基因编码神经调质荧光探针的研究进展与展望
摘要：随着神经科学研究的深入, 基因编码神经调质荧光探针因其高灵敏度和选择性、高时空分辨率、高细胞特异性及低侵入性, 成为实时监测神经调质动态变化的重要工具. 本文总结了近年来基因编码神经调质荧光探针的设计原理、优化策略及取得的显著进展, 并展望了未来探针的发展方向, 为神经调质荧光探针技术的发展提供新的思路.
肿瘤神经生物学的现状和展望
摘要：肿瘤神经生物学近年来迅速发展, 已经成为生物医学研究的前沿热点方向. 肿瘤神经生物学的研究旨在揭示肿瘤与神经系统的复杂相互作用及其分子信号机制. 本文综述旨在汇总这一领域的最新进展, 包括发生于中枢神经系统内的脑胶质瘤相关研究. 大量证据表明, 神经系统信号在脑胶质瘤的发生、发展及免疫逃逸过程中发挥关键调控作用. 同时, 对于外周肿瘤与神经系统互作的研究也揭示了神经信号对肿瘤微环境的重要影响. 最后, 本文展望肿瘤神经生物学的未来发展方向, 特别是靶向神经信号在肿瘤治疗中的应用前景, 以及在改善肿瘤治疗相关的神经损伤或癌性疼痛等方面的转化潜力.
群体基因组学前沿探索: 发展、技术革新与跨学科融合
摘要：群体基因组学通过结合高通量测序技术和统计方法, 从基因组层面研究群体内和群体间遗传变异. 通过探讨包括突变、重组、遗传漂变、自然选择和迁移在内的群体演化过程, 群体基因组学揭示基因组变异的来源及其在进化和适应中的作用. 在过去的20年中, 随着数据规模的快速扩张和分析方法的不断迭代, 群体基因组学经历飞速发展, 取得很多重要成果, 包括揭示人类迁徙历史、自然群体适应、农业物种驯化的遗传基础以及病原体的进化轨迹等. 这些研究极大地加深了人们对物种演化历史和环境适应机制的理解. 本文简要回顾群体基因组学的发展历程与主要成就, 并探讨新时代群体基因组学所面临的机遇与挑战.
深度学习在生物医学领域中的应用简介
摘要：深度学习是人工智能领域中的一种新兴技术, 已在生物医学科学领域展现出巨大的潜力. 本文总结了深度学习的算法、原理和应用. 深度学习模型包含多个层次, 能够从数据中进行分层特征学习. 与传统的机器学习相比, 深度学习在自动特征提取、抗噪声能力、泛化能力和多功能性方面具有优势. 深度学习已成功应用于基因组学、转录组学、蛋白质组学、药物发现和疾病生物学等多个生物医学领域的问题中. 然而, 深度学习模型的可解释性还不足, 并在多模态数据集成方面面临挑战. 解决模型可解释性并将生物学知识集成的限制将加速深度学习技术转化为临床实践. 总的来说, 深度学习正在通过从大型生物医学数据中获取新的见解, 并改变生物医学研究和转化领域. 网络架构、可解释性和训练方法的持续进步将进一步释放深度学习推进人类健康发展的巨大潜力.
表观基因组编辑的研究进展与应用
摘要：表观基因组编辑技术作为一种不改变DNA序列的基因表达与功能调控方法, 近年来在遗传疾病研究与治疗领域取得显著进展. 本文从表观基因组编辑工具的演变历程, 系统阐述表观编辑的多样策略, 包括DNA甲基化、组蛋白修饰以及多重表观修饰的协同机制. 深入探讨表观基因组编辑相较于传统基因治疗在安全性、可调节性与适应证范围方面的独特优势. 总结了其在疾病相关研究及临床转化前景, 并重点分析表观编辑工具体内递送的技术挑战和未来发展趋势. 随着高效核酸递送系统的开发, 表观编辑有望发展为一种安全、高效、可调控的精准调控与基因治疗平台, 特别适用于表观遗传异常相关疾病、高度遗传异质性疾病以及需多基因同时干预的复杂疾病, 为精准医学提供全新技术范式.
RNA荧光成像工具的开发与应用
摘要：细胞内RNA种类繁多且功能复杂. 开发适用于细胞及活体水平的RNA原位成像工具, 对于揭示RNA的时空分布及其在生理和病理过程中的作用至关重要. 本文回顾RNA荧光成像工具的发展历程, 系统综述基于原位杂交、RNA-蛋白质相互作用系统、荧光RNA及非遗传编码RNA荧光探针的成像方法, 并总结RNA成像技术的最新发展趋势. 此外, 本文针对RNA成像工具在跨尺度生命系统中的应用前景进行探讨. 期望本综述能为RNA荧光成像工具的开发及其在生物学研究中的应用提供有益参考.
核酸修饰的人工干预和应用
摘要：核酸作为遗传物质的载体, 不仅执行着生命信息的传递功能, 还通过其多样的化学修饰储存着指导生命活动的隐藏信息. 核酸修饰因其动态可逆性, 参与了多种生理和病理过程. 通过人工干预核酸上的修饰, 我们不仅能够更深入地理解这些修饰的存在方式及其生物学意义, 还能为疾病的治疗提供新的思路和潜在的药物靶标. 目前, 核酸修饰干预策略主要包括异源表达干预、代谢干预和靶向干预三种方式. 其中, 异源表达干预通过人为表达异源效应蛋白从而引入新的核酸修饰类型或改变修饰的状态, 代谢干预则是通过利用或调整细胞的代谢途径来影响整体核酸修饰的模式, 而靶向干预针对特定的核酸序列进行精确的修饰添加或去除. 本文将通过概述这三种核酸修饰干预策略及目的, 总结目前已取得的进展, 并对未来的应用进行展望.
新型抗菌材料的抗菌作用及机制研究进展
摘要：抗生素的使用致使许多细菌产生耐药性，这对人类和动物的健康造成了严重威胁。新型抗菌材料不仅可以有效灭活抗生素耐药细菌，还不会使细菌产生耐药性，使其成为解决这个问题的有效方法。目前，已经研发出了各种新型抗菌材料，如天然抗菌化合物、光催化抗菌材料等，其均具有抗菌效果好、价格低廉、污染小以及生物相容性高等优点，并且科研人员们也结合最新技术对其抗菌机制展开了深入研究。因此，本综述系统介绍了新型抗菌材料的最新研究进展及抗菌机制，对该领域存在的问题进行了论述，并对发展前景进行了展望。
基于合成生物学治疗高尿酸血症的活体生物药研究进展
摘要：高尿酸血症(hyperuricemia, HUA)是一种常见的代谢性疾病，尿酸过高时会积聚在关节内形成尿酸盐结晶，引发痛风，并可能触发其他健康问题。目前市售降尿酸药物种类繁杂，但普遍存在肾功能损害等副作用。相比之下，活体生物药治疗高尿酸血症的安全性更高、见效更快且具有调节肠道菌群生态等优点。本文主要阐述了基于合成生物学技术开发治疗高尿酸血症的活体生物药的研究进展，重点介绍了降解嘌呤前体物质、创建新嘌呤代谢途径、优化尿酸氧化酶表达、尿酸氧化反应的辅助强化等功能模块的构建方式及表达，为高尿酸血症的活体生物药开发提供了新的思路。
脑成像研究中先进成像技术的应用
摘要：大脑中复杂的神经元连接使信息的接收和传递得以实现，绘制脑连接图谱对于探索大脑功能机制等具有重要意义，而成像技术的发展为神经科学的研究带来了强有力的支持。当前，磁共振成像、光学成像、电子显微成像以及同步辐射X 射线断层扫描成像相结合，实现了不同尺度的神经网络连接图谱的绘制。介绍磁共振成像、光学成像、电子显微成像以及同步辐射X 射线断层扫描成像方法在脑成像研究中的重要应用实例，讨论同步辐射X 射线断层扫描成像应用于未来脑成像研究的优势及可行性。
