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关键词： 三维步态   生物反馈助力电刺激   慢性非特异性腰痛   步行功能   核心稳定训练  

摘要： 背景:国内外关于慢性非特异性腰痛生物反馈疗法和三维步态功能分析的相关研究已开展很多,但是对二者结合的研究少有报道。目的:利用三维步态分析采集步态参数数据,研究生物反馈助力电刺激对慢性非特异性腰痛患者步行能力的改变效果。方法:选择2021年6月至2022年9月在广东药科大学附属第一医院收治的60例慢性非特异性腰痛患者,男34例,女26例,年龄32-58岁。采用随机数字表法将60例患者分为对照组(n=30)与试验组(n=30),两组患者均接受腰部动态干扰电的常规治疗(20 min/次,1次/d,每周5次,持续治疗20次),对照组患者在常规治疗的基础上进行仰卧搭桥和俯卧搭桥的悬吊核心肌群训练(每周5次,持续治疗20次),试验组在对照组治疗的基础上进行生物反馈助力电刺激治疗(20 min/次,1次/d,每周5次,持续治疗20次)。比较分析两组患者治疗前后的腰痛评分、肌电信号平均值和步态参数。结果与结论:①两组患者治疗结束后的数字类比表评分、日本骨科协会(JOA)评分、Oswestry功能障碍指数均较治疗前明显改善(P<0.05),试验组治疗结束后的数字类比表评分、JOA评分、Oswestry功能障碍指数均优于对照组(P<0.05);②两组患者治疗结束后的腹直肌、臀大肌、竖脊肌表面肌电平均值均高于治疗前(P<0.05),试验组治疗结束后的腹直肌、臀大肌、竖脊肌表面肌电平均值均高于对照组(P<0.05);③两组患者治疗结束后的步宽、步速、步频、健患侧步长比值、健患侧支撑相比值、患健侧摆动相比值、健患侧髋关节及膝关节矢状面活动度和健患侧足偏角均优于治疗前(P<0.05),试验组治疗结束后的上述指标均优于对照组(P<0.05);④结果表明,生物反馈助力电刺激能明显缓解慢性非特异性腰痛,改善了患者下肢步行功能。

关键词： 骨关节炎   铁超载   关键基因   差异基因   生物信息学   动物实验   实验验证   生物标志物  

摘要： 背景:铁超载是指体内铁积累过多的情况,可引起各种组织的病理改变。目前,对于骨关节炎中铁超载相关的分子机制和潜在基因靶点,仍有待进一步的研究和探索。目的:通过生物信息学手段分析骨关节炎铁超载关键基因,并利用动物实验加以验证,以期为铁超载角度防治骨关节炎提供新的思路。方法:使用GEO数据库和GeneCards数据库筛选出与骨关节炎相关的基因和铁超载相关的基因。然后,取两者的交集,得到骨关节炎和铁超载共同相关的基因集合。采用GO和KEGG富集分析筛选这些基因的功能和通路。为了进一步研究这些基因之间的相互作用,构建PPI网络,并利用Cytoscape软件的5种计算方法来识别骨关节炎铁超载的关键基因(Hub基因)。将12只雄性SD大鼠分为骨关节炎组与对照组(正常大鼠),每组6只,骨关节炎组大鼠采用改良Hulth方法建立膝骨关节炎模型,并使用PCR检测Hub基因在两组大鼠膝关节组织中的表达情况。结果与结论:①共获得51个骨关节炎铁超载基因,GO富集分析表明其主要参与细胞因子受体结合、趋化因子受体结合、细胞因子活性、生长因子受体结合及寡糖结合等过程;②KEGG富集分析表明骨关节炎铁超载基因主要参与肿瘤坏死因子信号通路、脂质和动脉粥样硬化等信号通路;③构建蛋白质-蛋白质相互作用网络,进一步分析获得细胞间黏附分子1(intercellular cell adhesion molecule-1,ICAM-1)、肿瘤坏死因子配体超家族成员11(tumor necrosis factor superfamily member 11,TNFSF11)、骨髓瘤细胞癌基因(myelocytomatosis oncogene,MYC)、Janus激酶2(janus kinase 2,JAK2)及白细胞介素6,5个骨关节炎铁超载Hub基因,动物实验证实其在对照组与骨关节炎组大鼠膝关节组织中的表达有显著差异(P<0.05);④结果显示,ICAM-1,TNFSF11,MYC,JAK2及白细胞介素6可作为骨关节炎铁超载的关键基因,有望成为防治骨关节炎的新靶点。

关键词： 硒   硒纳米颗粒   口腔癌   龋病   牙髓根尖周病   口腔种植  

摘要： 背景:硒作为人体所需的微量非金属元素具有抗炎、抗氧化、抗菌、免疫调节和抗肿瘤等生物活性,已经在生物医学领域得到广泛应用。目的:总结硒及其纳米颗粒在抗炎、抗氧化、抗菌、免疫调节和抗肿瘤方面的功能和作用机制,以及在口腔医学领域的研究进展。方法:以“selenium,selenium nanoparticles,oral neoplasms,caries,dental pupal disease,periapical disease,dental implant”为英文检索词,以“硒,硒纳米颗粒,口腔癌,龋病,牙髓病,根尖周病,口腔种植”为中文检索词,分别在PubMed、中国知网、万方数据库进行文献检索,检索文献时限为2000年1月至2024年2月。经过对文献的深入分析和仔细阅读,最后选择74篇文献进行全面综述。结果与结论:(1)硒的生物学特性主要是通过合成硒蛋白,以抗氧化机制为核心,调节各种细胞因子和介导与之相关的信号通路,进而产生抗菌、免疫调节、抗肿瘤等作用;(2)硒除了在口腔癌、龋病、牙髓根尖周病等方面可用于早期诊断、治疗和预后判断外,更多的是可作为新型口腔材料在口腔领域应用,例如:用于开发新型牙科封闭剂或根管系统消毒剂,又或在优化口腔种植材料性能等方面有所应用;(3)生物安全性是影响硒在生物医药领域应用的最重要因素之一,选择合适的剂量和形式才能使其发挥出良好作用。硒在口腔材料学方面展现出了巨大的应用潜力和广阔的发展空间。

关键词： 糖原合成酶激酶3   核转录因子NF-E2相关因子2   生物节律   衰老   神经退行性疾病  

摘要： 背景:生物节律(昼夜节律)紊乱是一个典型的与衰老有关的问题,维持生物节律的正常运作可能是一种很有前景的抗衰老策略。核转录因子NF-E2相关因子2的表达具有生物节律;糖原合成酶激酶3系统代表了一个“调节阀”,它控制核转录因子NF-E2相关因子2水平的细微振荡。抗氧化基因转录水平的昼夜变化可以影响生物体对氧化应激的反应,但是糖原合成酶激酶3/NF-E2相关因子2在调节机体衰老中的具体分子机制仍令人困惑。目的:拟通过对该领域文献的回顾,寻找糖原合成酶激酶3/核转录因子NF-E2相关因子2调控的生物节律在机体衰老中的一般规律。方法:文献资料法通过对有关“糖原合成酶激酶3、核转录因子NF-E2相关因子2、生物节律以及衰老”等相关文献进行检索、查阅和筛选,为全文的分析奠定理论基础。对比分析法通过对所得到文献进行阅读分析,比较文献之间的异同点,为论点提供合理的理论支撑。通过对文献的进一步对比分析,理清相关指标间的关系,为全文的分析明确思路。结果与结论:①糖原合成酶激酶3可通过对节律基因的调节间接调控核转录因子NF-E2相关因子2的表达;②糖原合成酶激酶3和核转录因子NF-E2相关因子2是抗衰老程序的组成部分,且与生物节律相关;③并且糖原合成酶激酶3/核转录因子NF-E2相关因子2参与多种代谢途径,包括与衰老相关疾病(2型糖尿病和癌症)和神经退行性疾病相关的代谢途径。

关键词： 双偶氮   二苯并[b,i]噻蒽-[2,3-b]苯-5,7,12,14-四酮   密度泛函理论   电子吸收光谱   二阶非线性光学性质  

摘要： 使用密度泛函理论(DFT)M06-2X方法、采用6-311+g(d,p)基组,分别对26个双偶氮-二苯并[b,i]噻蒽-[2,3-b]苯-5,7,12,14-四酮衍生物分子进行结构优化与频率计算;使用含时密度泛函理论(TD-DFT)TD-M06-2X方法计算了a1~d6分子的前线分子轨道与电子吸收光谱,采用有效场FF方法研究了二阶非线性光学性质(NLO).研究结果表明,26个噻蒽四酮类衍生物分子的能隙在1.33—2.02 eV范围,归属于有机半导体;最低能量吸收峰波长在601.8~609.5nm范围;在增大分子的二阶非线性光学系数β_(μ)(或β_(0))值方面,含相同偶氮苯基团或含不同偶氮苯基团分别引入到二苯并[b,i]噻蒽-[2,3-b]苯-5,7,12,14-四酮分子两侧的2,10位优于2,9位,在2,10位分别端接含推、拉基团的偶氮苯优于含相同给电子基团的偶氮苯.在偶氮苯苯环对位分别端接强吸电子基(-NO_(2))与强供电子基(如-N(CH_(3))_(2)、-N(Ph)_(3)、-N-苯基咔唑等)可增强体系的二阶非线性光学性能,获得性能良好的非线性光学材料.

关键词： 种芽   生物营养强化机   高营养   功能农业  

摘要： 针对营养功能性农产品供给不足和生物营养强化技术装备落后等问题,设计了种芽生物营养强化机。采取提高组分浓度差、压力差,以及透水交变真空等快速催芽技术,解决营养组分向种芽内高效传质问题。经绿豆芽富叶酸营养强化试验和发芽糙米富钙营养强化试验研究,结果表明:种芽生物营养强化机可生产高营养价值农产品,其生产的绿豆芽中叶酸含量可达1.486 mg/kg,发芽糙米中钙含量可达757 mg/kg,营养强化效果良好。

关键词： 吸附   生物炭   密度泛函理论  

摘要： 生物炭表面具有丰富的官能团,通过化学吸附可以与一氧化氮(NO)分子形成稳定化学键,廉价易得且环境适应性强,具有广阔的应用前景.然而,当前对生物炭表面NO吸附特性的研究大多仍停留在宏观层面,缺乏深入的微观机制解析.本文基于密度泛函理论,深入研究了生物炭表面一氧化氮(NO)的吸附转化路径,从分子层面揭示了生物炭对NO的吸附特性.研究结果显示,N-down型吸附构型的能量普遍低于O-down型吸附构型,是较为可能的吸附构型,并且含氧原子的官能团在NO的吸附和氨(NH_(3))的形成过程中扮演着关键角色.此外,通过对N-down型构型的进一步分析发现,在与活性位点结合后,NO将优先取代羟基,最终在生物质焦炭表面转化为NH_(3).同时,基于变分过渡态理论(CVT)计算了反应速率,发现NO优先反应的途径将受到不同区域内反应速率的限制.本文通过量子化学方法深入揭示了生物炭表面NO吸附特性的微观机制,为优化生物炭在NO治理中的应用提供了理论支持.

关键词： 下肢   跖屈肌无力   生物力学   步态   预测   肌肉能量消耗   肌肉激活   OpenSimMoco  

摘要： 背景:跖屈肌无力是痉挛型脑瘫和腓骨肌萎缩症患者的常见肌肉缺陷,临床上会表现出异常步态,而跖屈肌无力与异常步态间的关系尚不明晰。目的:探讨跖屈肌无力单因素作用时对下肢生物力学行为的影响,以揭示跖屈肌无力诱发异常步态的机制,为跖屈肌无力患者康复训练提供指导。方法:基于OpenSim Moco建立矢状面内骨肌多体动力学预测框架,预测正常受试者下肢关节角和肌肉激活变化,结合实验数据逆运动学和肌电图激活时间,验证框架有效性。减小等距肌肉力进行跖屈肌无力建模并将预测得到的下肢关节角、关节力矩和肌肉能量消耗,与正常受试者对比,以分析跖屈肌无力对下肢生物力学的影响。结果与结论:①基于Moco的预测框架较真实地预测了正常受试者步行过程中的下肢生物力学变化(关节角归一化相关系数≥0.73,均方根误差≤7.10°);②跖屈肌无力时模型采用小步幅且支撑相上升的“脚跟行走”步态,当跖屈肌无力达到80%时,肌肉能量消耗为5.6914 J/(kg·m),腓肠肌和比目鱼肌激活度最大分别为0.72,0.53,可能致使跖屈肌无力患者步行时更易疲劳;③当跖屈肌无力超过40%时,肌肉能量消耗显著升高;跖屈肌无力超过60%时,下肢关节角和关节力矩出现较明显恶化,说明跖屈肌无力对步态的影响可能存在“阈值”,这或许对应于医护人员进行临床干预的时间点。

关键词： 纤维肌痛综合征   生物信息学   机器学习   免疫浸润   加权基因共表达网络分析   套索回归   支持向量机递归特征消除算法   单样本基因集富集分析   基因集富集分析  

摘要： 背景:纤维肌痛综合征作为常见风湿病,其发病与中枢敏化及免疫异常有关,但具体过程尚未阐明,缺乏特异性诊断标志物,不断探索该病的发病机制具有重要的临床意义。目的:基于加权基因共表达网络分析(WGCNA)等生物信息学方法和机器学习算法筛选纤维肌痛综合征潜在的诊断相关标志基因,并分析其免疫细胞浸润特征。方法:对来自基因表达综合数据库(GEO)的纤维肌痛综合征数据集转录谱进行差异分析和WGCNA分析,整合筛选出差异共表达基因,进一步采用机器学习套索回归(LASSO)算法、支持向量机递归特征消除(SVM-RFE)机器学习算法来识别核心生物标志物,并绘制受试者工作特征(ROC)曲线以评估诊断价值。最后,采用单样本基因集富集分析(ssGSEA)和基因集富集分析(GSEA)评估纤维肌痛综合征的免疫细胞浸润情况及通路富集。结果与结论:①对GSE67311数据集按照log2|(FC)|>0,P<0.05的条件进行差异分析后获得8个下调的差异表达基因;进行WGCNA分析后获得正相关性最高(r=0.22,P=0.04)的模块(MEdarkviolet)内含基因497个,负相关性最高(r=-0.41,P=6×10-5)的模块(MEsalmon2)内含基因19个;将差异表达基因与WGCNA的2个高相关性模块基因取交集,获得7个基因。②对上述7个基因进行LASSO回归算法筛选出4个基因,进行SVM-RFE机器学习算法筛选出5个基因,两者取交集后确定了3个核心基因,分别为重组1号染色体开放阅读框150蛋白(germinal center associated signaling and motility like,GCSAML)、整合素β8(Integrin beta-8,ITGB8)和羧肽酶A3(carboxypeptidase A3,CPA3);绘制3个核心基因的ROC曲线下面积分别为0.744,0.739,0.734,提示均具有很好的诊断价值,可作为纤维肌痛综合征的生物标志物。③免疫浸润分析结果显示,与对照组相比纤维肌痛综合征患者记忆B细胞、CD56 bright NK细胞和肥大细胞显著下调(P<0.05),且与上述3个生物标志物显著正相关(P<0.05)。④富集分析结果提示,纤维肌痛综合征的富集途径包括9条,主要与嗅觉传导、神经活性配体-受体相互作用及感染等通路密切相关。⑤上述结果显示,纤维肌痛综合征的发生发展与多基因参与、免疫调节异常及多个通路失调有关,但这些基因与免疫细胞之间的相互作用,以及它们与各通路之间的关系尚需进一步研究。

关键词： 膝骨关节炎   中药   生物碱类   信号通路   破骨细胞   软骨细胞   细胞自噬  

摘要： 背景:目前现代医疗手段治疗膝骨关节炎仍具有一定局限性,中药生物碱类成分可通过多种作用机制有效防治膝骨关节炎。目的:对中药生物碱类成分防治膝骨关节炎的作用机制进行综述,为临床开发治疗膝骨关节炎的药物提供科学依据。方法:查阅中国知网、万方、Pub Med、Web of Science和Google Scholar数据库从建库至2024年5月发表的相关文献,中文检索词为“膝骨关节炎,骨关节炎,破骨细胞,软骨细胞,生物碱”,英文检索词为“knee osteoarthritis,osteoarthritis,osteoclast,chondrocyte,alkaloids”,排除陈旧及无参考意义的文献,最终纳入68篇文献进行综述。结果与结论:虽然中药治疗膝骨关节炎的历史悠久,但仅有少量的天然化合物处于抗膝骨关节炎的临床前研究阶段,生物碱类成分对于防治膝骨关节炎具有较大潜能,其中苦参碱、氧化苦参碱、青藤碱、甜菜碱等已被证实可通过调控多条信号通路抑制炎症反应、抗氧化反应、抑制软骨细胞凋亡、促进软骨细胞增殖、抑制破骨细胞形成与分化等延缓膝骨关节炎的进展。