Vascular bundle xylem water transport repression and cell anatomical structure differences may lead to berry cracking near the proximal end

Zhang Chuan,Cui Liwen,Shen Meng,Yadav Vivek,Zhong Haixia,Zhang Fuchun,Zhou Xiaoming,Wu Xinyu 한국원예학회 2024 Horticulture, Environment, and Biotechnology Vol.65 No.2

Grape berries often crack near the proximal end, which may be related to water absorption and their cellular anatomical structure. To study the relationship between water absorption, cell anatomical structures, and berry cracking near the proxi mal end, 49 varieties were selected. Eighteen were prone to cracking near the proximal end, while 31 were resistant. An in vitro soaking experiment on ripe berries measured the diff erence in berry-cracking degrees among diff erent varieties. In vitro staining was used to trace water absorption and paraffi n sections were prepared to observe and analyze the struc tural parameters of diff erent tissues. Results showed that the cracking rate and water uptake of the crack-prone berries were signifi cantly higher than those of the crack-resistant berries. Fruit prone to cracking was characterized by a thinner cuticle, epidermis, and sub-epidermis. After staining, it was found that dye absorption was limited to the berry near the proximal end. Other cell size parameters may also lead to cracking near the proximal end. By tracing water transport and analyzing diff erences in cell structure characteristics among varieties, we speculated that the vascular bundle xylem water transport repression and diff erences in cell anatomical structures may have led to berry cracking near the proximal end. The reasons for berry cracking near the proximal end were preliminarily explained, providing theoretical support for further screening of crack-resistant varieties.

공공데이터 분석을 통한 하수관로 악취 현황 시각화 및 준설작업자 배치의 최적화

( Zhang Chuanli ),장선경 ( Jang Seonkyeong ),이소림 ( Lee Sorim ),김윤경 ( Kim Yoonkyoung ),박규홍 ( Park Kyoohong ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-

서울시가 2019년에 설문 조사한 바에 의하면, 하수도 선결과제는 하수도의 냄새라고 답한 응답자가 56.4%로 가장 많았다. 이에 따라 시민과 밀접한 시설인 하수관로는 시민의 요구에 부합하는 악취없는 친환경시설로의 변모가 필요하다. 최근 공공데이터를 민간에 공개하려는 법제도 개선이 이루어지고 있으며, 빅데이터 등의 제4차산업혁명기술의 활용도를 모든 분야에 확대 적용하고 있다. 본 연구에서는 120 서울특별시 다산 콜재단의 공공데이터 81,904건을 활용하여 악취지도를 작성하였다. 주소 변환 툴인 GeoCoder-Xr을 이용하여 대상지역의 위도, 경도를 추출하고 유효하지 않은 주소를 교정 후, 히트맵(heat map) 작성에 용이하도록 CSV파일을 EXCEL파일로 변환하였다. Folium, Pandas, Python을 도구로 활용하여 히트맵으로 데이터 시각화를 하였다. 또한, 대상지역의 유지관리대상관로를 추출하여 작업자의 위치 배치에 따른 시간과 비용을 정확히 추정하여 이를 최소화하는 최적화 모듈을 개발하고자 하였다. QGIS로부터 유지관리 대상관로의 좌표를 추출하고 실시간 교통여건을 반영한 Naver API(Application Programming Interface)를 활용하여 대상 관로간의 이동시간 및 이동거리를 찾을 수 있다. 이는 인구와 교통량이 많은 도심에서는 매우 중요한 고려사항이며, 대규모의 사고(심한 악취 및 해충 발생 등) 직후에는 더욱 중요한 변수가 될 것이다. 실제 악취 발생한 하수관로 유지보수 작업 상황에 전형적인 순열 조합 최적화 문제이자 NP-Complete 문제인 TSP(Traveling Salesmen Problem)를 적용하여, 수학 모형을 수립하였다. TSP는 도시간 거리가 주어졌을 때 가상의 외판원이 최단 거리로 모든 도시를 한 번씩 방문하고 출발한 도시로 돌아오게 하는 순서를 구하는 것이 목적이다. 해당 모델을 EXCEL 해 찾기 기능을 통하여 시간이 가장 적게 소요되는 경로를 찾고 이를 통해 악취 발생 관로 준설작업자의 배치 소요 시간 최적화를 실현할 수 있다. 모듈의 최종 결과물은 침전물 퇴적 관로 지점 간 인력 배치에 걸리는 최적 시간과 비용으로 작업자 이동 시간에 시간당 인건비를 곱하여 작업자 배치 비용을 계산할 수 있다. 본 연구에서는 악취민원 공공데이터를 활용해 하수도 악취지도 작성의 가능성을 제시하였으며, 해당지역의 하수관로 준설보고서에 나타난 유지관리대상관로에 작업자를 비용효과적으로 배치하는 최적화기법을 적용하여 그 사례연구 결과를 성공적으로 제시하였다.

A Novel Virtual Space Vector Modulation Strategy for the Neutral-Point Potential Comprehensive Balance of Neutral-Point-Clamped Converters

Chuan-Jin Zhang,Yi Tang,Dong Han,Hui Zhang,Xiao Zhang,Ke Wang 전력전자학회 2016 JOURNAL OF POWER ELECTRONICS Vol.16 No.3

A novel Virtual Space Vector (VSV) modulation strategy for complete control of potential neutral point (NP) issues is proposed in this paper. The neutral point potential balancing problems of multi-level converters, which include elimination of low frequency oscillations and self-balancing for NP dc unbalance, are investigated first. Then a set of improved virtual space vectors with dynamic adjustment factors are introduced and a multi-objective optimization algorithm which aims to optimize these adjustment factors is presented in this paper. The improved virtual space vectors and the multi-objective optimization algorithm constitute the novel Virtual Space Vector modulation. The proposed novel Virtual Space Vector modulation can simultaneously recover NP dc unbalance and eliminate low frequency oscillations of the neutral point. Experiment results show that the proposed strategy has excellent performance, and that both of the neutral point potential issues can be solved.

Synergistic Activities of Abdominal Muscles Are Required for Efficient Micturition in Anesthetized Female Mice

Chuan Zhang,Yingchun Zhang,Yolanda Cruz,Timothy B. Boone,Alvaro Munoz 대한배뇨장애요실금학회 2018 International Neurourology Journal Vol.22 No.1

Purpose: To characterize the electromyographic activity of abdominal striated muscles during micturition in urethane-anesthetized female mice, and to quantitatively evaluate the contribution of abdominal responses to efficient voiding. Methods: Cystometric and multichannel electromyographic recordings were integrated to enable a comprehensive evaluation during micturition in urethane-anesthetized female mice. Four major abdominal muscle domains were evaluated: the external oblique, internal oblique, and superior and inferior rectus abdominis. To further characterize the functionality of the abdominal muscles, pancuronium bromide (25 μg/mL or 50 μg/mL, abdominal surface) was applied as a blocking agent of neuromuscular junctions. Results: We observed a robust activation of the abdominal muscles during voiding, with a consistent onset/offset concomitant with the bladder pressure threshold. Pancuronium was effective, in a dose-dependent fashion, for partial and complete blockage of abdominal activity. Electromyographic discharges during voiding were significantly inhibited by applying pancuronium. Decreased cystometric parameters were recorded, including the peak pressure, pressure threshold, intercontractile interval, and voiding duration, suggesting that the voiding efficiency was significantly compromised by abdominal muscle relaxation. Conclusions: The relevance of the abdominal striated musculature for micturition has remained a topic of debate in human physiology. Although the study was performed on anesthetized mice, these results support the existence of synergistic abdominal electromyographic activity facilitating voiding in anesthetized mice. Further, our study presents a rodent model that can be used for future investigations into micturition-related abdominal activity.

A Novel Virtual Space Vector Modulation Strategy for the Neutral-Point Potential Comprehensive Balance of Neutral-Point-Clamped Converters

Zhang, Chuan-Jin,Tang, Yi,Han, Dong,Zhang, Hui,Zhang, Xiao,Wang, Ke The Korean Institute of Power Electronics 2016 JOURNAL OF POWER ELECTRONICS Vol.16 No.3

A novel Virtual Space Vector (VSV) modulation strategy for complete control of potential neutral point (NP) issues is proposed in this paper. The neutral point potential balancing problems of multi-level converters, which include elimination of low frequency oscillations and self-balancing for NP dc unbalance, are investigated first. Then a set of improved virtual space vectors with dynamic adjustment factors are introduced and a multi-objective optimization algorithm which aims to optimize these adjustment factors is presented in this paper. The improved virtual space vectors and the multi-objective optimization algorithm constitute the novel Virtual Space Vector modulation. The proposed novel Virtual Space Vector modulation can simultaneously recover NP dc unbalance and eliminate low frequency oscillations of the neutral point. Experiment results show that the proposed strategy has excellent performance, and that both of the neutral point potential issues can be solved.

공공데이터 분석을 통한 하수관로 악취 현황 시각화 및 준설작업자 배치의 최적화

( Zhang Chuanli ),장선경 ( Jang Seonkyeong ),이소림 ( Lee Sorim ),김윤경 ( Kim Yoonkyoung ),박규홍 ( Park Kyoohong ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-

서울시가 2019년에 설문 조사한 바에 의하면, 하수도 선결과제는 하수도의 냄새라고 답한 응답자가 56.4%로 가장 많았다. 이에 따라 시민과 밀접한 시설인 하수관로는 시민의 요구에 부합하는 악취없는 친환경시설로의 변모가 필요하다. 최근 공공데이터를 민간에 공개하려는 법제도 개선이 이루어지고 있으며, 빅데이터 등의 제4차산업혁명기술의 활용도를 모든 분야에 확대 적용하고 있다. 본 연구에서는 120 서울특별시 다산 콜재단의 공공데이터 81,904건을 활용하여 악취지도를 작성하였다. 주소 변환 툴인 GeoCoder-Xr을 이용하여 대상지역의 위도, 경도를 추출하고 유효하지 않은 주소를 교정 후, 히트맵(heat map) 작성에 용이하도록 CSV파일을 EXCEL파일로 변환하였다. Folium, Pandas, Python을 도구로 활용하여 히트맵으로 데이터 시각화를 하였다. 또한, 대상지역의 유지관리대상관로를 추출하여 작업자의 위치 배치에 따른 시간과 비용을 정확히 추정하여 이를 최소화하는 최적화 모듈을 개발하고자 하였다. QGIS로부터 유지관리 대상관로의 좌표를 추출하고 실시간 교통여건을 반영한 Naver API(Application Programming Interface)를 활용하여 대상 관로간의 이동시간 및 이동거리를 찾을 수 있다. 이는 인구와 교통량이 많은 도심에서는 매우 중요한 고려사항이며, 대규모의 사고(심한 악취 및 해충 발생 등) 직후에는 더욱 중요한 변수가 될 것이다. 실제 악취 발생한 하수관로 유지보수 작업 상황에 전형적인 순열 조합 최적화 문제이자 NP-Complete 문제인 TSP(Traveling Salesmen Problem)를 적용하여, 수학 모형을 수립하였다. TSP는 도시간 거리가 주어졌을 때 가상의 외판원이 최단 거리로 모든 도시를 한 번씩 방문하고 출발한 도시로 돌아오게 하는 순서를 구하는 것이 목적이다. 해당 모델을 EXCEL 해 찾기 기능을 통하여 시간이 가장 적게 소요되는 경로를 찾고 이를 통해 악취 발생 관로 준설작업자의 배치 소요 시간 최적화를 실현할 수 있다. 모듈의 최종 결과물은 침전물 퇴적 관로 지점 간 인력 배치에 걸리는 최적 시간과 비용으로 작업자 이동 시간에 시간당 인건비를 곱하여 작업자 배치 비용을 계산할 수 있다. 본 연구에서는 악취민원 공공데이터를 활용해 하수도 악취지도 작성의 가능성을 제시하였으며, 해당지역의 하수관로 준설보고서에 나타난 유지관리대상관로에 작업자를 비용효과적으로 배치하는 최적화기법을 적용하여 그 사례연구 결과를 성공적으로 제시하였다.

지반침하를 야기하는 노후 하수관로의 회복탄력성 평가를 위한 AHP-PROMETHEE 적용

( Chuanli Zhang ),권순원 ( Soonwon Kwon ),오재일 ( Jeill Oh ),박규홍 ( Kyoohong Park ) 한국물환경학회 2022 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2022 No.-

공공데이터 분석을 통한 하수관로 악취 현황 시각화 및 준설작업자 배치의 최적화

( Zhang Chuanli ),장선경 ( Jang Seonkyeong ),이소림 ( Lee Sorim ),김윤경 ( Kim Yoonkyoung ),박규홍 ( Park Kyoohong ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-

서울시가 2019년에 설문 조사한 바에 의하면, 하수도 선결과제는 하수도의 냄새라고 답한 응답자가 56.4%로 가장 많았다. 이에 따라 시민과 밀접한 시설인 하수관로는 시민의 요구에 부합하는 악취없는 친환경시설로의 변모가 필요하다. 최근 공공데이터를 민간에 공개하려는 법제도 개선이 이루어지고 있으며, 빅데이터 등의 제4차산업혁명기술의 활용도를 모든 분야에 확대 적용하고 있다. 본 연구에서는 120 서울특별시 다산 콜재단의 공공데이터 81,904건을 활용하여 악취지도를 작성하였다. 주소 변환 툴인 GeoCoder-Xr을 이용하여 대상지역의 위도, 경도를 추출하고 유효하지 않은 주소를 교정 후, 히트맵(heat map) 작성에 용이하도록 CSV파일을 EXCEL파일로 변환하였다. Folium, Pandas, Python을 도구로 활용하여 히트맵으로 데이터 시각화를 하였다. 또한, 대상지역의 유지관리대상관로를 추출하여 작업자의 위치 배치에 따른 시간과 비용을 정확히 추정하여 이를 최소화하는 최적화 모듈을 개발하고자 하였다. QGIS로부터 유지관리 대상관로의 좌표를 추출하고 실시간 교통여건을 반영한 Naver API(Application Programming Interface)를 활용하여 대상 관로간의 이동시간 및 이동거리를 찾을 수 있다. 이는 인구와 교통량이 많은 도심에서는 매우 중요한 고려사항이며, 대규모의 사고(심한 악취 및 해충 발생 등) 직후에는 더욱 중요한 변수가 될 것이다. 실제 악취 발생한 하수관로 유지보수 작업 상황에 전형적인 순열 조합 최적화 문제이자 NP-Complete 문제인 TSP(Traveling Salesmen Problem)를 적용하여, 수학 모형을 수립하였다. TSP는 도시간 거리가 주어졌을 때 가상의 외판원이 최단 거리로 모든 도시를 한 번씩 방문하고 출발한 도시로 돌아오게 하는 순서를 구하는 것이 목적이다. 해당 모델을 EXCEL 해 찾기 기능을 통하여 시간이 가장 적게 소요되는 경로를 찾고 이를 통해 악취 발생 관로 준설작업자의 배치 소요 시간 최적화를 실현할 수 있다. 모듈의 최종 결과물은 침전물 퇴적 관로 지점 간 인력 배치에 걸리는 최적 시간과 비용으로 작업자 이동 시간에 시간당 인건비를 곱하여 작업자 배치 비용을 계산할 수 있다. 본 연구에서는 악취민원 공공데이터를 활용해 하수도 악취지도 작성의 가능성을 제시하였으며, 해당지역의 하수관로 준설보고서에 나타난 유지관리대상관로에 작업자를 비용효과적으로 배치하는 최적화기법을 적용하여 그 사례연구 결과를 성공적으로 제시하였다.

MiRNA320a Inhibitor-Loaded PLGA-PLL-PEG Nanoparticles Contribute to Bone Regeneration in Trauma-Induced Osteonecrosis Model of the Femoral Head

Zhang Ying,Li Chuan,Wei Qiushi,Yuan Qiang,He Wei,Zhang Ning,Dong Yiping,Jing Zhenhao,Zhang Leilei,Wang Haibin,Cao Xiangyang 한국조직공학과 재생의학회 2024 조직공학과 재생의학 Vol.21 No.1

BACKGROUND: This study aimed to explore the effect of a nanomaterial-based miR-320a inhibitor sustained release system in trauma-induced osteonecrosis of the femoral head (TIONFH). METHODS: The miR-320a inhibitor-loaded polyethylene glycol (PEG)- Poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA)- Poly-L-lysine (PLL) nanoparticles were constructed using the double emulsion method. The TIONFH rabbit model was established to observe the effects of miR-320a inhibitor nanoparticles in vivo. Hematoxylin–eosin staining and microcomputed tomography scanning were used for bone morphology analysis. Bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs), derived from TIONFH rabbits, were used for in vitro experiments. Cell viability was determined using the MTT assay. RESULTS: High expression of miR-320a inhibited the osteogenic differentiation capacity of BMSCs in vitro by inhibiting the expression of the osteoblastic differentiation markers ALP and RUNX2. MiR-320a inhibitor-loaded PEG-PLGA-PLL nanoparticles were constructed with a mean loading efficiency of 1.414 ± 0.160%, and a mean encapsulation efficiency of 93.45 ± 1.24%, which released 50% of the loaded miR-320a inhibitor at day 12 and 80% on day 18. Then, inhibitor release entered the plateau. After treatment with the miR-320a inhibitor nanoparticle, the empty lacunae were decreased in the femoral head tissue of TIONFH rabbits, and the osteoblast surface/bone surface (Ob.S/BS), osteoblast number/bone perimeter (Ob.N/B.Pm), bone volume fraction, and bone mineral density increased. Additionally, the expression of osteogenic markers RUNX2 and ALP was significantly elevated in the TIONFH rabbit model. CONCLUSION: The miR-320a inhibitor-loaded PEG-PLGA-PLL nanoparticle sustained drug release system significantly contributed to bone regeneration in the TIONFH rabbit model, which might be a promising strategy for the treatment of TIONFH. BACKGROUND: This study aimed to explore the effect of a nanomaterial-based miR-320a inhibitor sustained release system in trauma-induced osteonecrosis of the femoral head (TIONFH). METHODS: The miR-320a inhibitor-loaded polyethylene glycol (PEG)- Poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA)- Poly-L-lysine (PLL) nanoparticles were constructed using the double emulsion method. The TIONFH rabbit model was established to observe the effects of miR-320a inhibitor nanoparticles in vivo. Hematoxylin–eosin staining and microcomputed tomography scanning were used for bone morphology analysis. Bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs), derived from TIONFH rabbits, were used for in vitro experiments. Cell viability was determined using the MTT assay. RESULTS: High expression of miR-320a inhibited the osteogenic differentiation capacity of BMSCs in vitro by inhibiting the expression of the osteoblastic differentiation markers ALP and RUNX2. MiR-320a inhibitor-loaded PEG-PLGA-PLL nanoparticles were constructed with a mean loading efficiency of 1.414 ± 0.160%, and a mean encapsulation efficiency of 93.45 ± 1.24%, which released 50% of the loaded miR-320a inhibitor at day 12 and 80% on day 18. Then, inhibitor release entered the plateau. After treatment with the miR-320a inhibitor nanoparticle, the empty lacunae were decreased in the femoral head tissue of TIONFH rabbits, and the osteoblast surface/bone surface (Ob.S/BS), osteoblast number/bone perimeter (Ob.N/B.Pm), bone volume fraction, and bone mineral density increased. Additionally, the expression of osteogenic markers RUNX2 and ALP was significantly elevated in the TIONFH rabbit model. CONCLUSION: The miR-320a inhibitor-loaded PEG-PLGA-PLL nanoparticle sustained drug release system significantly contributed to bone regeneration in the TIONFH rabbit model, which might be a promising strategy for the treatment of TIONFH.

Voiding Dysfunction in Old Male Rats Associated With Enlarged Prostate and Irregular Afferent-Triggered Reflex Responses

Chuan Zhang,Xuhong Li,Timothy B. Boone,Yolanda Cruz,Yingchun Zhang,Alvaro Munoz 대한배뇨장애요실금학회 2020 International Neurourology Journal Vol.24 No.3

Purpose: This study was conducted to evaluate the hypothesis that an enlarged prostate in old rats may lead to complications associated with voiding dysfunction involving ionotropic P2X2/3-type purinergic receptors Methods: Intact animals were divided into male young (MYR; 8–10 weeks old) and male old (MOR; 20 months old) rats. The animals underwent simultaneous detrusor electromyography (EMG) and suprapubic cystometry (CMG) under urethane anesthesia. Immunofluorescence techniques were used to evaluate prostatic autonomic innervation and P2X3R expression in bladder urothelial cells. The functional role of P2X3R was characterized by intramuscular application of AF-353, a selective P2X2/3R antagonist. Results: The prostate index significantly increased in MOR, suggestive of an enlarged prostate affecting micturition patterns. Significant EMG and CMG differences were found between MYR and MOR. Higher immunoreactivity for P2X2/3R in the urothelial layer and for prostatic neurofilaments was seen in MOR. Systemic inhibition of P2X2/3R had minimal effects on MYR responsiveness, but improved voiding function in MOR with a marked decrease of intravesical pressure and bladder contractile responses. Conclusions: The data support the hypothesis that an enlarged prostate in MOR may contribute to voiding dysfunction involving activation of P2X2/3R, which enhances a prostate-bladder reflex. This reflex may increase bladder afferent transmission and activation of increased prostate innervation, leading to voiding dysfunction.