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小鼠睡眠剥夺仪

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小鼠睡眠剥夺仪相关的资讯

  • 第十九个世界睡眠日来临 你的睡眠质量谁说了算
    p  今天,是第十九个世界睡眠日。有调查数据显示,超过3亿中国人有睡眠障碍,成年人失眠发生率高达38.2%,此外,6成以上90后觉得睡眠时间不足,6成以上青少年儿童睡眠时间不足8小时。/pp  如何判断是否“失眠”?/pp  根据中华医学会神经病学分会睡眠障碍学组制定的《中国成人失眠诊断与治疗指南》,对失眠的定义是“指患者对睡眠时间和(或)质量不满足并影响日间社会功能的一种主观体验”。其诊断标准之一就是:入睡困难,入睡时间超过30分钟。/pp  专业医生建议,可以通过3条标准来初步判断睡眠是否理想。/pp  一是睡眠的时机。从科学的角度来讲,晚上10点睡觉是最好的,过早或过晚睡都不科学。但现代人的工作和生活习惯有了很大改变,晚睡是一个普遍现象 二是睡眠的时长。通常,7个小时到8个小时是满足成年人生理需要的睡眠时长 三是睡醒后的感受。醒来后感觉神清气爽,那就证明睡好了。反之,醒来后感觉困倦、乏力、烦躁、不能集中精力、工作能力下降等,就说明没睡好。/pp  不得不说,以上三条均是较为主观的感受。当父母叨念你睡得过晚的时候,你是否总是想反驳“我12点睡也睡得很好”呢?那事实是否如此呢?可以让仪器帮我们监测一下。/pp  仪器仪表作为工业生产过程中监测、调节、控制的重要手段,同时也能在人们的生活中发挥更大的作用。通过对睡眠质量的监测,可以让我们更好的了解到自己的睡眠状况,也才能让睡眠变得更加高质量。/pp  据了解,早期使用率比较高的监测仪器是多导睡眠监测系统。例如,DNR多导睡眠监测系统就是采用先进的导纳技术,通过红外脑波密集扫描人体缺的生物电信号,同时利用EEG/ECG/EOG/EMG传感器、胸腹运动传感器、热敏气流传感器、血氧传感器、鼾声传感器、体位传感器等分别对EEG、ECG、EOG、EMG、胸腹式、鼾声等进行监测,再通过数据记录仪记录的各种数据来对人的睡眠状况来进行分析。/pp  多导监测系统使用到的多种仪器往往与身体是接触式的,随着各种技术的不断进步,检测仪器也有一大步的跨越。/pp  现在常见的睡眠监测设备有手环、以及非穿戴式的监测设备。非穿戴式的监测设备可以直接铺在床上,厚度仅2mm传感带,置于床单下,无痕融入睡眠生活,实现非接触无感监测。通过监测带上的传感软件可以记录入睡时长、睡眠时间、离床次数,深、中、浅睡眠各占的比列以及具体分布的时间段,量化睡眠情况 监测心跳、呼吸异常情况及问题出现的次数、时间点和时长,预警心血管、肾功能等可能的健康疾病。/pp  睡眠监测仪不仅仅可以了解你的睡眠情况,还可以起到一个参照点的作用,可以发现一些规律来对睡眠质量进行改善,比如今天加强了锻炼相对应的睡眠质量如何,睡眠监控的量化结果其实就是改善睡眠的一个参照点。通过对睡眠质量的监测,可以让我们更好的了解到自己的睡眠状况,也才能让睡眠变得更加高质量。/pp  市场的不断需求才能推动着技术的不断变革。监测仪器的不断发展也代表着人们对健康睡眠意识的不断提高。有业内人士推测,未来睡眠监测仪器会集成到手机中,那时将更便于我们了解自己的睡眠情况及时作出改善。/p
  • 婴儿睡眠用品输欧须安全测试 符合新标准
    据宁波检验检疫局WTO办公室消息,欧盟成员国近日通过了床垫、棉被、睡袋等婴幼儿睡眠用品的安全标准,并授权欧盟标准化机构监督新标的执行情况,此举将进一步提高婴幼儿睡眠用品的总体安全准则。  新标要求未来所有婴儿睡眠用品制造商除关注产品的舒适度外,必须全面关注产品的安全性、稳定性及卫生要求。安全性方面,如要求根据婴幼儿床的尺寸设计和生产床垫,防止床垫被轻易折卷,避免造成身体被卡和窒息等危险 要求婴儿睡袋、棉被、婴儿床保险杠上不能带有绳带、绳圈、小的可拆卸部件或锋利的棱角,防止婴幼儿被缠绕或其他伤害,并在产品使用说明书中明确标明产品可能造成的潜在安全隐患以及产品必须经受一切必要的安全测试。在卫生方面,则强调在产品说明书中标明产品不含某些有毒有害物质等卫生方面要求。  婴儿睡眠用品与儿童的皮肤长期直接接触,因此从面料,到被子、枕芯的填充材料是否安全环保显得格外重要,近年来屡屡出现的婴儿睡眠用品安全问题迫使各国对婴儿用品制造标准愈来愈严苛,而我国在婴儿睡眠用品方面,通常是美观性更重于常实用及安全性,对产品稳定性测试以及卫生方面的安全性欠缺细节的考虑,如棉被或毯子存在脱线状况,枕芯的填充材料存在有毒物质以及未在说明书中标示产品可能造成的危险等,安全性远远落后于欧盟最新出台的新标准,无疑将令相关产品出口难度加大,据悉,宁波地区输欧以毯子,包括毛毯、绣花毯、涤纶毯等为主,今年1-10月份上述产品出口贸易金额约2300万美元,比去年同期下降了27.90%。  业内人士称,发达国家对婴儿睡眠用品的要求更新速度较快,而我国又缺乏对上述产品安全性的权威标准,因此欧盟新规的施行将在一定程度上加大企业在安全检测等一系列方面的力度和投入,可能会令婴儿床垫、棉被、睡枕等婴儿睡眠用品出口企业的利润空间变窄。因此,相关企业亟需在产品的选材、设计以及产品检验等方面进行安全控制,确保产品的质量安全,建议首先是在设计上加以改进,要求婴儿床垫尺寸符合婴儿床的大小,去除婴儿睡眠用品中绳带、绳圈等过多过大装饰物,避免潜在的风险,其次在产品的材料选择上采用对婴儿健康有利的软质、透气性好,不含有毒有害物质的材料,再者严格控制生产工序、最终产品安全测试检验等关键环节,确保产品稳定性和安全性。最后,建议行业部门保持高度敏锐性,关注国外婴儿睡眠用品标准的更新变化,参照其具体要求进行生产,为产品的顺利出口创造条件。
  • 世界睡眠日“良好睡眠,健康之源”
    每年的3月21日是世界睡眠日世界卫生组织调查显示全球睡眠障碍率约为27%而中国的睡眠障碍率高达38%今年是第21个世界睡眠日设立的目的主要是为了引起人们对睡眠的高度重视提醒人们要时刻关注睡眠健康和睡眠质量今年的主题为“良好睡眠,健康之源”!有些人说我倒头就睡,睡得香、睡得好,碰到枕头就打鼾。其实,打鼾≠睡得香,常年累月的打鼾可能是得了病——“睡眠呼吸暂停低通气综合征”。而这类病中,数阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)最为严重。是否有更好的方法,安全性高,易操作,成本可控?普迈精医通过专家合作及多年研发,推出了创新的PMOSA造模方法及配套设备。
  • 岛津成像质谱显微镜应用专题丨多模式成像分析小鼠心肌梗塞
    简介作为一种成像技术,磁共振成像(MRI)广泛应用于日常临床诊疗中。为了在检查过程中增强对比度,可以使用几种不同的造影剂。由于五个或七个不成对电子具有出色的顺磁性,因此最常使用Fe3+、Mn2+或Gd3+。因游离形态的Gd3+具有毒性,此探针与氨基羧酸一起作为复合物给药。大多数钆造影剂(GBCA)是全身分布的,一些靶向特异性GBCA也正在研究中。图1 Gadofluorine P的结构Gadofluorine P是一种靶向造影剂,对富含胶原蛋白的细胞外基质(ECM)具有高亲和性,ECM在发生心肌梗塞(MI)时分泌。多模式生物成像技术能够可视化靶向造影剂的分布。使用激光剥蚀与电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)以高空间分辨率在元素水平上生成定量图像,而基质辅助激光解吸电离质谱(MALDI-MS)用于在分子水平上验证研究结果,提供更多分布信息,例如磷脂或血红素b的分布。材料和方法动物实验此项动物实验在明斯特大学医院临床放射学研究所Moritz Wildgruber教授的研究小组进行。使用诱导心肌梗塞六周的小鼠,注射照影剂Gadofluorine P后进行MRI检查。小鼠被处死后,取出心脏并快速冷冻。用冷冻切片机制备厚度为10μm的切片。标准品制备对于LA-ICP-MS分析,用明胶制备基体匹配标准品,用于外标 校正。明胶(10%w/w)添加9种不同浓度,范围为0至5000 μg/g Gd。另制备了厚度为10μm的标准品切片。样品制备对于MALDI-MS成像分析,将切片放置于氧化铟锡(ITO)涂层的载玻片上。先用升华法涂敷α-氰基-4-羟基肉桂酸(CHCA)至组织表面,然后用500μl水和50μl甲醇混合溶液喷雾于组织表面2.5分钟进行再结晶。分析条件对于LA-ICP-MS分析,使用Tygon管,将ICPMS-2030与激光剥蚀系统LSX-213 G2+(Teledyne CETAC)连接,此系统配有HelEX II池和波长为213nm的Nd-YAG激光。氦气用于剥蚀池的冲洗和传输。ICP-MS 2030配有镍采样锥和截取锥。在碰撞模式下,31P、57Fe、66Zn、158Gd和160Gd的积分时间为100ms条件下进行测量。每种标准品的标准曲线使用了10个浓度水平进行分析,并且同样的条件下分析了样品(表1)。表1 LA-ICP-MS的实验条件MALDI-MS分析使用了配有离子阱-飞行时间(IT-TOF)质谱分析仪iMScope TRIO。选择正离子模式,质量范围为m/z 700到1200。其他实验条件列于表2中。基质使用iMLayer升华20分钟。表2 MALDI-MS的实验条件结果LA-ICP-MS用基体匹配标准品进行的外标法定量分析结果显示,在高达5000μg/g的浓度范围内存在良好的线性关系,相关系数R2为0.997。采用15μm光斑尺寸时,基于158Gd的检测限(LOD)为43ng/g Gd,定量限(LOQ)为140ng/g Gd(根据Boumans[1]算出)。图2 小鼠心脏组织切片的H&E染色图2所示为连续切片的苏木精伊红染色结果,检测出心肌梗塞的区域(以黑线标出)。图3 两个连续切片的显微图像(a.和b.);经LA-ICP-MS测定的Gd定量分布(c.);Gadofluorine P的配体分布(d.);配体结构及理论峰值(青色条)、MALDI-MS测定峰值(黑线)(e.)图3所示为两个连续切片的显微图像(a.和b.)。使用LA-ICP-MS(c.),检测到健康心肌中Gd的均匀分布,平均浓度约为50μg/g。梗塞区的Gd浓度高两倍,约为110μg/g,最高值可达370μg/g。由于静脉注射造影剂的作用,心室中也存在较高浓度的Gd。这些分布可以通过MALDI-MS成像进行验证(d.)。该实验中,只能检测到Gadofluorine P的质子化配体,而不是完整的复合物(e.)。结果显示,主峰m/z 1168.39的质谱成像图与LA-ICP-MS检测的Gd分布具有良好的相关性。在心机梗塞和心室区发现了分子探针的最高强度,而健康心肌则显示出低而均匀的强度。结论 该应用表明,元素选择性(LA-ICP-MS)和分子选择性(MALDI-MS)成像技术的组合是可视化心机梗塞后小鼠心脏组织中靶向钆造影剂分布的有力工具。通过LA-ICP-MS技术实现了高空间分辨率和定量,并通过MALDI-MS在分子水平上验证了其分布。参考文献[1] P.W.J.M.Boumans, Spectrochimica Acta 1991, 46 B, 641-665.文献题目《Gadofluorine P多模式生物成像分析用于小鼠心肌梗塞研究》使用仪器岛津iMScope TRIO作者Rebecca Buchholz1、Fabian Lohofer2、Michael Sperling1,3、Moritz Wildgruber4、Uwe Karst11 明斯特大学无机和分析化学研究所 2 慕尼黑工业大学放射学研究所3 明斯特欧洲物种分析虚拟研究所(EVISA) 4 明斯特大学医院临床放射学研究所声明1、本文不提供文献原文。2、所引用文献仅供读者研究和学习参考,不得用于其他营利性活动。本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 2023年科学突破奖公布,奖励蛋白结构预测、睡眠机制以及量子信息领域
    “今天获奖的获奖者体现了基础科学的非凡力量,”尤里米尔纳说,“既揭示了宇宙的深刻真理,又改善了人类生活”。米尔纳是俄罗斯富商,是科学突破奖的创建者之一。“2023年科学突破奖”,主要奖励在蛋白结构预测、细胞组织机制以及量子信息领域做出开创性贡献的学者,他们将分享共计1575万美元的奖金。生命科学领域的三个突破性奖项被授予:克利福德布朗温(Clifford P. Brangwynne)和安东尼海曼(Anthony A. Hyman),以表彰他们发现了细胞组织的新机制;德米斯哈萨比斯(Demis Hassabis)和约翰乔普(John Jumper)开发AlphaFold,准确预测蛋白质的结构;以及伊曼纽尔米格诺特(Emmanuel Mignot)和柳泽正史(Masashi Yanagisawa )发现嗜睡症的原因。数学突破奖授予丹尼尔斯皮尔曼(Daniel A. Spielman),以表彰他在理论计算机科学和数学方面的多项发现。基础物理学突破奖由查尔斯贝内特(Charles H. Bennett),吉尔布拉萨德(Gilles Brassard),大卫多伊奇(David Deutsch)和彼得肖尔(Peter Shor),以表彰他们在量子信息方面的基础工作。早期职业科学家的重要贡献也得到了认可,6个物理和数学新视野奖,以及3个Maryam Mirzakhani新前沿奖,它发给了刚完成博士学位的女性数学家。“神经退行性疾病的突破、量子计算、人工智能解决蛋白质结构等等......”Google创始人谢尔盖布林表示,“这些都是令人难以置信的进步,值得庆祝”。“祝贺所有突破奖获得者,他们令人难以置信的发现将为科学发现铺平道路并刺激创新,”CZI联合创始人兼联合首席执行官Priscilla Chan和Mark Zuckerberg表示,“这些获奖者和早期职业科学家正在推动研究和科学的极限,我们很高兴能够表彰他们的成就”。如下分别介绍今年的诺奖者及获奖理由:2023年生命科学突破奖普林斯顿大学、霍华德休斯医学研究所克利福德布兰格温以及来自德国马克斯普朗克分子细胞生物学与遗传学研究所的安东尼海曼获奖理由:发现了由蛋白质和RNA相分离成无膜液滴介导的细胞组织基本机制。德米斯哈萨比斯(Demis Hassabis)和约翰乔普(John Jumper)获奖理由:开发了一种深度学习算法,该方法可快速准确地从其氨基酸序列中预测蛋白质的三维结构。伊曼纽尔米格诺特(Emmanuel Mignot)和柳泽正史(Masashi Yanagisawa )获奖理由:发现了嗜睡症是由一小群脑细胞的缺失引起的,这些脑细胞会释放促进觉醒物质,这为开发新的睡眠障碍治疗方法铺平了道路。022023年基础物理学突破奖2023年基础物理学突破奖获奖人为:IBM 托马斯沃森研究中心查尔斯贝内特、蒙特利尔大学吉尔布拉萨德、牛津大学大卫多伊奇以及麻省理工学院彼得肖尔。获奖理由:以表彰他们在量子信息方面的基础工作。032023年数学突破奖2023年数学突破奖获奖人为:耶鲁大学丹尼尔斯皮尔曼获奖理由:对理论计算机科学和数学的突破性贡献,包括对光谱图论、Kadison-Singer问题,数值线性代数的优化和编码理论。04科学突破奖简介科学突破奖(Breakthrough Prize) 创立于2012年,由俄罗斯亿万富翁尤里米尔纳夫妇、谷歌(google)联合创始人谢尔盖布林夫妇、阿里巴巴集团创建人马云和张瑛夫妇、脸书(Facebook)联合创始人马克扎克伯格夫妇、以及苹果公司董事长亚瑟莱文森等知名实业家共同设立,旨在表彰在生命科学、数学和基础物理学领域做出杰出贡献的人士。该奖项于2013年2月启动,下设“生命科学突破奖”、“基础物理学突破奖”和“数学突破奖”,并且面向年轻科学家设立“物理学新视野奖”、“数学新视野奖”和“青年挑战突破奖”,此外,2019年起开始设立“玛丽亚姆米尔扎哈尼新新前沿奖”(Maryam Mirzakhani New Frontiers Prize),颁发给在过去两年内获得博士学位并处于职业生涯早期的女数学家。科学突破奖的奖金十分丰厚,堪称科学界“第一巨奖”,并被誉为“科学界的奥斯卡”。其中,生命科学、基础物理学和数学突破奖三大奖项的获奖者,每人可获得300万美元奖金;新视野奖奖金为10万美元;“玛丽亚姆米尔扎哈尼新新前沿奖”的获奖者,可获得5万美元奖金。现在,科学突破奖由谢尔盖布林、马克扎克伯格夫妇、尤里米尔纳夫妇、基因技术公司23andMe联合创始人安妮沃西基、以及腾讯公司联合创始人马化腾赞助。科学突破奖近5年获奖情况2017年获奖情况:生命科学突破奖获得者:沙克生物学研究所、哈佛休夫医学研究所研究员乔安妮乔瑞(Joanne Chory);加州大学圣迭戈分校路德维希癌症研究所科研人员唐克利夫兰(Don W. Cleveland);日本京都大学科学研究院生物物理学教授森和俊(Kazutoshi Mori);牛津大学科研人员金内史密斯(Kim Nasmyth);加州大学旧金山分校彼得沃特(Peter Walter)。基础物理学突破奖获得者:由27名成员组成的WMAP实验团队,其中 5位获奖团队领导分别为:查尔斯贝内特(Charles L. Bennett), 美国约翰-霍普金斯大学物理&天文学系教授;美国天文学家和天体物理学家加里欣肖(Gary F. Hinshaw),来自不列颠哥伦比亚大学;美国物理学家和天体物理学家诺曼雅罗西克(Norman C. Jarosik ),来自普林斯顿大学;普林斯顿大学詹姆斯麦克唐纳物理学杰出大学教授莱曼佩吉(Lyman Alexander Page, Jr);美国理论天体物理学家,普林斯顿大学教授戴维斯佩格尔(David Nathaniel Spergel)。数学突破奖获得者:克里斯朵夫哈克(Christopher Hacon ),来自犹他大学;詹姆斯迈克凯南(James McKernan),来自加州大学圣迭戈分校。2018年获奖情况:生命科学突破奖获得者:哈佛大学科学家弗兰克本内特(Frank Bennett);美国科学家艾德里安科内纳尔(Adrian Krainer);麻省理工学院科学家安吉里卡阿蒙(Angelika Amon);哈佛大学华裔科学家庄小威(Xiaowei Zhuang);美国德州大学西南医学中心分子生物学教授陈志坚(Zhijian “James” Chen)。基础物理学突破奖获得者:宾夕法尼亚大学教授查尔斯凯恩(Charles Kane);宾夕法尼亚大学科学家尤金迈乐(Eugene Mele)。基础物理学特别突破奖:英国天文学家乔瑟琳贝尔(Jocelyn Bell Burnell )。数学突破奖获得者:法国国家科学研究中心和格勒诺布尔大学傅立叶研究所科学家文森特拉福格(Vincent Lafforgue)。 2019年获奖情况生命科学突破奖获得者:美国纽约洛克菲勒大学分子实验室、霍华德休斯医学研究所教授杰弗里M弗里德曼(Jeffrey M. Friedman);马克斯普朗克生物化学研究所研究人员F乌尔里希哈特尔(F. Ulrich Hartl);耶鲁医学院、霍华德休斯医学研究所科学家亚瑟L霍里奇(Arthur L. Horwich);加州旧金山大学生理学及分子生物学教授戴维朱利叶斯(David Julius);宾夕法尼亚大学研究人员弗吉尼娅曼仪李(Virginia Man-Yee Lee)。数学突破奖获得者:芝加哥大学的亚历克斯埃斯金(Alex Eskin)。 2020年获奖情况:生命科学突破奖获得者:华盛顿大学蛋白设计研究所和霍华德休斯医学院科研人员戴维贝克(David Baker);哈佛大学和霍华德休斯医学研究所科研人员凯瑟琳杜拉克(Catherine Dulac);香港中文大学医学院副院长卢煜明(Dennis Lo);美国国家卫生院理查德J尤尔(Richard J. Youle)。基础物理学突破奖获得者:华盛顿大学科研人员埃里克阿德尔贝格尔(Eric Adelberger)、詹斯冈拉克(Jens H.Gundlach)和布莱尼赫克尔(Blayne Heckel)。数学突破奖获得者:帝国理工学院科研人员马丁海尔(Martin Hairer)。 2021年获奖情况:生命科学突破奖获得者:斯克里普斯研究所科学家杰弗里W凯利(Jeffery W. Kelly);宾夕法尼亚大学科学家卡塔林考里科(Katalin Karikó)和德鲁韦斯曼(Drew Weissman);剑桥大学科学家尚卡尔巴拉苏布拉尼亚安(Shankar Balasubramanian)、戴维克勒纳曼(David Klenerman);生物技术公司AlphanososCEO帕斯卡尔迈耶(Pascal Mayer)。基础物理学突破奖获得者:日本东京大学科学家香取秀俊(Hidetoshi Katori);中国科学院外籍院士叶军(RIKEN Jun Ye)。数学突破奖获得者:日本京都大学数学家望月拓郎(Takuro Mochizuki)。华裔科学家获奖情况自科学突破奖2013年2月正式启动以来,获得过“生命科学突破奖”、“基础物理学突破奖”和“数学突破奖”三大奖项的华裔科学家共有8位,分别为:美国加州大学洛杉矶分校澳籍华裔数学家陶哲轩,2015年数学突破奖获得者,表彰其对调和分析、组合数学、偏微分方程和解析数论做出的诸多贡献。美国加州大学洛杉矶分校澳籍华裔数学家陶哲轩美国国家科学院院士、美国德克萨斯大学西南医学中心分子生物学教授陈志坚,2019年生命科学突破奖获得者,表彰其发现负责感应胞质溶胶内DNA的环鸟苷酸-腺苷酸合成酶(cGAS),了解DNA在细胞中如何激发先天免疫系统。美国国家科学院院士、美国德克萨斯大学西南医学中心分子生物学教授陈志坚中国科学院外籍院士、哈佛大学化学与化学生物、物理学双聘教授庄小威,2019年生命科学突破奖获得者,表彰其发明随机光学重建显微法(Stochastic optical reconstruction microscopy或STORM),超高分辨率显微镜之一。中国科学院外籍院士、哈佛大学化学与化学生物、物理学双聘教授庄小威中国科学院院士、实验高能物理学家王贻芳、加州大学伯克利分校教授、香港大学教授陆锦标及大亚湾核反应堆中微子实验团队,2016年基础物理学突破奖获得者,表彰他们发现和探究中微子振荡,揭开超越标准模型的物理学新领域。中国科学院院士、实验高能物理学家王贻芳加州大学伯克利分校教授、香港大学教授陆锦标美国宾夕法尼亚大学科学家李文渝,2020年生命科学突破奖获得者,表彰其发现TDP43积聚会引致额颞叶痴呆症和肌萎缩性脊髓侧索硬化症,以及α-突触核蛋白在不同细胞中拥有不同形态,且会导致帕金森症和多发性系统萎缩症。美国宾夕法尼亚大学科学家李文渝美国国家科学院院士、中国科学院外籍院士、物理学家叶军,2022年基础物理学奖获得者,表彰其发明超精密的原子钟光晶格钟。美国国家科学院院士、中国科学院外籍院士、物理学家叶军美国国家科学院外籍院士、香港中文大学医学院副院长、分子生物学临床应用专家卢煜明,2021年生命科学突破奖获得者,致力于研究人体内血浆的DNA和RNA,被誉为无创DNA产前检测的奠基人。美国国家科学院外籍院士、香港中文大学医学院副院长、分子生物学临床应用专家卢煜明参考资料1.维基百科. https://zh.wikipedia.org/wiki/Wikipedia2.Breakthrough Prize: About3. https://breakthroughprize.org/News4. 刚刚!2022科学突破奖公布,两位mRNA技术先驱与其他23名学者分享1575万美元奖金.深究科学
  • 小鼠原代海马神经元细胞的分离培养方法!
    小鼠原代海马神经元细胞的分离培养方法!海马体主要负责记忆和学习,日常生活中的短期记忆都储存在海马体中。神经元是构成神经系统结构和功能的基本单位。神经元具有长突起,由细胞体和细胞突起构成。小鼠海马神经元细胞的组织来源于实验小鼠的正常脑组织,因为海马神经元细胞类似于干细胞属于高分度分化的细胞特性,具有不能传代,不能增殖等特点,所有收到细胞后尽快使用。为了更好的服务于广大科研工作者,百欧博伟生物技术人员特提供了海马神经元细胞分离培养方法,技术因人而异仅供参考:1、试验所需仪器设备及试剂(1)仪器生物安全柜CO2细胞培养箱荧光倒置显微镜高速冷冻离心机电热恒温鼓风干燥箱(2)试剂耗材T25细胞培养瓶血球计数板细胞培养孔板红细胞裂解液神经元完全培养基0.25%胰蛋白酶(含0.02%EDTA)多聚甲醛(PFA)DAPITriton X-100山羊血清NSEGoat anti-Rabbit lgG(H+L)Cross-Adsorbed Secondary antibody,Alexa Fluor 594Fluoromount-G荧光封片剂2、分离培养方法1) 取1-10 d的新生小鼠。用75%的乙醇浸泡,2) 在冰浴的PBS中分离海马,PBS洗涤3次,剪碎,3) 用0.25% Trypsin + 0.1% Ⅰ型胶原酶37℃水浴振荡消化30min,4) 用FBS终止消化,轻轻吹打,5) 过100 μm 滤网,6) 收集滤液,300 g离心5 min,7) 用完全培养基重悬沉淀,铺瓶。3、免疫荧光3.1.实验步骤(1)细胞爬片取3片玻璃片于24孔板中,每孔加入培养基1mL,加入细胞0.02million个/孔。置培养箱2h或过夜。(2)固定细胞爬片后,吸出培养基,用PBS洗1遍,加入4% PFA于4℃固定30min。用PBS洗3×5min/次。也可最后一次不吸出PBS,放4℃过夜。(3)破膜封闭将玻片除去水分,置于培养皿支撑物上,玻璃片封闭液配置:0.5% Trition X-100与PBS 1:1混合,再加10% 血清,取50uL破膜封闭液滴于防水膜上,将玻片上有细胞的一面盖上2h。(4)一抗孵育一抗配制:抗体与PBS 1:100(200)稀释破膜封闭后,取50uL一抗于防水膜上(湿盒中),将玻片(有细胞的一面)盖上置于4℃(最多可放置一周)(5)二抗孵育室温避光孵育二抗(二抗:PBS=1:500)2h后,PBS洗3×5min/次,染DAPI(DAPI:PBS=1:1000)5min,PBS洗3×5min/次。(6)包埋玻片上各滴1滴Fluoromount-G,将有细胞的一面盖上。鉴定细胞为P1代细胞3.2.检测结果(1)细胞免疫荧光鉴定照片阴性100X-DAPINSE100X-DAPI(2)检验基本情况:经免疫荧光鉴定,该细胞纯度达到90%以上。除了上述的细胞分离方法以外,百欧博伟还有很多关于其他细胞的分离方法,想要学习的小伙伴可以来百欧博伟进行现场学习,如果想要其他原代分离培养方法,可打电话或咨询相关技术人员哦。
  • 中科院智能所研发水面机器人 实现水质立体断面原位检测
    p  日前,从中科院合肥研究院获悉,中科院合肥研究院智能研究所“973”首席科学家刘锦淮研究员课题组研发出“风光互补”自主式水面机器人。这款水面自动清洁机器人由水面漂浮物自动回收装置和水面机器人组成,类似于家庭清洁机器人,主要应用于各种海洋、湖泊、河道、滩涂及景区内的湖泊、池塘的固体垃圾、浮萍等清理,以及危险区域进行远程作业,提高安全性和高效性。/pp style="text-align: center " img width="250" height="333" title="风光互补水面机器人.JPG" style="width: 250px height: 333px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201512/insimg/0c277c09-0e58-48a5-9415-05a96aee0ab2.jpg" border="0" vspace="0" hspace="0"/ img width="250" height="250" title="02.png" style="width: 250px height: 250px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201512/insimg/7fcca8d7-72b0-4a3b-bb84-7059f2ebb0ab.jpg" border="0" vspace="0" hspace="0"//pp style="text-align: center "strong风光互补水面机器人通用平台/strong/pp  据介绍,该水面机器人相对于现有水面无人船具有独特优势:动力来源于大容量电池、风力和太阳能发电混合电源系统,解决了水面机器人长时间持续巡航的动力问题 采用视觉和雷达双模目标识别方法,在此基础上自主开发了水面目标的路径优化和自主壁障等智能算法,解决了水面机器人的全局路径规划和局部实时避障问题 融合了多模导航系统、三维电子罗盘、驱动器自动调速控制技术、高带宽无线数据实时传输技术以及人工智能等技术,解决了水面目标自动控制问题 /pp  此外,该项目研究成果以水面机器人为通用平台,可搭建多种自主研制的具有行业领先水平的水质监测仪器并小型化后集成到水面机器人平台之中,形成水质监测移动实验室,取代目前常用的水质固定监测站或者监测浮标,实现任意水域、全天候、原位和低成本水质监测与预警。/pp  据相关科研人员介绍,国内现有的水面机器人水质检测与采样技术一般只能在线检测常规的水质五参数指标,很难全面的检测水中有机物、营养盐和重金属,只能采取把水样采集好后再到实验室去检测,因此无法实现水中重金属等重要污染物的原位和实时检测。另外,现有技术一般只能检测水域的浅层水,无法检测水域中不同深度层面的水质立体断面污染分布状况。本项目以水面机器人为平台,结合研制的新型小型化重金属检测仪器、不同深度水质自动采样装置以及水质原位在线检测装置,实现了水质立体断面的原位和实时检测与污染状态分析。/pp  目前,中科院合肥研究院智能所已形成样机,并正积极推进产业化进程。br//p
  • 岛津微焦点X射线CT助力动物实验-小鼠股骨CT观察
    现在的研究中经常需要动物实验提供数据支持,这些研究包括对骨病的研究、药物管理评价和代谢中的脂肪测量等。实验对象的动物有大、小鼠和兔子等。 X射线CT系统通常用于观察和分析小动物的骨骼,人类或小动物的牙齿。对小动物的观察包括活体动物的CT成像,猝死动物整体或切除部位的体外CT成像。 本案例介绍了利用inspeXio SMX-100CT Plus采集的小鼠股骨CT图像(体外)数据以及其三维解析结果。 图1. 岛津微焦点X射线CT inspeXio SMX-100CT Plus 对小鼠股骨的观察 使用inspeXio SMX-100CT Plus微焦点X射线CT系统(图1)进行数据采集。该设备采用密封式微焦点X射线发生源,最大输出电压为100 kV,图像亮度高,可对树脂、药物、骨骼等软材料在高放大倍数下进行三维观察。图2为小鼠股骨。红色矩形框部分是股骨,红色矩形框右侧的是胫骨。图3显示了小鼠股骨的原理图。股骨由近端、股骨本身和远端三部分组成。近端肢体与臀部骨共同构成髋关节。远端肢体与胫骨共同构成膝关节。本标本观察是股骨远端离体成像的一例。图2.小鼠股骨照片 图3 小鼠股骨的原理图 图4为骨骺的横断面图像,图5为骺端和干骺端横断面图像,图6为干骺端的横断面图像。在干骺端横断面上,圆形骨区为皮质骨,内部网状区为骨小梁。使用inspeXioSMX-100CT进行锥束扫描,一次即可获得区域内所有的横断面图像,还可以连续进行图像观察。 图4骨骺的CT图像图5骺端和干骺端的CT图像图6 干骺端CT图像 图7为MPR(多平面重构)图像,MPR显示的是在虚拟空间中堆叠的多个CT图像。 图7 小鼠股骨MPR图像 图8 小鼠股骨的三维图像 小鼠股骨分析 使用X射线CT获取图像,不仅可以进行横断面和三维观察,而且可以单独提取感兴趣区域进行观察,并测量骨的厚度。 图9 小鼠股骨三维图像 图10~14显示小鼠股骨皮质骨、骨小梁及皮质骨内血管的扫描结果,图像处理为某软件公司的TRI/3D-Bon骨结构分析软件。 图10 白色:皮质骨和骨小梁红色:皮质骨中的血管绿色:生长板软骨 图11 白色:骨小梁红色:皮质骨中的血管绿色:生长板软骨 图10、11中白色为皮质骨和骨小梁、红色部分为皮质骨中的血管、绿色部分为生长板软骨,图10中皮质骨在外观上是半透明的。 图12 骨小梁和生长板软骨图13 提取的生长板软骨图14 皮质骨和骨小梁厚度的测量 图13是提取的成长板软骨。图14是对提取的皮质骨和骨小梁测量出的厚度结果,从外观上使用不同颜色标示出各不相同的薄、厚部分。 结论 使用inspeXio SMX-100CT Plus不仅可以对小鼠股骨结构进行三维观察,而且可以通过其它分析软件提取感兴趣区域,并测量、评价皮质骨和骨小梁的厚度。 另外,针对专用软件(例如TRI/3 DBON),可利用BMD模型(骨矿定量) 将影像数据的亮度值转换为CT值,分离出皮质骨和骨小梁,获得皮质骨和骨小梁各自的BMD值。因此,在骨成像后,用BMD模型代替骨成像来建立分析曲线是可行的。(此应用只可针对特定第三方软件进行。)
  • 转化医学系列|人源化模式小鼠在肿瘤免疫药物研究中的应用
    肿瘤免疫疗法是当前肿瘤治疗领域中最具前景的研究方向之一,已发展成为继手术、化疗和放疗之后的第四种肿瘤治疗模式。肿瘤免疫学治疗的方法种类繁多,目前各大医药研发企业的关注焦点主要包括:免疫检查点抗体药物,CAR-T疗法,溶瘤病毒等等,但新型的免疫疗法如何进行可靠有效的临床前效果评估,是推进肿瘤免疫疗法的一关键节点。百奥赛图自主研发了一系列免疫检查点人源化小鼠,为免疫检查点抗体药物筛选提供了可靠的体内药效模型,此外基于重度免疫缺陷B-NDG小鼠建立的免疫系统人源化小鼠模型也为药物验证提供了更多的选择。本期转化医学系列webinar邀请到的是百奥赛图药理药效事业部总监郭雅南博士,郭博士将给大家介绍:1. 免疫检查点抗体单用或联用在体内药效筛选的策略2. 利用免疫重建小鼠和B-hCD3e人源化小鼠进行双特异性抗体的体内药效评估与毒性检测3. 利用重度免疫缺陷小鼠B-NDG小鼠对CAR-T药物进行体内药效评估与毒性检测转化医学系列网络讲座第五期讲座题目:人源化模式小鼠在肿瘤免疫药物研究中的应用讲座时间:7月25日下午14:00-15:00主讲人:郭雅南 博士(百奥赛图)讲座形式:网络讲座,手机或PC即可参与(会议链接和如下报名链接相同)即刻报名扫描下方二维码主讲人简介郭雅南 博士百奥赛图 药理药效事业部总监清华大学生物科学与技术系本科;美国罗切斯特大学神经生物学/药理学博士学位;2009-2013年,在哈佛大学医学院伯明翰妇女医院转化医学系从事博士后研究工作;2014年回国,担任百奥赛图基因生物技术有限公司研发部副总监。拥有10多年癌症生物学和神经生物学的研究经验,现担任药理药效事业部总监。更多转化医学系列网络讲座安排,具体时间以珀金埃尔默微信推送时间为准。敬请关注!主题预计时间高内涵筛选助力个性化癌症医疗8月小分子激酶抑制剂研究最新进展9/19/2019使用Alpha技术研究RNA甲基化“橡皮擦” (ALKBH5)10/24/2019研究蛋白相互作用就是这么简单11/7/2019细胞成像分析前沿应用案例心得分享11/28/2019原来药物研发还可以这样做——基于表型筛选的药物研发11月小动物活体成像技术助力脑靶向载体的研究12/19/2019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
  • 城市黑臭水体治理大幕开启 5千亿蓝海浮出水面
    继“水十条”后,黑臭水体治理近日再次成为亲民的环保话题。日前,由住房城乡建设部会同相关部门组织制订的《城市黑臭水体整治工作指南》正式公布,将建立全国城市黑臭水体整治监管平台。结合“水十条”目标,管网新建改造、污水厂改扩建升级、雨水初期污染和其他面源治理、海绵城市、畜禽养殖治理等与黑臭水体有关的投资均考虑在内的话,未来几年内全国各城市投入资金需求将不少于5000亿元,黑臭水体治理市场空间广阔。   城市黑臭水体治理大幕开启 5千亿蓝海浮出水面    全国城市黑臭水体整治监管平台有望建立    黑臭水体治理近日在业内再次掀起了巨浪。据9月11日住建部消息,由住房城乡建设部会同相关部门组织制订的《城市黑臭水体整治工作指南》(以下称,《指南》)日前正式公布,自此,住房城乡建设部将会同环境保护部等部门,建立全国城市黑臭水体整治监管平台,定期发布有关信息,接受社会监督,接受公众举报。    “这是国家层面首次制定包括排查、识别、整治、效果评估与考核在内的城市黑臭水体整治长效机制。住房城乡建设部还将会同环保部等部门建立全国黑臭水体整治监管平台,定期发布信息,接受公众举报。”住房城乡建设部城建司副司长章林伟说。    2015年以来,国家治理水污染的决心和力度进一步增强,令人振奋。上半年,国务院颁布实施《水污染防治行动计划》(“水十条”)明确城市人民政府是整治黑臭水体的责任主体,对黑臭水体治理也作了重点提及。    “水十条”提出,2017年底前,直辖市、省会城市、计划单列市建成区基本消除黑臭水体;2020年底前,地级以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内;到2030年,全国城市建成区黑臭水体总体得到消除。    黑臭水体治理力度不断加强    黑臭水体是工业化、城镇化的副产品。环境保护部科技标准司司长熊跃辉此前接受《环境保护》杂志记者采访时表示,在条件尚未成熟的背景下加速城镇化,大量生活与工业废水直接排入水体,水体吸纳的污染量超过自身自净能力;迅速的城镇化在产生大量污染物的同时,也加速了水生态功能碎片化。与此同时,一些原有的自然水系尤其是小水系遭到空前毁灭性的破坏甚至消失,不利的水动力条件造成水体不流动,加上污染物增多,水体功能丧失,本应流水的河流异化成流污。另外,地势平坦的地区,即使水生态系统没有碎片化,但由于没有落差水流缓慢,河道底部也容易形成污泥淤积。    “‘水十条’目标任务难度最大的是城镇黑臭水体的治理。”环境保护部环境规划院副院长吴舜泽此前如上表述。黑臭水体作为工业化、城镇化的产物,在“水十条”发布继续发酵,后成为亲民的环保话题。    在条件尚未成熟的背景下加速城镇化,大量生活与工业废水直接排入水体,水体吸纳的污染量超过自身自净能力。迅速的城镇化在产生大量污染物的同时,也加速了水生态功能碎片化。一些原有的自然水系尤其是小水系遭到空前毁灭性的破坏甚至消失,不利的水动力条件造成水体不流动,加上污染物增多,水体功能丧失,本应流水的河流异化成流污。另外,地势平坦的地区,即使水生态系统没有碎片化,但由于没有落差水流缓慢,河道底部也容易形成污泥淤积。    鼓励采取PPP,攻克黑臭水体难题    相较于之前颁布的“水十条”,这次颁布指南中,包括城市黑臭水体的排查与识别,整治方案的制定以及与实施效果评估与考核长效机制建立和政策保障得内容。住建部要求各地要加快部署城市黑臭水体整治工作,加快排查,地级及以上城市,今年底要向社会公布本地区的黑臭水体整治计划,并且要接受社会的监督,同时住建部等部门将建立全国城市黑臭水体整治监管平台。    治理黑臭水是加强生态环保、推荐环境治理工作有序进行的重要举措。然而,城市黑臭水体的整治并非易事。    “城市黑臭水体整治工作系统性强,工作涉及面广。黑臭水体的消除,需要构建完善的城市水系统和区域健康水循环体系,从根本上改善和修复城市水生态。”中国工程院院士张杰近日表示。    既然是持续性工程,资金需求量大,“钱从哪儿来”就是大问题。过去,治理工程建设与后期运维环节被人为切分开,负责整治工程的不管运维,负责运维的决定不了选用什么技术路线,项目全寿命期的成本和效果缺乏一个系统的管理者,这给城市水体整治出了大难题。    5千亿元黑臭水体治理蓝海“浮出水面”    此次《指南》要求,地方政府明确水体日常养护和水质长效保持经费来源,并将政府承担的有关费用纳入地方财政预算管理;鼓励采取政府购买服务、政府和社会资本合作(PPP)等方式实施城市黑臭水体整治和后期养护。    “社会资本参与城市黑臭水体的治理,不仅可以解决政府短期集中投入资金短缺的问题,还可以将环境治理的工程,转换成一个按效果付费的易于管理的合同。”参与广西南宁那考河治理项目的上海济邦投资咨询有限公司总经理张燎说。    黑臭水体治理拥有广阔的市场前景已渐渐成为环保圈内的共识。在“水十条”发布不久后,业内算了一笔账,我国地级市及其建成区以1000估计,每个区平均20条中小河道,每条河道平均2000万投入计,到2020年全国黑臭水体治理市场规模约为4000亿。    结合近日的相关政策法规,E2O研究院初步预测,将管网新建改造、污水厂改扩建升级、雨水初期污染和其他面源治理、海绵城市、畜禽养殖治理等与黑臭水体有关的投资均考虑在内的话,未来几年内全国各城市投入资金需求将不少于5000亿元,黑臭水体治理市场空间广阔。  素材来源:人民日报、中国广播网、E2O来源:环保在线
  • 杨扬/韩华团队成功开发小鼠听觉皮层亚细胞结构的三维电镜重构算法
    2022年8月,上海科技大学生命科学与技术学院杨扬团队与中国科学院自动化研究所韩华团队合作,在Cell Press细胞出版社期刊Cell Reports上以长文形式发表了题为“Fear memory-associated synaptic and mitochondrial changes revealed by deep learning-based processing of electron microscopy data”的研究论文,该研究通过对恐惧学习小鼠听觉皮层突触的三维电镜重建和大规模比较分析,探究了小鼠听觉皮层中与恐惧记忆相关的神经元突触等亚细胞结构的变化情况,并用模型分析方法揭示了突触连接模式变化引起的信息存储容量的大幅提升。中国科学院自动化研究所刘静助理研究员、上海科技大学生命科学与技术学院漆俊倩博士、中国科学院自动化研究所陈曦研究员和李贞辰博士生为本文的共同第一作者,杨扬研究员、韩华研究员、谢启伟教授为本文的共同通讯作者。大脑中的神经网络由神经元通过复杂的突触连接构成,神经元编码、处理和存储信息从根本上依赖于突触的连接模式以及在此基础之上的协调活动,解析突触的连接模式对理解大脑的结构与功能至关重要。在哺乳类动物大脑中,除了由单个轴突小结(axonal bouton)与单个树突棘(dendritic spine)形成的1-1型连接,即单位点突触连接外,大脑中的突触连接模式还包括由单个轴突小结与多个树突棘形成的1-N型连接,或多个轴突小结与单个树突棘的N-1型连接,统称为多位点突触(multiple-contact synapses,MCS)。此前,已有很多研究通过光学显微镜发现学习记忆可以改变突触的组织结构,由于突触间隙宽度仅有几十纳米(低于一般光学显微镜的衍射极限),因此在光学显微镜下观察突触结构的精细变化非常困难。与此同时,突触三维结构的光学数据获取和分析高度依赖于人工,更是极大限制了突触结构的重建数量和分析规模。为探究学习记忆如何促进突触多位点连接模式的形成及效果,本项研究以经典的听觉条件恐惧学习(auditory fear conditioning)为范式设置了实验组和对照组,基于大规模序列电子显微镜成像技术和深度学习识别模型,实现了电镜图像中多种亚细胞三维结构的自动提取,重构了小鼠听觉皮层135,000个线粒体和160,000个突触。实验组和对照组的大规模对比分析表明,尽管恐惧学习训练没有改变突触的空间密度与空间分布,却特异性地增加了1-N型突触的比例。进一步分析发现,绝大多数1-N型突触中的树突棘来自不同树突主干,并且这种多树突1-N型突触在神经元网络中能够起到信号广播的作用。为了进一步分析多树突1-N型突触的信息编码能力,本项研究建立了基于香农信息熵来计算突触信息存储容量(information storage capacity,ISC)的组合数学模型。在无新增突触的静态网络和包含新增突触的可塑性动态网络两种条件下,分别计算了引入多树突1-N型突触的ISC增量。在静态网络中,引入此类突触只是略微增加了ISC容量,而在动态可塑性网络中,此类突触将信息存储容量显著提高了50%。综上,基于序列电子显微镜成像技术和深度学习计算方法,研究者开发了小鼠听觉皮层亚细胞结构的三维电镜重构算法,自动重建精度可以满足大规模分析的精度需求,有效地节省了人工校验时间消耗,极大提高了分析效率。大规模电镜重构和对比分析结果在亚细胞水平揭示了学习记忆对大脑皮层突触、线粒体的组织结构和连接模式的影响,为类脑计算仿生模型的精确建模提供了结构基础和启发依据。图:(上左)听觉条件恐惧学习的对照组和实验组。(上右)轴突小结与树突棘替换或增加的示意图。(中左)不同突触连接模式的电镜图像及三维重构结果。1-N型突触由单个轴突小结与多个树突棘形成,N-1型突触由多个轴突小结与单个树突棘形成。(中右)不同突触连接模式示意图。绿色:树突;蓝色:轴突。(下左)密集重构揭示绝大多数1-N型突触中的树突棘来自不同树突主干。(下右)无新增突触的静态网络和包含新增突触的可塑性动态网络。该研究获得了国家科技创新2030重大项目、中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金、北京市科技计划的经费支持。作者专访Cell Press细胞出版社公众号特别邀请杨扬研究员、刘静博士和韩华研究员代表研究团队接受了专访,请他们为大家进一步详细解读。CellPress:过去也有基于电镜图像重构来探究突触和线粒体的研究报道,有的还完成了更大规模的密集重构。本文的方法和思路与过去的研究有何不同?杨扬研究员:电镜图像的密集重构对运算量的要求很高,工作量极大。而本文所使用的方法可以在不做密集重构的前提下,选择性识别和分割出研究者感兴趣的亚细胞结构,如本文关注的突触、线粒体,也可以推广到其他有特殊结构的细胞器。已有的突触或线粒体的自动重构算法多是像素或体素分割模型,也就是将图像中的像素或体素分类成前景或者背景。本文所使用的region-based卷积神经网络是一种实例分割网络,可端到端的完成目标实例的检测和分割。另外,针对强各向异性的序列电镜数据,本文提出一种2D到3D的重构方法,首先在2D上识别和分割亚细胞结构,随后应用3D连接算法完成3D的重构。这种方式可有效避免直接应用3D卷积神经网络带来的目标尺度在特征空间和图像空间不一致的问题。CellPress:多位点突触是一个新的概念吗?本文对此类突触的研究有何特别之处?杨扬研究员:一个突触前轴突小结与多个突触后树突棘形成的1-N多位点突触,和多个突触前轴突小结与一个突触后树突棘形成的N-1多位点突触,在过去的文献中都有过报道。但限于电镜图像人工识别的效率,过去的工作未能对这种特殊突触进行大规模的定量研究。本文通过基于机器学习的自动识别与重构算法实现了这一突破。此外,连接同一个多位点突触中的多个树突棘是来自同一根树突还是不同树突,代表了两种不同的神经元连接方式:前者仍是1对1的神经元连接,后者则是1个神经元对多个神经元的信息广播。本文通过密集重构,首次对这两类多位点突触进行了区分和定量,并发现后者在大脑皮层中,特别是学习之后占据了绝大多数,提示这种连接可能表征了大脑中突触层面的记忆痕迹。CellPress:人工智能算法在这个研究中发挥着怎样的作用?刘静博士、韩华研究员:近年来,人工智能算法已经深入应用到生命科学领域,加速甚至革新了生物学的研究进程。在连接组(Connectomics)领域,面对海量的高分辨电镜数据,借助人工智能算法绘制神经元的线路图是一个必不可少的环节。在本文中,我们设计了一套深度学习算法工具集,可以自动识别序列电镜图像中神经元、突触以及线粒体并恢复其三维形态。深度学习算法的应用大大提高了识别效率,将人从大量冗余复杂的标注工作中解放出来,加速了研究进程。CellPress:可否用简要的语言解释文中所提及的突触连接静态网络和动态网络,两者最核心的区别是什么?具有何种生物学意义?刘静博士、韩华研究员:突触连接网络是指根据神经元的几何拓扑特征来模拟突触连接模式的一种建模方式。其中,静态模型中仅考虑稳定的突触连接,假设没有新突触的形成或旧突触的消亡,本文使用信息熵定义静态网络的信息存储容量。而动态模型则将突触可塑性引入到网络中,允许新突触的形成,本文使用信息熵的增益表示新突触形成带来的信息存储容量的增加。动态模型通过模拟突触可塑性,与真实的大脑神经网络更为相似。CellPress:您认为该项研究对类脑计算有什么启发吗?刘静博士、韩华研究员:类脑智能(Brain-inspired Intelligence)本身就是通过模仿和借鉴人类神经系统的工作原理以构建新型的计算结构和智能形态。然而,目前人对大脑的生理机制还知之甚少。类脑研究的第一步就是要理解大脑,突触作为神经元连接的桥梁,是大脑中最重要的结构之一。突触的可塑性(synaptic plasticity)被认为与长时程记忆(long-term memory)有关。本文通过恐惧学习实验范式和电镜成像技术,发现了恐惧记忆能促进小鼠听觉皮层中一种特殊的1-N突触连接模式的形成,且这种连接模式大大增强了局部环路的信息编码能力。本研究中发现的这种局部神经环路信息传递模式或许能够作为一种记忆存储模块启发新型的类脑计算模型。作者介绍谢启伟教授谢启伟,北京工业大学现代制造业基地教授研究兴趣、领域:数据挖掘、图像处理和复杂系统智能;应用图像处理、机器学习和深度学习等方法研究基于电镜数据的神经元重建,集中于神经元电镜图像的前处理、超体素分割、图融合后处理等方法的研究,为神经科学提供有力工具,期待从脑的结构中挖掘出智能的本源。韩华研究员韩华,中国科学院自动化所研究员研究兴趣、领域:高通量显微成像技术产生海量影像数据,如何重构数据、分析数据、可视数据等已成为脑科学与类脑研究领域的重大挑战。我们致力于建立我国微观脑图谱的高通量技术体系和自主可控技术平台,持续突破大体块神经组织样品制备、长时程超薄切片连续收集、高通量扫描电镜三维成像、高精度神经结构三维重建等关键技术,开展多个百TB规模的微观脑图谱绘制工程,为构建类脑计算仿真提供生物真实网络和仿生建模依据。杨扬研究员杨扬,上海科技大学生命科学与技术学院助理教授、研究员研究兴趣、领域:以条件恐惧学习和增强式学习为行为范式,使用在体双光子成像、双光子全息光遗传、电镜、电生理等技术,研究与学习记忆相关的神经环路活动性和可塑性,及神经调制系统在其中所起的作用。
  • 保健品多暗含药物 “睡美宁”为何被叫停
    “求购睡美宁”、“09新品买2送1”……在网上,赚足了失眠者人气的“睡美宁TM”近日在全国各地市场被叫停。  这种自称“治疗失眠、抑郁疗效显著”的胶囊在宣传中称,“轻度失眠者,晚饭后只需一粒,入睡快,做梦少,一觉到天亮” “严重失眠者,睡眠少于3小时,晚饭后4粒,即可入睡” “服2~3疗程因失眠引起的眼花耳鸣、烦躁、萎靡不振、面色无光、记忆力差等症状消失”。不仅如此,该产品“安全无副作用,无依赖性,不含激素及安定成分”。  然而,国家食品药品监督管理局对标示为陕西华纳兄弟生物药业有限公司生产的“得健牌乐宁胶囊(商品名:睡美宁TM,批准文号为国食健字G20060594)”检测发现,样品中含有二类精神药品氯硝西泮和抗抑郁药品盐酸多赛平等成分。  “氯硝西泮和盐酸多赛平是全世界广泛使用的精神类药物,都是处方药。早在10多年前,我国的一些药剂学专家就针对这两种药,进行过相应的动物实验,发现如果长时间服用,会产生一定的依赖性,严重者甚至会导致死亡。”中国药理学会副秘书长、北京大学药理学系教授张永鹤说。  目前,我国成人中单纯性失眠发生率在30%以上,如果加上其他睡眠障碍,其发病率更是高达50%以上,并且这一比率还在逐年增加。用于治疗失眠的临床药物,主要有安定类、巴比妥类以及新型的催眠药。  氯硝西泮与安定就同属一类结构的化合物 在临床上,主要被用于治疗癫痫和惊厥。长期服用,会对神经系统产生严重的损害,使患者出现行为、思维障碍,以及精神错乱等严重症状。作为抗抑郁药品的盐酸多赛平,主要被用于治疗抑郁症、焦虑性神经症。如果用药过量,会致心脏传导阻滞、心律失常,也可以产生显著的呼吸抑制。  正因为如此,这两种药物不能被随便加入其他药品中,更不允许加入到保健品中。按照我国对保健品的相关管理规定,所有在保健品中添加西药成分的行为,也都属于非法行为。  一位曾供职于陕西华纳兄弟生物药业有限公司(以下简称“陕西华纳药业”)的人士李先生透露,在保健品中加入一些药物成分,是为了使自己的保健品具有某种特效,而被消费者迅速认可。去年3月,该公司就因为生产假冒伪劣保健品被查处过。  记者了解到,当时,有群众向西安市食品药品监督管理局稽查分局举报,陕西华纳药业在临建厂房内,生产3种标识为国药准字的药品。稽查人员检查发现,除了3种涉嫌假药外,那里还有涉嫌假冒或造假的10余种批号为国食健字、陕卫消证字、陕卫新食准字、卫食健字的食品或保健食品。此事一度引起了当地媒体和公众的广泛关注。  “但没过多久,新厂又在西安市的一个角落建起了。‘睡美宁TM’就是这个新厂的产品。”李先生说。  为了证明自己的权威性,“睡美宁TM”还声称其为中国睡眠障碍预防控制中心的推荐产品。  不过,记者通过网络检索,发现并没有“中国睡眠障碍预防控制中心”这一研究机构存在。记者随后询问了中国科学院神经科学研究所、首都医科大学宣武医院等机构的睡眠专家,他们也均表示没有听说过这一机构。  “虽然目前‘睡美宁TM’已经被查处,但要警惕它改头换面后,以其他的名目出现。” 一位业内人士流露出了担忧。因为现在市场上销售的很多保健品,都是经销商自己搞好了配方,找药企照样子生产,药企往往只是充当加工者的角色。对一些不法经销商来说,在产品被查后,只要有利可图,他们就会在“风头”过后将保健品改头换面,另寻药企继续牟利。  原国家食品药品监督管理局一位不愿公开姓名的官员告诉记者,这样的担心非常必要。他说,目前,国内保健品中添加药品的现象十分普遍。药监部门很少主动地对某一种保健品进行检查,大多依靠公众、媒体提供的线索。等事态平息了,他们甚至换个地方“另起炉灶”。“对消费者来说,尤其需要引起重视的是,这些违规添加的药品成分在服用后很可能掩盖了真实病情的发展。”  张永鹤提醒失眠人士,绝对不要购买网上或电视、报纸广告上吹嘘得很悬乎、很诱人的安眠类保健品。一定要找医生诊断病因,凭处方正规购药。
  • 岛津成像质谱显微镜应用专题丨小鼠大脑成像分析
    优势● iMScope QT可测量的最大范围超过100万像素,能够进行大面积样本分析,例如在一次检测中对小鼠大脑全切片进行分析。● iMScope QT的分析速度比前一代产品快8倍以上,能够进行快速分析。● iMScope QT具有高质量准确度、分辨率及高空间分辨率,能够进行精确质谱成像分析。 概述质谱成像技术可以通过质谱仪直接检测生物分子和代谢物,同时保留其在样本组织上的位置信息,因此,可以生成不同生物分子基于特定离子信号强度和位置信息的二维质谱图像。iMScope成像质谱显微镜是用于质谱成像分析的整合型仪器,结合了光学显微镜和质谱仪,能够分析物质的结构和分布特征,拓展了药物研发和代谢物研究等领域的范围。通过将MALDI转换成LC和ESI系统,iMScope还可用于LC-MS定性及定量分析。本文将介绍配备Q-TOF质谱仪的新型iMScope QT(图1),并与前一代iMScope TRIO设备进行比较。图1 iMScope QT 小鼠全脑切片分析前一代iMScope TRIO设备的最大可测量范围是250 × 250像素。在iMScope QT中,可测量范围已扩展至1024 × 1024像素,能够以15 μm的空间分辨率分析小鼠全脑切片(约17mm × 9.4 mm)。根据表1条件进行检测,可在m/z 885.557处获得磷脂酰肌醇PI (38:4),并在m/z 888.631处获得硫苷脂(C24:1)的清晰质谱图像(图2)。 此外,由于iMScope QT的最大激光频率为20 kHz,分析速度比iMScope TRIO快8倍以上。结果显示完成图2所示的小鼠全脑切片(702624 pix)质谱成像分析仅需6小时。 表1 分析条件图2 小鼠全脑切片的质谱成像结果(空间分辨率:15 μm) 小鼠小脑的高空间分辨率分析对小鼠小脑附近的区域进行高空间分辨率质谱成像分析,如图2(a)中红色部分所示。根据表1中的分析条件,空间分辨率为5 μm。如图所示,可在m/z 885.557处获得 PI (38:4)、在m/z 888.631处获得硫苷脂(C24:1),检测到更清晰更详细的质谱图像(图3(b)和(d))。 此外,由于iMScope QT的质量准确度和分辨率较高,能够分离和检测PI (38:4)的同位素(m/z 888.573)和硫苷脂(C24 :1)(m/z 888.631),并能提取每种同位素的质谱图像(图3(c)和3(d))。而iMScope TRIO则无法获得以上结果。 图3 小鼠小脑的光学图像和质谱图像(空间分辨率:5 μm) (a) 光学图像(b) PI (38:4)的质谱图像,m/z 885.557(c) PI (38:4)同位素的质谱图像,m/z 888.573(d) 硫苷脂(C24:1)的质谱图像,m/z 888.631 结论与iMScope TRIO相比,iMScope QT的分析范围更广,分析速度更快,可实现更广泛的快速成像分析。此外,随着检测准确度和分辨率的提高,能够对各种目标化合物进行高精确度、高特异性的质谱成像分析。 iMScope QT不仅整合了质谱和形态学分析,而且能够在更广泛的领域实现更快速、更灵敏以及更高的空间分辨率的检测。 本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 瑞沃德发布RWD71000全自动脑立体定位仪-大小鼠新品
    71000全自动脑立体定位仪是一款应用于小型啮齿动物的自动化、智能化脑立体定位仪,通过电脑软件精确控制操作臂移动(精度1um),软件内置大小鼠脑图谱能更方便、更直观的进行脑立体定位,三大自动化程序(自动开颅、组织移除和多位点注射程序)可减少人为操作带来的误差,节省手动操作时间。精确:高精度步进电机,位移分辨率1μm高效:内置自动化程序,减少人工误差简单:软件内置脑图谱,简化手术操作三大自动化程序,实验更高效自动开颅程序:设置参数,颅钻自动按照运行轨迹进行开颅,节省人为操作时间组织移除程序:减少损伤,保证创口端面平整性,提高神经元存活率,提高实验重复性组织移除程序:减少损伤,保证创口端面平整性,提高神经元存活率,提高实验重复性1、操作臂上下、左右、前后移动范围80mm,搭配高精度丝杆,运行精度1μm;2、一键校准功能,当长时间使用,电脑显示位置参数和定位仪读数出现偏差时,用户可以通过一键自行校准;3、定位仪移动控制功能, 4种控制方式:a、PC端软件界面箭头控制;b、PC端输入目标坐标位置后自动移动到目标坐标;c、微操平台能精密控制定位仪运动,按钮可控制持续移动,微操旋钮每旋转18°执行1μm位移;d,键盘按键控制定位仪移动。4、定位仪移动速度调节功能,a、在PC端软件界面三个轴对应位置可分别输入移动速度进行调节,其中AP轴和ML轴4种移动速度可选: 2.00 mm/s、1.00 mm/s、0.50 mm/s、0.20 mm/s;DV轴7种移动速度可选2.00 mm/s 、1.00 mm/s、0.50 mm/s、0.20 mm/s 、0.01 mm/s、0.005 mm/s、0.001 mm/s;b、在微操端可通过按键对三个轴移动速度以一定步进量进行统一调节;5、 一键设置Bregma/Lambda位点,当用户使用定位仪到达Bregma/Lambda位点时可以标记,一键设定Bregma/Lambda位点;6、定位仪坐标与脑图谱集成,脑图版本为小鼠第二版大鼠第六版,用户可选脑图版本,选定版本后显示脑图版本信息;7、探针位置与脑图显示,当用户找到并设置Bregma/Lambda点后电脑界面能够显示脑图及探针所在位置,能够实时显示移动过程;8、自动开颅程序,2种形状选择:方形或圆形,长宽或半径参数(输入范围:0~10mm)及深度(输入范围:0~20mm),AP轴和ML轴4种移动速度可选,DV轴7种移动速度可选;9、多位点程序设定,用户可手动输入或脑图谱上选择至多10个坐标,可以选择自动运行或者信号触发后启动运行,用户可以设定定位仪到达目标点位后是否输出TTL信号,用户可以设定在每个位点停留时间(输入范围:00:00:00 23:59:59);10、组织移除程序,2种形状选择:方形或圆形,长宽或半径参数(输入范围:0~10mm)及深度(输入范围:0~20mm),支持2种针头规格27G、30G,6个梯度的密度系数设置1-6,AP轴和ML轴4种移动速度可选,DV轴7种移动速度可选;11、位置坐标存储功能,用户可手动输入或脑图谱上选择至多个坐标并命名,最多可存储10个位点;12. Z轴回缩功能,当用户定义Bregma/Lambda点之后,定位仪在执行X、Y方向的移动时,无论探针位于Z轴的任意位置,需要使探针先回缩至高于动物头骨表面5mm的位置,保证电机的水平方向移动不会触碰到动物的头骨;13、消隙功能选择,可尽量消除电机反向运动时,电机齿轮间缝隙引起的误差,用户可选择开启或关闭;14、错误日志自动保存功能,方便对产品进行维护;15、软件要求适配win7、win10中英文操作系统;16、报警功能,实时检测,遇到故障时停止所有部件运动,PC端弹框提示;17、能够接收或输出TTL信号,例如接收TTL信号触发全自动脑立体定位仪按设定程序自动移动,或者到达特定位置时输出TTL信号;18、微操控制,能够实现手柄按键对全自动脑立体定位仪上下左右前后六向控制持即续按键持续移动,能调节电机移动速度,有急停按钮;19、控制盒有2种电源指示灯,通电正常状态为绿灯,异常状态为红灯;控制盒有12V电源接口,USB方口与电脑通信,3个电机接口,有丝印标识区分,BNC接口处理TTL信号。创新点:简介:71000是一款自动化、智能化的脑立体定位仪,通过电脑软件精确控制步进电机,进而驱动定位仪操作臂移动。软件内置大小鼠脑图谱和三大自动化程序,可自动化运行,减少人为操作带来的误差,能更方便、更直观的进行脑立体定位。同时配备了微操,满足更灵活的操作需求。创新点:1、精度更高:传统机械型脑立体定位仪精度100um,数显型脑立体定位仪精度为10um,而全自动脑立体定位仪精度达到1um,满足更高实验需求;2、内置脑图谱:用户可直接在软件上翻阅脑图谱,探针实时显示与脑图谱的相对位置,更加直观便捷;3、三大自动化程序:自动开颅程序可预设开颅的尺寸、深度等参数,颅钻自动按照预设轨迹运行,可减少手动操作带来的损伤;组织移除程序可预设移除组织的尺寸、深度等参数,保证创口端面平整,减少神经元死亡;多位点注射程序可设置十个位点的注射,软件控制运行轨迹,精准并减少人工操作的繁琐步骤。RWD71000全自动脑立体定位仪-大小鼠
  • 文献解读丨小鼠组织中口服奥曲肽的MALDI-TOF质谱成像方法优化及评价
    本文由中国药科大学天然药物国家重点实验室药物代谢与药代动力学重点实验室所作,发表于Talanta 165 (2017) 128–135。 近年来,基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱成像(MALDI-TOF-MSI)技术受到了广泛的关注,因为它可以对动植物组织切片中不同的分子进行定位,尽管在逐点绝对定量中仍存在一些障碍。奥曲肽是一种合成的生长抑素类似物,在临床上广泛应用于预防胃肠道出血。 本研究的目的是建立一种定量显示奥曲肽在小鼠组织中空间分布的MALDI-TOF-MSI方法。在这个过程中,一个结构相似的内标物与基质溶液一起被点到组织切片上,以尽量减少信号变化,并给出良好的定量结果。通过比较奥曲肽与不同基质共结晶后MALDI-TOF-MSI产生的信噪比,选择2,5-二羟基苯甲酸作为最合适的基质。通过测定不同浓度的新鲜组织切片中奥曲肽的含量,验证了MALDI-TOF-MSI在线性、灵敏度和精密度方面的可靠性。验证的方法成功地应用于奥曲肽在小鼠组织中的分布研究。 结果表明,MALDI-TOF-MSI不仅能清晰地显示奥曲肽的空间分布,而且可以计算关键的药代动力学参数(Tmax和t1/2)。更重要的是,MALDI-TOF-MSI测定的奥曲肽的组织浓度-时间曲线与LC-MS/MS测定的结果一致。这些发现说明了MALDI-TOF-MSI在药物开发过程中的药代动力学分析潜力。使用仪器:岛津MALDI TOF、 LC–MS/MS 图1 内标对MALDI-TOF-MSI分析小鼠肝切片中奥曲肽线性的影响。(A) 小鼠肝脏切片上的兰瑞肽(内标)的质谱图,(B)加入奥曲肽标准溶液的肝脏切片光学图像,(C)5个浓度水平的奥曲肽的代表性质谱图像([M+H]+离子 m/z 1019 Da),(D) 用奥曲肽的平均信号强度绘制的奥曲肽校准曲线(n=5),(E)经内标校正后的奥曲肽的代表性质谱图像,(F) 用奥曲肽/内标的平均强度比绘制的奥曲肽校准曲线(n=5) 图2 对口服20 mg/kg奥曲肽后0、10、30、60、90和120 min采集的小鼠组织进行成像MS分析。(A)胃切片的代表性光学和质谱图像,(B)肠切片的代表性光学和质谱图像,(C)肝切片的代表性光学和质谱图像 图3 MALDI-TOF-MSI和LC-MS/MS测定奥曲肽的组织浓度-时间曲线。(A) MALDI-TOF-MSI法测定小鼠胃中奥曲肽的浓度-时间曲线 (B) LC-MS /MS法测定小鼠胃中奥曲肽的浓度-时间曲线 (C) LC-MS/MS法和MALDI-TOF-MSI法测定小鼠胃中奥曲肽的含量的相关性分析。 本研究开发了一种基于MALDI-TOF-MSI的小鼠组织切片奥曲肽定量分析方法。首次通过比较DHB、CHCA和SA提取的奥曲肽在一系列激光功率水平下的信噪比,系统研究了激光能量对MALDI基质选择的影响。结果表明,DHB、CHCA和SA的最优功率水平应分别设置为50、70和60,DHB因其较高的灵敏度和较低的基质效应最终被选为最合适的MALDI基质。兰瑞肽是一种与奥曲肽结构相似的生长抑素类似物,被用作内标,通过减小组织异质性、基质晶体异质性和激光功率波动引起的离子信号变化,提高分析的线性、准确性和精密度。然后成功地应用所开发的MALDI-TOF-MSI方法,观察口服20 mg/kg剂量后,奥曲肽在小鼠胃、肠、肝中的分布和消除过程。 结果表明,MALDI-TOF MSI不仅能清晰地显示奥曲肽在小鼠组织中的空间分布,而且使关键药物动力学参数(Tmax和t1/2)的计算成为可能。更重要的是,MALDI-TOF-MSI测定的奥曲肽的组织浓度-时间曲线与LC-MS/MS绝对定量的结果吻合较好。 文献题目《Optimization and evaluation of MALDI TOF mass spectrometric imaging for quantification of orally dosed octreotide in mouse tissues》 使用仪器岛津MALDI TOF、 LC–MS/MS作者Tai Rao, Boyu Shen,Zhangpei Zhu, Yuhao Shao, Dian Kang, Xinuo Li, Xiaoxi Yin, Haofeng Li,Lin Xie, Guangji Wang, Yan Liang Key Lab of Drug Metabolism & hamacokinets,State Key Laboratory of Natural Medicines,China Pharmaceutical University, Tongjiaxiang 24, Nanjing 210009 PR China
  • 大鼠气管狭窄对能量代谢和呼吸的影响
    -大鼠气管狭窄对能量代谢和呼吸的影响-关键词:塔望科技,动物能量代谢监测系统,全身体积描记系统,阻塞性睡眠呼吸暂停,气道阻塞,导致内分泌类疾病,肥胖症,糖尿病,代谢类疾病,大小鼠能量代谢监测系统...论文摘要阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)病人,经过治疗后,代谢生理健康还是不能恢复。在成功移除大鼠气管阻塞物(OR)后,维持呼吸稳态的同时,伴随有体温调节和能量代谢的异常。本研究比较了气道阻塞(AO)和轻度气道阻塞(mAO)移除后的呼吸稳态与能量代谢。结果显示,移除气管堵塞物后大鼠进食量永久性增加。同时,血清胃饥饿素、下丘脑促生长素受体1a(GHSR1a))和磷酸化Akt比率升高。 其中PI3K/Akt 通路与正常代谢密切相关,该通路异常会导致过度肥胖、胰岛素耐受和II型糖尿病。研究表明,为达到代谢健康状态,阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)患者需要终生注重饮食和内分泌健康。实验计划实验结果图A和B气管直径,对照组C:1.81±0.1mm,气道阻塞组AO:1.04±0.1mm,轻度气道阻塞组mAO:1.19±0.12mm,阻塞物移除组OR:1.87±0.11mm图C气道阻力,AO和mAO组气道阻力分别增加71%和35%。图D呼吸频率。图E潮气量。图F分钟通气量,在室内空气呼吸,AO和mAO组分钟通气量分别增加294%和64%,而OR组与对照组没有明显差别。图G二氧化碳敏感性,AO和mAO组二氧化碳敏感性分别增加59%和25.5%,而OR组与对照组没有明显差别。图A,相对对照组,AO、mAO和OR组的进食量分别增加50.9%、20%和10.7%图B,AO和mAO组白天和黑夜进食量均增加,OR只是在黑夜进食量增加。图C图D图E图F,只有AO组每次进食量增加,进食次数差异均不明显。进食量增加主要是由于每次进食时间延长,再加上夜间“微进餐”(micro meals)图G和图H,AO、mAO和OR组的血清胃饥饿素和GHSR-1a明显增加图I:AO、mAO和OR组的p-AKT/AKT比率分别上升25%、16%和15%图A和D,AO组和mAO组的能量消耗分别增加26.5%和10.2%。图B和C,能量消耗增加与氧气消耗量和二氧化碳产生量增加有关。图E图F和图G,AO组的活动量和体温明显降低。参考文献Yael Segev , Haiat Nujedat1, EdenArazi , Mohammad H.Assadi & ArielTarasiuk.”Changes in energy metabolism and respiration in diferent tracheal narrowing in rats” [J].Scientifc Reports. (2021) 11:19166塔望科技提供的相关仪器方案 大鼠全身体积描记系统可对清醒自由活动动物呼吸参数进行测量,如呼吸频率,潮气量,气道高反应性测试(Airway hyperresponsiveness,AHR)等。测试过程中,动物可以处于清醒自由状态,避免了创伤性气管切开及麻醉的影响,使实验过程更加简便,用于呼吸系统模型动物对药物等反应性研究,呼吸性药物的药理和毒理学研究,特别适合于大批量动物快速初筛试验,适合长期跟踪研究和重复性筛查。动物能量代谢监测系统主要用于实时监测和记录小动物代谢运动相关指标,定性定量测量分析动物行为活动及其与呼吸代谢的相互关系,广泛应用于营养、肥胖、糖尿病、心血管等代谢相关性疾病研究。可选择参数包括能量消耗,食物和水分摄取,取食和饮水模式,空间位置,总的活动量和转轮次数,体重,心率,体温及自动化的行为分析等,所有数据都可同步化储存到计算机内小动物麻醉机吸入式动物气体麻醉机,将挥发性麻醉剂或具有麻醉性的气体,途经动物的呼吸道进入体内产生麻醉效果。其麻醉起效快并且复苏快、深度易控制、动物的发病和死亡率低、已被全球科研工作者和宠物临床医师广泛认可和应用。END
  • Cell Research|邓宏魁/李程等课题组合作利用小鼠二细胞胚胎建立具有形成类囊胚能力的新型全能性干细胞
    2022年5月4日,北京大学生命科学学院、生命联合中心邓宏魁课题组与李程课题组、北京大学医学部基础医学院徐君课题组在Cell Research杂志上发表了题为“Derivation of totipotent-like stem cells with blastocyst-like structure forming potential”的研究论文。该研究通过化学小分子筛选组合,建立了一个新的全能性干细胞培养条件,可以支持从小鼠二细胞胚胎及扩展型多能干细胞(EPS细胞)建立全能性干细胞系。这种新型全能性干细胞可在体外长期稳定培养,在分子特征和发育潜能上与小鼠二细胞胚胎高度相似,并且可以在体外被诱导形成在转录组水平上类似于体内囊胚的类囊胚结构。从左到右分别是李程、邓宏魁和徐君(来源:北京大学官网)如何在体外制备全能性干细胞,长期以来一直是干细胞领域的重要科学问题。在小鼠中,只有受精卵及二细胞胚胎具有全能性:单个细胞能够形成一个完整生命个体。随后发育形成的囊胚细胞可以被用于建立多潜能干细胞,滋养层干细胞及原始内胚层干细胞。然而,这些干细胞的发育潜能是受限的,无法同时发育到胚内和胚外组织。近年的研究发现:在小鼠多能干细胞群中存在极少量的表达小鼠二细胞胚胎分子标记MERVL的细胞,被称为二细胞样细胞(2-cell like cells),具有二细胞胚胎的部分分子特征(1)。然而,这种细胞无法在体外进行稳定的培养。此外,最近的研究发现,二细胞样细胞与体内二细胞胚胎仍存在较大差异,作为体外研究全能性的模型仍存在较大局限性(2)。北京大学邓宏魁团队长期以来致力于采用化学小分子调控的手段来建立调控干细胞的发育潜能的新方法(3-6)。2017年邓宏魁团队报道了一个新的小分子组合(LCDM),可以在人和小鼠中建立扩展型多能干细胞(EPS细胞)(4)。EPS细胞具有胚内胚外发育潜能,并且可以被诱导形成类囊胚(Blastoid)结构(7)。然而,与小鼠二细胞胚胎相比,这种细胞的分子特征与二细胞胚胎还有较大差异,细胞的胚外分化潜能也存在局限性,诱导获得的类囊胚结构中存在较高比例的中间态和中胚层样细胞(8)。最近北京大学杜鹏团队、中山大学王继厂团队等报道了全能性干细胞的诱导条件(9-10)。当前,如何直接自小鼠全能性胚胎建立全能性干细胞,仍是全能性干细胞研究的“金标准”。在本研究中,团队通过化学小分子高通量筛选,鉴定了能够在EPS细胞中诱导提高MERVL及Zscan4阳性细胞比例的化学小分子。通过进一步的组合优化,发现了一个可以将EPS细胞诱导为全能性干细胞的小分子组合CD1530,VPA,EPZ004777,CHIR 99021 (CPEC组合),诱导获得的全能性干细胞能长期稳定地在体外培养。更为重要的是,CPEC组合可以在体外支持从小鼠二细胞胚胎直接建立全能性干细胞系。研究者将由CPEC组合支持建立的全能性干细胞命名为全能潜能干细胞(totipotent potential stem cells, TPS细胞)。研究者进一步从转录组、表观特征、嵌合能力等多个方面深入分析了TPS细胞的分子特征和发育潜能。他们发现TPS细胞在单细胞水平上表达大量的全能性特征基因,并且下调了多能性的分子标记。进一步的单细胞转录组分析发现,TPS细胞群中存在一个在转录组水平与中期二细胞胚胎高度相似的细胞亚群(约10%)。他们定量分析了TPS细胞、杜鹏团队报道的TBLC中的全能干细胞亚群、二细胞样细胞与二细胞胚胎的转录组相似度,发现TPS细胞中的全能干细胞亚群与二细胞胚胎的相似程度是最高的。ATAC-seq和全基因组甲基化分析也表明:TPS细胞具备了二细胞胚胎的表观修饰特征。在发育潜能分析方面,他们通过在不同发育阶段的单细胞嵌合实验证明了:单个TPS细胞具备了同时向胚内和胚外发育的能力。为了严格证明TPS细胞在体内的胚外发育潜能,他们对E17.5的嵌合胎盘进行了单细胞转录组分析,结果表明TPS来源的细胞可以分化形成多种胚外滋养层细胞类型。并且,他们发现tdTomato标记的TPS细胞与有GFP标记的受体胚胎形成的嵌合胎盘中,存在大量的tdTomato单阳性嵌合细胞,高表达滋养层细胞的分子标记,排除了由细胞融合导致的假阳性可能。这些结果表明了TPS细胞具备了与二细胞胚胎相似的分子特征和发育潜能。自组装形成类囊胚结构的能力是评估细胞全能性最为关键的功能性标准之一。研究者证明了通过调控早期胚胎发育的信号通路,可诱导TPS细胞高效形成类囊胚结构。单细胞转录组分析表明,TPS诱导的类囊胚结构中存在与小鼠E4.5囊胚中类似的上胚层、滋养外胚层、原始内胚层细胞,并且在转录组水平上高度相似。通过转录组数据的定量分析,研究者进一步比较了TPS-类囊胚结构中的滋养层细胞、小鼠滋养层干细胞/多能干细胞组合诱导类囊胚中的滋养层细胞,发现TPS-类囊胚结构中的滋养层细胞更类似于着床前囊胚中的小鼠滋养外胚层细胞。并且,不同于EPS细胞诱导的类囊胚结构,TPS-类囊胚结构中并不存在大量的中间态细胞及中胚层样细胞。将TPS来源的类囊胚结构植入体内后,可以诱导蜕膜化反应,但是仍无法像正常囊胚那样发育成个体,提示诱导类囊胚的方案仍需优化。最后,研究者分析了CPEC组合在TPS细胞中诱导和调控全能性的分子机制。他们发现抑制HDAC1/2和Dot1L的活性、以及特异激活RARγ通路,对TPS细胞的诱导和维持具有重要作用。有趣的是,当用CPEC组合的小分子联合处理小鼠二细胞胚胎时,他们发现这些小分子处理能在一定程度上帮助维持小鼠胚胎中的全能性分子标记的表达。这些结果表明HDAC1/2、Dot1L、RARγ通路的协同调控对于小鼠全能性调控的重要作用。综上所述,该研究利用化学调控的方法从小鼠二细胞胚胎中建立了新型的全能性干细胞,该细胞具有与二细胞胚胎相似的分子特征及双向发育潜能,能够形成与体内着床前囊胚更相似的类囊胚结构。这一工作不仅为体外研究全能性提供了更为合适和可靠的模型,而且朝着在不同哺乳动物物种中利用全能性胚胎捕捉、维持全能性干细胞的目标迈出了重要的一步。邓宏魁教授,李程研究员,徐君研究员是这一研究成果的共同通讯作者。北京大学徐亚星,赵晶薷,任奕璇,王旭阳和吕钰麟为该研究成果的第一作者。本工作获得了生命科学联合中心、国家重点研发计划项目、国家自然科学基金等支持。
  • 明美1250万像素高分辨率相机助力小鼠贴壁细胞观察
    近日,为了提高医院医疗水平,进一步规划和凝练医疗方向,深州市人民医院对小鼠细胞的观察效果提出了更高的要求。明美专业工程师经过详细的沟通了解,针对博士的特殊需求,为其推荐了明美生物倒置显微镜mi52搭配研究级1250万高像素显微数码相机msx2的组合方案,并免费提供专业的样机演示服务,展现了明美在显微成像领域的专业素养。此次项目中,博士需要观察的是小鼠细胞中的贴壁细胞,这种细胞在培养过程中,必须有可以贴附的支持物表面,其依靠自身分泌或培养基中的贴附因子才能在该表面生长增殖,因此,对观察使用的显微成像产品要求极高。通过明美专业工程师的多次沟通,以及产品推荐使用,最终选定使用明美生物倒置显微镜mi52搭配研究级显微数码相机msx2来进行观察研究。msx2是明美最新研发的1250万高像素科研级数字相机,采用1英寸大靶面高性能的成像芯片,设计usb3.0数据传输接口,具有高分辨率、颜色还原准确和高灵敏度的特点,其优秀的色彩表现,是液基细胞分析、免疫组化、骨髓细胞分析等对颜色要求高的病理诊断的理想工具。此外在明暗场、相衬、偏光、dic、荧光成像等领域同样表现出色。下图为使用明美生物倒置显微镜mi52与研究级显微数码相机msx2、ms60进行观察: 下图为明美生物倒置显微镜mi52与研究级显微数码相机ms60镜头下的小鼠细胞图片: 下图为明美生物倒置显微镜mi52与研究级显微数码相机msx2镜头下的小鼠细胞图片: 使用机型:明美生物倒置显微镜mi52 研究级显微数码相机msx2。
  • 借助双光子显微成像技术 北京大学陈良怡团队合作揭示小鼠社交行为神经编码机制
    陈良怡团队合作揭示小鼠偏好“喜新厌旧”的神经元集合和孤独症小鼠的缺陷社交行为是个人和人类社会生存和发展的基础。有关大脑通过何种方式编码社交行为信息这一科学问题,目前尚无确切答案。此外,孤独症、抑郁症、精神分裂症、社交恐惧症或创伤后应激障碍(PTSD)等患者,均存在显著社交识别或互动障碍,给家庭、社会和国家带来诸多问题和负担,当前仍缺乏行之有效的干预手段或治疗方法,原因之一在于对大脑处理和编码社交行为信息的神经机制知之甚少。既往研究表明,大脑内侧前额叶皮层(mPFC)在社交探索、社交恐惧和社会竞争等方面均发挥重要调控功能[1-4]。当小鼠进行社交探索行为时,mPFC脑区前边缘皮质(PrL)内部分兴奋性锥体神经元活动会显著增强[5, 6],mPFC神经元集群在处理不同社交对象信息时,其活动表现出较强的异质性[7, 8],而且mPFC脑区内抑制性GABA能中间神经元也同社交行为密切相关[1, 4, 9],然而,由于缺乏在体单细胞分辨率水平、实时动态可视化的神经编码研究方法,这些不同亚型神经元集群是如何编码特定社交对象信息的尚不明了。北京大学未来技术学院分子医学研究所、IDG麦戈文脑科学研究所、北大-清华生命科学联合中心、生物膜国家重点实验室陈良怡实验室,联合军事医学研究院吴海涛实验室以及北京大学工学院张珏实验室,在Science Advances杂志发表了题为“Encoding of social novelty by sparse GABAergic neural ensembles in the prelimbic cortex”的研究论文,解析了孤独症小鼠“喜新不厌旧”社交缺陷下的神经编码机制。在陈良怡实验室和程和平院士团队联合开发两代高时空分辨率的微型化双光子显微成像系统基础上[10, 11],通过建立改进型小鼠两箱社交行为学研究范式,利用MeCP2转基因孤独症小鼠模型和细胞亚型特异性Cre小鼠,借助微型化双光子显微镜钙成像技术,结合基于Tet-off系统的细胞特异性化学遗传学操控技术、CRISPR-Cas9介导的基因编辑和功能挽救等前沿技术,系统探讨了正常和孤独症小鼠模型不同社交行为过程中,PrL脑区内不同亚型神经元集群编码特定社交信息的模式差异。首先,借助微型化双光子钙成像技术,研究人员发现在小鼠自由社交活动过程中,PrL脑区内抑制性中间神经元较之于兴奋性锥体神经元具有更强的相关性。数学分析揭示其中存在稀疏分布的“社交特异”神经元,与之前研究的“社交相关”神经元不同,它们特异性地参与了同“陌生”或“熟悉”老鼠的社交行为。通过化学遗传学技术,特异性抑制社交行为过程中被激活的这些抑制性中间神经元亚群,能够显著破坏小鼠社交偏好及社交新颖性行为。提示PrL脑区内这群稀疏分布的中间神经元集群在调控小鼠社交偏好性以及“喜新厌旧”行为模式中,扮演着极为关键的角色。进一步,研究人员在进行小鼠两箱社交行为学观察时发现,MeCP2转基因孤独症小鼠社交偏好性并无显著缺陷,但会丧失典型的“喜新厌旧”样社交新颖性行为。利用CRISPR-Cas9基因编辑技术,在MeCP2转基因孤独症小鼠PrL脑区中间神经元内特异性剔除外源性MeCP2转基因后,可显著挽救孤独症小鼠“喜新厌旧”样社交缺陷表型。表明PrL脑区抑制性中间神经元内过表达MeCP2转基因可能是诱发孤独症小鼠产生社交新颖性行为缺陷的罪魁祸首。最后,通过系统分析野生型和MeCP2转基因孤独症小鼠模型PrL皮层内编码“陌生”和“熟悉”社交对象信息、且稀疏分布的抑制性中间神经元钙信号动力学特征,研究人员发现,当野生型小鼠分别与“陌生”或“熟悉“小鼠发生社交时,其PrL皮层中编码相关社交对象特异性神经元的发放概率、钙信号变化幅度以及达峰时间均存在显著差别。这两群细胞通过“跷跷板”式的协同增强效应,帮助小鼠确定面对不同类型对象采取不同的社交策略。而孤独症小鼠PrL脑区内相关神经元集群均明显异常,总体表现为“陌生”或“熟悉”社交对象引起社交特异神经元间反应差异消失,从而无法区分“陌生”和“熟悉”不同社交对象之间的差别,最终导致社交新颖性行为缺陷。综上,该研究工作发现在小鼠前额叶皮层内存在一群稀疏分布的中间神经元集群,分别负责编码社交行为中的“熟悉”和“陌生”社交对象信息,这些稀疏分布的神经集群在调控小鼠社交行为,尤其是社交新颖性行为中发挥着重要作用,揭示了个体在面对不同类型对象进行社交行为时的神经编码机制。该研究为深入理解孤独症等神经精神疾病患者社交行为缺陷的神经机制,探索精准靶向诊疗新策略提供了新的证据和线索。PI简历陈良怡北京大学未来技术学院学院教授北大-清华生命科学联合中心PI邮箱:lychen@pku.edu.cn实验室主页:http://www.cls.edu.cn/PrincipalInvestigator/pi/index5489.shtml研究领域:我们发展自驱动的活细胞智能超分辨率成像技术,并应用这些技术来研究生物医学重要问题。目前一方面的工作主要集中在引入物理光学中新成像原理、数学和信息学科中的图像重建新方法等,致力于发展可以在活细胞中实现两种以上模态光学信号探测的三维超分辨率成像的通用工具,实现同一活细胞样本上长时间、超分辨率、三维成像特定生物分子(荧光)和主要细胞器(无标记)。建立基于深度学习等手段Petabyte级的图像数据的高速处理以及分割手段,自动化、定量化描述活细胞内不同蛋白等分子以及细胞器的形状、位置以及相互作用等参数,找到新的细胞器并定义它们生化特性,最终目标是建立单细胞细胞器互作组学以及活细胞超分辨率病理学的概念,利用成像来揭示细胞内的异质性动态变化以及如代谢类疾病的发生发展机制。另一方面,我们也应用发展的高时空分辨率生物医学成像的可视化手段,系统研究血糖调控紊乱激素分泌在活体组织、细胞水平以及分子代谢水平的关系。参考文献:1.Xu, H., et al., A Disinhibitory Microcircuit Mediates Conditioned Social Fear in the Prefrontal Cortex. Neuron, 2019. 102(3): p. 668-682 e5.2.Kingsbury, L., et al., Cortical Representations of Conspecific Sex Shape Social Behavior. Neuron, 2020.3.Báez-Mendoza, R., et al., Social agent identity cells in the prefrontal cortex of interacting groups of primates. Science, 2021. 374(6566): p. eabb4149.4.Zhang, C., et al., Dynamics of a disinhibitory prefrontal microcircuit in controlling social competition. Neuron, 2021.5.Murugan, M., et al., Combined Social and Spatial Coding in a Descending Projection from the Prefrontal Cortex. Cell, 2017. 171(7): p. 1663-1677 e16.6.Liang, B., et al., Distinct and Dynamic ON and OFF Neural Ensembles in the Prefrontal Cortex Code Social Exploration. Neuron, 2018. 100(3): p. 700-714 e9.7.Pinto, L. and Y. Dan, Cell-Type-Specific Activity in Prefrontal Cortex during Goal-Directed Behavior. Neuron, 2015. 87(2): p. 437-50.8.Rigotti, M., et al., The importance of mixed selectivity in complex cognitive tasks. Nature, 2013. 497(7451): p. 585-90.9.Cao, W., et al., Gamma Oscillation Dysfunction in mPFC Leads to Social Deficits in Neuroligin 3 R451C Knockin Mice. Neuron, 2018. 97(6): p. 1253-1260.e7.10.Zong, W., et al., Miniature two-photon microscopy for enlarged field-of-view, multi-plane and long-term brain imaging. Nat Methods, 2021. 18(1): p. 46-49.11.Zong, W., et al., Fast high-resolution miniature two-photon microscopy for brain imaging in freely behaving mice. Nat Methods, 2017. 14(7): p. 713-719.
  • 王凯研究组:共聚焦光场显微镜对小鼠和斑马鱼大脑快速体成像
    p style="text-align: justify text-indent: 2em "8月10日23点,iNature Biotechnology/i在线发表了由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)、上海脑科学与类脑研究中心、神经科学国家重点实验室研究员王凯研究组完成的题为《共聚焦光场显微镜对小鼠和斑马鱼大脑快速体成像》的研究论文。该研究发展了一种新型体成像技术:共聚焦光场显微镜(Confocal light field microscopy),可以对活体动物深部脑组织中神经和血管网络进行快速大范围体成像。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "跨脑区大规模的神经元如何整合信息并影响行为是神经科学中的核心问题,解答这一问题需要在更高时空分辨率上捕捉大量神经元活动动态变化的工具。共聚焦显微镜和双光子显微镜等运用于活体脑成像的传统工具基于点扫描,时间分辨率较低,难以研究大范围脑区中神经元的快速变化。因此,近年来科研人员一直致力于开发更快的成像方法。在多种新技术中,光场显微镜具有潜力,得到广泛关注,其特点在于可以在相机的单次曝光瞬间,记录来自物体不同深度的信号,通过反卷积算法重构出整个三维体,实现快速体成像,在线虫、斑马鱼幼鱼等小型模式动物上已获得初步应用。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "传统光场显微镜存在两个难以解决的问题,限制了其在生物成像上的应用。首先,重构的结果会出现失真。2017年,王凯研究组研发的新型扩增视场光场显微镜(eXtended field-of-view Light Field Microscopy, XLFM)解决了这一问题,并应用于自由行为斑马鱼幼鱼的全脑神经元功能成像上,首次三维记录了斑马鱼幼鱼在完整捕食行为中的全脑神经元活动的变化。其次,现有光场显微成像技术缺乏光学切片能力,无法对较厚组织,如小鼠的大脑进行成像。让光场显微镜具有共聚焦显微镜一样的光学切片能力,滤除大样品中焦层之外的背景信号来提高信噪比,是提高成像质量、可广泛应用的关键所在。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "然而,传统共聚焦显微镜采用激光逐点扫描和共轭点针孔检测来降低焦面外噪声的策略不适用于三维光场显微镜。面对这一挑战,研究团队创新提出广义共聚焦检测的概念,使其可以与光场显微镜的三维成像策略结合,在不牺牲体成像速度的前提下有效滤除背景噪声,提高了灵敏度和分辨率。这种新型的光场显微成像技术称为共聚焦光场显微镜。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "研究团队在不同动物样品上测试了共聚焦光场显微镜的成像能力。团队成员对包埋的活体斑马鱼幼鱼进行全脑钙成像,对比共聚焦和传统光场显微镜的成像结果,发现加入光学切片能力后,图像分辨率和信号噪声比提高,可以检测到更多较弱的钙活动。进一步的,将共聚焦光场显微镜和高速三维追踪系统结合,对自由行为的斑马鱼幼鱼进行全脑钙成像,在ø 800 μm x 200 μm的体积内达到2 x 2 x 2.5 μmsup3/sup的空间分辨率和6Hz的时间分辨率。受益于更高的分辨率和灵敏度,可以识别出斑马鱼幼鱼在捕食草履虫过程中单个神经元的钙离子活动的变化。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "团队成员验证了共聚焦光场显微镜对小鼠大脑的成像效果,对清醒小鼠的视皮层进行钙成像,可以同时记录ø 800 μm x 150 μm的体积内近千个神经元的活动,最深可达约400 μm,且连续5小时以上稳定记录超过10万帧,没有明显的光漂白。团队成员进一步尝试使用共聚焦光场显微镜对鼠脑中的血细胞进行成像,深度可达600 μm,拍摄速度70 Hz,同时记录上千根血管分支中群体血细胞的流动情况并计算血细胞的速度,相比之前的传统成像方法通量提高了百余倍。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "研究团队在自由行为的斑马鱼幼鱼和小鼠大脑上证明了共聚焦光场显微镜有更高的分辨率和灵敏度,为研究大范围神经网络和血管网络的功能提供了新的工具。同时,该技术不仅适用脑组织的成像,还可以根据所需成像的样品种类灵活调整分辨率、成像范围和速度,应用在其他厚组织的快速动态成像中。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "研究在王凯的指导下,主要由博士研究生张朕坤、白璐,以及助理研究员丛林共同完成。王凯研究组余鹏、张田蕾,中国科学技术大学本科生石万卓,杜久林研究组李福宁做出贡献,研究员杜久林参与合作并给予指导意见。研究得到中科院脑智卓越中心实验动物平台的支持。研究工作受到科技部、中科院、国家自然科学基金委员会和上海市的资助。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/9bfa0661-24ad-4d0d-9ccd-10db465617c7.jpg" title="图1.jpg" alt="图1.jpg"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "图1.(上)共聚焦光场显微镜原理示意图。(下)不同于传统光场显微镜,共聚焦光场显微镜采用片状照明,选择性激发样本的一部分,在垂直照明的方向上扫描,采集到的信号被遮挡板过滤掉焦层范围之外的部分。对采集到的图像进行重构可以得到焦层内的三维信息。/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/28e2bd6d-59f5-4ff1-8085-355f6d295cbf.jpg" title="图2.jpg" alt="图2.jpg"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "图2.(左)斑马鱼幼鱼捕食行为的一个例子。0s 为斑马鱼吞食草履虫的时刻。(右)左图斑马鱼捕食行为中,共聚焦光场显微镜记录到的两个不同脑区的神经元活动。箭头所指为过程中激活的单个神经元。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/c26412e7-a408-4c67-8533-1c5a118fdb4b.jpg" title="图3.jpg" alt="图3.jpg"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="color: rgb(68, 68, 68) font-family: 微软雅黑 background-color: rgb(255, 255, 255) " /span图3.(左)共聚焦光场显微镜拍摄得到的小鼠视皮层中的复杂血管网络。6个在不同深度拍摄的体积连接为一个深度达600 μm的三维结构。(中)100 μm到250 μm深度血管网络的平面投影,颜色代表不同血管分支中血细胞的平均流速。(右)图中箭头所指的区域中五个血管分支在一段时间内流过血细胞数量的计数。/p
  • 金域检测推出食欲素放免法检测服务,助力发作性睡病精准诊断
    随时随地说睡着就能睡着,恐怕要被众多失眠患者看作是在“凡尔赛”,然而如果你是经常性地不分场合的白天犯困,而且困意是不可控制的,还能秒入睡,那可就得小心了,可能是患上了一种并不罕见的罕见病“发作性睡病”。江苏一名18岁的高三女生小王,最近一直嗜睡她总是在课堂上打瞌睡,甚至站着都能睡着了,小王自述上课中途常常会突然睡着,对学习影响很大。经医院诊断后,小王原来患有一种叫“发作性睡病”的罕见病。  睡觉也是一种“病”?   中华医学会神经病学分会发布的《中国发作性睡病诊断与治疗指南》提到,发作性睡病是一种神经内科的罕见病,高发年龄段为8-12岁,最主要的临床表现是“日间过度思睡(EDS)”。  具体来说,无论夜间睡眠时间长短,都会在白天出现难以遏制的困倦,一些患者可能在行走、吃饭、说话等活动时突然睡眠发作,出现一些无意识的行为。除此之外,许多发作性睡病的患者还会出现体重增加、性早熟、精神障碍、认知功能损害等其他临床表现。  推出食欲素放免法检测服务,辅助发作性睡病精准诊治   发作性睡病是一种罕见疾病,国内外神经病学教材均较少涉及,全社会对该病的认识和关注度都比较低。据估计,中国大约有70-80万发作性睡病患者,但只有5000~6000人得到确诊,而他们的确诊时间平均延误10年左右。因此,加强对该病的认识和诊治水平非常重要。为了推动发作性睡病学科建设和规范诊疗路径,首都医科大学宣武医院牵头联合国内22家成员单位,发起成立了中国发作性睡病协作组。金域检测是该协作组唯一的第三方医检机构,并推出了食欲素放免法检测服务,以辅助发作性睡病的诊断和诊治。  食欲素是下丘脑中产生的一种神经肽,它对睡眠和觉醒有重要调节作用。通过检测下丘脑食欲素,可以辅助诊断发作性睡病。金域检测的食欲素放免法检测服务可以检测人体血液中的食欲素水平,为医生提供辅助诊断和诊治的依据。该检测方法具有非侵入性、高灵敏度、高特异性、操作简便等优点,被广泛应用于发作性睡病的诊断和研究中。  除了食欲素放免法检测服务,金域检测还提供了其他多项检测服务,包括睡眠呼吸暂停综合征检测、睡眠良性肌阵挛综合征检测、多梦症检测、睡眠障碍相关基因检测等,为医生提供全面的睡眠障碍诊断和诊治方案。作为一家拥有覆盖全国的服务网络的医学检验和科研机构,金域检测专注于为医疗机构、科研机构、企事业单位等提供高质量的医学检验和科研服务,帮助患者及早得到诊治,守护一方百姓健康。
  • Nature!庄小威团队利用MERFISH技术绘制小鼠全大脑分子可定义和高空间分辨的细胞图谱
    在哺乳动物的大脑中,许多不同类型细胞形成复杂的相互作用网络,从而实现广泛的功能。由于细胞的多样性和复杂的组织,人们对大脑功能的分子和细胞基础的理解受到了阻碍。单细胞RNA测序(scRNA-seq)和单细胞表观基因组分析的发展使发现大脑中许多分子上不同的细胞类型成为可能[1,2]。然而,这些研究中有限的样本量可能导致对大脑细胞多样性的低估。此外,了解大脑功能背后的分子和细胞机制不仅需要对细胞及其分子特征进行全面的分类,还需要详细描述分子定义的细胞类型的空间组织和相互作用。在更精细的尺度上,细胞之间的空间关系是通过相邻分泌和旁分泌信号传递的细胞间相互作用和通信的主要决定因素。虽然突触通信可以发生在细胞体相距较远的神经元之间,但神经元和非神经元细胞之间的相互作用以及非神经元细胞之间的相互作用通常借助直接的体细胞接触或旁分泌信号,因此需要细胞之间的空间接近。而且涉及局部中间神经元的相互作用也倾向于发生在空间近端神经元之间。因此,一个高空间分辨率的全脑细胞图谱对于理解大脑的功能极其重要。来自美国哈佛大学的庄小威教授课题组使用多重误差鲁棒荧光原位杂交(MERFISH)技术对整个成年小鼠大脑中大约1000万个细胞中的1100多个基因进行了成像,并通过整合MERFISH和scRNA-seq数据,在全转录组尺度上进行了空间分辨的单细胞表达谱分析。研究人员在整个小鼠大脑中生成了5000多个转录不同的细胞簇(属于300多种主要细胞类型)的综合细胞图谱,将该图谱与小鼠大脑共同坐标框架进行定位,可以系统量化单个大脑区域的细胞类型组成和组织,并进一步确定了具有不同细胞类型组成特征的空间模块和以细胞渐变为特征的空间梯度。这种高分辨率的细胞空间图—每个细胞都具有转录组表达谱,有助于推断数百种细胞类型对之间的细胞类型特异性相互作用和预测这些细胞-细胞相互作用的分子(配体-受体)基础和功能。总之,此研究不仅为大脑的分子和细胞结构提供了丰富的见解,而且为其在健康和疾病中的神经回路和功能障碍奠定了基础。该结果于近日发表在Nature上,题为“Molecularly defined and spatially resolved cell atlas of the whole mouse brain”。研究小组通过MERFISH技术对横跨4只成年小鼠(1雌3雄)大脑整个半球的245个冠状面和矢状面切片上进行成像,根据DAPI和总RNA信号,单个RNA分子被识别并被分配到细胞,进而得到单个细胞的表达谱。总之,该研究对成年小鼠大脑中大约1000万个细胞进行成像和分割,包括11个主要的大脑区域:嗅觉区、等皮层(CTX)、海马形成、皮质底板(CS)、纹状体(ST)、苍白球、丘脑、下丘脑(HT)、中脑、后脑和小脑。基于典型相关性分析整合MERFISH数据和scRNA-seq数据,采用K最近邻(k-NearestNeighbor,KNN)分类算法对MERFISH细胞进行分类。为了对不同大脑区域的细胞类型组成和组织进行系统定量,他们将MERFISH生成的细胞图谱注册到艾伦脑科学研究所发布的小鼠脑三维图谱第三版(Allen Mouse Brain Common Coordinate Framework,CCFv3)[3],可将每个单独的MERFISH成像细胞及其细胞类型身份标签放入3D CCF空间(图1)。图1 对整个小鼠大脑的分子定义和空间分辨的细胞图谱(图源:Zhang, M., et al.. Nature, 2023)据统计,整个小鼠大脑由46%的神经元和54%的非神经元细胞组成,神经元细胞与非神经元细胞的比例在后脑中最低、在小脑中最高。神经元细胞包括315个亚类和超过5000个集群,其类型也表现出很强的区域特异性,大多数神经元亚类仅在11个主要区域中的一个区域富集。这11个主要区域包含了不同数量的细胞类型,尤其是后脑、中脑和下丘脑所包含的神经元细胞类型的数量以及局部复杂性远远高于其它大脑区域。基于神经递质转运体和参与神经递质生物合成相关基因的表达,他们将成熟的神经元分为8个部分重叠的组别。其中,谷氨酸能神经元和γ-氨基丁酸(GABA)能神经元分别约占神经元总数的63%和36%,谷氨酸能与GABA能神经元的比例在不同的大脑区域中差异很大,而5-羟色胺(5-HT)能、多巴胺能、类胆碱能、甘氨酸能、去甲肾上腺素能和组胺能神经元仅占神经元总数的2%(图2c)。谷氨酸能神经元和GABA能神经元广泛分布于全脑,可分为具有不同空间分布的不同细胞类型;在谷氨酸能神经元中,Slc17a7(Vglut1)、Slc17a6(Vglut2)和Slc17a8(Vglut3)在不同的脑区分布存在差异,Slc17a7主要位于嗅觉区、CTX、海马形成、CS和小脑皮层,而Slc17a6主要位于HT、中脑和后脑(图2d,e)。他们还观察到两个未成熟神经元(IMNs)亚类:一种是抑制性的,一种是兴奋性。抑制性IMNs由30个簇组成,沿脑室下区(SVZ)分布,通过前连合处延伸至嗅球;兴奋性IMNs由七个簇组成:簇516主要位于嗅觉区域,而其它簇沿海马体形成的齿状回分布(图2f),这与之前关于海马形成中成人神经发生的发现一致[4]。图2 神经元细胞的类型和空间分布(图源:Zhang, M., et al.. Nature, 2023)非神经元细胞包括23个亚类和117个簇。通过量化,研究小组发现在整个大脑中,非神经元细胞由30%少突胶质细胞、6%少突胶质细胞前体细胞(OPCs)、28%血管细胞、23%星形胶质细胞、8%免疫细胞和5%其它类型细胞组成。一些非神经元细胞类型,特别是星形胶质细胞和心室系统中的细胞也表现出很强的区域特异性。星形胶质细胞包括36个细胞簇,最大的两个集群Astro 5225和Astro 5214,分别占星形胶质细胞总数的48%和33%。基本上每个Astro星团都显示出独特的空间分布,Astro 5225只位于端脑区,Astro 5214只位于非端脑区,Astro 5215位于丘脑,Astro 5216位于后脑,Astro5231-5236位于嗅球,Astro 5207位于小脑,Astro 5222位于齿状回,Astro 5208富集于靠近软脑膜表面的髓质,Astro 5228、5229和5230位于SVZ沿线,延伸至嗅球,并与抑制性IMNs广泛共定位(图3d)。少突胶质细胞在纤维束中富集,在整个脑干中十分丰富,而OPCs则均匀分布地整个大脑;在集群水平上,一些少突胶质细胞和OPCs也表现出区域特异性,如Oligo 5277在皮层中富集,而Oligo 5286在后脑中富集(图3e)。与心室系统相关的细胞也呈现区域特异性分布,在第三脑室,下丘脑室管膜—胶质细胞位于腹侧区域,而ependymal细胞占据背侧区域,Hypendymal细胞位于第三脑室背侧的下联合器,心室内的主要细胞是脉络膜丛细胞和血管软脑膜细胞(VLMCs)。除了VLMC 5301和VLMC 5302,大多数VLMC集群被限制在软脑膜(图3f)。图3 非神经元细胞的类型和空间分布(图源:Zhang, M., et al.. Nature, 2023)接下来,研究团队为每个细胞定义了一个局部细胞类型的组分矢量,并使用这些矢量聚类细胞,从而得到了包含相似邻域细胞类型组成的细胞的“空间模块”(图4a)。他们确定了16个一级空间模块和130个二级空间模块,一级空间模块将大脑分割成与CCF中定义的主要大脑区域基本相吻合的区域,一个显著的差异是中脑和后脑之间的边界(图4b,c)。许多2级空间的模块与CCF中定义的子区域一致,但观察到更多的差异(图4d)。此研究中的空间模块描述是基于单个细胞的转录组范围内的表达谱所定义的细胞类型,因此比CCF中脑区描述的信息具有更高的分子分辨率,空间梯度代表了对该区域的分子轮廓的更精确的描述。图4 空间模块:分子定义的大脑区域(图源:Zhang, M., et al.. Nature, 2023)考虑到在某些情况下,细胞的基因表达谱可能会表现出渐进或连续的变化,他们因此检查了所有的细胞亚类,结果发现细胞的空间梯度广泛分布在大脑的许多区域。例如,颅内(IT)神经元在整个CTX上形成了一个连续的梯度,在这个区域,基因表达沿皮层深度方向逐渐变化,但第2/3层IT神经元的分离更为明显(图5a)。在纹状体中,D1和D2中棘神经元均沿背外侧-腹内侧轴形成空间梯度(图5b,c)。在外侧间隔复合体(LSX)中,几个GABA能亚类沿着背腹轴形成了一个梯度(图5d)。在海马体的CA1、CA3和齿状回区域和中脑的下丘中也观察到空间梯度。他们也观察到了一些非神经元细胞之间的空间梯度,如下丘脑室管膜—胶质细胞,沿着第三脑室的背腹轴形成了一个连续的梯度(图5e)。通过基于UMAP(一致的多方面逼近和投影以进行降维)的基因表达可视化分析,他们发现一个大规模的跨越HT、中脑和后脑区域的空间梯度(图5f)。图5 分子定义的细胞类型的空间梯度(图源:Zhang, M., et al.. Nature, 2023)最后,他们分析了亚类水平上的细胞类型,并推断单个大脑区域中细胞类型特异性的细胞-细胞相互作用(包括非神经元细胞间,非神经元细胞和神经元之间以及神经元间)。几百对细胞亚类被确定,统计学结果显示有显著的相互作用。预测的大多数具有相互作用的细胞类型对包含多个配体-受体对,与同一细胞类型对中的非近端细胞对相比,近端细胞对的表达显著上调,为这些细胞间相互作用的分子基础提供了见解。在非神经元细胞之间,发现内皮细胞和周细胞均与大脑中的边缘相关巨噬细胞(BAMs)、巨噬细胞有显著的相互作用。在这两种情况下,与非近端细胞对相比,来自层粘连蛋白信号通路的配体-受体对在近端细胞对中均明显上调,一些细胞因子(内皮细胞中的Cytl1和周细胞中的Ccl19)在BAMs近端血管细胞中表达上调,这说明大脑中的血管细胞可能利用这些细胞因子来招募巨噬细胞(图6d,e)。小胶质细胞也被发现与内皮细胞、周细胞之间的显著相互作用;与内皮细胞相比,周细胞与小胶质细胞相互作用的可能性更高,而与BAMs相互作用的趋势则相反(图6f,g)。他们还观察到神经元和非神经元细胞之间的显著相互作用,例如星形胶质细胞和抑制性IMNs在嗅球中、星形胶质细胞和兴奋性IMNs在海马形成中表现出显著的相互作用。此分析也预测了一些神经元亚类之间的相互作用,例如,海马形成过程中Pvalb枝形吊灯状GABA神经元和CA3谷氨酸能神经元之间、IPN Otp Crisp1 GABA神经元和中脑的DTN-LDT-IPN Otp Pax3 GABA神经元之间的相互作用。图6 细胞间的相互作用和通信(图源:Zhang, M., et al.. Nature, 2023)文章结论与讨论,启发与展望通过MERFISH技术成像约1000万个细胞,并将MERFISH数据与全脑scRNA-seq数据集整合,该研究生成了一个具有高分子和空间分辨率的、横跨整个小鼠大脑的分子定义的细胞图谱。进一步将该图谱注册到了艾伦脑科学研究所发布的CCF中,提供了一个可被科学界广泛使用的参考细胞图谱,使科研人员能够确定每个大脑区域不同转录细胞类型的组成、空间组织和潜在的相互作用。一方面,非神经元细胞与神经元细胞或非神经元细胞之间的相互作用,以及配体-受体对、基因的相关上调,为测试不同非神经元细胞类型的功能作用提供了切入点。另一方面,将转录组成像与不同行为范式下的神经元活动成像相结合可以揭示神经元的功能角色[5]。未来的研究将结合空间分辨的转录组学分析和各种其它特性的测量(如表观基因组谱、形态学、细胞的连通性和功能、系统的基因扰动方法),将有助于大家阐述大脑的分子和细胞结构的功能和功能障碍在健康和疾病中的作用。MERFISH(Multiplexed Error-Robust Fluorescence In Situ Hybridization),一种空间分辨的单细胞转录组学方法,经过近年的发展已成为生命科学领域中最具有前景的单细胞测序技术之一。该技术独特的原理和方法,可实现对单细胞进行多重靶向探测,从而深入研究细胞的生物学特性,对于疾病诊治及药物研发等方面也有着广泛的应用价值。
  • 科学创新 | 白藜芦醇有效改善母体免疫激活(MIA) 诱导的小鼠自闭ASD症样行为
    科学创新 | 白藜芦醇有效改善母体免疫激活(MIA) 诱导的小鼠自闭ASD症样行为自闭症谱系障碍(Autism spectrum disorder,ASD)是一种主要在儿童中出现的神经发育障碍性疾病,主要特征是社交功能障碍和局限、重复的行为或兴趣。妊娠期母体感染是子代发生ASD的重要原因,母体免疫激活(Maternal immune activation,MIA)引起的炎症浸润可导致胎儿神经发育障碍。根据流行病学调查,全球大约有7800万人患有ASD,而且在过去20年里,ASD患者的数量迅速增加。然而,一些用于治疗ASD的药物效果有限,而且还会引起高血糖、血脂异常、体重增加等副作用。因此,迫切需要找到更有效的治疗方法。近期,哈尔滨医科大学公共卫生学院儿少卫生与妇幼保健教研室在《Journal of Nutritional Biochemistry》发表题为“Resveratrol regulates Thoc5 to improve maternal immune activation-induced autism-like behaviors in adult mouse offspring”(第一作者:曾心、范琳琳;通讯作者:武丽杰、梁爽)的研究成果,基于中医药食同源的概念,验证了白藜芦醇对母体免疫激活诱导的小鼠ASD样行为的治疗作用。研究团队采用综合生物信息学方法,对药食同源的中草药和药物靶点进行了大规模筛选和分析,确定白藜芦醇和Thoc5分别是治疗母体免疫激活诱导的小鼠ASD样行为的最佳小分子成分和药物靶点,经体外实验结果显示,发现白藜芦醇能够增加Thoc5的表达。为更好的验证白藜芦醇的药用潜力,研究人员对小鼠进行了体内实验,通过 SOPTOP激光共聚焦扫描显微镜 观察Iba-1(小胶质细胞的标志物)在胎鼠大脑中的表达情况。实验结果显示,MIA胎鼠大脑中Iba-1的表达水平明显高于PBS组,但经过白藜芦醇预处理后,Iba-1在胎脑中的表达显著降低。▲免疫荧光法观察Iba-1表达情况本研究首次全面探索了药食同源草药治疗ASD的有效成分和靶点。通过体外和体内实验,成功证明了白藜芦醇能够增加Thoc5的表达,降低IL-6的水平,并抑制MIA引起的胎盘、胎脑和后代大脑皮层的炎症,改善成年后代的ASD样行为。论文信息:Zeng X, Fan L, Li M, Qin Q, Pang X, Shi S, Zheng D, Jiang Y, Wang H, Wu L, Liang S. Resveratrol regulates Thoc5 to improve maternal immune activation-induced autism-like behaviors in adult mouse offspring. J Nutr Biochem. 2024 Apr 5:109638. doi:10.1016/j.jnutbio.2024.109638. Epub ahead of print. PMID: 38583499.
  • 微型化多光子显微镜揭秘大脑,开启自由活动动物成像新范式——超维景生物科技研发总监胡炎辉
    近年来,光学成像技术如荧光分子成像、光声成像和生物发光成像等广泛应用于小动物活体成像。同时,多模态成像技术的兴起将多种成像技术结合,为小动物活体成像提供了更精确和信息丰富的工具。为帮助广大用户及时了解小动物活体成像前沿技术、产品与整体解决方案,仪器信息网特别制作【小动物活体成像技术创新突破进行时】专题,并策划“小动物活体成像技术”主题征稿活动,以期进一步帮助广大用户从多维度深入了解小动物活体成像技术应用、主流品牌、市场动态以及相关内容。本期约稿特别邀请超维景生物科技有限公司研发总监胡炎辉,就小动物活体成像技术发展、市场规模及未来趋势进行分享,并就超维景生物科技在面对小动物自由运动活体成像瓶颈取得的突破性进展。 本期嘉宾:胡炎辉,超维景生物科技有限公司 研发总监 胡炎辉,超维景生物科技有限公司研发总监。2018年毕业于北京大学,电路与系统专业,曾参加基金委国家重大仪器专项,负责逻辑控制、微弱信号探测及系统设计,在激光扫描显微成像、微弱信号探测及高速信号处理等技术方向有着多年的积累。2017年至今,作为超维景核心创始团队成员之一,参与公司技术专利20余项,开发了新一代双光子成像处理平台,推出了科研、医疗等多款多光子产品,具有丰富的产学研融合开发及落地经验。——01—— 从单光子到多光子成像,推动活体成像技术发展在医学和生命科学研究的领域内,不断的革新和突破在成像技术方面是推进科学发展的关键,同时也是推动新的生物学发现和进步的重要引擎。其中,多光子成像技术通过激光与生物样本内的分子和原子相互作用产生荧光反应,以荧光显微的形式,允许我们以无损害的方式直接观察到组织的内部结构。尽管生物样本本身对光有较好的透光性,它们也具有强烈的散射特性。通常,细胞水平的高分辨成像技术在生物组织中的穿透深度“软极限”大约为1mm。不过,使用更长波长的激光可以减小对光的散射,并且增强穿透力。多光子吸收提供了一种非线性的荧光激活方法,其中双光子和三光子吸收的波长分别是单光子激发的两倍和三倍。与单光子相比,多光子成像可以实现几乎10倍的成像深度增强。这种非线性激发方法也带来了更高的信号-背景比及更优秀的层析成像能力。所有这些成像上的优势使得多光子成像特别适合用于复杂条件下的活体成像研究,成为一种在这些应用中非常重要的工具。Winfried Denk于1990年在康奈尔大学发明了世界上第一台双光子激光扫描显微镜。而自21世纪初以来,随着超快激光技术的突破及商业化,双光子显微成像技术迅速成为最广泛使用的活体动物成像方法。特别值得提及的,超维景的创始人程和平院士早在1992年就开始涉足双光子显微技术,成为最早的技术参与者之一,并致力于推广这一技术。历经近三十年的发展,双光子显微成像技术已变得在脑科学研究中不可或缺。尽管传统的台式双光子显微镜分辨率高,但它们体积庞大且重量重,需将实验动物固定或麻醉以完成成像,因此无法适用于自由活动的动物。微型单光子成像技术可以实现对自由活动的小鼠进行成像,但它在分辨率和对比度方面相对较低,难以达到亚细胞级别的分辨率和三维成像效果。——02——直面脑科学研究自主研发工具挑战,2.2克微型化双光子显微镜“轻装上阵”打造用于全景式解析脑连接和功能动态图谱的研究工具是当代脑科学的一个核心方向。针对如何在自由行为动物上绘制大脑神经元功能图谱的难题,超维景团队研发出了头戴式2.2克微型化双光子显微镜,首次实现自由活动小鼠大脑神经元和突触水平钙信号功能成像,为脑科学研究提供了革命性的新工具。这项技术解决了困扰领域近20年的挑战,显著领先于美国脑计划催生的微型化单光子技术,入选“2017年度中国科学十大进展”,并被评为Nature Methods“2018年度方法”。依托此技术建成“南京脑观象台”,为中国脑计划提供了“人无我有”的支撑平台;专利技术的产业转化实现高端显微成像装备自主创制的突破,完成对欧美国家的整机出口,累计实现销售额过亿元。通过技术拓展,研发了应用于人体的手持式双光子显微镜,在临床医学与航天医学中具有巨大的应用前景。为病理诊断技术带来一种全新的手段,成为临床疾病精准检查的重要工具。这项技术成果属于国家基金委重大仪器专项转化的科技成果,是国家在高端装备研发方向投入的典型产出代表。除了在脑科学、医疗应用领域的技术贡献之外,同时彰显了中国也可利用具有自主知识产权的国际领先的技术,实现在高端仪器方向的突破,提振了中国科学家在高端仪器装备方向的研究信心,并以此为核心技术来推动国内以及国际的科学研究大计划,对国内的脑科学研究领域也起到积极引领作用。——03——深耕小动物自由运动活体成像,持续提升核心竞争力超维景公司始创于2016年,公司核心力量来自北京大学院士创建和领导的多学科交叉团队,是一家专注于高端生物医学成像设备研发、生产和销售的国家高新技术企业。2017年,超维景核心团队成功研制仅2.2g的超高时空分辨微型化双光子显微镜,在国际上首次获取了小鼠在自由行为过程中大脑皮层神经元和神经突触活动的动态图像,被评为“2017年度中国科学十大进展”和《Nature Methods》“2018年度方法”(无限制行为动物成像),开启自由活动动物成像新范式,研究成果可应用于脑认知基本原理研究、脑重大疾病机理研究和脑疾病的药物研究,本技术进一步可应用于临床实时在体无创细胞级检测。部分获奖照片“微型化”是指将显微镜做到拇指大小,可以佩戴在小鼠头上,同时不影响小鼠的自由活动,进而观察小鼠在觅食、社交、睡觉等自主行为时大脑神经元的真实活动和功能连接。超维景的微型化显微镜体积微小,让小鼠能够“戴着跑”,实现了自由行为动物的清晰稳定成像,可用于在动物觅食、跳台、打斗、嬉戏、睡眠等自然行为条件下,或者在学习前、学习中和学习后,观察神经突触、神经元、神经网络等的动态变化,从而获取小鼠在自由行为过程中大脑神经元和神经突触活动的动态图像。2.2g微型双光子荧光显微镜2021年,团队的第二代微型化双光子显微镜将成像视野扩大了7.8倍,同时具备获取大脑皮层上千个神经元功能信号的三维成像能力,原始论文发表于《Nature Methods》。2023年2月,团队将微型化探头与三光子成像技术结合,成功研制微型化三光子显微镜,重量仅为2.17克,并在 《Nature Methods》 发表文章。一举突破了此前微型化多光子显微镜的成像深度极限,首次实现对自由行为小鼠的大脑全皮层和海马神经元功能成像,为揭示大脑深部结构中的神经机制开启了新的研究范式。 《Nature Methods》发表相关技术成果2023年2月,神州十五号航天员乘组使用由我国自主研制的空间站双光子显微镜开展在轨实验任务并取得成功,是目前已知的世界首次在航天飞行过程中使用双光子显微镜获取航天员皮肤表皮及真皮千层的三维图像,为未来开展航天员在轨健康监测研究提供了全新工具。图为神舟十五号航天员乘组在轨使用空间站双光子显微镜2023年12月,由超维景公司自主研发的在体双光子显微成像系统获批上市,是中国首个基于双光子显微成像原理的医疗器械。本次研发是首次实现脑科学技术跨学科助力皮肤检测的技术应用,将最前沿的双光子显微成像技术引入现代皮肤医学检测领域,实现“实时、无创、在体、原位、无标记”的高分辨率皮肤细胞及胞外组织三维成像,为患者和医生带来便利。——04——布局微型化多光子产品体系,开启自由行为动物显微成像新范式解析脑连接图谱和功能动态图谱是我国和世界多国脑计划的一个重点研究方向,但传统的多光子显微镜进行常规脑成像通常需要将动物的头部固定在台式显微镜上,这严重限制了模式动物的自由生理状态。为此需要打造自由行为动物佩戴式显微成像类研究工具。基于团队及技术发明,超维景已布局微型化多光子成像产品体系,并成功实现多款产品的产业化,包括SUPERNOVA-100一体式微型化双光子显微镜、SUPERNOVA-600集成式微型化双光子显微镜与SUPERNOVA-3000微型化三光子显微镜等,解决了困扰领域近20年的挑战,显著领先于美国脑计划催生的微型化单光子技术。超维景微型化多光子显微成像系列产品,可以在微观尺度上、不干扰自由运动动物行为的前提下,对大脑神经元和神经突触进行无创性观察和实时、动态成像,为研究神经科学、行为学、认知科学等多个领域提供了新的视角和手段,从而为脑健康研究开辟新的道路。树突棘成像 单树突棘级分辨率 神经元轴突与亚细胞结构成像 ——05——持续加码小动物自由运动活体成像系统“科研+临床”的广阔应用脑科学机理研究。大脑是一个极度复杂的器官,目前,各国脑科学计划的一个核心方向就是打造用于全景式解析脑连接图谱和功能动态图谱的研究工具。其中,如何打破尺度壁垒,融合微观神经元和神经突触活动与大脑整体的信息处理和个体行为信息,是领域内亟待解决的一个关键挑战。要想实现动物在体脑功能实时成像的研究,能够观察到整个皮层甚至更为深入的其他脑区,涉及到仪器开发、手术技术、生物研究等等不同的方面领域,技术挑战非常大。为了真正解密大脑的工作原理和流程,人们需要在对大脑神经元高分辨成像的同时,被观察者能够自由的正常活动,也就是最理想的脑功能成像需要被观察者在自由运动状态下进行脑功能观测。脑疾病机理研究。目前一些重要的脑疾病,如自闭症、精神类疾病、老年痴呆症等都是全世界的难题。以老年痴呆症为例,根据得病率统计,85岁以上老人中的 50%患有老年痴呆。预计到2050年,中国将有近1亿患者的生活需要照顾、需要医疗系统的救助,这是严重的社会负担。通过本技术对脑科学疾病研究,如果有新发现,对于老年痴呆症,就可能找到早期诊断的方法,早发现、早干预,把严重症状出现期从85岁延缓到95岁,社会负担就可以大大减轻,提高国民生活质量。神经药物筛选。微型化双光子显微镜不仅可以“看得见”大脑工作的过程,还将为可视化研究自闭症、阿尔茨海默病、癫痫等脑疾病的神经机制发挥重要作用。而此类疾病的药物开发,由于缺少快速直接的药效反馈手段,而大大受阻。微型化双光子技术的应用将极大的推动此类神经疾病药物的开发进程,为人类脑疾病的诊断和治疗提供新的手段。携手全球合作伙伴,携手共谋发展。微型化多光子成像系统已获得国内的上亿元订单,以及国外的数千万元订单。其中,国内用户包括北京大学、中科院上海神经所、中科院深圳先进技术研究院、复旦大学、上海交通大学、西湖大学、中山大学、华南理工大学、南京脑观象台等。国外用户包括加州理工、纽约大学、德国马普神经所、德国波恩大学、德国马普鸟类研究所等。未来,超维景将在多光子显微成像技术继续深挖“科研+临床”的广阔应用,这将作为神经探索领域的引路明灯,照见更多未知的领域。参考文献:• Zhao, C., et al. (2023). Miniature three-photon microscopy maximized for scattered fluorescence collection. Nat Methods, 2023 Apr 20(4):617-622.• Zong, W., et al., Miniature two-photon microscopy for enlarged field-of-view, multi-plane and long-term brain imaging. Nat Methods, 2021. 18(1): p. 46-49.• Zong, W., et al., Fast high-resolution miniature two-photon microscopy for brain imaging in freely behaving mice. Nat Methods, 2017. 14(7): p. 713-719.
  • 放下羊了个羊,安神助眠的酸枣仁检测了解一下!
    最近大家都在忙什么?想必很多小伙伴都在忙着“羊了个羊”通关,小编试了几次,游戏虽然好玩,但也不能熬夜玩,网上很多通宵熬夜通关的小伙伴,长此下去,会影响睡眠,不如放下手机,跟着小编来了解一下安神助眠的酸枣仁检测吧,休息一下大脑。“安神的药材有哪些呢?中药中有很多具有镇静安神功效的药物,总体上分为几类:1、重镇安神的药物,主要有朱砂、琥珀、磁石、龙骨等;2、养心安神的中药,主要有茯神、茯苓、元肉、酸枣仁、远志等;3、解郁安神的药物,比如合欢皮、合欢花、玫瑰花、柴胡等药物。在具体使用这些镇静安神的药物时需要根据身体的情况,适当的配伍养血、清热、疏肝、补肾、补血等药物进行调理。如果是心血不足引起的失眠可以配伍当归、川芎、熟地、阿胶等药物,效果会更好。我们比较熟悉的就是酸枣仁了,可以直接买中药饮片捣碎泡水或煮水,也可以购买复方的药品,购买之前,请遵医嘱哦。那么问题来了,你买的药材安全吗?酸枣仁,为鼠李科植物酸枣的干燥成熟种子。具有养心补肝,宁心安神,敛汗,生津之功效。常用于虚烦不眠,惊悸多梦,体虚多汗,津伤口渴。如何选到合格品质好的酸枣仁呢?需要关注以下检测项目。01 农残检测关注我们方法来源:药典四部 2341通则 农药残留量测定法。配置标准溶液,样品提取,使用Welchrom®Carb/NH2,规格:500mg/500mg/6mL;样品净化完后,用GC-MS检测,色谱图结果如下:02 黄曲霉毒素检测关注我们方法来源:药典一部色谱柱: 月旭Ultimate® ODS-3(4.6×300mm,5μm)。流动相:甲醇:乙腈:水=300:220:480;柱温: 30℃;检测波长:激发波长360nm,发射波长450nm;衍生方法:光化学衍生;流速:0.8mL/min;进样量: 25μL。由于黄曲霉毒素G1和B1具有荧光淬灭效应,所以本方法使用了光化学衍生。Welview是月旭科技自主研发的新一代高效能光化学衍生器,具有独特的超长寿命双灯管设计,友好的人机交互模式,LCD显示屏,蜂鸣报警,错误信息提示应有尽有,更长更细的衍生管提高衍生效果的同时,保证峰形更优。WelView光化学衍生器可将黄曲霉毒素G1、B1检测效果分别提高8.88与6.84倍,大大提高了检测的灵敏度。03 含量检测关注我们方法来源:药典一部色谱柱: 月旭Ultimate® ODS-3(4.6x250mm,5μm)。流动相:检测波长: 335nm;柱温: 25℃;流速: 1.0mL/min;进样量: 10μL。“长期睡眠不足的危害?经常睡眠不足对人体会产生很多危害,其中主要表现为以下几个方面:第一,神经衰弱。睡眠不足,患者会表现为白天昏昏欲睡,注意力不能集中,记忆力减退,对工作的效率降低,长期以往会造成神经衰弱。此外,还会影响人体的判断能力,语言连贯能力还有很多患者可能会合并焦虑症、抑郁症。第二,睡眠不足影响人体内分泌和许多生物代谢的过程。导致糖和脂肪代谢紊乱,大脑皮质功能紊乱以及自主神经功能失调,引发糖尿病、高血压等疾病。第三,睡眠不足的患者,抵抗力会下降,容易感冒,甚至容易产生恶性疾病。第四,皮肤衰老加速。睡眠不足的患者,身体会释放出更多的皮质醇。过量的皮质醇,会使皮肤中的胶原蛋白加速分解,影响皮肤的弹性和光泽。好了,小编写到这里,小伙伴就看到这里吧,放下手机,快快休息一下,保护视力,同时也让大脑休息一下。
  • 成像质谱:非酒精性脂肪肝病模型小鼠中脂类成分的可视化分析
    p style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "摘 要:/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "质谱法不仅经常被用于血液和尿液样本中脂质的研究,同时也可用于以实验动物器官为样本的脂质研究。近年来,将匀浆样本的多变量分析结果与待测样本组织切片空间分布研究结果相结合的方式,有望加速有关疾病机理阐释或新药研发方面的研究工作。 因此,本应用实例对2,2’-偶氮(2-氨基丙烷)双盐酸盐(AAPH)给药后,非酒精性脂肪肝(NAFLD)模型小鼠脂质成span style="text-indent: 2em "分的变化进行研究。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "1 研究背景/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "肝细胞癌通常由肝炎病毒引起,但也可能由酒精性肝炎引起。然而,由于代谢综合征病例的增加,与酒精无关的非酒精性脂肪性肝炎(NASH)的发病率也有增加。因此,目前正在进行各种各样的相关研究。以往的研究表明,非酒精性脂肪肝病(NAFLD)的出现或其发展为非酒精性脂肪性肝炎(NASH)的进程与氧化应激之间存在很强的相关性。然而,这一机制的细节和诱发、影响因素尚不清楚。近年来, 动物实验结果表明2,2’-偶氮(2-氨基丙烷)双盐酸盐(AAPH)给药可以抑制脂肪在肝脏的过度积累1)。为了阐明其作用机制,可使用多种类型的质谱仪对同一样本进行分析,充分利用不同类型质谱提供的数据信息。本文描述了对AAPH 给药后NAFLD 模型小鼠研究的实例。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/5915422f-fd59-4161-8be6-0d165758d8f2.jpg" title="1.png" alt="1.png"//pp style="text-align: center "图1 实验动物准备/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "2. 实验材料及方法/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "以NAFLD 模型小鼠为实验动物, AAPH 单剂量(90mg/kg)给药24 小时后取肝脏进行实验。肝脏匀浆样本用于LCMS 分析,制备10μm 厚肝脏冰冻组织切片用于成像质谱分析。将给予磷酸盐缓冲液(PBS)的模型小鼠肝脏作为对照样本(图1)。成像质谱分析的流程图如图2 所示。使用冷冻切片机制备10μm 厚的老鼠肝脏组织切片(I),将切片放置于ITO 导电载玻片表面(II),在组织切片表面涂敷基质辅助电离(III),获取成像质谱分析数据(IV)。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/e65e6c2a-746e-4a29-9027-5c007baf8713.jpg" title="2.png" alt="2.png"//pp style="text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em "图2 成像质谱分析流程/pp style="text-indent: 2em line-height: 1.75em "3. 使用LCMS 数据进行验证/pp style="text-indent: 2em line-height: 1.75em "取模型小鼠肝脏,匀浆后由LCMS进行分析,对脂质成分进行检测。实验条件如表1所示。/pp style="text-indent: 2em line-height: 1.75em text-align: center "表1 LCMS实验条件/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/452b470c-8f24-4e51-a583-8212f9502448.jpg" title="3.png" alt="3.png"//pp style="text-align: center "图3 LCMS-IT-TOF/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "图3 显示实验数据进行统计学分析的结果。对AAPH给药组与对照组进行比较,多种脂质成分存在差异。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "表2 总结了出现特征变化的不同脂质成分。/pp style="text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em "表2 AAPH 给药后发生变化的脂质组分/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/8039b671-0c06-454f-90ef-c37c83bf5af0.jpg" title="4.png" alt="4.png"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "根据分析结果,通过对比给药组与对照组肝脏匀浆检测数据的统计学分析结果,可以鉴别给药后发生变化的组分。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 294px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/2817dda4-851e-4ea4-bd22-9c96d9047c8d.jpg" title="5.png" alt="5.png" width="600" height="294" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "图3 统计学分析结果/pp style="text-align: center "(A) PCA score plot, (B) PCA loading plot, (C) OPLD-DA score plot, (D) OPLS-DA S-plot/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "4. 使用成像质谱进行脂类成分的可视化分析/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "表3显示了iMScope成像质量显微镜的分析条件。成像质谱分析的实验结果如图5所示。相邻切片的HE染色结果如图4所示。使用正离子模式分析组织切片,成功获得表2中在LCMS分析结果中出现变化脂质成分的质谱图像,如图5中虚线框选的质谱图像。此外,还获得了在采集范围内其他具有类似特征分布的脂质成分的质谱图像。成像质谱技术的主要优点之一是通过一次分析在同样的分析条件下,可以同时提供多个不同质荷比化合物的空间分布信息。这一特点使无标记成像质谱分析成为可能。本应用实例中,部分脂质成分可以根据iMScope的检测数据并参考相关文献得到鉴别2),3)。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/173cb788-d8f8-4c66-96e4-e859095877ee.jpg" title="6.png" alt="6.png"//pp style="text-align: center "图4 连续切片的HE染色结果/pp style="text-align: center "表3 iMScope成像质谱实验条件/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/1067befb-7acb-4e1d-881c-9c868b4db0b5.jpg" title="7.png" alt="7.png"//pp style="text-align: center"img style="width: 600px height: 350px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/34ee0d51-4b7a-4519-832b-051e09819ef2.jpg" title="8.png" width="600" height="350" border="0" vspace="0" alt="8.png"//pp style="text-align: center"img style="width: 600px height: 186px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/ee38d58c-510f-4865-9a5d-d1c0a79298d1.jpg" title="9.png" width="600" height="186" border="0" vspace="0" alt="9.png"//pp style="text-align: center "图5 iMScope 质谱成像分析结果/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "5. 小 结/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "本文展示了AAPH 给药后发生变化的脂质成分在模型小鼠肝脏切片上的空间分布结果。在新药研发或临床应用相关的基础医学研究领域中,必须建立可以针对给定研究目标及样本特点进行优化的实验体系。因此,多种类型的质谱仪被广泛使用。此外,如本文所述,利用新型质谱仪进行多层面分析也有望发现新的信息,并提高研究效率。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "6. 参考文献/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "1) Free. Radic. Res, 38: 375–84 (2004)/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "2) Anal. Chem. 80(23): 9105–14 (2008)/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "3) Anal. Chem. 84(4): 2048–54 (2012)/ppbr//p
  • 辽宁发布医科大学高质量发展资金2022年度项目清单
    按照有关工作部署安排,参照《辽宁省科技计划项目管理办法》等有关规定,经组织申报、初审推荐、复审核查、专家评审和省科技厅党组会审定等程序,现将支持中国医科大学高质量发展资金2022年度拟立项项目予以公示(见附件),公示期为2022年11月16日至2022年11月23日。有关单位和个人如对公示项目持有异议,请在公示期内以书面形式向省科技厅反映。凡以单位名义反映情况的材料需加盖单位公章,以个人名义反映情况的材料要署实名,并附具体联系方式。对匿名或无具体事实根据的举报,不予受理。联系方式:驻科技厅纪检组 联系人:武耀博监督电话:024-23983115通信地址:沈阳市和平区三好街24号1103室邮政编码:110004省科技厅科技监督与诚信建设处 联系人:郑磊监督电话:024-23983438通信地址:沈阳市和平区三好街24号1310室邮政编码:110004省科技厅机关纪委 联系人:徐信龙监督电话:024-23983459通信地址:沈阳市和平区三好街24号1602室邮政编码:110004省科技厅规划与平台处 联系人:张金钰监督电话:024-23983409通信地址:沈阳市和平区三好街24号1001室邮政编码:110004省科技厅生物医药处 联系人:刘峰监督电话:024-23983402通信地址:沈阳市和平区三好街24号1001室邮政编码:110004辽宁省科学技术厅2022年11月16日附项目清单:支持中国医科大学高质量发展资金2022年度拟立项项目清单序号类型项目名称负责人1平台类消化道肿瘤精准筛查及规范化诊治研究邢承忠2平台类狼疮脑病致病抗体的筛选与确认研究杨娉婷3平台类组织损伤修复机制及法医学损伤时间推断研究官大威4平台类重大慢病精准医学防诊治技术研发项目赵玉虹5平台类优化严重产后出血诊治策略研究刘彩霞6平台类辽宁省慢性气道疾病精准诊治研究项目王玮7平台类原创抗肿瘤新药研发与转化魏敏杰8平台类实验动物模型制备技术平台的建立及应用郑志红9平台类应用于口腔颅颌面组织修复的牙源性干细胞复合水凝胶材料的研发周青10平台类基于宏基因技术院感风险时空流行病学研究闫灵均11平台类空气中全氟与多氟烷基化合物水平及其对多器官损伤的机制研究朱京海12平台类髓源性抑制细胞通过PD-L1抑制T细胞功能介导慢性乙型肝炎免疫耐受的机制窦晓光13平台类TFIAB通过细胞焦亡增强肺癌免疫治疗敏感性的研究李庆昌14平台类儿童肿瘤的分化、耐药机制及靶向治疗研究李志杰15平台类妇科恶性肿瘤和慢病的发生发展机制与精准诊治研究林蓓16平台类多组学探究女性不孕症发病及干细胞治疗机制谭季春17平台类肠道菌群介导肥胖相关慢性病传播机制研究闻德亮18平台类神经退行性疾病机制及防治策略的研究王占友19平台类IDH1野生型胶质瘤有氧糖酵解作用机制研究刘云会20平台类深度学习用于全自动预测胰腺癌切除术患者的预后及化疗分析刘兆玉21平台类细胞微环境稳态与衰老相关疾病机制研究曹流22平台类线粒体融合蛋白2调控晶状体细胞器间通讯的机制研究冯莉23平台类组学特征因子LPA驱动免疫微环境重塑介导主动脉夹层病变的新机制辛世杰24平台类液体活检技术在胃癌腹膜转移机制研究中的应用徐惠绵25平台类发育期环境无机砷暴露对癌症风险的影响与防治靶点研究徐苑苑26平台类长链非编码RNA LINC00299调控脑出血后神经功能恢复机制的研究何志义27平台类消化系统肿瘤预后和免疫治疗疗效预测模型的建立与机制研究曲秀娟28平台类膀胱过度活动征的流行病学和发病机制研究王平29平台类复合式多功能钇-90栓塞微球治疗肝肿瘤的有效性及作用机制研究钟红珊30平台类建立常温机械灌注修复边缘供肝策略刘永锋31人才类消化内镜微创诊疗体系的建立与临床应用研究孙思予32人才类基于人工智能的晚期非小细胞肺癌临床诊疗与应用研究宋江典33人才类基于机器学习对重性精神疾病患者进行早期诊断及风险预测的静息态功能磁共振研究汤艳清34人才类环境污染物的动脉血栓危害及以NRF2为靶点的精准防控边义莹35人才类TIFAB通过能量代谢及肿瘤微环境抑制乳腺癌进展及调控药物敏感性的分子机制付琳36人才类USP22促进乳腺癌转移及机制研究王胜利37人才类VMP1通过内质网应激PERK/eIF2α信号通路抑制β-淀粉样蛋白生成的机制研究于欣38人才类建构主义学习理论视角下医学生职业精神培养路径与策略研究李鸿鹤39人才类艾滋病病毒储存库检测方法的建立及标志物鉴定梁国新40人才类YTHDC1识别m6A修饰介导lncRNA核异位调控CRIP1影响胃癌淋巴管新生的分子机制及核酸纳米药物研究宋永喜41人才类基于微生物组学与代谢组学技术推断水中尸体死亡原因及死亡时间的研究王林林42人才类基于肿瘤微环境的高通量药物测试离心微流控系统的建立及其应用岳帅43人才类基于肿瘤免疫知识图谱的新型免疫组方制剂的研发刘彩刚44人才类适配子修饰核酸纳米骨架重组G-quadruplex结构的抗肿瘤应用富博识45人才类针对粘膜部位HPV感染相关肿瘤的温热治疗技术研发高兴华46人才类基于超分子相互作用的智能仿生原位凝胶药物递送系统设计李鹤然47人才类人类齿龈间充质干细胞对阿尔茨海默病症状的改善作用及机制研究张雁慧48人才类辽宁省健康旅游发展对策研究宋杨49人才类晚期非小细胞肺癌免疫治疗疗效预测模型的建立张凌云50人才类内皮细胞糖脂代谢重编程在脑缺血再灌注损伤中的作用安明欣51人才类ZMIZ2通过SIRT1促进非小细胞肺癌恶性表型机制研究韩强52人才类下丘脑BMAL1在睡眠剥夺致青春期小鼠记忆功能受损发生机制中的作用孙琦53人才类辽宁省青年学生男男性行为人群HIV感染风险预测及防控策略研究朱亚鑫54人才类TMEM16A钙激活氯通道和膜联蛋白Annexin A1相互激活促进结直肠癌转移的机制研究王慧55人才类纤维母细胞调控固有淋巴细胞重塑影响矽肺纤维化进展机制研究李超56人才类靶向能量代谢研究肠源性GABA阻遏阿尔茨海默病发生发展的分子机制张静竹57人才类膜相关的MT-MMPs在颌下腺发育的生物学作用机制研究张秀鹏58人才类新医科视域下医学人文教育研究王东红59人才类新型介孔聚多巴胺自组装多功能纳米系统定位皮肤递药用于皮肤黑色素瘤化学与光热联合治疗的研究陈阳60人才类酰胺型XO抑制剂的设计合成及构效关系研究张廷剑61人才类基于荧光分子印迹传感器对毒物的分析与检测张艳62人才类基于大数据的个性化学习深度神经网络模型研究及应用曲波63人才类基于电化学原理的能源转化和生物体电化学活性物质的高效检测器件的研究陈世明64项目类艾滋病精准防控与功能性治愈研究尚红65项目类重大传染病医院感染防控能力评估与决策体系构建张秀月66项目类脑肿瘤智能诊疗辅助系统的研究吴安华67项目类新型钙信号靶向调节多肽ATH-1抗心肌肥厚作用机制及临床前药理毒理学特征的研究与开发郝丽英68项目类基于人工智能的胃癌围手术期综合治疗指导模型的建立高鹏69项目类全脊柱内镜可视化腰椎椎体间融合器械研发及技术体系构建刘欣春70项目类胃癌大网膜肿瘤免疫微环境重塑影响胃癌腹膜转移的机制研究孙逊71项目类物质滥用致精神障碍的生物标志物筛选及精准诊疗体系构建吴旭72项目类基于巨噬细胞免疫疗法治疗胃癌腹膜转移的应用基础研究苗智峰73项目类伤害性感觉神经元调控肠道肿瘤发病机制的研究张晓哲74项目类颅颌面骨缺损重建修复中干细胞命运调控及组织工程技术构建郭澍75项目类人类辅助生殖技术胚胎体外培养和优选关键技术研发李达76项目类子宫内膜癌(EC)异质性的精准防治刘慧鑫77项目类阿尔茨海默病早期诊断标志物和药物治疗新靶点的研究与开发孙晓红78项目类基于蛋白质组学与代谢组学分析筛选特异性血浆分子标志物用于指导临床心源性卒中高危患者的防治决策研究于波79项目类靶向“双向转运失衡”治疗糖尿病微血管病变的新策略赵伟东80项目类三阴性乳腺癌新辅助免疫治疗标志物研发徐莹莹81项目类以RNA去甲基化酶FTO为分子靶标防治锂电池正极材料暴露致神经退行性病变的研究邓宇82项目类基于中草药天然产物组的恶性肿瘤多靶点生物治疗应用基础研究赵相轩
  • 评论:自来水50%合格与水价100%大涨
    “自来水合格率仅50%”的消息在网上迅速流传。这条消息源自《新世纪周刊》最新一期封面报道———《自来水真相》。据悉,2009年下半年,为了大致搞清全国城市饮用水的水质状况,住建部水质中心曾做了一次全国普查,数据却一直没有对外正式公布。多位接近权威部门的业内人士透露,他们所获知的该次检测结果,实际合格率也就是50%左右。  “自来水合格率仅50%”甫一曝出,立即在股市上引发环保水务板块的全面涨停 人们面对日日饮用的“自来水真相”,却不得不继续体验心如刀绞。数据显示,内地尚无一个城市实现直饮水,全国县以上4000多家自来水厂中,98%仍使用传统水处理工艺 城市供水管网质量普遍低劣,不符合国标的灰口铸铁管占50.80% 老旧管网漏水严重,经常爆管,二次污染严重。城市水厂都是如此,上万座供应乡镇的小自来水厂,自然工艺更加落后、安全更无保证。  几乎所有饮用水界专家、学者都认为中国城市水质存在“安全隐患” 同时,几乎没有一家水厂自检自测水质不合格。这样自说自话的悖论,公众早已司空见惯。真正让人愤怒的是,既然住建部已经组织全国水质普查,为何却将普查结果对公众隐瞒?难道让全国人民长期去喝不合格的自来水事小,让全国人民知道喝的自来水不合格反而事大吗?公众对于自来水真相的知情权不容随意剥夺,任何隐瞒借口都不能成立。“自来水合格率仅50%”现在仅是消息人士透露,公众有权要求相关部门立即公布真实的普查结果。  本来,结果惊人的水质普查,应该成为立即改变恶劣现状的一个变革契机 可是,因为相关部门选择了隐瞒,所以自2009年以来,城市自来水水质几无太多改善,很多地方的公众至少又多喝了三年的不合格自来水,其可能造成的潜在健康损失根本难以估量。根据《政府信息公开条例》,涉及公民、法人或者其他组织切身利益的、需要社会公众广泛知晓或者参与的政府信息应该主动公开。如此公然选择性藏忧不报的行为,既是对公众健康的极大不负责任,也是对劣质水厂的包庇纵容,应该被严格追究相关法律责任。  这些年来,自来水水质虽未曾改善,在“提高资源性产品价格”、“保护水资源”的旗号下,各地自来水价格却频繁上涨。改革就是涨价,很多地方都走出了一条“涨价—盈利—亏损—涨价”的怪异曲线,并且抛出一句话:“水价上涨的空间仍很大”。对比的依据,当然是国外的水价。其实,这纯粹是混淆概念。一方面,国外水价高是因为交给国库的水资源税高,而不是因为交给水企的供水费高 我们的水价上涨,利润却全数进了水企荷包。另一方面,别人是可供直接饮用的直饮水,我们却有50%连最起码的合格标准都达不到。  自来水水质多年原地踏步讲“特殊国情”,自来水水价却无时无刻不在讲“与国际接轨”,自来水50%合格与水价100%大涨,对比如此鲜明,无异于一边掏空国人的腰包一边还残害国人健康。喝上合格的自来水,是最基本的民生需求,提高自来水水质刻不容缓。今年7月1日起,中国将强制执行最新饮用水标准。据悉,新标准与世界上最严的水质标准——— 欧盟水质标准基本持平。标准的严格当然是好事,但仅仅纸上谈兵却毫无意义,必须拿出涨水价时那种“与国际接轨”的精神,尽快让国民喝上安全放心的高质自来水。
  • 六天内根除小鼠癌症!可植入“药物工厂”这么神奇?
    据《科学进展》杂志2日在线报道,美国莱斯大学的生物工程师表示,他们使用针头大小的可植入“药物工厂”持续提供高剂量白细胞介素-2,在短短6天内根除了小鼠体内的晚期卵巢癌和结直肠癌。该疗法或在今年晚些时候开始人体临床试验。白细胞介素-2是一种可激活白细胞以对抗癌症的天然化合物。试验使用的药珠可通过微创手术植入,每个都含有可产生白细胞介素-2的细胞,这些细胞被包裹在保护壳中。莱斯大学生物工程助理教授奥米德魏瑟的实验室研发了这种治疗方法。他说,人体临床试验最早可能在今年秋天开始。该团队只选择了已证明可安全用于人体的成分,并在多项测试中证明了新疗法的安全性。魏瑟说:“我们只给一次药,但‘药物工厂’每天都在生产药物,直到癌症被消除。一旦确定了正确的剂量,即需要多少家‘药物工厂’,我们就能够根除全部的卵巢癌和7/8的结肠直肠癌。”在新发表的研究中,研究人员将产生药物的珠子植入在肿瘤旁边和腹膜内,腹膜是一种支持肠道、卵巢和其他腹部器官的囊状内层,植入的白细胞介素-2集中在肿瘤内,并限制在其他地方暴露。该研究合著者、美国MD安德森癌症中心妇科肿瘤学和生殖医学教授埃米尔贾再瑞博士说:“免疫治疗领域的一个主要挑战是增加肿瘤炎症和抗肿瘤免疫,同时避免细胞因子和其他促炎药物的全身副作用。在这项研究中,我们证明了‘药物工厂’可在几种小鼠模型中进行可调节的白细胞介素-2局部给药和根除肿瘤。”白细胞介素-2是一种细胞因子,一种免疫系统用来识别和对抗疾病的蛋白质。这是一种FDA批准的癌症治疗方法,但研究人员表示,与现有的白细胞介素-2治疗方案相比,“药物工厂”引发了更强的免疫反应,因为药珠直接提供更高浓度的蛋白质到肿瘤。研究人员称:“如果你通过静脉注射泵给予相同浓度的蛋白质,那将是剧毒的。而对于‘药物工厂’,我们在远离肿瘤部位的身体其他部位观察到的浓度,实际上低于患者在接受静脉注射治疗时必须承受的浓度,高浓度仅处于肿瘤部位。”药珠的外壳保护其产生细胞因子的细胞免受免疫攻击。外壳由被免疫系统识别为异物但不视为直接威胁的材料制成。研究团队发现,异物反应在30天内“安全而有力”地关闭了胶囊中细胞因子的流动。如果有必要,可进行第二个疗程。总编辑圈点“药物工厂”可放置在肿瘤旁边,围绕在这些器官和大多数其他器官的内膜内。如果医生需要不同的细胞因子来靶向特定形式的癌症,还可在药珠上装载工程细胞,制造相关免疫治疗的化合物。更值得欣喜的是,这一方法未来将不局限于文中的两种癌症,也可用于治疗胰腺癌、肝癌、肺癌和其他器官的癌症。
  • 小动物活体成像系统在急性心力衰竭小鼠模型治疗中的应用
    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。
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