天然生物材料在组织工程化血管构建中的作用及研究进展

心血管疾病是威胁人类健康的主要疾病之一。除了通过施加药物改善血管内膜血栓的凝结状况外,利用组织工程化血管对病变血管进行修复与置换,成为临床治疗的一种新的策略。天然生物材料的组织工程化血管由于具有良好的生物相容性、可降解性、低免疫原性以及快速诱导血管新生,展现出巨大的临床应用潜能。总结了基于不同天然生物材料构建的组织工程化血管的最新研究进展,分析了其在血管再生中的作用,并探讨了目前该领域存在的问题和面临的挑战。

补阳还五汤及主要成分对大脑中动脉阻塞再灌注大鼠脑组织细胞焦亡的影响

背景:细胞焦亡是脑缺血再灌注损伤的重要病理机制,补阳还五汤是中医临床治疗缺血性脑卒中的经典方剂,细胞焦亡可能是补阳还五汤治疗脑缺血再灌注损伤的有效作用靶点。目的:观察补阳还五汤对大脑中动脉阻塞再灌注大鼠脑组织细胞焦亡的影响及作用机制。方法:将48只SD大鼠随机分为假手术组、模型组、黄芪组及补阳还五汤组。除假手术组外,其余各组均进行大脑中动脉阻塞缺血2 h再灌注72 h处理,黄芪组和补阳还五汤组大鼠均于缺血2 h再灌注后开始连续灌胃相应体积的药物至缺血再灌注72 h,早晚各1次。Zea Longa评分观察大鼠神经功能缺损情况,TTC染色观察大鼠脑梗死体积,苏木精-伊红染色观察大鼠脑组织病理损伤变化,免疫荧光观察脑组织Tunel和Cleaved Caspase-1共表达以及接头蛋白ASC表达情况,免疫组化及Western blot检测大鼠脑组织焦亡相关蛋白表达。结果与结论:①与假手术组相比,模型组大鼠神经功能缺损评分显著升高(P<0.01),与模型组相比,补阳还五汤组及黄芪组大鼠神经功能缺损评分显著下降(P<0.01);②与模型组相比,黄芪组和补阳还五汤组脑梗死体积占比下降(P<0.01);③模型组脑组织神经细胞胞核固缩深染或溶解消失,细胞排列紊乱,与模型组比较,补阳还五汤组及黄芪组脑组织病理损伤较轻;④与假手术组相比,模型组大鼠脑组织Tunel与Cleaved Caspase-1双染色阳性细胞数及ASC免疫荧光表达强度显著增加,Cleaved Caspase-1、NLRP3、白细胞介素18和白细胞介素1β焦亡蛋白表达显著升高(P<0.01);与模型组相比,补阳还五汤组及黄芪组Cleaved Caspase-1与Tunel双染色阳性细胞数、ASC免疫荧光表达强度及Cleaved Caspase-1、NLRP3、白细胞介素18、白细胞介素1β焦亡蛋白表达均明显下降(P<0.01)。结果表明,补阳还五汤及其君药黄芪可有效缓解大脑中动脉阻塞再灌注大鼠脑组织损伤,其机制可能与抑制神经细胞焦亡有关。

针刀干预后颈椎病大鼠头夹肌成纤维细胞生长因子家族及其受体的表达

背景:针刀是治疗颈椎病的有效方法,临床疗效确切,但其关键分子机制尚不明晰。目的:观察针刀干预对颈椎病大鼠头夹肌成纤维细胞生长因子家族及其受体激酶插入域蛋白受体表达的影响,分析针刀治疗颈椎病的作用机制。方法:通过检索GEO数据库,获取符合该研究的芯片数据集GSE153761,采用生物信息学方法进行靶标初筛,然后进行动物实验。选取6月龄SPF级SD大鼠24只,随机均分为4组。模型组和针刀组大鼠采用动静力失衡性颈椎病造模方法制备颈椎病大鼠模型;假手术组不切断肌肉及韧带;针刀组造模成功后采用针刀干预,每周1次,共3次;并以正常大鼠作为对照。拍摄颈椎正侧位X射线片进行模型验证;旷场实验观察大鼠行为学变化;苏木精-伊红染色观察头夹肌病理结构;荧光定量PCR法和免疫组化法分别检测头夹肌成纤维细胞生长因子家族及其受体激酶插入域蛋白受体mRNA及蛋白的表达情况。结果与结论:①生物信息学结果表明成纤维细胞生长因子家族/激酶插入域蛋白受体是激活磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B上游的重要信号轴。②造模后大鼠椎间隙变窄,椎体前后缘、关节突骨质增生。③旷场实验中,造模后大鼠总距离、平均速度降低(P<0.05),总休息时间延长(P<0.05);治疗后针刀组大鼠总距离、平均速度大于模型组(P<0.05),总休息时间短于模型组(P<0.05)。④头夹肌病理提示颈肌受损,而针刀可改善颈肌劳损。⑤与正常组比较,模型组大鼠头夹肌成纤维细胞生长因子7、成纤维细胞生长因子9、成纤维细胞生长因子10、成纤维细胞生长因子18和激酶插入域蛋白受体mRNA及蛋白表达均升高(P<0.05);与模型组比较,针刀组以上指标均降低(P<0.05)。⑥结果说明,针刀可能通过调节成纤维细胞生长因子7、成纤维细胞生长因子9、成纤维细胞生长因子10、成纤维细胞生长因子18及其受体激酶插入域蛋白受体的表达,修复劳损颈肌,从而改善椎间盘退变,这可能是针刀治疗颈椎病的关键靶点。

免疫细胞介导不同脂质与膝骨关节炎的相关性:欧洲个体全基因组关联分析

背景:观察性研究发现脂质与免疫细胞对于骨关节炎进展具有双重影响,但其具体作用机制尚不清楚。目的:探究脂质与膝骨关节炎的因果关系是否受免疫细胞调控。方法:179种脂质来源于Linda Ottensman数据库,从Open GWAS上获取到了731种免疫细胞相关的单核苷酸多态性作为工具变量,膝骨关节炎的全基因组关联研究数据来自于骨关节炎遗传学联盟。首先采用双样本孟德尔随机化方法从遗传学角度分别探讨脂质与膝骨关节炎、免疫细胞与膝骨关节炎、脂质与免疫细胞的因果关系。另外采用贝叶斯加权孟德尔随机化验证脂质与膝骨关节炎的因果关系,反向孟德尔随机化和Steiger方向性检验评估正向关系。随后进行敏感性分析,包括Cochran’s Q检验消除异质性,MR-PRESSO全局检验和MR-Egger截距排除水平多效性,留一法评估单个单核苷酸多态性驱动因素对随机估计的影响。最后,通过两步孟德尔随机化方法确定特定免疫细胞性状在脂质与膝骨关节炎因果关系中的中介效应。结果与结论:①逆方差加权法和贝叶斯加权算法共同确定8种与膝骨关节炎存在因果关系的脂质种类;②Cochran’s Q、MR-PRESSO和MR-Egger截距结果均无统计学意义(P<0.05);③同时共计算得出了3组中介关系,介导比例最低为11.85%,最高为45.48%;④提示免疫细胞水平在脂质与膝骨关节炎的调节进程中发挥潜在作用,这一发现能为深入探索膝骨关节炎的作用机制提供新的视角。

α7烟碱型乙酰胆碱受体与阿尔茨海默病的关系

背景:α7烟碱型乙酰胆碱受体在大脑皮质和海马高度表达,并在阿尔茨海默病的病理发展过程中起重要调控作用,是阿尔茨海默病治疗的潜在靶点。目的:总结α7烟碱型乙酰胆碱受体和阿尔茨海默病的密切关系和相互作用机制。方法:检索中国知网、PubMed数据库中相关文献,中文检索词为“α7烟碱型乙酰胆碱受体,阿尔茨海默病,β-淀粉样蛋白,激动剂,正变构调节剂,拮抗剂”;英文检索词为“alpha 7 nicotinic acetylcholine receptor,Alzheimer’s disease,beta amyloid protein,agonist,positive allosteric modulator,antagonist”,文献检索时限为各数据库建库至2024年7月,依据入选标准对检索结果进行录用或排除,最终纳入符合标准的83篇文献进行综述。结果与结论:α7烟碱型乙酰胆碱受体通过与β-淀粉样蛋白的相互作用减轻β-淀粉样蛋白的神经毒性,如促进阿尔茨海默病的突触可塑性和胆碱能突触的快速传递、减轻β-淀粉样蛋白诱导的神经中枢炎症反应、抵抗神经细胞凋亡,从而对阿尔茨海默病患者的脑具有保护作用等。α7烟碱型乙酰胆碱受体作为阿尔茨海默病治疗靶标具有很大的潜能,但是又存在一系列问题有待解决,比如α7烟碱型乙酰胆碱受体的脱敏性、适度活性稳定性及基因多态性等问题。筛选高特异、安全性和以α7烟碱型乙酰胆碱受体为核心的多靶点结合作用的药物,将成为未来阿尔茨海默病治疗研究的一个方向。

蒜氨酸靶向调控表皮生长因子受体和犬尿氨酸酶治疗类风湿性关节炎的分子机制

背景:蒜氨酸作为大蒜中的主要活性成分具有抗炎和抗氧化作用,但蒜氨酸改善类风湿性关节炎的作用和机制仍不清楚。目的:利用基因表达数据分析类风湿性关节炎的差异表达基因,探讨蒜氨酸在类风湿性关节炎中的调控作用。方法:从GSE45291和GSE93777数据集中收集类风湿性关节炎的基因表达数据,进行差异表达分析。对两套数据中的共同差异表达基因进行共表达网络分析,识别与类风湿性关节炎相关性最高的模块基因,进行功能富集分析。通过SwissTargetPrediction数据库预测蒜氨酸的靶向调控基因,并与差异表达基因行交集分析,计算差异表达靶基因的受试者工作特征曲线下面积。将人永生化类风湿性关节炎滑膜成纤维细胞接种于孔板内培养24 h后分5组处理:对照组不进行任何处理,阳性药组加入甲氨蝶呤,蒜氨酸低、中、高质量浓度组分别加入20,80,160μg/mL的蒜氨酸,处理48 h后,CCK-8法检测细胞活性,TUNEL法检测细胞凋亡,ELISA法检测氧化应激和炎症因子水平,JC-1法检测线粒体膜电位变化,RT-qPCR和Western Blot检测靶基因及相关信号通路的表达。结果与结论:(1)在GSE45291和GSE93777数据集中共鉴定出6 487个共同的差异表达基因,并获得了12个共表达模块,magenta模块与类风湿性关节炎的相关性最高,模块基因主要富集于磷酯酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)信号通路。(2)通过数据库预测发现7个差异表达基因被蒜氨酸靶向调控,其中表皮生长因子受体在GSE45291数据集中的受试者工作特征曲线下面积值最大,犬尿氨酸酶在GSE93777数据集中的受试者工作特征曲线下面积值最大。(3)与对照组比较,其他4组类风湿性关节炎滑膜成纤维细胞活性降低,细胞凋亡数量增加,活性氧、丙二醛、白细胞介素6、白细胞介素1β水平均降低,线粒体膜电位均升高,表皮生长因子受体、犬尿氨酸酶、线粒体动力相关蛋白1mRNA与蛋白表达均降低,线粒体融合蛋白2 mRNA与蛋白表达均升高,p-AKT、p-PI3K蛋白表达均升高。(4)结果表明,蒜氨酸通过调控表皮生长因子受体和犬尿氨酸酶等靶基因发挥潜在的类风湿性关节炎治疗作用。

糖尿病肾病模型:动物模型、二维细胞模拟及三维类器官模型

背景:近几年来,人类多能干细胞衍生的肾类器官及糖尿病肾病啮齿动物模型取得了一定的进展。然而,由于糖尿病肾病发病受环境因素及遗传因素共同作用,发病机制复杂,并且对于此类患者的临床治疗方法需要因人而异。因此,需要开发更灵活和综合的方法,从而发现强有力的临床前证据,以支持对糖尿病肾病患者进行更有针对性的干预。目的:从动物模型、二维细胞培养模拟及三维类器官模型等方面综述了糖尿病肾病模型的研究进展,为进一步的研究提供线索和思路。方法:以“糖尿病,糖尿病肾病,糖尿病肾病模型,糖尿病肾病动物模型,类器官,肾脏类器官,糖尿病肾病细胞模型,糖尿病肾病病证结合动物模型”为中文检索词,“Diabetes,diabetic nephropathy,diabetic kidney diseases,diabetic nephropathy models,diabetic nephropathy animal models,organoids,diabetic and organoids,diabetic and kidney organoids,kidney organoids,diabetic nephropathy cell models,diabetic nephropathy syndrome combined animal models”为英文检索词,检索中国知网及PubMed数据库,最终纳入101篇文献进行综述分析。结果与结论:糖尿病肾病体内模型和体外模型是深入研究糖尿病肾病发病机制的有力工具。动物模型可以观察到多系统之间的相互作用;二维细胞培养操作简便且成本较低;新兴的肾类器官填补了二维和整体水平之间的空白,无种属差异且一定程度模拟了人肾脏的复杂性。随着类器官技术的不断发展,肾类器官有望为探索糖尿病肾病的发病机制、病理生理过程和药物筛选提供一个新的视角。

脑缺血再灌注损伤中内质网应激-自噬的作用及中药调控机制

背景:研究表明内质网应激引起的缺血半暗带区神经细胞自噬是脑缺血再灌注损伤的关键环节,内质网跨膜蛋白PERK、IRE1α、ATF6与GRP78/BIP解离激活后介导的细胞自噬对神经元的转归起着重要作用。而中药可通过调控内质网应激-自噬,减少神经元损伤或死亡,发挥脑保护作用。目的:探讨内质网应激-自噬在脑缺血再灌注损伤中的作用及中药调控机制研究进展。方法:以“脑缺血再灌注损伤,脑损伤,缺血性中风,内质网应激、自噬,中药,复方,信号通路,皂苷,多酚,生物碱”为中文检索词,以“cerebral ischemia-reperfusion injury,ischemic stroke,brain injury,endoplasmic reticulum stress,autophagy,traditional Chinese medicine,compounds,signaling pathways,saponins,polyphenols,alkaloids”为英文检索词,检索2015年1月至2024年5月中国知网以及PubMed数据库中有关内质网应激、自噬与脑缺血再灌注损伤及中药调控机制的文献,排除与研究内容不相符、过时及重复的文献。共检索出1197篇相关文献,最终纳入71篇文献进行综述分析。结果与结论:①大量研究结果表明,内质网应激-自噬与脑缺血再灌注损伤密切相关;②中药单体有效成分及复方可通过调控PERK-eIF2α-ATF4、IRE1α-ASK1-JNK、IRE1α-XBP等信号通路调节内质网应激-自噬相关蛋白表达,减轻神经细胞损伤,发挥脑保护作用。

程序性细胞死亡受体1影响高糖条件下成骨细胞分化的机制

背景:程序性细胞死亡受体1属于免疫球蛋白基因超家族,可以调控成骨细胞分化、影响骨稳态,然而其在糖尿病性骨质疏松中的调控作用及机制尚不明确。目的:探讨程序性细胞死亡受体1对高糖环境下大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的调控作用及机制。方法:①动物实验:采用随机数字法将12只SD大鼠随机分为对照组(n=6)与模型组(n=6),对照组常规喂养,模型组腹腔注射链脲佐菌素建立1型糖尿病模型,高脂饲料喂养8周建立1型糖尿病性骨质疏松模型。喂养8周后,取2组大鼠股骨,分别进行苏木精-伊红染色、micro-CT检测与程序性细胞死亡受体1、程序性细胞死亡配体1 mNRA表达。②细胞实验:将第3代大鼠骨髓间充质干细胞随机分4组处理:正常对照组、高糖模型组加入低糖培养基,PD-1沉默组转染程序性细胞死亡受体1 siRNA,PD-1沉默空载组转染siRNA-NC。转染48 h后,正常对照组更换为新的低糖培养基,高糖模型组、PD-1沉默组、PD-1沉默空载组更换为高糖培养基,培养48 h后进行成骨诱导培养。成骨诱导21 d后,分别进行茜素红染色、qRT-PCR(程序性细胞死亡受体1、RUNX2 mRNA表达)与Western blot(β-catenin、GSK-3β、p-GSK-3β与Axin2蛋白表达)检测。结果与结论:①动物实验:苏木精-伊红染色与micro-CT检测结果显示,模型组大鼠1型糖尿病骨质疏松造模成功。qRT-PCR检测结果显示,模型组程序性细胞死亡受体1、程序性细胞死亡配体1 mRNA表达均高于对照组(P<0.05)。②细胞实验:茜素红染色结果显示,高糖模型组、PD-1沉默空载组矿化结节形成能力低于对照组、PD-1沉默组。与正常对照组比较,高糖模型组、PD-1沉默空载组程序性细胞死亡受体1 mRNA表达及GSK3β、Axin2蛋白表达均升高(P<0.05),RUNX2 mRNA表达及p-GSK3β、β-catenin蛋白表达均降低(P<0.05);与高糖模型组、PD-1沉默空载组比较,PD-1沉默组程序性细胞死亡受体1 mRNA表达及GSK3β、Axin2蛋白表达均降低(P<0.05),RUNX2 mRNA表达及p-GSK3β、β-catenin蛋白表达均升高(P<0.05)。③结果表明:沉默程序性细胞死亡受体1表达可通过激活Wnt/β-catenin信号通路促进高糖条件下大鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化。

针刀治疗膝骨关节炎大鼠的转录组测序及实验验证

背景:针刀治疗膝骨关节炎临床疗效确切,但针刀干预膝骨关节炎在转录组水平上的调节机制仍未明确。目的:通过针刀干预骨关节炎大鼠,对软骨样本进行转录组测序和生物信息学分析并加以验证,揭示针刀干预骨关节炎大鼠的作用机制。方法:采用随机数字表法将48只SD大鼠随机分为针刀组、模型组和假手术组,每组16只。针刀组、模型组采用内侧半月板失稳术建立骨关节炎模型,造模6周后针刀组大鼠每周进行1次针刀治疗,共治疗4周。治疗4周后,对各组大鼠膝关节进行Micro CT扫描,对关节软骨进行苏木精-伊红染色、番红O-固绿染色及Mankin评分,采用Elisa法检测血清炎症因子水平,对软骨样本进行转录组测序,采用R软件进行差异基因生物信息学分析,采用蛋白互作网络和Cytoscape软件筛选核心靶点并进行RT-qPCR验证。结果与结论:①相较于假手术组,模型组大鼠关节软骨表面粗糙不平、关节间隙狭窄,关节表层结构破坏,Mankin评分升高,血清白细胞介素6、肿瘤坏死因子α、基质金属蛋白酶13水平显著上升(P<0.05);与模型组相比,针刀组大鼠关节软骨表面较为光滑,关节间隙增宽,关节表面轻微不规则,Mankin评分降低,血清白细胞介素6、肿瘤坏死因子α、基质金属蛋白酶13水平显著降低(P<0.05)。②基因本体论及京都基因组和基因组百科全书分析涉及蛋白分解代谢、自噬、丝裂原活化蛋白激酶、核因子kB及Wnt信号通路等,蛋白互作网络及Cytoscape筛选出共济失调毛细血管扩张突变、类Myb SWIRM和MPN结构域蛋白1、热休克蛋白90α1、NIPBL粘连蛋白负载因子4个关键基因。③模型组大鼠关节软骨中共济失调毛细血管扩张突变、类Myb SWIRM和MPN结构域蛋白1、热休克蛋白90α1、NIPBL粘连蛋白负载因子mRNA表达均低于假手术组(P<0.05),针刀组大鼠关节软骨中共济失调毛细血管扩张突变、类Myb SWIRM和MPN结构域蛋白1、热休克蛋白90α1、NIPBL粘连蛋白负载因子mRNA表达均高于模型组(P<0.05)。④针刀干预可能作用于丝裂原活化蛋白激酶、核因子kB及Wnt等信号通路来促进软骨修复,并与共济失调毛细血管扩张突变、类Myb SWIRM和MPN结构域蛋白1、热休克蛋白90α1、NIPBL粘连蛋白负载因子基因的表达密切相关。

骨关节炎过程中葡萄糖代谢基因的筛选与验证

背景:葡萄糖代谢过程在维持机体正常生理功能中扮演着至关重要的角色,当葡萄糖代谢出现紊乱时,可能会导致一系列的健康问题。目前,骨关节炎中葡萄糖代谢相关分子机制和潜在基因靶点有待进一步研究。目的:通过生物信息学方法分析骨关节炎中葡萄糖代谢相关基因,并利用体外细胞实验加以验证,以期为葡萄糖代谢角度防治骨关节炎提供新的思路。方法:使用GEO数据库和GeneCards数据库筛选出骨关节炎差异表达基因和葡萄糖代谢相关基因,两者取交集,得到骨关节炎和葡萄糖代谢共同相关的基因集合,采用GO和KEGG富集分析筛选这些基因的功能和通路。为了进一步研究这些基因之间的相互作用,构建蛋白-蛋白互作网络,并利用Cytoscape软件的计算方法来识别骨关节炎葡萄糖代谢的关键基因(Hub基因)。此外,采用CIBERSORT算法对GSE98918数据集免疫细胞浸润分析。最后通过体外细胞实验验证Hub基因的表达情况。结果与结论:①共获得134个骨关节炎葡萄糖代谢相关基因。②GO富集分析表明其主要参与对有毒物质的反应、炎症反应的正调节、对脂多糖的反应等过程。③KEGG富集分析表明其与PI3K-Akt信号通路、白细胞介素17信号通路、糖尿病并发症中的AGE-RAGE信号通路密切相关。④免疫浸润分析得到的主要免疫浸润细胞为巨噬细胞、单核细胞、静息状态下的NK细胞、调节性T细胞、CD8+T细胞。⑤体外细胞实验结果显示:相比于对照组,实验组中Hub基因SERPINF1、TAC1、GLUL、APOE、TMEM176A表达具有显著差异,HLA-DRA的mRNA表达没有统计学意义。结果显示:SERPINF1、TAC1、GLUL、APOE、TMEM176A可作为骨关节炎葡萄糖代谢的关键基因,有望成为防治骨关节炎的新靶点。

不同方式shaker训练过程中健康成人舌骨肌群激活程度的差异

背景:Shaker训练可增强舌骨肌群的收缩力,对口咽性吞咽障碍的治疗效果显著。Shaker训练应通过颈前部主要发力以达到训练舌骨肌群的目的,但患者常因疲劳易导致腹部发力代偿,不同发力方式的shaker训练对健康成人舌骨肌群激活程度的影响目前尚不明确。目的:探讨不同发力方式的shaker训练对健康成人舌骨肌群激活程度的影响。方法:纳入20名健康成人受试者(男10名、女10名),平均年龄为(26.8±3.4)岁。使其按照顺序分别采用颈前部与腹部主要发力进行shaker训练的等长运动,同时实时采集舌骨上、下肌群及腹直肌活动的表面肌电信号,并在训练结束后采用Borg自觉疲劳量表对每种发力方式的疲劳程度进行评估。对原始肌电信号进行一系列处理后,计算舌骨上、下肌群和腹直肌在60 s运动窗口内的峰值振幅和/或平均振幅值并进行对比分析,同时比较两种发力方式所对应主观疲劳评分的差异。结果与结论:①腹部发力所对应腹直肌平均振幅值高于颈部发力(P<0.05);②两种发力方式相比,舌骨上肌群的平均振幅、峰值振幅以及舌骨下肌群的平均振幅、峰值振幅均未见显著差异(P>0.05),Borg自觉疲劳量表评分在两种发力方式之间亦未见显著差异(P>0.05);③结果提示,不同发力方式(颈前部和腹部)的shaker训练对健康成人舌骨肌群激活程度的影响没有显著差异,且疲劳感相似。

腺苷酸活化蛋白激酶介导巨噬细胞脂肪酸氧化:中药防治动脉粥样硬化的途径

背景:巨噬细胞的能量代谢和极化状态在动脉粥样硬化的进展中起关键作用。中医药通过调控巨噬细胞代谢途径展示出防治动脉粥样硬化的潜力。目的:综述腺苷酸活化蛋白激酶调控巨噬细胞能量代谢和极化状态的研究进展,并探讨中医药防治动脉粥样硬化的作用机制。方法:计算机检索Web of Science、PubMed及中国知网等数据库,检索时限为各数据库建库至2024年6月。中文检索词为“AMPK,脂肪酸氧化,巨噬细胞极化,中药,动脉粥样硬化,冠心病”等;英文检索词为“AMPK,fatty acid oxidation,macrophage polarization,Traditional Chinese Medicine,atherosclerosis,coronary heart disease”等,最终纳入62篇文献。结果与结论:①巨噬细胞的能量代谢从氧化磷酸化向糖酵解的转变,在动脉粥样硬化进展中起关键作用。在巨噬细胞中腺苷酸活化蛋白激酶激活后,通过促进脂肪酸氧化和M2型极化,发挥抗炎和稳定动脉斑块的作用。②中药单药(如人参、黄芪、黄精等)及复方(如黄连解毒汤、养心舒脉颗粒、调肝导浊方等)通过调控腺苷酸活化蛋白激酶途径干预核因子κB、过氧化物酶体增殖物激活受体γ、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白等多条信号通路影响巨噬细胞的代谢方式,改变细胞功能,从而发挥治疗疾病的作用。③未来的研究应关注腺苷酸活化蛋白激酶、代谢与极化途径的相互作用,以及中药如何通过这些途径发挥治疗作用,为动脉粥样硬化的治疗提供新的策略。

鸢尾素、运动、疾病与健康的新关联

背景:鸢尾素在机体生理调节中发挥着至关重要的作用,能够促进白色脂肪组织细胞的棕色化进程,并且在能量代谢调节、产热活动、氧化应激削减及体质量减轻等方面具有显著作用。目的:梳理鸢尾素与相关疾病的最新研究进展。方法:应用计算机检索PubMed、MedReading、Web of Science、中国知网、万方、维普数据库,文献检索时限为2011-01-01/2024-04-13,搜集相关运动产生鸢尾素对疾病影响的研究,中文检索词为“鸢尾素,运动,疾病”等,英文检索词为“irisin,physical exercise,FNDC5,disease”等。通过纳入与排除标准,最终纳入71篇文献进行综述。结果与结论:鸢尾素在抗炎、脂肪代谢、骨代谢、大脑健康、癌症、糖尿病、心血管疾病及肾脏病等方面均有重要作用。运动可以促进鸢尾素的表达,并且不同运动形式对鸢尾素水平的影响不同,急性运动、长期运动、阻力及高强度运动均可提升鸢尾素水平。鸢尾素的发现为运动疗法提供了新的潜在基础,因鸢尾素多种生物学功能成为很有前途的治疗靶点,在治疗人类代谢性疾病及其并发症、肥胖、癌症等疾病中展现出潜在治疗价值。在临床应用方面,鸢尾素作为治疗肥胖、认知功能、心血管、癌症等疾病的潜在靶点,有一定应用前景。但鸢尾素的具体作用机制尚不明确,并且可能存在不良反应,未来需深入了解其作用机制,为鸢尾素治疗肥胖、认知功能障碍、心血管疾病、癌症等提供更充分的依据。

细胞外基质硬度对肿瘤进展的影响及治疗策略

背景:细胞外基质是一个复杂的网络结构,不仅为组织构建提供了物理支撑,还在细胞的生存、增殖、分化、死亡等过程中发挥着重要调控作用。细胞外基质生物化学和生物力学性质的异常改变会显著影响肿瘤细胞的增殖、迁移、免疫逃逸及治疗抵抗等行为。硬度是细胞外基质的重要力学特性,基质硬度的异常与肿瘤进展紧密相关。目的:通过梳理近年来关于细胞外基质硬化的机制、高硬度基质对肿瘤进展的影响以及降低基质硬度治疗癌症等方面的最新研究进展,深化对细胞外基质力学特性的理解,提升对肿瘤进展复杂机制的认识,为肿瘤治疗提供新的思路和方向。方法:以“细胞外基质功能,细胞外基质硬度,胶原蛋白沉积交联,细胞外基质僵硬治疗,免疫治疗”为中文检索词,以“extracellular matrix function,extracellular matrix stiffness,collagen deposition cross-linking,extracellular matrix stiffness therapy,immunotherapy”为英文检索词,检索中国知网、PubMed数据库、万方数据库2016年1月至2024年6月发表的相关文献,最终纳入80篇文章进行综述。结果与结论:①细胞外基质中胶原蛋白和弹性蛋白的沉积和过度交联导致基质重塑,进而增加基质硬度,这种硬化激活了cyclin-D1、Rho/ROCK、p-PXN-Rac1-YAP、STAT3/p-STAT3等促癌信号通路,促进了癌细胞的增殖、转移、肿瘤微血管生成及免疫逃逸等恶性行为,加速了肿瘤的进展;②减少基质蛋白的沉积和交联可以降低基质硬度,不仅可以抑制多种促癌信号通路的活化,还能够增强药物在肿瘤部位的渗透和递送,是癌症治疗的新策略;③目前,基于基质降解以降低肿瘤硬度的药物正在研发中,少数药物已进入临床试验阶段,有望为肿瘤治疗提供新的有力武器。

中药单体调控铁死亡对抗心肌缺血再灌注损伤

背景:铁死亡是一种铁依赖性脂质过氧化引起的程序性细胞死亡方式,涉及铁超载、脂质过氧化、内质网应激等多种过程。研究发现,铁死亡与心肌缺血再灌注损伤发生发展密切相关,已成为心肌缺血再灌注损伤治疗新的靶点与视点。中药具有多靶点、多层次、不良反应少等优势,在心肌缺血再灌注损伤治疗领域效果显著,影响深远。目的:以铁死亡为切入点,对近年来研究中出现的葛根素、白藜芦醇、川芎嗪、黄芪甲苷Ⅳ等中药单体调控铁死亡抗心肌缺血再灌注损伤的研究进展进行系统阐述和总结。方法:以“铁死亡,心肌损伤,心肌缺血再灌注损伤,信号通路,中药单体,黄酮,多酚类,生物碱,萜类,醌类”为中文检索词,以“Iron death,myocardial injury,myocardial ischemia-reperfusion,signaling pathways,traditional Chinese medicine monomer,flavonoids,polyphenols,alkaloids,terpenes,quinones”为英文检索词,检索中国知网和PubMed数据库2013年1月至2024年6月发表的有关铁死亡与心肌缺血再灌注损伤及中药单体调控机制的文献,排除与研究相关性不高、重复及过时的文献。共检索出1524篇相关文献,最终纳入76篇文献进行综述分析。结果与结论:①大量动物和细胞实验研究表明,铁死亡在心肌缺血再灌注损伤的发生及进展中发挥重要作用;②中药单体如黄芩苷、白藜芦醇、川芎嗪等可调节铁代谢,减少铁沉积,抑制心肌细胞铁死亡;牡荆素、槲皮素及红景天苷等可改善线粒体功能,提高细胞抗氧化能力,减轻心肌缺血再灌注损伤;③中药单体可通过调节溶质载体家族7成员11/谷胱甘肽过氧化物酶4、二氢乳酸脱氢酶/辅酶Q10、环氧合酶2/前列腺素E2、单磷酸腺苷活化蛋白激酶等铁死亡相关信号通路,对抗心肌缺血再灌注损伤,减少心肌细胞铁死亡。

不同时间按压刺激对大鼠骨骼肌形态学及肿瘤坏死因子α、核因子κB的影响

背景:研究发现不同时间长度按压点刺激正常肌肉,将产生不同的生理反应。目的:探讨在不同时间机械压力按压下,大鼠骨骼肌内炎性因子肿瘤坏死因子α及核因子κB表达的变化。方法:健康SPF级SD雄性大鼠20只,随机分为空白对照组、10 s按压组、20 s按压组及30 s按压组,每只大鼠的单侧右腿用于实验。空白对照组不予干预,各按压组大鼠经2%戊巴比妥钠(35 mg/kg)腹腔注射麻醉后,使用自制机械压力装置,将压强固定在200 kPa,分别持续按压大鼠股薄肌10,20,30 s,随后即刻取右后肢按压处肌肉组织。苏木精-伊红染色观察骨骼肌组织形态学变化及肌纤维横截面积的变化,免疫组织化学检测骨骼肌肿瘤坏死因子α及核因子κB表达水平。结果与结论:①苏木精-伊红染色结果显示,各按压组大鼠骨骼肌肌纤维排列松散,肌纤维横截面积和直径变小,骨骼肌间隙变大。与空白对照组相比,各按压组骨骼肌肌纤维的横截面积显著减小(P<0.05),3个按压组之间骨骼肌肌纤维的横截面积差异无显著性意义(P>0.05)。10 s按压组肌纤维间隙中未见明显红细胞,20 s按压组间隙中出现少量红细胞,30 s按压组骨骼肌肌纤维间毛细血管扩张,间隙中出现红细胞。②30 s按压组的骨骼肌肿瘤坏死因子α的表达水平显著高于空白对照组(P<0.05)。③各组间的骨骼肌核因子κB的表达水平比较差异无显著性意义(P>0.05)。④结果说明,压强固定在200 kPa时,骨骼肌经过按压会发生形态学变化,肌纤维横截面积减少,但按压10,20,30 s骨骼肌形态学及骨骼肌纤维横截面积无显著差异。随着时间点的变化,按压骨骼肌至30 s时,炎性因子肿瘤坏死因子α启动,但对核因子κB没有影响,推测短时间内炎性因子可出现表达,而转录因子未见明显变化。

circ05188靶向miR-199a-5p参与腰椎间盘突出症模型大鼠痛觉高敏的机制

背景:腰椎间盘突出症特异性痛敏存在中枢敏化机制,室旁核脑区中环状RNA是否参与腰椎间盘突出症特异性痛敏尚不明确。目的:探讨腰椎间盘突出症模型大鼠室旁核中环状RNA circ05188调控微小RNA参与疼痛中枢敏化的机制。方法:采用随机数字表法将52只SD大鼠随机分为假手术组、腰椎间盘突出症组、敲降对照组和circ05188敲降组,每组13只。除假手术组外,其余3组均建立腰椎间盘突出症模型,造模后第7天,敲降对照组和circ05188敲降组下丘脑室旁核分别注射siRNA-NC、siRNA-circ05188,每隔1 d注射1次,共注射3次。造模后第7天,采用高通量测序技术检测假手术组、腰椎间盘突出症组大鼠下丘脑室旁核差异circRNA的表达,RT-qPCR检测下丘脑室旁核circ05188与miR-199a-5p的表达;造模后3,7,14,21,28 d,检测假手术组、腰椎间盘突出症组大鼠造模侧后足机械痛阈值与后足热痛阈值。siRNA注射完成后第3天,免疫荧光染色检测敲降对照组和circ05188敲降组大鼠下丘脑室旁核c-Fos表达;siRNA注射完成后第3天,采用RT-qPCR检测敲降对照组、circ05188敲降组大鼠下丘脑室旁核circ05188与miR-199a-5p表达;siRNA注射完成后5 d内,检测敲降对照组、circ05188敲降组大鼠后足机械痛阈值与后足热痛阈值。通过生物信息学分析、双荧光素酶报告阐明circ05188在腰椎间盘突出症痛敏中的潜在分子机制。结果与结论:①高通量测序结果显示,腰椎间盘突出症大鼠室旁核脑区中存在circRNA差异表达。腰椎间盘突出症组circ05188表达高于假手术组(P<0.05),miR-199a-5p表达低于假手术组(P<0.05),造模后3,7,14,21 d大鼠后足机械痛阈值与后足热痛阈值均低于假手术组。②circ05188敲降组c-Fos蛋白、circ05188表达均低于敲降对照组(P<0.05),miR-199a-5p表达高于敲降对照组(P<0.05),注射完成后1,2,3 d的大鼠后足机械痛阈值与后足热痛阈值均高于敲降对照组。③生物信息学分析、双荧光素酶报告实验显示,miR-199a-5p与circ05188存在结合位点,circ05188/miR-199a-5p竞争性内源RNA轴。④结果表明,腰椎间盘突出症诱导下丘脑室旁核中circ05188表达增加,通过抑制miR-199a-5p产生中枢敏化,最终引发神经病理性疼痛。

单侧慢性踝关节不稳对双侧姿势稳定性、本体感觉、足底触觉和肌肉力量的影响

背景:单侧慢性踝关节不稳会对患侧肢体产生不良影响,有线索表明非患侧可能同样受到累及,但目前尚缺乏直接证据。目的:探讨单侧慢性踝关节不稳对于双侧姿势稳定性、本体感觉、足底触觉和肌肉力量的影响。方法:招募122例受试者,其中单侧慢性踝关节不稳者67例,非慢性踝关节不稳者55例。测试了单侧慢性踝关节不稳者双侧以及非慢性踝关节不稳者的姿势稳定性、本体感觉、足底触觉和肌肉力量。使用单因素方差分析或克鲁斯卡尔-沃利斯检验对比组间差异。结果与结论:①相较于非慢性踝关节不稳者,单侧慢性踝关节不稳者双侧前后方向的稳定时间均更长(P=0.001-0.012),患侧内外方向的稳定时间更长(P=0.012-0.025);双侧踝关节跖屈、背伸、内翻和外翻的本体感觉阈值均更高(P=0.000-0.035);双侧足底大脚趾、第1跖骨头、第5跖骨头、外侧足弓、足跟的足底触觉灵敏度均更低(P=0.000-0.008);双侧踝关节内翻和外翻的肌肉力量均更弱(P=0.000-0.019)。②单侧慢性踝关节不稳者存在双侧姿势稳定性、本体感觉、足底触觉和肌肉力量缺陷。因此,在治疗慢性踝关节不稳时应全面考虑双侧肢体的康复需求。

单细胞转录组测序在椎间盘退变中的靶向生物标志物

背景:椎间盘退变是下腰痛最常见的原因,然而其发病机制尚不完全清楚,因此探索预防和治疗椎间盘退变的新策略势在必行。单细胞转录组测序技术可以在单个细胞水平对mRNA进行高通量测序,揭示细胞的异质性和特定亚群,深入了解椎间盘退变发生发展的调控机制,提高对于潜在靶点的识别,促进早期诊断和治疗的探索。目的:了解单细胞转录组测序技术及其主要流程并综述近几年单细胞转录组测序技术在椎间盘退变中的研究进展,探讨其在发现靶向生物标志物方面的应用潜力。方法:应用计算机检索PubMed、Web of Science、中国知网、万方数据库中2014年1月至2024年6月发表的相关文献,中文检索词为“单细胞转录组测序,测序技术,椎间盘退变,髓核,纤维环,软骨终板”,英文检索词为“single-cell RNA sequencing,sequencing technology,intervertebral disc degeneration,nucleus pulposus,annulus fibrosus,cartilage endplate”,排除重复性文献和非相关文献,共筛选出57篇文献进行综述分析。结果与结论:①单细胞转录组测序技术已成为研究单细胞水平基因表达的强有力工具,该技术在椎间盘退变中揭示了新的亚群及其功能,提高了对椎间盘退变病理过程的理解;识别了髓核中的几种新型细胞亚群,包括肥大软骨样髓核细胞、效应髓核细胞和稳态髓核细胞等,阐明了这些细胞亚群在椎间盘退变过程中所发挥的功能及分化路径,在椎间盘退变的不同阶段,这些细胞亚群的比例及主导群体有所不同;发现了新的纤维环细胞亚群Grem1+亚群和Lum+亚群,Grem1+是纤维环的常驻祖亚群,Sox9和Id1是其关键调控因子,与组织发育和细胞分化有关;Nr2f2和Creb5可能负责Lum+亚群的血管化功能,为椎间盘退变治疗和组织修复提供了潜在的细胞来源和调控靶点。②在软骨终板中发现的间充质软骨细胞可进一步细分为稳态、效应和调节性间充质软骨细胞,稳态软骨细胞主要参与骨化和胶原结合过程,调节软骨细胞主要参与刺激和控制反应,效应软骨细胞主要参与代谢过程。③退变椎间盘组织免疫细胞中的单核/巨噬细胞进一步富集为氧化应激、活化组织、稳态等单核/巨噬细胞,加深了对单核/巨噬细胞亚群在椎间盘退变进展过程中不同功能的理解,从而提供基于特定亚群的个性化治疗。总结了近年来单细胞转录组测序在椎间盘退变中的靶向生物标志物,为其诊断及治疗策略提供了新的见解。