基于Nrf2/ROS信号通路探讨岩藻多糖对食管癌细胞增殖的抑制作用

目的:探讨岩藻多糖对食管癌增殖的影响,并分析其机制。方法:MTT法分析细胞增殖抑制率,Hoechst 33258染色和流式细胞术检测细胞凋亡,DCFH-DA探针检测ROS水平,Western blot法分析Nrf2、HO-1、NQO-1、Bcl-2、Bax、caspase-3水平,研究岩藻多糖对细胞增殖以及Nrf2/ROS信号通路的影响。裸鼠成瘤实验验证岩藻多糖对瘤体的瘤重、瘤体积及Nrf2、HO-1、NQO-1水平的影响。结果:1~16µg/mL岩藻多糖极显著抑制ECA109细胞增殖,48 h IC50为3.26µg/mL。与对照组(0.1%DMSO)相比,1、2、4µg/mL岩藻多糖处理后的ECA109细胞出现核凝聚、染色质不规则收缩、凋亡小体等明显的凋亡特征,(极)显著促进ECA109细胞凋亡,极显著下调Bcl-2表达水平,极显著上调Bax、Cleaved-caspase-3表达水平,极显著增加ROS水平,极显著降低Nrf2、HO-1、NQO-1蛋白水平(P<0.05,P<0.01);Nrf2过表达能显著下调岩藻多糖抑制ECA109细胞增殖效果,显著下调ROS水平,显著上调Nrf2、HO-1、NQO-1蛋白水平(P<0.05)。体内实验显示,50、100 mg/kg岩藻多糖极显著抑制瘤体体积、瘤体质量,下调瘤体Nrf2、HO-1、NQO-1水平(P<0.05)。结论:岩藻多糖抑制ECA109细胞增殖,对体内移植瘤抑瘤效果显著,其机制与调控Nrf2/ROS信号通路有关。

WNK2通过抑制ERK1/2/ROS/SHP2信号通路延缓肝细胞癌的增殖和侵袭

目的探讨WNK2对肝细胞癌(hepatocellocellua carcinoma,HCC)中ERK1/2/ROS/SHP2信号通路的影响,并探讨其在HCC细胞增殖和迁移中的作用。方法将WNK2-mimic和sh-RNA WNK2以及相应的阴性对照转染HepG2细胞,采用BALB/c裸鼠皮下成瘤实验检测WNK2对肝细胞癌增殖能力的影响;采用Western Blot检测瘤组织中WNK2、p40、gp90、p-SHP2、p-AKT和p-ERK1/2的表达;使用SHP2抑制剂PHPS1进行处理之后,采用Western Blot检测HepG2细胞中WNK2、p40、gp90、p-SHP2、p-AKT和p-ERK1/2的表达;使用细胞划痕实验和Transwell检测HepG2细胞的迁移能力和侵袭能力;采用单克隆增殖实验和CCK-8检测HepG2细胞的增殖能力。结果与sh-NC组相比,sh-RNA WNK2组裸鼠的瘤体体积显著增大(P<0.01);而与NC-mimic组相比,WNK2-mimic组裸鼠的瘤体体积显著减小(P<0.01);Western Blot结果显示,与sh-NC组相比,sh-RNA WNK2组WNK2的表达显著降低(P<0.01),p40、gp90、p-SHP2、p-AKT和p-ERK1/2的表达显著升高(P<0.01);而与NC-mimic组相比,WNK2-mimic组WNK2的表达显著升高(P<0.01),p40、gp90、p-SHP2、p-AKT和p-ERK1/2的表达显著降低(P<0.01);在体外实验当中,相对于sh-NC组,sh-RNA WNK2组中WNK2的表达显著降低(P<0.01),p40、gp90、p-SHP2、p-AKT和p-ERK1/2的表达显著升高(P<0.01);相对于sh-NC+PHPS1组,sh-RNA WNK2+PHPS1组中WNK2的表达显著降低(P<0.01),而p40、gp90、p-SHP2、p-AKT和p-ERK1/2的表达则被逆转并且与sh-NC+PHPS1组不具有显著性差异(P>0.05);细胞划痕实验和Transwell结果显示,相对于sh-NC组,sh-RNA WNK2组HepG2细胞的迁移和侵袭能力显著升高(P<0.01);sh-NC+PHPS1组和sh-RNA WNK2+PHPS1组HepG2细胞的迁移和侵袭能力显著降低并且不具有显著性差异(P>0.05);单克隆增殖实验结果显示,相对于sh-NC组,sh-RNA WNK2组HepG2细胞的增殖能力显著升高(P<0.01),而sh-NC+PHPS1组和sh-RNA WNK2+PHPS1组HepG2细胞的增殖能力显著降低并且不具有显著性差异(P>0.05)。结论WNK2可以抑制ERK1/2/ROS/SHP2信号通路,从而抑制ERK1/2/AKT信号通路,延缓HCC的增殖和迁移。

干旱胁迫对玉米幼苗ROS和POD的影响

山西省内市场上销售的玉米品种多为抗旱品种,为了更好地区分不同品种之间的差异,本研究选取8个玉米品种为试验材料,采用土培的方式,人工控制水量模拟干旱,研究干旱胁迫下不同品种玉米幼苗的活性氧(ROS)和过氧化物酶(POD)的变化。采用双抗体夹心法测定ROS的含量,采用愈创木酚法测定POD活性。结果表明,干旱胁迫下各品种玉米幼苗ROS含量全部上升,其中大丰26、大丰30和并单16的ROS含量增加不显著,其余品种增加显著;干旱胁迫诱导大丰26和大丰30的POD活性显著上升,其余品种的POD活性变化不显著。分析ROS和POD活性指标变化可以看出,与其余7个品种相比,大丰30的抗旱能力更强。

槐耳清膏通过抑制ROS介导的腺泡细胞焦亡减轻小鼠急性胰腺炎的严重程度

目的探究槐耳清膏对急性胰腺炎(acute pancreatitis,AP)的治疗作用及其潜在机制。方法体内利用雨蛙肽诱导的小鼠AP模型验证槐耳清膏(简称槐耳)的治疗效果,采用HE染色及免疫组化染色评价小鼠胰腺组织的病理改变、采用透射电镜观察小鼠胰腺的焦亡形态;体外以266-6细胞系作为实验载体验证槐耳对腺泡细胞的保护作用,利用电镜及Western blotting评价腺泡细胞的焦亡水平,利用ROS荧光探针检测腺泡细胞的氧化应激状态。结果槐耳治疗明显改善了小鼠AP的严重程度,HE染色表现为胰腺内腺泡坏死和炎细胞浸润减少等,同时伴有血清淀粉酶水平下降;而免疫组化染色和Western blotting发现,槐耳治疗有效抑制小鼠胰腺组织内焦亡相关分子NLRP3、GSDMD等的表达;进一步的电镜观察发现槐耳治疗降低炎症状态下小鼠胰腺腺泡细胞的焦亡水平;此外,体外实验发现,槐耳干预能显著降低胰腺腺泡细胞266-6的ROS水平,且ROS介导的腺泡细胞焦亡能被槐耳有效抑制。结论槐耳能有效减轻AP的严重程度,这一效应是通过抑制ROS介导的胰腺腺泡细胞焦亡所实现的。

伴EEF1G∷ROS1融合婴儿型半球胶质瘤1例

患儿女,12个月,因下肢活动减少2个月入院。CT检查提示:右侧额顶部巨大肿块,大小9.8 cm×7.6 cm,边界清楚,内见斑片状低密度影及钙化灶,增强扫描后病变呈明显不均匀强化(图1)。病灶推挤邻近右侧大脑中动脉及双侧大脑前动脉,右侧脑室及第三脑室受压,左侧脑室扩张、积水,脑室旁间质性水肿。

穿心莲内酯联合多柔比星介导ROS依赖性DNA损伤诱导乳腺癌细胞死亡

目的探讨穿心莲内酯联合多柔比星对乳腺癌细胞凋亡的影响及其分子机制。方法乳腺癌细胞MDA-MB-231和MCF-7分别单独使用多柔比星、穿心莲内酯或联合两药处理后,采用MTT实验、克隆形成实验分别检测细胞增殖能力、克隆形成能力。采用流式细胞术(PI染色和DCFH-DA染色)检测细胞死亡情况和细胞ROS水平,Western blot检测乳腺癌细胞的γ-H2AX、PARP和α-tubulin蛋白表达,添加ROS清除剂NAC进一步检测ROS对细胞DNA的影响。构建乳腺癌裸鼠异位移植瘤模型,单独使用多柔比星、穿心莲内酯或联合两药处理后,检测裸鼠体重、肿瘤体积,通过HE病理染色、Ki-67-IHC染色分别检测细胞死亡和肿瘤细胞增殖能力,验证联合用药在动物体内的治疗效果。结果与单独用药组相比,联合用药组乳腺癌细胞的增殖率、存活率和克隆形成能力均降低(均P<0.05),细胞ROS水平升高(P<0.001),γ-H2AX蛋白表达升高并诱导PARP蛋白发生裂解;与联合用药组相比,NAC+联合用药组的细胞存活率升高(P<0.05),而细胞ROS水平降低(P<0.001)、γ-H2AX蛋白表达减少。在动物实验中,不同处理组的裸鼠体重差异无统计学意义(均P>0.05);与单独用药组相比,联合用药组裸鼠肿瘤体积较小、肿瘤细胞死亡更多、Ki-67表达水平较低(均P<0.05)。结论穿心莲内酯能增强多柔比星抑制乳腺癌细胞增殖的能力。穿心莲内酯通过增加ROS水平加重细胞DNA损伤可能是诱导乳腺癌细胞死亡的机制。

LIMK1通过上调ROS/Src通路进而促进宫颈癌的进展

目的探究LIMK1对宫颈癌(cervical cancer)进展的影响。方法构建LIMK1过表达人宫颈癌HeLa细胞及C-33A细胞,将HeLa细胞接种于裸鼠皮下,观察肿瘤体积并以Western blot实验检测其瘤体细胞中NOX2、NOX4、p-Src、p-RUNX3、RUNX3以及MMP-9蛋白表达情况;将LIMK1过表达HeLa细胞及LIMK1过表达C-33A细胞培养于5%O 2条件下,并加入抗氧化剂,以Western blot实验检测细胞内LIMK1、NOX4、p-Src、p-RUNX3、RUNX3以及MMP-9蛋白表达情况,以划痕实验检测细胞迁移能力,以Transwell实验检测细胞迁移和侵袭能力,以单克隆增殖实验检测细胞增殖能力。结果接种LIMK1过表达HeLa细胞的裸鼠肿瘤体积明显增大,其NOX2、NOX4、p-Src、p-RUNX3以及MMP-9蛋白升高,而RUNX3蛋白表达降低;LIMK1过表达的HeLa细胞LIMK1、NOX4、p-Src、p-RUNX3以及MMP-9蛋白表达升高,RUNX3蛋白表达降低,同时LIMK1过表达的HeLa细胞及LIMK1过表达C-33A细胞的迁移和侵袭能力以及细胞增殖能力增强,而加入抗氧化剂后,细胞的NOX4、p-Src、p-RUNX3、RUNX3以及MMP-9蛋白表达水平以及细胞迁移、侵袭和增殖能力与LIMK1正常表达的细胞无显著差异。结论LIMK1通过促进ROS/Src通路进而促进宫颈癌细胞的迁移、侵袭和增殖能力,促进了宫颈癌的进展。

基于分子模拟技术筛选具有潜在治疗非小细胞肺癌的ROS1激酶抑制化合物

目的基于分子模拟技术筛选具有潜在治疗非小细胞肺癌的ROS1激酶抑制化合物。方法本研究构建了肉瘤致癌因子ROS1受体及其抑制剂之间的药效团模型,通过化合物数据库筛选、分子对接、分子动力学模拟等方法,找到一种具有抑制ROS1功能的先导化合物,最后对该抑制剂的先导化合物与受体蛋白结合作用的模式进行了分析。结果筛选得到的75号化合物在与ROS1蛋白的分子动力学模拟过程中,显示出了比较稳定的相互作用。结论75号化合物可以作为潜在的抑制ROS1的先导化合物。

基于ROS的无接触式智能医疗垃圾桶控制系统

在《国家危险废物名录》中,医疗废物属于其中一种,医疗废物含有大量病原体和有害化学物质,具有感染性和毒性,严重影响人的生命安全。医生和病人是离医疗废物最近的一批人,他们感染的风险较高,减少他们与医疗废物的接触机会和时间是有效防护措施。为此设计制作一款能够室内巡航并自主拾取和倾倒垃圾的医疗废物处理垃圾桶,实现医疗废品处理过程的零接触,为医生和病人的生命安全拉开一条保护线。

一种基于ROS的分布式安防巡逻机器人系统

针对目前安防巡逻机器人系统中对机器人主控机负载能力要求较高的问题,设计一种基于机器人操作系统(robot operating system,ROS)的分布式安防巡逻机器人系统。将同时定位与建图(simultaneous localization and mapping,SLAM)节点以及视觉识别节点分布于局部ROS网络中的机器人主控机和远程监控端,SLAM方面采用gmapping算法实现动态环境中的地图构建以及机器人的定位;视觉识别方面采用TensorFlow深度学习框架,利用TensorFlow Object Detection API实现场景里多个物体的识别。结果表明,该系统为基于ROS的分布式安防巡逻机器人系统的设计提供了参考。

基于ROS系统的多楼层运输机器人

基于人工智能和自动驾驶的快速发展,快递驿站投入了自动驾驶送货车,但是存在成本高,难以与收货方建立实时联系的问题。本文介绍一款应用于小区和工厂场景下的自动驾驶送货车,可以实现送货上门,解决最后一公里的问题,实现快递链流通的高效与完整。该装置应用JetsonNano作为微处理器,运行ROS作为中间节点通讯框架。在导航算法上,对比了Dijkstra和Astar算法在离散环境下的实现方式和效率,并选用Astar作为路径规划算法。考虑到送货车应用场景的复杂性,本装置设计采取了双排链传动的履带结构。为了实现高维的路径规划,本装置改进了机器人运行过程中地图切换的流程。经实验,该装置能完成楼宇内的自主运行和导航。

基于ROS的双臂机器人的协同控制路径规划研究

随着现代机器人技术的不断发展,服务类机器人成为早期机器人的代表,并逐渐走进了大众视野。本研究以六自由度柔性机器人为对象,采用D-H法对其进行数学建模。在考虑双臂机器人实际需求的基础上,本研究通过ROS对机械臂进行控制测试,发现运动路径混乱,无法满足实际需求。所以本研究改进了AABB包围碰撞监测算法,通过对空间六面体投影的重叠映射,检测机器人的运动路径是否存在碰撞。实验结果表明,该双臂按摩机器人在改进AABB算法防碰撞协调控制算法的保证下,实现了双臂主从协调的路径规划研究。

基于ROS的UR5机械臂控制系统设计

为方便机械臂在工业领域的应用和后续控制与可视化开发,提出一种基于ROS的机械臂控制系统,选择上位机与下位机,并确定通信协议。在上位机ROS中开发机械臂软件控制系统,构建避障检测、路径规划和通信协议等模块,并进行Rviz可视化处理,在上位机中通过TCP/IP通信将机械臂的关节信息发送给UR机械臂控制器,利用MoveIt!进行运动规划,完成对机械臂的控制。

基于YOLOv3和ROS系统的无人机距离检测

针对于公共卫生安全人与人之间接触密集的问题,提出了利用无人机进行人群间检测距离的方法。结合YOLOv3算法和ROS技术,通过无人机上单目摄像头传回的画面,实现了人群间距离检测功能。同时,借助三角形相似法辅助修正空间中距离的计算,大大提高了模型检测的准确性,平均准确率达到90.3%。实验结果表明,该算法在精度和实时性能方面均取得了较好的表现,模型拥有良好的目标距离检测能力,可以有效避免人员聚集和安全隐患。此研究具有广泛的应用前景,能够在卫生防控、公共安全和城市管理等领域发挥积极作用。

基于ROS的室内自主导航移动机器人的研制

【目的】解决传统AGV机器人体积大、成本高、受限于固定路径等问题。【方法】本研究提出了一种以低成本、轻量化和结构简单为设计理念的室内移动机器人。为了降低制造成本确定了机器人的整体结构,双驱动电机与福来轮组成三轮结构。机器人采用基于ROS系统的控制方案、上位机与下位机结合的控制方式,使用激光雷达作为SLAM的传感器并用磁编码器作为里程计。本研究深入分析了A*全局规划算法,并提出了改进的A*算法。同时采用DMA(动态窗口法)作为局部路径规划算法,通过搭建实际移动机器人,进行SLAM建图实验、自主导航实验和避障实验。【结果】实验结果表明,该机器人能够进行室内的自主导航并且在全局路径规划速度方面有较大的提升,使用改进后的A*算法后,平均路径规划效率提升了31.1%。【结论】本研究为我国移动机器人技术的发展和产业化提出了一种性能优越、成本低、结构简单的移动机器人设计方案。

基于ROS和视觉SLAM的室内导航机器人研究

为了实现对室内高维度信息的获取和对机器人技术在实际应用上的探索,设计了一款基于ROS(Robot Operating System)和视觉SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)的室内移动机器人。机器人采用差速驱动方式实现转向,以装有ROS系统的树莓派作为主要算力,利用RGB-D相机采集环境数据,在RTAB-MAP算法下实现同步定位与地图构建。实验测试结果表明,机器人可以实现室内构建地图和同步定位,完成导航任务,对视觉SLAM研究有重要意义。

基于ROS的模块化分体式机器人设计

随着机器人技术的发展,移动式机器人在环境监测方向受到了越来越多的关注,并逐渐被广泛应用。目前市面上常见的ROS无人小车,已经具备了自主导航建图、机器视觉等相关功能,但依旧存在成本高昂、单一系统探索速度慢等缺点。针对控制成本和提高探索效率的实际需求,设计了一套基于ROS的分体式机器人设计,该机器人由一套主控机和多套从控机组成,可实现主控机与从控机的分离与合并,多套从控机同时在未知环境中自主探索和收集数据。该机器人满足野外废墟、山洞等复杂环境的监测需求,在环境监测领域有很高的应用价值。

基于ROS的双机械臂协同感知抓取系统设计与实现

本文旨在设计和实现基于ROS的双机械臂协同感知抓取系统,探讨双臂协同控制策略和视觉感知技术在机械臂任务中的应用。通过机械臂运动学分析和双臂协同系统设计,结合视觉点云技术实现双臂协同抓取,利用ROS平台构建双机械臂系统实验平台,验证协同控制策略的有效性。主要研究内容包括机械臂运动学正解和逆运动学模型分析、视觉点云识别在双臂协同任务中的应用、双臂协同控制策略的实现以及协同抓取实验结果与分析。通过本研究,成功设计并实现了基于ROS的双机械臂协同感知抓取系统,验证了双臂协同控制策略的有效性。

多ROS移动小车同步定位构图与自主避障方法研究与实现

单个ROS移动小车已无法完成多类型场景的快速同步定位与构图,为此需要多个ROS机器人的协同定位、构图与自主避障。选择了麦克纳姆轮的全向移动机器人作为单个ROS小车,开展了Gmapping、Hector、Karto和Cartographer四类同步定位与建图方法研究和效果对比分析,完成了多个ROS小车的同步定位与构图实验,实验结果表明基于Gmapping方法精度最高,选择该方法实现定位与构图,在获得环境地图基础上设计了基于领航—跟随方法的多个ROS小车协同避障,并分别进行了有障碍物和无障碍物的自主避障实验,结果表明了自主避障策略的有效性。

基于PBNPs-Ag纳米粒子的ROS清除和抗菌协同作用促进伤口愈合行为研究

目的利用普鲁士蓝纳米颗粒(PBNPs)与纳米银粒子(Ag)制备一种兼具ROS清除与抗菌作用的PBNPs-Ag纳米粒子以用于促进伤口愈合。方法通过XRD、IR、Zeta电位、粒径测量对PBNPs-Ag进行表征。在细胞层面上,首先使用MTT法测试PBNPs-Ag的细胞毒性,接下来利用H_(2)O_(2)作为ROS引发剂,建立细胞ROS预防模型。利用DCFH-DA对细胞内ROS直接染色。最后,利用抑菌圈法测试PBNPs-Ag对细菌的抑制效果。结果PBNPs-Ag纳米粒子粒径均匀,结晶度高,无明显细胞毒性,具有良好的ROS清除能力与抗菌能力。结论PBNPs-Ag是一种效果良好,具有前景的治疗皮肤损伤的纳米颗粒药物。