磁共振指纹成像技术及其最新进展

磁共振指纹(magnetic resonance fingerprinting, MRF)技术是一种快速、多参数、定量化的磁共振成像新技术.该技术打破现有磁共振技术定性成像的局限性,在磁共振量化成像方式、提高抗噪性能、抗运动干扰性能方面获得了革命性的突破,并使亚体素级的参数反演成为可能,是支撑精准医学研究的有效测量手段. MRF技术采用具有特殊时域变化特征的射频(radio frequency, RF)脉冲序列对成像对象进行时空域编码采样,产生由其组织生理参数和RF脉冲序列所决定的时空图像并由此获得空域信号的时间演化曲线(指纹);与此同时,利用Bloch方程与计算机仿真在相同的RF脉冲序列下,对组织所有可能产生的指纹信号进行计算机模拟,形成指纹库(字典).然后借助模式识别、数据挖掘等信息处理技术在字典中搜索与实测指纹信号相匹配的词条,从而索引到其对应的组织生理参数,实现量化成像.本文从成像机理、字典设计、重建算法等方面对MRF技术进行全面的阐述和分析,对MRF技术及其应用的最新进展进行评述,并对其未来的发展趋势提出预测与展望.     

拖延的脑机制:基于大尺度脑网络的分析

拖延是指个体明知有害却仍自愿推迟执行任务的一种不理智行为.拖延不仅会对人们的情绪、学业表现以及社会成就等产生不利的影响,而且会降低人们的主观幸福感,更有甚者会损害人们的身心健康.关于拖延的神经基础,目前研究只探索了拖延和脑区局部活动及简单的功能连接的关系.然而,拖延行为涉及任务价值表征、认知控制、趋近与回避动机等复杂的心理过程,以单变量和局部的脑活动来对拖延的神经基础进行描述会存在可见的局限.因此本研究采用图论拓扑分析的方法从大尺度脑网络连接角度考察拖延的神经基础.首先,定义Power等人的全脑264个感兴趣区(regions of interest, ROIs)为网络的节点,进一步采用图论分析的方法重构了全脑10个固有大尺度脑网络,结果发现构建的脑网络具有较好的网络拓扑属性(如较高的局部效率和全局效率).其次,采用皮尔逊相关的方法计算了10个脑网络内以及网络间的功能连接的强度.最后,考察了脑网络连接的强度与拖延行为之间的关系.结果发现,拖延与扣带执行网络的内部连接存在显著的负相关,而与皮层下网络的内部连接存在显著的正相关;进一步的网络间的功能连接发现,突显网络与皮层下网络间的功能连接与拖延存在显著的正相关.这些结果表明,皮层下网络和扣带执行网络内的连接以及突显网络对皮层下网络的调节可能是特质性拖延的神经基础.本研究的结果证明了认知控制与冲动性价值表征等认知能力在拖延行为中的重要作用.     

城市扩张与耕地保护耦合对陆地生态系统碳储量的影响——以湖北省为例

城市扩张对生态系统的影响可以分为城市扩张对生态用地的直接挤占以及为补充城市扩张占用的耕地对生态用地二次挤占两个连锁的过程。以往的研究大多只关注城市扩张对生态系统的直接影响,忽略了城市扩张与耕地保护耦合的间接影响。针对这一问题,采用GIS空间分析方法和InVEST模型定量评估了2000年至2015年湖北省城市扩张与耕地保护耦合对陆地生态系统碳储量的影响。结果显示:(1)城市扩张与耕地保护耦合导致湖北省陆地生态系统碳储量减少40.90 Tg;(2)由城市扩张与耕地保护耦合导致的陆地生态系统碳储量的减少量中,耕地保护传导作用间接导致的占比31%。结果表明,城市扩张与耕地保护的耦合是导致生态系统碳储量减少的主要原因之一。忽视城市扩张通过耕地保护的传导作用对生态系统碳储量的间接影响,会导致城市扩张对陆地生态系统碳储量的影响被严重低估。     

mRNA表观修饰方式及m6A功能研究进展

mRNA上能发生100多种化学修饰,其中N~6-腺嘌呤(m~6A)是mRNA修饰中最广泛的表观修饰方式之一。在细胞分化、胚胎发育和应激等生物学过程中,特定的mRNA会发生包括N~1-腺嘌呤甲基化、N~5-胞嘧啶甲基化、假尿嘧啶以及N`6-腺嘌呤甲基化等修饰,它们共同形成了mRNA转录后调控的表观修饰转录组,实现对mRNA翻译成蛋白质过程的精确时空调控,特别是m~6A修饰能通过调控mRNA的代谢和翻译等进而调控细胞的一系列生物学过程。文中主要综述mRNA的表观修饰类型和特点,特别是m~6A修饰参与调控mRNA和细胞生物学功能的最新研究进展,并展望了将来m~6A表观修饰的研究重点和方向。     

北京市六环内城市森林结构总体特征

城市森林结构决定了城市森林的外貌、总体绿量,影响其生态效益.本文对北京市六环外1 km范围内城市森林分层抽样调查,研究其多样性及乔木规格,并根据北京城市特点分析其空间差异,以期找出存在问题及梯度变化规律,为北京城市森林多样性保护及科学管理提供依据.通过对各类城市森林847个标准样方的调查,共记录木本植物50科、106属、159种,本地种占75%;城市森林植物群落仍然是少数物种主导,毛白杨(Populus tomentosa Carr.)与国槐(Sophora japonicaL.)分别为使用数量最多(9.7%)和使用频度最高(28.45%)的树种;乔木平均胸径19.79 cm,平均冠幅5.4 m,规格总体偏小,且规格差异不大.北京市城市森林沿城市发展方向由城内向城外展现出了明显的梯度变化:总物种数4环外多于4环内,最高为4~5环112种;多样性指数逐渐降低;乔木规格减小;“城六区”物种组成、多样性及乔木规格均优于其他行政区.     

基于GAM模型的阿拉伯海鲐鱼渔场分布与环境关系

基于2016-2017年中国印度洋围拖网生产数据以及同期的海表温度、叶绿素、表层海流和海面高度数据,采用广义加性模型(Generalized Additive Model,GAM)建立了围网单位捕捞努力量渔获量(catch per unit effort,CPUE)对海洋环境的非线性响应模型,分析了阿拉伯海鲐鱼(Scomber australasicus)渔场分布与海洋环境关系.结果表明:空间因子和环境因子对阿拉伯海鲐鱼渔场有显著影响,GAM模型的方差解释率为30.1%;印度洋季风对鲐鱼CPUE影响大,鲐鱼CPUE在印度洋东北季风高,在夏季季风低;全年阿拉伯海鲐鱼围网渔场主要分布在60°E、13°N-15°N斜向椭圆区域;模型表明,鲐鱼渔场适宜海表温度为26~28℃,叶绿素浓度0.2~0.5 mg·m^-3,海面高度0.2~ 0.4 m;影响鲐鱼渔场的因子按重要性依次为海面高度、经纬度、海表温度和叶绿素浓度.     

蛙病毒同源蛋白RGV-27R和ADRV-85L的表达及其免疫原性分析

沼泽绿牛蛙病毒(Rana grylio virus,RGV)和大鲵蛙病毒(Andrias davidianus ranavirus,ADRV)同属虹彩病毒科(Iridoviridae)蛙病毒属(Ranavirus)成员,是引起水产动物高死亡率的病原。其同源早期蛋白RGV-27R和ADRV-85L与蛙病毒代表株蛙病毒3型(Frog virus 3,FV3)25R基因所编码的大小为31kD的早期蛋白P31K(FV3-P31K)同一性超过99%。我们在观察和比较RGV与ADRV感染大鲵胸腺细胞(Giant salamander thymus cell,GSTC)显微病变的基础上,将ADRV-85L和RGV-27R基因分别克隆到原核表达载体pET-32a与pMAL-p5X中,转化宿主菌E·coli BL21(DE3)并诱导表达,经十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(Sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)检测,对这两种蛋白的原核表达及其产物免疫原性进行分析。结果显示这两种基因在载体pET-32a中的表达效率要显著高于pMAL-p5X。随后,取高效诱导表达的pET-32a-RGV-27R产物,经Ni-NTA His-Bind亲和层析分离提纯,获得浓度为1.2 mg/mL的融合蛋白His-RGV-27R,用其免疫动物,制备了抗体27R-Ab,酶联免疫吸附法(Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)检测抗体的效价为1∶6.25×10~6。用经正常大肠杆菌菌液和正常GSTC细胞悬液吸附处理后的抗体作为一抗,对被RGV或ADRV感染的GSTC细胞悬液进行Western Blot检测,并以重组原核质粒表达的融合蛋白His-RGV-27R和HisADRV-85L作为阳性对照,以正常GSTC细胞悬液为阴性对照,分别从RGV或ADRV感染的GSTC细胞悬液中,检出大小同为31kD的特异性蛋白条带。本研究证实两种蛙病毒同源早期蛋白RGV-27R和ADRV-85L不仅都能在两栖动物细胞中表达,且具有相同的抗原特性,这为深入研究这类病毒蛋白对蛙病毒复制的影响及其与宿主相互作用的分子机制提供了实验材料。