基于外泌体多miRNA表达水平构建的子痫前期风险预测模型效能分析

目的 探讨基于多个外泌体微小RNA(miRNA)表达水平构建子痫前期(PE)风险模型的可行性,并验证其对PE的预测效能。方法 选择2019年6月—2021年12月建档且孕周≤20周的孕妇1 037例作为研究对象,入组后收集所有患者首次建档的一般资料及实验室检查资料。通过qRT-PCR分析所有样本中外泌体miRNA表达情况(包括miR-155-5p、miR-215-5p、miR-203a-3p、miR-199a-5p及miR-125a-3p)。而后对所有患者随访至妊娠结束,统计随访期间PE发生情况并根据结果将患者分为PE组及对照组。使用Cox回归分析PE的影响因素,以ggrisk包构建多miRNA风险模型,并采用受试者工作特征(ROC)曲线评估所构建模型对PE的预测效果。结果 截至2022年10月31日随访结束,最终完成随访974例(93.92%)。PE组65例和对照组909例。PE组年龄、孕前体质量指数(BMI)、孕12周腰围均大于对照组,吸烟史及饮酒史占比高于对照组(P<0.05)。PE组三酰甘油、低密度脂蛋白胆固醇、总胆固醇、丙氨酸转氨酶、天冬氨酸转氨酶、血小板分布宽度、平均血小板体积、血红蛋白、miR-155-5p、miR-199a-5p、miR-215-5p水平均高于对照组,而促甲状腺激素、miR-125a-3p及miR-203a-3p水平低于对照组(P<0.05)。miR-125a-3p、miR-155-5p、miR-199a-5p、miR-203a-3p及miR-215-5p表达水平为PE发生的独立预测因子(P<0.05)。由上述外泌体miRNA构建的风险预测模型在PE发生方面具有良好的预测价值(AUC=0.998,P<0.001),敏感度为96.92%(63/65),特异度为93.94%(854/909)。结论 miR-125a-3p、miR-155-5p、miR-199a-5p、miR-203a-3p及miR-215-5p与PE的发生相关,以上述外泌体中5个miRNA构建的PE预测模型效果较好。

COPD细胞微环境体外模型建立的思路与方法

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)是危害公众健康的重大慢性疾病。COPD病理机制复杂,细胞微环境改变是其病理生理的重要组成部分。细胞培养技术是研究COPD病理机制及药效药理评价的重要工具。该文介绍了肺内细胞微环境的基本构成,COPD病理进程中细胞微环境变化,总结了细胞微环境体外模型在COPD机制研究中的应用,提出COPD细胞微环境体外模型建立的思路与方法。

体外循环小鼠模型研究进展

体外循环(ECC)技术可在一段时间内全部或部分代替心肺功能,在心脏外科手术及心肺衰竭患者的生命支持过程中起到了重要的作用。建立可靠的ECC动物模型有助于探究ECC过程对机体产生的影响,进而优化临床管理策略。近年来小鼠因其易获得、具有多种基因型、可重复性高等优点被选择用于建立ECC模型。然而,目前对于小鼠ECC模型建立的流程尚没有统一规范,因此有必要对现有的相关文献进行综述,从而为未来建立稳定的ECC模型提供理论基础。

ICU体外循环术后患者口腔黏膜压力性损伤列线图预测模型的构建

目的 筛选ICU体外循环术后患者口腔黏膜压力性损伤(OMPI)的危险因素,构建列线图预测模型。方法 选取2023年1-6月新疆某三甲医院ICU 455例体外循环术后患者为研究对象,依据是否发生OMPI将其分为发生组与未发生组。比较两组一般资料、临床资料、手术相关资料及气管导管相关资料,采用Logistic回归分析筛选ICU体外循环术后患者发生OMPI的危险因素,构建列线图预测模型,并对模型进行内部验证。结果 455例患者中135例(29.7%)发生了OMPI,Logistic回归分析显示,高血压史(OR=9.529,95%CI:2.685~33.089)、术后使用ECMO(OR=3.251,95%CI:1.380~7.662)、术前红细胞压积(40%~50%,OR=5.755,95%CI:1.703~19.453)、术前空腹血糖(7.1~11.0 mmol/L,OR=2.415,95%CI:1.717~4.975;>11.0 mmol/L,OR=3.401,95%CI:1.571~7.361)为独立危险因素(P<0.05);术中最低体温(OR=0.283,95%CI:0.214~0.374)为保护因素(P<0.05)。基于上述影响因素所构建的列线图预测模型AUC=0.883,灵敏度为86.7%,特异度77.2%。H-L检验显示:χ^(2)=3.848,P=0.871,列线图预测模型的区分度与校准度较好。校准曲线显示,模型预测的概率与实际观察形成的概率存在较好的一致性。结论 本研究构建的体外循环术后患者OMPI的列线图预测模型具有较好的风险预测能力,对临床工作具有实际指导意义。

大鼠正中开胸升主动脉根部阻断灌注心脏停搏液体外循环模型的建立

目的建立大鼠正中开胸模拟心肺转流(CPB)升主动脉根部阻断灌注心脏停搏液心脏停搏及复苏过程。方法选取10只成年雄性SD大鼠350~450 g,吸入诱导及腹腔注射麻醉后气管插管接小动物呼吸机辅助通气。右颈内静脉穿刺自制带侧孔引流管,尾动脉灌注建立体外循环,股动脉监测血压。CPB开始,正中开胸,暴露心脏,阻断升主动脉,经升主动脉根部灌注心脏停搏液,阻断30 min后开放升主动脉,予以氯化钙、小剂量肾上腺素、速尿,待血流动力学稳定及血气调整满意后停机。分别于CPB开始前、CPB开始、CPB 10 min、升主动脉阻断、阻断10 min、20 min、开放升主动脉、停机、停机后2 h采集血液进行血气分析并观察停机后大鼠血流动力学指标。结果7只大鼠成功建模,1只在开胸过程中呼吸心跳骤停,1只颈内静脉穿刺失败出血性休克死亡,1只颈内静脉插管过深刺激窦房结导致心脏骤停。转机时间(72±12)min,后并行时间(21±6)min,CPB期间红细胞压积显著低于基线生理值,各检测点血气均符合CPB正常标准要求。结论大鼠正中开胸CPB升主动脉阻断模型是一种成本低廉、稳定可靠的实验模型,可以作为心脏手术患者器官损伤、心肌保护等的替代研究。

鸡肠上皮细胞体外模型的构建及应用

鸡肠上皮细胞作为体内更新最快的细胞,具有消化、吸收、分泌等重要的生理功能。细胞体外模型的建立为肠道疾病、营养物质的吸收消化机制及上皮细胞的凋亡、增殖、分化等研究提供了一套快速可靠的方法,为研究生理、营养、疾病控制及其他未知因素提供理想模型。本文对营养性添加、非营养性添加和病原微生物在肠上皮细胞中的研究作用机制进行综述,以期为禽业、兽药改良和研发提供参考。

头孢吡肟/阿维巴坦M-H肉汤中浓度测定方法学建立及在体外动态PK/PD模型中的应用

目的:建立头孢吡肟和阿维巴坦在Mueller-Hinton(M-H)肉汤中浓度测定方法,并于头孢吡肟/阿维巴坦体外动态药代动力学/药效学(phar-macokinetic/pharmacodynamic,PK/PD)模型中进行初步应用。方法:采用高效液相色谱法(HPLC)对M-H肉汤中头孢吡肟进行测定;采用液质联用法(LC-MS/MS)对M-H肉汤中阿维巴坦进行测定。建立头孢吡肟/阿维巴坦2.5 g q8 h给药方案下体外动态PK/PD感染模型,进行头孢吡肟/阿维巴坦抗碳青霉烯类耐药肺炎克雷伯菌(carbapenem-re-sistant Klebsiella pneumoniae,CRKP)抗菌作用研究。结果:头孢吡肟和阿维巴坦在0.5~120μg/mL和0.1~25μg/mL线性关系良好(r=0.999),定量下限浓度为0.5、0.1μg/mL,肉汤培养基中头孢吡肟和阿维巴坦的的提取回收率分别为88.0%~101.7%和90.9%~95.2%。日内、日间RSD均小于5.2%。在体外PK/PD模型中,头孢吡肟和阿维巴坦具有良好的拟合度,实测浓度在理论浓度的±20%范围内。对于MIC=8μg/mL和MIC=16μg/mL的CRKP,头孢吡肟阿维巴坦2.5gq8h的给药方案在24 h时菌落分别下降2.783 Log10 CFU/mL、1.325Log10CFU/mL。结论:本研究建立的头孢吡肟及阿维巴坦在肉汤中浓度测定方法灵敏度高、稳定性好。体外动态PK/PD模型显示头孢吡肟阿维巴坦常规给药下对MIC≤8μg/mL的CRKP具有较好的抗菌活性。

鸡球虫体外培养模型及应用研究进展

鸡球虫病是由艾美耳球虫寄生于鸡肠上皮细胞内所引起的一种寄生性原虫病,感染鸡体重减轻、营养不良、肠道损伤等,严重危害养鸡业的健康发展。球虫的生命周期包括从无性阶段到有性阶段的转换并局限于一个宿主。目前对球虫的研究主要包括在细胞生物学及其不同生命阶段的蛋白质表达和运输机制、宿主细胞入侵和宿主-寄生虫相互作用、新型药物靶标筛选等方面。鉴于研究问题的多样性,以及减少和取代动物试验的要求,建立高效的体外培养模型成为研究鸡球虫生物学特性、抗球虫疫苗和药物的基本条件。笔者重点阐述了鸡球虫体外培养模型及其在药物抗虫效果研究中的应用,包括鸡胚培养模型、二维培养模型(原代细胞培养模型、传代细胞系培养模型)及三维类器官培养模型。越来越多培养技术的突破为研究球虫生命周期阶段和干预策略开辟了新的途径,也为深入了解鸡球虫致病机制、抗球虫药物研发提供依据。

基于FBM行为模型的自动体外除颤器设计研究

目的依据FBM行为模型,研究如何提高自动体外除颤器的可用性和易用性,从而增加施救者对产品的使用率及成功率,为院外心脏骤停患者赢得更大的生存机会。方法通过对用户体验行为的深入分析,挖掘并总结救助者在救助过程中的体验痛点。依据FBM行为模型,增强施救者的意愿、简化施救的目标行为、并根据动机与能力的差异给予不同提示,从动机、能力、触发机制三方面探究劝导式设计下的自动体外除颤产品设计策略。结果通过劝导策略对自动体外除颤器进行功能规划,促使非专业人士在遇到心脏骤停患者的紧急情况下,也能够正确有效地使用自动体外除颤产品。结论FBM行为模型为提高自动体外除颤产品的可用性和易用性提供了有效的方法指导,进而提高院前复苏率,改善患者预后。

体外功能性肺组织模型构建、调控及在肺纤维化和COVID-19中的应用

肺纤维化是很多肺部疾病发生发展过程中出现的病理现象。近年出现的2019冠状病毒病(coronavirus disease 2019,COVID-19)引发的呼吸系统综合征也会出现弥漫性肺泡损伤,并诱发肺纤维化。因此,开展肺纤维化和COVID-19体外模型构建与调控研究在肺部疾病治疗和药物筛选方面意义重大。目前,现有研究已建立了多种体外肺组织二维、三维细胞培养模型,本文将全面概述这些模型的构建方法,并结合这些模型在肺纤维化及COVID-19中的应用研究,对体外肺组织模型在药物传递、高通量药物筛选及发病机制研究等生物医学领域中的应用前景进行综述,为其进一步研究提供参考。

阿尔茨海默病发病机制及体内外模型研究进展

阿尔茨海默病(AD)是一种以认知功能障碍为主要特征的神经退行性疾病,具体发病机制目前尚不清晰。随着我国人口老龄化越来越严重,患有AD人群的比例越来越高,亟需深入探究其发病机制并建立合适的疾病模型。本文从当前AD的发病假说和体内外模型进行了综述,详细介绍了神经细胞β-淀粉样前体蛋白(APP)转基因模型、D-半乳糖(D-gal)模型、D-半乳糖联合β-淀粉样蛋白(Aβ)模型等10种体内模型和3种体外模型(HT22细胞模型、PC12细胞模型和SH-SY5Y细胞模型),以期为AD疾病的基础研究和新药开发提供模型参考和研究思路。

利用体外模型预测4种营养粉的升糖波动情况

升糖指数即GI值,首先由加拿大科学家Jenkins等提出,用于描述人体对食物的消化吸收速率和由此引起的血糖应答。引起人体血糖波动的主要物质是碳水化合物,碳水化合物根据是否能被人体利用,分为可利用碳水化合物和不可利用碳水化合物,前者可被人体消化吸收,在体内水解为葡萄糖,促使血糖浓度升高。胰岛素分泌需要时间,当胰岛素分泌并达到靶点前,如果食物中的还原糖水解量较高,被人体快速吸收,容易造成血糖急速上升,对于糖尿病患者会产生不利影响。因此,食品中可消化吸收碳水化合物的含量以及还原糖的释放水解速度,成为高血糖患者能否食用该食品的关键。

体外循环术后患者发生急性呼吸窘迫综合征危险因素分析及列线图预测模型构建

目的探讨体外循环术后患者发生急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的危险因素并构建列线图预测模型。方法本研究为回顾性病例对照研究。纳入2005年1月至2015年12月入住首都医科大学附属北京安贞医院心脏外科在体外循环辅助下行心脏或大血管手术,并于术后发生ARDS的患者145例为ARDS组。根据每例ARDS患者的手术年份及年龄,随机匹配2例体外循环辅助下行心脏或大血管手术后未发生ARDS的患者作为对照组(290例)。应用Logistic回归方法分析体外循环术后ARDS的危险因素,并应用列线图方法构建体外循环术后ARDS预测模型。结果多因素Logistic回归分析结果显示,低术前血红蛋白水平(比值比=0.98,95%置信区间:0.96~0.99,P=0.001)、手术时间增加(比值比=1.26,95%置信区间:1.05~1.51,P=0.011)、术后第1天高急性生理学与慢性健康状况评分系统Ⅱ(APACHEⅡ)评分(比值比=1.14,95%置信区间:1.08~1.23,P<0.001)、吸烟(比值比=2.65,95%置信区间:1.14~6.05,P=0.023)、瓣膜联合冠状动脉旁路移植术(CABG)手术(比值比=2.59,95%置信区间:1.11~6.01,P=0.027)为体外循环辅助下行心脏或大血管手术患者术后发生ARDS的独立危险因素。将上述因素全部纳入预测模型构建列线图,该预测模型的曲线下面积为0.834,最佳阈值为0.334时,特异度为0.814,敏感度为0.748。结论低术前血红蛋白水平、手术时间增加、高APACHEⅡ评分、吸烟、瓣膜联合CABG手术为体外循环术后发生ARDS的独立危险因素。以这些危险因素构建的列线图预测模型可用于体外循环术后患者ARDS的早期识别。

预测体外循环下瓣膜置换术后急性呼吸窘迫综合征发生风险的列线图模型的构建

目的探讨体外循环下瓣膜置换术后急性呼吸窘迫综合征的危险因素,构建其发生风险的列线图模型。方法选取2016年11月至2020年12月在承德医学院附属医院行体外循环下瓣膜置换手术患者211例,依据术后是否发生急性呼吸窘迫综合征将其分为试验组16例和对照组195例。采用多因素logistic回归分析获得其独立危险因素;应用R软件建立列线图模型,并验证其预测效能。结果两组年龄、体重指数、脑梗死、心功能分级、置换生物瓣、体外循环时间、主动脉阻断时间、二次开胸比较,差异有统计学意义(P<0.05)。logistic回归结果显示,年龄[OR(95%CI)=1.266(1.057,1.517)]、体重指数[OR(95%CI)=1.860(1.158,2.988)]、体外循环时间[OR(95%CI)=1.089(1.025,1.158)]是发生ARDS的独立危险因素(P<0.05)。基于以上独立危险因素构建列线图模型,外部验证显示模型的一致性指数为0.918,曲线下面积为0.922,具有良好的一致性和预测效能。结论构建体外循环下瓣膜置换术后急性呼吸窘迫综合征的列线图模型,实现可视化、个体化预测,指导个体化预防,临床应用价值高。

猪肺体外模型预测气道异物CT值的研究

目的建立猪肺体外模型,了解异物进入肺内后CT值变化及常见异物CT值。方法将干花生、瓜子置于新鲜猪肺气管中,采用CT平扫获得CT值;将体外模型CT值与临床病例CT值进行比较,评估该模型在异物性质诊断中价值。结果干花生、瓜子在肺内CT值均比肺外CT值大(P<0.01)。20颗花生CT值与8颗临床病例花生CT值差异无统计学意义(P>0.05)。干花生放入肺内72 h内,其CT值先升高(24 h)后降低(72 h);而瓜子CT值在72 h内无明显改变(P>0.05)。生花生、干花生、熟花生、圆珠笔嘴在模型中CT值分别为19~43、-9~65、5~19、-356~-331 HU。结论成功构建猪肺体外模型,获得常见异物CT值。

经尿道单孔腔镜膀胱肿瘤整块切除术的离体动物模型实验研究

目的探讨电子膀胱软镜联合腹腔镜器械经尿道协同操作实施膀胱肿瘤整块切除的可行性,为该技术的临床应用提供参考。方法自行设计加工的经尿道单孔PORT、Olympus电子膀胱软镜作为观察镜,Φ1.8 mm软性抓钳作为协助显露器械及腹腔镜操作器械(组织剪、电钩、超声刀等),以离体猪膀胱为模型,经尿道放置自制单孔PORT,置入Olympus电子膀胱软镜观察膀胱内壁全貌及黏膜情况,在膀胱腔内设定病变部位,再经电子膀胱软镜的工作通道插入软性抓钳钳夹提拉待切除黏膜,并在目标位带张力固定,保持满意的观察视野,术者左手持膀胱软镜,右手操作腹腔镜器械经PORT进入膀胱腔,在软镜监视及软性抓钳提拉协同下,模拟剪切、推拨动作,实现对病变黏膜的整块切除。结果在2个离体猪膀胱模型上成功切除了4个不同部位的病灶处黏膜。结论体外实验显示电子膀胱软镜联合腹腔镜器械实施经尿道单孔腔镜膀胱肿瘤整块切除术,在不额外增加经皮膀胱切口医源性膀胱损伤的条件下,实现了多种器械协同作用下的切除效果,该方法处理膀胱肿瘤可行,进一步优化后具有临床应用潜力。

骨关节炎体外模型特点及设计新思路

背景:国内外的相关文献报道,体外模型是研究骨关节炎发病机制和有效治疗手段的重要工具,各种体外模型均有其优缺点和相关应用,但到目前为止还没有一个理想的实验模型可以阐述骨关节炎的所有特征。目的:综述近年相关文献,总结各类骨关节炎体外模型的优缺点及相关应用进展,为进一步了解骨关节炎及研究治疗方法提供一定帮助。方法:应用计算机检索2010-2021年PubMed、中国知网、维普和万方数据库相关文章,英文检索词:“Osteoarthritis,in vitro,model”;中文检索词:“骨关节炎、体外模型”。选取相关性强、发表年限较新的合格文献进行综述,最终纳入63篇文章进行综述。结果与结论:①骨关节炎2D细胞培养模型易于构建,也易于大规模生产,由于其缺乏典型的三维微观结构,缺少与周围细胞及细胞外基质的相互联系,因此只能适应于细胞水平研究。②外植体模型和3D细胞培养提供了与人体生理条件接近的内环境,不仅适用于研究细胞因子刺激机制,还可以用于研究骨关节物理损伤和生物力学对组织的影响,因此可以更好地研究骨关节炎的分子机制,并制定治疗措施,但从组织体积和维持细胞活力的角度来看,这些模型难以量产。③此外,文章还讨论了3D生物制造模型、类器官、芯片器官模型等先进组织工程模型,其中3D生物打印技术和生物反应器模型在精确控制组织结构、输送生物活性分子、动态培养细胞等方面具有明显的优势,但目前仍需进一步完善及创新。④总之,与2D细胞培养模型相比,体外3D组织模型更适合应用于目前的骨关节炎相关研究及其个体化治疗,未来希望研究者们将器官芯片技术、3D生物打印技术、生物反应器这些新兴技术进行整合,最终为骨关节炎治疗和药物测试开发一个更合适的平台。

基于软骨细胞分离培养的骨痹体外细胞模型的建立

目的建立骨痹体外软骨细胞炎症模型,为研究骨关节炎(osteoarthritis,OA)的中医药治疗机制提供细胞学基础。方法采用胶原酶法进行人软骨细胞的分离培养,观察其形态学,Ⅱ型胶原(collagenⅡ,COLⅡ)免疫荧光染色法鉴定软骨细胞,细胞计数试剂(cell counting kit-8,CCK-8)检测各浓度梯度的脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)对软骨细胞生长活性的影响,选择浓度分别为500、100、20、10、2 ng·mL^(-1)的LPS经0、4、6、12、24 h诱导软骨细胞后,Elisa法检测各组细胞上清液中白细胞介素6(interleukin-6,IL-6)和基质金属蛋白酶-3(matrix metalloproteinase-3,MMP-3)的含量,筛选最佳干预浓度及时间。结果分离培养的细胞光镜下观察符合软骨细胞形态学,COLⅡ免疫荧光染色呈阳性,具备软骨细胞特征。与对照组比较,加入差异浓度LPS的各实验组软骨细胞存活率(survival rate,SR)随LPS浓度升高呈逐渐下降趋势,而抑制率(inhibition rate,IR)则逐渐上升,呈浓度依赖性。其中高浓度的LPS对软骨细胞生长有一定的抑制作用,与对照组比较差异有统计学意义(P<0.05),其他各组与对照组比较差异均无统计学意义(P>0.05)。软骨细胞上清液中IL-6和MMP-3在LPS浓度为10 ng·mL^(-1),干预时间为24 h时达到最大浓度(P<0.05)。结论本研究成功分离培养软骨细胞,并提供了一种建立骨痹体外软骨细胞炎症反应模型的优选方式,有利于中医药治疗策略在骨痹中的进一步研究。

间充质干细胞外泌体对缺血性脑卒中大鼠神经功能恢复的影响

目的探讨间充质干细胞外泌体(MSCs-EXO)对缺血性脑卒中大鼠神经功能恢复的影响。方法大鼠骨髓间充质干细胞原代培养,超速离心法提取其MSCs-EXO,大脑中动脉夹闭模型(MCAO)法制作大鼠缺血性脑卒中模型,MSCs-EXO经鼻给药,设为MSCs-EXO组,通过改良神经功能缺损评分(mNSS)和错步试验评估其神经功能恢复情况,并与未治疗模型组(MCAO组)做对比。PKH26标记MSCs-EXO并结合免疫荧光染色观察其在缺血半暗带(IP)中的分布,荧光定量PCR及Western blot检测IP区域脑组织中PTEN的表达水平,并与正常大鼠及MCAO组大鼠进行对比。结果MSCs-EXO治疗组的神经功能恢复高于MCAO组,差异有统计学意义(P<0.05)。免疫荧光染色显示标记外泌体可以进入IP区域神经细胞,荧光定量PCR及Western blot检测显示MSCs-EXO治疗组及MCAO组中PTEN水平均较正常升高,但MSCs-EXO治疗组的PTEN水平低于MCAO组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论MSCs-EXO能够促进缺血性脑卒中大鼠的神经功能恢复,这可能与其下调IP区域PTEN表达水平相关。

胎盘体外模型的研究进展

胎盘是妊娠期间维持胎儿生命的重要过渡性器官,其发育和功能障碍是早产、先兆子痫、宫内生长受限等妊娠并发症的原因。了解胎盘的发育和功能对于阐明相关疾病的发病机制具有重要意义。然而,由于伦理和早期的技术限制,对于胎盘的研究并不充分。近年来,研究人员探索出体外人胎盘小叶灌注模型、胎盘芯片以及滋养层干细胞和类器官培养模型,用于模拟胎盘、研究胎盘的发育和功能。本文简述了胎盘的生理结构和上述三种体外胎盘研究模型的进展,以及它们用于胎盘研究的进展和存在的挑战。