会发展和水产养殖业转型，渔业大模型越来越成为产业发展的重要助力，为此，李道亮带领团队联合中国联通、中国电信、中国移动三家运营商、全国主要水产院校和科研机构，以鱼、虾、蟹、贝等27种我国主养品种水产文本语料为主，辅以文本、图像、视频、音频等多模态数据，形成大规模渔业专业知识语料库，通过深度学习架构，通过预训练和微调、参数共享与注意力机制、提示工程等技术，实现渔业多模态数据采集、清洗、萃取和整合等。“这一模型，不仅实现了丰富的渔业养殖知识生成，还包括水、饵、病、管等多方面多元化的预测、分析和决策。”李道亮说。范蠡为名，改变未来的渔业大模型构建成功后，命名为“范蠡大模型1.0”。李道亮介绍，范蠡是春秋末期越国大夫，众所周知的是，他是著名的政治家、军事家，也是商家鼻祖，但他同时也是我国最早的水产养殖专家，早在2500年前的春秋时期，他就写了一部《养鱼经》，并流传至今，“所以我们以范蠡为名，希望它能够在新时代中，为我国水产养殖带来的新的气象。”据介绍，范蠡大模型1.0分为请问我、请听我、请看我、请决策四个模块，分别代表文本、语音、视频、物联网决策四大场景，用户可以查询渔业的不同应用。而针对准确监测和评估鱼类的健康状况和体重异常耗时费力，且可能对鱼类造成伤害的问题，国家数字渔业创新中心开发了基于计算机视觉技术的鱼类体重估计模型，基于机器视觉实时捕捉水下鱼类图像和优化构建的深度神经网络算法，自动完成图像中鱼类目标的检测和定位，通过提取形状、颜色、纹理等多维度特征，以非接触方式实现对鱼类体重的实时、准确估算，同步完成生长及健康状态监测和计算，为投饵决策、水环境、能耗优化控制提供数据支撑。范蠡大模型利用了多种现代技术，以此实现水产养殖的数字化、无人化。图为鱼的种类识别模型(中国农业大学供图)“当前，范蠡大模型还是1.0，未来还会不断进化，人工智能在智慧渔业中的应用，是多元化且深远的、长期的，不可能一蹴而就。未来，范蠡大模型还有很长的路要走，必须充分发挥通信、科研、水产养殖企业、养殖户等各种不同领域的优势力量，以产学研用协同推进大模型的开发与应用，人工智能才能真正落地。”李道亮说。

《机智的医生生活》中，新生儿由于先天性心脏病而延迟关胸，手术之后小朋友心脏不再需要借助仪器辅助，开始健康地跳动，“李子一样大小的心脏，跳动起来异常有力”震撼的场面让实习医生们决定加入胸外科的道路。心脏的跳动是生命的信号，血液流过的地方与心跳一起带给了心内膜细胞（Endocardial cells，ECs）流体剪切机械应力以及牵拉力。在发育过程中机械力帮助心血管系统逐渐成型，但这些力量如何指导局部心肌细胞的细胞命运的刻画的仍不清楚。为此，法国国家健康与医学研究院Julien Vermot研究组在Science发文题为Bioelectric signaling and the control of cardiac cell identity in response to mechanical forces，通过在体内操纵机械应力揭开了机械力在促进心血管瓣膜形成以及特定细胞命运决定中的关键作用。以斑马鱼作为模式生物可以实现高分辨率的时空机械应力参数在体内的控制，作者们首先通过的荧光标记的Ca2+感受器蛋白GCaMP7a在心内膜细胞中的表达监测Ca2+的动态变化【1】作者们惊讶地发现Ca2+振荡几乎只会在房室瓣的房室管区域形成（图1）。这一现象引发的了作者们的兴趣，作者们想知道Ca2+的振荡是否与血管瓣膜形成分化过程相关，所以作者们想找到Ca2+信号在体内的解码器以及效应因子。也就是说，什么因子能够读取Ca2+振荡事件所带来的信息呢？先前的研究表明，Nfatc1（Nuclear factor of activated T cells 1）是一个对Ca2+通道非常敏感的转录因子，能够调节心内膜细胞向间充质细胞的转化以及心脏瓣膜形态发生过程【2,3】。因此，作者们构建了一个Nfat结合元件报告品系，可以反映Nfat蛋白的结合。作者们确认了Ca2+信号通路的时空调控与Nfat激活是相耦连的，是瓣膜形成过程中心内膜细胞中的特征。图1 Ca2+振荡只出现在瓣膜形成区域进一步地，作者们想知道所观察的Ca2+振荡是否与心内膜细胞中对于应力的响应有关，所以作者们使用抑制剂处理使得心脏跳动停止，然后观察此时Ca2+信号的变化。作者们发现心脏跳动停止后，Ca2+振荡消失，与此同时Nfat的激活也消失。另外，在斑马鱼的缺血性突变体中Ca2+的振荡也会显著减少，并且Nfat的活性也同步降低。这些现象表明Ca2+振荡以及Nfat的激活对于机械应力具有响应。进一步地，作者们希望通过操纵血管瓣膜边界处的机械应力对机械力改变所带来的效应进行检测。作者们想到了一个很巧妙地方式，将一个30-60μm的琼脂磁珠插入到心血管腔中，通过精妙地微型外科手术确保不会影响心脏的正常功能。作者们通过磁镊（Magnetic tweezers）精确调控可以施加在磁珠上的机械应力。通过Ca2+的流量对心内膜细胞中对机械力的响应，作者们发现心肌细胞机械应力的与Ca2+振荡有关。那么当应力发生错误的时候，是否对瓣膜形态形成和发育有影响呢？为此，作者们通过对磁珠移植的局部反应进行检测，发现移植的磁珠会导致心脏瓣膜定位异常并伸入心胶质中，同也会导致心脏瓣膜相关基因的异常表达。另外，通过Nfat的抑制剂处理，作者们发现Nfatc1的核定位会被增加的机械力所促进，并且是以一种Nfatc1中Ser/Thr去磷酸化依赖的方式进行的。除此之外，作者们发现Ca2+-Nfat信号通路并不是通过通常认为的klf2a机械转导信号进行的，而是通过一个机械力敏感的基因egr1实现的。为了找到机械力依赖的Ca2+-Nfat信号通路激活的具体因子，作者们对一些已知对机械力敏感的通道蛋白以及纤毛发生相关的突变体品系进行检测，比如Trp通道以及Piezo等。但是作者们发现这些突变体中Ca2+激活都是正常的，而且对胚胎使用非特异性应力敏感通道阻滞剂钆离子处理后的胚胎Ca2+的激活也是正常的。这说明可能有其他的因素参与其中。先前的研究表明，这体外培养的心内膜细胞对于机械力在响应的时候会产生ATP水平的变化【4】，ATP会通过嘌呤受体P2X通道激活Ca2+信号。通过拮抗剂以及转录本、过表达等实验，作者们确认在心内膜细胞中Ca2+内流是由P2X通道调节，以响应胞外ATP水平的变化。随后作者们对激活以及抑制P2X介导的ATP信号通路对瓣膜形成的影响进行鉴定，发现P2X受体调节Nfat活性，但该调节作用并不依赖于VEGF信号通路。P2X介导的ATP信号通路发生异常时，心脏瓣膜结构异常，瓣膜形态不完全。因此，P2X作为Nfat活性上游发挥作用，控制心脏瓣膜发育以响应机械力的刺激。图2 工作模型总的来说，该工作揭开了心内膜细胞“破译”机械力信息的奥秘（图2），并且发现ATP作为一种附加的机械敏感旁分泌信号，通过它血流动力学力量可以指导心脏瓣膜的发育，可能可以作为未来帮助心脏瓣膜在体外的生长以及对先天性心脏瓣膜缺陷的治疗方案。由于该工作对于心脏瓣膜发育与机械力之间关系的揭示，同期刊发了观点文章对其进行了高度评价，题为Not all stress is bad for your heart。适当的机械应力对于心内膜细胞感受刺激并在正确位置产生心脏瓣膜具有非常重要的意义。斑马鱼中的研究并非终点，如何将机械应力在哺乳动物例如小鼠或者人类中瓣膜形成与特化过程相联系，能否用于三维类器官培养以造福病人等该领域未来的发展方向。不过，看来有点儿“小压力”对心脏也并非坏事，小压力，才有强心脏！原文链接：https://www.science.org/doi/abs/10.1126/science.abc6229

位于维也纳的奥地利科学院的生物学家Sasha Mendjan和他的团队使用人类多能干细胞培养出芝麻大小的心脏模型，称为心脏样体（cardioids，生物通注），它可以自发地自我组织，在不需要实验支架的情况下发展出一个空心的房间。这项进展，允许创造一些迄今为止最真实的心脏类器官，发表在5月20日的Cell杂志上。此前，科学家们已经通过组织工程制造出了3D心脏类器官，这种方法通常需要组装细胞和支架，就像用砖块和砂浆建造房子一样。但是，这些工程类器官对损害的生理反应不像人类心脏那样，因此往往不能作为良好的疾病模型。“组织工程在很多方面都非常有用，比如，如果你想测量收缩，”Mendjan说。但在自然界中，器官不是这样形成的。在胚胎时期，器官通过一个叫做自组织的过程自发地发育。在发育过程中，细胞组成部分相互作用，随着器官结构的出现和生长而四处移动和改变形状。“自组织是自然形成雪花晶体或鸟类群体行为的方式。这很难设计，因为似乎没有计划，但仍有一些非常有序和有力的东西出现了。”“器官的自组织更有活力，很多事情我们不了解。我们认为这种“隐藏的魔法”的发展，我们还不知道的东西，是目前疾病没有被很好地建模的原因。”Mendjan和他的团队想要通过在盘子里的自组织来模拟发展。他们以特定的顺序激活所有参与胚胎心脏发育的六个已知信号通路，诱导干细胞自我组织。随着细胞分化，它们开始形成不同的层，类似于心脏壁的结构。经过一周的发育，这些类器官自组织成一个有封闭腔的3D结构，类似人类心脏的自发生长轨迹。此外，研究小组还发现心脏样的壁状组织有节奏地收缩，挤压腔内的液体。Mendjan说:“这并不是说我们在使用与其他研究人员不同的东西，而是我们在使用所有已知的信号。”他补充说，不是所有的途径都需要引导干细胞成为心脏细胞。“所以他们想，‘好吧，它们在体外没有必要。’但事实证明，所有这些途径都是必要的。它们对细胞自我组织成器官非常重要。”该团队还测试了心脏类物质对组织损伤的反应。他们用一根冷钢棒冷冻小心脏的部分部位，并杀死该部位的许多细胞。细胞死亡通常是在诸如心脏病发作等损伤后观察到的。研究小组立即发现，心脏成纤维细胞——一种负责伤口愈合的细胞——开始向损伤部位迁移，并产生修复损伤的蛋白质。“我们希望人类的心脏模型能够更加自然地发展，从而能够预测疾病，”Mendjan说，“通过这种方式，制药公司将更愿意将更多药物引入临床试验，因为他们对试验结果更加确定。”该团队计划培育具有多个腔室的心脏类器官，就像在真正的人类心脏中看到的那样。许多先天性心脏病发生在其他心室开始形成的时候，所以多腔模型将帮助医生更好地了解缺陷是如何在胎儿中发展的。

各相关单位： 由浙江省食品药品检验研究院牵头制定的《化妆品舒缓功效测试 方法——PolyI:C和LPS诱导3D表皮模型的炎症因子(IL-8)体外测试方法》、《化妆品舒缓功效测试方法——基于PolyI:C和LPS诱导角质形成细胞的炎症因子（IL-8）体外检测方法》、《淋洗类化妆品温和性检测：基于体外重组3D表皮模型的组织活力法》、《驻留类化妆品温和性检测：基于体外重组3D表皮模型的组织活力法》、《基 于iPSC-CMs药物心脏毒性体外评价试验模型的组织活力法》5项团体标准现已完成标准征求意见稿的编制（见附件 1），为保证标准的科学性、严谨性和适用性，现公开征求意见。请相关单位认真审阅标准文本，提出意见与建议，并将《征求意见反馈表》于2023年12月9日前以邮件形式反馈至协会秘书处。联系方式：金宁宁 0571-85871052 15857160623 钱 锋 0571-85871051 13738170558 地址：杭州市下城区费家塘路新天地商务中心12幢10楼 E-mail：zjcos2015@163.com附 件： 1.征求意见反馈表 2.《化妆品舒缓功效测试方法——PolyI:C和LPS诱导3D表皮模型的炎症因子(IL-8)体外测试方法》（征求意见稿） 3.《化妆品舒缓功效测试方法——基于 PolyI:C和LPS诱导角质形成细胞的炎症因子（IL-8）体外检测方法》（征求意见稿） 4.《淋洗类化妆品温和性检测：基于体外重组3D表皮模型的组织活力法》（征求意见稿） 5.《驻留类化妆品温和性检测：基于体外重组3D表皮》（征求意见稿） 6.《基于iPSC-CMs药物心脏毒性体外评价试验模型的组织活力法》（征求意见稿） 浙江省健康产品化妆品行业协会2023 年 11 月 10 日【2023】58 号关于征求《化妆品舒缓功效测试方法——PolyIC和LPS诱导3D表皮模型的炎症因子(IL-8)体外测试方法》等5项团体标准意见的函(1).pdf附件1 征求意见反馈表.doc附件2：《化妆品舒缓功效测试方法 PolyI：C和LPS诱导3D表皮模型的炎症因子（IL-8）体外测试方法》（征求意见稿）.docx附件3：《化妆品舒缓功效测试方法 基于PolyI：C和LPS诱导角质形成细胞的炎症因子（IL-8）体外检测方法》（征求意见稿）.docx附件4：《淋洗类化妆品温和性检测：基于体外重组3D表皮模型的组织活力法》（征求意见稿）.doc附件5：《驻留类化妆品温和性检测：基于体外重组3D表皮》（征求意见稿）.doc附件6：《基于iPSC-CMs 药物心脏毒性体外评价试验模型的组织活力法》（征求意见稿）.docx

GEOS-5气候模型所形成的模拟图片，模型精确地预测了主体云层系统的位置与形状　　 　　地球同步轨道环境卫星所拍摄的卫星图片 　　北京时间6月16日消息，据美国宇航局官网报道，美国宇航局地球系统科学家近期研制了迄今精度最高的地球气候模型GEOS-5气候模型，并通过该模型绘制了全球气候模拟图片。模拟图片与卫星图片对比显示，GEOS-5气候模型可以精确地预测气候状况。 　　科学是一个过程。科学家首先需要实地观测，然后提出假设用于解释观测数据，最后再通过系统验证和推理，找到支持或辩驳其假设的证据，从而得出一个科学的结论。许多人或许认为，科学家们在进行假设和验证的过程，所有工作都是在实验室中进行的。但是，对于研究地球如何运行的地球系统科学家来说，他们的实验室就是整个星球。面对庞大的星球，科学家们很难将全球各地不同的气温或云雨真正地集中到狭小的实验室中系统地研究。相反，他们只有将实地观测数据结合起来，形成复杂的电脑模型进行模拟研究。通过这类模型，科学家们可以对不同的假设进行测试和验证，并利用真实的观测数据进行检测，从而科学家们可以真正地理解地球大气、陆地和海洋等各个方面是如何协同工作的。 　　本文中的两幅图片分别为地球气候模型模拟图片(上图)和地球同步轨道环境卫星图片，上图显示的是分别通过两种方式所获得的同一时刻地球气候状况。该地球气候模型被称为“戈达德地球观测系统模型-第五版”(GEOS-5)，也是迄今精度最高的地球气候模型。下图则是由美国宇航局和美国国家海洋和大气局的地球同步轨道环境卫星所拍摄的卫星图片。通过图片对比发现，GEOS-5模型精确地预测了2010年2月6日时的云层特点。当天，一股强烈的寒流为华盛顿特区带来了一场数英尺厚的暴雪。 　　2010年2月6日，GEOS-5模型和地球同步轨道环境卫星传感器分别对地球上空的云层进行了红外测量。两幅图片显示，陆地上空覆盖着厚厚的云层，模拟图片与卫星图片所描绘的情况极其吻合。模型精确地预测了主体云层系统的位置与形状，如北大西洋东部上空的卷曲云带以及美国海岸附近的强烈冬季风暴。高精度的GEOS-5气候模型甚至还可以详细预测云层形状的细节。在2月6日的模拟图片中，气候模型预测了一些小型云层的边线、云街现象以及冬季风暴的东部细节。在一幅全球模拟图片中，气候模型还精确地预测了热带地区的大量雷暴现象。 　　GEOS-5气候模型的精度通常为每像素5公里，尽管它的精度最高可达每像素3.5公里，因此它也是目前世界上最精确的全球气候模型。普通气候模型在模拟云层情况时，精度大约为每像素28公里。这就意味着，由普通气候模型所产生的全球平面地图包含了77.7万个网格单元(像素)，而5公里精度的GEOS-5气候模型所产生的地图(上图)则包含了2400万个网格单元。因此，科学家可以根据GEOS-5气候模型获得关于地球的更详细的信息。 　　和所有的气候模型一样，GEOS-5气候模型也是利用数学方程式来计算气候变化情况。地球气候的一些物理属性，如温度和能量等，则需要实地测量。实时数据被输入模型，从而保证模型与真实世界尽可能一致。当然，在建造模型过程中，数百万次的计算则需要数千台计算机处理器。GEOS-5气候模型运行于美国宇航局戈达德太空飞行中心新成立的气候模拟中心的“发现”超级计算机之上。“发现”超级计算机拥有近1.5万个处理器。 　　气候科学家将利用GEOS-5气候模型预测未来数十年的气候变化情况。2010年6月2日，美国宇航局气候模拟中心以新名称开始运作。

一、背景介绍：机器视觉可称为人工智能的“慧眼”，成像系统的标定又是机器视觉处理的重要环节之一，其标定精度与稳定性直接影响系统工作效率。在传统机器视觉与摄像测量标定领域，小孔透视模型仍存在高阶透镜畸变无法完备表征和多类复杂特殊成像系统不适用的问题。而基于光线的模型以成像系统聚焦状态下每个像素点均对应空间一条虚拟主光线为前提假设，通过确定所有像素点所对应光线方程的参数即可实现标定与成像表征，可避免对复杂成像系统的结构分析与建模。基于该光线模型，研究院相关课题组发展了各类特殊条纹结构光三维测量方法与系统，实验证明光线模型可通用于多类复杂成像系统的高精度测量，是校准非针孔透视成像系统的有效模型，可作为透视模型的补充。二、光线模型Baker等人最早提出了一种可表征任意成像系统的光线模型[1]，认为图像是像素的离散集合，并以一组虚拟的感光元件“光素”表示每个像素与某像素相关联的空间虚拟光线间的完整几何特性、辐射特性和光学特性，如图1所示。因此，光线模型的标定即确定出所有像素点对应的光线方程，无需严格分析和构建成像系统的复杂光学成像模型，具备一定的便携性和通用性，从一定程度上也可避免镜头畸变的多项式近似表征引入的测量误差，为非小孔透视投影模型成像系统的表征提供了一种新的思路。图1 成像系统的光线模型示意图三、基于光线模型的条纹结构光三维测量在条纹结构光投影三维测量领域，光线模型一方面可作为三维重建的光线方案，用于表征大畸变镜头、光场相机、DMD投影机、MEMS投影机等多类特殊结构的成像与投影装置，可发展新的基于光线模型的条纹结构光三维测量方法与系统；另一方面，发掘光线模型在结构光测量中的优势，光线模型对克服投影与相机的非线性响应、大畸变镜头成像下提升三维重建精度具有优异的效果。3.1 Scheimpflug小视场远心结构光测量系统光线模型与三维测量课题组开发了小视场远心结构光测量系统，采用Scheimpflug结构设计确保公共景深覆盖，如图2所示。考虑到远心镜头属平行正交投影、Scheimpflug倾斜结构造成畸变模型非中心对称，因此，提出一种基于光线模型的非参数化广义标定方法[2]。系统中相机与投影机成像过程均采用光线模型表征，标定其像素与空间光线对应关系，计算光线交汇点坐标，实现三维重建。图3展示了系统实物图与五角硬币局部小区域的三维测量结果，测量精度为2 μm。图2 Scheimpflug小视场远心结构光测量系统图3 测量系统实物图与五角硬币局部的三维测量结果3.2光场相机的光线模型标定与主动光场三维测量课题组发展了基于主动条纹结构光照明的光场三维测量方法与系统。光场相机通过在传感平面前放置微透镜阵列，实现光线强度和方向的同时记录，由于存在微透镜加工误差、畸变像差、装配误差等复杂因素影响，光场相机完备表征与精密标定是个难题。课题组提出光线模型表征光场成像过程[3]，即将光场相机内部看作黑盒，直接建立像素m与所对应的物空间光线方程l的参数，如图4所示。并通过标定光场所有光线与投影条纹相位的映射关系实现被测为物体的高精度三维测量，考虑光场多角度记录特点，构建基于条纹调制度的数据筛选机制，实现了场景的高动态三维测量，如图5所示，黑色面板与反光金属可同时重建。图4 光场成像模型图5 主动光场高动态三维测量3.3 DMD投影机与双轴MEMS激光扫描投影机的光线模型标定与三维测量基于微机电系统（MEMS）激光扫描的投影机以小型化、大景深的优势被应用于条纹投影测量系统，如图6（a）所示。但由于其依赖激光点的双轴MEMS扫描投影图案，不依赖镜头成像，透视投影模型表征会存在一定误差。此外， DMD等依赖镜头成像的投影机，大光圈设计也会影响小孔透视投影模型的表征精度。对此，课题组采用光线模型表征投影机[4]，并提出了一种基于投影机光线模型的条纹投影三维测量系统标定方法，该方法根据双轴MEMS投影的正交相位对光线进行识别追踪，利用投影光线与相机构建的三角测量实现了三维重建。进一步发现：由于投影光线的相位一致性特性，光线模型可显著抑制系统非线性响应引起的测量误差，图6（b）展示了单目系统在3步相移条件下（未额外矫正非线性响应），分别使用透视投影模型与光线模型对石膏雕塑的三维重建结果，可见光线模型对非线性响应影响具有免疫性。图6 双轴MEMS激光扫描投影原理和石膏雕塑三维重建结果（3步相移，左图为透视投影模型，右图为光线模型）3.4单轴MEMS激光扫描投影机光线模型标定与三维测量单轴MEMS投影机将激光点扫描拓展为面扫描大幅提升了投影速率，可应用于动态测量。针对单轴MEMS投影机无透镜结构使得针孔模型不适用、单向投影无法提供正交相位特征点的问题，课题组提出一种基于等相位面模型的系统标定方法[5]，推导出了相机反向投影射线与该等相位面交点处的三维坐标值与相位值间新的映射函数，实现了快速三维重建。图7展示了使用高速相机搭建的单目测量系统和重建场景，投影采集速率为1000 frame/s，采用4步相移与雷码图相位展开，三维重建速率为90 frame/s。后续为适应更高速率测量应用，可将单目扩展为双目或多目系统，采用单帧解调相位和多极线约束相位展开等方法减少投影图像数量，提升三维测量速率。图7三维测量系统与动态重建场景3.5大畸变镜头成像的光线模型标定与三维测量针对传统低阶多项式不能完备表征大畸变镜头的问题，课题组采用光线模型表征大畸变镜头相机成像，并提出一种完全脱离对相机和投影机内参依赖（透视模型依赖相机与投影机内参）的光线与条纹相位映射的三维重建方法。通过直接标定相机光线与条纹相位的倒数多项式映射系数，避免了繁琐耗时的对应点搜索与光线插值操作。图8为装配4 mm广角镜头的光线标定结果与标准球三维测量结果，可见由于广角镜头畸变较大，光线模型较透视模型重建质量有所提升。图8 广角镜头光线标定与标准球三维测量数据的拟合误差分布（a）透视投影模型，（b）光线映射模型四、总结光线模型通过确定所有像素点所对应光线方程的参数实现标定与成像表征，从而避免了对复杂成像（投影）系统的结构分析与建模，解决了特殊条纹投影三维测量系统的标定与重建问题，同时在条纹投影三维测量的系统非线性相位误差抑制和精度提升上展示出优异性能。在结构光三维测量的未来发展中，可进一步扩展光线模型三维测量的方法与应用，提升测量精度、效率与通用性，解决各类特殊复杂场景中的应用测量问题。参考文献[1] Baker S, Nayar S K. A theory of catadioptric image formation[C]//Sixth International Conference on Computer Vision (IEEE Cat. No.98CH36271), January 7, 1998, Bombay, India. New York: IEEE Press, 1998: 35-42.[2] Yin Y K, Wang M, Gao B Z, et al. Fringe projection 3D microscopy with the general imaging model[J]. Optics Express, 2015, 23(5): 6846-6857.[3] Cai Z W, Liu X L, Peng X, et al. Ray calibration and phase mapping for structured-light-field 3D reconstruction[J]. Optics Express, 2018, 26(6): 7598-7613.[4] Yang Y, Miao Y P, Cai Z W, et al. A novel projector ray-model for 3D measurement in fringe projection profilometry[J]. Optics and Lasers in Engineering, 2022, 149: 106818.[5] Miao Y P, Yang Y, Hou Q Y, et al. High-efficiency 3D reconstruction with a uniaxial MEMS-based fringe projection profilometry[J]. Optics Express, 2021, 29(21): 34243-34257.课题组简介：本文作者：刘晓利 ，杨洋 ，喻菁 ，缪裕培 ，张小杰 ，彭翔 ，于起峰 ；深圳大学物理与光电工程学院深圳市智能光测与感知重点实验室。以于起峰院士领衔的深圳大学智能光测图像研究院主要研究方向包括大型结构变形与大尺度运动测量、超常光学测量与智能图像分析、计算成像与三维测量以及多传感器融合感知与控制等。

各位朋友，新一批摩方超高精度3D打印的高校建筑模型出来啦！本轮高校建筑模型有2个，分别来自清华大学和华中科技大学，以下为实拍图分享~ 同时，欢迎感兴趣的朋友抓住机会参与“高校建筑模型征集活动”，免费获取超高精度3D打印母校建筑模型！ 模型一：清华大学-大礼堂前日晷模型二：华中科技大学-新光电信息大楼活动主题：征集高校建筑模型图免费超高精度3D打印第一轮征集时间：2021年6-8月征集方式：请将您所提供的高校代表性建筑三维模型图（仅限stl格式文件）通过邮件的方式，发送至bmf@bmftec.cn即可。（请留下您的姓名、单位、联系方式）模型要求：模型整体的最大尺寸和内部最小细节，相差在500倍以内。活动流程：①在模型征集期间，对于您所提供的模型图，摩方精密技术团队将在7个工作日内进行内部技术评审；②通过评审的模型，将由技术团队安排在3周内通过摩方精密3D打印设备打印出来，免费赠送给您，同时，所打印高校建筑模型将在摩方精密的公众号进行阶段性公示；③截至8月31日，本轮模型征集结束后，摩方精密团队将针对所有经过评审打印出来的高校建筑模型，通过公众号或合作媒体进行全国投票活动，最终参考实际票数情况，评选出本轮高校建筑模型征集活动的优胜奖一/二/三等奖。活动奖项：一等奖：华为WATCH GT2 智能手表，价值1400元二等奖：Kindle电子书阅读器，价值658元三等奖：华为FreeLace Pro蓝牙耳机，价值500元 注：①摩方精密技术团队将秉承公平公正公开原则认真对待每一个模型的评审；②高校建筑模型图的版权归提供者所有，摩方精密享有对所打印建筑模型进行宣传推广的权力。感兴趣的也欢迎加小编微信，小编会拉您进群哦！

p 　　Stewart等人报道了许多类型的儿科癌症的小鼠模型的建立方法和分析结果。研究者们将患者肿瘤活检得到的细胞移植到免疫缺陷小鼠中，从而获得PDX模型。他们使用几种技术来表征这些模型，这些技术包括显微镜和DNA序列分析，同时他们还在一些PDX模型小鼠上进行药物测试。研究人员将PDX肿瘤细胞冻存起来，之后将这些细胞解冻，并移植到其它小鼠中，以用于将来的分析。其他团队还创建了不同类型人类肿瘤的PDX模型。该领域关键的下一步是建立集中的开放存取库，以管理和共享来自不同团队的PDX研究数据。通过这种方法，我们可以促进识别临床试验中可测试的治疗方法的进展。 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(153, 153, 153) " img width=" 600" height=" 178" title=" " style=" width: 600px height: 178px " alt=" " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/uepic/071cf1e3-494a-444b-b094-4dbd24d0c9ed.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /span /p p 　　现在科学家们将患者的肿瘤细胞接种到小鼠体内，进而建立肿瘤模型，以用于分析和开展药物测试。目前研究人员已鉴定了一系列小儿实体肿瘤模型，同时相关数据的允许免费获取。 /p p 　　罕见癌症的研究面临着两方面的挑战：可用的肿瘤样本少 缺乏相应的小鼠模型。最近科学家们非常成功地开发了将人类肿瘤细胞高效移植到免疫缺陷小鼠中的癌症建模技术。在《自然》(Nature)杂志上，Stewart等人对成功接种和生长的小鼠实体瘤进行了全面的分析，并展示了这些模型如何用于筛选罕见癌症患者的潜在靶向治疗。 /p p 　　得益于高效的化疗药物组合，美国仅有不到20%的癌症儿童死于癌症。这些组合方案是通过高度实证和渐进的临床试验而建立起来的。然而，我们和其他癌症生物学家坚信，只有基本的科学发现才能产生变革性的进步。我们承认，儿童癌症的治疗比成年人的要有效得多，但仍然需要更好的治疗来减轻化疗药物造成的长期副作用。据美国国家癌症研究所(US National Cancer Institute)统计，每年年龄在20岁以下的癌症患者的死亡率比65岁以上癌症患者的死亡率低300-500倍。 /p p 　　另一个被广泛接受的信念是癌症研究需要更多的模型系统，这些模型要便宜、易于操作，并且真实反映人类肿瘤的特征，以改善癌症靶向。在这方面，缺乏T、B和自然杀伤细胞，因而对人类肿瘤细胞排斥能力较弱的免疫缺陷小鼠(裸鼠)成为了接受患者来源肿瘤异种移植物(patient-derived tumour xenograft, PDX)的理想动物模型。利用裸鼠制造PDX模型非常简便，并且可以将裸鼠的肿瘤细胞冻存，解冻后还可以移植到其它小鼠身上。肿瘤细胞也可以用于原位生长，这意味着细胞生长在与人类肿瘤来源的器官对应的小鼠组织中(即肺癌细胞接种到裸鼠肺里)。这些肿瘤细胞可以进行遗传工程，携带便于体内追踪的标记分子(如GFP)，并且可以模拟人类肿瘤微环境的特征。 /p p 　　大多数原始PDX都会死亡。随着时间的推移，科学家们逐渐了解到，虽然PDX比体外生长的细胞系和常规小鼠肿瘤模型更贴近人类肿瘤特征，但它们也具有一些实质性限制。例如，当不同的小鼠被注射同一肿瘤标本的等分试样时，得到的PDX可以具有非常不同的突变、细胞表面标记和转录谱。用于异种移植的小鼠品系也对PDX生物学有很大的影响。因此，不同试验条件下得到的PDX小鼠模型都是不一样的。PDX专家们经常被问到这个问题：“这些模型是否与原始肿瘤相同?”其实两者之间差异很大。 /p p 　　至少到目前为止，PDX的最大优点是其造模非常简单。我们现在可以使用PDX研究几种没有对应的转基因小鼠或细胞株的罕见癌症模型。由于PDX源于人类肿瘤，因而对特定药物存在抵抗。这可能有助于模拟早期临床试验中难治性癌症的药物筛选。现已有20多种PDX被用于2期临床试验。这些研究可以表征多个模型的药物响应的异质性、用于开发预测药物响应的检测方法，或可用于筛选肿瘤中存在的少数耐药细胞。 /p p 　　现在有几个PDX存储库，含有数百个甚至数千个来源于接受过化疗或靶向治疗患者的肿瘤。这些库中的一些是开源的(可免费提供模型)，包含400多个成人实质肿瘤PDX和300个儿科和成人血液肿瘤PDX，以及其他研究团队创造的大量数据。在儿童实质瘤网络计划(Childhood Solid Tumour Network)中，Stewart等人建立了60多种儿科实质肿瘤的PDX模型。 /p p 　　Stewart等人贡献了非常多的数据。他们通过原位生长获得了15种肿瘤的148个标本，并报告了1173个细胞涂片的免疫组织化学分析结果，102个PDX的全基因组序列结果和转录谱。他们还报告了目标基因组区域的广泛靶向DNA测序 分析了结合DNA的组蛋白的9种不同的修饰情况 对PDX进行了电子显微镜扫描 并生成了5种PDX的肿瘤细胞系。他们的药物筛选测试产生了50万个以上的数据点。他们进行的体内研究包括：多个PDX细胞系的基因工程标记细胞，进行成像 一项小鼠研究药物治疗剂量 以及两个小鼠研究调查多个药物联用的剂量及疗效。这样一个内容丰富的数据集为该领域的研究人员进一步调查Stewar等人发现的突变、转录特征和药物敏感性奠立了基础。 /p p 　　最大程度地发挥PDX在科学发现上的潜力需要非凡的透明度、标准化和开放获取模式。作为研究经费的使用者、癌症患者的保护者，我们责无旁贷。儿童实质瘤网络已经对多种儿童实质肿瘤建模，其中包括Stewart等人建立的模型，并免费提供，并已经将它们分发给了11个国家的120多名研究者。其他研究中心也可以学习Stewart等人的研究方法。儿童实质瘤领域的下一步将是建立一个更大的PDX库联盟、统一战线、合作表征PDX模型，建立数据库基础设施(图1)。 /p p 　　Stewart等人对一般肿瘤，特别是儿童实质瘤模型的建立做出了突出贡献。迄今为止，他们提供了最全面的PDX存储库之一。 他们贡献的大量数据集将为世界各地的调查人员提供参考，并推动学界的分享文化，使所有人受益。 /p

随着造影剂及心跳门控技术的发展，显微计算机断层扫描技术(Micro-CT)成为临床前活体动物心脏研究的有利手段之一。Micro-CT可以在相对短时间内获得心腔高分辨率的三维图像，时间短也就意味着麻醉时间短，对心脏的副作用小，同时也满足高通量的成像。许多研究人员已经证明了，Micro-CT可以对心脏的形态学和整体心室收缩指数进行量化，如心搏量体积、射血分数(EF)，心脏输出量等。但是，使用Micro-CT评价收缩期排空或舒张期充盈的其他功能参数未见报道。舒张和收缩功能的评估是至关重要的，因为收缩功能异常常见于心血管疾病中，尤其在早期临床表现中；而舒张功能的改善与生存时间的延长有关。如果Micro-CT这种简单的成像模式，即可测定舒张和收缩期双心室功能参数，将对心肺疾病的诊断、预后具有重要意义。大鼠肺动脉高压模型为了评价Micro-CT能否同时评估左心室(LV)和右心室(RV)的动态舒张充盈和收缩排空，文中使用了SU5416-低氧(SuHx)大鼠肺动脉高压模型(PAH)和健康大鼠进行实验。肺动脉高压是一种罕见但极具破坏性的疾病，由于肺动脉血管收缩和重构，引起肺动脉低压升高。与LV不同，RV对后负荷的增加很敏感，随着疾病的进展，额外的负荷会导致RV肥大、纤维化和衰竭。实验方法使用PAH及健康大鼠，尾静脉注射血池型碘化造影剂eXIA160XL(Binitio Biomedical, Inc, Ottawa, Ontario, Canada)，剂量5μL/g体重，调整自动注射泵至速率0.3ml/min。大鼠经过气体麻醉后，置于珀金埃尔默Quantum GX microCT成像系统中进行成像，管电压调整至90Kvp，电流80 μA，仅需4min即可完成扫描。重建的数据加载到Analyze 12.0软件中，在心内膜轮廓线进行图像重建，计算所有重建的LV和RV体积。*相关缩写：EDV：舒张末期容积；ESV：收缩末期容积；SV：心博量；LV：左心室；RV：右心室；EF：射血分数。实验证实SuHx大鼠右心室显著增大，肺动脉扩张（图1A-1C），以及扁平的室间隔朝LV偏移，形成压缩的d型LV（图1A和1B）。而健康的对照组大鼠，图像显示没有异常。图1. SU5416-hypoxia(SuHx)和健康对照大鼠的心脏功能评价。(A)冠状面， (B) 横断面，(C)三维图像。此外，与对照组相比，SuHx大鼠RV舒张末期和收缩末期体积显著增加（图2A-C），而RV心搏量体积和EF明显减少，该结果与临床一致（图2C和2D）。同时，SuHx大鼠LV舒张末期，收缩末和心搏量显著低于对照组（图2E–2G）。值得注意的是，SuHx大鼠的LV EF不受影响，这表明LV收缩功能还可以维持（图2H）。SV= EDV-ESVEF=SV/EDV×100图2. SuHx和对照大鼠心脏容积及功能参数对比。(A)右心室舒张末期容积， (B) 右心室收缩末期容积，(C)右心室心博量容积，(D)右心室射血分数，(E)左心室舒张末期容积，(F)左心室收缩末期容积，(G)左心室心博量，(H)左心室射血分数。心脏肥大小鼠造影成像几十年以来，一些心脏肥大和心力衰竭的转基因小鼠模型被学者们用于心肌肥厚和心衰这些致命疾病可能的分子机制研究。其中Gαq（G蛋白的一种）过表达小鼠就是很好的模型，Gαq蛋白过表达可引起心肌细胞的肥大和左心室功能减退。在此文章中使用珀金埃尔默Quantum GX microCT成像系统来评价，Gαq过表达对心脏的影响。实验方法使用Gαq-过表达及健康小鼠作为模型，尾静脉注射ExiTron nano6000，100μl/只，注射后立即扫描，使用analyze软件进行分析，用四种颜色代表心脏的不同分区。由图中可以看出，Gαq过表达对心脏的影响，使用自带软件可以清晰的看到冠状面断层图像，可以划分出心脏的四个腔室（图3.上排）。蓝色：右心房，黄色：右心室，粉色：左心房，绿色：左心室。相应横断面的图像显示出心房和心室肥大（图3A）。通过软件可以测定各个腔室的容积，从而比较Gαq40小鼠和对照小鼠的心脏容积的差别。通过比较容积发现，相对比照小鼠，Gαq40转基因小鼠四个心腔都显示肥大，心房肥大更加明显（图3B）。图3. 心脏造影图像及定量数据。(A)造影后，对照组和Gαq40小鼠心脏成像；(B)心室及心腔的容积计算。参考文献1. Baktybek Kojonazarov, Alexander Belenkov etc., Evaluating Systolic and Diastolic Cardiac Function in Rodents Using Microscopic Computed Tomography. Circ Cardiovasc Imaging. 2018 11:e007653关于珀金埃尔默：珀金埃尔默致力于为创建更健康的世界而持续创新。我们为诊断、生命科学、食品及应用市场推出独特的解决方案，助力科学家、研究人员和临床医生解决最棘手的科学和医疗难题。凭借深厚的市场了解和技术专长，我们助力客户更早地获得更准确的洞见。在全球，我们拥有12500名专业技术人员，服务于150多个国家，时刻专注于帮助客户打造更健康的家庭，改善人类生活质量。2018年，珀金埃尔默年营收达到约28亿美元，为标准普尔500指数中的一员，纽交所上市代号1-877-PKI-NYSE。了解更多有关珀金埃尔默的信息，请访问www.perkinelmer.com.cn。

p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 近日，中国医学科学院阜外医院周洲教授团队在Cell Reports发表的最新研究首次发现并证实了，心脏流出道发育过程中存在心肌细胞向血管平滑肌细胞的转分化（trans-differentiation）。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " strong 研究者就此提出了大动脉基部平滑肌汇聚发育（convergent development）的概念。 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " 其中，阜外医院实验诊断中心刘宣雨博士为论文第一作者，新乡医学院王计奎教授为共同通讯作者。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/5d0f19bf-17d9-40e8-be8b-89e6ba1b60f5.jpg" title=" 001.jpg" alt=" 001.jpg" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " 心脏流出道是先心病发病的热点部位，在这项研究中，研究者分析了来自小鼠流出道的3个连续发育阶段的共50,000多个细胞的单细胞转录组，同时结合单分子荧光原位杂交和基于Dre-Rox的谱系追踪技术进行了分析和验证。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " 研究发现，心脏流出道发育过程中涉及到6种细胞类型，共17个细胞亚群，研究者通过机器学习分类模型，为各种细胞类型及其亚群定义了分子特征（图1）。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/a1081aed-4d3e-411a-9b23-8ae01464bc9a.jpg" title=" 002.jpg" alt=" 002.jpg" / /p p span style=" text-align: justify text-indent: 0em color: rgb(0, 112, 192) " 注：A：17个细胞亚群；B：各种细胞类型及其比例；C：各种细胞类型及其亚群的分子特征 /span /p p style=" text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 图1& nbsp 心脏流出道发育过程中的细胞亚群及其分子特征 /span /p p /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " & nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " 为了分析细胞亚群间关系，研究者通过力导向的KNN图布局（force-directed layout of k-nearest-neighbor graph）在二维空间内更加准确反映数据结构（图2A），同时分析细胞状态随时间的变化动态（图2B）和细胞亚群的特异表达谱，发现了与平滑肌分化直接相关的细胞亚群（图2C）。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " 有趣的是，除了间充质细胞向平滑肌细胞转化外，一个可能向平滑肌细胞发生了转分化的心肌细胞中间态亚群c9“浮出水面”，研究者推测，流出道的平滑肌细胞可能存在汇聚发育模式。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/be4c2ffb-cb00-4c92-a03e-d1068157f53b.jpg" title=" 003.jpg" alt=" 003.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" text-align: justify text-indent: 2em color: rgb(0, 112, 192) " 图2& nbsp 心脏流出道平滑肌的汇聚发育模式 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " 研究者进一步通过拟时间排序分析发现，在心肌向平滑肌转分化过程中，随着分化的进行，细胞的心肌标记的表达下调，平滑肌标记的表达上调（图3A）。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " 值得注意的是，Notch信号途径中的基因随着分化的进行逐渐上调（图3B）。通过基因调控网络打分分析，最终揭示出了心肌细胞向平滑肌细胞转分化过程中的关键转录因子（图3C），如Notch信号通路（已知在流出道的发育中扮演重要角色）的下游转录因子Heyl。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/9467d7f6-8f0b-4a78-9e53-39e72c304313.jpg" title=" 004.jpg" alt=" 004.jpg" / /p p /p p style=" text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) font-size: 14px " 图3& nbsp 拟时间排序和基因调控网络分析揭示出心肌细胞向平滑肌细胞转分化过程中的关键转录因子 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " 单分子荧光原位杂交结果显示，从近端到远端的流出道连续横截面可以观察到从心肌表型向平滑肌表型的过渡（图4A）。细胞共表达心肌的标记基因Myh7和流出道平滑肌的标记基因Cxcl12，为心肌细胞向平滑肌细胞转分化的存在提供了支持（图4B）。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/a1ccbd68-ea7d-4db2-ae6c-07344f4ead97.jpg" title=" 005.jpg" alt=" 005.jpg" / span style=" color: rgb(0, 112, 192) text-align: justify text-indent: 0em font-size: 14px " 图4& nbsp 单分子荧光原位杂交共表达结果支持流出道发育过程中心肌细胞向平滑肌细胞转分化的存在 /span /p p /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " & nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " 研究者利用可以特异性标记心肌细胞后代的小鼠胚胎模型Tnnt2-Dre CAG-tdTomato& nbsp (图5A), 通过tdTomato和成熟平滑肌标记基因Myh11的共表达最终验证了流出道发育过程中心肌细胞向平滑肌细胞的转分化（图5B）。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/eeaf9199-00a4-47e6-9231-e6ee425dcd46.jpg" title=" 006.jpg" alt=" 006.jpg" / /p p /p p style=" text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 图5& nbsp 谱系追踪验证了流出道发育过程中心肌细胞向平滑肌细胞的转分化 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " strong span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai color: rgb(127, 127, 127) " 来源 /span /strong span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai color: rgb(127, 127, 127) " ：Xuanyu Liu, Wen Chen, Wenke Li, et al.Single-cell RNA-seq of the developing cardiac outflow tract reveals convergent development of the vascular smooth muscle cells. Cell Reports, 2019, 28: 1-16.DOI：10.1016/j.celrep.2019.06.092. /span /p p style=" text-align: center " span style=" background-color: rgb(255, 255, 0) " strong 扫码关注【3i生仪社】获取生命科学最新资讯 /strong /span br/ /p p span style=" background-color: rgb(255, 255, 0) " strong /strong /span /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/28979e25-472a-42e2-b206-56e81b58ea60.jpg" title=" 小icon.jpg" alt=" 小icon.jpg" / /p

据英国《自然》杂志2日发表的一项研究，科学家用人多能干细胞建立了一个模型，可用来研究人类胚胎植入子宫的过程。人胚状体（blastoid）是模拟早期人类胚胎的结构，在研究中能准确再现人类胚胎早期发育的关键阶段，包括黏附在体外子宫细胞上。该模型或有助于推进我们对人类发育早期阶段的认识，以及开发不孕不育的治疗方法或避孕药。　　在受精后的一周内，人类胚胎会形成名为胚泡的细胞团，胚泡会植入子宫壁。准确模拟这一发育阶段的模型能支持对胚胎植入和早期发育的研究。利用干细胞构建胚泡的类似物是一种很有前景的方法，但此前的尝试遇到了瓶颈，比如会形成与胚泡不匹配的细胞。　　此次，奥地利科学院分子生物技术研究所研究人员尼古拉斯利弗隆及其同事，利用人多能干细胞构建了人胚泡样结构（胚状体）。研究团队鉴定出3个信号通路，抑制它们就能得到有效模拟正常胚泡发育（成功率70%）和能形成正确细胞（成功率97%）的胚状体。　　研究报告称，这种人胚状体能在体外特异性地黏附受激素刺激的子宫内膜细胞，让团队能重现直到第13天的围植入期发育过程。　　由于该模型效率高、可扩展潜力大。研究人员认为，这种方法能为人类胚胎植入和发育研究提供重要帮助。　　干细胞可揭示器官的形成机理，但此前这方面的研究，一直难以帮助我们更深入理解发育胚胎。通常来说，科学家试图培养本身没有干细胞的类器官时，都会用到多能干细胞这种更基本的干细胞类型。科学家既可以从人体胚胎中获得多能干细胞，也可将皮肤细胞或血细胞进行重编程进而培养出干细胞，然后诱导它们模仿特定器官的形成。　　不过，这些结构或者说微型器官，通常只复制了真实器官的某些结构和功能而非全部。

受伦理和费用影响，使用动物来进行毒理实验变得越来越困难。同时，动物所得到的结果很有可能与实际临床试验有差别，因而给临床试验带来了潜在的风险。于是，科研工作者开始尝试在体外构建三维细胞培养物——类器官。类器官通常具有相应器官的关键特征，以此科研工作者就可以使用它们来进行相应器官的药物毒理学试验，常见的如使用肝脏类器官检测药源性肝损伤（Drug Induced Liver Injury，DILI）。一些较为简单的模型构建事实上已经使用了较长时间，但这些模型缺乏长效性（Longevity）和组织复杂度（Tissue-level Complexity），得出的结论往往不具有充分的可靠性。 在此背景下，Deborah G. Nguyen等人使用病人来源的肝脏细胞和非薄壁细胞以3D打印的形式构建了无支架类器官。相较于传统的偏二维模型或简单三维模型，该类器官在4周后仍然能够维持一定程度的ATP、白蛋白甚至是药物介导的活性细胞色素P450s酶。为评估该类器官的功能性，作者选用曲伐沙星——一种因肝毒性较强而无法用标准临床前模型评估肝毒性的药物——与无明显肝毒性药物左氧氟沙星进行对比。发现曲伐沙星在临床浓度下（≤4 μM）的肝脏毒性与浓度呈显著性正比关系。图1 置于24孔板中的肝脏类器官此外，尽管有很多相关的文献，但对于准备进入这一领域的科学工作者而言，面对各种各样的细胞模型、种类繁多的模型构建方法，可能会耗费许多时间理清头绪。面对这种情况，Xihui等人在综述Three-dimensional liver models: state of the art and their application for hepatotoxicity evaluation一文中，详细阐述了构建体外三维肝脏模型的相关内容。分为模型建立方法、细胞种类、在药源性肝损伤（DILI）中的重要性及相关商业化情况，主要内容如下： l 模型构建：根据辅助材料的使用与否分为有支架（主要为水凝胶、琼脂糖等遇水形成一定支撑力的材料，其中便提到在regenHU技术和产品的推动下，利用细胞外基质（extracellular matrix，ECM）作为支架材料进行肝脏3D打印成为了非常重要的模型构建方法）和无支架模型两种，分别介绍了建立方法和优缺点。 l 细胞种类：原代人类肝脏细胞（Primary Human hepatocytes）、干细胞分化的类肝脏细胞（stem cell derived hepatocyte like cells）、永生化肝细胞系（immortalized hepatic cell lines）等三种不同类型的肝脏细胞。 l 肝毒性研究应用：肝毒性主要有两个来源——药物本身或经由药物代谢产生的产物。因而在本章节对直接毒性和慢性毒性均进行了介绍。同时，作者也总结了纳米药物的肝脏毒性。 l 商业化情况：因生物3D打印的速率尚不足以满足批量生产，因而作者认为该项应用仍以定制为主。通过使用病人来源的细胞，科研工作者可构建类器官进行个性化药物筛选和个体化药效评价，随着商业医疗的逐步完善，这一市场将极具发展前景。 该综述全面的内容为正要和即将进行类似实验的科研工作者提供了便利。但正如作者所言，类器官仍在多个国家遭受不同程度的文化、法规障碍，在努力争取科研许可的同时，也应牢记科学底线，为社会带来正能量。 参考文献：[1] Zhang X, Jiang T, Chen D, et al. Three-dimensional liver models: state of the art and their application for hepatotoxicity evaluation[J]. Critical Reviews in Toxicology, 2020(11):1-31.[2] Nguyen D G, Funk J, Robbins J B, et al. Bioprinted 3D Primary Liver Tissues Allow Assessment of Organ-Level Response to Clinical Drug Induced Toxicity In Vitro[J]. Plos One, 2016, 11(7):e0158674.目前，regenHU产品可经由我司购买。regenHU生物3D打印机具有高精度、高稳定性、打印方式广泛、应用面广等特点，欢迎大家咨询！联系电话021-37827858 或 13818273779（微信同号）。点击以下链接，查看往期回顾生物3D器官打印——人工角膜生物3D器官打印——肠道体外模型生物3D器官打印——喉部软骨

背景介绍 药物性肝损伤（DILI）会影响肝脏代谢和解毒能力，但其根本机制仍有很多未知。为了准确和可再现地预测人的DILI，非常需要体外肝脏模型来替代昂贵和低通量的2D细胞培养系统、动物研究和芯片实验室模型。我们提出了一种新的“droplet in droplet”（DID）生物打印方法，该方法可以产生用于肝毒性研究的生理相关肝脏模型。这些模型，或称微型肝脏，是用BIO X微滴打印包裹在ⅰ型胶原中的肝(HepG2和LX2 肝星状细胞)和非肝(HUVEC 人脐静脉血管内皮细胞)细胞制成的。培养7天后，将微型肝脏暴露于急性和高剂量的对乙酰氨基酚或氟他胺，然后评估细胞活力、白蛋白分泌、丙氨酸氨基转移酶（ALT）活性和脂质积累的变化。微型肝脏ALT活性增加，白蛋白和脂质生成减少，表面这两种药物均有细胞毒性反应。这项研究的结果进一步验证了3D生物打印是一种可行的、可用于模拟肝组织和筛选特异性药物反应的中到高通量的解决方案。 材料和方法 细胞准备根据建议的方案培养两种肝细胞（HepG2和LX2）和一种非肝细胞（HUVEC）细胞系，并每3-4天传代一次。HepG2在含有谷氨酰胺的MEMα中生长，并补充1%丙酮酸钠(Gibco，Cat#11360070)和1%MEM非必需氨基酸溶液(Gibco，Cat-#11140050)。LX2细胞在IMDM(Gibco，Cat#12440053)中生长，HUVEC在EGM-2生长培养基(Lonza，Cat#CC-3156)中培养，并添加单体补充剂(Lonza，Cat#CC-4176)。所有培养基均添加10%的FBS(Gibco，16000044类)和1%的青霉素链霉素(Gibco，参考文献1509-70-063)。.生物墨水的制备和DID生物打印中和并制备3mg/mL浓度的Coll I bioink(CELLINK，SKU#IK4000002001)用于生物打印。以1:1:2（LX2:HUVEC:HepG2）的比例将5x106个细胞/毫升装入冷冻墨盒。在未经处理的96孔板(Thermo Fisher Scientific)中，使用BIO X(CELLINK，SKU#0000000 2222)上的液滴打印功能对微型肝脏进行生物打印。使用设置为8°C的温控打印头(TCPH，SKU#0000000 20346)将胶原液滴分配到设置为8°C–10°C的冷却打印床上。在第一轮液滴打印后，样品在37°C下培养3分钟，然后返回BIO X，使用相同参数进行第二轮液滴打印。在37°C条件下，将得到的封装液滴热交联20分钟，并为每个孔提供200微升混合培养基（25%IMDM+25%DMEM+50%MEM）。培养液每2-3天更新一次。药物处理和分析培养7天后，用不同浓度的APAP[0.1,0.5,1,5,10,25,50 mM]（Abcam）或FLU[10,25,50,75,100,150,200µM]（Selleckchem）处理微型肝脏72小时。采用比色溴甲酚绿（BCG）测定法（Sigma-Aldrich）、ALT活性测定法（BioVision）和活/死染色试剂盒（Invitrogen）分别检测白蛋白产生、肝损伤和细胞活力。所有分析均按照制造商的说明进行。 结论 胶原I中的细胞生长和球体形成胶原I中的细胞生长和球体形成在这项研究中，我们评估了Coll I bioink中的细胞生长、球体形成和迁移模式。到第2天，HepG2和LX2已紧密组装成小簇，HUVEC已拉长，形成同心网络（图1）。使用胶原蛋白作为支架可以在整个培养过程中进行细胞重组、球体极化和细胞增殖（数据未显示）。此外，根据图1，很明显，细胞在整个培养过程中渗透DILI模型，并可能在内部和外部液滴层之间迁移。生物打印微型肝脏的药物治疗和细胞毒性第10天的毒性评估结果表明，生物打印微型肝脏对APAP（图2A）和FLU（图2B）具有细胞毒性和剂量依赖性反应。这种肝功能下降表现为白蛋白分泌和脂质生成减少，ALT活性上调。同样明显的是，基于ALT活性的增加，两种药物的毒性剂量都会对细胞活力产生破坏性影响。后者在图3中尤为明显，其中活/死图像表明，在较高浓度的APAP或流感病毒下，细胞活力显著降低。药物治疗的动态细胞内反应研究了APAP和FLU如何调节细胞内脂肪含量。肝组织的ORO染色通常用于识别脂肪酸或药物引起的不同阶段纤维化或脂肪变性（Pingitore，2019）。在我们的研究中，经处理的微型肝脏的ORO染色显示，在高剂量药物处理的样本中，脂肪积累最小，而在未经处理或低剂量药物治疗的样本中，脂肪积累显著（图4A）。一种解释是APAP和FLU与脂质过氧化有关，其中毒性药物水平引起的氧化应激可能引发脂质降解和膜损伤（Behrends，2019）。图4B中未处理样品的详细观察提供了液滴模型中液滴的横截面图。这张图片显示了大量细胞向液滴外壳迁移并产生脂肪，可能表明存在营养和氧气梯度，并验证了细胞重组模式和胶原内的球体极化。▶ 作为2D细胞培养系统、动物研究和芯片实验室原型的可靠替代品，BIO X可作为中高通量工具，用于制作功能性3D生物打印肝脏模型，实现药物筛选和分析，并减轻药物消耗的成本。▶ CELLINK Coll I作为DID模型的支架，为模型提供了一个稳定、可调和高度相容的环境，且具有丰富的肝细胞重排和球体形成的结合位点。▶ 基于脂质过氧化、白蛋白分泌减少和ALT活性上调的证据，我们的研究结果表明，DID微型肝脏具有功能性，并且对APAP和FLU具有剂量依赖性和细胞毒性反应。▶ DID模型允许组织层之间的细胞间相互作用，并为研究不同硬度层之间的迁移模式提供了独特的机会。未来的毒性研究可以采用该模型复制纤维化的各个阶段，或研究药物治疗后肝脏组织的再生能力。参考文献：1.Behrends, V., Giskeødegård, G. F., Bravo-Santano, N., Letek, M., & Keun, H. C. Acetaminophen cytotoxicity in HepG2 cells isassociated with a decoupling of glycolysis from the TCA cycle, loss of NADPH production, and suppression of anabolism. Archivesof Toxicology. 2019 93(2): 341–353. DOI: 10.1007/s00204-018-2371-0.2.Chen, M., Suzuki, A., Borlak, J., Andrade, R. J., & Lucena, M. I. Drug-induced liver injury: Interactions between drug properties andhost factors. Journal of Hepatology. 2015 63: 503–514. DOI: 10.1016/j.jhep.2015.04.016.3.Pingitore, P., Sasidharan, K., Ekstrand, M., Prill, S., Lindén, D., & Romeo, S. Human multilineage 3D spheroids as a model of liversteatosis and fibrosis. International Journal of Molecular Sciences. 2019 20(7): 1629.

4月21日晚7点，由康宁反应器技术和惠和化德生物科技联合主办的“助力农药产业升级、安全高质发展—农药行业连续自动化生产技术应用分享会” 顺利结束了。 两位嘉宾老师的分享可谓干货与诚意齐飞，经验共观点一色！有前沿的理论和概念、客观的实例分析与总结以及真诚的忠告与建议。他们形象生动的分享，再一次刷新了人们对于微通道反应器、危化工艺研究思路和工业化实施方式的认知。您想知道连续流工艺设计时的“五维”评估是什么；连续流工艺开发的“三步”法包括哪些方面；项目实施的“奇趣蛋”模型怎么解释；还有连续流工艺的“鱼塘养鱼”论到底在说什么吗？欢迎您关注”康宁反应器技术“公众号点击文末阅读原文，观看限时直播回放！让我们一起来回顾两位老师的精彩内容。嘉宾分享来自惠和化德的马兵博士，首先基于自身多年微通道连续流技术推广经验和深刻理解，分享了如何“精准”理解微通道反应器及其应用的。马博士又通过多个案例分享了农药行业如何应用微通道反应器，在工艺开发、工艺放大过程中解决反应的问题、通量的问题并促进项目顺利落地的。“五维”评估工艺开发“三步”走项目实施“奇趣蛋”模型马博士有关项目实施的“奇趣蛋”模型受到了广泛的关注，相关视频请关注“康宁反应器技术”公众号查看。康宁分享来自康宁反应器技术的周太炎老师，分享了客户连续流技术“鱼塘养鱼”论。他从农药产品涉及的反应出发，分享了在内卷时代，企业如何在自身产品系列的基础上，选择合适的产品线或者反应阶段进行连续工艺开发储备，在恰当的时机获得发展先机的。周老师还从硝化工艺的连续流应用起，分享了康宁AFR在加氢、重氮化、氧化、酰化、酯化以及多步连续反应的工艺开发和工业化实例，通过这些案例的分享不仅向参会者展示了应用微通道反应器不仅可以提高反应的安全性、选择性和收率，而且在资产投入、产出经济性方面依然具有优势。可以达到马博士说的“工艺做的好，客户用得起”！衷心感谢各方支持本次直播得到了中国国际贸易促进委员会化工行业分会，CAC农药展组委会、化工园区管委会、客户、高校科研机构以及合作伙伴的大力支持和参与。在此向所有支持和参与的朋友们表示最诚挚的感谢直播回放，请关注“康宁反应器技术”公众号查看

光纤激光器被称为第三代激光器，其中“高性能稀土掺杂石英光纤”作为光纤激光器的“心脏”被列入国家战略性先进电子材料。其制备技术和产品长期被国外垄断，成为制约中国高功率光纤激光器发展的“卡脖子”元件。 　　从本世纪初，为解决我国高功率光纤激光器的稀土掺杂激光光纤“卡脖子”难题，为追赶我国在稀土掺杂激光光纤方面与国际先进水平差距，单元技术实验室胡丽丽研究员组织研究团队开展光纤研制工作和平台建设，创建了溶胶凝胶结合高温烧结制备稀土掺杂石英玻璃的新方法，阐明了稀土离子掺杂石英玻璃的发光、光学性能与局域结构的关联，并建立了相互作用的结构模型。提出了MCVD结合纳米溶胶液浸泡制备高掺杂离子分散性光纤预制棒的新思路，全面攻克了万瓦级光纤高效、高稳定性及高可靠性的技术难题，批量研制的光纤在GF和工业领域实现近万台套的规模应用。2011年以来胡丽丽研究员带领激光光纤研究团队持续开展稀土掺杂石英玻璃结构与性能的基础研究、大模场掺镱光子晶体光纤、大模场高功率包层结构稀土掺杂石英光纤、耐辐照稀土掺杂石英光纤等的研制，打破了国外对我国高功率激光光纤的垄断，解决了我国高功率光纤激光器关键元件国产化“卡脖子”问题。满足了高功率光纤激光器对核心元件的重大需求，为我国实现高功率光纤激光器最强“心脏”自主可控做出了重要贡献。 　　近十年来，胡丽丽研究员带领团队不断探索和总结，撰写了《稀土掺杂石英光纤及应用》著作，由上海科学技术出版社出版，并面向国内外发行。该著作获2022年度国家科学技术学术著作出版基金资助出版，获评2023年2月榜“世纪好书”。 　　作为第一完成人和突出贡献者，胡丽丽研究员获2016年上海市技术发明奖特等奖一项、2017年国家技术发明奖二等奖一项、2022年中国科学院杰出科技成就奖一项，获“全国三八红旗手”“上海市第十六届十大科技精英”等荣誉称号。

各位朋友，新一批摩方超高精度3D打印的高校建筑模型出来啦！本轮高校建筑模型有2个，分别来自南京大学和安庆师范大学，以下为实拍图分享~ 同时，欢迎感兴趣的朋友抓住机会参与“免费超高精度3D打印高校建筑模型”活动，免费获取超高精度3D打印母校建筑模型！ 模型一：南京大学-现代工程与应用科学学院院楼模型二：安庆师范大学-红楼活动主题：免费超高精度3D打印高校建筑模型第一轮征集时间：2021年6-8月征集方式：请将您所提供的高校代表性建筑三维模型图（仅限stl格式文件）通过邮件的方式，发送至bmf@bmftec.cn即可。（请留下您的姓名、单位、联系方式）模型要求：模型整体的最大尺寸和内部最小细节，相差在500倍以内。活动流程：①在模型征集期间，对于您所提供的模型图，摩方精密技术团队将在7个工作日内进行内部技术评审；②通过评审的模型，将由技术团队安排在3周内通过摩方精密3D打印设备打印出来，免费赠送给您，同时，所打印高校建筑模型将在摩方精密的公众号进行阶段性公示；③截至8月31日，本轮模型征集结束后，摩方精密团队将针对所有经过评审打印出来的高校建筑模型，通过公众号或合作媒体进行全国投票活动，最终参考实际票数情况，评选出本轮高校建筑模型征集活动的优胜奖一/二/三等奖。活动奖项：一等奖：华为WATCH GT2 智能手表，价值1400元二等奖：Kindle电子书阅读器，价值658元三等奖：华为FreeLace Pro蓝牙耳机，价值500元注：①摩方精密技术团队将秉承公平公正公开原则认真对待每一个模型的评审；②高校建筑模型图的版权归提供者所有，摩方精密享有对所打印建筑模型进行宣传推广的权力。

各位朋友，摩方最新超高精度3D打印的高校建筑模型出炉啦！本轮高校建筑模型有1个，来自中南大学，以下为实拍图分享~ 本轮“免费超高精度3D打印高校建筑模型”活动即将到8月底截止，欢迎感兴趣的朋友抓住最后一周机会参与，免费获取超高精度3D打印母校建筑模型！ 中南大学门牌坊活动主题：免费超高精度3D打印高校建筑模型第一轮征集时间：2021年6-8月征集方式：请将您所提供的高校代表性建筑三维模型图（仅限stl格式文件）通过邮件的方式，发送至bmf@bmftec.cn即可。（请留下您的姓名、单位、联系方式）模型要求：模型整体的最大尺寸和内部最小细节，相差在500倍以内。活动流程：①在模型征集期间，对于您所提供的模型图，摩方精密技术团队将在7个工作日内进行内部技术评审；②通过评审的模型，将由技术团队安排在3周内通过摩方精密3D打印设备打印出来，免费赠送给您，同时，所打印高校建筑模型将在摩方精密的公众号进行阶段性公示；③截至8月31日，本轮模型征集结束后，摩方精密团队将针对所有经过评审打印出来的高校建筑模型，通过公众号或合作媒体进行全国投票活动，最终参考实际票数情况，评选出本轮高校建筑模型征集活动的优胜奖一/二/三等奖。活动奖项：一等奖：华为WATCH GT2 智能手表，价值1400元二等奖：Kindle电子书阅读器，价值658元三等奖：华为FreeLace Pro蓝牙耳机，价值500元 注：①摩方精密技术团队将秉承公平公正公开原则认真对待每一个模型的评审；②高校建筑模型图的版权归提供者所有，摩方精密享有对所打印建筑模型进行宣传推广的权力。

导读皮肤是我们与外部环境的第一个主要接口，是一个非常有吸引力的再生器官，在过去40年里，科学家们对它进行了大量的探索（Loai, 2019 Tarassoli, 2017）。皮肤组织模型的广泛应用领域，从药物筛选到化妆品测试和伤口愈合研究，部分原因是因为皮肤组织的组成相对简单，可以描述为两个主要层，每层都具有一种主要细胞类型。在过去已经建立了2D模型和培养系统。然而，这些模型并不能完全重述原生皮肤，也缺乏3D模型提供的空间组织(Loai,2019 Singh,2020 Vijayavenkataraman,2016)。为了增加物理相关性，提高体外结果与体内条件的可译性，迫切需要3D皮肤组织模型。仪器：CELLINK BIOX墨水：GelXA Skin生物墨水和Col MA生物墨水细胞：人真皮成纤维细胞、表皮角质形成细胞过程：❶设计皮肤模型❷打印真皮层和表皮层❸3D生物打印皮肤组织模型转移到transwell板中，皮肤组织模型从液体培养到气液界面培养。结果：该皮肤组织模型的构建方法创建了一个完整且坚固的结构，可保持它在整个实验过程中的形状。样品横切面的H&E染色初步表明，6天时真皮和表皮这两个隔室之间的连接很弱。但在第14天，两层已经合并(图4)。在第14天，可以看到表皮平滑地跟随真皮的轮廓，真皮和角质形成细胞开始重组。进一步观察表皮发育，免疫荧光图像显示角蛋白14的表达在整个培养过程中保持不变，而角蛋白10和聚丝蛋白的表达在第14天增加。角蛋白10作为分化角质细胞的标记物，位于表皮的中间部分，而角化层的标记物聚丝蛋白应位于表皮的最外层。角蛋白10和聚丝蛋白表达的明显增加表明角质细胞已经开始分化。在第14天，聚丝蛋白的表达向结构的顶部，朝向气-液界面，显示了细胞在生物打印模型内的重组能力。总结：这项研究举例说明了如何使用原代细胞培养系统和CELLINK的3D生物打印平台进行全厚度皮肤组织模型的3D生物打印。★ GelXA SKIN生物墨水为皮肤发育提供了良好的环境，ColMA表皮生物墨水支持皮肤组织模型内表皮的形成。★ 该皮肤模型设计为表皮和真皮的发育形成了一个稳定的平台，在14天的培养期间保持稳定，但它可以培养更长时间，以允许其他真皮和表皮标记物进一步成熟。

包括古生物学在内，众多科研领域已经在前所未有的精度和广度上大规模应用X射线计算机断层扫描以及三维重建技术，随之对生成的三维表面模型的可视化效果方面也提出了更高的需求。目前大部分三维重建处理软件在处理三维表面模型方面能力较弱，已有的三维表面模型软件通常未对生物学三维表面模型数据作相应的优化，且在使用上往往存在上手困难，操作复杂，无法处理大数据文件等问题。 Vayu 主界面与部分案例展示针对以上问题，为了提升化石和现代生物成像数据的可视化效果，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所卢静研究员团队自主研发了专门用于处理三维表面模型的新的免费软件Vayu 1.0，并在《古脊椎动物学报》上详细介绍了该软件的基本功能、操作流程以及相关案例展示。Vayu 1.0主要针对化石及现代生物成像数据可视化需求进行优化，可以广泛应用于古生物、生命科学、医学、考古等多学科领域三维表面模型的可视化乃至虚拟空间交互等方向。Vayu 1.0软件提供了一整套针对三维表面模型的编辑、渲染、标注、分析等可视化工具，同时自带VR模式以及快捷的动画制作方法，让使用者能在最短时间内掌握对三维表面模型进行快速渲染和动画制作，为三维表面模型的可视化提供了新工具。Vayu 1.0还包含虚拟现实（VR）模式和一站式动画制作平台等多种可视化工具，为各领域的三维表面模型渲染与可视化提供了新发展方向和思路。除此以外，Vayu 1.0在博物馆科普教育与学校教育等领域也可以提供广泛的应用场景。 Vayu 三维可视化渲染动画展示Vayu 现代鲨鱼身体内部三维结构VR动画该研究得到了中国科学院院战略性先导科技专项（B类）、国家自然科学基金优秀青年基金等项目的资助。论文链接：http://www.vertpala.ac.cn/CN/10.19615/j.cnki.2096-9899.221020软件下载链接： http://admorph.ivpp.ac.cn/download.html

2014年9月11日，杭州市环境监察支队在杭州组织专家对聚光科技（杭州）股份有限公司承担的污染源排放（过程）工况监控污水智能运行监管模型进行评审，肯定了该污水智能运行监管模型的合理性和功能的完整性，并提出进一步完善意见。参加此次评审的专家组成员有中国环保产业协会马立学主任、浙江大学 尧一骏教授、浙江工业大学 童少平教授、上海市政工程设计研究总院 谭学军总工及萧山水务集团 方卫国总工。 为提升监测设备在环境执法中的作用，确保监测数据真实性，提高环境执法精准性，9月11日，杭州市环境监察支队在杭州组织专家对聚光科技（杭州）股份有限公司承担的污染源排放过程（工况）监控污水智能运行监管模型进行了论证。各专家组成员经过现场实地考察，对污水智能运行监管模型进行了详细审核，形成如下意见：1、 该模型符合《城镇污水处理厂污染源排放过程（工况）监控技术指南》要求；2、 该模型具有运行诊断、数据判定、物耗能耗核算等智能分析功能，满足合同要求；3、 该模型构架合理，监测参数齐全，满足对污染治理设施运行状态的判断要求；4、 建议进一步改进各子模型之间的相互验证功能，完善监测参数和取值范围，加强模型判断的实效性。 专家评审会现场

帕金森病（PD）和阿尔茨海默病（AD）是由基因、环境和家族因素相互作用引起的神经退行性疾病。值得注意的是免疫系统对疾病发展的影响，脑部驻留的小胶质细胞的功能障碍，会导致神经元的丧失和症状加剧。研究人员通过神经免疫系统模型来更深入地了解这些神经退行性疾病的生理和生物学方面以及它们的发展过程。不列颠哥伦比亚大学的Stephanie M. Willerth教授团队和英国诺丁汉特伦特大学的Yvonne Reinwald教授团队于2024 年 1 月 23 日在《Journal of Neuroinflammation》（影响因子：9.3）杂志上发表了题为“Modeling the neuroimmune system in Alzheimer’s and Parkinson’s diseases”的综述，介绍了神经免疫系统在三维模型和器官芯片系统方面取得的进展，以及模型在准确模拟复杂的体内环境方面的巨大潜力。 研究背景阿尔茨海默病（AD）是老年人中最常见的痴呆类型，与淀粉样斑块和磷酸化Tau蛋白的异常积累有关，虽具体原因尚不完全清楚，但与遗传和环境因素相关，诊断及早干预至关重要。帕金森病（PD）是一种神经系统疾病，主要表现为运动障碍，与聚集的α-突触核蛋白（α-syn）沉积物Lewy小体有关，相关基因变体也与其发病风险增加有关。尽管PD的确切原因尚不清楚，但其发病机制可能涉及多巴胺能神经元功能障碍以及氧化应激、线粒体功能受损、蛋白质代谢异常和神经炎症等多种因素。图1：阿尔茨海默病和帕金森病的病理生理学。 中枢神经系统（CNS）过度炎症的特征包括多种因素共同促进疾病进展，其中包括各种抗炎与促炎细胞因子的失调、CNS内小胶质细胞等免疫细胞的表型转化，以及外周细胞的巨噬细胞和淋巴细胞的招募，这些因素均导致突触丧失，成为随后认知功能障碍的最常见病理相关因素。图2：健康与病理神经免疫系统的比较:在健康的神经免疫系统中(1)小胶质细胞处于稳态和监视状态，(2)外周免疫细胞向中枢神经系统的浸润有限。在病理性神经免疫系统中：(3)小胶质细胞反应性增强，形态改变，(4)吞噬作用增加，(5)炎症标志物增加，(6)外周免疫细胞浸润增加。 研究进展1、目前阿尔茨海默病和帕金森病的治疗和临床试验针对AD，乙酰胆碱酯酶是一个常见的药物靶点，近期研究专注于开发单克隆抗体等药物以减少Aβ负荷，如lecanemab和aducanumab。此外，针对AD的临床试验正在进行中，旨在测试药物、设备和行为以改善患者认知和减缓疾病进展，而对于PD，则主要以药物和深部脑刺激为主要治疗手段，同时也在研究新的免疫调节治疗方法。 2、阿尔茨海默病、帕金森病和免疫系统的体外免疫系统模型癌症免疫系统的研究已经取得了许多成果，其中包括对3D模型的发展，这对于疾病建模和药物筛选至关重要，尤其是针对新的化疗药物和人工组织的开发。一种体外建模方案是使用细胞系，最常用的是SH-SY5Y人类神经母细胞瘤细胞系，模拟未成熟的儿茶酚胺能神经元，并可通过暴露于神经毒素或基因修饰来模拟AD或PD。然而，SH-SY5Y存在缺乏确立的培养维持程序、实验结果不一致和细胞生长的可变性等缺点，且不表现出成熟神经元的电生理和电化学特征。利用诱导多能干细胞（iPSC）创建基因准确的AD和PD模型，成为一个快速发展的研究领域，这些模型可以通过体细胞来源的iPSC诱导后，生成神经元与免疫细胞，用来构建AD和PD模型。图3：神经免疫系统的体内和体外模型的优缺点。 3、器官芯片模型在神经免疫系统研究中的新进展器官芯片平台的出现为建立体外模型提供了增强的设计和控制能力，能够模拟生物、生化、生理和机械现象，在活体器官系统中的发生。从血液-脑脊液屏障微流控模型到脑芯片模型，研究者们不断探索着复杂的生理学建模，为深入分析神经免疫相互作用提供了新的可能。这些模型不仅揭示了神经炎症在神经退行性疾病中的重要性，还为治疗干预提供了潜在途径，为了解AD和PD的潜在机制提供了宝贵的见解。同时，脑芯片模型被广泛应用于研究神经血管相互作用和神经退行性的不同方面。通过模拟神经-胶质-血管相互作用，研究人员发现了柴油排放颗粒等外源因素对AD类疾病病理特征的影响。这些研究不仅强调了神经免疫特异性行为的重要性，还突显了人类细胞模型在理解神经退行性疾病方面的关键作用。然而，尽管研究对细胞间相互作用和人类细胞模型的依赖日益增加，但对于AD和PD潜在机制的理解仍然相对有限。图4：芯片上器官的发展:示意图显示了开发和制造微流控芯片所需的步骤 先进的免疫细胞相互作用在AD和PD病理中至关重要，调节其功能可能为更有效的治疗提供希望；器官芯片模型具有模拟复杂细胞相互作用的优势，有助于深入了解AD和PD疾病机制并发现新的治疗策略。 文献索引：Balestri W, Sharma R, da Silva VA, Bobotis BC, Curle AJ, Kothakota V, Kalantarnia F, Hangad MV, Hoorfar M, Jones JL, Tremblay MÈ , El-Jawhari JJ, Willerth SM, Reinwald Y. Modeling the neuroimmune system in Alzheimer's and Parkinson's diseases. J Neuroinflammation. 2024 Jan 23 21(1):32. doi: 10.1186/s12974-024-03024-8. PMID: 38263227 PMCID: PMC10807115. 关于艾玮得生物作为一家专注于人体器官芯片及生命科学设备研发与生产的创新科技公司，艾玮得器官芯片应用全场景解决方案已能够全面覆盖新药研发评价、临床药敏检测、基础科学研究等应用领域，为科研、临床、药企等客户提供一站式解决方案。

2016年10月27日-29日，上海泽泉科技股份有限公司应邀赴南京参加了“作物生长模型高级研讨会2016”。此次研讨会由江苏省农业科学院农业经济与信息研究所/数字农业工程技术研究中心、中国农业大学资源与环境学院/系统模拟与软件技术实验室、西北农林科技大学水利与建筑工程学院共同主办。会议以作物模型与智慧农业为主题，特邀国内外知名作物模型专家作学术报告，旨在交流和讨论国内外模型建立与发展的经验。 来自南京农业大学、中国农业科学院、中国科学院地理科学与资源研究所、扬州大学、西北农林科技大学等40多家高校和科研单位的百余位专家学者参加了此次研讨会。与会专家围绕水稻、棉花、小麦、玉米、油菜等我国主要的粮食作物和经济作物模型构建及应用进行了深入讨论。模型对作物产量和品质的预测一直是建模工作讨论的热点，近几年来，模型在气候变化对作物的影响等方面的应用备受关注。 会议期间，泽泉科技展示的样机吸引了广大参会人员的眼球，技术人员演示了CI-110数字植物冠层图像分析仪、CI-203手持式激光叶面积仪、CI-690 ROOTSNAP根系分析系统等科研仪器设备的使用操作过程，并与我们的老用户和感兴趣的科研工作者交流了最新研究技术及相关设备的使用技巧和心得等。科研人员现场分享了高通量植物表型-基因型-育种平台AgriPheno的建设及科研服务内容和流程，与会人员反响热烈。泽泉科技的样机、海报以及工作人员的专业素养得到与会人员的一致好评，会议期间收到多位客户的详细咨询和留言。 本次参会得到了会议主办方和与会专家的鼎力支持，上海泽泉科技股份有限公司在此表示衷心的感谢。

这个行星上存在甲烷吗? 　　伦敦大学学院和澳大利亚悉尼新南威尔士大学的研究人员为&ldquo 炙热&rdquo 甲烷描绘了一个新光谱，可以用于检测温度高于地球分子水平的分子，温度上限高达1220摄氏度，这在之前是无法实现的。 　　为了查明环绕其它恒星的遥远行星的组成成分，天文学家分析了行星大气层吸收不同颜色的恒星光的方式，并将它与模型，或者称&ldquo 光谱&rdquo 相对比，从而鉴别不同的分子。研究合作作者、伦敦大学学院物理和天文系教授乔纳森· 坦尼森(Jonathan Tennyson)表示：&ldquo 目前的甲烷模型是不完备的，导致科学家们严重低估了行星的甲烷水平。我们预期我们研发的新模型将对未来的行星以及 寒冷 恒星的研究产生巨大的影响，潜在的帮助科学家们鉴别外星生命的迹象。&rdquo 　　这项发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的研究描述了研究人员如何利用英国最先进的超级计算机&mdash &mdash 由英国剑桥大学进行的利用高级计算的分布式研究(DiRAC)项目所提供&mdash &mdash 以计算近100亿根光谱线，每一根光谱线都具有独特的颜色，且这一颜色的光能够被甲烷吸收。最新光谱线的名单比之前的任何研究都至少要庞大2000倍，这意味着它能够在更宽广的温度范围内提供更精确的信息。 　　研究首席作者、伦敦大学学院物理和天文系的谢尔盖· 尤尔琴科(Sergei Yurchenko)博士表示：&ldquo 我们创造的综合光谱只可能通过强大的超级计算机的来实现，我们将温度范围限制在1500k以与现有的能力相匹配，未来可以进行更多研究以拓展这个模型，从而将温度上限提升到更高。我们的计算要求300万个CPU小时。我们非常激动能够利用这一技术极大地推动光谱模型的发展，以帮助研究天体上存在潜在生命的研究人员，我们迫不及待想要看到这个新光谱将帮助他们获得什么新发现。&rdquo 　　这一最新模型已经被测试和证实了，它成功的细节复制了失败恒星，也被称为褐矮星(brown dwarfs)上的甲烷吸收光的方式。

北京蛋白质组研究中心/蛋白质组学国家重点实验室朱云平研究员课题组张纪阳博士等通过建立贝叶斯模型分析“鸟枪法”鉴定蛋白质组数据，大幅提升蛋白质组质谱数据的利用率。相关论文发表在最新一期国际蛋白质组学权威杂志：《分子与细胞蛋白质组学》(Molecular & Cellular Proteomics, MCP)上面，同期杂志还发表了该所姜颖副研究员课题组、钱小红研究员课题组的两篇研究论文，创该刊单期同一单位发文数之最。 　　大规模、高通量的蛋白质组研究产生了海量的数据，其中包含了大量的噪声，而高可靠的数据是进一步生物学分析的基础，故目前的分析方法均采用了过严的标准，但在降低假阳性的同时也人为地造成了数据较高的假阴性及较低的利用率。因此，"在保证高可信度的前提下，最大限度地利用实验数据"一直是蛋白质组学界的追求。"鸟枪法"是目前蛋白质组鉴定中地位最重要、应用最广泛的技术策略。他们基于随机数据库策略、非参概率密度模型和贝叶斯公式，建立了串联质谱数据过滤的多元贝叶斯非参模型。通过标准蛋白和复杂样品的严格考核，表明该模型具有良好的灵敏性和普适性，可将质谱数据的利用率提高10~40%，创本领域最好水平。 　　原始出处： 　　Molecular & Cellular Proteomics 8:547-557, 2009.doi:10.1074/mcp.M700558-MCP200

多个类器官串联共培养在疾病模型研究中的意义翻译整理：北京佰司特贸易有限责任公司，2023-07-04人类系统性疾病的发生过程都是通过破坏两个或多个器官的自我平衡和相互交流。研究疾病和药物治疗就需要复杂的多器官平台作为体外生理模型的工具，以确定新的药物靶点和治疗方法。2型糖尿病（T2DM）的发病率正在不断上升，并与多器官并发症相关联。由于胰岛素抵抗，胰岛通过增加分泌和增大胰岛体积来满足胰岛素不断增加的需求量。当胰岛无法适应机体要求时，血糖水平就会升高，并出现明显的2型糖尿病。由于胰岛素是肝脏代谢的关键调节因子，可以将生产葡萄糖的平衡转变为有利于葡萄糖的储存，因此胰岛素抵抗会导致糖稳态受损，从而导致2型糖尿病。过去已经报道了多种表征T2DM特征的动物模型，但是，从动物实验进行的研究往临床上转化的效果不佳。更重要的是，目前使用的药物，虽然能缓解糖尿病症状，但对疾病进一步发展的治疗效果有限。在此，我们以胰腺和肝脏在芯片上的串联共培养为例（参考文献：Functional coupling of human pancreatic islets and liver spheroids on-a-chip: Towards a novel human ex vivo type 2 diabetes model，2017, Nature Scientific Reports）来说明一下。胰腺和肝脏是参与维持葡萄糖稳态的两个关键器官，为了模拟T2DM，阿斯利康（AstraZeneca）的科学家利用TissUse GmbH公司的微流控多器官芯片（MOC）平台，通过微流控通道相互连接，建立一个双器官串联芯片（2-OC）模型，实现芯片上胰腺和肝脏类器官的串联共培养，在体外模拟了胰腺和肝脏之间的交流通讯。建立串联共培养类器官（胰岛+肝脏）和单独培养类器官（仅胰岛或肝脏），在培养基中连续培养15天，串联共培养显示出稳定、重复、循环的胰岛素水平。而胰岛单独培养的胰岛素水平不稳定，从第3天到第15天，降低了49%。胰岛与肝球体串联共培养中，胰岛可长期维持葡萄糖水平，刺激胰岛素分泌，而单独培养的胰岛，胰岛素分泌显著减少。胰岛分泌的胰岛素促进了肝球体对葡萄糖的利用，显示了串联共培养中类器官之间的功能性交流。在单独培养中的肝球体中，15天内循环葡萄糖浓度稳定维持在~11 mM。而与胰岛共培养时，肝球体的循环葡萄糖在48小时内降低到相当于人正常餐后的水平度，表明胰岛类器官分泌的胰岛素刺激了肝球体摄取葡萄糖。T2DM是一种多器官疾病，疾病表型和对药物的反应依赖于具有完全代谢功能的器官和它们之间的相互作用。这篇文章提出了一个胰岛和肝球体之间的类器官串联共培养的模型。与单一培养相比，在GTT（葡萄糖耐量测验）第一天内，串联共培养中的血糖水平从高浓度降至正常范围，随后保持平衡。在没有胰岛素刺激时，单独培养类器官（仅胰岛或肝脏）中的葡萄糖水平一直保持在高浓度。通过测量胰岛在葡萄糖负荷下释放到培养基中的胰岛素水平来评估肝脏和胰岛的串联共培养的作用。胰岛素促进了肝球状体对葡萄糖的利用，在共培养中葡萄糖维持在正常水平，而单独培养中葡萄糖水平一直偏高。因为，串联共培养中，分泌到循环中的胰岛素刺激了肝球体对葡萄糖的摄取，随着葡萄糖浓度的降低，胰岛素分泌会随之减少，这就表明肝脏和胰岛之间存在一个功能反馈回路。长期暴露于高糖水平下，缺乏肝球体的胰岛释放胰岛素的能力会降低，提示了长期高血糖损害胰岛功能。另外，与单层HepaRG细胞相比，受刺激和未受刺激的AKT磷酸化比例在肝球体中明显更高，这表明3D培养环境更利于模拟人体内的生理反应。这些结果鼓励我们建立2-OC模型来模拟T2DM的特征，通过胰岛-肝脏串联共培养揭示与T2DM疾病相关的机制，包括β细胞衰竭、胰岛素抵抗、脂肪变性、脂肪性肝炎和肝硬化。多器官芯片（MOC）的发展目标是建立各种不同的器官组合模型，用于药物有效性和安全性评估以及药动学/药效学(PK/PD)测试。

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随着生活水平和医疗卫生状况的不断提升，寄生虫感染在我们日常生活中似乎已日渐陌生。但在一些欠发达地区，由于贫困和不良的卫生习惯造成的寄生虫感染仍然威胁着无数生命。隐孢子虫作为一种常见的人畜共患寄生虫感染性疾病，是导致腹泻病的主要原因。由于其经由粪便传播，所以常经由水体污染而在卫生条件较差的地区发生群体性感染。感染通常是自限性的，健康的成年人在发生第一阶段的较严重的腹泻之后便可恢复，但粪便仍可能具有传染性。新生儿或免疫力低下的如艾滋病患者或经免疫抑制治疗的病人在感染后病情较严重，是儿童早期死亡、营养不良和生长迟缓的重要原因，也是艾滋病人并发腹泻死亡的主要原因。现今发现的隐孢子虫共有15个亚种，分别感染人、家禽、宠物、牲畜以及一些野生动物。由于不了解其致病机制，目前的治疗方案往往是对症用药而非对因用药。由于不同物种间感染模式差异，在实验动物(主要为牛等家畜)上应对隐孢子虫感染的有效疫苗往往对预防人的感染收效甚微。针对以上问题，来自美国宾大兽医学院的研究人员发现了一种可用在小鼠模型中模拟与人患隐孢子虫病相似病症的隐孢子虫(Cryptosporidium tyzzeri), 同时利用IVIS小动物活体成像系统帮助他们在体研究隐孢子虫的感染以及宿主经寄生虫或疫苗免疫激活后的抗感染现象。该研究于近期发表在Cell子刊Cell Host & Microbe上。要在小鼠体内模拟人患隐孢子虫病的合理模型，首先就需要找到相应的隐孢子虫。作者在农场收集了大量小家鼠粪便，经由测序，鉴定出一株与感染人的两种隐孢子虫(C. parvum和C. hominis)最接近的一种鼠隐孢子虫(C. tyzzeri)。同时为了后续在体观察其感染模式以及宿主抗感染效果，作者通过CRISPR-Cas9技术将Luciferase基因和mCherry荧光蛋白导入到隐孢子虫的基因组中，构建了一株可以进行活体以及显微观察的隐孢子虫。图一C. tyzzeri的鉴定以及基因编辑 (上：隐孢子虫种间基因组相似性比较，AB为常见感染人的两种隐孢子虫，C为常见感染鼠的隐孢子虫)构建好的隐孢子虫就可以进行活体观察了，由于有活力的隐孢子虫可以表达Luciferase，在底物荧光素的作用下便可自发荧光，通过IVIS活体成像系统来实时监测体内隐孢子虫的繁殖情况。作者将这一光学观察方式与传统的粪便qPCR检测结果进行验证，二者具有很好的一致性。作者除了观察到这一新鉴定的隐孢子虫感染和人患隐孢子虫病的感染部位以及病理表征一致之外，还观察到了具有免疫缺陷的鼠(IFN-γ、Rag基因的敲除鼠 )也更易受到隐孢子虫的危害，这一点与临床上免疫缺陷病人的高发病致死率也刚好吻合。图二 C. tyzzeri感染模式观察有了这一能够很好模拟人隐孢子虫感染的实验动物模型之后，便可以利用这一模型进行隐孢子虫的治疗以及疫苗的开发。由于临床上隐孢子虫高发地区人们在感染痊愈后再度感染的概率大大降低，因此作者首先检验了虫体是否可以直接作为疫苗来进行感染的预防。利用未经Luciferase标记的C. tyzzeri进行第一次感染，同时实验组使用灭活的虫体作为疫苗进行第一次免疫，在感染后用广谱抗虫药巴龙霉素杀灭后用Luc标记C. tyzzeri进行二次感染，能够观察到接触活虫的小鼠几乎不会发生二次感染，而使用灭活虫体作为疫苗无法激活体内免疫系统进行后续的抗感染作用。图三 使用灭活的C. tyzzeri无法预防感染因此作者想到可以使用减毒的活虫对宿主进行第一次免疫。通过射线进行寄生虫减毒处理，可以降低其感染力至无害水平。在减毒活虫感染后30天，在使用Luc标记的C. tyzzeri进行感染，能够观察到该方法与野生型活虫二次感染模型有着相同的抗感染作用，说明减毒的疫苗是一种行之有效的预防隐孢子虫感染的方式。但是由于要调动自身免疫系统，这一方法在免疫缺陷的小鼠身上仍不奏效。图四 使用减毒疫苗可以有效对隐孢子虫进行预防虽然这篇文章也并未真正解决隐孢子虫的抗感染问题，但是构建出针对这一寄生虫病的实验小鼠模型已经为后续的科研工作者尝试更多治疗方案和预防措施提供了可操作可监控的实验工具。参考文献1. A Genetically Tractable, Natural Mouse Model of Cryptosporidiosis Offers Insights into Host Protective Immunity. Adam Sateriale et al., 2019, Cell Host & Microbe 26, 1–12https://doi.org/10.1016/j.chom.2019.05.00关于珀金埃尔默：珀金埃尔默致力于为创建更健康的世界而持续创新。我们为诊断、生命科学、食品及应用市场推出独特的解决方案，助力科学家、研究人员和临床医生解决最棘手的科学和医疗难题。凭借深厚的市场了解和技术专长，我们助力客户更早地获得更准确的洞见。在全球，我们拥有12500名专业技术人员，服务于150多个国家，时刻专注于帮助客户打造更健康的家庭，改善人类生活质量。2018年，珀金埃尔默年营收达到约28亿美元，为标准普尔500指数中的一员，纽交所上市代号1-877-PKI-NYSE。了解更多有关珀金埃尔默的信息，请访问www.perkinelmer.com.cn。

1月6日，《自然》杂志以封面文章形式发表了被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜（FAST）的最新成果。在该成果中，中国科学院国家天文台研究员李菂等领导的国际合作团队，通过FAST平台，采用原创的中性氢窄线自吸收方法，首次获得原恒星核包层中的高置信度的塞曼效应测量结果。研究发现，星际介质具有连贯性的磁场结构，异于标准模型预测，为解决恒星形成三大经典问题之一的“磁通量问题”提供了重要的观测证据。《中国科学报》了解到，这是FAST产出的系列重大成果之一。自2020年1月11日通过国家验收至今，FAST已运行近两周年。基于超高灵敏度的明显优势，它已成为中低频射电天文领域的观天利器。《自然》杂志封面 中国科学院国家天文台供图又一重磅，挑战星际磁场标准模型磁场在恒星、行星和生命的产生中发挥着重要作用，过程复杂。“磁通量问题”是恒星形成经典三大问题之一，分子云的星际磁场强度测量是全球天文界的共同挑战。恒星诞生于分子云中，分子云中的致密区域发生塌缩，最终形成恒星。恒星磁场的标准模型认为，在恒星形成过程中，磁场和重力是相互抗衡的力量，在分子云密度高的地方，重力越大，磁场也越强。按照这一模型，重力和磁场不断拉扯，以至于恒星形成需要上千万年。测量分子云的星际磁场强度并不是件容易的事。目前，可用于测量磁场强度的唯一手段就是“塞曼效应”。1896年，荷兰物理学家塞曼发现，把产生光谱的光源置于足够强的磁场中，磁场作用于发光体使光谱发生变化，一条谱线会分裂成几条偏振化的谱线。根据光谱的变化，科学家就可以反推出磁场的强度。但是，探测分子云的塞曼效应难度很大。“分子和磁场的作用普遍非常弱，塞曼效应也非常弱。”李菂说。为更好地测量出星际磁场，李菂团队另辟蹊径，原创出一种通过测量氢原子的谱线来测量星际磁场的方法——中性氢窄线自吸收方法。“原子对磁场的响应会比分子强。氢原子是宇宙中丰度最高的元素，广泛存在于宇宙的不同时期，也是不同尺度物质分布的最佳示踪物之一。”李菂说。FAST为李菂等人提出的新方法创造了应用的机会。“FAST是探测暗弱中性氢源的利器。”李菂说。通过FAST，研究人员测量了L1544分子云包层的磁场强度，首次实现了原创的中性氢窄线自吸收方法塞曼效应的探测，也实现了利用原子辐射手段来探测分子云磁场的“从0到1”的突破。研究人员发现，与标准模型的预测结果不同，星际介质从恒星外围的冷中性气体到原恒星核，具有基本一致、连贯性的磁场结构。“由此，我们将恒星形成的时间从上千万年减少到百万年。”李菂说。这一研究成果引起了国际学者的关注。未参与此项研究的美国伊利诺伊大学教授理查德克鲁切尔评价：“通过观测中性氢窄线自吸收的塞曼效应，FAST首次揭示了在恒星形成的早期阶段，磁压不足以阻止引力收缩，这与恒星形成的标准理论不一致。这一发现对于理解恒星形成的天体物理过程至关重要，并显示了FAST在解决重大天体物理问题方面的潜力。”运行两年，FAST产出一系列大成果从2020年1月11日通过国家验收至今，两年来，FAST好消息频传。仅2021年，FAST就产出了不少重要成果。2021年10月14日，《自然》发表了FAST获得迄今最大快速射电暴爆发事件样本的成果。快速射电暴（FRB）是宇宙中最明亮射电爆发现象，由于起源未知，它成为天文学研究的热点。国家天文台科研人员领导的国际合作团队，利用FAST对快速射电暴FRB121102进行观测，在约50天内探测到1652次爆发事件，获得迄今为止最大的快速射电暴爆发事件样本，超过此前本领域所有文章发表的爆发事件总和。这一成果还首次揭示出快速射电暴爆发率的完整能谱及其双峰结构。“FAST多科学目标巡天已经发现至少6例新快速射电暴，为揭示这一宇宙中神秘现象的机制、推进这一天文学全新领域的发展作出独特的贡献。”国家天文台副研究员王培说。面向未来，观天利器正摩拳擦掌5

p 　　一项研究发现可以通过基于细胞的方法预测化学物质对人的毒性，而不需要开展动物实验。这项研究展示了基于细胞的毒性模型，或有助于开发出代替传统动物实验测量化合物毒性的方法。相关成果近日发表于《自然—通讯》。 /p p 　　作为由美国政府主导的21世纪毒理学计划的一部分，美国国立卫生研究院的Ruili Huang 和同事测试了超过1万种化学物质，尝试开发出更好的测试诸如农药、工业化学品、食品添加剂和药品等化合物毒性的方法。他们测试了化学物质在15种不同浓度下和30个靶点(包括人体细胞核受体或者细胞通路)的反应活性，由此获得了超过5000万条数据。他们将数据和化学结构结合起来，创造了一些毒性模型，这些模型可以用于预测化学物质对动物或者人的影响。 /p p 　　当把这些结果与从动物试验中获得的、或已知从人身上获得的接触毒性物质的数据进行比较后，研究人员发现，相关模型既能预测对人的毒性，也能预测对动物的毒性。虽然这些结论需要用额外的细胞通路和靶点进行更多的试验，但研究人员提出，基于细胞的方法能用于毒理试验，而且能帮助优先选择出用于毒理试验的化合物。 /p