Пространственно-временная динамика беспрецедентного вспышки чикунгуньи в провинции Гуандун, Китай.

Аденокарцинома поджелудочной железы (ПДЖ) является одним из самых агрессивных злокачественных новообразований у человека и имеет крайне неблагоприятный прогноз. Ее прогрессирование в значительной степени обусловлено крайне сложным и иммунодепрессивным микротройным окружением (МТО), что подчеркивает срочную необходимость в более глубоком понимании ее молекулярных механизмов. Недавние достижения в области секвенирования РНК на уровне единой клетки (scRNA-seq) и пространственной транскриптомики (ST) предоставили беспрецедентные возможности для анализа клеточной гетерогенности, пространственной организации и динамики экспрессии генов в рамках МТО. В этом обзоре мы суммируем основные технологии scRNA-seq и ST, а также их уникальные преимущества в исследовании рака, и подчеркиваем их интегрированные применения в раскрытии гетерогенности ПДЖ, взаимодействиях стромы и иммунной системы, а также механизмах терапевтической устойчивости. Мы также обсуждаем, как эти подходы могут способствовать открытию биомаркеров и направлять разработку новых терапевтических стратегий. В целом, эти результаты предполагают, что интегрированная единоклеточная и пространственная транскриптомика имеет трансформирующий потенциал для развития прецизионной онкологии и улучшения результатов лечения пациентов с раком поджелудочной железы.

Реакционно-диффузионные системы могут создавать пространственные шаблоны, такие как полосы и пятна, благодаря нестабильности, вызванной диффузией. Управление этими шаблонами от одной конфигурации к другой можно сформулировать как задачу оптимального управления. Когда управление осуществляется на всей пространственной области, условия существования и оптимальности хорошо изучены. Тем не менее, на практике управление может действовать только на части области. Рассматривая реакционно-диффузионную систему Nodal-Lefty в качестве примера, мы анализируем ситуацию, когда управление ограничено подсистемой. Мы выводим явную верхнюю границу потерь оптимальности, определяемую как разница между оптимальной стоимостью подсистемы и полной оптимальной стоимостью. Исходя из этой границы, мы получаем явную формулу для минимального размера области управления, необходимого для достижения целевого шаблона с заданной точностью. Мы также рассматриваем случай, когда управление распределено по нескольким несоединенным регионам вместо одного, с той же общей площадью, и доказываем, что распределенная конфигурация дает более строгую границу при естественных условиях на пространственную структуру цели. Численные иллюстрации подтверждают теоретические результаты и показывают, что область управления, охватывающая примерно сорок процентов области, достаточна для изменения системы от полос к пятнам с высокой точностью.

В данной статье представлен подход и применение оптимизации пространственной упаковки взаимосвязанных систем с физическими взаимодействиями (SPI2) в задачах размещения компонентов в трехмерном пространстве. Для обеспечения возможности применения в автомобильных условиях, SPI2 должен поддерживать как начальную генерацию проектирования, включая выравнивание компонентов, так и надежную координацию на уровне системы, требующую повышенной надежности решений и управляемых вычислительных затрат. Для решения этих задач предлагаемый метод улучшает скорость сходимости и качество решений путем повышения численной надежности в градиентной оптимизации при снижении вычислительной нагрузки. Существующие подходы SPI2 расширены за счет добавления возможностей выравнивания, что позволяет представлять выравнивания «порт-к-порту» между компонентами. Кроме того, применимость SPI2 расширяется за счет трактовки мест размещения компонентов как переменных проектирования, что позволяет применять координацию с использованием штрафов для обеспечения осуществимости проектирования и интеграции в оптимизацию на уровне системы. Подход валидируется с использованием многоцелевой оптимизационной структуры на основе алгоритма генетической сортировки без доминирования II (NSGA-II), применяемого к задаче оптимизации трансмиссии и интеграции шасси батареи. Это демонстрирует эффективность SPI2 в контексте проектирования на уровне системы. Результаты показывают двойное применение SPI2 в автомобильном случае: во-первых, как инструмент для начальной генерации проектирования, и во-вторых, как часть координатора проектирования на уровне системы, который превосходит дискритизированный исчерпывающий поиск при меньших вычислительных затратах.

В Китае в 2024 году произошёл резкий рост случаев коклюша. Мы поставили цель охарактеризовать эпидемиологические тенденции, клинические симптомы и молекулярную эволюцию, используя платформу наблюдения на основе цифровых технологий в четырёх крупных городах Китая. С мая 2024 года по август 2025 года у симптоматических пациентов в Пекине, Шанхае, Гуанчжоу и Шэньчжэне проводился скрининг с помощью цифровой платформы здравоохранения. Позитивность определялась с использованием RT-PCR, направленного на IS481. Геномный анализ, включая типирование MLVA и секвенирование генов вирулентности/резистентности, был проведён для подгруппы образцов с высокой вирусной нагрузкой. Всего 3356 (4,9%) участников дали положительный результат по скринингу IS481. Наблюдалась значительная пространственно-временная неоднородность позитивности, достигшая пика в середине 2024 года, за которой последовал переход в 2025 году. Шанхай (7,8%) демонстрировал значительно более высокий коэффициент позитивности по сравнению с Пекином (2,1%) и Гуанчжоу и Шэньчжэном (2,6%). Примечательно, что 52,4% (1759/3356) случаев произошли среди детей школьного возраста (6-17 лет), что ознаменовывает значительный сдвиг уязвимости от дошкольников к школьникам. Клинически коклюш проявлялся особым профилем, характеризующимся высокой распространённостью кашля (85,0%-90,2%) и низкой частотой лихорадки (6,6%-12,8%). Геномный надзор (n = 63) подтвердил абсолютное преобладание линейки, чувствительной к эритромицину (95,2%) среди подгруппы с высокой бактериальной нагрузкой. Тест на основе IS481 среди пользователей цифровой платформы с симптомами показывает критический сдвиг коклюша к школьному возрасту и преобладание в подгруппе с высокой нагрузкой. Эти результаты подчеркивают клиническую необходимость вакцинационных стратегий, нацеленных на развивающиеся уязвимые группы, и подчеркивают необходимость продолжать наблюдение за циркулирующими вариантами.

Тонкие частицы (PM) были предложены как потенциальный фактор риска для женского репродуктивного здоровья. Однако исследования, посвященные конкретным компонентам PM и резерву яичников, остаются ограниченными. Более того, уязвимые временные окна воздействия загрязнения воздуха недостаточно изучены. Наша цель состояла в оценке взаимосвязи между компонентами PM и резервом яичников в Китае. В исследование вошли 29,610 женщин в возрасте от 20 до 45 лет, которые проходили лечение с применением вспомогательных репродуктивных технологий в центре репродуктивной медицины в провинции Шэньси, Китай, в период с 2015 по 2020 год. Воздействие резидентного PM и пяти ключевых компонентов, включая сульфат (SO), нитрат, аммоний, органическое вещество и черный углерод, на протяжении пяти этапов развития фолликулов было оценено с помощью спутниковых моделей. Для анализа взаимосвязи между воздействием компонентов PM на каждом этапе и показателями резерва яичников, включая количество антральных фолликулов и анти-Мюллеров гормон, применялась обобщенная линейная регрессия. Воздействие PM было связано с уменьшением количества антральных фолликулов в несколько периодов, особенно в период с первичных до вторичных фолликулов. Скорректированный β варьировался от -0.123 (95% доверительный интервал: -0.232, -0.013) для периода 3 (первичный фолликул до вторичного фолликула) до -0.190 (95% доверительный интервал: -0.295, -0.085) для периода 1 (первичный до небольшого антрального фолликула). Модель остатка по компонентам показала, что SO наиболее сильно связан с ухудшением резерва яичников. Надежность результатов подтверждается дополнительными анализами чувствительности. Эти взаимосвязи были более выраженными среди женщин с низким уровнем образования. Наши выводы подчеркивают важность охраны общественного здоровья для снижения загрязнения воздуха с целью улучшения репродуктивного здоровья женщин.

Панкреатический протоковый аденокарцином (PDAC) характеризуется значительной молекулярной и микросредовой неоднородностью, однако остается плохо понятным, как состояния опухолевой линии взаимодействуют с пространственной иммунной организацией при прогрессирующей болезни. В данном исследовании мы провели многослойное пространственное протеомное профилирование с использованием циклической иммунофлуоресценции тканей (t-CyCIF) на образцах 27 пациентов с прогрессирующим PDAC и интегрировали эти анализы с пространственным транскриптомным профилированием представительных опухолей. Опухоли были классифицированы на классические, гибридные, базальные и нулевые эпителиальные состояния на основе экспрессии GATA6 и CK5, что выявило различные иммунные архитектуры, ассоциированные с клиническим исходом. Классические и гибридные опухоли демонстрировали воспаленные микроокружения, обогащенные лимфоцитами, тогда как базальные и нулевые опухоли отличались иммунным исключением и ландшафтами, доминирующими макрофагами, характеризующимися увеличением M2 макрофагов. Пространственный транскриптомный анализ также выявил, что гибридные опухоли не являются однородными промежуточными состояниями, а вместо этого содержат пространственно сегрегированные участки Hybrid_Classical и Hybrid_Basal с различными транскрипционными программами, иммунными нишами и сетями клеточной коммуникации. Участки Hybrid_Basal были связаны с увеличением обогащения макрофагами M2 и предпочтительной активацией сигнального пути SPP1-CD44, что указывает на локализованные имMemo-эпителиальные взаимодействия в эпителиальной пластичности и переходах состояния линии. Чтобы количественно оценить пространственную организацию иммунной системы, мы разработали пространственный имунный балл, который фиксирует относительное положение циотоксических Т-клеток CD8 по отношению к вспомогательным Т-клеткам CD4 и макрофагам M2 CD163. Более высокие баллы были связаны с худшей выживаемостью и предоставили более сильную прогностическую информацию, чем традиционные метрики обилия иммунных клеток. Интеграция пространственного иммунного балла с экспрессией GATA6 достигла лучшей прогностической дискриминации (AUC = 0.822) по сравнению с любой отдельной характеристикой. В совокупности, данные показывают, что состояние линии опухоли и пространственная иммунная организация представляют собой дополнительные аспекты биологии PDAC, подчеркивая пространственные опухолево-иммунные взаимодействия в качестве определяющих факторов клинического исхода при прогрессирующем раке поджелудочной железы.