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生物数据与知识的双向转化进展与趋势 被引量:1
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作者 李荣 葛佳莹 +3 位作者 张学博 张永娟 陈大明 陶诚 《生命科学》 2026年第2期236-247,共12页
生命科学研究范式正经历从单向数据挖掘向“数据-模型-知识-数据”闭环协同的深刻变革。人工智能技术的全面渗透,推动生物数据从静态资源向可编程、可设计的智能对象演进,而“学习-设计-构建-测试”循环则构成了这一转型的核心引擎。在... 生命科学研究范式正经历从单向数据挖掘向“数据-模型-知识-数据”闭环协同的深刻变革。人工智能技术的全面渗透,推动生物数据从静态资源向可编程、可设计的智能对象演进,而“学习-设计-构建-测试”循环则构成了这一转型的核心引擎。在数据向知识的转化路径中,符合人工智能就绪标准的生物数据通过机器学习模型实现跨模态融合与深度表征,从海量异构信息中提炼可计算、可演绎的生物学模型,进而转化为可解释、可推理的“知识实体”;在知识向数据的转化路径中,数字孪生、虚拟细胞等计算模型将机制性知识编码为可执行的系统架构,通过仿真模拟主动生成预测性数据并指导实验设计。数据、模型与知识在此框架中构成螺旋上升的循环关系:数据驱动模型学习,模型提炼并深化知识,知识又反哺并生成新数据,进而训练更优模型。这一以人工智能赋能为基础、以系统化闭环为核心的整合范式,正成为生命科学迈向智能化、可预测与可设计时代的重要路径。 展开更多
关键词 生物数据 智能模型 生物知识 双向赋能 学习-设计-构建-测试
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人工智能驱动的生物制造进展与趋势 被引量:1
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作者 江源 杨露 +2 位作者 王琼 刘晓 毛开云 《生命科学》 2026年第2期357-366,共10页
生物制造正经历从经验驱动向数据驱动的范式转变,人工智能在其中发挥着重要作用。本文综述了2025年人工智能在生物制造核心环节——包括生物元件设计、代谢网络建模、人工生命系统与无细胞合成系统构建、工艺优化与过程控制等方面的最... 生物制造正经历从经验驱动向数据驱动的范式转变,人工智能在其中发挥着重要作用。本文综述了2025年人工智能在生物制造核心环节——包括生物元件设计、代谢网络建模、人工生命系统与无细胞合成系统构建、工艺优化与过程控制等方面的最新进展。尽管当前仍面临生物机制认知局限、数据稀缺、模型可解释性不足等挑战,未来随着人工智能与合成生物学、自动化技术的深度融合,将推动生物制造向可编程、智能化、可持续的新一代工业体系跨越,为医药、化工等领域的绿色转型提供核心驱动力。 展开更多
关键词 生物制造 数据驱动 人工智能 合成生物学
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AI赋能生物制造研发现状与趋势
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作者 江洪 吕洁 高倩 《中国生物工程杂志》 北大核心 2026年第1期133-140,共8页
通过政策战略导向分析与典型案例研究,系统梳理了人工智能(artificial intelligence,AI)在生物制造领域的应用进展,重点聚焦于五个关键技术方向:细胞系统设计与控制、蛋白质结构预测与功能设计、DNA合成优化与智能基因编辑、自动化细胞... 通过政策战略导向分析与典型案例研究,系统梳理了人工智能(artificial intelligence,AI)在生物制造领域的应用进展,重点聚焦于五个关键技术方向:细胞系统设计与控制、蛋白质结构预测与功能设计、DNA合成优化与智能基因编辑、自动化细胞制造与智能执行平台,以及器官芯片与生物传感技术的智能融合。研究表明,AI技术在提升生物制造设计效率、增强系统稳定性、推动流程智能化方面展现出显著优势,正加速生物制造由经验驱动向数据驱动与模型预测并重的智能范式转变。然而,该领域仍面临数据异质性、模型可解释性差、系统集成复杂及伦理风险等挑战。未来应加强高质量生物数据资源建设,发展多模态建模方法,完善跨尺度集成框架,并建立健全的伦理审查与监管机制,以推动AI与生物制造的可持续融合与实践落地。 展开更多
关键词 生物制造 人工智能 细胞系统设计 蛋白质结构预测 基因编辑
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合成生物制造大宗化学品的机遇与挑战
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作者 申晓林 袁其朋 《中国科学院院刊》 北大核心 2026年第2期361-370,共10页
依赖化石资源的传统化工制造在满足物质需求的同时,面临资源枯竭、环境污染和碳排放等挑战,亟需转向绿色可持续的生产方式。生物制造利用可再生资源生产化学品,为化工行业绿色转型提供了新方法。近年来,生物制造已成为全球关注的新兴生... 依赖化石资源的传统化工制造在满足物质需求的同时,面临资源枯竭、环境污染和碳排放等挑战,亟需转向绿色可持续的生产方式。生物制造利用可再生资源生产化学品,为化工行业绿色转型提供了新方法。近年来,生物制造已成为全球关注的新兴生产力。通过合成生物学方法,已实现1,3-丙二醇等大宗化学品的生产。然而,大宗化学品的生物制造仍面临成本高、效率低和规模化不足的问题,尤其是长途径生物合成产品受限于代谢网络效率,产率需进一步优化。文章综述了大宗化学品的生物制造的生产现状与研究进展,分析了其特点与挑战,并探讨了合成生物学在代谢途径改造、酶活性优化和底盘细胞性能提升中的应用。尽管部分领域已有突破,生物制造大宗化学品在成本上仍处劣势。未来需进一步提升底盘细胞效率,降低原料成本,以推动生物制造在大宗化学品领域的广泛应用与产业化。 展开更多
关键词 合成生物学 生物制造 大宗化学品 成本核算
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色氨酸羟化酶分子改造及应用
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作者 陈磊 彭世国 +3 位作者 吴妮娜 陈飞飞 张阿磊 陈可泉 《中国生物工程杂志》 北大核心 2026年第1期22-37,共16页
目的:5-羟基色氨酸(5-hydroxytryptophan,5-HTP)作为血清素(5-hydroxytryptamine,5-HT)的直接前体,在神经调节和药物开发中具有重要价值。由于关键酶色氨酸羟化酶活性和稳定性较差,5-HTP生物合成效率受限。研究提升色氨酸羟化酶(tryptop... 目的:5-羟基色氨酸(5-hydroxytryptophan,5-HTP)作为血清素(5-hydroxytryptamine,5-HT)的直接前体,在神经调节和药物开发中具有重要价值。由于关键酶色氨酸羟化酶活性和稳定性较差,5-HTP生物合成效率受限。研究提升色氨酸羟化酶(tryptophan hydroxylase,TPH)性能并构建辅因子供给体系,以提高5-HTP全细胞生物合成效率。方法:在大肠杆菌中异源表达曼氏血吸虫来源的高热稳定性色氨酸羟化酶Schistosoma mansoni TPH(SmTPH),测定其比酶活与37℃条件下的半衰期;通过半理性设计获得SmTPH三联突变体M14(T270G/L267D/A140M),测定其酶活与催化效率(k_(cat)/K_(m)),并开展机制分析;随后在表达M14的细胞中构建四氢生物蝶呤(BH_(4))的合成与循环再生系统,在优化条件下进行摇瓶全细胞催化并测定5-HTP产量。结果:SmTPH比酶活达0.3 U/mg,37℃条件下半衰期为6.5 h,性能显著优于人源TPH2(tryptophan hydroxylase);获得突变体M14(T270G/L267D/A140M),其酶活较野生型提高182%,k_(cat)/K_(m)提升至6.05×10^(-3)L/(μmol·s);机制分析表明,突变体结构灵活性增强及底物结合适应性提升是M14活性增加的主要原因;引入BH_(4)合成与循环再生系统后,在最优催化条件下,摇瓶全细胞催化5-HTP的产量达3.2 g/L。结论:通过在大肠杆菌中表达SmTPH,获得高活性突变体M14并耦合BH_(4)合成与再生系统,实现了5-HTP的高效全细胞生物合成,为工业化应用提供了技术支撑。 展开更多
关键词 色氨酸羟化酶 5-羟基色氨酸 半理性设计 BH_(4)合成与循环系统 全细胞催化
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基于股骨三点弯曲工况的骨骼建模简化方法研究
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作者 孙彦彬 李求平 《机械》 2026年第1期66-72,共7页
为了提升骨骼有限元建模的效率并减少仿真求解时间,本文以人体股骨为例,提出了一种基于三点弯曲实验的建模简化方法。首先,采用传统建模手段构建股骨模型,并通过三点弯曲仿真与尸体实验结果对比验证其有效性。随后,分别采用包覆填充与... 为了提升骨骼有限元建模的效率并减少仿真求解时间,本文以人体股骨为例,提出了一种基于三点弯曲实验的建模简化方法。首先,采用传统建模手段构建股骨模型,并通过三点弯曲仿真与尸体实验结果对比验证其有效性。随后,分别采用包覆填充与全局填充方法生成两种简化模型,并对三者进行三点弯曲仿真测试。结果表明:尽管包覆填充方法建模效率较高,但求解速度仍不理想;相比之下,使用全局填充方法建立的模型不仅建模迅速,且具有最短的求解时间,在保持模拟准确性的同时显著降低了计算时间。该方法为骨骼建模提供了高效实用的简化方案。 展开更多
关键词 骨骼建模 有限元分析 生物力学 三点弯曲仿真
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基于电容性阳极的微生物燃料电池串联组合及性能研究
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作者 王建米 丁小宇 +3 位作者 付欢 蒋永琪 周俊 雍晓雨 《南京农业大学学报》 北大核心 2026年第2期324-333,共10页
[目的]制备了2种应用于微生物燃料电池(microbial fuel cell, MFC)的电容性电极,研究电容性电极对单个MFC和串联MFC电池组的产电性能的影响。分析阳极表面电活性生物膜的生物量、胞外聚合物(extracellular polymeric substance, EPS)成... [目的]制备了2种应用于微生物燃料电池(microbial fuel cell, MFC)的电容性电极,研究电容性电极对单个MFC和串联MFC电池组的产电性能的影响。分析阳极表面电活性生物膜的生物量、胞外聚合物(extracellular polymeric substance, EPS)成分与组成等结果,从微生物学的角度解析电容性阳极增强MFC串联电池组产电性能、运行稳定性和抗逆性的原因。[方法]利用二氧化锰(MnO_(2))和咖啡渣活性炭(coffee grounds-derived active carbon, cAc)修饰碳毡(CF),制备了MnO_(2)@CF和MnO_(2)/cAC@CF两种电容性电极。将CF、MnO_(2)@CF和MnO_(2)/cAC@CF分别作为阳极运行MFC并构建不同数量单元的MFC串联电池组。[结果]以电容性阳极运行的MFC能够有效缓解串联电池组的电压反转现象。3个MFC串联时,CF组的最高输出电压为1.76 V,最高功率密度为1 795.33 mW·m^(-2);而MnO_(2)@CF组和MnO_(2)/cAC@CF组的最高输出电压分别为2.01和2.12 V,最大功率密度分别达到4 157.31和6 276.59 mW·m^(-2)。电容性阳极表面电活性生物膜分泌更多的胞外聚合物,其中的蛋白质成分可以加速电活性微生物与电极界面的胞外电子传递效率,多糖成分可以进一步提高电活性生物膜的环境适应性。[结论]二氧化锰修饰的电容性阳极不仅可以提升单个MFC的产电性能,其构建的串联电池组也拥有比CF阳极构建的串联电池组更高的输出电压、功率密度及运行稳定性。 展开更多
关键词 微生物燃料电池 串联 电化学性能 电压反转 胞外聚合物
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单/双组分光诱导系统在合成生物学中的发展与应用
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作者 李嘉龙 王帅 +1 位作者 王颖 李春 《中国生物工程杂志》 北大核心 2026年第1期38-53,共16页
光遗传学作为融合工程学思维、光学技术与遗传学原理的新型交叉技术,通过响应特定波长的光来调控生物过程,在合成生物学中已有广泛的应用。在过去二十多年的研究中,已经开发出针对不同场景的光遗传学系统,这些系统具备非侵入性、毫秒级... 光遗传学作为融合工程学思维、光学技术与遗传学原理的新型交叉技术,通过响应特定波长的光来调控生物过程,在合成生物学中已有广泛的应用。在过去二十多年的研究中,已经开发出针对不同场景的光遗传学系统,这些系统具备非侵入性、毫秒级响应速度、亚微米级空间分辨率及多波长正交调控等独特优势,为基因表达的精准调控提供了新型解决方案。然而,不同场景下对光遗传学工具的要求可能大相径庭:有的场景需要光诱导系统具有支持复杂逻辑编程的能力,而有的场景则需要更简单的遗传操作与更大的调控范围。这两类场景应用中的光诱导系统,在光受体的种类与系统结构上存在很大差异。综述光遗传学工具的发展历程、单双组分系统的分类、工作原理、最新进展及其在合成生物学中的应用,探讨光遗传学存在的挑战与未来可能的发展方向,为进一步加速其在基础研究和产业实践中的应用提供思路。 展开更多
关键词 光遗传学 光受体 遗传学工具 诱导调控 合成生物学
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重组大肠杆菌转化L-阿拉伯糖合成木糖醇
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作者 徐旭东 袁东旭 +2 位作者 林建平 蒋亦琪 吴绵斌 《高校化学工程学报》 北大核心 2026年第1期63-70,共8页
L-阿拉伯糖是半纤维素水解液的重要成分,在木糖结晶制备过程中,由于分离困难常随母液排放,造成资源浪费与环境污染。本研究在大肠杆菌E.coli W3110中构建了将L-阿拉伯糖转化为木糖醇的生物合成途径。通过构建包含木糖醇生物合成所需的L... L-阿拉伯糖是半纤维素水解液的重要成分,在木糖结晶制备过程中,由于分离困难常随母液排放,造成资源浪费与环境污染。本研究在大肠杆菌E.coli W3110中构建了将L-阿拉伯糖转化为木糖醇的生物合成途径。通过构建包含木糖醇生物合成所需的L-阿拉伯糖异构酶(AraA)、D-阿洛酮糖-3-差向异构酶(DPE)、L-木酮糖还原酶(LXR)3种酶的多顺反子表达模块,并敲除E.coli W3110基因组上L-阿拉伯糖代谢支路的araBAD以及lyxK基因,成功获得木糖醇生产菌株ΔW-DLA。以10 g·L^(-1)L-阿拉伯糖为底物、10 g·L^(-1)甘油为共底物进行摇瓶发酵,结果显示发酵30 h时,木糖醇产量达8.26 g·L^(-1),L-阿拉伯糖质量转化率为92.3%。进一步通过单因素以及响应面实验对工程菌ΔW-DLA的培养基组成进行了优化,优化后ΔWDLA发酵24 h生产9.46 g·L^(-1)木糖醇,木糖醇生产速率比优化前提高了39.3%。本研究为木糖母液的资源化利用提供了新的途径。 展开更多
关键词 L-阿拉伯糖 大肠杆菌 木糖醇 响应面优化
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工程化转化生长因子β1仿生血小板纳米颗粒靶向治疗缺血性脑卒中
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作者 陈丽琦 亢天放 +4 位作者 黄国俊 尹婷 马爱青 蔡林涛 潘宏 《生物化学与生物物理进展》 北大核心 2026年第3期697-710,共14页
目的 缺血性脑卒中后,急性炎症反应和持续性免疫微环境失衡会加剧神经损伤,严重限制神经功能恢复。针对这一关键病理过程,本研究旨在构建并系统评价一种兼具病灶靶向递送与免疫微环境重塑功能的仿生纳米体系——转化生长因子β1(TGF-β1... 目的 缺血性脑卒中后,急性炎症反应和持续性免疫微环境失衡会加剧神经损伤,严重限制神经功能恢复。针对这一关键病理过程,本研究旨在构建并系统评价一种兼具病灶靶向递送与免疫微环境重塑功能的仿生纳米体系——转化生长因子β1(TGF-β1)工程化血小板膜包被脂质纳米颗粒(PLP)。通过验证其在缺血病灶中的精准富集、炎症调控及神经保护作用,解决缺血性脑卒中治疗中“如何实现病灶定向、免疫调节与神经功能恢复的协同一体化干预”这一关键科学问题。方法 采用动态光散射、zeta电位分析和透射电子显微镜技术,表征了PLP的物理化学特性,包括流体动力学粒径、zeta电位、结构稳定性和形态。通过SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)对PLP与天然血小板膜的蛋白质谱进行比较分析,证实PLP保留了来源于血小板膜的黏附和免疫调节蛋白。在体外利用脂多糖(LPS)诱导的M1型分化的RAW264.7巨噬细胞评估炎症调节能力;采用氧糖剥夺/再灌注(OGD/R)诱导的BV2小胶质细胞及SH-SY5Y神经元细胞研究神经炎症调控与神经元保护作用。建立小鼠短暂性大脑中动脉闭塞(tMCAO)模型以模拟脑缺血-再灌注损伤,通过活体荧光成像监测PLP在脑内的时空分布,并结合2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)染色、神经胶质细胞原纤维酸性蛋白(GFAP)免疫荧光以及体重变化和神经功能缺损评分(NSS),综合评估PLP的脑靶向富集能力、炎症与胶质反应调控作用以及对神经功能的改善效果。结果 PLP为粒径均一、形貌规整且表面带负电的稳定纳米颗粒,并成功保留多种血小板膜黏附与免疫调节相关蛋白,显示出良好的仿生特性,并通过OGD/R诱导BV2细胞评估了最佳给药浓度。PLP能够在体外显著抑制RAW264.7细胞向M1促炎表型极化,并使缺氧/复氧条件下神经元凋亡减少。在tMCAO小鼠中,PLP可在给药早期靶向富集于缺血半球,并在7 d内维持高水平脑内滞留。与对照组相比,PLP治疗显著减轻脑梗死范围,降低星形胶质细胞的激活程度,并促进神经功能评分恢复。结论 本研究构建了一种基于血小板膜仿生修饰的TGF-β1递送纳米平台,实现了“血小板膜-缺血内皮黏附分子”介导的主动靶向与TGF-β1的免疫调节、抑制炎症、抗氧化和神经保护作用的有机整合。PLP不仅能快速定向归巢和长效滞留于脑缺血区域,还能通过抑制炎症性细胞活化、减轻神经元凋亡和限制星形胶质细胞过度激活,从而从多层面协同调控脑卒中后的炎症微环境,显著降低组织损伤并改善行为学功能。本研究表明,利用血小板膜仿生技术实现“缺血灶靶向+免疫调控”的联合干预策略具有明显的逆转炎症微环境和改善神经功能的效果,为开发兼具靶向与免疫调节能力的新型脑卒中干预方案提供了坚实的实验基础。 展开更多
关键词 缺血性脑卒中 血小板膜仿生纳米颗粒 转化生长因子Β1 脑靶向递送 免疫微环境调控
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重组Ⅲ型人源化胶原蛋白改善大鼠光老化皮肤的调控机制 被引量:1
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作者 杨利霞 刁立琴 +6 位作者 李华 冯亚婵 刘鑫 于月欣 窦茜茜 谷辉峰 徐兰举 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第8期1988-2000,共13页
背景:Ⅲ型胶原蛋白在机体皮肤损伤及修复中起重要调节作用,具备抗炎、维持皮肤弹性并提高细胞活性等特性,但重组Ⅲ型人源化胶原蛋白改善皮肤光老化的效果及具体机制尚未阐明。目的:探讨重组Ⅲ型人源化胶原蛋白对大鼠光老化皮肤的改善作... 背景:Ⅲ型胶原蛋白在机体皮肤损伤及修复中起重要调节作用,具备抗炎、维持皮肤弹性并提高细胞活性等特性,但重组Ⅲ型人源化胶原蛋白改善皮肤光老化的效果及具体机制尚未阐明。目的:探讨重组Ⅲ型人源化胶原蛋白对大鼠光老化皮肤的改善作用及机制。方法:采用随机数字表法将132只SD大鼠随机分为7组:除空白组(n=21)外,利用紫外线照射模型组(n=21)、阴性对照组(n=18)、阳性对照组(n=18)、低剂量重组Ⅲ型人源化胶原蛋白组(n=18)、中剂量重组Ⅲ型人源化胶原蛋白组(n=18)及高剂量人源化胶原蛋白组(n=18)大鼠背部皮肤构建皮肤光老化模型(隔1 d照射1次,连续照射12周)。造模第14周,阴性对照组、阳性对照组皮肤真皮层分别注射生理盐水、0.5 mg/mL牛Ⅰ型胶原蛋白溶液,低、中、高剂量重组Ⅲ型人源化胶原蛋白组皮肤真皮层分别注射0.2,0.5,5 mg/mL重组Ⅲ型人源化胶原蛋白溶液,均匀注射20个点,每点50μL,每周注射1次,连续注射5周。注射1,3,5周后取材,分别进行苏木精-伊红染色、Masson染色与免疫组化染色。结果与结论:①大鼠皮肤外观评估结果显示,经重组Ⅲ型人源化胶原蛋白处理后的大鼠皮肤状态得到明显改善,主要表现为皮肤细腻有光泽且皱纹明显减轻或完全消失。②苏木精-伊红染色结果显示,随着注射时间的增加,低、中、高剂量重组Ⅲ型人源化胶原蛋白组大鼠表皮外的角化程度逐渐降低,真皮层中的胶原蛋白排列逐渐整齐、均匀、紧密;Masson染色结果显示,低、中剂量重组Ⅲ型人源化胶原蛋白可以快速减缓组织中的胶原流失,促进组织中的胶原再生和修复;免疫组化染色结果显示,低、中、高剂量重组Ⅲ型人源化胶原蛋白可显著降低皮肤组织内基质金属蛋白酶1与白细胞介素6蛋白表达,提升Ⅰ型、Ⅲ型胶原蛋白表达。③结果表明,重组Ⅲ型人源化胶原蛋白通过白细胞介素6/基质金属蛋白酶1信号通路调控大鼠皮肤组织的结构组成及炎症浸润,改善大鼠经紫外线照射造成的皮肤光老化。 展开更多
关键词 重组胶原 Ⅲ型胶原蛋白 光老化 皮肤老化 基质金属蛋白酶1 白细胞介素6 抗衰老
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用于骨修复的氧化石墨烯和细胞外囊泡的研究进展
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作者 欧嘉玲 李泽英 +2 位作者 李子龙 曾琪琪 何星 《功能材料》 北大核心 2026年第2期97-108,共12页
骨组织工程通过构建功能性骨移植物展现出显著潜力,其中氧化石墨烯(GO)与细胞外囊泡(EVs)作为两类新兴材料备受关注。GO凭借优异的生物相容性、机械强度,满足骨修复材料对生物活性与力学支撑的双重需求;EVs作为细胞间通讯的关键介质,通... 骨组织工程通过构建功能性骨移植物展现出显著潜力,其中氧化石墨烯(GO)与细胞外囊泡(EVs)作为两类新兴材料备受关注。GO凭借优异的生物相容性、机械强度,满足骨修复材料对生物活性与力学支撑的双重需求;EVs作为细胞间通讯的关键介质,通过传递核酸、蛋白质等生物分子,在无细胞治疗策略中彰显独特优势,二者均被视为骨再生领域的革命性材料。描述了GO性质和EVs的生物发生、分离过程,系统介绍它们在骨修复的应用现状,并深入总结二者在骨组织工程中的机理作用。最后,全面分析GO和EVs在骨组织治疗中的优势和挑战,大胆提出关于GO与EVs复合作为药物载体的设想,并对GO与EVs复合物在骨组织修复领域的未来发展进行展望。 展开更多
关键词 氧化石墨烯 骨组织工程 细胞外囊泡 生物相容性 修复 药物载体
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领航未来医疗:加速布局细胞与基因治疗新赛道
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作者 刘中全 郑筱楠 孙育杰 《中国生物工程杂志》 北大核心 2026年第1期141-146,共6页
细胞和基因治疗(cell and gene therapy,CGT)已成为目前生物医药领域具有潜力和创新性的研究和转化方向之一,有望满足使用传统药物治疗无效的部分危重疾病、基因突变相关罕见病患者的临床需求,具有巨大的发展潜力和市场前景。近年来,我... 细胞和基因治疗(cell and gene therapy,CGT)已成为目前生物医药领域具有潜力和创新性的研究和转化方向之一,有望满足使用传统药物治疗无效的部分危重疾病、基因突变相关罕见病患者的临床需求,具有巨大的发展潜力和市场前景。近年来,我国CGT发展取得显著进步,技术创新层出不穷,产业化进程不断加速,但仍存在“根基不牢”“转化不利”“机制不畅”等挑战。应进一步聚焦产业链重点环节、构建全链条创新体系,破解发展痛点难点、优化产业政策协同,加强产业聚集布局、鼓励行业开放竞争,以构建一个更加有利于CGT创新发展与临床转化的政策环境。 展开更多
关键词 细胞基因治疗 产业新赛道 监管审批 全链条创新 开放竞争
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等温扩增技术在核酸检测领域中的应用
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作者 林梦瑶 赵爽 《中国生物化学与分子生物学报》 北大核心 2026年第1期54-63,共10页
核酸等温扩增技术已被广泛应用于DNA纳米技术、数据存储及生物传感等多个领域中,对生物学领域的发展具有重要意义。因其无需热循环就在恒定温度下实现核酸扩增,更能满足现代分子检测技术快速简便的需求,为临床医学的早期诊断提供重要的... 核酸等温扩增技术已被广泛应用于DNA纳米技术、数据存储及生物传感等多个领域中,对生物学领域的发展具有重要意义。因其无需热循环就在恒定温度下实现核酸扩增,更能满足现代分子检测技术快速简便的需求,为临床医学的早期诊断提供重要的应用价值。本文主要针对滚环扩增技术(rolling circle amplification,RCA)、链置换扩增技术(strand displacement amplification,SDA)、环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)、解旋酶依赖性扩增技术(helicase-dependent amplification,HDA)、重组聚合酶扩增技术(recombinase polymerase amplification,RPA)和引物交换反应(primer exchange reaction,PER)几种基于酶促反应的等温扩增技术以及杂交链式反应(hybridization chain reaction,HCR)、催化发夹组装(catalytic hairpin assembly,CHA)等非酶促等温扩增反应的技术,及其近5年在核酸检测领域的应用展开综述,聚焦目前最新进展并进行展望,以期助力等温扩增技术在该领域的迭代发展。 展开更多
关键词 等温扩增 生物传感 核酸检测
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不同批次原材料P188对CHO细胞培养基性能的影响
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作者 裴致彬 仇金树 +1 位作者 顾如林 伍国强 《陕西理工大学学报(自然科学版)》 2026年第1期38-50,共13页
为研究围绕哺乳动物细胞培养基原材料P188批间差异对培养基性能的影响,通过摇管筛选出CD CHO 011培养基用于培养中国仓鼠卵巢(CHO)细胞,在3 L生物反应器中优化确定搅拌转速240 r/min、pH 7.00±0.1等关键控制参数,并验证了培养基与... 为研究围绕哺乳动物细胞培养基原材料P188批间差异对培养基性能的影响,通过摇管筛选出CD CHO 011培养基用于培养中国仓鼠卵巢(CHO)细胞,在3 L生物反应器中优化确定搅拌转速240 r/min、pH 7.00±0.1等关键控制参数,并验证了培养基与工艺稳定性。使用含不同批次P188的培养基培养CHO细胞时发现,细胞生长活率及蛋白表达量差异显著。经尺寸排阻色谱和反相色谱分析,P188中存在高分子量、低分子量杂质及疏水性杂质,其中高分子量和疏水性杂质是影响细胞培养性能的主要因素。研究证实,P188批间差异会导致细胞生长活力和蛋白表达降低,因此需在培养基生产中对P188原材料进行严格质控,避免变异批次影响培养基性能。研究结果可为保障细胞培养基批次稳定性提供理论依据。 展开更多
关键词 中国仓鼠卵巢细胞 细胞培养基 原材料 批间差 流加培养
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利用肿瘤微环境pH特性优化抗体筛选策略研究
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作者 张进香 曹小丹 +3 位作者 李文蕾 代军军 于妍 徐寒梅 《生物技术进展》 2026年第1期170-177,共8页
常规抗体筛选主要基于生理pH条件进行亲和力评估和筛选,可能忽略了肿瘤微环境酸性特征对抗体结合作用的影响。研究旨在建立多pH梯度筛选策略,通过模拟肿瘤微环境条件,筛选出酸性pH条件下保持高亲和力与稳定性的5T4抗体克隆,提升抗体开... 常规抗体筛选主要基于生理pH条件进行亲和力评估和筛选,可能忽略了肿瘤微环境酸性特征对抗体结合作用的影响。研究旨在建立多pH梯度筛选策略,通过模拟肿瘤微环境条件,筛选出酸性pH条件下保持高亲和力与稳定性的5T4抗体克隆,提升抗体开发的临床转化成功率。选取前期筛选得到的5T4杂交瘤克隆,上清抗体经浓度定量后,利用Biacore T200系统构建多pH梯度(7.4、7.0、6.6、6.0、5.5)实验体系,采用表面等离子共振技术实时监测抗体亲和力动态变化。结果发现,常规生理条件下筛选的高亲和力抗体5T4-15,在酸性环境中亲和力随pH降低呈逐步下降趋势,至pH 5.5时丧失与抗原的结合能力。相比之下,经pH 5.5压力筛选获得的抗体5T4-45,在pH 7.4~6.0的肿瘤微环境相关区间内均能保持稳定的高亲和力,展现出卓越的酸性环境适应性。在抗体初筛阶段引入酸性压力测试(pH 5.5),可有效鉴别并筛选出肿瘤微环境适应性抗体,突破常规生理pH筛选高亲和力抗体的局限性,并提升优质候选分子的筛选效率,为开发临床转化潜力更高的实体瘤治疗性抗体提供新策略。 展开更多
关键词 肿瘤微环境 抗体筛选 pH梯度 BIACORE
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全基因组光学图谱技术在血液系统疾病中的应用
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作者 徐耀 陈莹 《中国医药生物技术》 2026年第3期202-208,共7页
基因组结构变异(SVs)在推动血液系统疾病演变方面起着关键作用。全基因组光学图谱技术(OGM)作为一种高通量单分子水平的基因组图谱技术,可以在一次检测中同时揭示基因组SVs和拷贝数变异。本综述旨在系统性介绍OGM的原理及性能,着重于OG... 基因组结构变异(SVs)在推动血液系统疾病演变方面起着关键作用。全基因组光学图谱技术(OGM)作为一种高通量单分子水平的基因组图谱技术,可以在一次检测中同时揭示基因组SVs和拷贝数变异。本综述旨在系统性介绍OGM的原理及性能,着重于OGM在各血液系统疾病中的运用及临床意义。 展开更多
关键词 全基因组光学图谱技术 血液系统疾病 基因组结构变异
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基于专利挖掘的作物CRISPR/Cas基因编辑技术竞争态势研究
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作者 贾倩 串丽敏 赵静娟 《中国生物工程杂志》 北大核心 2026年第1期118-132,共15页
CRISPR/Cas(clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR associate system)基因编辑技术作为生物育种新兴核心技术,是我国实现突破种源“卡脖子”困境的重要引擎。为了全面了解全球作物CRISPR/Cas基因编辑技术... CRISPR/Cas(clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR associate system)基因编辑技术作为生物育种新兴核心技术,是我国实现突破种源“卡脖子”困境的重要引擎。为了全面了解全球作物CRISPR/Cas基因编辑技术竞争格局,洞察我国技术发展差距,为我国制定基因编辑产业发展战略提供数据支撑与智库建议,通过专利计量分析从宏观视域梳理作物CRISPR/Cas基因编辑技术的地域布局、研发主体、技术分布等发展概况,采用社会网络分析和文本挖掘方法从技术网络、技术主题等细粒度视角对比分析我国与国际的技术发展差异,从数量和质量维度构建技术差距评估指标,明晰我国与国际的技术发展差距,剖析我国CRISPR/Cas基因编辑技术创新与产业化发展中存在的不足。结果表明,我国是作物CRISPR/Cas基因编辑技术第二大专利申请国,研发热度较高,技术保护倾向“重内轻外”,技术研发主体以高校或科研院所为主,技术成果转化和产业化应用不足;整体技术数量优势和技术质量优势均不显著,技术研发主要围绕CRISPR/Cas9技术开展,技术广度和技术交叉性不及美国,应用研究占比较高,CRISPR系统底层优化尚有差距。基于以上问题,提出我国CRISPR/Cas基因编辑技术创新与产业发展的建议。 展开更多
关键词 CRISPR/Cas基因编辑 专利 竞争态势 文本挖掘 社会网络分析
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电子传递受阻对肿瘤中嘧啶核苷酸从头合成的影响
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作者 廖礼铭 曾李洲 +1 位作者 姬亚朋 杨传真 《中国生物工程杂志》 北大核心 2026年第1期1-9,共9页
目的:探究电子传递链缺陷和乏氧等情况引起电子传递受阻时对肿瘤细胞内的嘧啶核苷酸从头合成的影响及其调控机制。方法:通过免疫荧光、细胞活力分析和蛋白质免疫印迹(Western blot)确定线粒体定位对二氢乳清酸脱氢酶(dihydroorotate deh... 目的:探究电子传递链缺陷和乏氧等情况引起电子传递受阻时对肿瘤细胞内的嘧啶核苷酸从头合成的影响及其调控机制。方法:通过免疫荧光、细胞活力分析和蛋白质免疫印迹(Western blot)确定线粒体定位对二氢乳清酸脱氢酶(dihydroorotate dehydrogenase,DHODH)催化产生嘧啶核苷酸的影响;通过细胞活力分析和Western blot分析嘧啶核苷酸对线粒体电子传递链组分缺陷的肿瘤细胞生长的影响;采用正常和乏氧(0.5%O2)条件培养不同的肿瘤细胞系,探究最终电子受体氧气匮乏时嘧啶核苷酸前体物质和嘧啶核苷酸的变化;通过Western blot和RNA测序检测嘧啶核苷酸合成受阻情况下肿瘤细胞内信号通路的改变。结果:DHODH催化产生嘧啶核苷酸依赖于其线粒体定位;嘧啶核苷酸对于复合体IV即细胞色素c氧化酶缺陷的肿瘤细胞生长是至关重要的;乏氧导致了多种肿瘤细胞系中嘧啶核苷酸前体物质的增加和嘧啶核苷酸的减少;嘧啶核苷酸的匮乏引起肿瘤细胞内的AMP依赖性蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)信号通路的激活。结论:嘧啶核苷酸的合成与肿瘤细胞内电子传递链和能量的产生相偶联,从而影响肿瘤细胞内AMPK信号通路和肿瘤细胞生长。 展开更多
关键词 嘧啶核苷酸 线粒体电子传递链 乏氧 AMP依赖的蛋白激酶
原文传递
重组Ⅱ型人源化胶原蛋白的分离与纯化工艺
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作者 孟子璇 石伟伟 +5 位作者 章麦菲 季磊 杜家富 张部昌 黄训端 吴杭 《生物学杂志》 北大核心 2026年第1期91-96,共6页
为建立重组Ⅱ型人源化胶原蛋白Ⅱ-23k的分离与纯化工艺,先通过对不同离子交换柱纯化效果的比较,确定层析柱类型;再考察发酵液的澄清过滤、浓缩换液、离子交换层析的纯化效果,建立Ⅱ-23k的分离与纯化工艺。结果表明,与Q强阴离子、SP强阳... 为建立重组Ⅱ型人源化胶原蛋白Ⅱ-23k的分离与纯化工艺,先通过对不同离子交换柱纯化效果的比较,确定层析柱类型;再考察发酵液的澄清过滤、浓缩换液、离子交换层析的纯化效果,建立Ⅱ-23k的分离与纯化工艺。结果表明,与Q强阴离子、SP强阳离子和CM弱阳离子交换柱相比,DEAE弱阴离子柱层析效果最佳,在缓冲液pH为7.0时,经DEAE柱流穿模式层析,得到的Ⅱ-23k纯度大于95%,回收率大于90%。采用切向流过滤(tangential flow filtration, TFF)的中空纤维微滤进行发酵液的澄清过滤、TFF平板膜包超滤进行浓缩换液、离子交换层析进行纯化,建立澄清过滤-浓缩换液-DEAE柱流穿-冻干的分离与纯化工艺,得到的Ⅱ-23k纯度约95%,无色素残留,浓缩换液的平均回收率约75%,DEAE柱流穿的平均回收率约78%,总回收率最高接近60%。研究建立了基于TFF和一步柱流穿模式层析的重组Ⅱ型人源化胶原蛋白分离与纯化工艺,为其放大生产及工业化制备提供参考。 展开更多
关键词 重组Ⅱ型人源化胶原蛋白 分离与纯化 离子交换层析 流穿模式 切向流过滤
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