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山西大学学报（自然科学版）

山西大学学报（自然科学版）

2026年03期

本刊反映校内外、数学与计算机科学、物理学、化学、生命与环境科学等自然科学领域的基础研究和应用研究的最新研究成果，报道成果形式主要有研究论文，研究综述和研究简报。读者对象，广大自然科学技术领域的研究人员。

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第31届全国信息检索学术会议论文选登 | 基于跨域元学习的用户冷启动推荐算法

第31届全国信息检索学术会议论文选登 | 基于跨域元学习的用户冷启动推荐算法

摘要:为解决现有基于映射的跨域推荐算法中,兴趣迁移过程忽略目标域情境信息、模型性能对重叠用户规模高度敏感两个问题,该文提出一种端到端优化的基于跨域元学习的兴趣迁移网络(Cross-domain Meta-learning Driven Interest Transfer Network, CMITN)。CMITN引入目标域感知的跨域注意力机制,依据候选物品特性重构源域兴趣表示;设计卷积元学习网络动态生成个性化映射函数,缓解数据稀疏依赖;构建双目标联合学习范式,同时优化推荐任务与表示对齐,实现全域兴趣空间的一致性映射。利用亚马逊与哈啰两类数据集构建了5个跨域推荐任务并进行广泛实验,实验结果表明,该文提出的算法在AUC(Area Under Curve)与Recall两个指标上均优于其他基线模型。在哈啰生活服务业务场景下,该算法对新用户带来了5%的点击率(Click Through Rate, CTR)提升与7.0%的人均商品交易总额(Gross Merchandise Volume, GMV)提升。
第31届全国信息检索学术会议论文选登 | 基于相向信息增强学习的法条检索

第31届全国信息检索学术会议论文选登 | 基于相向信息增强学习的法条检索

摘要:针对法条检索中用户查询表达模糊与法律专业性之间存在的表述差异问题,本文提出一种相向法律信息增强学习方法,通过降低二者信息差,从而降低模型学习难度、提升检索性能。在查询方面,利用大语言模型生成解释性答案,补充法律概念与推理逻辑,以增强查询的法律关联性。在法律法规方面,构建包含法律名称、层级结构和条文内容的递增式表达,增加法条层级结构信息。进一步,结合两者增强信息,该文设计了基于法条层次信息的混合对比学习框架,实现用户查询与法条的精准语义关联映射。实验结果表明,该方法相比当前效果最佳方法,Recall@5从52.90%提升至69.74%,MRR@3从47.12%提升至63.80%,验证该方法能够显著提升检索性能,为法律从业者与大模型问答提供高质量法条检索服务。
网络药理学 | 整合机器学习与分子对接解析附子治疗心力衰竭的分子网络

网络药理学 | 整合机器学习与分子对接解析附子治疗心力衰竭的分子网络

摘要:附子被誉为“回阳救逆第一要药”,在心力衰竭的临床治疗中疗效确切,然而其分子调控网络及具体机制尚未得到系统而深入的阐明。本研究整合基因表达(Gene Expression Omnibus, GEO)数据库筛选与心力衰竭相关的差异表达基因,并利用公共数据库挖掘附子活性成分及其作用靶点;进一步运用机器学习算法与分子对接技术遴选核心基因,追踪其下游信号蛋白,系统解析附子活性成分与靶蛋白的结合特性。结果显示,附子抗心力衰竭的潜在作用靶点共鉴定出23个。基于机器学习筛选出C-C趋化因子受体1(C-C Motif Chemokine Receptor 1, CCR1)、环氧化物水解酶2(Epoxide Hydrolase 2, EPHX2)、膜金属内肽酶(Membrane Metalloendopeptidase, MME)、胞外-5-核苷酸酶('5'-Nucleotidase Ecto, NT5E)、磷酸二酯酶5A(Phosphodiesterase 5A, PDE5A)、磷脂酶A2 IIA组(Phospholipase A2 Group IIA, PLA2G2A)等6个关键特征基因。分子对接分析证实,附子中苯甲酰乌头原碱、飞燕草素3,5-双葡萄糖苷、惰碱和伊夫双苷等4种活性成分与EPHX2、MME及PDE5A等3个核心基因具有强结合特异性。进一步在阿霉素(Doxorubicin, DOX)诱导心力衰竭小鼠模型中,发现附子能够通过抑制EPHX2、MME及PDE5A表达,改善DOX引起的心肌萎缩并逆转心肌损伤。蛋白互作数据库预测显示PDE5A与Rho相关BTB结构域蛋白1(RHOBTB1 Rho related BTB domain containing 1, RHOBTB1)相互作用,其结合能为-66.1 kJ/mol,提示RHOBTB1可能为PDE5A的下游结合蛋白。综上所述,附子可能通过调控PDE5A/RHOBTB1信号轴发挥抗心力衰竭作用,为深入解析其分子机制提供了新的视角与理论依据。
网络药理学 | 联合孟德尔随机化与网络药理学筛选酒精性肝病干预策略

网络药理学 | 联合孟德尔随机化与网络药理学筛选酒精性肝病干预策略

摘要:本研究旨在运用孟德尔随机化分析、基因表达综合数据库数据分析及网络药理学方法,筛选酒精性肝病治疗的新靶点基因,为开发新型治疗酒精性肝病的药物提供理论依据。首先通过双向两样本孟德尔随机化分析,评估饮酒量、现在饮酒、既往饮酒状态与酒精性肝病的因果关联,并对显著关联的单核苷酸多态性进行基因定位;随后利用基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus,GEO)进行表达验证,筛选差异表达基因;借助Reactome数据库解析核心基因富集的生物学通路,并通过DSigDB数据库及分子对接技术、分子动力学模拟进行药物预测;最后结合中药成分含量数据库(Components Contents in Traditional Chinese Medicine,ccTCM)网络平台挖掘潜在干预酒精性肝病的治疗方案。转录因子4(Transcription Factor 4,TCF4)基因经多维度验证与酒精性肝病发病显著相关(P=0.038),且在肝星状细胞激活、Wnt/β-catenin信号通路中发挥关键作用;表没食子儿茶素没食子酸酯、芹菜素、木犀草素和白杨素等4种天然产物成分与TCF4存在强结合活性(对接结合能均小于-31.38 kJ/mol,分子动力学模拟对接能量均小于-41.84 kJ/mol);结果提示茶叶、章丘芹菜可作为干预酒精性肝病的膳食选择,黄芩、紫菀作为潜在治疗药物。本研究通过孟德尔随机化、GEO差异分析及网络药理学方法,发现TCF4为治疗酒精性肝病的潜在靶点,茶叶与章丘芹菜可作为酒精性肝病的膳食干预食材,黄芩、紫菀则具备潜在药用治疗价值。
网络药理学 | 基于网络药理学探索银丹解毒颗粒治疗甲型流感的机制

网络药理学 | 基于网络药理学探索银丹解毒颗粒治疗甲型流感的机制

摘要：流行性感冒在中医理论体系中归属于“时行感冒”及“疫病”范畴，银丹解毒颗粒为具有明确疗效的中药治疫复方，本研究旨在综合利用网络药理学和分子对接技术，预测其治疗甲型流感的潜在作用靶点及信号通路，并结合体内药效学实验研究其机制。首先，借助中药系统药理学数据库与分析平台（Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology， TCMSP）和Swiss
网络药理学 | 基于网络药理学探究参苓白术丸改善肌少症的关键活性成分

网络药理学 | 基于网络药理学探究参苓白术丸改善肌少症的关键活性成分

摘要:本研究旨在探讨参苓白术丸治疗肌少症的关键活性成分。本研究利用超高效液相色谱四极杆飞行时间串联质谱仪(Ultra-performance Liquid Chromatography/Quadrupole Time-of-flight Mass Spectrometry, UPLC-Q/TOF-MS)对参苓白术丸提取物中化学组分进行分析;结合网络药理学预测参苓白术丸改善肌少症的有效成分、潜在核心靶点;使用地塞米松诱导的斑马鱼肌少症模型对参苓白术丸进行改善肌少症活性评价。采用逆转录聚合酶链反应(Reverse Transcription-polymerase Chain Reaction, RT-PCR)检测相关基因的表达情况。结果显示,参苓白术丸提取物中共检测到87个化合物;网络药理学分析结果显示参苓白术丸中5种潜在活性成分染料木黄酮、山药素Ⅲ、山药素Ⅳ、柚皮素、山柰酚,主要作用于丝氨酸/苏氨酸激酶1(AKT serine/threonine kinase 1 GeneAKT, AKT1)、白细胞介素-6(Interleukin-6, IL-6)、F-框蛋白32(F-Box Protein 32, FBXO32)、肌肉特异性环指蛋白1(Tripartite Motif Containing 63, TRIM63)等靶点。分子对接显示其中柚皮素与FBXO32蛋白具有较高的结合能力,同时分子动力学模拟也进一步发现柚皮素-FBXO32复合物具有较好的稳定性。斑马鱼实验结果显示柚皮素可显著提升肌少症斑马鱼模型的运动能力,改善模型动物肌肉的密度,下调FBXO32、TRIM63的mRNA表达。综上,本研究首次发现参苓白术丸中柚皮素可能是其改善肌少症的关键药效成分,为揭示参苓白术丸的改善肌少症活性成分和作用机制提供了理论依据。
网络药理学 | 基于高分辨质谱代谢组学及网络药理学的蝉蜕质量评价

网络药理学 | 基于高分辨质谱代谢组学及网络药理学的蝉蜕质量评价

摘要:蝉蜕为蝉科昆虫黑蚱(Cryptotympana pustulata Fabricius)若虫羽化时脱落的皮壳,药用历史已逾千年。目前,《中国药典》仅以外观性状评价其品质,缺乏与药效关联的规范、科学质控指标。本研究采集8个主产地的蝉蜕样本,经性状与显微鉴定后,采用超高效液相色谱-四极杆飞行时间串联质谱(Ultra Performance Liquid Chromatography-Quadrupole Time-of-flight Tandem Mass Spectrometry, UPLC-QTQF-MS/MS)代谢组学结合网络药理学方法开展质量评价。结果显示,共鉴定出52个N-乙酰多巴胺类化合物(含单聚体至五聚体)、29个直链二肽及6个氨基酸;河南开封、四川广安、河北保定的N-乙酰多巴胺类成分含量较高,山西长治、四川广安的特征肽类及氨基酸含量优势显著;网络药理学分析表明,蝉蜕中N-乙酰多巴胺类和二肽类成分作用于原癌基因酪氨酸蛋白激酶(Sarcoma Proto-oncogene Tyrosine-Protein Kinase, SRC)、磷脂酰肌醇3激酶催化亚基α(Phosphatidylinositol-3-Kinase Catalytic Subunit Alpha, PIK3CA)等10个核心靶点,可能通过调控神经活性配体-受体相互作用等通路发挥药理作用,且这两类成分与药理作用关联性较强。综合来看,河南开封、四川广安、河北保定和山西长治四个地区的蝉蜕质量较优,与传统记载“大者入药”一致。本研究建立了高分辨质谱代谢组学与网络药理学相结合的蝉蜕质量评价策略,为其品质评价提供了新的科学依据。
基础科学与技术 | 带有工作休假和反向策略的可修排队系统分析

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摘要:在服务系统中人们聚众心态的影响下,针对企业如何实现利润最大化的问题,本文研究了带有工作休假和反向策略的M/M/1/N可修排队系统。通过递推方法推导出了系统稳态概率,并计算出平均等待时间、平均止步率、平均队长等相关的性能指标。此外,本文还考虑了没有中途退出和反馈的特殊情况。在此基础上,建立系统成本模型,并考虑系统的平均收益和利润。最后为了更好地优化系统,先对系统性能指标进行敏感性分析,接着通过数值例子对系统进行成本分析,来降低系统费用,其结果为一些实际优化控制排队问题提供理论分析和参考依据。
基础科学与技术 | 嵌件表面微米级铝杂质对GIS盆式绝缘子绝缘性能的影响

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DOI：10.13451/j.sxu.ns.2024163 摘要：特高压输电中，绝缘性能可靠的绝缘子对气体绝缘组合电器（Gas Insulated Switchgear， GIS）的安全运行至关重要。但盆式绝缘子嵌件表面粘附的微米级铝杂质在浇注和装配过程中掺入绝缘子，导致其周围气隙电场畸变引起微放电，对绝缘材料性能构成威胁。基于COMSOL Multiphysics软件构建电磁、热和力场等综合
基础科学与技术 | 基于机载激光雷达点云数据的侧柏人工林地上碳储量估算

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摘要：在全球气候变化背景下，快速精确评估人工林碳汇功能对实现“双碳”目标具有重要战略意义。针对传统森林碳储量估算效率低下、成本高等问题，本研究以市东山森林公园的侧柏（Platycladus orientalis （L.） Franco）人工林为研究对象，采用无人机激光雷达（UAV-LiDAR）遥感技术，比较分水岭算法和点云距离聚类算法在单木分割和参数提取方面的性能，并利用激光雷达参数建立碳储量估

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