激光生物学报

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2024, 33(1): 0-0.

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研究进展

面向阿尔茨海默病的非侵入性光生物调节治疗

魏双红，刘　琦，郭延光，张玉琴，王韵乐，霍星星，陈　雷

2024, 33(1): 1-13.

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摘　要：据我国阿尔茨海默病协会官方网站显示，在我国60岁及以上老年人中约有1 500万痴呆患者，其中1 000万是阿尔茨海默病患者。随着我国人口结构老龄化，这一数据还将不断攀升。目前，按照现代医学寻找治疗靶点的逻辑思路，尚无有效治疗阿尔茨海默病的因应对策，药物治疗有许多限制，外科手术也无能为力。对此，我们不得不重新思考传统的系统化、整体化和功能化观点，并针对产生阿尔茨海默病背后的先导因素采取相应的治疗策略。近年来，关于光生物调节（PBM）治疗神经退行性疾病的研究逐渐增多，越来越多的学者尝试采用非侵入性PBM方式延缓、抑制，甚至逆转神经元退行性病变。在神经疾病治疗方面，PBM作为一种新的治疗方式，具有无创伤、无副作用、可以调节氧自由基浓度、激活干细胞调节细胞转录、刺激神经递质分泌、激发突触与神经元生长等显著优点。这些优点是其他治疗方式无与伦比的。本文综述了现代医学关于阿尔茨海默病治疗的靶点，阐释了PBM治疗阿尔茨海默病的机制，从动物模型、临床试验、病理与细胞模型方面系统总结了PBM治疗阿尔茨海默病的进展，并对未来发展做出展望，旨在为探索阿尔茨海默病临床干预新措施以及发展先进治疗方法和医疗器械提供参考。

关键词：光生物调节；阿尔茨海默病；近红外光；先进治疗方法；医疗器械

中图分类号：R454.2 文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2024.01.001

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研究进展

饮用水中的微塑料及其拉曼光谱检测技术研究进展

崔胜东，李永增，彭伟金，柯　城，张先增，王　敏，黄　正

2024, 33(1): 14-23.

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摘　要：塑料的发明和应用已逾百年，给日常生活带来了极大的便利。塑料制品及成分经过破碎降解后形成微塑料（MPs），环境中的MPs可进入饮用水，其污染和潜在的健康危害逐渐受到重视。MPs的定性和定量检测仍处于发展阶段，拉曼光谱（RS）是目前较常用的一种较灵敏的非破坏性的无损光学分析技术。本文重点介绍了饮用水中MPs的来源、潜在危害以及RS检测的研究进展，旨在提高对饮用水中MPs污染的认知和对研发MPs检测技术的重视。

关键词：微塑料；饮用水；危害；拉曼光谱；检测

中图分类号：O657.37 文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2024.01.002

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研究进展

重复低能量红光干预改善青少年近视的研究现状

刘智搏，马　琼，李　卉，康宏向

2024, 33(1): 24-30.

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摘　要：近视作为眼科最常见的疾病已经发展成一项严重的国际化公共健康负担，发展形势不容乐观，有必要提出新的有效的干预措施，以遏制近视流行的浪潮。近几年，红光干预延缓近视进展成为新的研究热点。本文从近视的流行现状、近视的诱因入手，简要介绍目前临床常用治疗手段，总结红光干预近视的研究现状，讨论红光干预改善近视可能的机制机理，并提出一些潜在的激光安全问题，希望能够对未来的相关研究提供参考。

关键词：近视；红光；光生物调节；安全性；青少年

中图分类号：R779.7 文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2024.01.003

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研究论文

不同体色锦鲤体色观察、基因表达以及过表达pnp4a对体色发育的影响

黄　靖，王海涛，王　梅，符　文，彭亮跃，肖亚梅，刘锦辉

2024, 33(1): 31-39.

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摘　要：锦鲤色彩鲜艳，游姿飘逸，观赏价值高，被称作“会游泳的艺术品”。鱼类体色主要是由皮肤或鳞片上的色素细胞的种类和分布决定的。本文对黑色、白色、黄色和红色4种不同体色锦鲤的鳞片和皮肤的色素细胞组成、分布及形态结构等进行了比较观察，结果显示，鳞片和皮肤的色素细胞组成一致，4种锦鲤均存在着丰富的虹彩细胞，在黑色锦鲤中还观察到了黑色素细胞，黄色锦鲤和红色锦鲤还分布着黄/红色素细胞，在白色锦鲤中只观察到虹彩细胞。利用透射显微镜观察了4种体色锦鲤的虹彩细胞的超微结构，虹彩细胞主要有3种不同形态：梭形、短棒状和空泡状；采用实时荧光定量PCR检测了8个虹彩细胞发育相关基因在4种不同体色锦鲤皮肤中的表达情况，结果显示，8个虹彩细胞发育相关基因在不同体色锦鲤皮肤中均有表达，但表达存在差异，其中alk、pka、sox10、pax3、foxd3和pnp4a基因在红色和黄色锦鲤中相对表达量较高，ltk和alx4a基因在白色锦鲤中相对表达量最高。为进一步证实pnp4a基因在虹彩细胞中的作用，构建了pnp4a过表达重组质粒，并将其显微注射至AB斑马鱼受精卵中，过表达斑马鱼中虹彩细胞明显多于对照组，进一步证实了pnp4a 在鱼类体色形成尤其是在虹彩细胞发生方面发挥着重要作用。

关键词：锦鲤；虹彩细胞；pnp4a；体色发育；基因表达

中图分类号：Q78 文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2024.01.004

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研究论文

基于HIFU回波信号和多尺度模糊熵的生物组织变性识别研究

李　昂，翟锦涛，刘泽昊，邹　孝，钱盛友

2024, 33(1): 40-47.

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摘　要：为了解决高强度聚焦超声（HIFU）治疗中的监测问题，在无需引入其他监测源的情况下，通过研究HIFU回波基波与二次谐波的多尺度模糊熵（MFE），提出了一种生物组织变性辨析新方法。HIFU回波信号通过谱减法去噪后，利用信息散度优化的变分模态分解（KLD-VMD）提取其基波与二次谐波分量，然后结合基波与二次谐波的MFE对组织进行变性识别，并使用等错误概率（EER）评价了该方法的有效性。最后，研究还比较了KLD-VMD与VMD、经验模态分解（EMD）和固有时间尺度分解（ITD）等其他分解方法，结合MFE分析了其辨析变性组织的能力。试验结果表明：基于KLD-VMD和MFE的组织变性识别其EER达到5.1%，相较于其他方法表现出了更好的识别效果；结合基波和二次谐波的识别结果比使用单一特征参数更好。该研究为HIFU治疗提供了一种新的监测方法，具有潜在的实际应用价值。

关键词：HIFU回波信号；优化变分模态分解；多尺度模糊熵；生物组织损伤识别；肿瘤治疗方式

中图分类号：TN911.7 文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2024.01.005

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研究论文

不同波长脉冲LED光源的频率和占空比对植物光合速率和光碳能力的影响

魏　伟，仝宇欣，卢大军，林金填，陈　磊，房　倩，吴　优，匡宇涵，孙铭浩，李　倩，宋金德，董贞芬，邹　军

2024, 33(1): 48-56.

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摘　要：本文分析了脉冲发光二极管（LED）光源的研究进展，制作了不同波长的脉冲LED光源面板；测量了灯面板下方25 cm处光合光子通量密度（PPFD）随光源波长、频率和占空比的变化；在固定光源工作周期条件下，研究了光合速率随频率的变化，发现在不同波长下，植物光合速率具有最佳频率；在固定光源频率条件下，研究了光合速率随占空比的变化，发现在不同的占空比下，植物的光合速率有其最佳的占空周期；由于在固定频率或固定占空比条件下，其PPFD不能随着占空比和频率的变化而保持恒定，因此提出了光碳能力的概念（光碳能力=光合速率 ⋅ PPFD-1=Pn⋅PPFD-1，其中Pn为光合速率，其生物学意义是一个光子能量转换多少二氧化碳分子进行光合作用）；在固定光源占空比条件下，研究了光碳能力随频率的变化。每种光源，均有对应优化的频率，对应得到此种光源下最大的光合速率；每种光源，均有对应优化的频率，对应得到此种光源下最大的PPFD；每种光源，均有对应优化的频率，对应得到此种光源下最大的光碳能力。本文通过提出光碳能力来衡量植物光照参数与碳减排量之间的对应的关系，希望以后光学设计可以通过优化此参数获得最优化的光照条件来获得最经济的碳减排量。

关键词：全光谱；光碳能力；光合速率；PPFD；脉冲光

中图分类号：Q945.11 文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2024.01.006

（Acta Laser Biology Sinica, 2024, 33(1): 048-056）

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研究论文

日粮添加表皮生长因子对断奶仔猪肠道抗氧化能力、炎症反应和免疫状态的影响

王茜茜，王丽霞，刘　东，李雅丽，李建中，杨焕胜

2024, 33(1): 57-64.

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摘　要：表皮生长因子（EGF）作为一种细胞保护肽，在肠道生长和健康中起着重要的作用。本研究主要探讨EGF对断奶仔猪肠道抗氧化能力、炎症反应和免疫状态的影响。选取42头21日龄的断奶仔猪随机分配到3个处理组中，这些处理组均由相同的基础日粮组成，分别含有0（对照）、200或400 µg/kg EGF。每个处理14个重复，并且在试验的第7天和第14天对每个处理的7头仔猪进行采样。在整个试验期间，膳食补充200 µg/kg EGF增加了超氧化物歧化酶（SOD）的活性。这种补充也降低了断奶后第7天丙二醛（MDA）的含量，但增加了血清免疫球蛋白A（IgA）的含量。在整个试验期间，补充400 µg/kg EGF降低了肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的浓度，并倾向于提高分泌型免疫球蛋白A（SIgA）的水平。此外，饲喂EGF日粮的仔猪核因子-κB（NF-κB）p65的磷酸化水平相对更高。综上，EGF可以提高断奶仔猪的肠道抗氧化能力，减少炎症反应，并提高免疫状态，这表明EGF对仔猪肠道健康有积极作用。

关键词：表皮生长因子；抗氧化能力；免疫力；炎症；断奶仔猪

中图分类号：S828.9 文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2024.01.007

（Acta Laser Biology Sinica, 2024, 33(1): 057-064）

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研究论文

RRM2在结直肠癌的放射增敏中的作用及研究

王　俊，李　亮，李建刚

2024, 33(1): 65-72.

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摘　要：大多数结直肠癌患者治疗失败的原因是对放射治疗的抵抗。本研究采用生物信息学方法，筛选放疗处理后癌组织中的差异基因（DEGs），寻找与放射敏感性相关的治疗靶点。通过细胞周期调节基因核糖核苷酸还原酶调节亚基M2（RRM2）的表达筛选后，分别采用Lipofectamine 2000和3 Gy放射剂量对细胞进行转染及放疗处理，应用实时荧光定量PCR和蛋白质印迹检测RRM2蛋白在结直肠癌中的表达，采用噻唑兰（MTT）方法测量细胞活力，用流式细胞术测定细胞周期和细胞凋亡。本研究共鉴定出4 269个DEGs，其中RRM2基因差异最显著。与肠上皮细胞FHC比较，RRM2在肿瘤细胞中的表达显著升高（P<0.05）。与对照（NC）组比较，过表达RRM2可促进细胞活力。与3 Gy组比较，过表达RRM2能够延缓放疗对细胞的杀伤作用。与NC组比较，过表达RRM2会导致细胞凋亡率降低，而抑制RRM2表达则导致细胞凋亡率升高。与单独使用si-RRM2或辐照相比，si-RRM2和辐照的组合显示出了更好的效果。在细胞周期的分析中，RRM2的过表达导致S期细胞聚集，而RRM2的敲低导致G1期细胞聚集。此外，辐照可导致显著的G1相停滞，而RRM2的敲低与辐照一起可导致更显著的G1相停滞。这表明，RRM2介导了结直肠癌细胞的细胞周期调节，并通过细胞周期影响结直肠癌的放射敏感性。本研究为结直肠癌联合疗法的开展提供了重要的数据支持。

关键词：RRM2；结直肠癌；细胞周期；放射敏感性；治疗靶点

中图分类号：R735.3 文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2024.01.008

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研究论文

叶面真菌群落对白粉病发病的分子生态响应机制

黄海涛，刘文仪，杨文武，张建铎，米其利，李菁菁，陈义强，李浩斌，尹华群，高　茜

2024, 33(1): 73-79.

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摘　要：叶面微生物群落组成与植物叶部病害发生密切相关，但植物真菌性叶部病害的发病程度与叶面真菌群落组成及多样性的关联机制仍然未知。本研究利用真核生物内源转录间隔区（ITS）扩增子高通量测序技术，在茄科作物白粉病不同发病程度下，研究了叶面真菌群落的组成和多样性差异，解析了叶面真菌分子生态网络拓扑性质的变化规律，并探明了叶面真菌群落系统发育装配的生态过程。多样性分析表明，随着白粉病病情程度加重，叶面真菌群落丰富度及多样性逐渐下降；网络分析表明，相较于中度和重度感病植株，轻微发病植株叶面真菌网络的节点和连接数更多，网络密度、聚集系数和平均连通度更高。在不同发病程度的植株中，叶面真菌群落的系统发育装配的生态过程均由随机性主导，但随着发病程度加重，叶面真菌群落趋向于系统发育扩散。综上所述，病原菌入侵改变了叶面真菌群落结构，扰动了真菌群落之间的相互作用和群落系统发育的生态装配过程，这些结果为深入认识白粉病病害与叶面真菌群落关联机制和生产上防控该病具有重要意义。

关键词：白粉病；叶面微生物；真菌群落；生态网络；群落装配

中图分类号：S432 文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2024.01.009

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研究论文

安罗替尼对NCI-H226细胞糖酵解和增殖作用机制研究

胡益川，朱述阳，朱洁晨

2024, 33(1): 80-89.

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摘　要：探究安罗替尼干预对人肺鳞癌NCI-H226细胞糖酵解、增殖、克隆形成、迁移的影响及作用机制，为肺癌的体外试验提供参考依据。将人肺鳞癌NCI-H226细胞分为对照组（不做干预）、10、20、40 μmol/L安罗替尼组和阳性药物组（20 μg/mL顺铂）。用活细胞计数（CCK-8）、5-乙炔基-2′脱氧尿嘧啶核苷（EdU）、平板克隆形成、乳酸检测试剂盒、葡萄糖检测试剂盒、Transwell小室、实时荧光定量PCR（RT-qPCR）及蛋白免疫印迹（Western blotting）法对增殖活性、增殖率、克隆形成率、乳酸含量、葡萄糖消耗水平、细胞迁移数及上皮细胞间质化（EMT）相关因子表达水平进行测定。对照组、10、20、40 μmol/L安罗替尼组、阳性药物组NCI-H226细胞增殖活性、增殖率、克隆形成率、乳酸含量、葡萄糖消耗水平及N-钙黏蛋白（N-cadherin）、波形蛋白（vimentin）和纤维黏连蛋白（FN）mRNA和蛋白表达水平组间比较差异具有统计学意义（P<0.05）。20、40 μmol/L安罗替尼和阳性药物组细胞增殖活性高于对照组（P<0.05）。10、20、40 μmol/L安罗替尼组和阳性药物组细胞增殖率、克隆形成率、乳酸含量、葡萄糖消耗水平及N-cadherin、vimentin和FN mRNA和蛋白表达水平高于对照组（P<0.05）。安罗替尼可显著抑制人肺鳞癌NCI-H226细胞的糖酵解、增殖、克隆形成及迁移。

关键词：安罗替尼；肺癌；糖酵解；癌细胞增殖；克隆形成

中图分类号：R734.2 文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2024.01.010

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研究论文

隐丹参酮对铜绿假单胞菌的生长及生物膜形成的抑制作用

马书恒，缪林坪，陈荻秋，韩　丽，张富凯，贺气志

2024, 33(1): 90-96.

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摘　要：为研究隐丹参酮（cryptotanshinone）对铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）的生长和生物膜形成的影响及其机制，采用微量稀释法测定隐丹参酮对铜绿假单胞菌的最小抑菌质量浓度（MIC），利用结晶紫染色法、倒置显微镜和激光扫描共聚焦显微镜观察隐丹参酮对铜绿假单胞菌生物膜形成的影响，再采用实时荧光定量聚合酶链反应（RT-qPCR）检测隐丹参酮对铜绿假单胞菌生物膜形成相关基因LasI、LasR、RhlI和RhlR的表达的影响。隐丹参酮对铜绿假单胞菌的MIC为800.0 μg/mL；结晶紫染色后，隐丹参酮的质量浓度为800.0 μg/mL时抑制菌膜效果最佳，且呈剂量依赖性（P<0.01）；激光共聚焦显微镜观察隐丹参酮对生物膜的形成和分布，200.0 μg/mL时抑菌效果显著提升。在200.0～800.0 μg/mL的质量浓度范围内，800.0 μg/mL的隐丹参酮对LasI、LasR、RhlI和RhlR基因的表达具有抑制作用（P<0.01）。隐丹参酮抑制铜绿假单胞菌生物膜形成机制可能是通过下调LasI等基因的表达。本研究表明，隐丹参酮可以作为群体感应抑制剂干预铜绿假单胞菌的耐药，为临床多重耐药铜绿假单胞菌（MDR-PA）的治疗提供参考。

关键词：铜绿假单胞菌；生物膜；隐丹参酮；群感系统；耐药性

中图分类号：R378.99+1 文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.1007-7146.2024.01.011

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