Engineering of Lipid Nanoparticles by the Multifunctionalization of the Surface with Amino Acid Derivatives for the Neutralization of a Target Toxic Peptide

Protein affinity reagents (e.g., antibodies) are often used for basic research, diagnostics, separations, and disease therapy. Although a lot of “synthetic” protein affinity reagents have been developed as a cost-effective alternative to antibodies, their low biocompatibility is a considerable problem for clinical application. Lipid nanoparticles (LNP) represent a highly biocompatible drug delivery agent. However, little has been reported that LNP itself works as a protein affinity reagent in living animals. Here, LNP is engineered for binding to and neutralizing a target toxic peptide in living animals by multifunctionalization with amino acid derivatives. Multifunctionalized LNP (MF-LNP) is prepared using amino acid derivative-conjugated lipids. Optimized MF-LNP exhibits nanomolar affinity to the target toxic peptide and inhibits toxic peptide-dependent hemolysis and cytotoxicity. In addition, MF-LNP captures and neutralizes the toxic peptide after intravenous injection in the bloodstream; in addition, MF-LNP does not release the toxic peptide in the accumulated organ. These results reveal the potential of using LNP as a highly biocompatible protein affinity reagent such as an antidote.     

基于文本与语义相关性分析的图像检索

为了更加有效地检索到符合用户复杂语义需求的图像，提出一种基于文本描述与语义相关性分析的图像检索算法。该方法将图像检索分为两步：基于文本语义相关性分析的图像检索和基于SIFT特征的相似图像扩展检索。根据自然语言处理技术分析得到用户文本需求中的关键词及其语义关联，在选定图像库中通过语义相关性分析得到“种子”图像；接下来在图像扩展检索中，采用基于SIFT特征的相似图像检索，利用之前得到的“种子”图像作为查询条件，在网络图像库中进行扩展检索，并在结果集上根据两次检索的图像相似度进行排序输出，最终得到更加丰富有效的图像检索结果。为了证明算法的有效性，在标准数据集Corel5K和网络数据集Deriantart8K上完成了多组实验，实验结果证明该方法能够得到较为精确地符合用户语义要求的图像检索结果，并且通过扩展算法可以得到更加丰富的检索结果。     

Road Extraction from High Resolution Remote Sensing Image based on Shape Analysis with Gestalt Theory

Simulating the psychological experience of human vision，a road extraction model based on the format tower is proposed to extract the road in the high resolution remote sensing image from the perspective of morphology.Firstly，based on the spectral and texture information，the suspected road targets are extracted by using segmentation technology.Then these targets are classified according to their reliability and extract the road targets for each category.Finally，three types of identified road information are verified and merged，and the continuous smooth road extraction results are obtained.Experiments on real high resolution images show that the results are consistent with the visual perception of the human eye，and the overall classification accuracy is higher，indicating that the algorithm is effective and feasible and has good use value.     

基于门控联合池化自编码器的通用性文本表征

为了学习文本的语义表征,以往的研究者主要依赖于复杂的循环神经网络(recurrent neural networks, RNNs)和监督式学习方法。该文提出了一种门控联合池化自编码器(gated mean-max AAE)用于学习中英文的文本语义表征。该文的自编码器完全通过多头自注意力机制(multi-head self-attention mechanism)来构建编码器和解码器网络。在编码阶段,提出了均值—最大化(mean-max)联合表征策略,即同时运用平均池化(mean pooling)和最大池化(max pooling)操作来捕获输入文本中多样性的语义信息。为促使联合池化表征可以全面地指导重构过程,解码器采用门控操作进行动态关注。通过在大规模中英文未标注语料上训练模型,获得了高质量的句子编码器。在重构文本段落的实验中,该文模型在实验效果和计算效率上均超越了传统的RNNs模型。将公开训练好的文本编码器,使其可以方便地运用于后续的研究。     

基于特征选择和深度信念网络的文本情感分类算法

由于人类语言的复杂性，文本情感分类算法大多都存在因为冗余而造成的词汇量过大的问题。深度信念网络（DBN）通过学习输入语料中的有用信息以及它的几个隐藏层来解决这个问题。然而对于大型应用程序来说，DBN是一个耗时且计算代价昂贵的算法。针对这个问题，提出了一种半监督的情感分类算法，即基于特征选择和深度信念网络的文本情感分类算法（FSDBN）。首先使用特征选择方法（文档频率（DF）、信息增益（IG）、卡方统计（CHI）、互信息（MI））过滤掉一些不相关的特征从而使词汇表的复杂性降低；然后将特征选择的结果输入到DBN中，使得DBN的学习阶段更加高效。将所提算法应用到中文以及维吾尔语中，实验结果表明在酒店评论数据集上，FSDBN在准确率方面比DBN提高了1.6%，在训练时间上比DBN缩短一半。     

结构化加权稀疏低秩恢复算法在人脸识别中的应用

针对训练样本或测试样本存在污损的情况，提出一种结构化加权稀疏低秩恢复算法（structured and weighted-sparse low rank representation，SWLRR）。SWLRR对低秩表示进行加权稀疏约束和结构化约束，使得低秩表示系数更加趋近于块对角结构，进而可获得具有判别性的低秩表示。SWLRR将训练样本恢复成干净训练样本后，再根据原始训练样本和恢复后的训练样本学习到低秩投影矩阵，把测试样本投影到相应的低秩子空间，即可有效地去除测试样本中的污损部分。在几个人脸数据库上的实验结果验证了SWLRR在不同情况下的有效性和鲁棒性。     

基于深度神经网络的表面划痕识别方法

为实现亮度不均的复杂纹理背景下表面划痕的鲁棒、精确、实时识别，提出一种基于深度神经网络的表面划痕识别方法。用于表面划痕识别的深度神经网络由风格迁移网络和聚焦卷积神经网络（CNN）构成，其中风格迁移网络针对亮度不均的复杂背景下的表面划痕进行预处理，风格迁移网络包括前馈转换网络和损失网络，首先通过损失网络提取亮度均匀模板的风格特征和检测图像的知觉特征，对前馈转换网络进行离线训练，获取网络最优参数值，最终使风格迁移网络生成亮度均匀且风格一致的图像，然后，利用所提出的基于聚焦结构的聚焦卷积神经网络对生成图像中的划痕特征进行提取并识别。以光照变化的金属表面为例，进行划痕识别实验，实验结果表明：与需要人工设计特征的传统图像处理方法及传统深度卷积神经网络相比，划痕漏报率低至8.54%，并且收敛速度更快，收敛曲线更加平滑，在不同的深度模型下均可取得较好的检测效果，准确率提升2%左右。风格迁移网络能够保留完整划痕特征的同时有效解决亮度不均的问题，从而提高划痕识别精度；同时聚焦卷积神经网络能够实现对划痕的鲁棒、精确、实时识别，大幅度降低划痕漏报率和误报率。     

面向文本数据的正则化交叉验证方法

面向文本数据建模时,交叉验证方法是特征选择及模型比较任务中的常用方法。许多研究表明,文本数据模型的性能估计对交叉验证的数据切分方式较为敏感,不合理的切分方式可能会导致不稳定的性能估计值,使得实验结果可复现性差。该文试图论证基于多次重复(m次)的2折交叉验证,通过引入对训练集、验证集分布差异的约束,所构造的正则化m×2交叉验证方法(简记为m×2 BCV)可以改善模型的性能指标的估计,适宜于模型比较。该文首先针对文本数据引入训练集与验证集分布差异的卡方度量,基于该度量构建数据切分的正则化条件,以最大化模型性能指标的信噪比为目标,给出了满足正则化条件的m×2 BCV的数据切分优化算法。最后,以自然语言处理中汉语框架语义角色标注任务为例,验证了基于m×2 BCV方法的有效性。     

Expression of Main Toll-Like Receptors in Patients with Different Types of Colorectal Polyps and Their Relationship with Gut Microbiota

Abnormal activation of Toll-like receptor (TLRs) signaling can result in colon cancer development. The aim of this study was to investigate the expression of important TLRs in different histological types of colorectal polyps and evaluate their relationship with intestinal microbiota. The expression levels of TLR2, 3, 4, and 5 were analyzed in intestinal biopsy specimens of 21 hyperplastic polyp (HP), 16 sessile serrated adenoma (SSA), 29 tubular adenoma (TA), 21 villous/tubulovillous (VP/TVP) cases, and 31 normal controls. In addition, selected gut bacteria including Streptococcus bovis, Enterococcus faecalis, Enterotoxigenic Bacteroides fragilis (ETBF), Fusobacterium nucleatum, Porphyromonas spp., Lactobacillus spp., Roseburia spp., and Bifidobacterium spp. were quantified in fecal samples using absolute qRT PCR, and, finally, the association between TLRs and these gut microbiota- was evaluated by Spearman’s correlation coefficient. Higher expression of TLR2 and TLR4 in VP/TVP and TA, and lower expression levels of TLR3 and TLR5 in all type of polyps were observed. The differences in TLR expression patterns was not only dependent on the histology, location, size, and dysplasia grade of polyps but also related to the intestinal microbiota patterns. TLR2 and TLR4 expression was directly associated with the F. nucleatum, E. faecalis, S. bovis, Porphyromonas, and inversely to Bifidobacterium, Lactobacillus, and Roseburia quantity. Furthermore, TLR3 and TLR5 expression was directly associated with Bifidobacterium, Roseburia, and Lactobacillus quantity. Our results suggest a possible critical role of TLRs during colorectal polyp progression. An abnormal regulation of TLRs in relation to gut microbial quantity may contribute to carcinogenesis.     

基于DRGAN和支持向量机的合成孔径雷达图像目标识别

为解决SAR图像目标识别中样本缺乏和方位角敏感问题,提出了一种基于DRGAN和SVM的SAR图像目标识别算法。首先,采用多尺度分形特征对SAR图像进行增强,经过分割得到目标二值图像,基于Hu二阶矩估计目标的方位角。然后对估计得到的目标方位角进行量化编码,结合原始图像作为输入,对设计的DRGAN模型参数进行训练与优化。由于DRGAN中的深度生成模型将目标姿态与外观表示进行解耦设计,故可利用该模型将SAR图像样本变换到同一方位角区间。基于变换后的训练样本分别提取归一化灰度特征,利用SVM训练分类器。采用MSTAR数据集在多个不同操作条件下对提出的算法进行测试,实验结果表明,在带变体的标准操作条件下,能够达到97.97%的分类精度,优于部分基于CNN模型的分类精度,在4种扩展操作条件下的分类精度分别为97.83%,91.77%,97.11%和97.04%,均优于传统方法的分类精度。在SAR图像目标方位角估计存在一定误差的情况下,训练得到的GAN模型作为SAR图像目标旋转估计器,能够使得在不进行复杂样本预处理的前提下,仍然取得较高的SAR图像目标识别精度。