内皮细胞特异性骨形态发生蛋白2对血管新生的影响:生物信息学分析和实验验证

背景:血管新生是心血管疾病的主要干预靶点,骨形态发生蛋白2具有调控血管新生作用,但内皮细胞特异性骨形态发生蛋白2对血管新生的调控作用不清楚。目的:探讨内皮细胞特异性骨形态发生蛋白2对血管新生的影响。方法:(1)生物信息学分析:通过Panglao DB公共基因表达数据库单细胞转录组荟萃分析观察骨形态发生蛋白2细胞群表达丰度和定位。血管新生小鼠和内皮(心内膜)过表达骨形态发生蛋白2小鼠转录组测序数据集探索内皮细胞骨形态发生蛋白2对血管新生信号通路的调控作用。(2)体内实验验证:建立小鼠后肢缺血模型,对比模型小鼠患侧与健侧缺血后肢7,14和21 d血流灌注情况,免疫荧光和免疫组织化学染色评估小鼠骨形态发生蛋白2和CD31的表达定位情况。(3)体外实验验证:体外培养人脐静脉内皮细胞,分为对照组、缺氧组和骨形态发生蛋白2抑制剂(Noggin蛋白)干预组,培养24 h,观察各组内皮细胞血管新生情况。结果与结论:(1)内皮细胞是表达骨形态发生蛋白2的重要细胞亚群,在血管新生内皮细胞和骨形态发生蛋白2过表达内皮细胞转录组再分析均发现骨形态发生蛋白2表达明显升高,血管新生通路明显激活。(2)缺血7 d小鼠新生血管周围骨形态发生蛋白2阳性血管明显增加(P<0.05),缺血2周骨形态发生蛋白2阳性血管明显减少(P<0.001)。(3)体外培养人脐静脉内皮细胞,缺氧干预后,内皮细胞迁移能力和血管出芽明显增加,血管新生因子血管内皮生长因子和血小板衍生生长因子的表达明显升高,Noggin明显减少了缺氧诱导的内皮细胞血管新生(P<0.001),并下调血管内皮生长因子和血小板衍生生长因子的表达(P<0.01)。(4)结果证实,内皮细胞特异性骨形态发生蛋白2具有调控血管新生作用,靶向性内皮细胞骨形态发生蛋白2可望改善血管新生。

滨水空间视觉特征的注意力和情绪效应——基于高校在校学生眼动追踪实验的证据

随着社会竞争压力倍增以及城市生活高速运转,高校在校学生心理健康问题日益凸显。大量研究证实蓝绿空间具有多重健康效益。作为一种日常疗愈景观,蓝绿空间是促进心理健康的重要“自然处方”和环境资产。本研究基于视觉景观感知理论,采用虚拟现实眼动追踪实验,收集51名高校在校学生的眼动行为和情绪数据,探究滨水空间视觉特征对高校在校学生注意力分配和情绪反应的作用。结果显示:公共活动型水岸引起的注视行为和愉悦情绪显著更多,不同观赏视角之间滨水空间感知的瞳孔反应和愉悦情绪存在差异。不同水平植被密度、植被结构层次和水面可视度对注意力和情绪的影响存在显著差异,且在不同空间类型和观赏视角下显示出异质性特征,即滨水空间属性之间具有交互作用。研究有助于丰富蓝绿空间人地感知理论的实验性循证探索和差异化研究,结论可为人本尺度下滨水空间精细化场所营造提供参考,以期为我国青年友好滨水空间建设提供实证支撑。

体外实验中压应力对细胞的作用和影响

背景:沃尔夫定律指出,机体缺乏机械应力会导致骨组织的微结构退化、质量损失和代谢紊乱,并最终导致骨质疏松症,这提示机械应力在骨组织生长、重建及成形中具有重要作用。目前机械应力对成骨细胞的相关研究主要集中在流体剪切力上,但其在体内干预较为困难,同时有研究发现压应力在一定程度上也可以起到与流体剪切力类似的作用,探究压应力在体外对细胞的作用方式和影响,可以丰富机械应力与细胞的相互作用关系,有助于为包括骨质疏松在内的代谢性骨病和其他疾病的研究提供理论依据。目的:综述体外实验中压应力对细胞的施加方式、引起细胞产生不同的生物学行为、可能的作用信号途径以及未来可能应用的领域。方法:检索PubMed、Web of Science、中国知网及万方数据库2000年1月至2024年3月发表的相关文献,中文检索词为“压应力,机械应力,静水压力,细胞”,英文检索词为“compressive stress,mechanical stress,hydrostatic pressure,cell”。纳入压应力作用于细胞的基础研究及微观机制研究,最终对纳入的63文献进行综述。结果与结论:(1)压应力的施加方式多样,不同实验设备对细胞加载压应力的方式不尽相同,需要进一步规范实验设备和标准化力学单位,减少混杂因素,使不同实验组之间具有参考性和可比性;(2)压应力可引起细胞增殖、分化、自噬、凋亡、迁移等变化,且在多数情况下压应力的作用效果具有时间或剂量依赖性;(3)目前大部分体外实验研究表明,压应力可能主要是通过MAPK信号途径、Wnt/β-catenin信号通路作用于成骨细胞,引起成骨细胞产生不同的应答;(4)压应力可对不同细胞产生不同的作用效果,还需要进一步研究其对不同组织的生物学作用;(5)对压应力的更深入研究有助于为骨科、口腔、肿瘤等疾病的治疗提供理论依据,利用静水压力进行温和消毒是一种前景巨大的消毒手段。

重视提前实验

在实验教学中,小学科学教师提前实验存有分布不均、差异较大的状况。这类情况出现的主要原因是小学科学教师专业不强、对实验教学重视程度不够等。我们认为,通过提前实验可以让教师熟悉实验内容、提前发现问题、调整教学方法,并在安全及课堂质量上有所保障。这就需要科学教师进行提前实验,做好器材、方法的检验,把控难易,做好细节的控制。因此,建议小学科学教师在教学中注重提前实验,以促进学生科学核心素养的生成。

探析小组实验

本文深入分析了小学科学教学中小组实验的现状,提出根据学生的能力和兴趣进行分组,确保成员能力互补;鼓励学生自主设计实验方案,以培养他们的创新思维和实践能力;建立科学的评价体系,对小组实验的成果进行客观、全面的评价等教学策略。旨在优化小学科学教学中的小组实验环节,提升学生的学习效果和综合素质。

加强学生实验探究能力

在“双减”政策背景下,小学科学教育中的实验教学受到格外重视。教师不仅要让学生在学习过程中掌握科学知识,还要让学生掌握科学方法,培养学生科学实验探究能力。因此,在小学科学教学中,教师要注重培养学生的实验探究能力,这也是“双减”政策背景下小学科学教学的重要任务之一。由于小学生在年龄、心理等方面存在差异,所以在对学生进行科学实验教学时,教师要根据实际情况进行合理引导,让学生充分发挥自己的想象力与创造力。本文基于此对小学科学实验探究能力的培养进行分析与研究。

将“意外”转化为实验课堂的亮点

小学科学教学中,实验是建构高效课堂的关键,也是科学探究最重要的手段。但科学实验并非总是一帆风顺的,“意外”常常伴随左右。教师要善于捕捉这些“意外”,通过有效的途径将“意外”转化为实验课堂的亮点。教师善用意外事件,助力科学探究;挖掘意外价值,助力概念建构;分析意外结果,引发思维碰撞,让科学课堂更加灵活生动。

实验教学生活化初探

传统的课堂教学枯燥乏味,注重书本知识的传授,没有与实际生活相联系。科学源于生活,又服务于生活。探索小学科学实验教学“生活化”,旨在从学生熟悉的生活实例入手,提高学生的学习兴趣和解决问题的能力。本文就小学科学实验生活化的教学策略提出若干建议,以加强生活与科学课之间的联系。

实验教学精品课《物体的传热本领》的制作实践研究

在小学科学实验教学精品课《物体的传热本领》的制作中,设计实验教学活动,采用“创设问题情境,聚焦探究主题”“设计实验探究,初步建立概念”等方法并进行应用,取得很好的应用效果。

AR技术在实验教学中的应用

随着教育数字化的不断发展,虚拟增强现实(AR)技术在教育领域的应用更加广泛。AR技术可以将抽象的科学概念转化为直观的视觉体验,进而提升学生的学习兴趣和知识掌握能力,促进学生的学习效果和教学质量的提升。本文探讨了AR技术在小学科学实验教学中应用的必要性、原则及优势,并提出了目前存在的问题及解决办法。

人体的呼吸实验改进装置

本实验装置适用于教科版科学四年级上册第二单元“呼吸与消化”的第1课《感受我们的呼吸》,也能为后续《呼吸与健康生活》《测量肺活量》两课的教学打下基础。本课立足于学生对呼吸系统的原有认识,引导他们带着“人体为什么时刻在呼吸”的问题感受呼吸,体验并观察呼吸过程中人体的一些变化,从而了解参与呼吸的人体器官有哪些,并能描述人体用于呼吸的器官,列举保护这些器官的方法。

多元混合式教学在仪器分析实验课程中的实践

仪器分析实验课程是化学相关专业实践性与应用性极强的核心实验课程之一。在“双一流”建设的大背景下,针对目前仪器分析实验教学存在的问题,从教学模式、教学内容和教学方法三方面进行改革,打造了线上线下相结合,常规实验、虚拟仿真实验和自主创新设计实验相结合,翻转课堂和问题导向学习法相结合的多元混合式教学课程体系。教学实践证明,这种新型的教学课程体系有利于激发学生的学习兴趣与主动性,引导学生内化知识,培养分析和解决问题的高阶思维与综合能力,提高教学效率,优化教学效果。

双一流背景下化学实验中心的建设与实践

为推动化学实验教学和大型仪器测试平台内涵式并行发展,为教学科研和科普宣传服务,为人才培养服务。根据化学实验中心管理运行情况,探讨了"双一流"背景下院级实验技术平台建设的重要作用,从实验室条件的更新建设、实验教学的改革实践、大型仪器资源的开放共享等方面介绍了化学实验中心“双一流”建设的经验。依托平台的建设改善师生实验环境,加强实验安全防护,提升教学科研服务质量,推进科普宣传培训力度,培养基础拔尖创新人才。

生物科学与技术虚拟仿真实验教学中心的建设与应用

生物科学与技术虚拟仿真实验教学中心通过优秀科研项目转化以及与高新技术企业合作开发,建设了一批高质量的生物类虚拟仿真实验教学资源。多层次、多元化的资源为学生前沿科学知识学习、综合性科研训练和生物下游产业技术训练提供有利环境,有效地实现教学模式的转变以及学科交叉知识的学习和延伸。全天候开放共享虚拟仿真实验教学平台,实现虚拟仿真实验教学软件、实验标准化视频、教学课件和测试题库等线上教学资源的有机整合,满足随时随地实验教学需求,支持了一系列的混合式线上线下实验教学课程开展。生物科学与技术虚拟仿真实验教学中心与国家级生物科学实验教学示范中心形成了“双中心”融合发展的创新人才培养实验教学体系,“虚实结合”的实验教学模式,提升了学生的综合科研能力与教师的业务水平,培养了满足社会需求的生物技术创新实践人才。

高校食品专业实验室安全多维教育体系构建

高校实验室是开展实验教学和科学研究的重要场所,实验室安全事故时有发生,实验室安全必须警钟长鸣。据统计分析,引起实验室安全问题的主要原因是人为因素,探索一个系统、科学的安全教育模式迫在眉睫。总结多年实验室管理和实验教学经验,并借鉴国内外高校实验室安全教育教学的成果,提出了“课堂教学+现场教学+准入考试+实践教学+实操竞赛+课中指导+培训巩固”多维教育体系,并在学院食品专业本科生中开展全员参与、全过程覆盖、全要素囊括的实践探索。实践表明,该多维教育体系不仅可以传授全方面、实用的安全知识和安全技能,还可以有效调动学生的学习积极性,为实验室的安全生产提供良好保障。

授人以鱼和渔:仪器分析实验自主设计实验及思政元素融入

为适应现代教育理念及国家对创新型人才的需求,改革传统实验教学模式并激发学生的自主创新意识,在传统仪器分析实验教学基础上探索和构建以学生为主体、以创新能力培养为中心的自主设计实验教学模式。课程在夯实基础和拔高创新方面取得了平衡,同时拓展了课程思政的范畴,如以学生为中心的自主设计实验模式提升了学生学习主动性,课程高阶性、创新性显著提高,授课教师在更多方面以身作则,示范了严谨的科学态度,并倡导了积极的科学探索态度。通过自主设计实验的开展,学生的基础知识、学习兴趣、实验技能、创新能力等都得到了显著提升,建立了有效的仪器分析学习模式。

依托“第二课堂”多维度开放实验室,拓展实验教学的深度和广度

实验教学是培养学生实践能力和创新能力的重要环节,如何突破课堂教学的时空限制有效实现实验资源的开放利用,是高校实验教学中心改革和建设的重要内容。本文以化学国家级实验教学示范中心(北京师范大学)为例,介绍本中心将有组织的“第二课堂活动”纳入实验教学体系,探索并创建了多层次、多维度的实验室开放模式;通过举办丰富的实验竞赛/实践活动,支持大学生开展创新创业、学科竞赛、科学研究和科普宣传等活动,为学生提供了多样化的、以自驱为主、崇尚创新的实践训练机会,从而切实发挥了实验教学中心在创新人才培养中的支撑作用和在基础教育领域的辐射和示范作用。上述举措得力、育人效果显著,值得推广借鉴。

新形势下材料类实验室安全管理体系建设

在“双一流”建设和“新工科”建设背景下,实验室功能趋于多元化,开放共享是必然要求,实验室安全管理需要新思路和新对策。针对材料类实验室管理中存在的安全问题,须从安全管理制度、安全责任体系、安全管理队伍、安全检查制度、实验室标准化和信息化建设、安全文化等方面入手,构建实验室安全管理体系,从而切实提高实验室安全管理水平,保障校园安全。

多效并举建设化学实验中心,服务高质量实验教学

在多年的实践过程中,针对本科化学实验教学面临的种种挑战,郑州大学化学实验教学中心多效并举,形成了一系列特色鲜明的教学管理方法,有效服务了高质量化学实验教学工作的开展。本文介绍了郑州大学化学实验教学中心建设中的一些举措和取得的成效,希望能为高校化学实验教学工作和管理服务提供有益的参考借鉴。

基于创新人才培养的国家级实验教学示范中心持续建设

化学国家级实验教学示范中心(兰州大学)作为兰州大学“双一流”建设化学学科的重要支撑平台,牢记为党育人初心使命,落实立德树人根本任务,以创新人才培养为目标,搭建出优质的实验教学资源共享平台,形成了“基础→综合→科研训练”三层次的实验教学体系。实验教学改革中强化科教融合、以赛促建,培养学生的创新能力,以高水平实验教学支撑了高质量创新型化学拔尖人才的培养,学生的实践和创新能力增强,综合素质优秀。在课程及教材建设、实验教学改革与研究、实验室建设等方面取得了良好进展,示范辐射作用显著。