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摘要： 背景:目前类风湿关节炎的研究聚焦于铁代谢相关蛋白以及铁死亡对免疫细胞的影响。此研究从中药方面阐述靶向铁死亡治疗类风湿关节炎的新思路,开发新的中药治疗方法,根据患者基因和生物标志物,制定个体化方案,优化治疗策略,改善患者症状,起到早期治疗、改善预后的目的。目的:应用生物信息学方法从铁死亡角度研究治疗类风湿关节炎的分子机制,并筛选得到具有潜在治疗作用的中药及活性成分,为类风湿关节炎的治疗开辟新途径。方法:GEO是由美国国家生物技术信息中心(NCBI)维护的一个公共数据库,主要用于存储和分享高通量基因表达数据、芯片数据、测序数据等,研究人员可以通过GEO数据库进行检索和分析各种疾病类型的基因组数据。该研究基于公开可用的汇总统计数据库,无需伦理审批。在GEO数据库中检索与类风湿关节炎相关的符合筛选条件的数据集,采用Sanger测序平台获取类风湿关节炎的转录组数据,运用limma算法筛选差异表达基因。同时,从FerrDb数据库中提取铁死亡相关基因集。通过整合分析,获得差异表达基因与铁死亡基因的交集,并以此构建蛋白质相互作用网络,进而开展网络拓扑结构特性研究。之后,借助DAVID Bioinformatics Resources 6.8在线分析工具,对筛选得到的潜在靶点进行基因本体论(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析,以探究生物学功能及信号通路特征。最后利用SymMap平台定位天然药物,并通过中药系统药理学数据库和分析平台(TCMSP)找到天然药物所对应的小分子化合物及对应靶点后进行分子对接分析。结果与结论:①GEO数据库筛选确定GSE55457及GSE55235两个数据集,通过limma差异分析后得到共同差异表达靶点340个。通过FerrDb平台收集得到铁死亡相关靶点487个,与上述共同差异表达靶点取交集,得到17个铁死亡与类风湿关节炎疾病相关的共同靶点。②运用17个共同靶点构建蛋白质相互作用网络,共包含16个靶标蛋白以及33条蛋白相互作用关系,其中EGFR、AR、MAPK8、CDKN1A、JUN、ATM和EGR1等核心靶点在网络中占据重要地位,通过网络拓扑特征解析筛选出5个与铁死亡及类风湿关节炎疾病相关的核心共同作用靶点,即EGFR、AR、MAPK8、CDKN1A与JUN。③GO及KEGG富集分析显示,通过铁死亡途径治疗类风湿关节炎可能与DNA结合过程、胞浆胞核相关的SMAD2/3信号通路等相关。④SymMap平台及中药系统药理学数据库和分析平台结果显示孕酮、雌二醇与槲皮素等天然小分子化合物与核心靶点能形成良好的分子对接,为类风湿关节炎的新药研发及研究提供了新方向。
关键词: 生物信息学 ；铁死亡 ；类风湿关节炎 ；天然药物成分 ；孕酮 ；雌二醇 ；槲皮素
摘要： 背景:尿石素A是一种由膳食多酚代谢产生的天然活性化合物,具有改善线粒体功能、抗氧化和抗炎等多重生物学作用。近年来,尿石素A在延缓衰老相关疾病方面的发展受到广泛关注,然而尿石素A改善肌肉衰老的具体作用机制尚不明确,仍需进一步的系统研究。目的:探讨尿石素A在肌肉衰老中的作用机制,为其延缓肌肉衰老的潜在应用价值提供理论依据。方法:检索2000年1月至2025年4月Web of Science、PubMed、中国知网及万方数据库,中文检索词为“尿石素A、肌肉衰老、线粒体功能、线粒体自噬、炎症、氧化应激、肌肉功能、骨骼肌”,英文检索词为“Urolithin A、muscle aging、mitochondrial function、mitophagy、inflammation、oxidative stress、muscle function、skeletal muscle”。根据纳入和排除标准筛选后,最终选取80篇文献进行综述。结果与结论:①尿石素A是一种由膳食多酚类化合物鞣花单宁和鞣花酸在肠道微生物作用下转化生成的代谢产物,广泛存在于石榴、莓类和坚果中,具有独特的α-苯并香豆素结构,分子质量小、亲脂性强、易于吸收。尿石素A的生成依赖个体肠道菌群,可分为不同的代谢类型,且这种能力随年龄增长而减弱,反映了肠道功能和生理状态的变化。②肌肉衰老是由线粒体功能障碍、慢性炎症和神经肌肉功能退化共同驱动的过程。随着年龄增长,线粒体能量代谢下降,活性氧积累加重细胞损伤;慢性低度炎症加速蛋白分解,抑制合成,并削弱肌肉修复能力;神经肌肉接头退化、信号传导障碍,导致肌肉去神经化和萎缩。这些因素相互作用,促使肌肉质量和功能持续下降。③尿石素A通过多靶点机制协同改善肌肉衰老,主要作用包括:激活PTEN诱导激酶1/帕金蛋白信号通路,清除受损线粒体,提升三羧酸循环、脂肪酸氧化与氧化磷酸化等代谢功能;抑制核因子κB与蛋白激酶B/丝裂原活化蛋白激酶等信号通路,上调白细胞介素10、转化生长因子β1等抗炎因子,下调白细胞介素1β、肿瘤坏死因子α等促炎因子,实现炎症调控;增强过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶等抗氧化酶活性,抑制活性氧生成,缓解氧化应激。④尿石素A通过促进肌肉干细胞的增殖与分化,激活合成代谢通路,增强蛋白质合成,提升肌肉力量,同时调控与耐力和抗疲劳相关的分子机制,增强肌肉耐力,综合改善肌肉性能。⑤尿石素A在延缓肌肉衰老和促进肌肉健康等方面展现出广泛前景,但现有研究受限于样本量小、周期短及个体差异。未来亟需开展大规模、长期临床研究,明确剂量效应,探索个体化与联合干预策略,聚焦尿石素A作为运动营养补剂在提升体能与健康老龄化中的应用潜力。
关键词: 尿石素A ；肌肉衰老 ；线粒体功能 ；线粒体自噬 ；炎症 ；氧化应激 ；肌肉功能 ；骨骼肌
摘要： 背景:钛及其合金以良好的力学性能和生物相容性在口腔种植及骨缺损修复领域得到广泛应用,然而,钛表面生物惰性导致的骨结合效能不足仍是制约它长期稳定性的关键临床问题。因此,通过表面改性提高钛的成骨活性显得尤为重要。目的:探究钛表面二氧化钛纳米管和聚多巴胺复合涂层的体外成骨性能。方法:采用阳极氧化法在医用纯钛表面构建二氧化钛纳米管阵列,记为纳米管组;将纳米管试样浸泡于盐酸多巴胺溶液中构建聚多巴胺功能层,记为纳米管-聚多巴胺组。检测纯钛组、纳米管组、纳米管-聚多巴胺组试样的表面形貌、表面粗糙度与水接触角。将第3代大鼠骨髓间充质干细胞分别接种于3组试样表面,进行CCK-8、活/死荧光染色与扫描电镜检测;成骨诱导培养后,进行碱性磷酸酶染色与茜素红S染色。结果与结论:①扫描电镜下可见纯钛组试样表面较为平坦,纳米管组试样表面形成了高度有序的二氧化钛纳米管阵列结构,纳米管-聚多巴胺组试样纳米管表面沉积聚多巴胺涂层。3组试样表面粗糙度比较差异无显著性意义(P>0.05)。纳米管组水接触角小于纯钛组、纳米管-聚多巴胺组(P<0.05),纳米管-聚多巴胺组水接触角小于纯钛组(P<0.05)。②CCK-8检测与活/死荧光染色结果显示,纯钛组、纳米管组、纳米管-聚多巴胺组试样均具有良好的生物相容性,无明显细胞毒性。扫描电镜检测显示,相较于纯钛组、纳米管组,纳米管-聚多巴胺促进了大鼠骨髓间充质干细胞的伸展和细胞间黏附。③碱性磷酸酶染色结果显示,纳米管-聚多巴胺组碱性磷酸酶活性高于纯钛组、纳米管组(P<0.05)。茜素红S染色结果显示,纳米管-聚多巴胺组细胞外基质矿化水平强于纯钛组、纳米管组(P<0.05)。结果表明,纯钛表面二氧化钛纳米管-聚多巴胺复合涂层修饰钛可有效促进骨髓间充质干细胞的成骨分化。
关键词: 钛 ；表面改性 ；聚多巴胺 ；二氧化钛 ；纳米管 ；骨髓间充质干细胞 ；成骨分化 ；生物相容性
摘要： 背景:颞下颌关节骨关节炎的传统治疗对疾病进展调控能力有限,难以逆转炎症驱动的骨-软骨破坏及结构性损伤。水凝胶生物支架通过多尺度仿生设计实现机械性能与生物活性的精准匹配,可时序调控组织分化,促进界面整合修复,为突破颞下颌关节骨关节炎的治疗瓶颈提供重要依据。目的:探讨生物支架在颞下颌关节骨及软骨修复中应用的最新动态,并讨论这些支架的应用前景与不足。方法:检索中国知网、Web of Science和PubMed数据库中截至2025年1月的所有文献,中文检索词为“TMJ,TMD,颞下颌关节,颞下颌关节疾病,水凝胶,支架,骨修复,软骨修复”,英文检索词为“TMJ,TMD,temporomandibular joint,temporomandibular disease,scaffold,hydrogels,bonerepair,cartilagerepair”,按照纳入及排除标准进行筛选,最终筛选出73篇文献进行综述。结果与结论:对于颞下颌关节骨关节炎,当前临床应用以天然支架和脱细胞基质支架为主流,但它们的成分复杂性和批次差异性限制了精准调控;合成高分子支架与3D打印支架在尺度结构可控性和个性化上展现出显著优势。通过负载细胞、药物或外泌体,可进一步提升支架的骨诱导及软骨促成能力,不仅突破传统支架的被动支撑局限,更推动其向智能响应型组织再生平台演进。
关键词: 水凝胶 ；支架 ；组织工程 ；颞下颌关节 ；颞下颌关节紊乱 ；软骨修复 ；骨修复 ；生物材料
摘要： 背景:壳聚糖水凝胶凭借高度适配口腔环境的多重生物学特性,成为构建理想口腔药物递送系统的重要基础材料。目的:综述壳聚糖水凝胶载药系统在口腔溃疡治疗中的研究进展。方法:应用计算机在PubMed数据库和中国知网中检索各数据库建库至2024年9月发表的相关文献,英文检索词为“Oral ulcer,Oral mucosal injury,Drug delivery system,Stimulus response,Chitosan hydrogel,Drug deliver system,Healing mechanism”,中文检索词为“口腔溃疡,口腔黏膜损伤,药物递送系统,刺激响应,壳聚糖水凝胶,载药系统,愈合机制”,最终纳入66篇文献进行综述。结果与结论:壳聚糖水凝胶因优异的生物相容性、生物可降解性和高黏附性被广泛应用于药物递送系统,特别是在口腔溃疡治疗中展现出广阔前景。壳聚糖具有良好的成膜性和缓释能力,能有效保护药物活性成分,延长药效时间,提升局部治疗效率。同时,壳聚糖具备抗菌、促组织再生等生物活性,能够直接参与溃疡部位的修复过程,减轻炎症反应,缩短愈合周期。通过与其他天然高分子或功能因子的复合,壳聚糖水凝胶的性能可进一步提升,增强水凝胶在复杂口腔环境中的适应性与稳定性。未来研究可聚焦于壳聚糖水凝胶临床疗效的深入验证、个性化给药方式的优化及智能响应型载药系统的构建,从而提高治疗精准性与患者依从性,为难治性口腔溃疡的治疗提供更安全、有效的解决方案。
关键词: 口腔溃疡 ；载药系统 ；壳聚糖 ；壳聚糖水凝胶 ；敷料 ；刺激响应 ；组织修复 ；愈合机制 ；生物材料
摘要： 背景:由于体内雌激素水平下降,绝经后女性罹患牙槽骨骨质疏松症的风险显著攀升。雷洛昔芬作为一种潜在的治疗手段,初步发现对牙槽骨骨质疏松具有积极影响。目的:探讨雷洛昔芬对去卵巢大鼠牙槽骨吸收的影响。方法:将45只雌性SD大鼠随机分为3组:假手术组、模型组以及雷洛昔芬组,后2组采用卵巢摘除造模,雷洛昔芬组大鼠术后腹腔注射10μL盐酸雷洛昔芬(5 mg/kg),在首次给药后2周重复注射1次,共计注射2次。术后2个月,采用Micro-CT扫描大鼠磨牙及牙槽骨,分析骨微结构参数:骨矿化密度、骨体积分数、骨小梁厚度、骨小梁数量以及骨小梁间隙,然后大鼠牙槽骨进行苏木精-伊红染色、骨钙素免疫组织化学染色以及抗酒石酸酸性磷酸酶染色。结果与结论:①与模型组相比,雷洛昔芬组大鼠牙槽骨骨密度呈现上升趋势(P<0.05),雷洛昔芬组骨体积分数和骨小梁厚度均显著升高(P<0.05),骨小梁间隙和骨小梁数量均显著降低(P<0.05);②苏木精-伊红染色显示,与模型组相比,雷洛昔芬组大鼠牙槽骨结构得到显著改善,新骨形成区域明显增多(P<0.05);③免疫组织化学染色显示,与模型组相比,雷洛昔芬组骨钙素阳性细胞数量显著增加(P<0.05),染色强度也明显增强;④抗酒石酸酸性磷酸酶染色显示,与模型组相比,雷洛昔芬组破骨细胞活性减弱,骨质流失减少。结果表明:雷洛昔芬能够显著抑制去势大鼠牙槽骨骨吸收,防止牙槽骨结构破坏,从而有效延缓牙槽骨骨质疏松的进展。
关键词: 绝经后骨质疏松症 ；雷洛昔芬 ；牙槽骨骨质疏松 ；雌激素 ；选择性雌激素受体调节剂
摘要： 为实现高效降解盐酸四环素(TCH),我们采用水热法与煅烧法结合制备了Bi_(9)O_(13.5)Cl_(2)-N/g-C_(3)N_(4)复合材料,通过形貌调控、元素掺杂及晶面调控提高其光催化性能.该催化剂在525 nm波长下具备可见光吸收能力,在没有外部影响(pH=5)的情况下,对10 mg/L的TCH降解率达到90.8%,是g-C_(3)N_(4)的1.57倍.同等质量的Bi_(9)O_(13.5)Cl_(2)-N/g-C_(3)N_(4)复合材料在相同环境下,降解时间比g-C_(3)N_(4)缩短一倍.通过对比实验、自由基捕获实验及LC-MS实验分析,研究了TCH的降解路径及光催化机理.Bi_(9)O_(13.5)Cl_(2)-N/g-C_(3)N_(4)复合材料具有优异的光催化降解TCH的性能,能带结构的调节使得光生载流子转移距离缩短,增大的比表面积增加了TCH与催化剂之间的碰撞,并且对环境适应能力强.
关键词: 盐酸四环素 ；光催化 ；结构调控
摘要： 脉冲地震动对建筑结构的安全性和稳定性有很大影响,然而现有的天然脉冲地震动记录较少,在地震动输入时需要人造脉冲地震动进行补充。首先基于小波包变换原理对地震动信号进行多尺度分解,提取出包含显著脉冲成分的子信号进行分析计算,得到6个小波包参数,并建立这6个小波包参数的预测方程。然后,利用建立的预测方程得到小波包参数,构建小波包系数矩阵,生成具有脉冲特性的合成地震动,并且将合成的地震动波形与实际地震动波形在波形形态、频谱分析、统计参数等方面做对比。结果表明:两者在多个方面均表现出高度的相似性和一致性,验证了基于小波包变换的脉冲地震动合成模型的有效性和可靠性。
关键词: 小波包变换 ；脉冲地震动 ；地震动合成 ；脉冲特征 ；结构抗震设计
摘要： 基于黑岱沟露天煤矿地震监测台网和内蒙古地震台网记录的地震、抛掷爆破、松动爆破和车辆振动共190次事件资料,从发震时刻、振幅比、时频特征、P波与S波最大振幅比(Pm/Sm)等方面,开展天然地震和非天然地震事件的识别与分析。结果表明:天然地震事件发生的时间具有很大的随机性,抛掷爆破、松动爆破和车辆振动事件的发震时间有一定的规律性。天然地震和非天然地震的时频空间分布具有相对独立、且界限分明的特征。Pm/Sm是识别矿区事件类型的较有效的判据,Pm/Sm均值方面,抛掷爆破>松动爆破>天然地震。
关键词: 黑岱沟露天煤矿 ；天然地震 ；非天然地震 ；波形特征 ；时频特征
摘要： 背景:研究提示紫堇灵具有抗食管鳞状细胞癌、三阴性乳腺癌等肿瘤药理活性;然而,在治疗急性髓系白血病中的药理作用及其分子机制尚未被系统研究。目的:探讨紫堇灵对急性髓系白血病的治疗作用及潜在分子机制。方法:体外培养人急性髓系白血病细胞株Kasumi-1与MOLM-13,分别加入不同浓度(4,6,8μmol/L)紫堇灵处理,同时以二甲基亚砜作为对照,培养24,48,72 h,使用CCK-8法检测细胞活力,流式细胞术评估紫堇灵的药理活性。利用网络药理学预测紫堇灵抗急性髓系白血病的靶点基因;通过GO与KEGG分析揭示其潜在机制;构建蛋白质相互作用网络并结合临床相关性分析筛选核心靶点;使用分子对接与分子动力学模拟评估其与核心靶点的结合能力;qRT-PCR与Western blot验证其分子机制。结果与结论:①紫堇灵可抑制急性髓系白血病细胞增殖,诱导其凋亡,并引发G2/M期细胞周期阻滞。②网络药理学筛选出紫堇灵与急性髓系白血病相关的交集靶点基因102个。③GO和KEGG分析表明,紫堇灵通过调节蛋白磷酸化、诱导细胞凋亡及靶向磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B信号通路等机制治疗急性髓系白血病。④蛋白质相互作用网络与临床相关性分析筛选出视黄酸受体β、过氧化物合酶2、鼠双微体基因2和丝裂原激活蛋白激酶14为核心靶点,分子对接与分子动力学模拟显示紫堇灵与这些核心靶点具有强相互作用。⑤qRT-PCR和Western blot结果显示,紫堇灵通过抑制磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B通路激活及促进鼠双微体基因2蛋白降解激活p53转录功能来发挥抗急性髓系白血病作用。⑥此项研究揭示了紫堇灵在体外抗急性髓系白血病中的药理学作用及潜在机制,为天然化合物在急性髓系白血病中的应用提供更多理论依据。
关键词: 紫堇灵 ；急性髓系白血病 ；网络药理学 ；PI3K/AKT通路 ；p53信号 ；分子对接 ；分子动力学模拟 ；细胞凋亡 ；细胞周期阻滞
摘要： 背景:研究表明,铁死亡作为一种新型的铁依赖性细胞死亡方式,在干预骨关节炎发展进程中发挥重要作用。目的:介绍铁死亡的机制,包括铁稳态失衡、脂质过氧化和抗氧化体系减弱,并总结了多种铁死亡抑制剂在骨关节炎治疗中的应用前景。方法:第一作者于2024年1月应用计算机在中国知网和PubMed数据库检索2012年1月至2025年1月发表的相关文献,以“骨关节炎,铁死亡,脂质过氧化,铁死亡抑制剂,软骨细胞,活性氧,谷胱甘肽过氧化物酶4”为中文检索词,以“osteoarthritis,ferroptosis,lipid peroxidation,ferroptosis inhibitors,chondrocytes,reactive oxygen species,glutathione peroxidase 4”为英文检索词,对最终纳入的90篇文献进行了系统性的总结和归纳。结果与结论:①铁死亡是一种铁依赖性的细胞死亡方式,其核心机制如下:铁稳态失衡,细胞内过量的铁经芬顿反应产生活性氧,致使脂质过氧化以及细胞死亡;脂质过氧化,活性氧侵袭细胞膜中的多不饱和脂肪酸,造成细胞膜降解并引发铁死亡;抗氧化体系减弱,细胞内的抗氧化系统(如Xc-系统/谷胱甘肽/谷胱甘肽过氧化物酶4、核因子E2相关因子2、丝裂原活化蛋白激酶/核因子κB等信号通路)在铁死亡过程中发挥关键作用,当抗氧化能力无法应对脂质过氧化时,细胞便会发生铁死亡。②针对铁死亡在骨关节炎中的作用,多种铁死亡抑制剂呈现出治疗潜力,铁螯合剂凭借螯合过量的铁,减少芬顿反应以及脂质过氧化,抑制软骨细胞铁死亡;抗氧化剂借助抑制脂质过氧化以及提高抗氧化能力,减轻软骨细胞损伤;天然化合物通过调节核因子E2相关因子2、丝裂原活化蛋白激酶/核因子κB等信号通路,抑制铁死亡并缓解骨关节炎进展;此外,酰基辅酶A合成酶长链家族成员4抑制剂通过抑制脂质过氧化和纠正铁代谢紊乱,发挥软骨保护作用。③虽然铁死亡抑制剂在骨关节炎治疗方面呈现出广阔前景,不过当前多数研究仍处于细胞和动物实验阶段,缺少大规模临床试验来验证其安全性与有效性。未来研究应剖析铁死亡的具体机制,并推动铁死亡抑制剂的临床应用,为骨关节炎治疗提供新策略。
关键词: 骨关节炎 ；铁死亡 ；脂质过氧化 ；铁死亡抑制剂 ；软骨细胞 ；活性氧 ；谷胱甘肽过氧化物酶4
摘要： 背景:近年来,天然多酚改性水凝胶在改善骨再生免疫微环境中展现了巨大的应用前景。目的:总结不同类型天然多酚改性水凝胶骨修复材料的构建策略及调控骨再生免疫微环境的效果、作用机制和促进骨再生的修复作用。方法:检索PubMed、ScienceDirect、中国知网和万方数据库建库至2024年发表的文献,中文检索词为“天然多酚,单宁酸,绿原酸,槲皮素,白藜芦醇,姜黄素,迷迭香酸,表没食子儿茶素没食子酸酯,没食子酸,原花青素,骨,水凝胶”,英文检索词为“natural polyphenol,tannic acid,chlorogenic acid,quercetin,resveratrol,curcumin,rosmarinic acid,epigallocatechin gallate,gallic acid,proanthocyanidin,bone,hydrogel”。通过阅读文献进行初筛,排除重复及内容不相关的文献,最终纳入61篇文献进行综述。结果与结论:天然多酚具有促成骨、抗菌、抗炎及抗氧化等特性,可有效改善骨再生的免疫微环境,但溶解性问题导致其生物利用度较差。将天然多酚引入水凝胶可以改善天然多酚的生物利用度。天然多酚在骨修复材料中常见的反应/相互作用引入模式有氢键、金属-多酚网络、共价相互作用(酯化、醚化、酰胺化)、多酚-硼酸盐络合及泊洛沙姆胶束、介孔粒子、纳米粒子等。天然多酚可以赋予水凝胶材料抗炎、抗氧化、抗菌和促成骨等性能,调控骨再生免疫微环境、促进骨修复,但由于天然多酚的多样性,对于天然多酚的作用机制以及复合材料多酚的选择还有待进一步研究。
关键词: 天然多酚 ；水凝胶 ；骨缺损 ；骨修复 ；骨再生 ；免疫微环境 ；活性氧 ；多酚 ；骨 ；工程化骨材料
摘要： 背景:临床上对于皮肤损伤修复常用的自体及异体皮肤移植效果都不甚理想。近年来组织工程的发展为皮肤修复带来了新的希望,然而在皮肤组织工程中血管的再生一直是一个难题。猪小肠黏膜下层和骨髓间充质干细胞是当前广泛用于组织工程研究的天然细胞外基质类支架材料和种子细胞,趋化因子受体7是一种可以促发新生血管生成的细胞因子。目的:观察趋化因子受体7-骨髓间充质干细胞-猪小肠黏膜下层膜对大鼠背部皮肤损伤的修复效果及血管再生能力。方法:①过表达趋化因子受体7腺病毒载体转染骨髓间充质干细胞,Western blot及RT-qPCR方法评价转染效果;②将过表达趋化因子受体7的骨髓间充质干细胞与猪小肠黏膜下层复合培养,通过扫描电镜观察及活死细胞染色验证细胞相容性;③12只SD大鼠构建皮肤缺损动物模型,分别将趋化因子受体7-骨髓间充质干细胞-猪小肠黏膜下层(实验组)和猪小肠黏膜下层(对照组)置于大鼠皮肤缺损处,造模后1,3,7,14 d观察创面愈合情况,造模后7,14 d采用Western blot检测创面愈合组织中血管内皮生长因子蛋白表达,免疫组化染色检测创面组织CD31及增殖细胞核抗原蛋白表达。结果与结论:①通过腺病毒介导成功构建过表达趋化因子受体7的骨髓间充质干细胞,趋化因子受体7转染组细胞内趋化因子受体7的蛋白、mRNA表达均较对照组和空载组明显上调(P<0.001);②扫描电镜观察及活死细胞染色实验结果显示过表达趋化因子受体7的骨髓间充质干细胞在猪小肠黏膜下层膜表面生长良好,二者具有良好的相容性;③与对照组相比,实验组创面面积明显缩小(P<0.05),实验组创面愈合组织中血管内皮生长因子、CD31、增殖细胞核抗原的蛋白表达高于对照组(P<0.05),表明趋化因子受体7-骨髓间充质干细胞-猪小肠黏膜下层膜的促创面血管生成能力较强。
关键词: 趋化因子受体7 ；骨髓间充质干细胞 ；腺病毒 ；猪小肠黏膜下层 ；皮肤修复 ；血管生成
摘要： 背景:水凝胶材料因优异的高水合性、生物相容性、自愈合能力和可调性,在运动损伤修复、运动监测和柔性电子设备等方面展现出独特的应用前景。目的:综述水凝胶的基本特性与分类以及在运动损伤中的应用现状。方法:检索PubMed、中国知网、万方数据库及维普数据库,英文检索词为“Hydrogel materials,Athletic sports,Flexible sensors,Wearable devices,Sports injuries,Sports performance”,中文检索词为“水凝胶材料,竞技体育,柔性传感器,可穿戴设备,运动损伤,运动表现”。结果与结论:水凝胶根据交联方式可分为物理交联水凝胶和化学交联水凝胶,根据来源可分为天然水凝胶和合成水凝胶,根据响应特性可分为传统水凝胶和智能水凝胶。自愈水凝胶具有良好的自修复能力,能够在运动损伤发生后自动修复,减少二次损伤,提升治疗效果。智能水凝胶能够根据外部刺激改变其性能,适应不同的使用需求,在运动监测和辅助治疗中表现出较好的应用前景。水凝胶在柔性电子设备中的应用,为实时数据采集和运动员的健康监控提供了新的技术路径。尽管如此,当前水凝胶在运动损伤领域的应用仍面临一些技术难题,例如材料的力学性能、耐久性及大规模生产等问题。随着技术的不断进步和创新,水凝胶材料将在提升运动表现、促进运动康复、延长设备使用寿命及提高运动安全性等方面发挥越来越重要的作用。
关键词: 水凝胶材料 ；柔性传感器 ；可穿戴设备 ；运动损伤 ；运动表现
摘要： 背景:近年来研究发现外泌体在组织损伤修复领域具有巨大潜力,作为天然纳米级囊泡载体,外泌体具有低免疫原性与较好的生物相容性等优点,在细胞间通讯中发挥重要作用,基因工程化细胞通过旁分泌作用发挥组织修复功能已成为目前研究者们关注的重点。目的:总结基因转染技术在肺、肝、心脏、肾、唾液腺纤维化修复中的作用,展望工程化外泌体的未来研究方向与发展趋势。方法:在PubMed数据库中以“gene transfection,gene therapy,transfection,tissue fibrosis,mechanism of fibrosis,radiation-induced salivary gland injury,repair”为关键词进行检索,在CNKI数据库中以“基因转染,基因治疗,组织纤维化,纤维化的机制,放射性唾液腺损伤,组织修复”为关键词进行检索,通过快速浏览文章题目及摘要进行筛选,排除与主题关系不密切的文章,最终筛选出80篇文献进行综述。结果与结论:①通过基因工程化干细胞、基因工程化干细胞衍生外泌体将外源基因导入目的细胞可以发挥抗细胞凋亡、抗炎、抗纤维化等作用,在修复肺、肝、心脏、肾、唾液腺纤维化损伤疾病中发挥重要作用;②外泌体作为一种天然的纳米级细胞间通讯载体,因其优异的生物相容性、低免疫原性和高效的细胞摄取能力,逐渐成为基因治疗的新型载体;基因工程化干细胞衍生外泌体克服了传统干细胞移植过程中细胞寿命有限、细胞植入效率低以及细胞移植可能带来的免疫排斥反应和肿瘤形成风险等,具有更高的安全性和更有效的靶向递送能力;③通过基因工程、化学修饰等手段增强外泌体的靶向性,并结合基于微流控的分离技术和跨学科治疗策略进一步提高了治疗效果;但目前运用基因工程化细胞并使其通过旁分泌作用发挥组织修复作用的研究较少,且多数为体外实验研究或小动物模型研究,缺乏大动物模型和长期安全性评估数据,未来仍需加强临床转化研究进一步验证其治疗安全性和长期有效性。
关键词: 纤维化 ；肌成纤维细胞 ；基因治疗 ；基因转染 ；组织修复 ；外泌体 ；旁分泌 ；外泌体靶向修饰
摘要： 背景:许多研究将静电纺丝应用于人工硬膜替代物的研究中,设计了具有多功能的人工硬膜,不仅可以更好地模拟天然硬膜结构,还能发挥促愈合、防粘连、抗菌等生物学功能。目的:系统总结静电纺丝技术应用于人工硬膜替代物中的研究进展。方法:以“静电纺丝硬膜,硬膜替代物,人工硬膜补片”为中文检索词,以“electrospinning dura mater,dura mater substitute,artificial dura mater patch”为英文检索词,分别检索中国知网、万方数据库和PubMed数据库,文献检索时限为各数据库建库至2024年9月,通过阅读题目和摘要进行初步筛选,排除与文章相关性较低的文献,最终纳入64篇文献进行归纳总结。结果与结论:人工硬膜主要分为不可降解和可降解两大类,在修复硬膜损伤中发挥重要作用,也是目前生物组织工程研究的热点。静电纺丝技术可通过结合化学、材料学、药学等学科从结构和功能需求上进行人工硬膜替代物的设计,制备出仿生取向纤维型、不对称双层型、多层复合型等一系列新型人工硬膜,同时还赋予人工硬膜密封、防粘连、抗菌和促进神经组织修复等多种重要的生物功能,使得人工硬膜由过去传统的单纯补片转变为多功能的组织生物支架。静电纺丝为以后开发和研究更加理想的人工硬膜替代物提供了帮助,也为解决硬膜损伤修复问题带来新的思路。
关键词: 硬膜损伤 ；硬膜替代物 ；静电纺丝 ；硬膜修复 ；工程化材料
摘要： 背景:合成介孔二氧化硅可作为药物输送载体用于创面治疗,但该载体合成过程相对复杂且合成过程中需要使用有毒化学物质。目的:从硅藻中提取天然多孔二氧化硅来实现抗生素莫匹罗星的高效装载,用于感染创面的治疗。方法:①通过高温烧结法分别从菱形藻、直链藻与双眉藻中提取硅藻壳(天然多孔二氧化硅),表征3种硅藻壳的形貌、尺寸、孔结构与生物相容性。将合成介孔二氧化硅与3种硅藻壳分别浸泡于莫匹罗星溶液中制备载药系统,检测载药量、包封率与体外药物释放行为,根据载药量和包封率筛选合适的硅藻壳进行后续实验。通过抑菌圈实验与体外药物释放行为中收集的含有莫匹罗星上清液检测直链藻壳对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抑制效果。②取12只SD大鼠,在每只大鼠背部制作2个直径1.0 cm的圆形全厚皮肤创面,并将金黄色葡萄球菌菌液滴加至创面。菌液滴加24 h后随机分4组干预:空白组(n=3)创面不进行任何干预,莫匹罗星组(n=3)创面滴加莫匹罗星溶液,直链藻壳组(n=3)创面滴加直链硅藻壳溶液,载药直链藻壳组(n=3)创面滴加负载莫匹罗星的直链硅藻壳溶液,观察创面愈合情况。干预后第6,24小时,通过琼脂平板涂布实验检测抗菌效应。干预后第9天取创面边缘组织,通过苏木精-伊红染色与Masson染色进行组织学观察。结果与结论:①不同硅藻壳具有不同的壳状结构,展示出了天然硅藻壳精致的微纳米结构,≤25μg/mL的菱形藻壳、直链藻壳、双眉藻壳对人脐静脉内皮细胞与L929细胞均无明显的细胞毒性,展现出与人工合成介孔二氧化硅相当甚至更优的药物装载效率,其中直链藻壳的载药量和包封率高于菱形藻壳、双眉藻壳,可用于后续载药。4种材料均具有良好的体外药物释放性能,其中莫匹罗星在直链藻壳中具有更高的累计释放量及释放率。载药直链藻壳可显著抑制金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的生长与繁殖,在体外药物释放1周后仍展现较强的抗菌活性。②干预后第24小时,载药硅藻壳组创面菌落数量少于其他3组(P<0.05)。相较于直链藻壳、莫匹罗星,载药硅藻壳加快了创面愈合速度,至干预后第9天创面愈合率已超过95%。苏木精-伊红染色与Masson染色显示,相较于空白组、直链藻壳组,莫匹罗星组和载药直链藻壳组炎性细胞浸润少、创面长度短、胶原沉积多。结果表明,硅藻壳负载莫匹罗星能够显著加快创面愈合。
关键词: 感染创面 ；多孔二氧化硅 ；金黄色葡萄球菌 ；硅藻壳 ；莫匹罗星 ；高效装载 ；长效释放
摘要： 背景:脂肪干细胞分泌的外泌体是直径30-150 nm的膜性囊泡,内含蛋白质、非编码RNA(miRNA、长链非编码RNA)及脂质等生物活性分子。近年来研究发现,脂肪干细胞外泌体通过介导细胞间通讯,在组织修复、免疫调节及血管生成等病理生理过程中发挥关键作用。然而,外泌体在循环系统中易被快速清除的特性限制了其临床应用,通过开发新型负载技术优化外泌体递送系统,成为提升外泌体治疗效能的重要策略。目的:综述脂肪干细胞源性外泌体不同负载递送系统的研究进展。方法:检索中国知网、PubMed数据库收录的相关文献,检索时限为数据库建库至2025年。中文检索词为“脂肪干细胞,外泌体,递送系统,水凝胶,金属有机框架,人工合成高分子聚合物支架”,英文检索词为“adipose derived stem cells,exosomes,delivery system,hydrogel,metal-organic framework,synthetic polymer scaffolds”,最终选择了50篇文献进行归纳与总结。结果与结论:通过水凝胶、金属有机框架及人工合成高分子聚合物支架等负载材料,显著提升了脂肪干细胞外泌体的稳定性、靶向性及治疗效能。天然水凝胶的生物相容性与智能水凝胶的环境响应性相结合,实现了外泌体的可控缓释与精准递送;金属有机框架的多孔结构与外泌体的协同作用,在骨再生和抗炎领域展现出独特优势;而人工合成高分子聚合物支架的功能化设计则为复杂组织修复提供了仿生微环境,但目前研究仍局限于细胞及动物实验阶段,还需更多实验来证实其安全性及有效性。未来研究需进一步优化材料的生物相容性与负载效率,探索多模态递送系统的协同效应,并加强长期安全性评估,以推动脂肪干细胞外泌体负载技术从实验室向临床的跨越,为再生医学和个性化治疗提供新范式。
关键词: 脂肪干细胞 ；外泌体 ；递送系统 ；水凝胶 ；金属有机框架 ；人工合成高分子聚合物支架
摘要： 背景:相较于2D培养技术,3D培养技术能够更准确地模拟细胞自然生长的体内环境,成为基础科学研究和转化医学领域的关键焦点。目的:通过3D培养技术构建预血管化的成骨类器官。方法:从同一人体脂肪组织中分别分离提取血管基质成分、脂肪间充质干细胞,通过流式细胞学鉴定细胞组分。将血管基质成分、脂肪间充质干细胞分别接种于96孔U型板内,培养3 d后血管基质成分自组装成型、脂肪间充质干细胞成球,培养第14天,通过苏木精-伊红染色与细胞骨架染色观察球体内部结构和细胞形态;培养0,7,14,21 d,Presto Blue实验检测细胞活性;培养3 d后分别进行成骨、成软骨与成脂诱导分化,诱导14 d后,茜素红染色观察成骨分化,阿利新蓝染色观察成软骨分化,油红O染色观察成脂分化,免疫荧光染色共定位成骨诱导后CD31(内皮细胞标志物)、RUNX2(早期成骨标志物)、CD44(间充质干细胞标志物)、Ⅰ型胶原(晚期成骨标志物)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ(成脂标志物)的表达,qRT-PCR检测成骨诱导后RUNX2、骨桥蛋白、Ⅰ型胶原、Sp7转录因子、CD31和血管内皮生长因子mRNA表达。结果与结论:①流式细胞分析表明,血管基质成分包含脂肪间充质干细胞和内皮细胞等多种细胞类型,脂肪间充质干细胞球主要由脂肪间充质干细胞构成;②苏木精-伊红染色及细胞骨架染色显示,相对于脂肪间充质干细胞球,血管基质成分类器官结构更贴近天然组织,细胞排列有序,细胞外基质更丰富;细胞活性测试显示,脂肪间充质干细胞球培养7 d的细胞活性高于血管基质成分类器官(P<0.05),培养21 d的细胞活性低于血管基质成分类器官(P<0.05),说明血管基质成分类器官的细胞活性持续时间更长;③相较于脂肪间充质干细胞球,血管基质成分类器官具有更优的骨、软骨和脂肪形成能力;多色免疫荧光共定位显示,血管基质成分类器官中血管网络和成骨标志物表达丰富,细胞间和细胞-基质相互作用复杂,脂肪间充质干细胞球结构单一且缺乏内皮细胞基因表达;qRT-PCR检测结果显示,血管基质成分类器官中RUNX2、骨桥蛋白、Ⅰ型胶原、Sp7转录因子、CD31和血管内皮生长因子mRNA表达均高于脂肪间充质干细胞球(P<0.05);④结果表明,血管基质成分类器官具备复杂的生理结构和更强的血管形成和骨形成能力,以及更持久的细胞活性。
关键词: 三维培养 ；血管基质成分 ；脂肪间充质干细胞 ；内皮细胞 ；类器官 ；成骨分化 ；血管生成 ；工程化材料
摘要： 地下水作为全球战略性淡水资源,其运移机制直接影响生态系统稳定性、污染靶向修复及地热能开发等重大工程决策.然而,天然多孔介质(如含水层砂砾、裂隙岩体)普遍具有非均质拓扑结构与显著的跨尺度效应,使地下多相流动呈现出复杂的非线性行为.传统水文观测手段受限于空间分辨率,难以揭示孔隙尺度上的流动机制与相互作用过程.为突破上述瓶颈,本研究基于高分辨率CT扫描与微流控芯片技术,构建了一套非侵入式、可实现微米级分辨率的原位可视化实验平台,用于多孔介质中多相流动过程的动态观测与参数定量.实验系统测量了孔隙结构中流体饱和度分布、界面形貌演化及毛细压力变化,结果表明:(1)润湿性作为控制多相渗流行为的关键参数,其调控效应贯穿孔隙尺度的流体分布、界面形貌演化以及岩心尺度的渗流响应全过程.通过调节润湿性,可显著改变砂质多孔介质中流体的空间迁移路径与界面力学状态,进而引发流体界面结构重构与连通性变化.这些微观过程直接影响驱替效率与残余流体分布特征,最终导致相对渗透率响应特征的显著差异.(2)在不同润湿性、黏度比与流速条件下,多相流表现出多样化的流动模式及能量转化特征.润湿性、流速与黏度协同调控界面稳定性与功-能路径结构,尤其在毛细力向黏性力主导转变的临界区,外部功显著增加,界面能剧烈波动.此外,本文还评估了CT-微流控联合技术在多相渗流研究中的应用优势与技术挑战.研究成果为地下水污染修复、多相渗流效率提升等工程问题提供了关键微观机制支撑,展现了非侵入式高分辨率实验技术在环境与能源工程领域的广泛应用潜力.
关键词: 多孔介质 ；多相流 ；高分辨率成像 ；润湿性 ；相对渗透率 ；能量耗散
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