SARS-CoV-2 和 COVID-19 就像一场现代瘟疫一样影响着世界,在全球蔓延。当人类发现这种新瘟疫带有变种时,人类更加恐惧,而且即使感染了一种病毒,也并不意味着对所有变种都具有免疫力。但是,正如以前的流行病一样,由于医学科学的进步和病毒自身进化为危害较小的形式,COVID-19 的致命性和传播范围已经减弱到令人稍感担忧的现状。SARS-CoV-2 和 COVID-19 在对世界造成致命袭击的高峰期受到了密切关注,这揭示了一些现在用于抗击这种流行病的方法。我们现在知道,与我们不同,我们的免疫系统对 SARS-CoV-2 并不感到意外,因为在 COVID-19 流行病爆发之前,我们就存在对 SARS-CoV-2 的交叉反应免疫。交叉反应性免疫是由特定病原体或抗原引起的抗体和记忆B细胞和T细胞介导的,这些病原体或抗原也能对其他病原体或抗原作出反应 (1)。交叉反应性是适应性免疫的主要特征,蛋白质抗原(表位)内小部分识别 (2) 和同源 B 细胞和 T 细胞受体的多特异性 (3,4) 高度支持这种免疫反应。人类普通感冒冠状病毒 (hCoV) 作为对 SARS-CoV-2 产生交叉反应性免疫的潜在来源而受到广泛关注 (5)。然而,也有报道称 SARS-CoV-2 与无关病毒 (6)、细菌 (7)、疫苗 (8,9) 甚至食物抗原 (9) 之间存在免疫交叉反应。激活交叉反应性免疫并非总是具有保护作用,也可能产生免疫病理学 (10)。此外,免疫交叉反应是双向的,SARS-CoV-2感染以及COVID-19疫苗也可诱导交叉反应性免疫。事实上,SARS-CoV-2和COVID-19疫苗与人体组织之间存在免疫交叉反应,这提出了SARS-CoV-2感染和COVID-19疫苗可能导致自身免疫反应的可能性(见图1)(11)。显然,预先存在的交叉反应性免疫必定对形成对病毒和COVID-19疫苗的免疫反应产生重大影响,但其影响程度和对保护的贡献仍未确定。同样,SARS-CoV-2和COVID-19疫苗也可能产生重大的交叉反应性免疫学后果,需要进行研究。在这篇关于“交叉反应性免疫学”的前沿研究课题中,
随着人工智能 (AI) 和物联网 (IoT) 的融合重新定义了行业、商业和经济的运作方式,对边缘节能和高性能计算的需求呈指数级增长。神经形态计算是一种新兴的计算范式,受到生物大脑的低功耗和并行处理能力的启发,克服了传统计算机架构的许多限制。最重要的是,通过在内存中执行计算,神经形态计算克服了冯·诺依曼瓶颈,从而提高了计算能力,同时节省了更多的面积和功耗。虽然已经开发出几种具有出色能效的独立神经形态芯片来运行特定的人工智能算法,但这种数字系统在与边缘传感器连接时仍然会受到影响。这是因为传感输入是非结构化的、非规范化的和碎片化的,这会给具有分离的传感和处理单元的数字系统带来巨大的能源、时间和布线开销。这就需要融合传感、内存和处理功能的内存传感技术,以充分发挥生物电子学和机器人学中使用的高度复杂的传感器和执行器系统的潜力。尽管内存传感和计算的概念还处于起步阶段,但它已经在电子皮肤和仿生眼等专业领域取得了重大进展。然而,这些主要是软件实现,与之相辅相成的硬件挑战尚未得到解决。要充分利用仿生边缘处理能力,仍存在硬件层面(材料和设备)的基本挑战需要解决。因此,“内存传感和计算:新材料和设备迎接新挑战”于去年启动,引发了对最新发展和观点的讨论。来自微电子、材料和计算机科学等多学科背景和不同地区的研究人员已经发表了与此相关的意见和/或原创作品
免疫稳态维持是一个复杂的生物学过程,涉及多种途径和分子机制。这样的机制是可逆的细胞内翻译后修饰,o-glcnacylation。它在调节细胞信号传导,转录和翻译,营养感应,代谢,发育,正常生理和病理方面起关键作用。改变了细胞蛋白的O-Glcnacylation与免疫功能障碍有关,导致自身免疫性,炎症和过敏性疾病以及免疫和非免疫细胞的恶性肿瘤的发展。O-Glcnacylation如何调节健康和疾病中的免疫系统是新的研究领域,并且了解O-Glcnacylated蛋白在免疫细胞中的精确作用和免疫反应的知识受到限制(1)。本研究主题包括七篇原始研究文章和六篇全面的评论文章,其中涵盖了O-Glcnacylation在免疫系统中的作用的广泛领域。作为该研究主题的恰当前奏,Mannino等。,已编制了一份出色的初学者O-Glcnacylation审查指南,作为一种营养敏感途径,对免疫系统有显着影响。本综述提供了有关调节O-Glcnacylation,O-GLCNAC转移酶(OGT)和O-GlCNACase(OGA)(OGA)的酶的详细细节,并将O-Glcnacylation作为细胞中的营养感应性感应。在评论中提供了O-Glcnacylation在免疫细胞恶性肿瘤中的作用的进一步阐述,Shu等人的原始文章提供了综述。和Schauner等。它还讨论了O-Glcnacylation如何直接调节蛋白质功能,以及通过与其他蛋白质修饰的串扰,对免疫系统的功能,自身免疫和炎症性疾病以及免疫细胞恶性肿瘤的影响。吊索已经全面审查了慢性淋巴细胞性白血病(CLL)中O-Glcnacylation对致癌信号通路的影响,召集了关键调节剂,例如p53,AKT,AKT,NF-KB,NF- KB,RAS,RAS,WNT,WNT,NOTCH,NOTCH,NOTCH,MYC和Stat蛋白,以及Cll cll cll cll cll cll cll cll berbolism and cll cll cll clll spolabolism。还讨论了T细胞和肿瘤相关巨噬细胞在CLL中的作用,包括有关
微纳器件与技术研究是信息科学与生命科学交叉领域的重要前沿,在神经科学和医学应用领域具有重要的战略意义和良好的应用前景(Liu et al.,2020)。随着微纳加工技术的快速进步,创新的智能化、微型化、集成化器件不断涌现,在检测和调控方面具有独特的优势。值得注意的是,将微纳器件与神经科学和临床医学相结合,可以解决科学前沿问题并培育新的研究热点。癫痫是一种主要的神经系统疾病,影响着全球超过六千万人,严重影响他们的健康和生活质量(Bernhardt et al.,2019)。研究相关神经回路内神经活动的变化对阐明癫痫的发病机制和治疗方法至关重要。可植入微电极阵列能够高质量地记录信号和解码神经信息,在脑机接口方面具有巨大的应用潜力(Wang 等人,2024 年)。Han 等人设计并制造了一种可植入微电极阵列,专门用于癫痫大鼠基底神经节纹状体区域的电生理信号检测和分析。对癫痫发作期间纹状体的电生理数据的分析为了解颞叶癫痫发作初期和潜伏期期间纹状体神经活动的动态过程提供了宝贵的见解。这一理解有助于揭示癫痫的神经机制,同时促进相关治疗方法的进步。疼痛是一种情绪和不愉快的感官体验,会对生活和工作的各个方面产生重大的生理和心理影响。纳米技术的最新进展为利用各种纳米材料和靶向表面的创新止痛策略铺平了道路
多发性硬化症(MS)是中枢神经系统(CNS)的自身免疫性疾病,没有明确的触发因素。然而,流行病学研究表明,遗传性易感性个体中的Epstein-Barr病毒(EBV)感染(EBV)和低维生素D(VIT D)水平等环境因素是重要的危险因素。一个主要建议是,EBV通过分子模拟物等机制触发MS,在该机制中激活的自动反应性B和T淋巴细胞错误地靶向自我抗原。与其他危险因素,低血清VIT D水平,VIT D受体的遗传多态性以及北半球国家的MS发病率更高,这表明VIT D在MS病理学中也起着作用。维生素D,以其神经保护作用和免疫调节作用而闻名,有助于维持促炎和抗炎性免疫细胞之间的平衡。研究和正在进行的临床试验表明,次动物症D与MS的风险增加有关,而VIT D补充剂可以帮助降低疾病的严重程度。此外,次动物症D也与免疫系统失调和增加MS的风险增加有关。本综述探讨了这三个良好认可的危险因素如何在MS的发病机理中相互作用 - EBV感染,次动物症D和失调的免疫系统 - 相互作用。了解这些相互作用及其后果可以为治疗这种毁灭性疾病的新型治疗方法提供新的见解。
生殖衰老始于女性的30多岁,更年期通常发生在48至50岁之间,而卵母细胞库存(卵巢衰老)的耗尽是女性一生中不可避免的过程,最终会影响预期和健康的影响。卵巢老化是一个多维过程,其特征是卵泡数量和卵母细胞质量的逐渐下降,大约37岁左右,导致后代的不育和先天性残疾增加(1)。尽管重要性很重要,但对人类卵巢衰老的基本生物学机制知之甚少,尤其是在延长女性生育能力和改善人口质量方面。尽管预期人类的预期寿命在过去一个世纪中显着延长,但绝经年龄在很大程度上保持不变,这暗示了遗传和表观遗传因素的潜在作用,但典范标志着启动的启动偏离衰老的启动,而在47%的案例中,遗传的年龄是遗传的,而不是遗传的年龄。口服避孕药,饮酒,吸烟和体育锻炼水平(3,4)调节这种内分泌老化过渡。最近,下丘脑 - 垂体轴的衰老以及端粒酶活性降低已成为生殖衰老的关键催化剂(5)。卵泡闭锁是由于颗粒和卵母细胞的细胞凋亡引起的,这是由活性氧(ROS)产生过多引起的,也会导致卵巢衰老。Wang L.等。 inWang L.等。in最近的研究使遗传多态性确定为自然更年期年龄异质性的主要贡献者,尤其是对于参与DNA修复途径的基因。病理卵巢衰老,例如早产卵巢不足和早期,也表现出相似的遗传敏感性(6)。这一现象的核心是卵巢功能的卵泡发育和维持,尤其是DNA甲基化的表观遗传修饰,在卵巢发育的关键阶段对基因表达产生了显着影响。这些研究提供了阐明遗传学与环境对卵巢衰老的相互作用的影响。该研究主题重点介绍了描述生理和病理卵巢衰老的遗传和表观遗传机制方面所取得的一些进步,从而提供了对延长女性生殖寿命的潜在机制的见解。研究表明DNA甲基化(DNAM)衰老与生殖衰老之间的联系。但是,DNAM与更年期年龄之间的因果关系仍然不确定。技术进步使使用各种分子或表型生物标志物测量生物年龄成为可能。
当前的生物医学知识使您可以确定思想代表的大脑功能如何在病理意义上受到一系列变化,因为大脑中解剖学微结构的状况和对环境刺激的反应中的神经生理学变化(1)。越来越多的证据表明,精神分裂症中炎症的含义,并且诊断为频谱的诊断患者可能会增加促炎性标志物(2)和炎症性疾病的较高患病率。此外,遗传和表观遗传学研究强调了免疫和内分泌系统在精神分裂症中的作用(3),一些临床试验检测到了抗炎药对抗炎药的抗精神病药作用(4)。鉴于这些考虑因素,该研究主题旨在评估各种分子,生物学,遗传和神经成像方面,因为炎症的后果是识别危险因素,预测因素以及可能的保护因素或可能的治疗方法。关于常规免疫实验室参数,Skalniak等。强调他们在入院时测量的值如何可以改善治疗后精神分裂症的阳性症状。从数据分析中,作者反复强调了精神分裂症患者的C-反应性蛋白质(CRP)水平改变,与健康对照组相比。根据使用PANSS量表的进一步的心理测量学评估,与炎症参数的相关性存在于入院时的正panss量表中。这些参数在药物治疗后也显着下降。作者发现,对于代表思想过程唤醒和混乱的PANSS分量表,免疫学参数C4和CRP分别对参数进行了参数修改药物治疗的结果。进一步评估负面症状,FT3,葡萄糖和肌酐水平似乎是实质性的,而肌酐会影响唤醒子量表和HDL影响描述负面情绪的子量表。在他们关于精神分裂症和细胞衰老候选基因筛查,机器学习,诊断模型和药物预测的研究中,Feng等。通过kegg分析证明了爱泼斯坦 - 巴尔病毒(EBV)感染与精神分裂症相关
结核分枝杆菌(MTB)引起的结核病(TB)仍然是强大的全球健康威胁,在世界上近四分之一的人口中占据了巨大的健康威胁。完全了解与MTB的自然保护防御涉及的免疫成分是控制这种流行病的关键步骤。不幸的是,尽管有数十年的免疫学和结核病研究共同开发,我们仍然缺乏有效的疗法和疫苗,这些疗法和疫苗可赋予免疫力。两家科学的平行进展使一个领域的历史进步对另一个地区产生了很大的影响,反之亦然。例如,构成细胞免疫学基础的大部分是基于MTB作为研究延迟型超敏反应的理想模型。结果,从TB场得出的观察结果通常被推广到免疫病理学和疫苗学的其他领域。这样的概括之一是假设T细胞反应(免疫系统的非常破坏性的武器)是针对细胞内细菌的主要保护机制。因此,结核病研究强调了细胞介导的免疫(CMI),尤其是CD4+和CD8+ T细胞在对抗MTB中的作用(1-14)。然而,旨在促进一级T助手(TH1)细胞反应的疫苗候选者未能控制这种感染(15-17),这表明免疫系统的其他组件对于保护至关重要。的确,新兴的证据(18-27),包括我们自己的发现(28 - 30),正在通过强调对宿主防御TB的官能免疫的关键贡献来重塑这一观点。本社论综合了对结核病中体液免疫的当前理解,增强诊断和疫苗策略的潜力以及细胞和体液反应之间的相互作用。我们的目的是提供一系列选定的手稿,以阐明B细胞和抗体对MTB等细胞内病原体无效的误解,这一假设受到了最近的研究,表明体液免疫不仅是相关的,而且在TB中具有潜在的保护性。在结核病研究中挑战当前教条所需的一种令人发指的反射是组织作为针对入侵微生物的免疫反应类别的关键策划者的想法(31)。因此,肺必须确定效应机制的最终组合,以确保杆菌清除率,同时保留组织的局部结构。考虑到这一点,在局部微环境中唤起这种破坏性刻板印象的反应有什么好处,以允许气体交换的重要功能?也许是
遗传和表观遗传调控生物标记在植物抗逆分子机制和作物育种方法中起着至关重要的作用。由于不利的生长条件阻碍了作物产量和全球粮食安全,养活不断增长的全球人口是一项艰巨的任务。为了很好地解开上述机制,科学家们不得不整合多个植物研究领域,因此,他们必须具备丰富的生物信息学知识和工具来管理大数据集。从本质上讲,本主题中包含的常规文章涉及农民和股东面临的现代问题。为了解决这些问题,科学家们采用了多方面的研究方法,涵盖植物生理学、分子生物学、遗传学、表观遗传学和组学等各个领域,以及最先进的植物科学和尖端方法,这些方法由复杂的技术和先进的方法提供支持,包括全基因组关联研究 (GWAS) 和表观遗传学方法,以揭示植物对高温、盐分、干旱和病原体侵袭等胁迫(生物和非生物)的耐受机制。因此,可以将进化的分子技术投入到未来的作物育种策略中,以提高生产力并产生更能抵御环境挑战和抵抗病原体侵袭的新品种。值得注意的是,Kumar 等人通过两种不同的方法揭示了遗传可塑性的分子基础对水稻种植中不同环境条件的关键重要性。本专题汇集了新发现和有用方法来促进植物科学研究。它阐明了表观遗传学变化(例如 DNA 甲基化、组蛋白(去)乙酰化和其他翻译后修饰 (PTM))在基因调控(抑制或诱导)中的作用,以及组学(基因组学、表观基因组学、转录组学、代谢组学、离子组学和蛋白质组学)在检测应激反应基因中的作用。使用
农用无人机集机器人、人工智能、大数据、物联网等技术于一体,被广泛应用于播种、地块监测、作物病虫害检测、农药化肥喷洒等各类农业作业,大大提高农业生产效率、解放劳动力(Kim et al.,2019),正在成为精准农业航空领域的一股生力军(Wang et al.,2019)。与传统农业机械相比,农用无人机具有体积小、重量轻、便于运输,飞行控制灵活等特点,具有作业精准、高效、环保、智能、使用方便等特点。但很多时候,飞行过程中农用无人机载荷的实时变化会影响其速度、精度和飞行轨迹稳定性。徐建军等(2019)指出,农用无人机在作业过程中应时刻保持良好的飞行姿态,提高作业效率。魏等提出了一种使用 PID 控制器和鲁棒 TS 模糊控制方法实现 AUAV 飞行轨迹稳定性的飞行动力学模型。对于不同的飞行条件,该模型可以在飞行路径中实现一定的稳定性,以抵抗负载扰动。
