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生物过程的介尺度模拟仿真与AI优化 被引量：1
1
作者 王智慧 王聪 +3 位作者 张庆华 夏建业 丛威 杨超 《生物工程学报》 北大核心 2025年第3期1197-1218,共22页
生物过程是利用活性生物细胞或酶实现底物生物转化的一种绿色可持续、环境友好的加工过程,在生物制造中起着关键作用。具有双重属性的生物过程多层次多尺度间的复杂关联导致生物过程的优化十分困难,深入认识介尺度机理是了解生物过程动... 生物过程是利用活性生物细胞或酶实现底物生物转化的一种绿色可持续、环境友好的加工过程,在生物制造中起着关键作用。具有双重属性的生物过程多层次多尺度间的复杂关联导致生物过程的优化十分困难,深入认识介尺度机理是了解生物过程动态变化和梳理多尺度复杂关系的关键之一。介尺度的数值模拟为介尺度现象的认识提供了一种新途径,人工智能(artificial intelligence,AI)优化与介尺度模拟的结合为生物过程的优化注入了新的活力。本文综述了生物过程中介尺度模拟和AI优化的研究进展,探讨了可能的发展方向,以期促进介尺度模拟和AI优化在生物过程中的应用与发展。 展开更多
关键词 生物过程 介尺度模拟 计算流体力学 人工智能优化 机器学习
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工业生物制造与“碳中和”目标探讨 被引量：2
2
作者 应汉杰 柳东 +3 位作者 王振宇 沈涛 庄伟 朱晨杰 《合成生物学》 北大核心 2025年第1期1-7,共7页
地球上的不可再生资源为人类构建现代丰富的物质文明做出了巨大的贡献,然而埋藏数亿年的化石资源的大量释放,造成了严重的碳失衡所致的生态环境问题。工业生物制造是一种以碳循环的可再生资源为原料的物质制造技术,践行“阳光经济”的... 地球上的不可再生资源为人类构建现代丰富的物质文明做出了巨大的贡献,然而埋藏数亿年的化石资源的大量释放,造成了严重的碳失衡所致的生态环境问题。工业生物制造是一种以碳循环的可再生资源为原料的物质制造技术,践行“阳光经济”的发展模式,是工业可持续发展的新的生产方式。本文从制造原料、生产模式及产品使用等角度探讨了生物制造在助力“双碳”战略实施方面的几种途径。生物制造可通过原料置换、技术迭代和产品替代的方式减少碳排放。秸秆等生物质碳利用、非粮蛋白的制造、生物基三苯三烯产业格局等的构建是生物制造减碳的重要途径;天然产物的高效生物制造和食品的生物制造将极大提高生产效率,节约大量土地资源,为实现“碳置换”提供土地资源;通过生物技术和产品优化未来农用产品是减少面源污染、增强农业碳汇能力的重要手段。 展开更多
关键词 生物制造 碳减排 秸秆利用 细胞工厂 土地置换
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组织因子在抗体偶联药物开发中的研究进展 被引量：1
3
作者 梁婷 王红 +2 位作者 李文蕾 胡加亮 黄瑞晶 《药学学报》 北大核心 2025年第5期1381-1389,共9页
组织因子(tissue factor,TF),是一种在正常组织中表达的跨膜糖蛋白,其在胚胎发育、止血和非止血途径中具有多种生理学功能。研究发现TF在多种肿瘤组织中过表达且促进肿瘤进展,Kaplan-Meier(K-M)生存分析显示TF基因的高表达与肾癌和胰腺... 组织因子(tissue factor,TF),是一种在正常组织中表达的跨膜糖蛋白,其在胚胎发育、止血和非止血途径中具有多种生理学功能。研究发现TF在多种肿瘤组织中过表达且促进肿瘤进展,Kaplan-Meier(K-M)生存分析显示TF基因的高表达与肾癌和胰腺癌的不良预后有关。因此,TF作为肿瘤免疫治疗靶点受到广泛关注,已有多款抗体偶联药物(antibody-drug conjugates,ADC)进入临床研究阶段。本文就TF的基因结构、表达、生物学功能以及与肿瘤的相关性进行了系统阐述,并对新一代TF-ADC药物设计提出方向,以期为该靶点的药物研发提供理论支持和开发方向。 展开更多
关键词 组织因子 功能 肿瘤 靶向药物 抗体偶联药物
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微生物组工程专刊序言 被引量：1
4
作者 刘双江 《生物工程学报》 北大核心 2025年第6期I0001-I0006,共6页
微生物组工程是一门新兴的交叉学科,通过系统研究和工程化手段,揭示微生物群落的功能、结构及其与环境的相互作用机制,为解决全球性问题提供了重要思路。为了展现微生物组工程领域的最新成果和进展,本刊特组织出版专刊,邀请国内多家单... 微生物组工程是一门新兴的交叉学科,通过系统研究和工程化手段,揭示微生物群落的功能、结构及其与环境的相互作用机制,为解决全球性问题提供了重要思路。为了展现微生物组工程领域的最新成果和进展,本刊特组织出版专刊,邀请国内多家单位的专家学者,从基础研究、技术创新及工程应用等多个方面阐述了微生物组工程在工农业生产、生态环境维护、人体健康和疾病治疗中的潜在应用,并展望了未来的发展趋势,为更好推动该领域的创新和助力人类社会的可持续发展提供参考。 展开更多
关键词 微生物组工程 系统性研究 精准调控 工程化应用
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合成生物学生物安全问题及生物风险管理对策 被引量：1
5
作者 黄翠 宋冬林 梁慧刚 《中国医药生物技术》 2025年第1期13-18,共6页
合成生物学是一门将工程与科学相结合的新兴交叉学科。合成生物学可以改造或创造生物体,正在为许多领域带来巨大的变化,并帮助应对医学、农业、制造业和环境方面的挑战,为人类带来巨大的利益。然而,作为一门两用学科,由于其复杂性和不... 合成生物学是一门将工程与科学相结合的新兴交叉学科。合成生物学可以改造或创造生物体,正在为许多领域带来巨大的变化,并帮助应对医学、农业、制造业和环境方面的挑战,为人类带来巨大的利益。然而,作为一门两用学科,由于其复杂性和不确定性的特点,合成生物学也存在潜在的生物安全和生物安保风险,给生物安全管理带来一定困难。本文描述了合成生物学的发展现状及其引发的亟需解决的生物安全问题,阐述风险评估在合成生物学研发活动生物安全管理中的重要性,进而首次提出合成生物学研发活动的生物风险分类分级管理的思路及相关的针对性建议。 展开更多
关键词 合成生物学 生物安全 风险管理 风险评估
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面向智能生化实验室的机器人感知、规划与控制技术
6
作者 张辉 李康 +4 位作者 刘立柱 陈波 樊叶心 江一鸣 王耀南 《自动化学报》 北大核心 2025年第9期1899-1921,共23页
生物制药在保障国计民生和国家安全方面发挥着至关重要的作用,加快机器人技术、人工智能与生物医学的深度融合,对于提升新药研发效率、应对公共卫生危机具有重要意义.在生化实验室中,随着新药制备流程日益复杂,机器人技术在高精度液体... 生物制药在保障国计民生和国家安全方面发挥着至关重要的作用,加快机器人技术、人工智能与生物医学的深度融合,对于提升新药研发效率、应对公共卫生危机具有重要意义.在生化实验室中,随着新药制备流程日益复杂,机器人技术在高精度液体处理、样品分析和实验自动化等关键操作中发挥着至关重要的作用.然而,现有机器人技术在环境感知、协同工作以及动态适应能力等方面仍存在局限性.近年来,深度学习、跨模态感知和大模型等领域的快速发展,使得机器人在复杂生化实验室场景中的应用前景愈加广阔.本文从智能生化实验室的具体需求出发,重点探讨机器人在环境感知、任务与运动规划以及协同控制等关键技术方面的最新进展.随后,列举在智能生化实验室领域的国内外应用案例,深入分析机器人技术在实验室环境中的实际应用现状.最后,总结智能生化实验室的技术发展趋势及面临的挑战,为未来研究方向提供参考. 展开更多
关键词 机器人技术 智能生化实验室 环境感知 多机器人系统 多机器人协同 多机器人控制 大语言模型 视觉语言模型
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煤变质过程中生物产气特征及微生物代谢机制
7
作者 郭红玉 赵树峰 +6 位作者 Norbert Klitzsch 宋晓夏 赵金贵 刘汉斌 王乾 张斌 陈振宏 《天然气工业》 北大核心 2025年第8期181-194,共14页
生物成因煤层气的生成与演化受到多种地质因素的影响,目前对于煤变质过程中生物产气及微生物代谢的影响机制尚缺乏深入研究。为此,选取采自山西省大同市东周窑井田和太原市西山井田马兰矿2个矿区6个不同变质程度的煤样,通过全岩黏土矿... 生物成因煤层气的生成与演化受到多种地质因素的影响,目前对于煤变质过程中生物产气及微生物代谢的影响机制尚缺乏深入研究。为此,选取采自山西省大同市东周窑井田和太原市西山井田马兰矿2个矿区6个不同变质程度的煤样,通过全岩黏土矿物分析、生物产气模拟、主成分分析(PCA)、气相色谱—质谱联用(GC-MS)、宏基因及代谢组学等技术手段,系统研究了煤变质过程中生物产气潜力和影响微生物代谢的机制。研究结果表明:①随着变质程度的增加,煤中总有机碳含量和挥发分含量显著降低,而灰分和黏土矿物含量则增加,黏土矿物类型由高岭土逐渐向伊利石及伊/蒙混层转变;②相应地,两种高变质程度煤样产气量分别降至1.13 mL/g和1.07 mL/g,较低变质程度煤样产气量下降超过50%;③PCA分析结果显示,变质作用通过有机质和矿物组分变化影响生物产气潜力,灰分和黏土矿物含量的增加,限制了有机质的生物可利用性;④尽管高变质程度煤中富集了Petrimonas和Pseudomonas等电活性菌,但由于水解及产酸菌(如Proteobacteria和Synergistota)丰度偏低,甲烷生成仍受到抑制。结论认为:①不同变质程度煤在生物降解过程中具有显著代谢差异,差异代谢物如5-Aminolevulinic acid、Dihydroisophorol和4-Hydroxy-1-(3-pyridinyl)-1-butanone均以酸类代谢为主;②研究成果揭示了煤变质过程对生物产气潜力的多维影响机制,能够为生物成因煤层气资源评价与开发利用提供理论基础与技术支撑。 展开更多
关键词 不同变质程度煤 生物成因煤层气 矿物组成 总有机碳 黏土矿物 液相产物 菌群结构 代谢组学
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合成生物学研发竞争态势对比分析
8
作者 吴晓燕 宋琪 +4 位作者 许睿 丁陈君 陈方 郭勍 张波 《合成生物学》 北大核心 2025年第4期940-955,共16页
作为全球科技战略发展的重点领域,合成生物学正受到各主要经济体的战略性重视。本文从政策规划、基础研究、技术创新及产业化等多个维度,系统分析了美国、欧洲和中国在合成生物学领域的竞争态势。结果表明,美国在该领域具有显著优势,特... 作为全球科技战略发展的重点领域,合成生物学正受到各主要经济体的战略性重视。本文从政策规划、基础研究、技术创新及产业化等多个维度,系统分析了美国、欧洲和中国在合成生物学领域的竞争态势。结果表明,美国在该领域具有显著优势,特别是在基础研究方面拥有大量关键底层技术成果与知识产权。欧洲凭借其独特的区域协同创新模式和产学研深度融合机制,在科研成果转化方面取得显著成效。中国虽然近期在合成生物学领域投入力度持续加大,但在高水平研究产出、高价值专利创造及科技成果转化效率等方面与欧美国家相比仍有待提升。值得指出,在一些特殊领域(体外合成生物学)以及重大应用(如二氧化碳合成淀粉、纤维素变淀粉等)方面,中国已经取得领先地位。基于上述分析,本文建议从完善政策顶层设计、提升企业创新主体地位、突破关键底层技术、优化知识产权布局以及健全产业生态体系等方面着手,推动我国合成生物学产业的高质量发展。 展开更多
关键词 合成生物学 合成生物技术 生物制造 生物经济 文献计量分析
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CRISPR/Cas9技术:探索lncRNA的自身功能以及在癌症进程中的作用
9
作者 李欣 胡莹 王玉明 《中国生物化学与分子生物学报》 北大核心 2025年第3期364-375,共12页
CRISPR/Cas系统的出现极大推动了基因编辑领域的进步,特别是CRISPR/Cas9系统,已成为生物医学研究的核心工具。长非编码RNA(lncRNA)在基因调控、细胞分化和多种疾病的发展过程中发挥关键作用,尤其在癌症研究中,lncRNA作为癌症生物标志物... CRISPR/Cas系统的出现极大推动了基因编辑领域的进步,特别是CRISPR/Cas9系统,已成为生物医学研究的核心工具。长非编码RNA(lncRNA)在基因调控、细胞分化和多种疾病的发展过程中发挥关键作用,尤其在癌症研究中,lncRNA作为癌症生物标志物和治疗靶点,具有重要的应用前景。然而,由于lncRNA普遍具有低丰度和保守性差等特点,限制了传统手段对其功能的研究。CRISPR/Cas9技术为lncRNA的研究提供了一个高效、灵活且精确的工具,显著加速了该领域的进展。本文首先回顾了CRISPR/Cas9系统的基本原理及其在基因编辑中的广泛应用,包括CRISPR敲除、敲入、干扰和激活等多种功能系统。这些技术不仅可以筛选特定生物过程中的关键lncRNA,还能够用于基因功能研究,探索其在疾病中的作用。本文重点分析了CRISPR/Cas9技术在研究lncRNA功能和调控机制,以及其在肿瘤研究中的关键应用。此外,文章还总结了通过CRISPR/Cas9进行全基因组筛选以识别功能性lncRNA的方法,并探讨了这些lncRNA在癌症细胞增殖、迁移、侵袭以及耐药性中的作用。CRISPR/Cas9敲除系统可以高效敲除lncRNA基因,揭示其在基因调控中的具体功能。同时,CRISPR激活和干扰技术为非编码基因的研究提供了新的思路,通过调控lncRNA的表达水平,进一步探索其在癌症等疾病中的临床应用。文章还探讨了CRISPR技术在未来lncRNA研究中的潜力,尤其是在解决基因组复杂性、靶向效率和脱靶效应等技术难题方面的进展。综上所述,CRISPR/Cas9技术不仅为研究lncRNA提供了强有力的工具,也为未来开发新的癌症诊断和治疗手段提供了新的思路和机会。 展开更多
关键词 成簇的规则间隔短回文重复序列(CRISPR/Cas9) 长非编码RNA 基因调控 癌症
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利用可再生原料生物合成脂肪族短链二元胺与醇的研究进展
10
作者 冯娇 刘明明 +2 位作者 刘耀 王昕 陈可泉 《化工进展》 北大核心 2025年第5期2655-2666,共12页
绿色生物制造是以生物质等可再生原料通过生物过程和生物系统生产生物基材料、化学品、能源、医药和食品等,其绿色清洁的生产工艺有助于改善传统化工行业对化石资源高依赖以及工艺高能耗、高排放等问题。脂肪族短链二元胺和醇是重要的... 绿色生物制造是以生物质等可再生原料通过生物过程和生物系统生产生物基材料、化学品、能源、医药和食品等,其绿色清洁的生产工艺有助于改善传统化工行业对化石资源高依赖以及工艺高能耗、高排放等问题。脂肪族短链二元胺和醇是重要的大宗化学品,可作为聚合单体应用于合成聚酯、聚氨酯、聚酰胺等高分子材料,同时在化妆品、制药等领域具有广泛应用。本文全面探讨了利用可再生原料生物合成1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇的研究进展,概况了可再生原料生物制造的碳循环和代谢途径,总结了脂肪族短链二元胺和二元醇的从头生物合成路线,阐述了利用木质纤维素水解糖、甘油、一碳化合物原料合成短链二元胺和醇的研究现状。并对脂肪族短链二元胺和醇生物制造主要面临的挑战进行了相关讨论和展望。 展开更多
关键词 合成生物学 生物工程 生物质 生物催化
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微生物光电能代谢新途径与能量转化新体系
11
作者 鲁安怀 孟令子 +9 位作者 刘娟 刘芳华 王博 曾翠平 汤佳 陈旻辉 钟超 刘佳 李艳 丁竑瑞 《生命科学》 2025年第10期1228-1239,共12页
本文综述了微生物光电能代谢的新途径与能量转化的新体系。在总结陆地“矿物膜”光电效应的基础上,我们创新性地提出了“水圈透光层天然光催化系统”的概念,并深入探讨了水圈透光层中半导体矿物与微生物协同驱动元素循环的机制。研究深... 本文综述了微生物光电能代谢的新途径与能量转化的新体系。在总结陆地“矿物膜”光电效应的基础上,我们创新性地提出了“水圈透光层天然光催化系统”的概念,并深入探讨了水圈透光层中半导体矿物与微生物协同驱动元素循环的机制。研究深化了对微生物能量获取新途径的认知,揭示了低能量、寡营养水生生境中微生物代谢途径和能量获取、储存方式的多样性。此外,还探讨了微生物直接和间接摄取光电子的机制,以及光电子对胞内能量转换和合成代谢的影响。也讨论了提高光电能量转换效率的策略,并对未来研究方向提出了展望,强调了微生物光电能代谢在可再生能源开发和环境治理中的重要性。 展开更多
关键词 海洋透光层 天然光催化系统 矿物光电子能量 光电能微生物 元素循环
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导 读
12
作者 周景文 《生物工程学报》 北大核心 2025年第1期I0001-I0004,共4页
本期重点聚焦3个方面:新型酶挖掘与人工设计、底盘细胞改造升级、生物催化及生物合成工艺创新。在新型酶研究方面,通过异源比对、基因组鉴定技术,挖掘出BA-CSN、BhLS39等性能优良的新型酶;同时,运用酶定向进化和高通量筛选深度优化现有... 本期重点聚焦3个方面:新型酶挖掘与人工设计、底盘细胞改造升级、生物催化及生物合成工艺创新。在新型酶研究方面,通过异源比对、基因组鉴定技术,挖掘出BA-CSN、BhLS39等性能优良的新型酶;同时,运用酶定向进化和高通量筛选深度优化现有酶,并展示构建新型人工酶的方法。在底盘细胞改造方面,非常规酵母遗传操作系统建立、L-瓜氨酸等天然产物合成强化、转录调控以及生物传感器开发等领域均取得显著突破。同时,在生物催化及生物合成工艺创新方面,虎杖苷等复杂化合物合成和生物制造技术等领域均有新成果。 展开更多
关键词 工艺创新 化合物合成 生物制造 生物催化 人工设计 鉴定技术 高通量筛选 生物传感器
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导读
13
作者 李福利 《生物工程学报》 北大核心 2025年第5期I0001-I0006,共6页
本期聚焦生物工程领域的前沿进展,集中展示了从基础生物元件的设计、细胞工厂的构建优化,到酶蛋白工程的精细优化,再到复杂生物过程的系统性分析等多个关键方向的最新研究成果。特别是丙酮酸生物传感器构建,毕赤酵母细胞工厂生产二十碳... 本期聚焦生物工程领域的前沿进展,集中展示了从基础生物元件的设计、细胞工厂的构建优化,到酶蛋白工程的精细优化,再到复杂生物过程的系统性分析等多个关键方向的最新研究成果。特别是丙酮酸生物传感器构建,毕赤酵母细胞工厂生产二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA)或白藜芦醇,代谢工程改造大肠杆菌生产没食子酸和D-塔格糖,定向进化放线杆菌高产丁二酸,基于多组学解析白酒发酵过程中的关键酶,混合微生物体系降解多环芳烃,利用适应性进化提升微生物利用一碳化合物能力等前沿研究。本期导读旨在呈现这些关键领域的最新动态与突破,展现生物工程技术在应对挑战和创造价值方面的巨大潜力。 展开更多
关键词 毕赤酵母 酶蛋白工程 代谢工程 生物工程
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乳铁蛋白对组织损伤修复作用的研究进展
14
作者 赵钰 张博文(综述) +1 位作者 舒星富 张海霞(审校) 《中国生物制品学杂志》 2025年第4期490-495,共6页
乳铁蛋白(lactoferrin,LF)是转铁蛋白家族一种具有多种生物活性的多功能糖蛋白,不仅可与病毒抗原决定簇结合抑制病毒与宿主细胞的识别结合,还可通过产生硫代巴比妥酸、丙二醛等较强抗氧化功效的物质抑制细胞癌变。近年来研究发现,LF除... 乳铁蛋白(lactoferrin,LF)是转铁蛋白家族一种具有多种生物活性的多功能糖蛋白,不仅可与病毒抗原决定簇结合抑制病毒与宿主细胞的识别结合,还可通过产生硫代巴比妥酸、丙二醛等较强抗氧化功效的物质抑制细胞癌变。近年来研究发现,LF除了具有抗病毒、抗炎症等多种功能外,还具有促进各类损伤组织修复的功能。本文主要对LF在皮肤、肌肉、骨骼、肠道、脑和牙龈损伤后修复及促修复中的作用作一综述,旨在阐明LF在医疗领域进一步的应用前景。 展开更多
关键词 乳铁蛋白 牛乳铁蛋白肽 组织 损伤修复 铁死亡
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从“表型-证候-中药”关联网络探索哮喘气道重塑不同证候表型下的药物表型组学特征及机制 被引量：2
15
作者 王婷 饶玲 +7 位作者 梁锦荣 张妙芬 黄慧婷 罗之彦 江勇 詹少锋 刘琼 黄秀芳 《中草药》 北大核心 2025年第4期1292-1309,共18页
目的从“表型-证候-中药”关联网络,探索哮喘气道重塑不同证候表型下的药物表型组学特征及机制。方法收集中医药干预哮喘气道重塑的临床研究文献(检索范围为建库至2024年3月24日),提取中医药信息要素及气道重塑相关指标,进行证候表型分... 目的从“表型-证候-中药”关联网络,探索哮喘气道重塑不同证候表型下的药物表型组学特征及机制。方法收集中医药干预哮喘气道重塑的临床研究文献(检索范围为建库至2024年3月24日),提取中医药信息要素及气道重塑相关指标,进行证候表型分类,运用RStudio执行描述性统计,并通过Apriori算法、点式互信息法对各证候表型链接的中药及中药链接的哮喘气道重塑指标进行关联规则探索及hclust函数挖掘核心中药组方。利用HERB、GeneCards数据库联合鉴定核心中药组方治疗哮喘气道重塑的靶标谱。马尔可夫聚类算法(Markov cluster algorithm,MCL)挖掘关键功能基因簇,筛选关键靶点,并借助人气道上皮、鼻拭子、痰液样本数据表征关键靶点对哮喘气道重塑的贡献价值,最后采用过表征分析各关键功能基因簇的通路及生物功能。结果纳入76篇文献,哮喘分为冷哮、风哮、热哮、虚哮、瘀哮5个证候表型,筛选得到139味中药,涉及转化生长因子-β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinases-9,MMP-9)等重塑指标。中药表型特征方面,冷哮以散寒解表化痰药为主(组方为射干、干姜、细辛、桂枝),风哮以祛风涤痰解痉药为主(组方为莱菔子、紫苏子、僵蚕、橘红、防风、地龙、荆芥、半夏、麻黄、陈皮、茯苓、五味子),热哮以清肺泄热化痰药为主(组方为桑白皮、蝉蜕、厚朴、苦杏仁、款冬花、黄芩、浙贝母、白果、白前),虚哮以益气养阴固本功效为主(组方为补骨脂、甘草、麦冬、山药、党参、黄芪、白术),瘀哮以活血祛瘀化痰药为主(组方为当归、熟地黄、牡丹皮、丹参、大枣、桃仁、红参、川芎、白芍、北沙参)。中药与重塑指标关联方面,甘草、苦杏仁、麻黄、半夏、陈皮与TGF-β1、MMP-9、气道壁面积(wall area,WA)连接密切。不同证候表型中药关键靶点分别为冷哮-C-C基序趋化因子受体2(C-C motif chemokine receptor 2,CCR2)、风哮-白细胞介素17A(interleukin 17A,IL17A)、热哮-连环蛋白β1(catenin beta 1,CTNNB1)、虚哮集落刺激因子2(colony stimulating factor 2,CSF2)及瘀哮-骨形态发生蛋白2(bone morphogenetic protein 2,BMP2),气道上皮中CTNNB1、鼻拭子中CCR2、痰液中CCR2对哮喘气道重塑贡献最大。过表征分析提示,冷哮组方主要发挥抑制内质网应激和维持细胞稳态药理作用,风哮组方主要发挥调节钙通道和缓解平滑肌痉挛药理作用,热哮组方主要发挥调节免疫和抗炎药理作用,虚哮组方主要发挥抑制增殖侵袭和调节免疫应答药理作用,瘀哮组方主要发挥缓解气道纤维化药理作用。结论通过中医药表型组学系统分析,哮喘气道重塑不同证候表型的中药药物表型各有特征,发挥的药理机制主要涉及抑制内质网应激、抗炎、调节免疫、抗增殖和抗纤维化等方面。 展开更多
关键词 哮喘 气道重塑 中医药表型组学 证候表型组学 中药药物表型组学 转化生长因子-β1 肿瘤坏死因子-α 基质金属蛋白酶-9 甘草 苦杏仁 麻黄 半夏 陈皮
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失巢凋亡调控重症哮喘患者不同炎症表型的气道重塑机制及其潜在靶向中药化合物的预测 被引量：2
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作者 王婷 叶贝 +7 位作者 蔡贝贝 饶玲 张妙芬 黄慧婷 詹少锋 江勇 黄秀芳 刘琼 《中草药》 北大核心 2025年第1期203-215,共13页
目的探讨失巢凋亡相关基因在重症哮喘嗜酸性粒细胞表型和中性粒细胞表型中气道重塑的潜在调控机制及生物标志物,并筛选靶向干预的中药化合物。方法首先利用支气管活检样本的测序数据,通过加权基因共表达网络分析(weighted correlation n... 目的探讨失巢凋亡相关基因在重症哮喘嗜酸性粒细胞表型和中性粒细胞表型中气道重塑的潜在调控机制及生物标志物,并筛选靶向干预的中药化合物。方法首先利用支气管活检样本的测序数据,通过加权基因共表达网络分析(weighted correlation network analysis,WGCNA)鉴定出重症哮喘嗜酸性粒细胞表型(eosinophilic asthma,EA)和中性粒细胞表型(neutrophilic asthma,NA)高度相关的基因模块。进一步筛选出与失巢凋亡相关的基因,并与WGCNA结果映射以识别关键的调控基因。使用蛋白质分析通过进化关系(protein analysis through evolutionary relationships,PANTHER)进行通路富集,揭示了这些基因可能参与的信号通路及病理表型。再利用受试者工作特征(receiver operator characteristic,ROC)分析,鉴定出具有区分不同炎症表型和病理表型的潜在生物标志物。此外,利用人类蛋白质图谱数据库(human protein atlas,HPA)数据库的单细胞测序数据,对标志物在组织和肺细胞中的表达模式进行注释。同时回归临床,借助TcmBank和ETCM数据库,预测潜在调控这些标志物的中药化合物,评估其药动学和毒理学特性,通过分子对接验证标志物与化合物的结合亲和力。最后构建预测模型探索年龄、性别、吸烟与否在重症哮喘患者不同炎症表型发病与否的价值。结果WGCNA提示包含54个基因的黑色模块与重症EA高度相关,包含212个基因的蓝色模块与重症NA高度相关。其中,黑色模块识别出5个失巢凋亡基因,蓝色模块识别出16个失巢凋亡基因,这些基因均富集在与气道重塑显著相关的整合素信号通路。其中蛋白磷酸酶2调节亚基Bα亚型(protein phosphatase 2 regulatory subunit balpha,PPP2R2A)在重症EA,整合素亚基β5(integrin subunit beta 5,ITGB5)、细胞周期蛋白D1(cyclin D1,CCND1)、醛脱氢酶家族1成员A1(aldehyde dehydrogenase 1 family member A1,ALDH1A1)在重症NA的气道重塑中具有较高的ROC诊断价值,是潜在生物标志物。这些失巢凋亡基因在肺部高表达,且在肺部1型肺泡上皮细胞、II型肺泡上皮细胞、平滑肌细胞和成纤维细胞等在气道重塑中发挥重要作用的细胞中高表达。而水飞蓟素、花生四烯酸、熊果酸与这些促进重塑的失巢凋亡基因结合亲和力良好,具有潜在调控作用。此外,研究发现年龄、吸烟、性别均对重症EA、重症NA发病有所影响,且年龄-吸烟-性别联合预测的影响大于任意单一因素的影响,是哮喘异质性的重要因素。结论水飞蓟素、花生四烯酸、熊果酸可能通过靶向失巢凋亡基因PPP2R2A、ITGB5、CCND1调控重症EA、重症NA的气道重塑,为未来重症哮喘个体化治疗提供了新的策略。 展开更多
关键词 重症哮喘 嗜酸性粒细胞型哮喘 中性粒细胞型哮喘 失巢凋亡 气道重塑 水飞蓟素 花生四烯酸 熊果酸
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基于微流控技术的工程细胞高通量表型测试技术与装备研究进展 被引量：1
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作者 李爽 郭肖杰 +7 位作者 陈海博 陈思思 笪鑫 李峥辉 刘芹秀 王怡 邢新会 张翀 《中国科学院院刊》 北大核心 2025年第1期91-106,共16页
工程细胞是绿色生物制造的重要基础,如何高效测试并获得目标表型的工程细胞是影响生物制造应用的关键因素之一。近年来,基于微流控技术开发了非培养类型单细胞表型高通量测试装备,以及通过微液滴和微腔室等微型生物反应器实现单细胞生... 工程细胞是绿色生物制造的重要基础,如何高效测试并获得目标表型的工程细胞是影响生物制造应用的关键因素之一。近年来,基于微流控技术开发了非培养类型单细胞表型高通量测试装备,以及通过微液滴和微腔室等微型生物反应器实现单细胞生长代谢的培养类型高通量表型测试装备,实现了工程细胞表型的高通量、自动化、微型化和集成化测试,为工程细胞选育提供了强有力的工具。文章系统综述基于荧光信号、拉曼信号、图像信号、磁信号的非培养类型单细胞表型测试技术与装备,基于皮纳升、微升多尺度微型生物反应器的液滴、微腔室单细胞培养类型测试技术与装备研究进展,并探讨工程细胞高通量测试仪器创制发展趋势,为绿色生物制造工程细胞测试技术研究提供借鉴。 展开更多
关键词 微流控 单细胞 高通量测试 合成生物学 生物制造
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合成生物制造2025 被引量：5
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作者 朱华伟 李寅 《生物工程学报》 北大核心 2025年第1期1-78,共78页
本文对2023–2024年《生物工程学报》发表的合成生物制造相关的综述和研究论文进行了评述,内容涉及底盘细胞,基因(组)编辑,设施、工具和方法,生物传感器,蛋白质设计与改造,肽与蛋白质,酶的筛选、表达、表征和改造,生物催化,生物活性物,... 本文对2023–2024年《生物工程学报》发表的合成生物制造相关的综述和研究论文进行了评述,内容涉及底盘细胞,基因(组)编辑,设施、工具和方法,生物传感器,蛋白质设计与改造,肽与蛋白质,酶的筛选、表达、表征和改造,生物催化,生物活性物,植物天然产物,微生物天然产物,微生物资源开发与生物农药,甾体化合物,氨基酸及衍生物,维生素及衍生物,核苷,糖、糖醇、寡糖、多糖和糖脂,有机酸和生物基材料单体,高聚物材料生物降解与生物可降解材料,肠道微生物、活菌药物与合成微生物组,微生物抗逆工程,木质纤维素的生物降解和转化利用,一碳生物技术,生物电子转移与生物氧化还原,生物环保,合成生物制造的风险和监管等26个方面的数百种技术和产品,以期为读者了解合成生物制造相关研发和产业化的最新进展情况提供参考。 展开更多
关键词 合成生物学 生物制造 工程生物
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小分子生物农药及其生物合成研究进展 被引量：1
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作者 宋开南 张礼文 +4 位作者 王超 田平芳 李广悦 潘国辉 徐玉泉 《合成生物学》 北大核心 2025年第5期1203-1223,共21页
利用对环境和非靶标生物友好的小分子生物农药防治病虫害,是一种可持续保障农作物安全生产的管理方法。然而,小分子生物农药的研发和应用也面临一些挑战,比如种类少、产量低等。通过合成生物学和代谢工程等方法,构建高产特定生物农药的... 利用对环境和非靶标生物友好的小分子生物农药防治病虫害,是一种可持续保障农作物安全生产的管理方法。然而,小分子生物农药的研发和应用也面临一些挑战,比如种类少、产量低等。通过合成生物学和代谢工程等方法,构建高产特定生物农药的微生物细胞工厂可以克服这些瓶颈问题。本文总结了2000年以来在我国新登记的小分子生物农药及部分半合成农药的化学结构与作用对象,并对代表性生物农药的生物合成机制与细胞工厂构建,如多杀霉素、白藜芦醇等进行了综述。对这些小分子生物农药的深入理解可为解析其生物合成途径与提高产量提供理论依据,并对新型生物农药的发现和应用提供借鉴。随着合成生物学与代谢工程等学科的不断发展,可以预见未来将设计和构建出更多高效、环保小分子生物农药的细胞工厂,并将其广泛应用于生产。 展开更多
关键词 小分子生物农药 合成生物学 生物合成 微生物细胞工厂 可持续农业
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酚氨基改性MCM-41固定化脂肪酶的工艺优化及应用 被引量：1
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作者 李佥 曾祥冰 +6 位作者 孙西同 陈晓艺 李苗 王添誉 黄帆 孙芳鸿 李宪臻 《食品工业科技》 北大核心 2025年第5期168-177,共10页
为构建新型固定化脂肪酶催化体系并提高脂肪酶的稳定性,利用酚氨基改性有序介孔材料有序介孔分子筛(MCM-41)进行脂肪酶的固定化研究,并将固定化酶应用于实际反应体系。结果表明,固定化酶的最优工艺条件为:固定化温度30℃,固定化pH8.0,... 为构建新型固定化脂肪酶催化体系并提高脂肪酶的稳定性,利用酚氨基改性有序介孔材料有序介孔分子筛(MCM-41)进行脂肪酶的固定化研究,并将固定化酶应用于实际反应体系。结果表明,固定化酶的最优工艺条件为:固定化温度30℃,固定化pH8.0,固定化时间7 h,初始酶浓度4 mg/mL,此时材料的载酶量为26.40 mg/g。固定化酶的最佳反应温度为50℃,最佳反应pH为7.0,酶活力最高可达4108±34.74 U/g载体。固定化酶重复使用8次后,保留了54.70%的初始酶活,在4℃条件下储藏30 d后仍具有71.10%的初始酶活。将固定化酶用于催化月桂酸己酯的合成,月桂酸转化率最高可达65.38%。酚氨基改性MCM-41固定化脂肪酶具有较高的酶活力和良好的稳定性,将其应用于实际催化反应中,具有较高的催化效率。进一步证明酚氨基改性是一种绿色、有效的改性策略,为酚氨基涂层的进一步应用提供了思路。 展开更多
关键词 酚氨基改性 MCM-41 固定化脂肪酶 工艺优化 月桂酸己酯合成
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