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bioRxiv 2026-08-10

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比色水凝胶敷料结合智能手机检测器用于即时伤口pH监测 Cherifi, K. 2026-08-10 PDF 慢性伤口如糖尿病足溃疡通常比愈合中的伤口更偏碱性,这使得伤口pH值成为有价值的诊断和预后标志物。然而,即时护理中的pH监测仍受限于可提供定量pH测定、低毒性和小型便携检测器的即时护理伤口pH传感系统的可用性。在此,我们报告了一种比色pH感应伤口敷料,能够利用常规智能手机摄像头实现原位pH检测。阴离子pH敏感染料HPTS被加载到阳离子微粒上,并嵌入钙交联的海藻酸盐水凝胶中。在临床相关的pH 6.0-9.0范围内,pH升高导致黄色着色逐渐增强,通过智能手机获取的RGB图像的蓝色通道进行量化。该敷料在体外表现出强烈、快速且可逆的信号,且染料释放量低。在小鼠全层切除伤口模型中,体内检测到了伤口pH变化。将pH敏感比色水凝胶与常规智能手机检测器相结合,为即时护理中的伤口pH监测提供了便捷途径。
nf-cavalier:用于罕见病变异优先级排序与报告分析的Nextflow流程 Munro, J. E. 2026-08-10 PDF nf-cavalier是一个Nextflow流程,用于自动化罕见孟德尔疾病个体的基因组变异注释、筛选和报告。该流程以个体、家庭或罕见疾病队列的变异调用集为输入,并结合目标基因面板或感兴趣的表型。随后,使用各种可定制标准对变异进行筛选,包括预测的基因后果、计算致病性预测、群体频率和家族分离情况。候选变异的测序数据随后被可视化以供人工审查。候选变异结果以用户友好的输出格式返回,包括交互式HTML报告和PowerPoint幻灯片,并嵌入外部资源链接,便于临床研究团队快速审查。nf-cavalier在GitHub(bahlolab/nf-cavalier)上维护,并采用宽松的MIT开源许可证授权。
Siglec-15是前列腺癌中调控免疫逃逸与转移的糖免疫检查点 Matthews, N. 2026-08-10 PDF 前列腺癌是男性癌症相关死亡的主要原因,而对于晚期和转移性疾病,有效治疗选择有限。唾液酸聚糖免疫检查点Siglec-15已被发现是多种恶性肿瘤中肿瘤相关免疫抑制的关键介质;然而,其在前列腺癌中的表达和功能作用仍不明确。在此,我们利用双重免疫荧光和免疫组织化学技术,证明Siglec-15在前列腺肿瘤上皮细胞、免疫抑制性巨噬细胞表型以及肿瘤微环境中的骨吸收破骨细胞上均有表达。机制上,我们显示直接交联Siglec-15受体,无论是通过抗体还是肿瘤细胞来源的条件培养基,都能促进单核细胞向巨噬细胞分化,产生具有免疫抑制和致病表型的巨噬细胞。利用治疗性抗体,我们证明Siglec-15阻断可抑制上清液诱导的单核细胞向巨噬细胞分化,从而恢复CD8 T细胞活化。此外,我们揭示巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)驱动的单核细胞来源巨噬细胞分化部分依赖于Siglec-15信号传导,而Siglec-15阻断可增强CD8 T细胞反应。另外,抗Siglec-15治疗抑制了破骨细胞分化,凸显了Siglec-15在前列腺癌免疫抑制和骨重塑中的双重作用。与这些体外发现一致,治疗性Siglec-15阻断以CD8 T细胞依赖性方式显著减少了皮下肿瘤生长,并在前列腺癌转移小鼠模型中延长了生存期。综合这些发现,我们将Siglec-15确定为中心的前列腺癌糖免疫轴调节因子,连接肿瘤相关巨噬细胞免疫抑制与破骨细胞介导的骨重塑,为晚期疾病患者开发靶向Siglec-15的疗法提供了有力依据。
在一种巨型等足类动物中,运动诱导的有氧代谢范围在宽泛的体质量范围内保持大小不变 Yagi, M. 2026-08-10 PDF 有氧代谢范围是指在满足维持成本后剩余的有氧代谢量,它为动物能够支持多少依赖氧气的活动设定了一个简单限制。在许多水生动物中,这一余量随体型变化,因为静息代谢率和活动代谢率的缩放方式并不总是一致。大型深海食腐动物在这方面很有趣,因为它们生活在食物稀少且不可预测的环境中,但出现腐肉或食物线索时仍必须移动。我们使用间歇流呼吸测定法,在10°C下测量了巨型等足类动物多氏深水虱(Bathynomus doederleini)在1.7-48.4克体重范围内的静息代谢率(RMR)和运动后峰值耗氧量(此处称为活动代谢率,AMR)。RMR和AMR均随体重增加而升高,且缩放指数相似。因此,因子有氧代谢范围(FAS = AMR/RMR)不随体重变化(中位FAS = 2.83)。残差分析还显示,经体重校正的RMR与经体重校正的AMR无显著相关。因此,维持代谢相对较高的个体不一定具有更高的运动后有氧能力。这些结果表明,在这种深海食腐动物中,运动诱导的有氧代谢范围在整个个体发育过程中得以维持。它们还表明,体型和个体代谢表型提供不同信息:体型解释了RMR和AMR的共同增加,而残差变异则未显示这两个性状之间的强关联。
时间分辨表型分析揭示浅水培养条件下水稻种子萌发动态的异质性 Zhao, J. 2026-08-10 PDF 发芽率是一个终点指标,因此无法描述单个种子何时开始可见生长,或其胚根和胚芽鞘扩展的速度。我们开发了一种时间分辨表型分析工作流程,用于在浅水培养中连续量化水稻种子发芽。一台工业相机沿1米轨道移动,以1小时间隔对三个培养箱成像,持续长达80小时。档案包含1,062张全帧图像和6,372次种子级别的重复观察,采用六种子视野配置。物理网格通过时间维持种子身份,并允许提取单个感兴趣区域。使用预训练的U2-Net获得整粒种子前景,并通过掩膜RGB强度规则将新出现的组织与较暗的颖壳分离。对于每颗追踪的种子,计算了投影的新生组织面积和间隔生长速率。三颗代表性的正常发芽种子在48小时首次显示可测量组织,但随后遵循不同轨迹:最终投影面积范围从2,605到4,700像素,峰值间隔生长速率范围从106.88到287.92像素每小时。B-1在72-80小时期间累积了其最终可见面积的63.71%,而B-3在60-72小时期间累积了73.51%。因此,具有相同观察到的出现间隔的种子在出苗后扩展的时间和幅度上可能差异显著。该工作流程将重复图像转换为生物学上可解释的时间表型,并为水稻种子活力和发芽异质性的非破坏性研究提供了基础。
通过成分数据分析改进代谢通量估算 Carlsen, A. S. 2026-08-10 PDF 同位素代谢通量分析(I-MFA)是估算细胞内代谢通量的标准方法。I-MFA通过比较同位素标记实验中代谢物的模拟与实测同位素异构体分布(MIDs)来推断通量。MIDs表示分数丰度,对于任何给定代谢物,这些丰度严格总和为一,因此它们本质上是成分数据。然而,最先进的估算方法依赖于在非成分范式下计算MIDs之间的标准欧氏距离,这引入了系统性偏差。为解决此问题,本研究提出成分I-MFA。我们展示了如何通过有序顺序二元分割为MIDs构建有意义的正交基,并用于进行等距对数比(ILR)变换。作为对现有I-MFA工作流程的最小改动,我们建议通过最小化ILR变换后MIDs之间的欧氏距离来估算通量。我们使用玩具模型和生物学现实模型验证了该框架与传统方法的对比,评估了点估计、不同真实通量下的敏感性以及置信区间。在两个示例中,成分I-MFA始终优于传统方法,将通量点估计的均方误差平均降低42.6%,并显著缩小置信区间。我们得出结论,成分数据分析显著改善了I-MFA,并可作为当前流程的简单替代方案实施。
神经复用与位置编码:复用在最需要时介入 Leeman, J. M. 2026-08-10 PDF 感觉场景包含许多不同的刺激。关于大脑如何分离来自不同刺激的信号,有两种互补理论:(a)时分复用,即神经元随时间在编码每个项目之间切换;和/或(b)位置编码,即不同神经元群体编码每个项目。当对每个刺激有反应的神经元群体重叠时,这种时分复用似乎是必需的,因为位置编码缺乏分辨两种刺激的粒度。这预测,随着对组成刺激的反应变得更加相似,从而位置编码难以分辨它们,复用现象的发生率会增加。我们使用猕猴下丘中的单单元反应测试了这一假设,针对两个不同中心频率的声音组合(鉴于该结构中声音频率是位置编码的)。我们发现,当神经元对每个单独声音的反应更相似时,它们更可能进行复用,从而区分那些神经表征原本不太明显的信号。这一发现支持了理论,即当位置编码不足以防止神经群体中大部分重叠反应时,神经元通过复用来维持关于同时刺激的信息。
撤回:蚊虫生态气候区揭示德国蚊媒(双翅目:蚊科)群落组成与栖息地适宜性的空间变异性 Adeleke, E. 2026-08-10 PDF 作者已撤回此稿件,以便在将来发表前进行进一步审查和修订。因此,作者不希望此作品被引用为参考文献。如有任何疑问,请联系通讯作者。
选择性采伐对新热带木材树种圭亚那双柱苏木种群动态及遗传多样性的影响 Bonnier, J. 2026-08-10 PDF 选择性采伐是热带地区广泛应用的森林管理策略,然而关于其如何影响圭亚那地盾用材树种幼苗补充的遗传和种群动态过程,文献记载尚不充分。本研究通过比较法属圭亚那一个采伐地块和一个未采伐地块,探讨选择性采伐如何影响圭亚那双柱木(Dicorynia guianensis)的遗传多样性、基因传播和幼苗建立。我们利用66个核SSR标记对703个个体进行基因分型,并采用亲本分析推断传播模式和繁殖成功率。我们分析了不同生活史阶段的遗传多样性和空间遗传结构,并检验幼苗补充是否与采伐相关的林冠开阔度有关。采伐地块与未采伐地块的遗传多样性指数总体相似,成树或幼苗中均未发现遗传侵蚀的证据。幼苗建立与采伐引起的林冠开阔相关。亲本分析显示,采伐地块的平均传播距离较短,但存在大量长距离花粉流,确保了基因混合和地块间的连通性。在采伐地块中,母本繁殖成功率分布更为均匀,而父本贡献则呈偏斜分布。选择性采伐并未造成即时的遗传侵蚀,但改变了传播动态和繁殖模式。这些发现强调了D. guianensis在当前管理实践下的恢复力,同时提示需对再生进行长期监测,以确保采伐周期内可持续的补充和进化恢复力。
节点特异性相位调整缓冲了超热肌节振荡的集体输出,同时保留了五节点模型中的局部功率 Shintani, S. A. 2026-08-10 PDF 高热性肌节振荡(HSO)是一种温度诱导状态,其中心肌肌节反复缩短和伸长。当多个区域同步振荡时,它们的相对时序决定了局部运动是相互增强还是相互抵消。我们探究了时序调整是否能在保持局部活动的同时缓冲集体输出。对七个心肌细胞记录的重分析显示,振幅变异性大于周期变异性,这促使我们构建了一个具有共同快速节律上异质振幅的五节点模型。一种因果性、速度受限的规则利用仅基于过去的振幅估计和整体相量几何来调整节点相位。在所有54个预设确定性场景中,归一化聚合相量功率低于固定相对相位配置(中位数比率,0.0575),而局部功率得以保留(中位数比率,1.00006)。在节点间重新分配存储的相位速度历史会削弱缓冲效果,包括当没有节点保留其原始分配时,这确定了状态-运动配对为信息承载元素。延迟和最大相位速度共同塑造了工作范围。我们将这种集体效应称为集体相位缓冲,并将计算称为状态匹配相位路由。该模型提供了一个充分的设计原则,使得活跃的局部振荡能与适度的集体信号共存。