cell 新的研究领域 干细胞龛的新概念

没有哪个多细胞动物的细胞可以在缺乏周围环境的信号及支持的情况下独自生存。要想维持特化组织的多细胞生活，组织结构就是一切，并且决定了，要想理解组织是如何发挥功能，如何维持，以及如何修复的话，位置与细胞状态的联系是十分关键的。本回顾特别关注了祖细胞和干细胞。特别强调的是造血细胞，它在自由移动与固定位置之间取得了平衡，并且是人们认为已经显示出某种精度上调节性相互作用的地方。本文回顾了经典的以及新出现的关于干细胞龛的概念，特别关注了干细胞龛的功能是如何参与肿瘤疾病的。

Introduction

生命群体中的“位置”是一个人类学概念，若不严格地应用在相互作用的细胞群体中——这种群体包括我们的身体——也可能是正确的。在疾病中，信号分子的功能，区别，响应性，以及产物，以及它们的参与程度都是有分级的。在能够了解染色质结构以及基因表达的全基因组新技术已经确定了那些规定细胞状态的分子过程的量化精度，并且精度还在不断提高时，细胞间相互作用的特征仍然有很大一部分是只能定性的。但是，细胞被引诱产生并维持组织的原理，正越来越明显地是一个遗传模型，在这个模型中，被选择的细胞亚群被修饰，或是被淘汰。以上这些例子的重要性关系到成熟的组织，以及评估组织的动态平衡和修复是如何被诱导的。因此，它们较大地展示了干细胞和祖细胞的运作方式。本回顾讨论了干细胞和祖细胞调控领域正在变化的图景，包括它们的位置，以及影响到它们的相互作用是如何参与肿瘤的演化的。

历史背景

二战出现核武器之后，放射生物学受到了特别的关注，因为保护群体免受放射暴露是一个最重要的公共健康目标。物理学家和生物学家们的联合努力包括用经典实验，以及一次才华横溢的实验第一次在实验上确定干细胞，这次实验是由生物物理学家Till和医生，细胞生物学家McCulloch完成（Becker et al.,1993；Till and McCulloah, 1961）。他们确定了单个细胞能再生由射线摧毁的组织的能力。像美国马萨诸塞州帕特森研究所这样的地方，集合了像T.Micheal Dexter这样的血液学研究者，他开发出了共培养基质作为维持离体造血干细胞（HSC）的手段，并且揭示了HSCs对骨髓中非造血性细胞支持的依赖性（Dexter et al.,1977）；Brian Lord，他支持骨髓中结构组织的观念，这一观念揭示了活体中干细胞和祖细胞的区域性（Lord et al.,1975）；而Raymond Schofield，他正式提出了干细胞龛的概念，这一概念清楚地表达了活体中，一个特异性的微环境对干细胞功能上产生的作用（Schofield，1978）。合起来，他们奠定了学术上的基础，这些基础中的大部分之后在干细胞龛生物学中得到了发展。

Schofield设计出一套理论，即干细胞被固定在一个物理位置上，在那个位置上它们受唯一的调控，没有自主性，如同传统观点提示的那样。他还很自然地认为干细胞龛有额外的功能，包括对那些分化程度较高的细胞施加影响，使其转为干细胞状态（Figure.1）。若“一个干细胞的子代细胞能位于干细胞龛中并正常运转，它自己会变成一个干细胞”（Schofield, 1978），因此提出干细胞龛可以有效驱动细胞状态。他还注意到“一个固定[在位置上]的造血干细胞可能不仅仅是一种可以获得其不死能力的工具，还可以是另一种工具，通过这种工具可以最小化突变错误的数量”（Schofiled, 1978）。一个在其干细胞龛中的细胞具有自我更新的能力，但是他假定干细胞龛有一个特征，即从一开始就阻止自我更新的自然结果，也就

是阻止从自我更新的基因损伤的积累。因此干细胞龛可以从基因上限制已经起变化的干细胞产生不断积累错误的正常造血作用。但是，正如Schofield谨慎注意到的那样，干细胞龛的概念仍然是“无证据直接表明其存在”（Schofield, 1978）。

生态学龛

Schofield“引入环境学中的假设…以解释干细胞的无限制增殖以及不能成熟”（Schofield, 1978），很清楚地将环境学的概念引用到组织生物学中。他所提到的生态学中的龛，具有一些特征，他同时代的P.J.Darlington将这些特征明确地表达为一个“在功能上增加竞争”（extended competition in action）的地方（Darlington, 1973）。在他眼中，生态学上的龛不同于“之前就存在的，有边界的鸽笼”，而更像是一个环境，在这个环境中“压力和过程”影响着其中居住者们那些相对富余的亚群（Darlington, 1972）。复杂机体中细胞龛生物学的绝大多数定义都集中于定义鸽笼成分，而现在一种更具活力的关于干细胞龛的观念正在出现，并可能赞同Schofield的观念，即龛是一个最小化突变的地方。这些特征再一次引用了生态学中龛，以及龛功能的概念。

举例来说，生态学中的龛可能被视为在一个给定环境中，决定其居民多样性的基础。这就是说，在可用的特殊营养物质以及温度都是给定的环境中，特定的条件下，其中生存的物种的范围将基于它们的相对竞争优势。环境条件固定时，有特定特性的亚群将居统治地位，竞争力淘汰则会限制亚群的多样性（Levine and HillRisLambers, 2009）（Figure.2）。这一概念解释了在一个特定的龛中所出现的平衡状况为何会多样性受限，在龛中不是最优的亚群会逐渐从居住生物群体中消失掉。但是若环境改变，将会使龛的“宽度”增加，之前不占优势亚群繁荣起来的能力增加，亚群多样性增加。之后，多样化龛的存在可能使其自身与之前被排除的亚群“共存”，多样性的增加则可能允许种群之间产生不同的竞争关系。龛的宽度是多样性的驱动者。

用于组织生物学的生态学概念

将这些概念用于组织内容物中的细胞群体，可能是思考在之前健康的组织中出现发育不良细胞及癌变细胞的一个有用的工具。若细胞生物学中龛的宽度决定了组织中克隆细胞亚群的多样性，那么应当满足这个情况：当龛发生相应变化时，组成发育不良或新生肿瘤组织的那些已发生改变的细胞会更利于生存。有证据表明细胞龛与它们支持的实质细胞间在产生异常组织方面存在协同性吗？

要检验这一问题，需要做实验，实验要求龛中细胞的变化能被很好地控制。组成细胞龛成分的细胞，对其特异亚群的修饰是有限的，这主要是因为对这些细胞特异性的定义仍然十分有限。随着微环境中“支持”细胞所起作用的令人感兴趣的研究结果的变化，这些限制也在变化。在一个尚不清楚干细胞/祖细胞是否参与进来的模型中，表达假定成纤维特异性启动子（FSP1）的基质细胞中TGF-betaⅡ受体的缺失引起胃侵袭性鳞状细胞癌，以及前列腺上皮内瘤变（Bhowmick et al.,2004）。其它研究显示诱导前列腺间叶细胞中FGF10过度表达引起前列腺腺癌，以及前列腺基质细胞中染色质再成型蛋白编码基因（Hmga2）的过度表达，并引起前列腺上皮细胞中Wnt信号途径发生改变，以及瘤变（Memarzadeh et al.,2007; Zong et al.,2012）。这些实验揭示了对间叶支持细胞的修饰可以使上皮肿瘤出现。异常的基质可以驱动实质细胞的瘤变。

环境使瘤变发生

在小鼠的造血过程中，骨髓微环境中的遗传性突变会骨髓增殖性瘤变。特别是视黄素酸受体-γ（RARg）缺乏的动物会发生骨髓增殖，但若将RARg－/－造血细胞移植到野生型的骨髓中，则不会出现这种情况。甚至，基因上为野生型的造血细胞移植到RARg－/－宿主中会引起骨髓增殖（Walkley et al.,2007a）。骨髓增殖跟造血细胞中任何基因变化都没有明显的联系。但是，在视网膜母细胞瘤基因（Rb）缺失的背景环境下，仅在微环境中Rb的缺失补充了RARg的缺失时，造血细胞会发生骨髓增殖（Walkley et al.,2007b）。任何一种单独的细胞类型均不足以诱导骨髓增殖的表型。人们也发现瘤变表型可被微环境的基因性质显著影响。将人类原癌融合基因MLL-AF9（oncogenic human fusion of MLL-AF9）转导到人类CD34+ HSPC 中从而诱导出来的急性髓性白血病（AML）有着差别非常大的表现形式，这取决于接受细胞移植的免疫抑制小鼠家族（Wei et al.,2008）。因此，微环境性背景条件可以使造血系统出现瘤变，也可以修饰这种瘤变。

关注一下更特异性的细胞亚群，已找到清晰的证据，表明微环境的改变参与了瘤变的发生。microRNA加工酶或核糖体蛋白的缺失与一种在较早但非成熟期的骨谱系间叶细胞中的人类疾病Shwachman-Bodian-Diamond综合征（SBDS）有关，它造成造血功能障碍（Raaijmakers et al.,2010）。在那个模型中，在有新的，多重基因损害的细胞中出现了少见的过度生长，并转成了致死性急性髓性白血病。值得注意的是在三种可以详细研究的白血病中有两种类型共有同样的染色体异常，提示异常细胞存在高度非随机性的过度生长。其他人做的在小鼠成骨细胞中修饰β-联蛋白的附加研究于近期显示出现了急性髓性白血病，它们都有同样的染色体改变，且Notch信号增加。在约38%的人类AML患者的成骨细胞中发现有相应的分子改变（Kode et al.,2014）。更进一步来说，在接受了针对AML的同种异体移植的患者中，有一些人白血病复发，源自供体细胞，这很强地提示他们存在促白血病的微环境（Wiseman, 2011）。这些数据提示，在发向其支持的实质细胞的信号可以改变的环境中，细胞的扰动可以使发生改变的细胞亚群扩张，最终居主导地位并且致命。与在生态学中十分相似的是，龛条件的转移可以允许亚群走向繁荣，在本例中，亚群是白血病细胞。

改变间叶细胞可以引起实质细胞的瘤变，尚不清楚这是由竞争性选择过程，还是由微环境所提供的生长因子单纯地增高所致。However, other models indicate that the interface between a niche and its occupants can select for specific characteristics. 至少在一个经典的造血作用的例子中就是这样，也就是W/W v小鼠。在这种动物中，自发突变的酪氨酸激酶基因c-kit，损伤了造血细胞，并且特别使它们不能成功地与野生型c-kit竞争（Bernstein and Russell, 1959）。野生型干细胞轻而易举地取代了W/W v细胞，并使造血作用时间延长。因此显示出了竞争劣势。对涉及龛内细胞的通路进行药理学操纵也可引起干细胞和祖细胞中竞争关系的改变。非甾体类抗炎药（NSAID）廿烷类抑制剂的使用改变了趋化因子受体的表达，比如CXCR4，一种已知的HSC龛相互作用的中介物。这种HSC的廿烷类通路被特异性NSAIDS抑制，无法与未暴露于这种药物的细胞竞争（Hoggatt et al.,2013）。因此，有选择的扰动可以充分影响干细胞龛的相互作用，以改变组织中细胞群体之间的竞争动态。

龛的变异性

龛细胞获得基因上的改变，这种改变使龛有了变异性，并影响了实质细胞周围的环境，这种改变的可能性部分依赖于龛细胞群的动态（The likelihood that niche cells acquire genotypic changes that introduce variability into the niche and affect the conditions for parenchymal cells is in part dependent on the dynamics of niche cell populations.）。举例来说，若龛细胞长期生存，并且仅通过成熟细胞的分裂来进行自身更替，一个龛细胞中的获得性变化，与一个实质细胞中代偿性变化共同引起瘤变的潜力是比较小的。一个龛细胞或可发生突

变，但一般不会产生一个大的“突变范围”，除非它完全转变了。但是，若龛细胞更活跃地更替，并依靠干细胞池的自我更新来补充的话，突变就可以在龛细胞池中累积，产生范围性的缺陷。这一异常的范围可能会改变龛培育或选择其中实质细胞的参数。通过形成异常的范围，而不是单个改变的龛细胞，从假设上来看，代偿性异常使异常实质细胞适应自身的潜力增加了（Figure.3）。用于补充龛-干细胞交界面其中一侧细胞的干细胞联合会产生一种背景

环境，在这种环境中每个干细胞群体的基因改变可以累积，并且若两侧细胞更替有一定的速率，就更可能出现一对代偿性表型（译者注，说的是实质细胞的表型和间叶细胞的表型，Fig.4）。

骨髓中间叶细胞的动态

要搞清楚龛细胞的动态，就得把龛细胞的身份搞得很清楚，并且得有可用的基因工具，能够完成脉冲捕获实验。在骨髓的骨谱系细胞中已经完成了这个实验，并显示出这些细胞的更替速率相当的高（测量时间从周到月），这些细胞受一个干细胞/祖细胞群补充（Park et al.,2012）。首先要注意，该研究中，有“干细胞”特征的间叶细胞可以被连续移植，并具

有局部迁移和通过血液迁移的能力。因此，细胞群的动态以及功能提示，若细胞群中发生突变影响到了造血细胞支持，它们就可以在骨髓中引起范围样的改变。尚不清楚这是否能足够产生一个干/祖细胞龛的“范围癌化”效应，但这些细胞的特征与所需要的那些特征是相同

的（Slaughter et al.,1953）。

后代细胞改变细胞龛

基因上修饰过龛和实质细胞的共存可能在任何一种基因事件不独立的环境中发生。在很多组织中，已经发现从干细胞而来的子代细胞变成了龛细胞。在这些例子中，基因上发生偏移的干细胞产生的后代，可能影响对母代细胞的那些适当约束（fitness contraints）。举例来说，在小肠中Paneth细胞是一种Lgr5+干细胞的后代，在调节Lgr5+小肠干细胞中起关键的细

胞龛的作用（Sato et al.,2011）。已经发现这一细胞类型改变干细胞的生长，这一点后面会

详细讨论。在毛囊中，K6+内突（inner bulge）干细胞进入细胞周期，分化，并且除了参与

毛发生长，还能回馈（revert to）内突，参与干细胞龛（Hsu et al.,2011）。它们不是恢复成干细胞状态，但却可以调节邻近干细胞的增殖。随着后代细胞在龛中扮演中心角色，干细胞中的改变有可能引起龛中的改变。

在造血过程中，三种类型的成熟造血细胞参与修饰局部干细胞微环境。巨噬细胞改变干细胞的局限化，调控性T细胞则提供免疫庇护（sanctuary）（Chow et al.,2011; Fujisaki et al.,2011; Winkler et al.,2010）。另外，近期的工作提示巨核细胞提供了多种信号，这些信号可以影响干细胞龛中的间叶成分，以及干细胞的细胞周期状态，诱导其静止（Heazlewood et

al.,2013;Olson et al.,2013）（Paul Frenette, personal communication）。在这一环境下，巨核

细胞向干细胞提供反馈，足够数量的这类更为成熟的细胞使得成熟程度较低的干细胞不再有多余的活性。因此，异常干细胞产生的后代有可能无力约束干细胞自我更新的增殖能力，引起肿瘤发生。现在这一模型仍然是个假设，但恶性人类综合征，比如脊髓发育不良中显著的异常巨核细胞使人们确信这一模型会很快被检验。

疾病中细胞龛内的双向交流

龛内细胞的动态本质可能包括其它机制，通过这些机制，龛内细胞中的异常群体可能形成它们喜欢的环境。一次研究记录了这种情况，在这次研究中，白血病细胞系影响了HSC/

祖细胞与骨髓的相互作用，机制是改变其动员能力（Colmone et al.,2008）。更确定的是，引入造血细胞中的基因改变，在微环境细胞中引起了继发性改变，促使它们支持异常的造血细胞群（Schepers et al.,2013）。利用一个BCR/ABL模型（裂点簇区（Bcr）和Abelson激酶（Abl）融合编码BCR/ABL蛋白）诱导骨髓增殖性瘤变（MPN），揭示了造血细胞的这种基本修饰是由骨谱系间叶细胞表达的分子增高来完成的，这种分子支持正常的造血过程（例如CXCL12及KIT ligand）。这种结果为白血病细胞提供完全支持的微环境，同时对正常HSCs和祖细胞有显著的坏处。因此，竞争平衡偏向恶性细胞，这不仅仅是由BCR/ABL转化细胞的内在特征引起的。甚至，BCR/ABL细胞可以有效地诱导细胞龛向有利于它们的方向转变，并伴有正常细胞竞争者的继发性减少：无情的相邻细胞啊。

这种双向会话可能不仅限于间叶细胞，因为参与细胞龛的神经细胞群在组织功能障碍的环境中也受到影响。新出现的数据提示神经嵴来源的无髓鞘Schwann细胞与骨髓中的交感神经细胞一起，在跟JAK2-V617F突变有关的骨髓增生性瘤变的环境中变得异常。这些肿瘤性造血细胞损伤了交感神经系统的活性。用β3拮抗剂介入对抗神经的缺损，可以部分逆转造血方面的表型（S.Mendez-Ferrer, personal communication）。因此龛内的异常居住细胞可以与相对应的龛细胞形成共生关系。

这个模型的意义在于对肿瘤形成的介入不必限于我们所认定的肿瘤细胞本身。甚至，若肿瘤形成是受龛和龛内细胞的联合变质所促进的，那么从理论上说对龛进行攻击就有可能获得好处。癌是一种组织疾病，不只是哪一种特定细胞类型的疾病，这一观点长期以来都有争议，而这个模型为这一观点提供了支持。它并没有否定细胞自主性驱动转化的极端重要性，但提示（龛细胞与龛内细胞）的协同性，值得人们去探索。

近期的书籍提供了关于介入特异性改变龛的证据，显示在活体中，骨谱系间叶细胞中甲状旁腺激素受体的灭活引起了白血病干样细胞的减少，不管这种灭活是基因性的还是药物性的（Krause et al., 2013）。因此，龛细胞与龛内细胞这种持续不断且高度可塑的关系或许最终会揭示出新的，针对某些癌症的生物学驱动的方法。

龛是细胞状态的驱动者

龛细胞和干细胞之间的交流很明显是双向的，不只是龛细胞会被龛内的干细胞影响，龛可以是占主导地位的，并向其中生存的细胞施加干细胞的特征，正如Schofield预见的那样（Schofield, 1978）。龛向细胞施加干细胞特性的能力首先在果蝇实验中得到支持（Brawley and Matunis, 2004）。两次研究揭示了精细胞龛可以让正在成熟的细胞恢复精细胞样特征。在雄性中，一个空的睾丸细胞龛被前精原细胞（prospermatogonia）占据，会使得这些细胞恢复成精细胞的干细胞状态（a germ cell stem cell state）（Brawley and Matunis, 2004）。人们已经发现，卵巢小管也类似，可以通过干细胞的后代细胞来代替丢失掉的卵细胞，这些后代细胞有能力获得干细胞的特征，并与其它干细胞干细胞竞争细胞龛（Nystul and Sprading, 2007）。人们认为，在性成熟间隔很长的动物中，比如大多数哺乳动物，这样一个模型是不利的，并且可能被选择性不利，因为让细胞重获自我更新的能力是癌变的第一步（and may be selected against since enabling cells to reacquire self renewal would be a set-up for cancer）。祖细胞的“一过性扩增”池被认为是一种可以让细胞扩张同时减少任何获得性突变持续性的方法。若细胞通过占据一个空闲的龛就可以自我更新，它们就不再是暂时性的了，与癌症有关的多种基因改变的风险也就会增高。近期的数据不支持哺乳动物中的微环境不能使成熟细胞恢复干细胞状态的预言。

在小鼠中利用高级的（elegant）谱系追踪方法，人们已经在某些实验系统中展示了干细胞特性（stemness）的诱导。小肠腺中短寿命的多能上皮细胞表达DⅡ1，那个启动子被用来

标记祖细胞，并追踪祖细胞的命运（van Es et al.,2012）。在活体中上皮损伤的条件下，这些细胞提供了长期的多谱系重建，这与微环境诱导的干细胞状态逆转相负荷。在皮肤中，已经发现激光切除产生的空闲毛囊干细胞龛可以被有效地重新注入一个非干细胞的细胞群，而承担干细胞的功能（Rompolas et al.,2013）。在毛芽中，干细胞的功能随细胞在静止的内丘中上部区域（upper region）内的位置而高度区域化，下部内丘细胞分裂，并伸出柔软的外根鞘细胞，这些干细胞在其下面产生分化的细胞群。这些位置/功能相关性与在小肠中记录的情况类似，在小肠腺的基底部完全不同的位置上的干细胞，有的细胞周期很快，有的处于静止（Li and Clevers, 2010）。在皮肤中，可以用激光烧灼清空特定的区域。特别的是，丘细胞的丢失会使其它承载着表皮细胞标志物的表皮细胞移位，这些细胞来自囊内区，或其它非丘部位置（Rompolas et al.,2013）。然而，这些细胞可以产生和再生毛发，并与完整的毛囊重新组成位置/功能关系。看起来，细胞龛可以仅凭细胞在其中居住，就驱动细胞命运转向某种群体。细胞命运的这种可塑性，以及向组织特异性多潜能细胞状态的转变，已经在过去的实验中通过基因操纵的方式实现了（Nutt et al.,1999）。但是，基于细胞龛环境信号而产生的这种重编程的能力掩饰了一个新水平上的可塑性。

很显然，某些位置的去分化效果更像是可以普遍化的。通过耗竭肺中的干细胞，Rajagopal 及其同事们展示了基底细胞，也就是气道上皮的一种多潜能干细胞的缺失，使得成熟的分泌细胞（Clara细胞）谱系恢复为功能性干细胞，从而能够重新同时产生Clara细胞和纤毛细胞（Tata et al.,2013）。Clevers等人对胃进行研究，发现成熟细胞有类似的情况，在他们的研究中是完全分化的主细胞，它们仍然表达包括troy在内的干细胞相关性基因，这些主细胞可以表现出干细胞样功能（Stange et al.,2013）。后一个模型更像是成熟细胞对干细胞特性的一种“偶发性”表现，而不像是一个去分化过程（Yanger and Stanger, 2011）。This model would argue for a reserve population of cells with stem cell capacity essentially at the “ready” in times of need。细胞命运的这种重新取得或继续干细胞功能的弹性的范例，分别支持不同的环境能够对细胞状态带来显著转变的观点。是什么样的机制调控这些改变尚不十分清楚，通过对胃的这些研究，可能来自troy+主细胞附近凹陷处间质细胞中的Wnt信号途径，也许提供了本质上的线索。在肺部的研究中，人们观察到对其它细胞类型的一种非常有意思的依赖性。

肺部中，向干细胞样状态的逆转过程，受到邻近存在的干细胞的阻止。在活体外，单个基底细胞就足以压制分泌性Clara细胞不转向干细胞状态（Tata et al.,2013）。因此，这些数据会支持这样的观点，即空闲的龛可以促进分化，但是受到其它干细胞施加的相当有力的强迫压制。若一个干细胞可以限制一个已分化细胞恢复干细胞状态的能力，那么龛内居住的细胞可能就不仅仅是填充一个别的处于空闲状态的，可以使细胞出现干细胞状态的空间。不如说，它们可能向它们的后代细胞“超前运送”了抑制性信号，限制了可以重获干细胞状态的细胞的数量。龛诱导干细胞状态的能力是受已存干细胞影响的。

Tissue Logic in the Niche

若干细胞状态可以受龛的影响，而龛也可以受干细胞的影响，那么是什么边界让龛和干细胞的数量保持恒定？一定存在直接的组织者。在成年组织中探索这一组织者是很复杂的，但造血系统提供了一些视野。人们已经在与Nestin-hi（富含神经巢蛋白属中间微丝）间质细胞紧密相邻的小动脉中发现了静止HSCs，这种间质细胞在骨内区域中很丰富（Kunisaki et al.,2013）。与窦状小管近端的情况相比（有其它的间质细胞与它们发生联系），这样一种物理联系显然不是随机的（Ding et al., 2012; Kunisaki et al.,2013）。移植过的HSCs也表现出更喜欢接近骨内的小动脉周围位置（Spencer et al.,2014），并且许多研究已经提示，在人类和小鼠中，HSCs优先局限在骨小梁的骨内区域（Ellis et al.,2011; Guezguez et al.,2013;

Nombela-Arrieta et al.,2013）。已经报道Nestin+细胞修饰干细胞功能（Mendez-Ferrer et al.,2010）。切除这些细胞会减少HSCs的数量。对移植后的细胞小群体的高分辨率成像提示

干细胞和祖细胞定居在骨髓中完全不同的位置；位置具有细胞状态相关性（Lo Celso et al.,2009）。在像小动脉或骨小梁内膜这样的宏观解剖结构中识别出来的细胞的组织过程，

也就是细胞状态与特定位置的配对过程，暗示在结构层面或组织层面上存在一种控制。这就是说，龛的组织过程反映了某种影响，这种影响形成了一个组织或维持组织的脉管系统的形态发生过程。这包括生物机械力量，实验现在已经发现这种力量影响着骨骼肌，造血细胞，以及多种其它干细胞类型的分化和增殖（Gilbert et al.,2012; Lutolf et al.,2009; Shin et al.,2014）。

龛是组织和机体状态的沟通者

干细胞自我平衡和自我修复的功能所要求的是，它们被一种与生理背景相适应的方式所调控。这种方式本身必须有获得某种输入的能力，这种输入反映了组织和器官状态，并使这种输入与干细胞保持一致。因此细胞龛可以被视作信息的整合者和翻译者，这些信息来自组织中干细胞的本部，以及其它更远的位置（Figure 5）。Combined, these functions make it unlikely that any single cell type comprises the niche for complex, rapidly turning over tissues like blood, skin, intestine, and airway. 在骨髓中，整合组织和机体的输入信息以便生产红细胞的

这种需求，决定了龛包括循环系统细胞，神经细胞，以及免疫系统细胞。

人们已经作出了支持以上各个系统作用的实验证据。对循环系统，在Tie2启动子控制下表达Cre重组酶的表皮细胞，被用来条件性删除KIT ligand或CXCL12，并引起HSC在骨髓中数量下降，提示这一细胞类型对维持HSCs的必要性（Ding and Morrison, 2013; Ding et al.,2012; Greenbaum et al.,2013）。更进一步的，已经发现表达VEGFR2的窦状小管表皮细胞对放疗后HSC和祖细胞的植入是必要的（Hooper et al.,2009）。对骨髓血管内皮的保护提高了放疗后

造血作用的存活及再生（Doan et al.,2013），而将表皮祖细胞加入干细胞移植物中，则增强了植入效率（Salter et al.,2009）。这些研究揭示了内皮参与调节干细胞和祖细胞。

神经系统是更加明确的一个整合者，整合来自远距离部位的信息。神经系统参与HSCs

调控的证据来自某些实验文字。首先，交感神经元通过β3肾上腺素受体活化来调控干细胞的局限化（Katayama et al.,2006）。糖尿病模型中，骨髓中存在的发生改变的交感神经元，与HSPC被G-CSF动员而发生改变的能力，以及细胞毒性化疗相关性交感神经损伤对造血系统恢复的不利影响有关。其次，为无髓鞘Schwann细胞服务的神经胶质细胞激活TGFβ，从而

调控HSC的静止，这从骨髓中肾上腺素神经元破坏引起HSC缺失可以明显看出（Yamazaki et al.,2011）。

免疫系统参与干细胞调控的证据包括T淋巴细胞参与HSC的移植（Adams et al.,2003），

以及去除T细胞伴有临床上移植的失败（Ash et al.,1991）。随着移植，骨髓中的调控性T细胞为HSC提供了免疫庇护（Fujisaki et al.,2011）。这三个系统在某种意义上说，是机体水平的

专业信息整合者。它们的输出信息是一种手段，通过这种手段，HSC可以在单细胞水平上“读取”这些信息，读到机体的需求。

HSC反映机体状态的证据见于某些实验文字。首先，β3-肾上腺细胞对干细胞局限化的调控，已经被同中枢神经昼夜节律联系起来（Mendez-Ferrer et al., 2009）。HSCs在整个成年期，在每日的基础上，以不断变化的频率从骨髓中迁入迁出，每日的基础受交感神经系统细胞调控，HSC移植的效率受昼夜节律影响（Mendez-Ferrer et al.,2009; Scheiermann et al.,2012）。神经系统输入信息与造血作用活性的这种联系不仅见于哺乳动物，因为人们已经发现在果蝇中，通过食物气味刺激嗅神经造成GABA释放，产生的反应是造血祖细胞分化的改变（Shim et al.,2013）。

HSC的增殖是对组织或机体需求急性反应的一个例子，它对免疫引发物有反应，比如干扰素α（Essers et al.,2009）。在一个分枝杆菌系统性感染的模型中，HSC对干扰素γ有反应，改变了自己的增殖活性（Baldridge et al.,2010），在假单胞菌脓毒血症中，它们以一种TLR4依赖性方法，降低了髓系分化能力（Rodriguez et al.,2009）。其它系统性输入信息也影响干细胞和祖细胞池。果蝇中氨基酸水平直接调节造血祖细胞分化，增进分化，因此在氨基酸缺乏改变了mTor活性的条件下，祖细胞减少（Shim et al.,2012）。在小肠干细胞（ISC）中，已经优美地展示出营养状态不直接影响干细胞，而是通过龛来影响干细胞（Yilmaz et al.,2012）。在对ISC的调控中Paneth细胞是关键参与者（Sato et al.,2011）。卡路里限制降低mTorc1信号途径，造成胞外酶，也就是骨基质抗原-1水平降低，产生ADP-核糖（Yilmaz et al.,2012）。然后ADP-核糖以一种旁分泌方式增强ISC的自我更新。在这种方式中，细胞龛将机体营养状态翻译出来，激活干细胞。

龛的亚型调控干细胞和祖细胞的特定亚型

用于调控干细胞和祖细胞分化的信息，也很可能是在多个水平上受控制的。就细胞产物而言，在更替很快的组织中，祖细胞池或一过性扩增池可能被视为对变化的需求反应最灵活的细胞群体。该群体有高度复制性，并对细胞因子有很高的反应，并且已发现祖细胞对干细胞有反馈作用。举例来说，已经发现果蝇中正在分化的造血细胞通过表达腺苷脱氨酶，消极调控胞外腺苷水平（Mondal et al., 2011）。由于腺苷对更为成熟的细胞来说是一种增殖信号，成熟的祖细胞就有效地限制了更多自身细胞的产生。在哺乳动物中，一些毛发干细胞的K6+子代细胞通过表达BMP6和FGF18，成为了干细胞功能的消极调控者（Hsu et al.,2011），因此限制了干细胞产物的活性。

还有证据表明祖细胞分化的选择受干细胞调控。举例来说，在果蝇中，中肠的小肠干细胞有区别地表达小泡Delta（vesicular Delta），以影响相应的肠上皮细胞和肠内分泌细胞的产生（Ohlstein and Sprading, 2007）。

因此有理由认为，祖细胞调控对适当位置的细胞，对一个局限化的龛也有反应。在某些环境下已经展示了这一点，包括哺乳动物的造血过程。在小鼠骨髓中，已经通过标志物（比如神经巢蛋白属中间微丝[Nestin]，瘦素R[LeptinR]，PRX1，以及CXCL12）鉴别除了相当数量的脉管周围间质细胞（Ding et al.,2012; Greenbaum et al.,2013; Mendez-Ferrer et al.,2010; Sugiyama et al.,2006）。这些标志物没有哪种是完全特异性的，要研究定义所有标记物对细胞定义所起的作用是有限制的，但这一群体没有表现出完全的重叠性（None of these markers are entirely specific and studies defining the role of cells defined by them all have limitations, but it does not appear that the populations are entirely overlapping）（Kunisaki et al.,2013）。细胞身份的异质性超过了标志物对细胞进行定义的异质性，因为细胞有着不同的功能。举例来说，Nestin-GFP high的细胞表现出紧密相邻聚集，以调控静止的HSC（Kunisaki et al.,2013）。表达高水平kit ligand的LepR+细胞被发现在维持HSC数量上起关键作用。Nestin-Cre细胞表达kit ligand的水平没有LepR+细胞报道的那么高，删除kit ligand的Nestin-Cre细胞对HSC数量的影响甚小（Ding et al.,2012）。其它表达提示骨谱系特化标志物的细胞，表现出与调控造血细胞更有关系，而不是调控干细胞。事实上，在动物中，从那些受collagen1.1 2.3kb启动子（在成骨细胞中有活性）控制，表达Cre重组酶的细胞中删除掉CXCL12后，在SDF1-/-中的HSC功能，与杂合CXCL12-/+动物中的HSC功能没有区别（Ding and Morrison, 2013）。甚至不如说，淋巴细胞是最受影响的。

然后，对祖细胞的特异性调控微环境，和对干细胞的微环境一样，有证据表明其存在。由于骨髓中截然不同的细胞群被更好的定义出来，很可能其不同的作用也会更为清晰。举例

来说，在引导细胞删除实验中，利用白喉毒素受体的条件性表达限制特定的细胞群，表达骨钙素的细胞的缺失改变了一种非常特殊的，谱系受限制的淋巴样前体细胞的数量和功能（D.Scadden, unpublished data）。与成骨细胞中Sdf1的缺失共同出现，提示就间质细胞所支持的造血细胞而言，这些间质细胞之间可能存在非常条理清晰的区别（Combined with the Sdf1 deletion in osteoblastic cells suggests that there may be a fine grained distinction between mesenchymal cells in terms of the hematopoietic cells they support）。某些更不成熟的骨谱系细胞广泛地影响淋巴祖细胞，而更为成熟的骨谱系细胞影响淋巴祖细胞的特定亚群。这些发现提示间质细胞与造血细胞间存在这种特定配对，并唤起了在细胞龛及其调控参与者中获得一个调控性细胞类型目录的可能性。这一点应该被推广，它提供了一种可能，即通过对特定造血细胞的龛施加作用，来调和（tune）细胞的产物。要达到这一目标，需要做一个精密的评估，专门弄清楚间质细胞和内皮细胞是如何分化成不同细胞群的。这些细胞类型之间很明显存在异质性。但是为了生物工程作出特定的产物，以及在疾病的发展过程中探索特定的相互作用，根据它们影响的对象把这个集合消除差异，归成一个分级序列，是非常必要的一步。

总结评论

基质（stroma）这个词现在已不再合适，它意味着简单地将调控造血过程或其它干细胞和祖细胞群的间质细胞所有亚型归为一类，但是现在我们称之为基质的东西，其成分列表还十分不完善。目前，选定的启动子要么被用于删除选定的基因，要么被用于删除选定的细胞群，但还需要更多无偏倚的方法。在皮肤中，将成纤维细胞根据其相对表皮的位置分段，以此来了解其成分，所做的工作是非常有信息量的（Driskell et al.,2013）。这就是说，真皮深层成纤维细胞有能力支持毛囊形成，而浅表成纤维细胞不能。因此，有理由现在就通过观察感兴趣细胞周围的细胞来开始了解基质成分。人们已经通过移植后检验骨内膜表面的骨谱系细胞来估算造血系统中基质的成分，这些骨谱系细胞与附近的HSPC紧密相邻。利用单细胞

分离及RNA测序技术，弄清楚了邻近的间质细胞与一定距离外的细胞相比，有着明确不同的分子表达标记（D.Scadden, unpublished data）。这就使得以后对细胞表面分子的识别，要么可以把这类细胞分离出来，要么可以通过免疫组化在原位评估它们。这也可以用来识别细胞表面分子或分泌的分子，最近发现分泌的分子可能起调控作用。

近端定律可能帮助识别最可能有调控作用的那些细胞，而这一定律排除了那些可能在一定距离上发挥作用的细胞，并且需要一定程度的先存偏倚，以标记细胞。因此有理由开始采用真实的，没有偏倚的方法，像在非造血细胞中广泛应用单细胞RNA测序技术，以开始统计组成干细胞和祖细胞微环境的细胞的完整复杂性。收集物种看起来像是野外生物学，但这项工作在组织生物学中可能收获颇丰，这样就可以设计实验以检验基质间各种细胞的谱系关系，然后系统性地评估它们的功能序列。通过对细胞亚群进行更好的分类概括并将它们对造血细胞的作用进行匹配，关于造血组织的系统性生物学成为可能。这是一种系统方法，最终会使人们了解干细胞和祖细胞反应的路线图。有这样的数据在手，就有可能针对再生或肿瘤的形成提供更有目标性的介入，以获得更好的效果。

新概念英语第二册29课Taxi教案.doc

Mini-lesson Teaching Plan Lesson 29 Taxi! Fan Wenhui Teaching materials: A story about “taxi”. Teaching objectives: 1Using scanning skills to find some places. 2 Understanding the story about”taxi”and repeating the story. Main Teaching skills to be trained: 1 Scanning skills. 2 Organizing skills. 3 Direction skills. Teaching aids: Some pictures from website: 1 Different vehicles in world. 2 Airplanes in world. Teaching procedures: Step I Oral English practice(3') T: Today, we'll read a short passage “taxi “to learn a story.( Teaching skills: Organizing skills, Direction skills.) Now, ,boys and girls talking about your experience of first flight . Just think about it and talk with your partner ,then I will ask someone to practice. (Allow them some time to talk,then ask 1 student to practice.) S1: (Raising hands and standing up) I want to tell your my first experience of airplane.When the plane took off, I felt it was shaking. But I was not nervous because of excitement. After a while, it stopped shaking and flied higher. I could see the buildings on the ground. They became smaller and smaller. And finally, I couldn't see them anymore. Through the window, I could see the blue sky. It was very clear. Clouds were under the plane. They looked so different from the ground. It was amazing. 1T: OK, very good! Sit down, please.It’s a good experience. Step II Listening practice(6'.two times) Ｔ：OK,boys and girls, we will listen to a text,please listen carefully.You have to fill the blanks. Captain Ben Fawcett has bought an ＿ taxi and has begun a new service. The 'taxi' is a small Swiss ＿ called a 'Pilatus Porter'. This wonderful plane can carry seven passengers. The most ＿ thing about it, however, is that it can ＿ anywhere: on snow, water, or even on a ploughed field.

新概念英语2讲义

A private conversation私人谈话 【NEW WORDS AND EXPRESSIONS】生词和短语 ★private adj.私人的 it's my private letter/house ；private school:私立学校 public：公众的，公开的 public school ； public letter 公开信；public place :公共场所privacy：隐私 it's a privacy. adj. 《Private Ryan》 private soldier：大兵 private citizen 普通公民 private life：私生活 ★conversation n.谈话 subject of conversation：话题 talk.可以正式，也可以私人的 conversation. 比较正式一些 let's have a talk They are having a conversation. conversation 用的时候比talk正式，意思上往往不非常正式. talk：可正式可不正式 dialogue：对话 China and Korea are having a dialogue. 正式 chat: 闲聊 gossip:嚼舌头 have a + talk/chat/dialogue/conversation/gossip 名词变动词 ★theatre n.剧场，戏剧 cinema: 电影院 ★seat n.座位 have a good seat(place) take a seat : 座下来，就座 take your seat/take a seat Is the seat taken? 这个座位有人吗？no/yes sit sit down ,please seat take your seat,please be seated,please 更为礼貌 seat是及物动词，后面有宾语 sit是不及物动词，后面不加宾语 seat后面会加人; seat sb; seat him; seat:让某人就座 sit he is sitting there. you seat him; 〖语法精粹〗 4.When all those present(到场者)_D_ he began his lecture.(重点题) A.sit B.set C.seated D.were seaed sit,sit down; seat,be seated;take a seat ★play n.戏 ★loudly adv. 大声的 ★angry adj. 生气的

5G无人机应用白皮书

5G无人机应用白皮书

目录 引言P1 无人机应用场景和通信需求P2 4G网络能力P12 5G网络能力P17 网联无人机终端通信能力P24 5G应用案例P26 无人机安全飞行P36 标准进展P39 趋势，总结和展望P45 贡献单位P47·

引言 无人驾驶航空器（Unmanned Aerial Vehicle, 以下简称UAV）简称为无人机，其全球市场在过去十年中大幅增长，现在已经成为商业、政府和消费应用的重要工具。无人机能够支持诸多领域的解决方案，可以广泛应用于建筑、石油、天然气、能源、公用事业和农业等领域。当前，无人机技术正在朝军民融合的方向高速发展，无人机产业已经是国际航空航天最具活力的新兴市场，成了各国经济增长的亮点。 无线通信在过去20 年经历了突飞猛进的发展，从以话音为主的2G 时代，发展到以数据为主的3G 和4G 时代，目前正在步入万物互联的5G 时代。移动网络在继续丰富人们的沟通和生活的同时，也向全行业数字化转型提供能力，提高各行业的运作效率和服务质量。5G 以全新的网络架构，提供10Gbps 以上的带宽、毫秒级时延、超高密度连接，实现网络性能新的跃升。ITU 定义了5G 三大场景：增强移动带宽（Enhanced Mobile Broadband, 以下简称e MBB）、超高可靠低时延通信（Ultra-Reliable Low-latency Communications，以下简称uRLLC ）、大规模机器类通信（Massive Machine-T ype Communications，以下简称mMTC）。 无人机行业高速发展的同时，也对无人机通信链路提出了新需求，呈现出与蜂窝移动通信技术紧密结合的发展趋势，形成“网联无人机”。业界预测，无人机与移动通信的结合，将给产业界带来10倍的商业机会。移动运营商经过几十年的发展覆盖了全球70%的陆地及90%的人口。以往无线信号主要覆盖地面的人和物，没有专门为无人机设计空中覆盖，低空数字化是一块有待开发的宝藏。在即将到来的5G时代，5G蜂窝移动通信技术与无人机的结合使得这些原本难以想象的想法成为可能。 本文将给出网联无人机应用场景和通信需求、4G现网及未来5G网络对无人机需求的满足度，5G网络下网联无人机的应用案例，无人机终端通信能力，安全飞行相关法规与通信需求，标准进展，并对网联无人机的未来进行展望。 注：无人机有多种分类方法(飞行高度、重量、用途、动力、活动半径) 本文中的无人机是作业高度300m以下民用无人机 1

新概念英语第二册第三课讲解

Lesson 3 Please send me a card 请给我寄一张明信片 Postcards always spoil my holidays. Last summer, I went to Italy. I visited museums and sat in public gardens. A friendly waiter taught me a few words of Italian. Then he lent me a book. I read a few lines, but I did not understand a word. Everyday I thought about postcards. My holidays passed quickly, but I did not send cards to my friends. On the last day I made a big decision. I got up early and bought thirty-seven cards. I spent the whole day in my room, but I did not write a single card! New words and expressions 生词和短语 send v. 寄，送 postcard n. 明信片 spoil v. 使索然无味，损坏museum n. 博物馆public adj. 公共的friendly adj. 友好的waiter n. 服务员，招待员lend v. 借给decision n. 决定whole adj. 整个的single adj. 唯一的，单一的 参考译文 明信片总搅得我假日不得安宁。去年夏天，我去了意大利。我参观了博物馆，还去了公园。一位好客的服务员教了我几句意大利语，之后还借给我一本书。我读了几行，但一个字也不懂。我每天都想着明信片的事。假期过得真快，可我还没有给我的朋友们寄过一张明信片。到了最后一天，我作出了一项重大决定。我早早起了床，买来了37张明信片。我在房间里关了整整一天。然而竟连一张明信片也没写成！ 1. Please send me a card请给我寄一张明信片 send /send/ v. (sent, sent /sent/) 1.~sth (to sb.) / ~sb. sth 寄,发送 . (1) 昨天我给我爸寄了封信。 I sent a letter to my father yesterday. (2)上周日我给汤姆寄了一张明信片。I sent Tom a postcard last Sunday. 2. 传达；转致；告知 . (1)我父母问您好。My parents send their love. (2)他带话要我来。He sent me word to come. 3. 派遣；打发；安排去 .(1)她早早打发孩子们上床睡觉。She sent the kids to bed early. (2)我叫汤姆去买牛奶了。I have sent Tom to buy some milk. send sb. packing (infml) 叫某人卷铺盖；撵某人走 2. Postcards always spoil my holidays. 明信片总搅得我假日不得安宁。 1) spoil v. (spoiled, spoiled) (BrE also spoilt; spoilt) 1. 破坏；搞坏；糟蹋；毁掉 . (1) 天气不好，破坏了我们的露营旅行。Our camping trip was spoilt by bad weather.（注：camp[k?mp] n. 1. [c, u] 营地 vi.[v] 宿营，露营） (2) 别让他破坏你的夜晚。Don’t let him spoil your evening. 2. 溺爱；娇惯；宠坏 . 她那几个孩子给她宠坏了。She spoils those kids of hers. 2)holiday n. 1. [u] (also holidays [pl.] )=vacation[v?'kei??n] (AmE) 假期 a period of time when

裕兴新概念英语第二册笔记 第29课

Lesson 29 Taxi! 出租汽车 Does Captain Fawcett think any trip is too dangerous? Captain Ben Fawcett has bought an unusual taxi and has begun a new service. The 'taxi' is a small Swiss aeroplane called a 'Pilatus Porter'. This wonderful plane can carry seven passengers. The most surprising thing about it, however, is that it can land anywhere: on snow, water, or even on a ploughed field. Captain Fawcett's first passenger was a doctor who flew from Birmingham to a lonely village in the Welsh mountains. Since then, Captain Fawcett has flown passengers to many unusual places. Once he landed on the roof of a block of flats and on another occasion, he landed in a deserted car park. Captain Fawcett has just refused a strange request from a businessman. The man wanted to fly to Rockall, a lonely island in the Atlantic Ocean, but Captain Fawcett did not take him because the trip was too dangerous. 参考译文 本.弗西特机长买了一辆不同寻常的出租汽车，并开始了一项新的业务。这辆“出租汽车”是一架小型瑞士飞机，叫“皮勒特斯.波特“号。这架奇妙的飞机可以载7名乘客。然而，最令人惊奇的是它能够在任何地方降落：雪地上，水面上，甚至刚耕过的田里。弗西特机长的第一名乘客是位医生，他从伯明翰飞往威尔士山区一个偏僻的村庄。从那时开始，弗西特机长已经载送乘客到过许多不寻常的地方。一次，他把飞机降落在了一栋公寓楼的屋顶上；还有一次，降落在了一个废弃的停车场上。弗西特机长刚刚拒绝了一位商人的奇怪要求。这个人想要飞往大西洋上的一个孤岛-- 罗卡尔岛，弗西特机长之所以不送他去，是因为那段飞行太危险了。 taxi n. 出租车 take a taxi to…打的去… cab [k?b] n.出租车；(公共汽车、火车等的)司机室, 驾驶室；出租马车(Am) by taxi by cab taxi stand 出租车站（美） taxi driver=cab driver

新东方新概念2讲义

Lesson 25，Do the English speak English Railway 1, 火车站railway/train station. 公共汽车站bus station. 长途车long-distance coach. 2, 我们有比较发达的火车网络。坐火车旅行又方便，又便宜 We have an advanced railway network. It is both convenient and cheap to travel by train. 地铁是很好的交通方式，城市里一半人使用地铁 Subway service is very convenient. About half the population travel by metro. 在杭州骑自行车是最好的交通方式。对于骑车的人而言，从来不会有拥挤，也没有停车的烦恼 Bike is the best transport in Hangzhou, for there is never a traffic jam or a trouble of parking for bike-riders. 公交车是便宜的交通方式，但是总会拥挤，味道古怪. Bus is a cheap transport。However, there is always a huge crowd and a terrible smell in the bus. Overseas experts 外国专家（夸奖，褒扬） Foreigner 外国人，老外(中性) Alien 外星人，外来人口（贬义） 开国7巨头在能量块边上造了一个大坝，以保护它不被任何外星生物探测到 The seven had the dam built around it to protect the cube from being detected by any alien species *** Have something done 让某物被做 The seven 七巨头—〉the evil and wicked seven 邪恶7人帮 The furious five 暴怒五侠 *** Wonder at sth 感到惊奇，惊叹（欣赏，不

基于5G的无人机技术和应用研究

基于5G的无人机技术和应用研究 发表时间：2019-12-12T16:45:58.640Z 来源：《基层建设》2019年第25期作者：杨华中 [导读] 摘要：目前，我国无人机技术水平不断提高，其应用范围也不断扩大，逐渐涉及航测、应急管理、船航等多个领域。 中国电子科技集团公司第三十八研究所安徽省合肥市 230000 摘要：目前，我国无人机技术水平不断提高，其应用范围也不断扩大，逐渐涉及航测、应急管理、船航等多个领域。鉴于当前5G技术下无人机技术的广泛应用，文章结合实际情况对当前无人机技术展开分析和研究，希望能够为无人机技术的应用和发展提供一些支持。 关键词：无人机；技术应用；5G技术；无人机通讯 1无人机系统 概述 多旋翼无人机因结构简单、操作方便、维修成本不高，具有空中悬停、自动巡航、定点自动降落等诸多功能，可以作为相关管理部门监管航直通航工作的空中平台。无人机系统配置有图像采集和传输系统，可实现空中存储和实时回传两种模式，可以通过5G网络完成遥感控制和数据回传，作为无线监控设备，可融合到相关部门的视频监控系统中，作为视频监控的一环与其他监控设备配合使用，方便搭载，可配合移动指挥、视频监控的效果，实现多方共同执行任务，可广泛应用于巡逻、地段监测、实施通讯数据采集等。无人机通过数字微波技术将视频实时传输到地面站。当地面站被放置到监控中心时，可以通过HDMI和CVBS视频输出接口将视频传输到显示器上进行显示。为了确保录像的安全性，无人机采集的信息除了通过5G网络回传至云服务器外，无人机的云台相机也可以内置SD卡，在某些环境下，当无线网络出现中断时也可以确保无人机所拍视频的完整性。 2基于5G关键技术与能力的网联无人机 无人机从军用开始扩展到民用，无人机的用途非常广泛，成本相对较低，使用方便，而且不存在人员伤亡的风险。目前5G作为新一代移动通信技术，以全新的网络架构，提供10Gbit/s以上的带宽、毫秒级时延、超高密度连接，实现网络性能新的跃升，将加速无人机网联化进程。一方面，5G提供高可靠、低时延、广覆盖的数据链系统，可助力形成民用无人机可识别、可监控、可追溯的技术管控体系，实现无人机一机一码的实名认证，实时联网接入无人机云系统，实现无人机飞行动态的实时监控，有助于解决当前面临的监管、安全、控制等关键性难题。另一方面，5G网络的大带宽、低时延、高可靠等特点能够有效满足行业无人机对高清图传、精准定位、远程实时控制等需求，加速无人机在各行业领域的普及和应用。5G网联无人机的无人机终端和地面控制终端均通过5G网络进行数据传输和控制指令传输，并通过业务服务器加载各类场景的应用。其中5G网络提供了从无线网到核心网的整体网络解决方案，以各种复杂应用场景的网络实现。5G网络将提供增强移动宽带（eMBB，enhancedMobileBroadband）、高可靠低时延（uRLLC，ultraReliableLowLatencyCommunications）能力，全面提升速率、时延、覆盖等网络性能指标。此外，通过引入大规模天线（mMIMO）、网络切片、移动边缘计算（MEC）等多项关键技术，将为无人机的覆盖和移动性增强、端到端业务质量保障、高效识别和管控等需求提供新的技术保障，从而全面保障智能化的网联无人机应用。 35G的无人机技术应用分析 3.1保障无人机无线通信 无人机一般通过遥控系统进行控制，民用无人机与遥控器之间的数据传输，通常采用低功耗蓝牙或WiFi技术，受发射功率限制，只能在不超过500米的视距范围进行数据传输，且传输图像最大分辨率不能超过1080p，极大限制了无人机在行业领域的广泛应用。IMT-2020（5G）推进组发布的《5G无人机应用白皮书》指出，4G能够满足现有的部分低速率、对时延不敏感的无人机应用需求，5G提供的大带宽、高可靠、低时延通信，能够很好地满足无人机行业应用需求。5G网络+边缘计算确保无人机行业应用传输需求。在普通的5G网络架构中，核心网部署位置高，传输需要经过多次路由，时延长，不能满足无人机超低时延的业务需求。一些区域性业务，全部放在云端处理并非完全有效，尤其是视频类业务，既导致传输带宽的浪费，又增加了传输时延。因此，传输时延和连接数量需求决定了5G业务的处理核心，不可能全放在核心网后端的云处理平台。边缘计算（MEC）使得运营商和第三方业务可以部署在靠近用户附着接入点的位置，通过降低时延和负载来实现高效的业务分发。边缘计算服务器部署在网络边缘，把无线网络和互联网有效融合在一起，同时在无线网络侧增加计算、存储、处理等功能，构建边缘云，提供信息技术服务环境和云计算能力，将业务本地化，让区域性业务不必浪费资源在云端进行处理。由于应用服务和内容部署在网络边缘，这样便可以减少数据传输中的转发次数和处理时间，降低端到端时延，满足低时延要求。结合5G网络和边缘计算，构建适合无人机无线传输和数据处理的网络架构，将确保无人机行业应用的高可靠和低时延性。 3.2基于5G的无人机大带宽视频传输 在许多类型的无人机应用中（如巡检、监控、测绘等），需要无人机配备分辨率达到４Ｋ甚至8Ｋ的高靖摄像头，或者360度全景VR摄像头，从空中拍摄高清视频或者全景视频。另一方面，这些应用还需要将这些视频数据实时发送到服务器端，以便实时地对这些视频数据进行处理。这类应用需求，需要通信网络能够为终端提供100M以上的实时传输能力。在5G中，通过引入大带宽载波、大规模天线阵列、高阶调制等技术，可以极大地提升频谱效率、降低信号干扰，从而提升单个用户的空口数据传输宽带。此外，以用户为中心的无边界网络架构，可以在核心网侧提供更高的数据传输速率。 3.3mMIMO技术 mMIMO作为5G关键技术，通过在基站侧采用大量天线来提升数据速率和链路可靠性。mMIMO的典型应用场景一般是热点地区、高楼或者需要深度覆盖的区域，对于无人机通信而言，通过mMIMO垂直面和水平面的波束赋形，信号可以在水平和垂直方向进行动态调整，形成精准的窄波束进行发送和接收，因此能量能够更加准确地集中指向无人机。对于下行链路，精准的窄波束一方面提高了无人机的覆盖，另一方面也减少了小区内或者小区间的干扰。对于上行链路，既可以是基站侧形成接收波束，也可以是用户侧形成发送波束，从而既可以实现无人机上行大容量高清视频的传输，也可以减少无人机对地面终端的干扰。 3.4MEC部署优化无人机响应时延 MEC（Multi-accessEdgeComputing，多接入边缘计算）是ETSI标准组织提出的概念，是一种在相比中心DC（DataCenter）更靠近终端用户的边缘位置提供用户所需服务和云端计算功能的网络架构，将应用、内容和MBB核心网部分业务处理和资源调度的功能一同部署到靠近终端用户的网络边缘，通过业务靠近用户处理，以及应用、内容与网络的协同，来提供可靠、极致的业务体验。通过部署MEC，数据流将不经过互联网直接在MEC网络下传输，去除了中间的边界网关、防火墙、互联网等节点，这有效提升无人机高清视频传输的时延，降低

II-01新概念英语第二册,第一课课文讲解,自学导读,练习详解

practice : 训练, progress : 进步861 practice advice advise If you practice more, then you can make great progress. 五项综合训练技能 listening : 听力 speaking : 说话 grammar : 语法writing : 写作 reading : 阅读 translation : 译knowledge +skills Lesson 1 A private conversation 私人谈话 【New words and expressions】（12）1 private [ ???????] adj. 私人的 conversation[ ?????????????] n. 谈话theatre [ ????????] n. 剧场，戏院 seat [????] n. 座位 play [?●??] n. 戏 loudly[●?◆?●?] adv. 大声地 angry[ ?????] adj. 生气的 angrily [ ?????●?] adv. 生气地 attention[??????????] n. 注意 bear [??????] v. 容忍 bore borne 或born bearing，bears business[ ??????] n. 事 rudely [?◆??●?] adv. 无礼地，粗鲁地 ★private adj.私人的

①adj. 私人的 private life 私生活 private school 私立学校 It's my private letter. （如果妈妈想看你的信） It's my private house. （如果陌生人想进你的房子）②adj. 普通的 private citizen 普通公民 I?m a private citizen. （citizen n. 公民） ③ n.士兵；二等兵. 美国陆军或海军陆战队的非士官军衔，低于一等兵private soldier 大兵 《Private Ryan》（《拯救大兵瑞恩》） public adj. 公众的，公开的（private的反义词）public school 公立学校 public letter 公开信 public place 公共场所 privacy n.隐私 It?s privacy. 这是我的隐私!(不愿让别人知道的) Private adj. 1. 个人的，私人的= personal e.g. a private car e.g. a private garden 2. 私营的，私立的 e.g. New Oriental School is a private school. 反义词：public adj. 公开的，公立的 e.g. a public letter; a public place

裕兴新概念英语第二册笔记-第29课

Lesson 29 Taxi 出租汽车 Does Captain Fawcett think any trip is too dangerous? Captain Ben Fawcett has bought an unusual taxi and has begun a new service. The 'taxi' is a small Swiss aeroplane called a 'Pilatus Porter'. This wonderful plane can carry seven passengers. The most surprising thing about it, however, is that it can land anywhere: on snow, water, or even on a ploughed field. Captain Fawcett's first passenger was a doctor who flew from Birmingham to a lonely village in the Welsh mountains. Since then, Captain Fawcett has flown passengers to many unusual places. Once he landed on the roof of a block of flats and on another occasion, he landed in a deserted car park. Captain Fawcett has just refused a strange request from a businessman. The man wanted to fly to Rockall, a lonely island in the Atlantic Ocean, but Captain Fawcett did not take him because the trip was too dangerous. 参考译文 本.弗西特机长买了一辆不同寻常的出租汽车，并开始了一项新的业务。这辆“出租汽车”是一架小型瑞士飞机，叫“皮勒特斯.波特“号。这架奇妙的飞机可以载7名乘客。然而，最令人惊奇的是它能够在任何地方降落：雪地上，水面上，甚至刚耕过的田里。弗西特机长的第一名乘客是位医生，他从伯明翰飞往威尔士山区一个偏僻的村庄。从那时开始，弗西特机长已经载送乘客到过许多不寻常的地方。一次，他把飞机降落在了一栋公寓楼的屋顶上；还有一次，降落在了一个废弃的停车场上。弗西特机长刚刚拒绝了一位商人的奇怪要求。这个人想要飞往大西洋上的一个孤岛-- 罗卡尔岛，弗西特机长之所以不送他去，是因为那段飞行太危险了。 【New words and expressions】（10） 1 taxi['t?ksi] n.出租汽车 2 Pilatus Porter皮勒特斯·波特(飞机机名) 3 land[l?nd] v.着陆 4 plough[plau] v.耕地 5 lonely['l?unli] a.偏僻的，人迹罕至的 6 Welsh[wel?] a.威尔士的 7 roof[ru:f] n.楼顶 8 block[bl?k] n.一座大楼 9 flat[fl?t] n.公寓房 10 desert ['dez?t] v.废弃 一．单词讲解： taxi n. 出租车 take a taxi to…打的去… cab [k?b] n.出租车(美)；(公共汽车、火车等的)司机室, 驾驶室；出租马车(Am) by taxi by cab 打车 taxi stand出租车站（美） taxi driver=cab driver land 1) n. [U] 陆地，土地，地 land←→sea， water ground←→sky farming land 农业用地 building land 建筑用地 [C] 祖国（喻） mother land / home land / native ['neitiv] land the land of the dead 黄泉路 by land 由陆路←→ by air, by sea 水路

无人机结构及系统

第1章 无人机结构与系统 一一无人机结构与系统分为结构和系统两个方面,其中无人机结构主要是指无人机的硬件结构,无人机系统主要是指无人机动力系统二控制站二飞行控制系统二通信导航系统二任务载荷系统和发射回收系统等三 1.1　无人机概述 一一18世纪后期,热气球在欧洲升空,迈出了人类翱翔天空的第一步三20世纪初期,美国莱特兄弟的 飞行者 号飞机试飞成功,开创了现代航空的新篇章三20世纪40年代初期第二次世界大战时,德国成功发射大型液体火箭V-2,把航天理论变成现实三1961年,苏联航天员加加林乘坐 东方1号 宇宙飞船在最大高度为301k m的轨道上绕地球一周,揭开了人类载人航天器进入太空的新篇章三 无人机的起源可以追溯到第一次世界大战,1914年英国的两位将军提出了研制一种使用无线电操纵的小型无人驾驶飞机用来空投炸弹的建议,得到认可并开始研制三1915年10月,德国西门子公司成功研制了采用伺服控制装置和指令制导的滑翔炸弹三1916年9月12日,第一架无线电操纵的无人驾驶飞机在美国试飞三1917 1918年,英国与德国先后研制成功无人遥控飞机三这些被公认为是遥控无人机的先驱三 随后,无人机被逐步应用于靶机二侦察二情报收集二跟踪二通信和诱饵等军事任务中,新时代的军用无人机很大程度上改变了军事战争和军事调动的原始形式三与军用无人机的百年历史相比,民用无人机技术要求低二更注重经济性三军用无人机技术的民用化降低了民用无人机市场进入门槛和研发成本,使得民用无人机得以快速发展三 目前,民用无人机已广泛应用于航拍二航测二农林植保二巡线巡检二防灾减灾二地质勘测二灾害监测和气象探测等领域三 未来,无人机将在智能化二微型化二长航时二超高速二隐身性等方向上发展,无人机的市场空间和应用前景非常广阔三 中国民用航空局飞行标准司在2016年7月11日颁布的‘民用无人机驾驶员管理规定“(A C-61-F S-2016-20-R1),其对无人机及相关概念作了定义三

新概念英语第二册第29课 课文详解、翻译及语法

Lesson 29 Taxi! 出租汽车 First listen and then answer the question. 听录音，然后回答以下问题。 Does Captain Fawcett think any trip is too dangerous? Captain Ben Fawcett has bought an unusual taxi and has begun a new service. The 'taxi' is a small Swiss aeroplane called a 'Pilatus Porter'. This wonderful plane can carry seven passengers. The most surprising thing about it, however, is that it can land anywhere: on snow, water, or even on a ploughed field. Captain Fawcett's first passenger was a doctor who flew from Birmingham to a lonely village in the Welsh mountains. Since then, Captain Fawcett has flown passengers to many unusual places. Once he landed on the roof of a block of flats and on another occasion, he landed in a deserted car park. Captain Fawcett has just refused a strange request from a businessman. The man wanted to fly to Rockall, a lonely island in the Atlantic Ocean, but Captain Fawcett did not take him because the trip was too dangerous. New words and expressions 生词和短语 taxi n. Pilatus Porter land v. plough v. lonely adj. Welsh adj. roof n. block n. flat n. desert v. 参考译文 本.弗西特机长买了一辆不同寻常的出租汽车，并开始了一项新的业务。这辆“出租汽车”是一架小型瑞士飞机，叫“皮勒特斯.波特“号。这架奇妙的飞机可以载7名乘客。然而，最令人惊奇的是它能够在任何地方降落：雪地上，水面上，甚至刚耕过的田里。弗西特机长的第一名乘客是位医生，他从伯明翰飞往威尔士山区一个偏僻的村庄。从那时开始，弗西特机长已经载送乘客到过许多不寻常的地方。一次，他把飞机降落在了一栋公寓楼的屋顶上；还有一次，降落在了一个废弃的停车场上。弗西特机长刚刚拒绝了一位商人的奇怪要求。这个人想要飞往大西洋上的一个孤岛-- 罗卡尔岛，弗西特机长之所以不送他去，是因为那段飞行太危险了。 【New words and expressions】生词和短语 ★taxi n. 出租汽车

农用植保无人机技术白皮书

中国无人机应用技术创新中心 农用植保无人机技术白皮书 (2015修订) 中国无人机应用技术创新中心 2015年5月

前言 中国作为农业大国，18亿亩基本农田，每年需要大量的农业植保作业，我国每年农药中毒人数有10万之众，致死率约20%。农药残留和污染造成的病死人数至今尚无官方统计，想必更是一个惊人数字。植保无人机服务农业在日本、美国等发达国家得到了快速发展，在中国无人机的需求越来越明显。 《全国农业可持续发展规划》中明确的“一控二减三基本”方针，即严格控制农业用水总量，减少化肥、农药施用量，地膜、秸秆、畜禽粪便基本资源化利用。力争到2020年，实现农作物化肥、农药使用量零增长。 在“一控二减”方面，无人机将发挥巨大作用。采用无人机作业，可直接节约用水量90%，减少农药30%-50%。 农机化生产中的植保缺位不仅与当前农业生产的规模化发展趋势不相适应。利用无人机开展施药技术的研究仍处于初级阶段。 ?美国：农用航空作业占耕地面积近50% ?日本：农用航空作业占总耕地面积的54% ?世界：农业航空平均水平为17% ?中国：农用航空作业占总耕地面积不足2% 综上所述，农用无人机有很大的发展空间，也需要更加规范的技术指导文件与之相适应。

1.无人机分类 随着社会的进步，经济发展，无人机的使用越来越多了，应用也非常广，涉及多个领域。无人机的应用已渗透到了社会中的各行各业。 按飞行平台分类： 无人机按主要分为：固定翼无人机，单旋翼无人机、多旋翼无人机等。 按结构分类： 1)微型飞行器 ------空机重量小于7千克的无人机 2)轻型无人机------空机重量大于7千克，但小于等于116千克的无人机， 且全马力平飞中，矫正空速小于100千米/小时（55海里/小时），升限

5G+泛低空网络+部署与服务运营白皮书+V1.0

5G泛低空网络 部署与服务运营白皮书 V1.0 2019年6月

目录 1.引言 (2) 2.需求及挑战 (2) 2.1.市场发展需求 (2) 2.2.网络挑战分析 (4) 3.5G泛低空网络部署解决方案 (6) 3.1总体体系 (6) 3.2网络侧部署解决方案 (6) 3.4泛低空网络标准进展 (11) 4.5G泛低空网络服务能力 (12) 4.1基于MEC的泛低空网络服务 (12) 4.2基于网络切片的泛低空网络服务 (14) 4.3安全服务能力 (15) 5.泛低空网络服务运营模式分析 (17) 5.1泛低空网络服务典型模式分类 (17) 5.2泛低空网络服务典型运营模式 (18) 6.总结 (19) 主要贡献单位 (20)

1.引言 随着民用无人机技术的迅猛发展并成熟，无人机应用逐渐从视距应用扩展到超视距，从消费领域扩展到巡检、农业、物流、安防、森林火灾监测、环境监测、安全和边境监控等多个行业领域，随着低空无人机交通管理技术的成熟与政策标准的完善，预计会给产业界带来七到十倍的商业机会。然而，部署大量的无人机会对地面设施、公共安全、空中有人飞行器等造成影响，亟需建立低空无人机网络。 根据中国民航局2019年第一季度无人机云平台统计数据，飞行高度在300m 以下的无人机占据95%，因此本白皮书从此类实际需求出发，重点介绍低空无人机网络部署与服务运营，进一步梳理归纳行业应用对低空通信性能的需求，评估基于5G通信网络对低空空域的覆盖能力，在此基础上保证无人机可靠联网、有序飞行，促进无人机行业的健康发展。 2.需求及挑战 2.1.市场发展需求 民用无人机市场是近几年快速发展的新兴产业，2017年《工业和信息化部关于促进和规范民用无人机制造业发展的指导意见》发布，提出到2020年，民用无人机产业产值达到600亿元，年均增速40%以上；到2025年，民用无人机产业产值达到1800亿元，年均增速25%以上。 中国民用无人机制造全球领先，今年以来国家也积极出台鼓励政策，确定了“先低空后高空、先载货后载人、先通用后运输、先隔离后融合”的发展路径，通过深圳试点实现了低空63%空域开放，构建UTMISS平台打通军航、民航、公安等管理系统，立法明确企业法人作为无人机业务运营主体，为无人机低空运行

十三五无人机产业链未来发展趋势

十三五无人机产业链未来发展趋势 2016年无人机行业发展势头迅猛，很多行业开始涉足无人机。有因必有果，无人机行业发展如此迅猛的原因为何，是什么推进了无人机的发展进程？在发展过程中又存在哪些问题，如何解决？未来的发展趋势为何？ 产业链全面发展无人机行业走向红海 2007年-2012年左右，民用无人机制造商如雨后春笋般涌现，2012年至今，大疆、零度智控等众企业的参与，更是将消费级无人机推向红海，迎来前所未有的发展盛世。 白皮书深度解读无人机发展的原因，并从产业链角度剖析无人机的发展状况，从前端的原材料生产到后端的用户服务，全行业全面介绍，为您提供便利。 图表民用无人机行业产业链 资料来源：产研智库 爆发前的积累，无人机多领域发展弊端隐现 在行业人士的努力钻研下，时至今日，无人机已应用于农业植保、警用安防、电力巡线、影视航拍、地理测绘、气象探测、搜索救援、太阳能发电设备检查、石油和天然气管道巡检等领域，用途达600多种。 数据是一切信息的支撑。以植保无人机为例，2015年我国植保无人机保有量为2324架（31个省统计），总作业面积1152.8万亩，增长幅度分别达到234%、170.6%。随着政策的激励、飞手培训市场的逐渐成熟、精准农业进程的加快，将有更多企业布局植保无人机市场，植保无人机年产品销售规模未来有望达到200亿元；在警用安防领域，截至2015年11月，已有25个省、自治区份、直辖市公安机关、147个实战单位配备了近300架警用无人机。此外，灾难救援、影视航拍、能源设施检查、气象探测、地理测绘等领域均见证了无人机的应用价值。

200亿市场规模？无人机服务市场仍不成熟 制造业的痛点激发服务业的兴起。行业传播能力差、销售渠道不健全、价格壁垒高、技术难度大、意外事故频发、飞手供应不足……这些行业弊端促进了无人机服务市场的发展。媒体、电商、租赁、运营、保险和飞手培训几大领域发展势头迅猛。未来五年（2016-2020年）我国无人机服务市场规模将超过200亿元，运营服务将以49%的占比占据半壁江山。 图表2020年中国无人机服务市场细分和占比预测 数据来源：产研智库 预计，行业未来对于专业媒体的需求将不断增加，2020年我国无人机媒体市场的体量将达到2.4亿元。 京东、小米等企业开始涉足无人机企业，虽然就目前形势来看，短期内成功的机会不大，但是各行业对无人机的认可已经彰显。只是在看到前途一片光明的同时，不可忽略中国无人机发展存在的不可避免的短板：起步晚、体系不成熟、市场空间大、产业链条长、业务领域庞杂。