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主编荐读 | Front. Cell Dev. Biol. 论文精选(中)

面对众多优质文章在 Frontiers 的不断发表,而你可能由于种种原因错过了。为此,“主编荐读” 集合了 Frontiers 众多期刊近期发表的优质文章,由各期刊编委汇总选送。

本期由目前担任 Frontiers in Cell and Developmental Biology (IF: 5.5 | CiteScore: 6.3) 期刊 Molecular and Cellular Reproduction 栏目主编(Specialty Chief Editor)的孙少琛教授,对近期发表在该栏目下的部分文章进行了推荐,此为中卷,欢迎阅读。

 

孙少琛,教授、博士生导师。国家优秀青年基金获得者、江苏省杰出青年基金获得者、教育部霍英东青年教师奖获得者、江苏省 333 人才工程中青年带头人。2006 年毕业于东北农业大学生物技术专业,获学士学位;2009 年毕业于广西大学动物遗传育种与繁殖专业,获硕士学位;2012 年毕业于韩国忠北国立大学畜产学专业,获博士学位。2012 年 3 月至今,在南京农业大学动物科技学院任教。现任中国畜牧兽医学会高级会员,中国动物学会生殖生物学会、细胞与分子显微技术学会常务理事,江苏省发育生物学会生殖专业委员会委员。

 

精子获能促使小鼠精子能量代谢发生转变

Capacitation promotes a shift in energy metabolism in murine sperm

文章导读:

在哺乳动物中,精子通过一系列的生理和生化反应在雌性生殖道内获得受精能力,称为精子获能(Capacitation)。精子生物能代谢是精子获能的重要条件之一。哺乳动物精子 ATP 的产生,主要通过两个代谢过程,即氧化磷酸化 (oxidative phosphorylation) 和有氧糖酵解 (aerobic glycolysis),这两个代谢途径分别定位于鞭毛的两个不同区域,即中段和主段。在小鼠精子中,与精子获能过程中的许多事件依赖于这两个能量产生途径,这暗示着其中一些事件可能影响精子的能量需求。

在本研究中,研究人员使用细胞外通量分析来评估小鼠精子在获能过程中糖酵解和呼吸参数的变化,并验证了这些变化是否影响了精子的 ATP 可持续性。结果显示,精子获能促使两种主要代谢途径的使用比例发生转变,从氧化转向糖酵解。然而,这种代谢重编程似乎不会影响精子消耗 ATP 的速率。因此,代谢切换的作用可能是为了增加 ATP 在远端鞭毛区域的供应,以满足精子获能过程中产生的能量需求。


实时测量代谢调节剂治疗前后小鼠精子的耗氧率(OCR)(A,C)和细胞外酸化率(ECAR)(B,D)。

 

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https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcell.2022.950979/full?utm_source=chnweb&utm_medium=social&utm_content=zbjd17&utm_campaign=chnweb

 

衰老过程中雄性小鼠生殖系统的解剖和转录组图谱

Anatomical Transcriptome Atlas of the Male Mouse Reproductive System During Aging

 

文章导读:

老年男性会经历退行性生育能力和睾丸内分泌功能变化,从而对其生殖健康和幸福感造成严重影响。然而,导致生殖老化的机制尚不清楚。为解决相关问题,本研究比较了成年(3 个月)和老年( 21 个月)雄性小鼠生殖道七个区域(睾丸、输精管、起始段、头部、体部、尾部附睾及输精管)的表型和转录组变化。研究通过定量 PCR、免疫组化、免疫荧光染色和酶联免疫吸附实验对小鼠、人类组织和精液样本中的基因表达进行了分析。结果显示,老年雄性小鼠表现出系统性和生殖方面的变化,在睾丸和近端附睾中检测到了显著的组织学变化。研究绘制了雄性生殖道的转录组图谱,并在小鼠和人类组织中鉴定和验证了一系列区域特异性基因,包括 PROTAMINE 1 (PRM2)、ADAM METALLOPEPTIDASE DOMAIN 28 (ADAM28)、RIBONUCLEASE A FAMILY MEMBER 13 (RNASE13)、WAP FOUR-DISULFIDE CORE DOMAIN 13 (WFDC13) 和 WFDC9。

同时,对男性生殖道不同区域与年龄相关的转录组变化进行了检测分析,发现免疫应答的增强与雄性生殖老化有关,尤其是 T 细胞的激活。研究鉴定了一个与免疫应答相关的因子,phospholipase A2 group IID(PLA2G2D),有可能成为小鼠生殖老化的生物标志物。此外,研究还确认了在起始段、头部、体部和尾部附睾的老化过程中的四个关键因子,protein tyrosine phosphatase receptor type C(PTPRC)、lymphocyte protein tyrosine kinase(LCK)、microtubule associated protein tau(MAPT) 和 interferon induced protein with tetratricopeptide repeats 3 (IFIT3)。本研究为研究小鼠中生殖系统老化提供了 RNA 测序资源,并有望提高对雄性生殖老化和不育症的认识。


雄性小鼠生殖和全身衰老的表型和组织学分析。

 

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https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcell.2021.782824/full?utm_source=chnweb&utm_medium=social&utm_content=zbjd18&utm_campaign=chnweb

 

小鼠和大鼠中 IZUMO1 在精子与卵子质膜融合之前结合过程中的作用

Sperm IZUMO1 Is Required for Binding Preceding Fusion With Oolemma in Mice and Rats

 

文章导读:

受精包括多个复杂的过程。首先,哺乳动物精子会通过顶体反应,具备与卵子融合的能力。之后,已经完成顶体反应的精子会穿透透明带,附着在卵子的表面,并最终与卵子质膜融合。IZUMO1 是在哺乳动物精子-卵子融合中第一个被证实的重要精子蛋白,在小鼠中,当 IZUMO1 基因被敲除后,小鼠的精子可以附着在卵子表面,但无法与卵子质膜融合。然而,IZUMO1 在其他物种中的功能仍然大部分未知。

本研究通过使用 CRISPR/Cas9 技术构建了 IZUMO1 基因敲除大鼠模型,并发现这些大鼠雄性不育。与小鼠不同,IZUMO1 基因敲除大鼠的精子无法附着在卵子质膜。进一步的研究揭示,在 IZUMO1 基因敲除小鼠中,能够吸附在卵膜上的完成顶体反应的精子数量减少,而这一变化被附着在卵膜上的大量顶体完整的精子掩盖。值得注意的是,在缺失 FIMP、SOF1、SPACA6 或 TMEM95 这些最近发现的在精卵膜融合过程中必不可少的基因的小鼠突变体中,我们并未观察到顶体反应完成的精子与卵子质膜融合方面的明显缺陷。这些数据表明,至少在大鼠中,IZUMO1 在精子与卵子质膜融合之前精卵结合过程中是必不可少的。


使用 CRISPR/Cas1 生成 Izumo9 缺陷大鼠。

 

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https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcell.2021.810118/full?utm_source=chnweb&utm_medium=social&utm_content=zbjd19&utm_campaign=chnweb

 

Frontiers in Cell and Developmental Biology 是聚焦于细胞与发育生物学领域基础生命科学问题的开放获取期刊,创刊于 2013 年。期刊最新影响因子为 5.5,CiteScore 为 6.3。期刊涵盖了细胞生物学、遗传与发育、癌症研究以及干细胞等多个医学基础研究的前沿领域,旨在更好的理解机体各类细胞在各种生理及病理状态下的相关机制和作用,从而促使人类找的新的疾病治疗方案。

主编荐读 | Front. Cell Dev. Biol. – Signaling 论文精选(上)

面对浩瀚优质文章在 Frontiers 的不断发表,而你可能由于种种原因错过了。为此,“主编荐读” 集合了 Frontiers 众多期刊近期发表的优质文章,由各期刊编委汇总选送。

本期由目前担任 Frontiers in Cell and Developmental Biology (IF: 5.5 | CiteScore: 6.3) 期刊 Signaling 栏目主编的张志刚教授,对近期发表在该栏目下的部分文章进行了推荐及点评,此为上卷,欢迎阅读。

 

张志刚教授,研究员,博士生导师。上海交通大学肿瘤研究所癌基因及相关基因国家重点实验室,神经递质与肿瘤微环境研究团队负责人。中国生理学会基质生物学专业委员会主任委员,中国医师协会精准医疗委员会癌症代谢与治疗委员会副主任委员。获得十二五国家科技重大专项,国家自然科学基金重大研究计划、国家自然科学基金面上项目、国家高技术研究发展计划(863 计划)等课题资助。担任 Frontiers in Cell and Developmental Biology, Signaling section 主编,Journal of Immunology Research 客座主编。以通讯作者在消化系统主流期刊 Gastroenterology,Gut,NatureCommunications,Hepatology,Journal of Hepatology,American Journal of Gastroenterology,Genome Biology,Clinical Cancer Research,Cancer Research,Oncogene 等发表多篇论文。上海市领军人才,上海市优秀学科带头人,上海市卫生系统优秀学科带头人,上海交通大学医学院“高原高峰”计划。申请国家发明专利 9 项,获国家专利授权 6 项,获国际 PCT 专利授权 1 项,参与编写中英文专著 2 本。获上海医学科技二等奖(第一完成人)。

其研究方向主要集中在:肿瘤的系统性调控、神经递质-激素-免疫系统对肿瘤发生发展的调控、器官间交流在肿瘤发生发展中的作用。

 

OPA1 通过内质网-线粒体耦合调节线粒体对钙离子的吸收

OPA1 Modulates Mitochondrial Ca2+ Uptake Through ER-Mitochondria Coupling

 

文章导读:常染色体显性遗传视神经萎缩(Autosomal Dominant Optic Atrophy,ADOA)是一种导致失明和其他神经系统障碍的疾病,与 OPA1 基因突变相关。OPA1 的 GTPase 和 GED 结构域在调控线粒体内膜(IMM)的融合和脊髓结构的组织方面发挥着重要作用,这些过程对于细胞的氧化代谢至关重要。线粒体动态变化和膜结构的组织也与钙离子稳态和信号传导有关,但 OPA1 在钙离子动态中的具体作用尚未确立。


OPA1 是细胞质和线粒体 Ca2+ 稳态所必需的

 

本研究分别在 OPA1 缺陷和野生型小鼠胚胎成纤维细胞(MEFs),以及源自 ADOA 患者的人类纤维细胞中,采用了拯救(rescue)和过表达(overexpression)策略,研究了 OPA1 及其与 ADOA 相关的突变对钙离子稳态可能造成的影响。缺少 OPA1 的 MEFs ,只需较少量从内质网(ER)释放的 Ca2+ ,即可诱导线粒体基质中的钙离子升高。这与内质网- 线粒体的更紧密接触有关,但线粒体钙离子通道复合物含量并无明显变化。携带 OPA1 GTPase 或 GED 结构域突变的患者细胞也显示出改变的钙离子稳态,而这些与较低 OPA1 水平相关的突变同样表现为内质网-线粒体之间的更紧密接触。此外,在 OPA1 缺失的情况下,急性表达 OPA1 GTPase 突变体但不是 GED 突变体,部分恢复了 MEF 细胞质中促使线粒体内钙离子升高所需的钙离子浓度。最后,在野生型小鼠胚胎成纤维细胞中过度表达 OPA1 突变体扰乱了钙离子稳态,部分重现了在 ADOA 患者细胞的观察结果。

因此,OPA1可能通过其 GED 结构域调节功能性的内质网-线粒体耦合。然而在患者中,正常和突变形式的 OPA1 并存会导致钙离子稳态失衡,并非受制于特定的结构域,这可能会影响 ADOA 病情的整体进展。

 

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https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcell.2021.774108/full?utm_source=chnweb&utm_medium=social&utm_content=zbjd14&utm_campaign=chnweb

 

脓毒症对高密度脂蛋白代谢的影响

Impact of Sepsis on High-Density Lipoprotein Metabolism

 

文章导读:在这项研究中,研究人员探讨了高密度脂蛋白(HDL)在脓毒症中的保护作用及其与脂蛋白代谢酶的关系。HDL 以多种方式发挥着保护作用,例如促进类固醇合成、清除细菌毒素、保护内皮屏障以及抗氧化/抗炎活性。然而,在脓毒症患者中,HDL 水平却迅速下降,但造成这种现象的机制还不清楚。

为了解决这个问题,研究人员在重症监护病房(ICU)的脓毒症和非脓毒症患者中,研究了与脂蛋白代谢有关的酶。结果表明,在 53 名脓毒症患者和 25 名非脓毒症患者中,涉及脂蛋白代谢的多个酶存在显著差异。具体来说,脓毒症患者中的某些酶活性显著降低,如卵磷脂胆固醇酰基转移酶(LCAT)活性、LCAT 浓度以及胆固醇酯转运蛋白(CETP)活性。与此同时,脓毒症患者中的其他酶活性却显著增加,如磷脂转运活性蛋白(PLTP)和内皮脂酶(EL)。此外,血清淀粉样蛋白A(SAA)水平在脓毒症患者中比非脓毒症患者增加了 10 倍。


ICU 对照组(没有败血症或菌血症的患者)和 ICU 败血症组的箱形图

更重要的是,研究还发现 LCAT 活性与 ICU 入院和 28 天死亡率显著相关,而作为强烈的炎症标志物,SAA(血清淀粉样蛋白A)水平与死亡率无关。总之,这项研究提供了有关脓毒症期间 HDL 代谢迅速且显著变化的新数据。研究结果明确强调了特定代谢途径和酶在脓毒症的病理生理中扮演的关键作用,这一发现可为未来的新疗法提供重要线索。

 

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https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcell.2021.795460/full?utm_source=chnweb&utm_medium=social&utm_content=zbjd15&utm_campaign=chnweb

 

不同的 PINK1 磷酸化事件对 MFN2 介导的线粒体自噬和线粒体融合的相互调控

Reciprocal Regulation of Mitofusin 2-Mediated Mitophagy and Mitochondrial Fusion by Different PINK1 Phosphorylation Events

 

文章导读:线粒体修复对于代谢稳态发挥着重要作用。线粒体融合蛋白(MFN)协调线粒体的融合,从而抵御细胞衰老引起的线粒体退化。MFN2 的活动取决于不同的生理环境,它既可以介导线粒体融合,也可以招募细胞质中的 Parkin 来启动线粒体自噬。由于目前尚不清楚这些事件是如何相互调控的,该课题的研究人员构建并表达了模拟在 PINK1 磷酸化位点(T111、S378 和 S442)被磷酸化或不可磷酸化的线粒体融合蛋白-2(mitofusin-2,MFN2)突变体。

通过研究线粒体融合、极化状态以及被可能由于MFN2 磷酸化标记而存在的 Parkin 结合或者线粒体自噬,课题组发现,个别的 MFN2 磷酸化事件就如同一个生物学“条码”,根据磷酸化位点的状态,决定线粒体的命运。缺乏 PINK1 的细胞实验结果支持了 PINK1 激酶调控 MFN2 功能的关键作用。与 Parkin 介导的泛素化调节了 MFN2 介导的线粒体融合这一常见观点相反,Prkn 缺陷细胞的实验证明了 MFN2 的失活无需 Parkin 的存在。这些数据表明,由 PINK1 介导的磷酸化已经足够将 MFN2 从融合蛋白切换为线粒体自噬效应器,并不需要 Parkin 参与其中。


单个PINK1磷酸化位点状态对MFN2调制线粒体终点的影响

 

更重要的是,研究还发现 LCAT 活性与 ICU 入院和 28 天死亡率显著相关,而作为强烈的炎症标志物,SAA(血清淀粉样蛋白A)水平与死亡率无关。总之,这项研究提供了有关脓毒症期间 HDL 代谢迅速且显著变化的新数据。研究结果明确强调了特定代谢途径和酶在脓毒症的病理生理中扮演的关键作用,这一发现可为未来的新疗法提供重要线索。

 

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https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcell.2022.868465/full?utm_source=chnweb&utm_medium=social&utm_content=zbjd16&utm_campaign=chnweb

 

Frontiers in Cell and Developmental Biology 是聚焦于细胞与发育生物学领域基础生命科学问题的开放获取期刊,创刊于2013年。期刊最新影响因子为 5.5,CitesScore 为 6.3。期刊涵盖了细胞生物学、遗传与发育、癌症研究以及干细胞等多个医学基础研究的前沿领域,旨在更好的理解机体各类细胞在各种生理及病理状态下的相关机制和作用,从而促使人类找的新的疾病治疗方案。

Frontiers 是全球第六大出版社,文章被引用次数位列全球第三。Frontiers 总部位于瑞士,是全球领先的开放获取(Open Access)出版商,致力于使科学在全球范围内更加开放,其发布的研究文章已被浏览超过 24 亿次。欲了解更多详情,欢迎访问 Frontiers 官方网站:www.frontiersin.org.

主编荐读 | Frontiers in Public Health – Health Economics 论文精选(下)

面对众多优质文章在 Frontiers 的不断发表,而你可能由于种种原因错过了。为此,“主编荐读” 集合了 Frontiers 众多期刊近期发表的优质文章,由各期刊编委汇总选送。

本期由目前担任 Frontiers in Public Health (IF: 5.2 | CiteScore: 3.8) 期刊 Health Economics 栏目主编的方海教授,对近期发表在该栏目下的部分文章进行了推荐及点评,此为下卷(上卷可看),欢迎阅读。

方海教授,北京大学中国卫生发展研究中心教授、博士生导师;全球健康发展研究院双聘教授。北京大学医学部-中国疾病预防控制中心疫苗经济学联合研究中心副主任。中国疫苗行业协会疫苗经济学专业委员会主任委员;中国卫生经济学会公共卫生经济专业委员会副主任委员、秘书长。

方海教授加入北京大学之前,曾经先后执教(讲师、助理教授、副教授)于美国加州大学戴维斯分校、迈阿密大学(弗罗里达)、科罗拉多大学丹佛分校。

方海教授主持中国国家社科基金重大项目(首席专家)、国家自然科学基金面上项目和国际合作项目、中国疾病预防控制中心、中华预防医学会、中国医师协会、联合国儿童基金会、比尔及梅琳达盖茨基金会、美国中华医学会、英国医学研究会等资助项目。

方海教授主编《中国疫苗经济学评价指南 2022》,发表中英文学术文章 150 余篇,包括以第一作者或通讯作者在 BMJ、JAMA Network Open、Lancet Regional Health Western Pacific 等国际期刊发表多篇重要文章。

 

政治信任影响欧洲收入与生活满意度之间的关系:国家、社区和个人层面的信任之间的差异关联

Political Trust Influences the Relationship Between Income and Life Satisfaction in Europe: Differential Associations With Trust at National, Community, and Individual Level

文章导读:这项研究基于欧洲社会调查数据,采用一个三层嵌套的社会结构模型, 每一层(个人、社区、国家)都包含收入、信任和满意度的衡量标准,研究生活满意度与社会结构的关系。研究发现,生活满意度与总收入和信任变量相关,其中国家层面的信任影响最大。生活满意度的 2/3 变异源自三个层面的收入。在每个层面,满意度均与收入相关,但会受到信任的显着影响。当考虑三个层面时,高层面对低层面存在显著影响。这表明,从长远来看,国家层面对个人生活满意度的影响可能比社区或个人层面重要得多。

研究结果表明,收入对生活满意度的影响受到政治信任水平的影响。国家和社区层面的信任对这种关系有不同的影响,这表明社会和地方背景在确定收入和生活满意度之间的关系方面发挥着重要作用。

这项研究揭示了政治信任在塑造个人主观幸福感方面的重要性,强调不同层面的信任可以加强或削弱收入与生活满意度之间的关系。该研究为理解欧洲背景下收入、政治信任和生活满意度之间的多方面动态提供了宝贵的见解。

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https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpubh.2021.629118/ful?utm_source=chnweb&utm_medium=social&utm_content=zbjd10&utm_campaign=chnweb

 

糖尿病以及设备和信息技术使用方面的不平等是西班牙健康的社会经济决定因素

Diabetes mellitus and inequalities in the equipment and use of information technologies as a socioeconomic determinant of health in Spain

文章导读:本研究调查了西班牙不同地区信息和通信技术(ICT)获取不平等、社会经济因素与糖尿病(DM)结果之间的关系。研究分析了糖尿病相关住院情况、ICT 可及性和社会经济指标的数据。研究结果显示,贫困率较高、教育水平较低的地区往往既存在 ICT 获取受限,又有较高的糖尿病住院率。这些结果强调了在管理糖尿病方面,解决 ICT 不平等和社会经济因素在综合健康政策中的重要性。

 

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https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpubh.2022.1033461/full?utm_source=chnweb&utm_medium=social&utm_content=zbjd11&utm_campaign=chnweb

 

英国援助削减:对卫生系统融资的影响

United Kingdom aid cuts: implications for financing health systems

 

文章导读:这是一项关于英国援助削减如何影响受援国卫生筹资的研究。2021 年英国削减了 30% 的对外援助预算。研究目的是了解这如何影响受援国的卫生筹资。

研究分析了 134 个 2019 – 2020 财年受英援国的国内和外部卫生筹资数据,将国家分为继续和不再受英援两组,比较了援助依赖度和援助集中度。结果发现,大多数继续受英援的国家比不再受英援的国家更依赖外援来筹资政府和卫生系统。尽管英国不是大多数不再受英援国的主要援助国,但是是许多继续受英援国的重要援助国。个别高度依赖英国卫生援助的不再受英援国可能会面临卫生筹资困境。一些撒哈拉以南低收入国家虽未受本轮削减影响,但他们高度依赖英国卫生援助。英国援助削减可能对个别高依赖国产生负面影响,留下较大资金缺口。

 

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https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpubh.2023.1096224/full?utm_source=chnweb&utm_medium=social&utm_content=zbjd12&utm_campaign=chnweb

 


Frontiers in Public Health 是 Frontiers 旗下的开放获取期刊。作为一本跨学科开放获取期刊,Frontiers in Public Health 发表经过严格同行评议的研究,面向全世界的研究人员、学者、临床医生和决策者等发布公共卫生研究论文。该期刊旨在改变目前公共卫生研究和出版的碎片化现状,追求相关科学主题的一致性,并支持科学发现的传播、转化和实践。

Frontiers 是全球第六大学术出版社,文章被引用次数位列全球第三。Frontiers 总部位于瑞士,是全球领先的开放获取(Open Access)出版商,致力于使科学在全球范围内更加开放,其发布的研究文章已被浏览超过 24 亿次。欲了解更多详情,欢迎访问 Frontiers 官方网站:www.frontiersin.org.

主编荐读 | Frontiers in Public Health – Health Economics 论文精选(上)

面对众多优质文章在 Frontiers 的不断发表,而你可能由于种种原因错过了。为此,“主编荐读” 集合了 Frontiers 众多期刊近期发表的优质文章,由各期刊编委汇总选送。

本期由目前担任 Frontiers in Public Health (IF: 5.2 | CiteScore: 3.8) 期刊 Health Economics 栏目主编 (Specialty Chief Editor)的方海教授,对近期发表在该栏目下的部分文章进行了推荐,此为上卷,欢迎阅读。

 

方海教授,北京大学中国卫生发展研究中心教授、博士生导师;全球健康发展研究院双聘教授。北京大学医学部-中国疾病预防控制中心疫苗经济学联合研究中心副主任。中国疫苗行业协会疫苗经济学专业委员会主任委员;中国卫生经济学会公共卫生经济专业委员会副主任委员、秘书长。

方海教授加入北京大学之前,曾经先后执教(讲师、助理教授、副教授)于美国加州大学戴维斯分校、迈阿密大学(弗罗里达)、科罗拉多大学丹佛分校。

方海教授主持中国国家社科基金重大项目(首席专家)、国家自然科学基金面上项目和国际合作项目、中国疾病预防控制中心、中华预防医学会、中国医师协会、联合国儿童基金会、比尔及梅琳达盖茨基金会、美国中华医学会、英国医学研究会等资助项目。

方海教授主编《中国疫苗经济学评价指南 2022》,发表中英文学术文章 150 余篇,包括以第一作者或通讯作者在 BMJ、JAMA Network Open、Lancet Regional Health Western Pacific 等国际期刊发表多篇重要文章。

 

 

健康社会决定因素对美国新发 COVID-19 大流行的影响

Impact of Social Determinants of Health on the Emerging COVID-19 Pandemic in the United States

 

文章导读:本文讨论了健康社会决定因素 (SDOH) 对美国 COVID-19 大流行期间疾病传播的影响。研究显示,来自边缘化社区和社会背景较低的个人受疫情影响尤为严重,通过解决社会决定因素的差异问题,有可能在大流行期间促进健康公平,包括改善教育、住房、就业和医疗保健,以及解决社会不平等的根本原因,例如种族歧视等。本文中讨论的 SDOH 包括社会经济稳定性、教育、社区和住房环境、社会和社区支持和健康和医疗保健获取这五大领域。


健康的社会决定因素(SDOH)的五个领域

 

文章认为,SDOH 对美国 COVID-19 大流行期间的感染和死亡风险有重大影响。其中,社会经济地位(SES) 较低的人更有可能患潜在的健康问题,这使他们患 COVID-19 重症的风险增加。他们也更有可能生活在拥挤或卫生条件较差的环境中,这增加了他们接触病毒的风险。此外,SES 较低的人获得优质医疗保健的可能性较低,这可能会使他们更难以获取到 COVID-19 检测和及时的治疗。文章最后呼吁各国政府采取行动,采取有针对性的干预措施和政策来解决这些差异,并确保人们可以公平地获得医疗保健资源。逆全球化的态势逐步显现。这意味着原本有序而完整的全球产业链与供应链恐有中断的风险,全球化的体系与规则也可能面临挑战。

 

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https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpubh.2020.00406/full?utm_source=chnweb&utm_medium=social&utm_content=zbjd08&utm_campaign=chnweb

 

延迟获得 COVID-19 疫苗对低收入和中低收入国家的影响

The impact of delayed access to COVID-19 vaccines in low- and lower-middle-income countries

 

文章导读:本研究探讨了疫苗获取不平等对低收入(LICs)和中低收入国家(LMICs)COVID-19 结果的影响。研究发现,较小经济体国家在接种第一剂疫苗方面遭遇了显著延迟,比较大经济体国家延迟长达 100 天。与高收入国家相比,低收入国家每延迟一天获得疫苗,累计病例增加了 1.92%;同样,与 GDP 购买力平价最高的国家相比,在 GDP 购买力平价最低的国家中,每延迟一天获得疫苗,使累计病例增加了 2.73%。研究提示了公平和及时分发疫苗的重要性,无论国家的经济规模如何,都能够减轻疫情对其的影响。

 


(A)、(B)不同收入类别之间首次接种疫苗前的天数分布。(C)比较首次接种疫苗前的天数和对数粗GDP购买力平价。(D)较浅的色调表示报告第一批 COVID-19 疫苗的时间较长。

 

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https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpubh.2022.1087138/full?utm_source=chnweb&utm_medium=social&utm_content=zbjd09&utm_campaign=chnweb

 

Frontiers in Public Health 是 Frontiers 旗下的开放获取期刊。作为一本跨学科开放获取期刊,Frontiers in Public Health 发表经过严格同行评议的研究,面向全世界的研究人员、学者、临床医生和决策者等发布公共卫生研究论文。该期刊旨在改变目前公共卫生研究和出版的碎片化现状,追求相关科学主题的一致性,并支持科学发现的传播、转化和实践。

Frontiers 是全球第六大出版社,文章被引用次数位列全球第三。Frontiers 总部位于瑞士,是全球领先的开放获取(Open Access)出版商,致力于使科学在全球范围内更加开放,其发布的研究文章已被浏览超过 24 亿次。欲了解更多详情,欢迎访问 Frontiers 官方网站:www.frontiersin.org.

主编荐读 | Frontiers in Materials – Metamaterials 论文精选(中)

面对众多优质文章在 Frontiers 的不断发表,而你可能由于种种原因错过了。为此,“主编荐读” 集合了 Frontiers 众多期刊近期发表的优质文章,由各期刊编委汇总选送。

本期由目前担任 Frontiers in Materials (IF: 2.6 | CiteScore: 4.8) 期刊 Metamaterials 栏目主编的陈焕阳教授,对近期发表在该栏目下的部分文章进行了推荐及点评,此为中卷,欢迎阅读。

陈焕阳,厦门大学物理科学与技术学院特聘教授、国家优秀青年科学基金获得者、教育部“长江学者”青年学者、福建省“闽江学者”特聘教授、福建省高校领军人才、厦门市高层次引进人才、福建省创新长期人才。主持包括国家优秀青年科学基金、面上项目、重大培育项目以及国家留学基金委创新型人才国际合作培养项目等。长期致力于变换光学及其应用物理方面研究并取得了创新性成果:实现了自聚焦透镜、多模交叉器件以及光学黑洞微腔等光学工程新应用;把变换光学推广到表面水波的调控,为潮汐能及海浪防护工程等提供新的设计思路;建立了变换声学的等效原理和理论架构,设计了三维声学隐身、声学幻象以及海豚仿生声场调控,产生新的学科交叉增长点。迄今共发表SCI论文200余篇,包括7篇Nature子刊、11篇Physical Review Letters、2篇Optica等,引用超过11000次,h-index为47(google scholar)。研究成果入选英国物理学会评选的2008年度国际物理学十大突破等。

现任全国材料新技术发展研究会常务理事,Frontiers in Materials 期刊 Metamaterials栏目主编,Nature 旗下 Scientific Reports 的编委,曾获教育部高等学校自然科学二等奖、江苏省科技进步二等奖、福建省自然科学奖二等奖等奖项,连续9年(2014-2022)入选Elsevier发布的《中国高被引学者榜单》(物理与天文学)。

 

基于级联超表面的高性能双频频率选择性吸波器

High-performance dual-band frequency-selective rasorber based on cascaded metasurface

 

文章导读:频率选择性吸波器(FSR)在不同频率下具有吸收和透射特性,在通信和雷达工程等广泛应用中至关重要。然而,目前可用的 FSR 通常只展现出单一高性能的传输频段,无法满足现代多频段通信/雷达系统不断增长的需求。在本文中提出了一种双频频率选择性吸波器,它利用级联超表面设计,并采用等效电路模型和参数优化。此外,我们还制作和表征了一个双频频率选择性吸波器的原型。

微波测量结果显示,有两个高度透明的峰值分别位于 11.5 GHz 和 17.5 GHz 附近,插入损耗约为 0.5 dB。此外,在 3.9-10.2 GHz 和 13-15 GHz 处有两个吸收率高于 80% 的吸收带。通过模态分析优化电阻位置,实现了两个透明带的低插入损耗。此方法有助于制造多频段通信系统的高性能多频段频率选择性吸波器。


级联超表面示意图。

 

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https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmats.2022.949076/full?utm_source=chnweb&utm_medium=social&utm_content=zbjd05&utm_campaign=chnweb

 

基于深度神经网络的可编程超表面障碍物下的雷达散射截面(RCS)预测

Programmable metasurface RCS prediction under obstacles based on DNN

 

文章导读:可编程超表面由于其能够自由塑造远场模式,在雷达和 6G 通信等各种应用中引起了广泛关注。然而,设计特定远场模式通常需要进行复杂的计算和模拟,尤其是当超表面外存在不规则障碍物时。为解决这一问题,本文提出了一种使用四层人工神经网络的方法,用于在存在障碍物的环境中预测可编程超表面的远场雷达散射截面(RCS)。实验结果表明,预测值与模拟数据相当吻合,并且所提出的预测模型具有更好的学习和泛化能力。这项工作在复杂环境信号传输和超表面反向设计等领域具有广泛的应用前景和价值。


通信场景示意图

 

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https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmats.2022.996956/full?utm_source=chnweb&utm_medium=social&utm_content=zbjd06&utm_campaign=chnweb

 

用于近场微波计算成像的频率多样全息超表面天线

Frequency-Diverse Holographic Metasurface Antenna for Near-Field Microwave Computational Imaging

 

文章导读:本文介绍了一种具有随机分布表面阻抗的全息超表面天线,该天线可以产生随机频率多样的辐射模式。全息超表面天线产生的互相干扰较低的电场模式可以覆盖 18 GHz 至 26 GHz 的 K 波段,间隔为 0.1 GHz。利用频率多样全息超表面(FDHM)天线,建立了一个基于频域反射信号的近场微波计算成像系统。采用标准喇叭天线获取来自提出的 FDHM 天线辐射的频域信号。

本文呈现了详细的成像恢复过程,并通过全波模拟研究,使用 81 个频率分集模式正确重建了所需目标。成像重建采用了压缩感知技术和迭代缩小/阈值算法。该计算成像系统在物理层面上实现的压缩比为 30:1。


(A) 拟议的 FDHM 天线透视图。(B) 该元件的全波仿真模型。

 

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https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmats.2021.766889/full?utm_source=chnweb&utm_medium=social&utm_content=zbjd07&utm_campaign=chnweb

 


Frontiers in Materials 是瑞士出版社 Frontiers 旗下的开放获取期刊,最新影响因子 2.6。该期刊出版的研究成果经过严格同行评审,内容涵盖了材料科学和工程的整个领域。

Frontiers 总部位于瑞士,是全球领先的开放获取(Open Access)出版商,致力于使科学在全球范围内更加开放,其发布的研究文章已被浏览和下载超过 28 亿次。欲了解更多详情,欢迎访问 Frontiers 官方网站:www.frontiersin.org.

主编荐读 | Frontiers in Materials – Metamaterials论文精选(上)

面对众多优质文章在 Frontiers 的不断发表,你可能由于种种原因错过了。为此,“主编荐读” 集合了 Frontiers 众多期刊近期发表的优质文章,由各期刊编委汇总选送。本期由目前担任 Frontiers in Materials (IF: 2.6 | CiteScore: 4.8) 期刊 Metamaterials 栏目主编的陈焕阳教授,对近期发表在该栏目下的部分文章进行了推荐及点评,此为上卷,欢迎阅读。
陈焕阳,厦门大学物理科学与技术学院特聘教授、国家优秀青年科学基金获得者、教育部“长江学者”青年学者、福建省“闽江学者”特聘教授、福建省高校领军人才、厦门市高层次引进人才、福建省创新长期人才。主持包括国家优秀青年科学基金、面上项目、重大培育项目以及国家留学基金委创新型人才国际合作培养项目等。长期致力于变换光学及其应用物理方面研究并取得了创新性成果:实现了自聚焦透镜、多模交叉器件以及光学黑洞微腔等光学工程新应用;把变换光学推广到表面水波的调控,为潮汐能及海浪防护工程等提供新的设计思路;建立了变换声学的等效原理和理论架构,设计了三维声学隐身、声学幻象以及海豚仿生声场调控,产生新的学科交叉增长点。迄今共发表 SCI 论文 200 余篇,包括 7 篇 Nature 子刊、11 篇 Physical Review Letters、2 篇 Optica 等,引用超过 11000 次,h-index 为 47(google scholar)。研究成果入选英国物理学会评选的 2008 年度国际物理学十大突破等。现任全国材料新技术发展研究会常务理事,Frontiers in Materials  期刊  Metamaterials 栏目主编,Nature 旗下Scientific Reports 的编委,曾获教育部高等学校自然科学二等奖、江苏省科技进步二等奖、福建省自然科学奖二等奖等奖项,连续 9 年(2014-2022)入选 Elsevier 发布的《中国高被引学者榜单》(物理与天文学)。 

Epsilon 近零材料和截短光子晶体组成的异质结构中的增强磁光效应

Enhanced Magneto-Optical Effect in Heterostructures Composed of Epsilon-Near-Zero Materials and Truncated Photonic Crystals

文章导读:光学的非互易传输在许多应用中扮演着重要的角色,如光学隔离、光开关和集成光子电路。然而,自然的磁光(MO)材料的非互易性太弱,无法广泛用于实际应用。磁化超材料使得能够探索新的 MO 效应领域,包括增强的非互易传输和单向表面波。本文研究了由磁化近零介电材料和截断光子晶体组成的异质结构中的 Fano 型干涉效应。
由于场强度增强机制和 Fano 干涉,异质结构中固有的弱 MO 活性得到了显著增强。这些结果为利用超材料设计性能优越的新型光学非互易器件提供了一种途径。
由磁化各向同性 ENZ 层 M 和截短 PC:(AB)n 组成的异质结构示意图。M、A 和 B 分别对应 Ag、SiO2 和 TiO2。
原文链接👇https://www.frontiersin.org/journals/materials/articles/10.3389/fmats.2022.843265/full?utm_source=chnweb&utm_medium=social&utm_content=zbjd02&utm_campaign=chnweb

用于连续极化角旋转和雷达应用的数字极化可编程超表面

Digital Polarization Programmable Metasurface for Continuous Polarization Angle Rotation and Radar Applications

 
文章导读:极化角度操控在雷达应用中一直是一项至关重要的技术。本文提出并演示了一种用于连续极化角旋转和雷达应用的数字极化可编程超表面。通过使用两个正交极化波并具有 180° 相位差的波来编码“0”和“1”元素,电磁波(EM波)的极化角可以被持续且任意地操控。所设计的超表面采用了贴片传输和线贴结构,并集成了两个极化通道进行 1 位编码。通过机械旋转所设计超表面的方位角,可以实现传输波的极化角连续旋转。
此外, 9.4 GHz 附近的传输率可以高达 95% 以上。经过优化结构参数的超表面样本已经制造和测试,测量结果与模拟结果吻合良好。此外,还进行了一项针对各向异性目标的雷达探测实验,证明了所提出的超表面在极化雷达中的实际应用。
1 位数字超表面和编码超表面。
原文链接👇https://www.frontiersin.org/journals/materials/articles/10.3389/fmats.2022.931868/full?utm_source=chnweb&utm_medium=social&utm_content=zbjd03&utm_campaign=chnweb 

基于零折射率的异质结构超材料实现电磁波的磁可重构单向传播

Magnetically Reconfigurable Unidirectional Propagation of Electromagnetic Waves by Zero-Index–Based Heterostructured Metamaterials

文章导读:本文展示了一种基于零折射率的异质结磁性超材料(HSMM),由两组具有不同半径和晶格间距的铁氧体棒组成,它展现了电磁波的单向传播,而这种单向性可以根据偏置磁场(BMF)进行重新配置。通过计算光子带图和有效本构参数发现,对于两组晶格间距和铁氧体棒半径的超材料,通过减小一个超材料的 BMF,可以将有效折射率从零折射率(EZI)切换到有效正折射率(EPI),或通过增加 BMF,将其从EZI切换到有效负折射率(ENI)。
因此,可以构建两种 HSMM,分别由 EZI 和 ENI 或 EZI 和 EPI 的组合组成,这两种 HSMM 都可以用来实现电磁波的单向传输,并通过减小或增加 BMF 来展现可重新配置的单向性,从而提供更多的自由度。本文提出的概念可能还可以扩展到由相变材料制成的异质结超材料,通过调节温度来实现在光学频率下的可重新配置电磁特性。
以 ZIM、NIM 和 PIM 为构建模块的 HSMM 可重构单向传播示意图。
原文链接👇https://www.frontiersin.org/journals/materials/articles/10.3389/fmats.2022.845344/full?utm_source=chnweb&utm_medium=social&utm_content=zbjd04&utm_campaign=chnweb
 
Frontiers iMaterials 是瑞士出版社 Frontiers 旗下的开放获取期刊,最新影响因子 2.6。该期刊出版的研究成果经过严格同行评审,内容涵盖了材料科学和工程的整个领域。

主编荐读 | 手机干预与疼痛管理:老年慢性病人群研究等 Frontiers in Pain Research 论文精选

面对众多优质文章在 Frontiers 的不断发表,而你可能由于种种原因错过了。为此,“主编荐读” 集合了 Frontiers 众多期刊近期发表的优质文章,由各期刊编委汇总选送。

本期由目前担任 Frontiers in Pain Research (IF: 2.5 | CiteScore: 2.1) 期刊 Geriatric Pain 栏目主编的 Cary Reid 教授,对近期发表在该栏目下的部分文章进行了推荐及点评,欢迎阅读。

Dr. Cary Reid, Specialty Chief Editor for Geriatric Pain section and a superhero for seniors! By day, he tackles aches and pains in aging patients and as a Geriatric’s professor at Weill Cornell Medical College he mentors the next generation of researchers dedicated to the study of later-life pain. He is armed with a wealth of knowledge and distinguished by his appointment as the Irving Sherwood Wright Professor. His groundbreaking research is further evidenced by a prestigious Robert Wood Johnson Generalist Physician Scholar Award as well as a highly coveted Paul Beeson Faculty Scholar on Aging Research Award.

Currently Dr. Reid is conducting two clinical trials. One involves the use of an emotion regulation therapy as a means of reducing pain in older adults while the 2nd is testing a transcranial direct current stimulation device to mitigate pain in patients receiving long-term hemodialysis.

Vision for the Geriatric Pain section: 

Dr. Reid envisions growing the Geriatric Pain section into a sought-after platform for publishing high-impact, groundbreaking articles that significantly advance the care of aging adults negatively impacted by pain. By fostering innovative research and encouraging critical discussions, this section aims to become the go-to resource for clinicians, researchers, and policymakers dedicated to improving pain management and quality of life for elderly patients. Dr. Reid’s commitment is to ensure that every publication within this section contributes meaningfully to the field, driving forward evidence-based practices and transformative solutions for geriatric pain care.

 

一个连续中介效应分析:探究患有慢性腰背痛老年患者的感恩心态与抑郁情绪之间的关系

Exploring the relationship between gratitude and depression among older adults with chronic low back pain: a sequential mediation analysis

主编导读:尽管已有众多研究表明积极情绪可以对老年人的疼痛和疼痛相关结果产生积极影响,但这些关联背后的机制仍不清楚。本文旨在探讨在患有慢性腰背痛的老年人群体中,感恩情绪与幸福感之间关联的潜在机制。

研究结果表明,感知压力和睡眠障碍在感恩情绪与抑郁症状之间起中介作用。提升感恩情绪有助于降低压力水平和提高睡眠效率,从而改善心理健康。这些发现支持在患有慢性腰背痛的老年人群体中加强积极情绪(如感恩情绪)的干预措施。

 


积极心理健康理论模型 (PPWB) 展示了感恩与抑郁症相关的途径。

 

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https://www.frontiersin.org/journals/pain-research/articles/10.3389/fpain.2023.1140778/full?utm_source=chnweb&utm_medium=social&utm_content=pain02&utm_campaign=chnweb

 

 

一项定性研究:基于移动健康行为干预对减轻肥胖和慢性疼痛老年患者疼痛并改善其健康的成功经验和教训

Successes and lessons learned from a mobile health behavior intervention to reduce pain and improve health in older adults with obesity and chronic pain: a qualitative study

 

主编导读:在疼痛研究领域,采用移动健康干预措施的研究数量正在激增,其目标是利用传感器和移动应用程序等新技术来改进对不同疼痛人群的测量和管理。本研究分析了 14 名参与者的定性数据,这些参与者参加了一项为期 12 周的随机对照试验,该试验旨在检验 “减少疼痛和改善健康的移动干预”(MORPH)的可行性和初步疗效。研究人员确定了干预措施的关键方面,这些方面被认为是该项目获益的基础,并确定了参与者在使用干预措施的几个方面所面临的挑战。这些发现可以帮助有志为患有慢性疼痛的老年人设计移动应用干预措施的研究人员。


图源:shutterstock

 

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https://www.frontiersin.org/journals/pain-research/articles/10.3389/fpain.2024.1340400/full?utm_source=chnweb&utm_medium=social&utm_content=pain03&utm_campaign=chnweb

 

促进阿尔茨海默病及相关痴呆症患者成功参与疼痛相关的神经成像研究

Promoting successful participation of people living with Alzheimer’s disease and related dementias in pain-related neuroimaging research studies

 

主编导读:为了确保我们对老年人疼痛理解的持续进展,需要采用有效的招募和保留方法,以便让老年人参与到包括神经影像学研究在内的各种研究中。本综述重点介绍了在尝试招募弱势群体(即患有阿尔茨海默病或相关痴呆症的患者)参与疼痛相关神经影像学研究时遇到的若干挑战。

作者指出了一些重要障碍(例如,缺乏社区参与、确定同意能力方面的问题),并针对如何克服每个障碍提供了切实可行的解决方案。在未来对患有合并症疼痛和阿尔茨海默病及相关痴呆症的老年人进行神经影像学研究时,采用建议的策略可能会带来很大益处。


图源:shutterstock

 

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https://www.frontiersin.org/journals/pain-research/articles/10.3389/fpain.2022.926459/full?utm_source=chnweb&utm_medium=social&utm_content=pain04&utm_campaign=chnweb

 

Frontiers in Pain Research 是瑞士出版社 Frontiers 旗下的开放获取期刊,最新影响因子 2.5,CiteScore 2.1。从整体的角度对疼痛进行研究,涵盖一系列医学专业的机制、治疗、社会经济学、诊断、预防措施和疼痛管理。本刊已被 ESCI、PubMed Central (PMC)、SCOPUS 和 DOAJ 等数据库收录。欢迎所有有助于深入了解疼痛病理生理学和开发新型镇痛药以改善临床治疗的研究。

Frontiers 与国家科技图书文献中心达成首个中国机构合作伙伴协议

2024 年 9 月 11 日,Frontiers 与国家科技图书文献中心(National Science & Technology Library,NSTL)在北京举行机构合作签约仪式。

国家科技图书文献中心主任许倞、Frontiers 首席执行官兼联合创始人 Kamila Markram 博士作为双方代表共同签署了协议。本协议的签署标志着 Frontiers 与中国机构的合作伙伴关系正式开启。协议将于 2025 年 1 月 1 日正式生效,来自国家科技图书文献中心 9 家成员机构及其所代表集团的科研人员以通讯作者身份在 Frontiers 的部分期刊发文将享受 15% 的文章处理费折扣。以下为相关机构及期刊列表:

相关机构列表:

  • 中国科学院
  • 中国科学技术信息研究所
  • 机械工业信息研究院
  • 冶金工业信息标准研究院
  • 中国化工信息中心
  • 中国农业科学院
  • 中国医学科学院
  • 中国标准化研究院国家标准馆
  • 中国计量科学研究院

 

适用期刊列表:

  • Frontiers in Neurology
  • Frontiers in Neuroscience
  • Frontiers In Aging Neuroscience
  • Frontiers In Human Neuroscience
  • Frontiers In Molecular Neuroscience
  • Frontiers In Cellular Neuroscience
  • Frontiers In Neurorobotics
  • Frontiers In Computational Neuroscience
  • Frontiers In Neuroinformatics
  • Frontiers In Neuroanatomy
  • Frontiers In Behavioral Neuroscience
  • Frontiers In Integrative Neuroscience
  • Frontiers In Systems Neuroscience
  • Frontiers In Neural Circuits
  • Frontiers In Synaptic Neuroscience

会议伊始,Frontiers 中国区总经理王丹青女士对许主任一行到来表示热烈欢迎,并与来自成员机构的代表进行了深入交流。

会议由 Frontiers 中国区市场部总监张嘉桐先生主持。首先由国家科技图书文献中心许倞主任致辞,他表示,NSTL 自 2000 年成立以来,始终秉持开放共享的理念,致力于推动科技文献资源的开放获取,为我国的科技创新和社会发展贡献力量。他认为:“本协议的签署是国家科技图书文献中心与 Frontiers 友好交流与合作愿望的结晶,也是双方工作团队经过不懈努力共同将意愿转化为现实的成果。它标志着双方致力于推动全球科研成果的开放共享,期待未来能持续深化合作,共同促进科技创新的持续繁荣。”

随后,Frontiers 首席执行官兼联合创始人 Kamila Markram 博士在致辞中提到,Frontiers 致力于推动开放科学的可持续发展,而此次会面也正值 Frontiers 中国办公室成立五周年之际,这份协议的签署标志着双方在开放获取领域的合作迈出了第一步,希望未来能够共同探索更多元、更深层次的合作模式,为开放获取和开放科学做出更大贡献。她表示:“我们非常荣幸能与国家科技图书文献中心建立这一战略合作伙伴关系。我们希望通过提供多样化的合作选项和支持开放获取出版,最终能为实现健康地球的健康生活提供解决方案。中国在全球科学创新中发挥着关键作用,本次合作标志着实现这一使命的重要一步。”


签约仪式前,中国科学院文献情报中心副研究馆员赵昆华作为 NSTL 开放获取团队的代表,向与会嘉宾分享了此次合作的背景情况。

Frontiers 中国区总经理王丹青女士对该协议的签署表示:“在 Frontiers 中国办公室成立五周年之际,这是一个重要的里程碑时刻。与国家科技图书文献中心达成的合作,标志着 Frontiers 中国区与中国机构的合作伙伴关系正式开启。五年来,我们致力于推动科学研究的开放与透明,为中国科研人员提供高质量的平台和资源。通过与国家科技图书文献中心的合作,我们将进一步提升中国科研界的国际影响力,加速科学发现和知识共享。我们在未来将积极探索与国家科技图书文献中心进一步合作的可能性,相信我们能够在推动科学研究的进步和科研影响力的提升方面取得更大的成就。”

Frontiers in Earth Science 科睿唯安 ESI 全球高被引论文精选

Frontiers in Earth Science 是一本地球科学领域跨学科的开放获取学术期刊,备受全球地球科学领域研究者的支持与肯定。期刊最新影响因子为 2.0。该期刊出版的研究成果经过严格同行评审,旨在增强我们对地球的物理化学性质及其演化过程的理解,以应对重大的环境挑战并推动地球科学领域发展。

科睿唯安 ESI 全球高被引论文是指在 Web of Science 中按领域和出版年份排名前1%的论文。这些数据来源于科睿唯安基本科学指标(ESI)。

我们整理了近年发表在 Frontiers in Earth Science 的原创研究,从被评为科睿唯安 ESI 全球高被引论文的文章中精选出 8 篇,以飨读者。以下为此 8 篇研究导读原文:

 

利用三种数据驱动技术对中国西北部黄土高原滑坡易发性制图——以黄河中游地区为例

Landslide susceptibility mapping in the Loess Plateau of northwest China using three data-driven techniques- a case study from middle Yellow River catchment

 

Accurate landslide susceptibility maps are relevant for stakeholders to take effective measures and perform land use planning.

The present research aims at using three data-driven approaches to generate landslide susceptibility map for the middle Yellow River catchment (northwest China) and comparing their performances, including the weighted information value (WIV), where the IV model was integrated with analytic hierarchy process (AHP), the support vector machine (SVM) and the random forest (RF) models.

A landslide inventory map including 684 historical landslides was generated first by visual interpretation of remote sensing images combined with a field survey. A total of 14 thematic layers were applied to serve as the landslides influencing factors. The Pearson correlation coefficient analyzed the correlation among these factors, and the C5.0 decision tree algorithm determined the factor importance.

The results demonstrated the correlation between every two factors were all less than 0.5. Three factors (including distance to road, distance to river, and slope) were the most important contributions to the landslide occurrences in the region, whereas five factors (including NDWI, plan curvature, profile curvature, surface roughness, and aspect) had minor importance. All the models predict that most of the historical landslides are identified in moderate and high susceptibility areas. For the prediction percentage of landslides in high susceptibility areas, both SVM and RF models exceed 70%.

The RF model represented the best performance, with high susceptibility zones accounting for 21.9% and landslide numbers accounting for 90.5%. The comparison among the receiver operating characteristic curves indicated that the accuracy was higher in the RF model than in the other two models: the area under the curve (AUC) for the RF was 0.904, whereas that for the WIV and the SVM were 0.845 and 0.847, respectively. Hence, the RF was proven suitable for assessing the landslide susceptibility in the region. Current results can provide valuable references for future studies and landslide risk mitigation strategies.

 

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https://www.frontiersin.org/journals/earth-science/articles/10.3389/feart.2022.1033085/full?utm_source=chnweb&utm_medium=social&utm_content=FEART02&utm_campaign=chnweb

 

冻融循环作用下砂岩损伤演化的临界减速特性及早期预警模型研究

Study on critical slowdown characteristics and early warning model of damage evolution of sandstone under freeze-thaw cycles

Freeze–thaw damage of rock mass poses a great threat to the safety of rock engineering, ground buildings, and low-temperature storage of liquefied natural gas (LNG) in cold regions.

By collecting acoustic emission (AE) signals of sandstone during uniaxial compression failures, this paper analyzed the critical slowdown phenomenon of different types of sandstone during the freeze–thaw failure. According to the auto-correlation coefficients and the variance of AE signals under different windows and steps, the precursors were determined and a warning model of rock engineering failure precursors based on the critical slowdown principle was proposed.

Then the Grey Wolf Optimizer (GWO) algorithm was used to optimize the initial weights and thresholds of the back propagation (BP) neural network, and the influence factors of rock engineering failure under different working conditions were input as training sets to train the network.

The results showed that the correlation coefficients between the predicted value and real value of the GWO-BP neural network reached 99.90% and 98.81% respectively, indicating that the accuracy of the BP neural network prediction was improved. This study provides a new method for rock engineering failure early warning, and has great theoretical and guiding significance for enriching and improving the rock mass AE monitoring technology.

 

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https://www.frontiersin.org/journals/earth-science/articles/10.3389/feart.2022.1006642/full?utm_source=chnweb&utm_medium=social&utm_content=FEART03&utm_campaign=chnweb

 

四川盆地南部长宁地区龙马溪组海相页岩的孔隙结构及分形特征研究

Pore structure and fractal characteristics of the marine shale of the longmaxi formation in the changning area, Southern Sichuan Basin, China

The pore structure is an important factor affecting reservoir capacity and shale gas production. The shale reservoir of the Longmaxi Formation in the Changning area, Southern Sichuan Basin, is highly heterogeneous and has a complex pore structure. To quantitatively characterize the shale’s pore structure and influencing factors, based on whole rock X-ray diffraction, argon ion polishing electron microscopy observations, and low-temperature nitrogen adsorption-desorption experiments, the characteristics of the shale pore structure are studied by using the Frenkel-Halsey-Hill (FHH) model.

The research reveals the following: 1) The pores of the Longmaxi Formation shale mainly include organic pores, intergranular pores, dissolution pores and microfractures. The pore size is mainly micro-mesoporous. Both ink bottle-type pores and semiclosed slit-type pores with good openness exist, but mainly ink bottle-type pores are observed. 2) The pore structure of the Longmaxi Formation shale has self-similarity, conforms to the fractal law, and shows double fractal characteristics. Taking the relative pressure of 0.45 (P/P(0) = 0.45) as the boundary, the surface fractal dimension D(sf) and the structural fractal dimension D(st) are defined. D(sf) is between 2.3215 and 2.6117, and the structural fractal dimension D(st) is between 2.8424 and 2.9016. The pore structure of micropores and mesopores is more complex. 3) The mineral components and organic matter
have obvious control over the fractal dimension of shale, and samples from different wells show certain differences.

The fractal dimension has a good positive correlation with the quartz content but an obvious negative correlation with clay minerals. The higher the total organic carbon content is, the higher the degree of thermal evolution, the more complex the pore structure of shale, and the larger the fractal dimension. The results have guiding significance for the characterization of pore structure of tight rocks.

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https://www.frontiersin.org/journals/earth-science/articles/10.3389/feart.2022.1018274/full?utm_source=chnweb&utm_medium=social&utm_content=FEART04&utm_campaign=chnweb

 

软土地层中顶管穿越锚索群的施工技术及力学效应

Construction technologies and mechanical effects of the pipe-jacking crossing anchor-cable group in soft stratum

 

In this study, an open-cut approach using steel-sheet piles and jet grouting piles for waterproofing was proposed to resolve the problem that ordinary pipe-jacking equipment cannot cross areas with existing anchor cables in soft stratum. The case history of a pipe-jacking project of a sewage treatment plant in the Jinan East Railway Station area was investigated. The mechanical properties of steel-sheet piles, horizontal displacement of piles, and ground surface settlement in the anchor-cable crossing area were investigated based on in situ observations.

Numerical investigations were performed using the finite element method (FEM). The effects of existing anchor cables on the mechanical behaviors of retaining structures, deformation variation of the ground, and stability of the excavation were studied. The results indicate that the composite supporting structures of steel-sheet piles and jet grouting piles have a positive effect on waterproofing and deformation control in areas with existing anchor cables.

When the steel-sheet pile touched the anchor cable during pile jacking, the compressive stress at the pile cap increased rapidly until it reached 62.8 MPa (the maximum pressure provided by the pile-pressing machine), which is twice the pressure under ordinary conditions. The maximum horizontal displacement of the retaining pile, δ(v), increased linearly with the excavation depth H(e). Existing anchor structures behind the excavation can restrain the deformation of the ground and retain the structure to a certain extent. The δ(v) value of the pile with existing anchor structures behind is 6.5 mm or approximately 0.01% of the H(e) value, which is 70% of that of the retaining pile without existing anchor structures. “Groove type” ground surface settlements are found on both sides of the excavation. The maximum ground settlements δ(h) are 0.29% H(e) and 0.05% H(e), respectively.

The plastic zone at both sides of the excavation bottom extends to the ground surface with an angle of about 45°. When an excavation fails, the plastic zone range in the ground with existing anchor cables is significantly larger than it is in the ground without anchor cables. The key contribution of this research is to provide an effective and low-budget treatment for pipe-jacking crossing through an anchor-cable group region. The findings from this study also provide industry practitioners with a comprehensive guide regarding the specific applications and mechanical performance of the crossing excavation for obstacle treatment.

 

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https://www.frontiersin.org/journals/earth-science/articles/10.3389/feart.2022.1019801/full?utm_source=chnweb&utm_medium=social&utm_content=FEART05&utm_campaign=chnweb

 

贝壳粉体对重金属离子Pb²⁺/Cd²⁺的吸附机制及其对污染土壤的净化效率

Adsorption mechanism of shell powders on heavy metal ions Pb²⁺/Cd²⁺ and the purification efficiency for contaminated soils

The adsorption capacity of oyster shell powders (SPs) and the adsorption mechanism of heavy metal ions (HMs; i.e., cadmium ions Cd(2+) and lead ions Pb(2+)) on SPs are discussed by means of adsorption kinetics tests, adsorption-desorption tests, scanning electron microscopy and Fourier transform infrared spectroscopy.

The influences of seepage velocity, heavy metal types, and SP addition amount/concentration on the adsorption effect of SPs in the treatment of HMs in laterite as well as quartz sand were analyzed. Studies have shown that i) the adsorption of HMs SPs can be divided into three stages, i.e., the surface adsorption stage, the internal pore diffusion stage, and the equilibrium stage; ii) with the increase in seepage velocity, the effluent concentration of HMs will slightly increase, and the residual amounts at each section of the column generally decrease rapidly with the increase in migration distance; iii) the increase in the concentration of SP solution provides more adsorption points for the adsorption of HMs, and finally, the amount of HMs desorbed from quartz sand is reduced, which also reduces the concentration of HMs in the effluent. Overall, SPs possess high purification efficiency for the HMs of contaminated soils.

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https://www.frontiersin.org/journals/earth-science/articles/10.3389/feart.2022.1071228/full?utm_source=chnweb&utm_medium=social&utm_content=FEART06&utm_campaign=chnweb

 

基于孔隙尺度SPH模拟推导非饱和多孔介质的有效热导率

The Effective Thermal Conductivity of Unsaturated Porous Media Deduced by Pore-Scale SPH Simulation

 

The smoothed particle hydrodynamics (SPH) method was employed to simulate the heat transfer process in porous media at the pore scale. The effective thermal conductivity of a porous medium can be predicted through a simulation experiment of SPH.

The accuracy of the SPH simulation experiment was verified by comparing the predicted values with reference values for ideal homogeneous media and multiphase layered media. 3D simulation experiments were implemented in granular media generated by the PFC method. Based on the SPH framework, a concise method was proposed to produce unsaturated media by simulating the wetting process in dry media.

This approach approximates the formation of liquid bridges and water films on granules. Through simulation experiments, the empirical formula of the variation in thermal conductivity with the degree of saturation was tested.

The results showed that the reciprocal of the normalized thermal conductivity and the reciprocal of the saturation are linearly related, which is in line with the empirical formula proposed by Cote and Konrad.

 

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既有地铁车站上覆深基坑结构的力学响应及参数分析——以北京地铁车站扩建工程为例

Mechanical response and parametric analysis of a deep excavation structure overlying an existing subway station: A case study of the Beijing subway station expansion

 

The existing Beijing Pingguoyuan Subway Station was extended through a extension project. The excavation for the extension was located directly above the existing station.

Complex interactions exist between the existing structure and the retaining pile wall of the excavation. Based on this project, three-dimensional finite element models were established to investigate the mechanical characteristics of the embedded and non-embedded retaining pile walls. A parametric analysis was performed for both types of pile walls.

The stress and deformation characteristics of the retaining pile walls and existing structures were analyzed. The results show that when the bottom of the non-embedded retaining pile walls are connected to the existing structure, the uplift of the existing structure is essentially constant; however, the maximum displacementof the pile is increased by approximately 2.7 times, and the bending moment of the pile is reduced to 57.1% of the connection condition.

As the distance between the embedded retaining pile wall and the existing station increases, the uplift of the existing station increases linearly, whereas the soil between the pile and the station exhibits a non-linear increasing trend.

The displacement of the embedded retaining pile wall increases as the inner force decreases. When the distance is greater than 4.7 m, the displacement and force of the pile remains essentially unchanged. The effect of the pile embedded depth on the force and deformation of the pile is mainly observed in the lower part of the pile. As the embedded depth increases, the maximum displacement decreases by approximately 16.9%, the maximum bending moment decreases, and the maximum negative bending moment increases.

The key contribution of this research is to provide a prediction method for the mechanical behaviors of a expansion project. The findings from the study also provide industry practitioners with a comprehensive guide regarding the specific applications of the construction technology of a deep excavation structure overlying an existing subway station.

 

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一种基于层次分析法和模糊综合评价法的煤矿冲击地压预测方法

A Prediction Method of Coal Burst Based on Analytic Hierarchy Process and Fuzzy Comprehensive Evaluation

 

Coal burst has become a worldwide problem that needs to be solved urgently for the sake of coal mine safety production due to its complicated triggering mechanisms and numerous influencing factors. The risk assessment of coal burst disasters is particularly critical. In this work, 15 factors affecting coal burst occurrence are selected from the perspectives of geodynamic environment and geological and mining conditions, and the influence mechanism of each factor on coal bursts is analyzed.

An evaluation index system of coal burst risk is put forward. Ahierarchical model of coal burst prediction is established, and the weight of each influencing factor to coal burst risk is calculated. Based on the fuzzy comprehensive evaluation method, a coal burst prediction model is established, which can scientifically decompose and simplify the complicated problem and make coal burst prediction and prevention more pertinent and effective.

The model is applied to assess the coal burst risk level of a coal mine in Shanxi Province, and the evaluation result is consistent with practical situations. This method considers the influencing factors comprehensively and determines the weight of each factor scientifically compared with other forecasting methods.

 

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Frontiers in Earth Science 是瑞士出版社 Frontiers 旗下一本地球科学领域跨学科的开放获取学术期刊,备受全球地球科学领域研究者的支持与肯定。期刊最新影响因子为 2.0。该期刊出版的研究成果经过严格同行评审,旨在增强我们对地球的物理化学性质及其演化过程的理解,以应对重大的环境挑战并推动地球科学领域发展。

兰海教授团队在 Frontiers in Plant Science 发表玉米全基因组选择育种重大突破

近日,四川农业大学玉米研究所兰海教授团队在 Frontiers in Plant Science  (IF: 4.1 | CiteScore: 7.3)的 Functional and Applied Plant Genomics 栏目内发表了题为“Genomic prediction of yield-related traits and genome-based establishment of heterotic pattern in maize hybrid breeding of Southwest China”的研究论文。论文系统总结了该团队利用全基因组选择技术构建了西南玉米区域新的杂优模式(Reid+ × Suwan+),并以该技术成功选育出了系列杂交品种(如突破性玉米品种“优迪 899”、荣玉 88 等)。这是国内首次在玉米中成功应用全基因组选择技术选育出新品种,是研究团队多年研究积累的重要成果,是玉米全基因组选择育种理论与实践相结合的一次令人欣喜的重要进展。

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