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2025年, 第48卷, 第02期　
刊出日期：2025-03-25
  

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  • 网络药理学专题导读
    山西大学学报(自然科学版). 2025, 48(02): 198.
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    <正>随着信息技术的飞速发展，传统药理学研究正逐渐向系统化和网络化的方向迈进。网络药理学（Network Pharmacology）作为这一转变的前沿领域，通过整合信息科学、生物信息学、系统生物学等多学科知识，构建药物-靶点-疾病之间的复杂网络，揭示药物作用的多靶点、多途径机制，为理解药物的整体效应提供了全新的框架。
  • 基于网络药理学探讨逍遥散改善SSRIs抵抗机制
    刘晓节, 肖梦婷, 赵子羽, 王慧敏, 刘慧敏, 陈士剑, 李顺勇, 秦雪梅
    山西大学学报(自然科学版). 2025, 48(02): 203-215. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2024165
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    基于网络药理学探讨逍遥散改善5-羟色胺重摄取抑制剂（Selective Serotonin Reuptake Inhibitor,SSRIs）治疗抑郁症抵抗的功效特点与作用机制。使用中药系统药理学数据库与分析平台（Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform, TCMSP）、在线人类孟德尔遗传（Online Mendelian Inheritance in Man, OMIM）、基因卡片（GeneCards）以及通用蛋白质资源（UniProt）等数据库获得逍遥散改善五个SSRIs（氟伏沙明、氟西汀、帕罗西汀、舍曲林、西酞普兰）抵抗的有效成分和作用靶点；应用蛋白互作网络分析数据库（Search Tool for the Retrieval of Interaction Gene/Proteins, STRING）网站构建蛋白互作网络；在基因功能分析工具Metascape网站进行潜在作用靶点的富集分析；使用生物网络分析软件Cytoscape软件绘制“逍遥散-潜在靶点-通路-SSRIs抵抗”可视化网络图。结果表明，逍遥散核心活性成分有芍药苷、β-谷甾醇、山柰酚、木犀草苷等。B淋巴细胞瘤-2(B-cell Lymphoma-2,BCL2)、雌激素受体1(Estrogen Receptor 1, ESR1)、一氧化氮合酶2(Nitric Oxide Synthase 2,NOS2)等是逍遥散改善“SSRIs抵抗”的共有核心靶点。这些主要成分主要作用于糖尿病并发症中的晚期糖基化终末产物-晚期糖基化终末产物受体信号通路（AdvancedGlycationEnd-products-Receptor for Advanced Glycation End-products pathway, AGERAGE）信号通路、化学致癌-受体激活、阿佩林信号通路和缺氧诱导因子1(Hypoxia-inducible Factor 1, HIF-1)信号通路等通路，调节细胞对有机环状化合物的反应、细胞群增殖的负向调节、对无机物的反应等生物学过程发挥改善五个“SSRIs抵抗”的作用。研究结果证实了逍遥散通过多成分作用于多靶点、多通路改善“SSRIs抵抗”，为临床合理、有效联合用药提供了理论依据。
  • 基于指纹图谱与化学计量学的淡竹叶质量控制研究
    向欢, 涂慕鑫, 李玉, 孟亦浩, 蔚慧欣, 王庆亮, 张鑫, 田俊生, 秦雪梅
    山西大学学报(自然科学版). 2025, 48(02): 216-225. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2024144
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    本研究采用反相高效液相色谱法（RP-HPLC）法对15批淡竹叶样本进行指纹图谱分析及对6种指标性化学成分进行含量测定。采用Origin 2019软件及软独立建模分类类比法（SIMCA 14.0）软件分别对淡竹叶6种成分含量进行聚类分析与主成分分析（Principal Component Analysis,PCA），并对共有峰峰面积进行正交偏最小二乘法判别分析（Orthogonal Partial Least Squares-Discriminant Analysis,QPLS-DA）以筛选差异性标志化合物。结果表明，淡竹叶指纹图谱共匹配出14个共有峰，指纹图谱相似性大于0.90。通过对照品指认出异荭草苷（8号峰）、荭草苷（9号峰）、日当药黄素（10号峰）、牡荆苷（12号峰）、异牡荆苷（13号峰）、木犀草苷（14号峰），以mg·g-1为单位，各成分质量分数分别为0.23～1.09、0.17～0.86、0.08～0.67、0.22～0.61、0.02～0.13、0.02～0.06。15批样品通过聚类分析分成3类，PCA结果与聚类分析结果一致。研究表明5种指标性成分（异荭草苷、荭草苷、日当药黄素、牡荆苷、异牡荆苷）被筛选为候选差异性标志化合物，可作为指标性成分用于淡竹叶质量控制与评价。
  • 基于网络药理学和实验验证探讨黄芪耐缺氧的作用机制
    李爱平, 张星星, 朱云峰, 但春凤, 李犇, 秦雪梅
    山西大学学报(自然科学版). 2025, 48(02): 226-237. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2024164
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    采用网络药理学探讨黄芪耐缺氧的潜在作用机制。利用中药系统药理学数据库与分析平台（Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform, TCMSP）结合大量文献获取黄芪的主要化学成分及其靶点；通过在线人类孟德尔遗传数据库（Online Mendelian Inheritance in Man, OMIM）、GeneCards、DrugBank和Uniprot数据库筛选耐缺氧相关靶点；利用功能蛋白关联（STRING）网络进行蛋白质相互作用（Protein Protein Interaction, PPI）分析筛选关键靶点；采用Metascape数据库分析其参与的生物过程及通路；利用分子对接和实验进行验证。结果显示，黄芪有24个主要有效成分，238个作用靶点，整合多个数据库得出耐缺氧靶点1 013个，两者相交靶点137个。基因本体（Gene Ontology, GO）功能富集分析包含生物过程（Biological Process, BP）1 916个，细胞组成（Cellular Component, CC）102个，分子功能（Molecular Function, MF）176个，京都基因和基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG）通路获得199条。筛选得到黄芪耐缺氧核心靶点有血管内皮生长因子A(vascular endothelial growth factor A, VEGFA)、缺氧诱导因子-1α(Hypoxia-inducible factor-1 alpha, HIF-1α)、白细胞介素-6(Interleukin-6, IL-6)等，反推黄芪潜在的活性成分有黄酮和皂苷类成分如槲皮素和黄芪甲苷等。分子对接验证槲皮素、山柰酚、黄芪皂苷Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和黄芪甲苷与VEGFA、HIF-1α均展现出良好的结合作用。酶联免疫吸附试验（Enzyme-Linked Immunosorbent Assay, ELISA）确证黄芪可通过下调核心靶基因VEGFA的表达发挥抗缺氧作用，果蝇实验进一步表明黄芪具有耐缺氧作用。本研究初步阐明黄芪中黄酮和皂苷类成分如黄芪甲苷、槲皮素等可通过调控关键靶点HIF-1α、VEGFA发挥抗缺氧的作用。研究结果有望为黄芪在典型作业环境（如高原低氧）中的开发应用提供依据。
  • 基于网络药理学研究参芪扶正注射液调节免疫的作用机制
    李石飞, 李欣萍, 刘文倩, 张立伟
    山西大学学报(自然科学版). 2025, 48(02): 238-251. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2024174
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    本研究以网络药理学为基础，探讨了参芪扶正注射液调节免疫的作用机制。使用中药系统药理学数据库与分析平台（Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform, TCMSP）数据库收集党参和黄芪的化学成分和预测成分作用的靶点。以“immunity”为关键词使用GeneCards数据库、GeneMap数据库和TTD(Therapeutic Target Database)数据库检索免疫相关靶点。使用Cytoscape 3.9.1软件构建“活性成分-靶点”网络。使用String数据平台构建可视化蛋白相互作用分析。为深入探究参芪扶正注射液调节免疫作用机制，使用注释、可视数据库（Database for Annotation, Visualization, and Integrated Discovery,DAVID）对靶点进行通路富集分析。结果显示，参芪扶正注射液中包含64个良好的活性成分，并预测到143个潜在的作用靶点，其中包括核心靶点如AKT1(AKT丝氨酸/苏氨酸激酶)、TNF（肿瘤坏死因子）、TP53（细胞肿瘤抗原p53）、IL6（白细胞介素-6）、ESR1（雌激素受体1）等。通过基因本体（Gene Ontology, GO）分析和京都基因和基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG）通路分析，发现参芪扶正注射液可能调节免疫的信号通路主要涉及癌症通路、血脂与动脉粥样硬化、前列腺癌、乙型肝炎、丙型肝炎等。研究结果表明，参芪扶正注射液可能通过作用于核心靶点，如AKT1、TNF、TP53、IL6、ESR1等，调控多条信号通路来发挥其免疫调节作用。
  • 网络药理学研究黄芪注射液次生成分治疗白细胞减少症的机制
    曲婷丽, 张楠, 周小雪
    山西大学学报(自然科学版). 2025, 48(02): 252-264. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2024171
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    本研究基于网络药理学、分子对接及体内实验探究黄芪注射液次生成分治疗白细胞减少症的活性成分及作用机制。根据质谱信息、对照品裂解规律及文献资料对黄芪注射液次生成分中的化学成分进行指认；利用Swiss Target Prediction平台获取化学成分相关作用靶点；利用Gene cards和Disgenet数据库筛选白细胞减少症相关靶点；对得到的成分作用靶点与疾病相关靶点取交集，获得黄芪注射液次生成分发挥升高白细胞作用的潜在靶点，采用Cytoscape 3.9.1软件构建“成分-疾病”靶点网络，分析活性成分；将共有靶点导入String网站，进行蛋白互作分析，构建蛋白-蛋白互作（Protein-Protein Interaction,PPI）网络，分析关键靶点；并对关键靶点进行基因本体（Gene Ontology,GO）功能及京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）分析；通过分子对接和白细胞减少症小鼠模型对网络药理学的结果进行验证。黄芪注射液次生成分中共鉴定25个化合物，其中黄酮类21个，皂苷类4个。黄芪注射液次生成分升高白细胞作用的潜在作用靶点有121个，涉及486个生物过程、68个细胞组分、96个分子功能和155条信号通路。筛选得到异鼠李素-3-O-β-龙胆二糖苷、紫云英苷、6″-O-乙酰基毛蕊异黄酮苷、6″-O-乙酰基芒柄花苷、汉黄芩素等5个潜在活性成分，细胞肿瘤抗原p53(Cellular Tumor Antigen P53,TP53)、RAC-2丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶（RAC-alpha Serine/threonine-Protein Kinase,AKT）、白细胞介素-6(Znterlew Kin-6,IL6)等8个关键靶蛋白，以及磷脂酰肌醇3激酶–蛋白激酶B信号通路、Janus激酶-信号转导子和转录激活子信号通路等信号通路。5个潜在活性成分均与关键靶点有较强的结合活性，黄芪注射液次生成分可回调白细胞减少症小鼠血清中IL-6和G-CSF的含量。黄芪注射液次生成分可能是通过异鼠李素-3-O-β-龙胆二糖苷、紫云英苷、6″-O-乙酰基毛蕊异黄酮苷、6″-O-乙酰基芒柄花苷、汉黄芩素等活性成分，作用于TP53、AKT1、IL6等关键靶点，通过磷脂酰肌醇3激酶–蛋白激酶B信号通路和Janus激酶-信号转导子和转录激活子信号通路，发挥升高白细胞的作用。
  • 基于网络药理学与Dijkstra模型的柴胡抗肝癌机制研究
    王鹏, 许文倩, 高晓霞, 秦雪梅
    山西大学学报(自然科学版). 2025, 48(02): 265-277. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2024172
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    以柴胡为君药的复方逍遥散、四逆散与小柴胡汤等常用于临床肝癌治疗。前期研究发现，柴胡具有抗肝癌活性，且其低极性部位能显著抑制肝癌细胞的增殖，并促进细胞凋亡。然而，柴胡低极性部位治疗肝癌的物质基础与作用机制尚未得到系统和深入地研究。本研究采用液相色谱-质谱联用技术（Liquid Chromatography-mass Spectrometry,LC-MS）解析柴胡低极性部位化学成分，并结合网络药理学与最短路径算法（Dijkstra）传播模型解析柴胡低极性部位抗肝癌关键成分-靶点药效网络，最后通过分子对接验证柴胡低极性部位关键成分与靶点相互作用。结果显示，柴胡低极性部位共鉴定35个化学成分；通过网络药理学筛选“hithubs”靶点40个，主要涉及癌症通路、癌症中蛋白聚糖、卡波西肉瘤（Kaposi Sarcoma）相关疱疹病毒感染、磷脂酰肌醇-3激酶-蛋白激酶B通路（Phosphatidylinositol-3 Kinase-akt Protein Kinase b Pathway,PI3K-Akt）信号通路、化学致癌作用-受体激活等通路。进一步根据“hithubs”各靶点在核心通路中的数量筛选出3个最为关键的靶点包括表皮生长因子受体（Epidermal Growth Factor Receptor,EGFR）、基质金属蛋白酶（Matrix Metalloproteinase,MMP）和信号转导与转录激活因子3(Matrix Metalloproteinase,STAT3)。Dijkstra传播模型结果显示柴胡低极性中柴胡多炔8(RB-8)、柴胡多炔4(RB-4)和柴胡皂苷元G为关键抗肝癌成分。分子对接显示柴胡皂苷元G与EGFR,RB-8、RB-4和柴胡皂苷元G与STAT3具有很强的亲和力。本文结果表明RB-8、RB-4和柴胡皂苷元G可能是柴胡低极性部位的主要活性成分群，通过阻断EGFR的表达，抑制Janus激酶2(Janus Kinase 2,JAK2)/STAT3通路，最终减缓肝癌的生长与转移。该研究为解释中医治疗肝癌的潜在机制提供了参考，为柴胡治疗肝癌临床用药及相关药物制剂开发提供科学依据。
  • 基于生物信息学与实验验证的柴胡-白芍抗乳腺癌机制研究
    鲍宁, 李肖
    山西大学学报(自然科学版). 2025, 48(02): 278-288. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2024175
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    通过生物信息学、网络药理学以及实验验证相结合的方法，预测并验证柴胡-白芍药对抗乳腺癌配伍机制。获取癌症基因组图谱（The Cancer Genome Atlas,TCGA）数据库中乳腺癌基因表达数据，筛选得到乳腺癌靶点；通过中药系统药理学数据库与分析平台（Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database,TCMSP）数据库、SEA(Similarity Ensemble Approach)数据库、Swiss Target Prediction数据库和Super PRED数据库收集柴胡、白芍潜在活性成分及靶点，对靶点进行京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）通路富集分析；构建蛋白质-蛋白质相互作用网络与成分-靶点网络，筛选得到乳腺癌关键靶点丝氨酸苏氨酸蛋白激酶（Polo-like kinase 1, PLK1）、细胞周期蛋白依赖性激酶1(cyclin dependent kinase 1, CDK1)及柴胡-白芍抗乳腺癌关键成分柴胡皂苷A、柴胡皂苷B2、柴胡皂苷D和芍药苷；通过Autodock软件对关键成分及靶点进行分子对接验证，并通过细胞实验验证关键成分的抗乳腺癌活性，其中通过Chou-Talalay模型证明了柴胡皂苷D与芍药苷之间存在协同增效作用；通过流式细胞术及蛋白质印迹（Westernblot）实验证明了柴胡皂苷D和芍药苷能够通过阻滞细胞周期于G2/M期发挥抗乳腺癌作用。
  • 柴胡桂枝汤抗抑郁的网络药理与孟德尔随机化研究
    高耀, 牛永强, 马小娟, 李凯, 王丹, 胡建贞, 杜鑫哲, 刘莎
    山西大学学报(自然科学版). 2025, 48(02): 289-301. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2024177
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    本研究旨在综合运用网络药理学、孟德尔随机化分析及分子对接技术，深入探究柴胡桂枝汤在治疗抑郁症过程中的具体作用机制。首先，我们系统性地收集了柴胡桂枝汤的药物靶点与抑郁症的疾病靶点，通过交集靶点基因分析及蛋白质-蛋白质相互作用筛选，以确定两者共有的关键靶点。随后，利用基因本体（Gene Ontology,GO）功能分析和京都基因和基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）通路富集分析，深入解析这些靶点所涉及的生物途径。为初步验证筛选出的核心靶点，我们采用了分子对接技术。此外，还借助Open G‐WAS（开放全基因组关联研究）数据库的孟德尔随机化方法，对筛选结果进行进一步的验证与深化。研究结果显示，我们共识别出193个柴胡桂枝汤的主要活性成分，并筛选出了30个潜在的作用靶点，这些靶点可能与柴胡桂枝汤治疗抑郁症的效果密切相关。分子对接技术的运用进一步证实，Formononetin（芒柄花素）、Isorhamnetin（异鼠李素）、Quercetin Quercetin（槲皮素）、Stigmasterol Stigmasterol（豆甾醇）和Wogonin Wogonin（汉黄芩素）等活性成分与TNF（Tumor Necrosis Factor，肿瘤坏死因子）、AKT1（AKT Serine/Threonine Kinase 1,AKT丝氨酸/苏氨酸激酶1）、IL6（Interleukin-6，白细胞介素6）、IL1BIL1B（Interleukin-1 Beta，白细胞介素1β）和PTGS2（Prostaglandin-Endoperoxide Synthase 2，前列腺素内过氧化物合酶2）等靶点具有较好的亲和力。在孟德尔随机化分析中，我们针对AKT1和IL1B靶点，在全基因组关联分析数据中分别发现了10个和17个与抑郁症相关的单核苷酸多态性（均P<5×10-5）。经过严格筛选，我们保留了7个和15个单核苷酸多态性用于最终的孟德尔随机化分析。分析结果表明，AKT1和IL1B极有可能是抑郁症治疗的关键靶点。本研究表明，柴胡桂枝汤通过作用于TNF、AKT1、IL6、IL1B和PTGS2等靶点，在治疗抑郁症方面发挥着重要作用。这一发现为柴胡桂枝汤在抑郁症治疗领域的临床应用提供了坚实的理论基础和研究方向。
  • 网络药理学在中医药防治呼吸系统疾病中的应用与创新
    王珂欣, 游志业, 单晓茜, 刘雅, 陈晓红, 遆慧慧, 杨子峰
    山西大学学报(自然科学版). 2025, 48(02): 302-313. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2024176
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    以呼吸慢病和呼吸道病毒感染为主的呼吸系统疾病给医疗卫生系统带来巨大的个人和社会经济负担，且大多数呼吸系统疾病的治疗只能满足于暂时缓解症状，而不能提供有效的预防。中医药在呼吸系统疾病的防治中做出了重要而持久的贡献，但中医药多成分多靶点多途径的作用模式阐明不准确或不及时等阻碍了其更广泛的应用。网络药理学在分析多成分多靶点药物以揭示中药在分子水平上的潜在治疗机制及效应成分方面显示出独特的效果，为从整体角度理解中医药提供了新的方法论视角。本文对网络药理学在中医药防治呼吸系统疾病研究中的应用及网络药理学研究中的新思路进行综述，为网络药理学技术在中医药防治呼吸系统疾病中的应用和发展提供参考。
  • 基于网络邻近度的活性物质筛选：原理与应用
    刘梦晨, 范庆, 周鹤峰, 阳小燕, 汪泽, 尹田鹏, 何希瑞, 崔国祯
    山西大学学报(自然科学版). 2025, 48(02): 314-321. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2024173
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    活性物质的筛选在疾病预防和治疗中具有至关重要的作用。然而，传统方法在复杂疾病药物筛选时存在一定的局限性。随着网络医学的发展，基于蛋白质相互作用网络的虚拟筛选技术为活性物质的发现提供了新的途径。基于网络医学框架的网络邻近度计算方法表现尤为突出。本文介绍了新开发的计算平台ZMUpredict，该平台基于网络邻近度原理，整合疾病基因和活性物质的靶点，能够快速预测候选活性物质对疾病的潜在疗效。用户提交活性物质靶点和疾病基因集后，平台能够自动生成分析结果，并通过Z值和P值量化活性物质靶点与疾病模块之间的网络距离，从而评估其治疗潜力。此外，该平台还支持联合用药分析和子网络提取功能。本文通过以山茶油活性成分筛选为例，展示了该平台在天然产物和中药研究中的应用前景。ZMUpredict为研究人员提供了便捷的虚拟筛选工具，即使不具备编程技能的用户也能利用网络医学方法开展高效的活性物质虚拟筛选，为复杂疾病的药物发现提供强有力的技术支持。
  • 树的第三小与第四小ABC能量
    付彦杰, 高玉斌
    山西大学学报(自然科学版). 2025, 48(02): 322-331. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2023164
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    为了在所有n≥13阶树中，寻找第三小与第四小ABC能量的树，本文运用图的删边变换、不等式的放缩及Coulson型积分公式的推论，给出此问题的结果。结果表明在所有n≥13阶树中，An与Bn分别为唯一具有第三小与第四小ABC能量的树。所得结果对后续树的ABC能量极值问题研究具有一定的借鉴价值，也有利于推测相关化学分子结构的性质。
  • 具有变号位势的Kirchhoff-Choquard型问题正解的存在性
    车银芳, 桑彦彬
    山西大学学报(自然科学版). 2025, 48(02): 332-340. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2024019
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    本文研究了一类带有变号权函数的Kirchhoff-Choquard型问题。本文将分为两种情况对临界项进行估计。首先运用Nehari流形的极小化方法和与问题相对应的能量泛函及纤维映射，当参数λ在充分小邻域内，获得了该问题正基态解的存在性；其次利用Ekeland变分原理，在一定条件下，得到了该问题正基态解的存在性。
  • 具有两羊群间运输的布鲁氏菌病模型分析
    张轶菲, 薛亚奎
    山西大学学报(自然科学版). 2025, 48(02): 341-357. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2024081
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    本文提出了考虑环境因素且具有两羊群间运输的多组易感-暴露-感染-免疫（SEIVW）动力学模型，旨在研究运输及交叉感染对布鲁氏菌病传播的影响。首先计算出基本再生数R0，全局动力学完全由R0决定。当R0<1时，无病平衡点是全局渐近稳定的；当R0>1时，存在唯一的地方病平衡点是全局渐近稳定的。对基本再生数进行了参数敏感性分析，证实了及时清除染病羊群的尸体，增加疫苗覆盖率是有效的羊布鲁氏菌病的控制策略。此外，合理控制羊群之间的运输以及实现羊群的自给自足是控制羊布鲁氏菌病的另一有效措施。
  • 广义扇图和广义轮图的顶点PI指数和加权顶点PI指数
    陈建华, 高玉斌
    山西大学学报(自然科学版). 2025, 48(02): 358-366. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2024083
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    本文解决了广义扇图和广义轮图的顶点Padmakar-Ivan指数（PI指数）和加权顶点PI指数的计算问题。首先，根据图结构的对称性对图的顶点和边进行划分，利用分类讨论的方法对不同类型边对应顶点的距离进行探究，得到其顶点PI指数。其次，利用顶点PI指数和加权顶点PI指数的关联，研究相应顶点的度并刻画出该类图的加权顶点PI指数。
  • 固定直径单圈图的最小超级萨格勒布指数
    郭晓婷, 邵燕灵
    山西大学学报(自然科学版). 2025, 48(02): 367-372. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2024085
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    本文解决了当一个单圈图的直径与顶点个数满足一定条件的情况下，其超级萨格勒布指数（HM指数）的最小值及对应的极图刻画问题。首先在单圈图直径不变的前提下采用移除一条悬挂路的变换，使得单圈图的悬挂点个数减少，并讨论了变换前后两个图的超级萨格勒布指数的关系。其次，根据单圈图中悬挂点的个数，分类研究了其超级萨格勒布指数的最小值。最后经过比较，获得该类图的最小超级萨格勒布指数及对应的极图。
  • 具有边界反馈的Euler-Bernoulli方程的一致稳定性
    白忠玉
    山西大学学报(自然科学版). 2025, 48(02): 373-380. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2024156
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    研究了一类Euler-Bernoulli方程的稳定性问题。在边界反馈条件下，利用算子半群、乘子法和变量替换，建立了能量衰减不等式，证明了Euler-Bernoulli方程的解是一致稳定的，推广了边界反馈控制作用的情形。
  • 大数据环境下隐私保护边缘计算架构的研究
    马海昕, 白鹤翔
    山西大学学报(自然科学版). 2025, 48(02): 381-390. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2024146
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    随着信息技术的迅猛发展，大数据时代已全面到来。边缘计算通过将计算和存储资源部署在网络边缘，逐渐成为解决数据处理瓶颈的关键技术。然而，现有边缘计算方案在隐私保护方面仍存在用户管理机制缺失、底层密码原语依赖和适用场景固化等问题。为解决这些挑战，本文提出了一种新型隐私保护边缘计算架构，结合了区块链审计机制和可自定义的密码原语特性。该架构通过引入区块链技术加强用户管理和防范恶意行为，同时允许底层密码原语的自定义，以适应多种应用场景。文章以Paillier密码系统为例，详细描述了架构的设计和工作流程，并提供了形式化的安全证明。此外，本文对新架构进行了性能分析，通过在三种数据集上对Paillier、ElGamal和CKKS加密算法进行仿真测试。结果表明，本文设计的新隐私保护边缘计算架构符合多场景的工业应用标准，且具有较高的实用性和安全性。
  • 基于图文交互和深层特征融合的多模态讽刺检测方法
    王素格, 李鹏帅, 李旸
    山西大学学报(自然科学版). 2025, 48(02): 391-399. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2024170
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    多模态讽刺检测是在多模态场景下识别用户的讽刺言语。现有的多模态讽刺识别方法大多对编码之后的特征直接融合，并未关注图像和文本的深层特征以及图像和文本之间的交互。针对上述问题，本文提出基于图文交互和深层特征融合的多模态讽刺检测框架。首先，使用具有长文本能力的对比语言-图像预训练模型（Contrastive Language-Image Pre-training model with Long text capability,Long-CLIP），对图像和文本进行编码，获得图像和文本的特征表示，进一步引入跨模态注意力机制，建立图像和文本特征之间的交互表示；其次，利用多个卷积神经网络从不同角度分别获得图像和文本的深层特征表示，并利用Key＿less Attention机制融合图像和文本的深层特征；最后，通过多层感知机实现多模态讽刺检测。在公开的数据集MMSD2.0上进行实验，实验结果表明所提出的方法与现有的最先进的基线模型相比，Acc和F1分别提升0.33%和0.15%，表明了图文交互及深层特征可以提升多模态讽刺检测的性能。
  • 智能手机辅助的比率荧光探针用于H2O2的检测
    赵坤仪, 昝琪, 王睿, 张雯佳, 董川, 樊丽
    山西大学学报(自然科学版). 2025, 48(02): 400-408. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2024039
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    过氧化氢（H2O2）作为一种常见的过氧化物，在医疗、环境和工业等领域有着广泛的应用。本文以吡啶-苯乙烯结构为荧光团，以硼酸酯为识别基团合成了一种用于检测H2O2的比率荧光探针PY-BE(1-methyl-4-(4-（4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl）styryl)-1-pyridine)。利用紫外-可见吸收光谱技术和荧光光谱技术研究了探针PY-BE对H2O2的特异性识别。结果表明，该探针可选择性地对H2O2作出比率荧光响应，荧光发射从430 nm红移至510 nm，且荧光强度比值(I510 nm/I430 nm)与H2O2浓度在0μmol/L～100μmol/L范围内呈现良好的线性关系，检出限为1.54μmol/L。同时，反应过程中溶液的荧光在365 nm紫外灯下发生了明显的颜色变化。基于此，利用智能手机辅助构建了准确检测H2O2含量的可视化传感平台，线性检测范围为0～70μmol/L，检出限为2.37μmol/L，并成功应用于实际水样中H2O2的加标回收检测，在环境分析方面具有应用潜力。
  • 多种光谱法探究法匹拉韦与人血清白蛋白相互作用及机制
    宋志英, 郭淑明, 史志明, 王素芳, 李光耀, 韩永丽, 张泽
    山西大学学报(自然科学版). 2025, 48(02): 409-415. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2024060
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    在模拟人体生理条件下，研究新型冠状病毒感染的候选治疗药物法匹拉韦与人血清白蛋白（Human serum albumin, HSA）的相互作用及其机制。采用紫外-可见吸收光谱法观察法匹拉韦与HSA作用前后吸光度数值的变化；利用荧光光谱法考察法匹拉韦与HSA作用的猝灭机制和相关参数；借助同步荧光光谱法考察法匹拉韦对HSA构象的影响；运用圆二色光谱法考察法匹拉韦与HSA作用前后其二级结构的变化。光谱学结果表明，法匹拉韦与HSA发生相互作用，使HSA的荧光发生猝灭，其猝灭机制主要为静态猝灭；法匹拉韦使HSA的构象及二级结构发生变化，螺旋结构变得更为松散，其对HSA产生毒理学效应。法匹拉韦与HSA相互作用信息，对于理解法匹拉韦的作用机理及抗病毒新药的设计具有重要的理论和现实意义。
  • Ruminiclostridium papyrosolvens DSM2782的全基因组测序及生物功能挖掘
    尤梦成, 邱子立, 许成钢, 任振兴
    山西大学学报(自然科学版). 2025, 48(02): 416-428. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2024178
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    Ruminiclostridium papyrosolvens（溶纸梭菌，R. papyrosolvens）DSM2782作为嗜中温产纤维小体厌氧梭菌中进化程度最高的纤维素降解梭菌，由于其基因组信息缺失会影响进一步的实验探究。为了能够有效地挖掘R. papyrosolvens DSM2782的生物学功能，并探究其是否具有合成有活性的次级代谢产物的潜力。采用二代Illumina联合三代PacBio测序技术，对R. papyrosolvens DSM2782进行全基因组测序和功能分析，并与同类型的嗜中温产纤维小体梭菌进行比较基因组学分析，最后对其不同碳源下的发酵液采用液相色谱-质谱联用技术（Liquid Chromatography-Mass Spectrometry,LC-MS）进行非靶向代谢检测。研究结果表明R. papyrosolvens DSM2782基因组序列全长为5 027 861 bp,GC含量为37.1%。将完整的基因组序列提交至美国国家生物技术信息中心（National Center for Biotechnology Information,NCBI）获得GenBank登录号为CP119677.1。通过原核生物基因组注释工具（Prokaryotic Genome Annotation Pipeline,PGAP）共注释了4 274个蛋白编码基因、4个ncRNA、24个r RNA以及62个tRNA。为进一步对R. papyrosolvens DSM2782基因组的功能进行分析，使用直系同源簇（Cluster of Orthologous Group,COG）、基因本体（Gene Ontology,GO）、京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）数据库对其编码基因序列进行注释，分别有3 503、1 301、2 009个编码基因被注释。通过dbCAN3数据库在R. papyrosolvens DSM2782基因组中检测到231个不同的碳水化合物活性水解酶。通过与其他梭菌属基因组进行ANI比较，结果显示R. papyrosolvens DSM2782与R. sp. BNL1100、R. cellulolyticum H10以及R. papyrosolvens C7具有较高的同源性。同时对R. papyrosolvens DSM2782与R. papyrosolvens C7进行共线性分析，结果表明R. papyrosolvens DSM2782与R. papyrosolvens C7之间的大部分区域的序列高度同源。利用生物合成基因预测软件antiSMASH预测R. papyrosolvens DSM2782基因组中存在23个生物合成基因簇。通过非靶向代谢组学分析，发现R. papyrosolvens DSM2782可能产生4-羟基苯甲酸、尼泊金丙酯、丁酸、四氢嘧啶、去甲哈尔满、左旋多巴等物质，这也表明R. papyrosolvens DSM2782能够产生具有活性的次级代谢产物。R. papyrosolvens DSM2782全基因测序以及代谢组学结果表明其具有降解木质纤维素的功能，同时也能够产生多种具有活性的次级代谢产物。本研究为后续深入开展R. papyrosolvens DSM2782生物功能研究提供了丰富的基因组信息和基因资源。
2025年, 第48卷, 第03期
刊出日期：2025-03-25
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