基于密度泛函理论纤维素热解机理热力学研究

为了探究纤维素的热解机理,参考相关的实验结果,以纤维素单体模化物为研究对象,采用密度泛函理论的方法,以b3lyp/6-31++g(d,p)为基,对纤维素单体热解反应生成乙醇醛和CO_(2)小分子的反应机理进行动力学研究.纤维素单体热解生成乙醇醛和CO_(2)的反应路径为纤维素单体首先开环,之后裂解生成四糖片段M2和乙醇醛P1,能垒最高为339.1 kJ/mol,四糖片段M2经过脱水形成烯酮结构后再与水分子作用生成羧基,最后发生脱羧反应生成CO_(2),能垒较高为290.1 kJ/mol,不容易发生,整个过程放出98.9 kJ/mol的热量,并对路径反应物、中间体和过渡态进行几何构型全优化,过渡态的振动和频率计算,同时进行不同温度下(400 K、600 K、800 K、1000 K、1200 K)热解过程的热力学分析,对纤维素的热解机理研究将对生物质的热裂解机理研究有重要的意义.

NF1基因突变致儿童头颈部丛状神经纤维瘤及尼罗替尼治疗的研究进展

神经纤维瘤病(NF)是一类罕见的常染色体显性遗传性疾病,主要分为1型神经纤维瘤病(NF1)、2型神经纤维瘤病(NF2)和施万细胞瘤病3种类型,其中NF1是由位于17号染色体上的NF1基因突变所致,占所有神经纤维瘤病的96%,发病率为1/3000~1/2600,多在儿童期发病,出现逐渐加重的疼痛、畸形,甚至毁容和运动障碍,可能造成终身认知障碍、学习障碍和社交功能受损,有些瘤灶还可出现恶变,有并发其他多种肿瘤的风险。尼罗替尼作为一种二代靶向药,也被称为第二代BCR-ABL酪氨酸激酶抑制剂。靶向药物是目前新兴的抗肿瘤治疗手段,作用原理主要是针对肿瘤细胞上的特异性靶点,杀死肿瘤细胞,对正常细胞影响较小。由于儿童丛状神经纤维瘤患者处于生长发育阶段,所以其诊断、治疗、随访较成人更为复杂,因此,研究者通过以上治疗经验及国内外相关文献的回顾有助于提高临床对该病的进一步认识。同时,对NF1基因突变致儿童头颈部丛状神经纤维瘤患者的治疗和管理需要团队的努力,包括医学专家和患儿,鉴于这种疾病的复杂性,开发有效的治疗方法同样需要跨学科的团队合作。在过去的数十年里,虽然在研究NF1方面取得进展,但这种疾病在未来一段时间内仍将是临床一大挑战。本研究在了解NF1的诊断、治疗及随访等基础上,针对NF1基因突变致儿童头颈部丛状神经纤维瘤及尼罗替尼治疗的研究进展作一综述。

外源性碱性成纤维细胞生长因子促进大鼠创面愈合的机制

背景:深入揭示外源性碱性成纤维细胞生长因子促进创面愈合的分子机制。目的:探讨外源性碱性成纤维细胞生长因子对大鼠创面修复中巨噬细胞表型转换和肉芽再生的影响。方法:(1)体外细胞实验:分为正常对照组、低剂量碱性成纤维细胞生长因子组、高剂量碱性成纤维细胞生长因子组以及碱性成纤维细胞生长因子+丙戊酸组,其中低、高剂量碱性成纤维细胞生长因子组细胞培养基中分别添加100,200μg/L碱性成纤维细胞生长因子,碱性成纤维细胞生长因子+丙戊酸组细胞培养基中添加200μg/L碱性成纤维细胞生长因子和20 mmol/L Notch1/Jagged1激动剂丙戊酸。通过EdU实验、划痕实验、小管生成实验检测碱性成纤维细胞生长因子对人脐静脉内皮细胞增殖、迁移和血管新生的影响。(2)体内动物实验:SD大鼠按照随机数字表法分为模型组、低剂量碱性成纤维细胞生长因子组、高剂量碱性成纤维细胞生长因子组以及碱性成纤维细胞生长因子+丙戊酸组,构建大鼠全层皮肤缺损开放性创面模型,其中低、高剂量碱性成纤维细胞生长因子组皮下注射100,200μg/L碱性成纤维细胞生长因子,碱性成纤维细胞生长因子+丙戊酸组大鼠皮下注射200μg/L碱性成纤维细胞生长因子的同时腹腔注射10 mg/kg丙戊酸。给药7,14 d检测大鼠创面的愈合率;TUNEL检测创面组织中的细胞凋亡情况;酶联免疫吸附实验检测大鼠血清中丙二醛、超氧化物歧化酶、肿瘤坏死因子α和白细胞介素10水平;免疫荧光检测创面组织中巨噬细胞的表型转换情况;免疫组化检测创面组织中增殖细胞核抗原、CD31和血管内皮生长因子的表达;Western blot法检测创面组织中Notch1、Jagged1的表达。结果与结论:(1)与正常对照组相比,碱性成纤维细胞生长因子能明显促进人脐静脉内皮细胞的增殖、迁移和血管新生,并且具有剂量依赖性;(2)与模型组相比,碱性成纤维细胞生长因子能明显促进创面的愈合,下调创面组织中的细胞凋亡率;降低大鼠血清中丙二醛和肿瘤坏死因子α水平,升高超氧化物歧化酶和白细胞介素10水平;促使创面组织中巨噬细胞向M2型转换,上调创面组织中增殖细胞核抗原、CD31和血管内皮生长因子的表达;抑制创面组织中Notch1、Jagged1的表达,并且均具有剂量依赖性。丙戊酸可部分逆转碱性成纤维细胞生长因子对创面愈合的促进作用。结果表明,碱性成纤维细胞生长因子能明显促进创面愈合与肉芽再生以及诱导巨噬细胞向M2型转换,这可能与调控Notch1/Jagged1信号有关。

肺痹方干预肺纤维化小鼠肺泡上皮细胞线粒体途径凋亡的机制

背景:研究表明,线粒体介导的肺泡上皮细胞凋亡在肺纤维化发病中起着重要的作用,而肺痹方可以减轻肺纤维化,抑制肺纤维化小鼠细胞外机制转化。目的:探讨肺痹方对博来霉素致肺纤维化小鼠肺泡上皮细胞线粒体途径凋亡的机制。方法:40只C57BL/6雄性小鼠随机分为空白对照组、模型组、吡非尼酮组、肺痹方组,每组10只。除空白对照组外,其他3组腹腔注射博来霉素[7.5 mg/(kg·d)]建立肺纤维化模型,连续注射10 d。造模后第1天各药物组小鼠灌胃给药[51.43/(kg·d)]吡非尼酮或[12.86 mg/(kg·d)肺痹方],连续给药28 d。用药结束后取材,采用苏木精-伊红染色和Masson染色观察小鼠肺组织的形态学变化,ELISA法检测血清中白细胞介素1、白细胞介素6、白细胞介素17、白细胞介素37水平,Western-blot法检测肺组织中Bax、Bcl-2、Beclin-1和Caspase3表达。结果与结论:①肺组织的形态学观察显示,模型组肺泡间隔及肺泡腔有大量炎症细胞浸润,出现大片融合成团的纤维灶;吡非尼酮组肺泡间隔增厚,炎症细胞少量浸润,出现肺纤维灶;肺痹方组肺泡结构增宽,少量的炎症细胞浸润,肺泡结构几乎无明显受损,少量肺纤维灶。②与空白对照组相比,模型组小鼠血清白细胞介素1、白细胞介素6、白细胞介素17和白细胞介素37质量浓度明显升高(P<0.01),两用药组明显低于模型组(P<0.01),肺痹方组低于非尼酮组。③与空白对照组相比,模型组小鼠肺组织Bax和Caspase3蛋白表达显著升高,两用药组均低于模型组;与空白对照组相比,模型组Bcl-2和Beclin-1蛋白表达显著降低,两用药组均高于模型组。④结论:肺痹方可以减轻肺纤维化,其机制可能与下调白细胞介素1、白细胞介素6、白细胞介素17和白细胞介素37水平,以及调节线粒体凋亡Bax、Bcl-2、Beclin-1和Caspase3相关蛋白从而减少肺泡上皮细胞凋亡有关。

血管生成素样蛋白4通过调节成纤维细胞和内皮细胞功能影响糖尿病足进程

背景:研究表明,血管因素对糖尿病足的发生具有重要影响。目的:探讨血管生成素样蛋白4在糖尿病足形成中的重要作用。方法:①对糖尿病足患者的基因表达谱数据进行生物信息学分析,找到关键基因。收集糖尿病足患者以及无糖尿病健康人的皮肤标本进行苏木精-伊红染色、免疫组化染色以及qRT-PCR实验,检测血管生成素样蛋白4表达情况。②培养人永生化皮肤成纤维细胞系和原代人脐静脉内皮细胞,将2种细胞分别分为对照组和外源性补充血管生成素样蛋白4组,通过划痕实验以及CCK-8实验分别检测成纤维细胞的迁移能力和增殖能力,通过Ki67实验检测内皮细胞的增殖能力。结果与结论:①生信分析发现,血管生成素样蛋白4基因的下调可能是导致糖尿病足形成的关键基因。②苏木精-伊红染色结果显示,与正常皮肤相比,血管生成素样蛋白在糖尿病足皮肤内弱表达,且其mRNA水平相对表达量降低(P<0.01)。③划痕实验结果显示,与对照组相比,血管生成素样蛋白4组成纤维细胞迁移能力明显增强;CCK-8细胞增殖实验显示,血管生成素样蛋白4组成纤维细胞的吸光度值在24,48 h均高于对照组(P<0.01,P<0.001);提示血管生成素样蛋白4可增强高糖处理的成纤维细胞迁移及增殖能力。④Ki67实验结果显示,与对照组相比,血管生成素样蛋白4组内皮细胞Ki67阳性细胞数目明显多于对照组;CCK-8细胞增殖实验显示,血管生成素样蛋白4组内皮细胞的吸光度值在24,48 h均高于对照组(P<0.05,P<0.001)。(5)以上结果均提示血管生成素样蛋白4可增强高糖处理内皮细胞的增殖能力。

lncRNA-BBOX1-2通过调控成纤维细胞生长因子受体1促进胃癌的发生和发展

目的探讨长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)BBOX1-2通过调控成纤维细胞生长因子受体1(fibroblast growth factor receptor 1,FGFR1)对胃癌的发生发展机制的影响。方法回顾性选取2017年4月至2019年1月于上海交通大学医学院附属瑞金医院卢湾分院接受胃癌根治术30例病人肿瘤组织及癌旁相应正常组织作为研究对象,采用实时定量PCT(real-time PCR,RT-PCR)检测lncRNA-BBOX1-2和FGFR1表达;si-linc-BBOX1-2转染SGC-7901细胞后,通过蛋白质印迹法/细胞存活率分析(MTT)、细胞迁移和侵袭(Transwell)实验、细胞划痕、平板克隆一系列生物学功能实验,检测肿瘤细胞生物学功能及FGFR1表达的变化。结果胃癌组织中的lncRNA-BBOX1-2(3.68±0.58比1.15±0.11)和FGFR1(4.26±0.71比1.19±0.18)表达显著高于癌旁正常组织(P<0.05);si-linc-BBOX1-2转染SGC-7901细胞后,FGFR1表达下调,细胞活力、迁移、侵袭和生存能力明显下降。结论LincRNA-BBOX1-2可通过调控FGFR1的表达介导胃癌细胞的增殖、凋亡、迁移和侵袭,可能为胃癌的治疗提供了新的靶点和潜在的生物学标志物。

随机纤维膜过滤器捕集浮游生物颗粒的DPM数值模拟

目前常用的深海浮游生物取样方法,是采用水泵抽取海水,并通过过滤技术捕捉其中的浮游生物。因此,以浮游生物过滤器为研究对象,通过随机算法建立三维纤维膜微观模型,并基于相似准则对纤维膜模型进行数值模拟研究,同时,采用拉格朗日离散相模型(DPM)追踪浮游生物颗粒在过滤器内的运动轨迹。研究结果表明:入口速度的变化对流场的压力和速度分布有显著影响,随着入口速度增加,流场内部速度差增大,流场中的压力分布出现明显的分层现象,且压力损失随入口速度增大而增大。其孔隙较小的纤维模型具有更好的过滤性能,对浮游生物颗粒的过滤效率基本稳定在80%。

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。

自体黄韧带干预下兔硬膜外纤维瘢痕的形成

背景:临床已证实,腰椎术后纤维瘢痕与硬膜或神经根粘连是造成术后疼痛及麻木等症状的重要因素。目的:验证自体黄韧带抑制腰椎术后硬膜外纤维瘢痕形成及探究可能的分子生物学机制。方法:选择6-8月龄的日本大白兔48只,利用随机数字表将兔分为3组:黄韧带保留组、黄韧带不保留组、自体脂肪回置组(脂肪组)。3组兔均建立腰椎椎板切除术模型,于造模后3,6周收集兔硬膜外组织,采用苏木精-伊红染色观察组织变化及成纤维细胞数量密度,VG染色观察胶原纤维面积百分比,免疫组化观察转化生长因子β1、Smad3蛋白的表达。结果与结论:①苏木精-伊红染色结果:黄韧带保留组成纤维细胞较少且排列疏松,黄韧带不保留组和脂肪组成纤维细胞数量较多且排列紧密,术后3,6周黄韧带保留组成纤维细胞数量密度小于黄韧带不保留组和脂肪组(P<0.05),而黄韧带不保留组和脂肪组之间比较并未有明显差异;②VG染色结果:黄韧带保留组胶原纤维稀疏且分布不均,而黄韧带不保留组与脂肪组可见大量红色胶原纤维聚集;术后3,6周黄韧带保留组胶原纤维面积百分比小于黄韧带不保留组和脂肪组(P<0.05),而黄韧带不保留组与脂肪组之间无明显差异;③免疫组化结果:黄韧带保留组蛋白阳性着色程度明显弱于其余两组;术后3,6周黄韧带保留组转化生长因子β1、Smad3吸光度值显著低于其余两组(P<0.05),而黄韧带不保留组和脂肪组之间无显著差异;④结果说明,腰椎手术后均会存在不同程度的硬膜外纤维瘢痕的形成。若在术中保留自体黄韧带,可有利于减少硬膜外成纤维细胞数量以及胶原纤维的形成,从而减轻纤维瘢痕组织与硬膜囊、神经根的粘连,其机制不仅为单纯的机械阻隔作用,同时也可通过干预转化生长因子β1/Smad3信号通路来减少硬膜外纤维瘢痕的形成。

纤维肌痛综合征生物标记物的筛选及免疫细胞浸润分析

背景:纤维肌痛综合征作为常见风湿病,其发病与中枢敏化及免疫异常有关,但具体过程尚未阐明,缺乏特异性诊断标志物,不断探索该病的发病机制具有重要的临床意义。目的:基于加权基因共表达网络分析(WGCNA)等生物信息学方法和机器学习算法筛选纤维肌痛综合征潜在的诊断相关标志基因,并分析其免疫细胞浸润特征。方法:对来自基因表达综合数据库(GEO)的纤维肌痛综合征数据集转录谱进行差异分析和WGCNA分析,整合筛选出差异共表达基因,进一步采用机器学习套索回归(LASSO)算法、支持向量机递归特征消除(SVM-RFE)机器学习算法来识别核心生物标志物,并绘制受试者工作特征(ROC)曲线以评估诊断价值。最后,采用单样本基因集富集分析(ssGSEA)和基因集富集分析(GSEA)评估纤维肌痛综合征的免疫细胞浸润情况及通路富集。结果与结论:①对GSE67311数据集按照log2|(FC)|>0,P<0.05的条件进行差异分析后获得8个下调的差异表达基因;进行WGCNA分析后获得正相关性最高(r=0.22,P=0.04)的模块(MEdarkviolet)内含基因497个,负相关性最高(r=-0.41,P=6×10-5)的模块(MEsalmon2)内含基因19个;将差异表达基因与WGCNA的2个高相关性模块基因取交集,获得7个基因。②对上述7个基因进行LASSO回归算法筛选出4个基因,进行SVM-RFE机器学习算法筛选出5个基因,两者取交集后确定了3个核心基因,分别为重组1号染色体开放阅读框150蛋白(germinal center associated signaling and motility like,GCSAML)、整合素β8(Integrin beta-8,ITGB8)和羧肽酶A3(carboxypeptidase A3,CPA3);绘制3个核心基因的ROC曲线下面积分别为0.744,0.739,0.734,提示均具有很好的诊断价值,可作为纤维肌痛综合征的生物标志物。③免疫浸润分析结果显示,与对照组相比纤维肌痛综合征患者记忆B细胞、CD56 bright NK细胞和肥大细胞显著下调(P<0.05),且与上述3个生物标志物显著正相关(P<0.05)。④富集分析结果提示,纤维肌痛综合征的富集途径包括9条,主要与嗅觉传导、神经活性配体-受体相互作用及感染等通路密切相关。⑤上述结果显示,纤维肌痛综合征的发生发展与多基因参与、免疫调节异常及多个通路失调有关,但这些基因与免疫细胞之间的相互作用,以及它们与各通路之间的关系尚需进一步研究。

理筋手法减轻兔损伤骨骼肌纤维化的作用机制

背景:理筋手法能够减少纤维化瘢痕增生,促进骨骼肌修复。但不恰当的激活Wnt/β-catenin信号通路,能加剧损伤骨骼肌纤维化,对骨骼肌修复过程产生不利影响。开展理筋手法对Wnt/β-catenin信号通路的调控作用研究,有利于阐述理筋手法减少纤维化瘢痕增生、促进骨骼肌损伤修复的相关机制。目的:探讨理筋手法促进兔骨骼肌损伤修复的作用机制。方法:45只普通级健康成年日本大耳兔随机分为空白组、模型组和理筋组,每组15只。模型组和理筋组均进行腓肠肌打击造模,理筋组于造模后第3天开始进行理筋手法治疗,1次/d,15 min/次。各组在造模后第7,14,21天分别取5只进行取材。苏木精-伊红染色观察腓肠肌一般形态结构,Masson染色观察腓肠肌胶原纤维含量,Western blot检测腓肠肌Wnt3a、β-catenin、GSK3β、p-GSK3β、TCF、Ⅰ型胶原蛋白、Ⅲ型胶原蛋白表达,RT-PCR检测腓肠肌Wnt3a、β-catenin、TCF mRNA表达,免疫荧光法检测腓肠肌β-catenin的表达,免疫组化法检测腓肠肌Ⅰ型胶原蛋白、Ⅲ型胶原蛋白的表达。结果与结论:①苏木精-伊红染色及Masson染色结果显示:与模型组比较,理筋组各观察点炎性细胞浸润减少,胶原纤维量减少(P<0.001),肌纤维逐渐愈合;②Western blot结果显示:与模型组比较,理筋组各观察点Wnt3a、β-catenin、TCF、Ⅰ型胶原蛋白、Ⅲ型胶原蛋白的蛋白表达量均显著降低(P<0.05),而p-GSK3β/GSK3β比值较模型组则明显升高(P<0.05);③RT-PCR结果显示:与模型组比较,理筋组各观察点Wnt3a、β-catenin、TCF的mRNA表达量均显著降低(P<0.001);④免疫荧光结果显示:与模型组比较,理筋组各观察点β-catenin核表达荧光强度明显降低,且逐渐与空白组相近(P<0.001);⑤免疫组化结果显示:理筋组各观察点Ⅰ型胶原蛋白、Ⅲ型胶原蛋白的表达量相较于模型组均显著降低(P<0.01)。结果表明:理筋手法能够抑制Wnt/β-catenin信号通路的异常激活,减少纤维化瘢痕增生,从而达到促进损伤骨骼肌修复的目的。

低温下玄武岩纤维混凝土劈拉强度尺寸效应试验

为研究极端低温作用下结构尺寸和纤维体积分数对玄武岩纤维混凝土劈拉强度的定量影响规律和作用机制,设计了4种尺寸(边长分别为70、100、150和200 mm)、4种纤维体积分数(分数范围0%~0.5%)的玄武岩纤维混凝土立方体试块在常温和低温下(温度范围20~-90℃)进行了静态劈拉破坏试验。试验结果表明:不同类型混凝土的劈拉强度均随温度降低而线性增大(最大增幅接近130%),呈现出显著的低温增强效应;玄武岩纤维的掺入能略微强化混凝土劈拉强度的低温增强效应。不同纤维体积分数玄武岩纤维混凝土的劈拉强度均呈现出一定的纤维增强效应,并且随体积分数增加而增强;极端低温作用下玄武岩纤维的主导破坏模式由拔出破坏转变为拉断破坏,导致纤维增强效应随温度下降而变强。劈拉强度的尺寸效应随温度下降而更明显,但玄武岩纤维的掺入能减弱尺寸效应(最大削弱程度达25.8%)。本文研究能为玄武岩纤维混凝土材料在极端低温环境下的大规模工程结构应用提供有效参考。

靶向成纤维细胞生长因子受体1信号改善类风湿关节炎的骨破坏

背景:尽管科研人员已注意到成纤维细胞生长因子受体1在类风湿关节炎骨破坏中展现出巨大潜力,但尚未有学者对成纤维细胞生长因子受体1在类风湿关节炎骨破坏中的研究进展作全面综述。目的:通过查阅国内外相关文献,综合分析成纤维细胞生长因子受体1在类风湿关节炎骨破坏中的机制。方法:以“成纤维细胞生长因子受体1,类风湿关节炎,骨破坏,骨细胞,成骨细胞,破骨细胞,软骨细胞,巨噬细胞,滑膜成纤维细胞,T细胞,血管内皮细胞”为检索词检索中国知网数据库,以“fibroblast growth factor receptor 1,rheumatoid arthritis,bone destruction,osteocytes,osteoblasts,osteoclasts,chondrocytes,macrophages,synovial fibroblasts,T cells,endothelial cells”为检索词检索PubMed数据库,检索时间范围重点为1992年4月至2024年1月。通过阅读文献题目、摘要及全文,根据纳入与排除标准进行筛选,最后纳入82篇文献进行综述。结果与结论:成纤维细胞生长因子受体1广泛表达于骨组织相关细胞,包括骨细胞、成骨细胞、破骨细胞等,可以通过调控这些细胞的功能来影响骨重塑过程和维持骨稳态,促进类风湿关节炎骨破坏的发生和发展。成纤维细胞生长因子受体1还可以在滑膜成纤维细胞和巨噬细胞中参与炎症反应,在内皮细胞中调控滑膜血管生成,从多个方面促进骨破坏。成纤维细胞生长因子受体1可能是类风湿关节炎骨破坏的一个重要参与因素,为进一步研究类风湿关节炎治疗靶点提供依据。

芍药苷对血管紧张素Ⅱ诱导心肌成纤维细胞纤维化的保护作用

背景:研究表明芍药苷对肝、肾等器官纤维化具有改善作用,尤其是在肝纤维化中表现出突出优势,但芍药苷对于血管紧张素Ⅱ诱导的心肌纤维化的保护作用尚不明确。目的:探讨芍药苷对血管紧张素Ⅱ诱导的心肌成纤维细胞的保护作用及分子机制。方法:在分离培养的SD大鼠乳鼠心肌成纤维细胞中加入血管紧张素Ⅱ(1μmol/L)干预48 h作为模型组;芍药苷低、高剂量组给予不同剂量的芍药苷(50,100μmol/L)预处理2 h,再用血管紧张素Ⅱ处理48 h;SIRT1抑制剂组先用10μmol/L SIRT1抑制剂EX527处理2 h,再用100μmol/L芍药苷处理2 h,最后用血管紧张素Ⅱ处理48 h。采用CCK-8法检测细胞活力,Transwell检测细胞迁移能力,用DHA荧光探针检测细胞内活性氧水平,用试剂盒检测氧化应激标志物水平,Western blot检测纤维化相关基因的蛋白表达,qRT-PCR检测细胞外基质和纤维化相关基因的mRNA表达。结果与结论:①与对照组相比,血管紧张素Ⅱ干预后心肌成纤维细胞的增殖、迁移能力明显提高,细胞内活性氧和丙二醛水平升高,超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性降低,α-平滑肌肌动蛋白、Ⅰ型胶原蛋白、Ⅲ型胶原蛋白、纤维连接蛋白、结缔组织生长因子、基质金属蛋白酶9的mRNA表达增加;与模型组相比,芍药苷剂量依赖性抑制上述效应改变(P<0.01);②与模型组相比,芍药苷剂量依赖性上调SIRT1的蛋白表达(P<0.001);③与芍药苷高剂量组相比,SIRT1抑制剂组细胞迁移数量、α-平滑肌肌动蛋白、Ⅰ型胶原蛋白、Ⅲ型胶原蛋白表达水平显著增加(P<0.01)。结果表明,芍药苷可能通过上调SIRT1的表达,有效减轻了血管紧张素Ⅱ诱导的心肌成纤维细胞纤维化改变,剂量依赖性地抑制了心肌成纤维细胞氧化应激和细胞外基质沉积,对于心肌成纤维细胞纤维化具有保护作用。

甲基纤维素/聚乙烯醇负载纳米银(AgNPs@PVA/MC)复合膜的制备及其对瓯柑贮藏品质的影响

以甲基纤维素(MC)和聚乙烯醇(PVA)为复合膜基材,纳米银(AgNPs)为抑菌剂,甘油为增塑剂,制备具有抑菌作用的AgNPs@PVA/MC复合膜。通过考察不同质量分数(0%、0.05%、0.1%、0.2%、0.3%)AgNPs对复合膜的性能影响并对其外观、机械性能、微观结构及抑菌性等性能进行表征,为开发瓯柑贮藏保鲜材料提供理论支撑。结果表明,随着AgNPs含量增加,复合膜对桔青霉生长的抑制作用越显著(P<0.05)。其中,0.1%AgNPs含量的复合膜综合性能最为优异,其抗拉强度达到12.45 MPa、断裂伸长率为6.47%、水蒸气透过率为21.03×10^(-6)g·mm/(m^(2)·s·Pa)、氧气透过率为2.31×10^(-6)cm^(3)/(cm^(2)·s·Pa),扫描电子显微镜显示其横截面具有规则、紧密及分布均匀的AgNPs颗粒,红外光谱及热重分析表明其具有良好的结合性和热稳定性。0.1%AgNPs@PVA/MC复合膜可有效减小瓯柑贮藏期间失重率,降低可溶性固形物、可滴定酸及VC的消耗速率,延缓瓯柑的成熟并显著抑制致腐菌桔青霉的生长,能较好地保持瓯柑贮藏期品质,为瓯柑产业的可持续发展提供支撑。

不同浓度丁香酚对肌原纤维蛋白结构和乳液凝胶特性的影响

为了探究丁香酚添加量对肌原纤维蛋白乳液凝胶特性的影响,本文以猪肌原纤维蛋白为研究对象,模拟乳化香肠的加工过程,通过测定不同浓度的丁香酚(0、5、10、20、50、100 mg/g蛋白质)添加对蛋白的二级结构、凝胶强度、保水率、水分分布、流变和微观结构等指标的影响,探讨丁香酚添加量对蛋白凝胶形成的作用规律。结果表明,添加低浓度的丁香酚(20 mg/g)显著提升了蛋白的凝胶强度、保水率(P<0.05),凝胶中不易流动水的含量和储能模量明显增加,蒸煮损失和冻融损失显著降低(P<0.05),凝胶中自由水含量减少。然而,当添加高浓度的丁香酚(100 mg/g)时,凝胶强度和保水率明显降低,蒸煮损失、冻融损失明显升高,且在扫描电镜下可清晰地看到凝胶网络结构粗糙、孔隙明显增大。综上,添加低浓度丁香酚(20 mg/g)可以有效地提高蛋白的凝胶特性,其有潜力成为一种新型的肉制品品质改良剂。

真空热处理与谷蛋白添加对罗非鱼肌原纤维蛋白凝胶性能的影响

为探索真空热处理与谷蛋白对肌原纤维蛋白(Myofibrillar Protein,MP)凝胶性能的影响,实验以罗非鱼MP为原料,以质构、持水、分子间作用力等为指标研究了真空热处理与谷蛋白添加对罗非鱼MP凝胶的影响。结果表明,在水浴条件下,加入0.7%的谷蛋白显著提高了MP的硬度、凝胶强度。微观结构结果表明谷蛋白使MP凝胶网络趋于平整,孔洞减小,有利于凝胶的形成。与水浴加热相比,经过一段式真空热处理1 h后,MP凝胶的内聚性、弹性、凝胶强度显著提高,真空热处理2 h后,MP凝胶的内聚性与凝胶强度进一步提高。另外,真空热处理和谷蛋白添加改善了MP凝胶的水分状态,T22固定水的含量下降,同时T22固定水与T23自由水的迁移受到限制,使凝胶内水分趋于稳定。分子间作用力结果显示,离子键与疏水相互作用增强,促进了MP的凝胶化。综上所述,真空加工和谷蛋白添加促使MP结构伸展,形成更加致密的三维凝胶网络。

发育性髋关节发育不良患者固液双相纤维增强软骨的力学性能

背景:发育性髋关节发育不良由于髋臼、股骨头存在结构、大小及方向等方面的畸形,患者长时间活动或站立会引起腹股沟疼痛,如果得不到有效的治疗,患者的正常活动将严重受限。目的:基于FEBio建立具有固液双相纤维增强软骨的球-窝髋关节有限元模型,探究发育性髋关节发育不良患者和正常人髋关节软骨的生物力学特性。方法:对1名发育性髋关节发育不良患者和1名正常志愿者进行髋关节建模,模型包含左盆骨、左股骨及附着其上的软骨。验证正常髋关节固液双相纤维增强软骨模型有效性后,建立髋关节发育不良患者髋关节有限元模型,对比两者在单腿站立时(2 130 N静态载荷)软骨的接触应力、流体压力、固相等效应力和流体支撑率的差异。结果与结论:(1)与正常髋关节相比,载荷加载完成后1 s(承载初期),发育性髋关节发育不良患者髋臼软骨出现明显的边缘接触,且峰值接触应力(3.86 MPa)和峰值流体压力(3.76 MPa)均大于正常髋关节软骨;(2)1 500 s(承载稳定)后,2个模型软骨峰值接触应力和峰值流体压力均减小,但发育性髋关节发育不良患者软骨接触位置由软骨边缘向中心移动,流体支撑率由97.41%下降到91.08%,正常髋关节软骨流体支撑率下降了0.58%,由95.24%下降到94.66%;(3)提示单腿站立生理载荷下,发育性髋关节发育不良患者软骨出现明显的边缘载荷,其峰值接触应力、流体压力和流体支撑率的下降幅度均大于正常软骨,考虑软骨的固液双相纤维增强特性对于评估髋关节发育不良患者髋关节软骨的生物力学性能、理解髋关节发育不良病理生理机制和制定术前计划具有重要的临床意义。

富血小板纤维蛋白复合甲基丙烯酰化明胶水凝胶的促成骨性能

背景:富血小板纤维蛋白具有制备简单、制作费用低、安全性高等诸多优势,目前已被广泛应用于口腔颌面外科骨缺损修复研究中,但存在降解速度太快、生长因子释放时间短等问题。目的:将富血小板纤维蛋白负载于甲基丙烯酰化明胶水凝胶内,通过体内外实验分析其促成骨性能。方法:①抽取新西兰大白兔静脉血,制备富血小板纤维蛋白。分别制备含0,0.05,0.075,0.1 g富血小板纤维蛋白的甲基丙烯酰化明胶水凝胶,分别记为GelMA、GelMA/PRF-0.05、GelMA/PRF-0.075、GelMA/PRF-0.1,表征水凝胶的微观形貌与体外缓释性能。②将4种水凝胶分别与MC3T3-E1细胞共培养,以单独培养的细胞为对照,检测细胞增殖活性;成骨诱导后,检测细胞碱性磷酸酶活性、矿化能力、成骨相关基因(骨钙素、骨桥蛋白、RUNX2)mRNA与蛋白表达,ERK1/2-p38 MAPK通路蛋白mRNA与蛋白表达。③取15只新西兰大白兔。在每只兔颅骨部分别制备4个直径8 mm的全层骨缺损,其中1处缺损不植入任何材料(空白对照组),另3处缺损分别植入GelMA水凝胶、富血小板纤维蛋白、GelMA/PRF-0.1水凝胶。术后4,8,12周,进行骨缺损部位Micro-CT扫描与骨组织形态观察。结果与结论:①扫描电镜下可见4组水凝胶都具有蜂窝状的孔隙结构,并且随着水凝胶中富血小板纤维蛋白含量的增加,水凝胶的孔径轻微减小,但组间比较无明显差异;3组GelMA/PRF水凝胶均能以一定的速率释放转化生长因子β1与胰岛素样生长因子1,随着时间的延长,转化生长因子β1与胰岛素样生长因子1累计释放量显著增加。②CCK-8检测与活/死染色显示,3组GelMA/PRF水凝胶可促进MC3T3-E1细胞的增殖;碱性磷酸酶染色、茜素红染色及成骨基因检测结果显示,GelMA/PRF水凝胶可促进MC3T3-E1细胞的成骨分化,同时可抑制ERK1/2-p38 MAPK通路蛋白的表达,并且呈现富血小板纤维蛋白含量依赖性。③Micro-CT扫描显示,GelMA/PRF-0.1水凝胶组兔骨缺损处骨矿物质密度与骨体积分数均高于其他3组(P<0.05);苏木精-伊红染色显示,相较于其他3组,GelMA/PRF-0.1水凝胶组兔骨缺损处新骨形成更快、更成熟。④结果表明,GelMA/PRF水凝胶在体内外均具有良好的促成骨性能,该作用可能与抑制ERK1/2-p38 MAPK通路蛋白表达有关。

钢纤维增强尾砂胶结充填体的力学性能与损伤机制

为探究钢纤维(SF)对充填体的力学性能与损伤破坏机制的影响,以纤维增强尾砂胶结充填体(FR–CTB)为研究对象,研究SF掺量对充填体力学性能的影响,采用数字图像相关(DIC)技术监测试件的全场应变,跟踪试件的裂纹发展,此外,从微观层面进一步研究了SF对充填体的增强机理.结果表明,随着SF掺量和养护龄期的增加,FR–CTB的单轴抗压强度、劈裂抗拉强度以及抗剪强度均表现出了不同程度的增长,SF掺量为20 kg·m^(-3)时增强效果最好,但是当超过20 kg·m^(-3)后增强效果显著降低.钢纤维的存在较大程度上约束了充填体裂隙的扩展,削弱裂隙尖端应力集中,有效阻止了裂纹的扩展,改善整个试件的变形.此外,添加钢纤维后,尾砂颗粒、纤维和水化产物形成了一个完整且更致密的结构,在加载过程中由于SF与尾砂–水泥基体之间的相互作用,SF的增强作用主要体现在桥接和拔出行为,水化产物的存在增加了SF表面的粗糙度,从而增加了SF与水泥–尾砂基体之间的摩擦力来吸收外部载荷的能量,提高FR–CTB的力学性能.最后利用SPSS曲线估计建立各龄期充填体强度计算模型,模型精度较高,可对掺钢纤维充填体强度进行预测.