GGTA1/β4GalNT2双基因敲除近交系五指山小型猪的建立

目的:利用CRISPR/Cas9技术建立五指山小型猪近交系GGTA1/β4GalNT2双基因敲除克隆猪。方法:设计合成靶向猪GGTA1和β4GalNT2基因的单导向RNA(single guide RNA,sgRNA),以pX330质粒为骨架,分别构建GGTA1和β4GalNT2的Cas9打靶载体,转染至近交系五指山小型猪胎儿成纤维细胞(porcine fetal fibroblast,PFF)中,通过G418药物筛选和测序鉴定获得双基因敲除的单细胞克隆,然后利用体细胞克隆技术(somatic cell nuclear transfer,SCNT)获得双基因敲除的近交系五指山小型猪,并利用流式细胞技术检测克隆猪外周血单核细胞(peripheral blood mononuclear cell,PBMC)中αGal和Sd(a)抗原的表达。结果:成功构建GGTA1和β4GalNT2基因的Cas9/sgRNA表达载体,转染后获得双基因敲除的近交系五指山小型猪PFF细胞克隆9个。SCNT成功获得了10只五指山小型猪近交系双基因敲除的克隆猪,其PBMC无αGal和Sd(a)抗原的表达。结论:CRISPR/Cas9技术可以实现对猪GGTA1/β4GalNT2基因的编辑。本实验首次成功制备了GGTA1/β4GalNT2双基因敲除的近交系五指山型猪,为异种器官移植研究与应用提供了新的供体材料。

GGTA1/β4GalNT2双基因敲除的巴马小型猪PFFs细胞系的建立

目的利用CRISPR/Cas9基因编辑技术建立巴马小型猪胚胎成纤维细胞(porcine fetal fibroblasts,PFFs)α-1,3-半乳糖基转移酶(α-1,3-galactosyltransferase,GGTA1)/β-1,4 N-乙酸氨基半乳糖转移酶(β-1,4 N-acetylgalactosaminyltransferase,β4GalNT2)双基因敲除细胞系,为构建α-1,3-半乳糖(α-1,3-galactose,α-Gal)和SD(a)抗原缺失的巴马小型猪模型奠定基础。方法分别选取猪GGTA1基因的第三外显子和β4GalNT2基因的第八外显子为敲除靶点,利用在线工具(http://crispr.mit.edu)设计并合成单导向RNA(single guide RNA,sgRNA),以含有Cas9基因的pX330质粒为骨架构建打靶载体,转染野生巴马小型猪的PFFs,用T7EN1酶切验证打靶载体敲除效率。将打靶载体与G418抗性质粒(tdTomato)共转染巴马小型猪PFFs,经药物筛选获得阳性单细胞克隆后测序鉴定基因型。结果成功构建靶向GGTA1和β4GalNT2基因的Cas9/sgRNA表达载体。转染PFFs后用药物筛选得到31个单克隆细胞系,其中5个为GGTA1/β4GalNT2双基因敲除的细胞系。结论Cas9/sgRNA表达载体可以高效编辑PFFs的GGTA1/β4GalNT2基因并获得了双基因敲除的单细胞克隆,为构建GGTA1/β4GalNT2敲除的巴马小型猪提供必需的实验材料。

异种心脏瓣膜的研究进展

随着器官移植技术的不断进步，越来越多的患者通过器官移植治愈疾病、延长寿命。虽然如今器官移植技术已经非常成熟，但是器官供体短缺仍是亟需解决的问题，许多患者因无法获得合适的移植器官而死亡。

基于咖啡环效应的宽程柔性应变传感器

柔性传感器是柔性电子器件中关键的一种器件,柔性电子的快速发展对传感器的线性度、灵敏度和响应时间等性能提出了更高的要求。基于此,通过咖啡环效应在聚二甲基硅氧烷(PDMS)上沉积碳纳米管(CNT)形成厚度梯度传感薄膜,制备了兼具宽程、线性良好、灵敏度高与响应快速的柔性应变传感器,且制备方法简单。传感器的响应时间为80 ms,在拉伸1000次后仍具有良好的回复性和稳定性,在0~30%应变范围内应变系数为55,并保持良好线性(线性度R^(2)=0.9884),可用于监测关节活动,在医疗保健与康复、仿人人造皮肤机器人和仿生传感系统等领域具有广阔的应用前景。

不同低温条件下心肌细胞微管结构的变化

目的研究不同低温条件下心肌细胞微管的变化。方法常规方法分离SD成年大鼠心肌细胞,-6随机分成4个对照组(单纯KB液保存)和4个实验组(KB液中含紫杉酚,浓度为10 M),利用免疫荧光的方法检测各组在4℃、10℃、15℃、20℃条件下,分别保存4h后的微管网络结构的变化,同时利用生物化学比色法检测保存液中乳酸脱氢酶(LDH)含量。用免疫印迹法检测聚合态微管蛋白的相对含量。结果 4℃、10℃、15℃和20℃温度保存后,微管数量和微管平均光密度值明显高于对照组,LDH释放量比对照组明显降低,而心肌组织内的聚合态微管蛋白含量,随着保存温度的升高逐渐减少。结论心肌组织或单细胞保存的最适温度是4℃。

氢键控制断裂韧性的应力分散超灵敏应变传感器用于稳定的生物力监测

近年来,柔性应变传感器的迅速发展,拓宽了其在各种机械生理信号监测中的应用范围.在各种应变传感器中,基于裂纹的应变传感器由于其高灵敏度,在监测微小的机械变形方面越来越受到重视.然而,由于导电传感层中裂纹的早期产生和快速扩展导致裂纹传感器工作范围狭窄,限制了其在监测较大生物力学变形中的应用.本研究通过引入缺口不敏感的弹性基底和可调微裂纹的导电层,开发了具有超高灵敏度(应变系数高达2.3×10^(6))和宽工作范围(0%-50%)的应力分散超灵敏应变(SDUS)传感器.此外,高弹性胺基聚合物修饰的聚二甲基硅氧烷衬底没有明显的迟滞,使SDUS传感器对外界刺激能够快速响应(响应时间2.33 ms).通过对桡动脉脉搏、关节运动和声带振动的精确检测,SDUS传感器在医疗健康监测和人机通信方面的能力得到了验证.

用于深部组织微创及无创连续监测的柔性电子器件

深部组织信号与疾病间有着强烈的相关性,临床上对深部组织的检测诊断一般依赖于医学影像设备等大型仪器,成本高昂且不利于长期监测.不同于笨重的大型设备,微创及无创的柔性电子器件可以在体长期佩戴,实现深部组织信号的连续采集,有助于疾病的早期诊断,进行精准化、个性化治疗.在本综述中,我们讨论了深部组织的生理、生化信号的检测机制,重点分析器件的制备方法、关键性能指标以及数据无线传输技术.最后提出了该领域存在的挑战和可能的解决策略.

基于纳米离子储层的双网络胃穿孔封堵水凝胶

近年来,对于可注射水凝胶用于内部组织损伤修复的研究取得了一定进展,但将此类水凝胶用于胃穿孔治疗时,依然面临强酸性胃液及胃壁的剧烈形变带来的严峻问题.鉴于此,我们提出了一种基于纳米离子储库(INR)的双网络水凝胶策略,该水凝胶具有优异的黏附和机械性能,可以简便地涂覆于穿孔部位,在封堵穿孔的同时促进组织修复.结果显示,在蓝光条件下,聚丙烯酰胺(PAM)可以于5 s内在胃组织上交联形成第一重网络,并通过机械互锁增强黏附性能;此外,纳米羟基磷灰石作为纳米离子储库可在酸性环境下释放Ca^(2+),与海藻酸钠(SA)形成第二重网络,抑制水凝胶在胃液中的溶胀.同时,通过在体系中引入碳二亚胺/N-羟基琥珀酰亚胺(EDC/NHS),可以促进水凝胶-组织界面上酯酰胺共价键的形成,从而进一步增强黏附力.因此我们认为,这种通过纳米离子储库策略获得的双网络水凝胶有望用于解决胃穿孔乃至其他类似的生物医学问题.