《美国国家科学院院刊》（ PNAS）在线发表了清华大学医学院生物医学工程系和清华-北大生命联合中心杜亚楠教授研究组题为“纤维化扩展中旁张力信号介导的肌成纤维细胞和纤维细胞通讯”(Matrix-transmitted paratensile signaling enables myofibroblast-fibroblast crosstalk in fibrosis expansion)的研究长文。该研究应用单细胞力学刺激和体外仿生模型结合数学模型计算，系统探究了基质材料介导的力学信号在细胞间通讯的时空作用模式、分子基础，及其在纤维化发展蔓延过程中的作用，为细胞间力学信号介导的成纤维细胞（FB）-肌成纤维细胞(MF)互作提供了直接证据，并将这种纤维化发展进程中基质纤维介导的新型细胞间通讯模式命名为 “旁张力信号”（Paratensile signaling）。组织器官在受到损伤之后，会发生损伤修复，诱发组织纤维化。如果没有有效的控制措施，慢性纤维化疾病会最终导致组织硬化，诱发器官衰竭。有研究表明，在现代社会死亡病例中有将近50%与组织器官的慢性纤维化相关，包括此次新冠肺炎，会伴有肺部纤维化，重症患者纤维化进一步蔓延可导致呼吸衰竭，肺部纤维化也是愈后后遗症的重要风险因素之一。成纤维细胞的持续激活是各类组织纤维化中的主要诱因，在组织器官受到损伤或病毒感染之后，组织内的成纤维细胞FB会受到“旁分泌因子”（paracrine factors），例如TGF-b，PDGF等诱导，激活分化成为肌成纤维细胞MF，并分泌大量的细胞因子及细胞外基质，造成更广泛的成纤维细胞激活和组织硬化，进而引起组织器官内纤维化区域蔓延。除了感知化学信号，部分研究显示体外细胞会导致细胞外基质生物化学及生物物理性质的改变，也有研究表明细胞能够感受细胞外基质的物理特性，比如硬度、粘弹性等并作出响应。2017年，杜亚楠课题组发表于《自然·材料》的研究发现，在肝脏纤维化早期，肝窦内皮细胞可通过胶原纤维束传递力学信号激活星型细胞，导致肝脏纤维化蔓延。但是到目前为止，纤维化进展过程中细胞外基质材料介导的细胞间力学通讯的模式是否保守，以及其在组织器官内的蔓延模式、相关分子机制尚不明确。图1 组织纤维化扩展中旁张力信号介导的细胞间机械通讯示意图旁张力信号包含三个过程，一、力学信号的产生；二、力学信号在细胞外基质传递；三、周围细胞接受力学信号刺激作出响应。此过程介导了纤维化区域在组织内的扩张蔓延。研究团队首先在单细胞和多细胞水平上，通过统计FB和MF细胞收缩力和互作结果，显示细胞间存在基于胶原纤维化介质的细胞间通讯。为了进一步证明细胞间的机械通讯行为，团队建立了基于原子力显微镜可通过胶原纤维对单细胞施加可控、细胞级别力刺激的研究平台，利用该平台尽可能去除旁分泌等化学信号对细胞造成的影响。团队研究了来源于不同组织（肝脏、心脏和皮肤）的成纤维细胞对于旁张力信号的响应模式，即旁张力信号作用机制的三个过程：力的产生-力学信号在细胞外基质传递-临近细胞感受力学信号作出响应；研究发现距离施力细胞70微米 之外的细胞能在1秒之内对旁张力信号作出响应，并且初步证明细胞表面胶原蛋白受体Integrin/DDR2和机械力敏感钙离子通道Pizeo1介导了细胞间力学信号向细胞内生物化学信号的转变。 基于实验现象，团队进一步建立了基于单纯旁张力的数学模拟计算方法（Fibroblast - Myofibroblast Populated Collagen Lattice model, FMPCL），利用该数学模型可重现体外实验结果，包括细胞力产生、胶原纤维束的聚集及旁张力信号介导的成纤维细胞的激活，同时可预测在单细胞、多细胞水平下细胞间作用距离对于细胞激活的程度。在细胞水平研究的基础上，进一步结合微加工技术、组织工程手段和报告基因系统，分别构建了可模拟纤维化蔓延界面的体外纤维化灶扩展（ fibrotic foci expansion）模型和可模拟心脏纤维化扩展的体外仿生模型，并结合数学仿真，发现在纤维化组织和正常组织交界面（border zone）存在广泛的MF-BF细胞间旁张力通讯，导致界面不断扩展、纤维化区域蔓延。使用激光切割技术切断介质胶原纤维束，能够显著的阻断纤维化区域的蔓延。同样，阻断细胞间旁张力通讯能够抑制体外仿生模型中心脏纤维化的蔓延，证明了旁张力信号在组织纤维化扩展蔓延中不可或缺的作用（图2）。图2 纤维化蔓延界面和心脏纤维化仿生体外组织模型和数学模型在纤维化蔓延界面体外（A）和数学模拟（B）仿生模型中，在未干预的情况下，纤维化区域呈现显著蔓延并伴随着成纤维细胞的激活。通过显微切割技术切断纤维化界面的胶原纤维阻断旁张力信号，纤维化蔓延趋势得到显著抑制。同样在模拟心脏心室壁的组织纤维化模型和数学模拟模型中（C），在未干预情况下均出现显著纤维化蔓延，但是经过小分子BAPN处理抑制胶原纤维重塑，纤维化区域的蔓延得到抑制。该研究为细胞外基质材料介导的细胞间机械通讯提供了直接证据，“旁张力”细胞间通讯模式是对现有基于生化因子的“旁分泌”信号机制的重要补充（见视频），为纤维化病理研究提供了新视角，为临床干预纤维化疾病提供了新思路。清华大学医学院生物医学工程系教授、北大-清华生命联合中心研究员杜亚楠为本论文通讯作者，杜亚楠研究组已毕业博士刘龙伟、硕士于鸿升为本文的共同第一作者。杜亚楠课题组已毕业博士赵辉、鄢晓君，在读博士生龙艺、吴钊钊、尤志峰、周律等对此项工作有重要贡献。该研究得到了北京市自然科学基金、北京市自然科学技术委员会和国家自然科学基金的资助。文章链接：https://www.pnas.org/content/early/2020/04/30/1910650117?from=groupmessage&isappinstalled=0

日前，我校化学与材料科学学院陈希教授与华中科技大学吴钰周、钟芳锐教授合作，以共同通讯作者在Nature主刊在线发表文章“Enantioselective[2+2]-cycloadditions with triplet photoenzymes”。

8月30日，我国首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”成果正式发布。本次发布成果以新型卫星技术、太阳科学探测为主，创下五个国际“首次”，对后续开展太阳空间探测任务及提升我国在空间科学领域国际影响力等具有重要意义。

提出了一种高带宽效率、利用脉冲间隔和脉冲间隔的状态联合传递信息脉冲状态间隔调制编码方法。该调制方法可以有效地降低通信系统对大气信道的敏感程度。提出大气信道激光传输特性的熵评价方法与实现途径，同时从波前的空间与时间两个角度获取信道调制信息，为综合评价信道容量提供了一种有效手段。

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本技术成果是具有自主知识产权的无线家庭音响系统

 针对我国高速铁路建设中动车组是在引进国外4个国家装备的基础上由我国生产制造的，其中车载网络部分国外没有转让技术，这对实现运行中动车组故障状态实时采集与诊断及地面监控带来极大的挑战。      本团队承担了铁道部下达车地通信系统的技术攻关任务，重点解决在不影响原系统正常工作的前提下，从动车组车载信息系统自动收集与运行安全、维护和使用寿命有关的故障和状态信息，并通过无线通信系统传输到地面监控管理中心。

南京工业大学科技开发中心和自动化学院是南京工业大学重点科研单位，长期致力于无线遥控遥测技术和计算机控制技术的研究工作，专门研发了基于GIS和LAN操作的各种计算机自动控制管理系统软件，专门研制了适用于各种无线SCADA系统的RTU/PLC远程控制终端单元，广泛应用于城市路灯、污水处理、环境监测、水文监测、人防工程和楼宇工程等领域，在天然气和电力系统领域也有应用。城市灯饰自控系统技术先进，功能齐全 遥控：可按时间曲线和光照度，由控制中心计算机自动或手动控制城市灯饰的开/关，包括全夜灯、半夜灯和饰灯等亮化灯具。 遥测：自动巡测或手动检测各控制终端线路的电压、电流、功率、功率因数和开关状态等工作参数。 遥信：能随时获取各控制终端的报警信息和开关状态。 高可靠性：无线遥控和终端自控相结合，时控和光控相结合，确保正确开/关灯。 高经济性：具有单灯和半夜灯控制方式，节能效果，十分显著。 高灵活性：站点设置，拖放自如；灯饰开/关时间可任意组态，实现群控、组控、单控和层次管理。 高智能性：终端可自主、独立运行；具有智能中继路由功能，可无限扩展通信系统的覆盖范围；智能终端结合电力载波技术可实现现场故障诊断。 调度通话：利用一个通信信道，系统实现数局、话音兼容通信功能，对维修车辆和人员进行无线调度；降低成本，提高频率利用率，方便系统的维修、维护。  自动校时：利用卫星定位系统（GPS）对系统准确校时。 动态显示：大屏幕动态显示各控制终端亮化照明工况和参数，操作非常简便。 统计报表：数据存储、统计、分析、查询和报表打印。系统可查询打印各终端控制箱任意时间的定时数据和统计数据。可计算、统计、查询各终端控制箱的亮灯率。 故障报警：能及时发现亮化照明故障并用声光和语音报警，做到快速抢修；自动统计各终端的信号强度，信号若低于设定值可立即报警。• 终端供电停电报警        • 接触器吸合与断路报警• 电压缺相或电流越限报警     • 亮灯率异常报警• 回路熔断器开路         • 有功功率、功率因数异常报警• 回路接触器未释放报警      • 回路白天有电流报警• 各终端通讯异常或信号过弱报警  • 窃电报警• 电缆防盗报警          • 灯杆倾斜报警 电子地图：具有电子地图功能，可实时显示大楼亮化和路灯照明情况，方便全市灯饰照明设施的管理。 电能远抄：具有电表远传计量和抄录功能。 无限扩容：采用软件设置站号，系统站点和控制终端可无限点扩展，系统扩容方便。 接口扩展：监控终端有功能扩展接口，可实现各控制终端亮化照明的分层控制和分层检测。 人机界面：全中文界面，浏览方便，友好易学，支持单频和多频投影系统。 安全管理：系统安全措施严密，实行操作票管理，所有操作可靠记录。 备用接口：系统留有电视图像远程监视系统接口，必要时，增加电视图像监视和微波传输设备即可实现。 管控一体：将故障巡检、故障处理、维修管理、设备管理、备件管理融为一体，有利于提高城市灯饰管理整体水平，实现管理综合化和科学化。

数字矿山综合无线通信管理系统利用802.11无线局域网络，设计、构建了一个数字矿山综合无线数字局域网络，集成了煤矿井下无线语音通信、无线视频通信、人员定位、设备控制、环境监测等功能；将传统分散的、重复建设的煤矿井下不同功能的系统融为一体；所有的监测、监控、通信和定位等系统功能共存于同一个网络系统，各系统共用统一的数字通信平台和协议；系统设计、构建、安装和维护简单，成本低；各系统之间信息共享，协调配合，从系统工程的整体角度对矿山生产、安全进行统一的自动化调度管理，构建了新一代全数字矿井综合的无线通信、监测、监控、管理系统平台，为矿山生产、调度、管理、安全进行统一的协调、管理。 本项目的建设目标是实现一个数字化、综合化、信息化的矿山无线通信、监测、监控、管理系统，集无线语音通信、无线视频通信、人员定位、机车定位和导航、设备控制、环境监测、紧急呼救等功能于一体，各系统信息共享，架构统一。 建设内容包括： （1）数字矿山无线局域网络建设； （2）数字矿山无线语音通信系统； （3）数字矿山人员定位、机车定位和导航系统； （4）数字矿山设备控制、环境监测、短消息收发和紧急呼救系统。 主要应用范围： 按照国有重点煤矿和国有地方煤矿作为计算依据，其数量总共有2500个左右，每个矿山根据地质条件、产量、采掘方法不同，井下巷道长度不同，在此以平均每个20km的主要巷道计算，则通信、监控范围共计约50000km，而安装无线的人员、设备和机车的定位系统；无线/有线的语音通信系统；无线/有线的视频监控系统、无线/有线的设备监测、控制系统；瓦斯、湿度、温度等环境监测系统；紧急呼救系统；短消息指令收发系统和生产管理系统，我们按照20万/km计算，则总计至少将会有100亿元的市场规模，如果加上我国国有非煤矿山10904座，以及超过2.6万个乡镇企业、个人所有煤矿，数字矿山综合无线通信管理系统项目的市场规模将是非常巨大的。 数字矿山无线通信管理系统可应用于煤矿/非煤矿山井下、隧道、地铁、货运轮船、工业生产等的无线通信、监测、监控需求，市场应用广阔。

我们研制的“无线多跳自组网络节点设备”充分发挥了Ad Hoc网络的融合性、综合移动性以及自组织性和灵活性等优势，在能量限制与资源限制条件下，从物理层、MAC层以及应用层关键技术入手，对自组织性能进行提高和完善，为自组织网络提供可靠Quos保障。 2. 项目的技术创新点 1)  不需要固定基础设施的支持，在没有建立通信基础设施或通信基础设施遭受破坏时可以采用。 2)  临时快速自组网络，节点在网络拓扑结构变化的情况下可以自动地探测网络拓扑信息，动态确定传输路由和选择工作参数，从而实现网络的有效控制和管理。 3)  支持网络节点的快速移动，保证网络的可靠传输。 4)  分布式（将网络的控制功能分散到多个节点或全部节点中）、无中心的网络，具有很强的鲁棒性和抗毁性，可以作为生存性较强的后备网络。 5)  可以作为现有网络的补充，充分发挥各自的优势，协同工作。同时网络的节点之间以对等的方式进行通信，具有高度的协作性。 6)  适应性强，适合于多种场合和多种业务需求。 7)  支持多跳路由，能够实现多点间的移动双向通信。 3. 应用该技术，已经解决如下问题： 支持多种业务，如语音、数据、图像和传真等，并能根据业务流量、信道质量和可利用情况，自动选择合适的传输信道。成功地实现了PMP与Mesh的融合。 主要应用范围： “无线多跳自组网络节点设备”可应用覆盖公安、军队、机要部门、机场、海关、道路交通、宾馆、住宅小区等多项领域，如奥运安保与城市安全防范、公共设施及危险场合监控、犯罪现场移动勘验、道路联网智能监控以及应急部署等。该项目对于国家安全以及社会和经济发展具有重大意义。 目标市场和拟推广领域包括：军事部门；国家机关；公安；交管；机场；海关；地震局；金融系统；酒店；商场；写字楼；居民小区等。