应用现代生物技术和设备测定和评估肝脏的心肌保护作用

冠状动脉病变引起的心肌缺血可导致心肌细胞损伤和心功能衰退,但另一方面可激活心肌保护机制,抑制心肌死亡,改进心肌功能。哺乳动物有心源性和非心源性两种心肌保护机制。心源性机制包括心肌内保护分子释放及心肌干细胞激活。心肌保护分子可抑制心肌细胞死亡,而心肌干细胞可分化成心肌细胞,进而促进损伤心肌修复。非心源性心肌保护机制主要涉及系统器官和组织。骨髓和肝脏是目前发现的主要心肌保护器官。随着心肌缺血,骨髓可释放造血干细胞和血管内皮前体细胞于血液循环系统。这些细胞可以进入缺血性心肌,促进心肌修复。与此同时,肝脏可表达和释放心肌保护因子,并且能游离肝细胞于血液循环系统。肝脏释放的保护因子可作用于缺血心肌,减少心肌损伤。部分游离肝细胞可随血流进入缺血心肌。这些细胞可能在心肌局部释放保护因子,提升心肌保护因子的水平,因而达到迅速保护心肌的目的。在该项研究中,我们采用了两种主要生物技术和设备,包括cDNA microarray analysis和flowcytometry,来测定和评估肝脏对缺血心肌的保护作用。cDNA microarray analysis用于研发肝脏的心肌防护蛋白,而flow cytometry用于发现心肌缺血时循环的肝细胞。这些生物技术和设备在发现肝脏对缺血心肌的保护上起了至关重要的作用。这里,作者将主要讨论应用现代生物技术和设备对肝脏的心肌保护作用的测定和评估。

白质纤维重建过程中像素内交叉问题解决方法

由部分体积效应引起的像素内交叉现象一直是利用扩散张量图像(DT-MRI)数据重建脑内白质纤维过程中的一个主要问题,而区分交叉区域和非交叉区域是解决这一问题的难点和关键．为此,提出了一种新的方法试图定义“交叉像素”和“非交叉像素”,并设计了一种改进的优化算法来恢复交叉像素内的多纤维取向信息,从而使纤维跟踪过程在交叉区域和非交叉区域分别采取各自最优的方向依据．模拟数据和真实扩散张量图像数据跟踪实验显示,该方法首先判断了交叉区域,然后纤维沿恢复后的方向通过了交叉区域,从而解决了白质纤维重建过程中的像素内纤维交叉问题,提高了跟踪精度,并减少了计算量．

Biomechanical Design in Osteogenic Engineering

The bone is a naturally occurring composite system comprising collagen matrix and hydroxyapatites capable of generating sufficient strength and toughness to support mechanical loads and resist fracture,respectively.The material strength depends largely on the elastic properties,whereas the toughness depends on not only the elastic,but also the plastic properties.Thus,both elastic and plastic properties must be considered in the analysis of bone biomechanics and the design of osteogenic materials.The bone is capable of optimizing its elastic and plastic properties by integrating stiff hydroxyapatites and ductile collagen fibrils into a hierarchically ordered architecture,an effective mechanism to support the bone strength and toughness.Such a mechanism can be used as a model for designing osteogenic materials.

功能光学成像——从单分子到人眼

超分辨定位成像打破了衍射极限,使得光学成像系统的分辨率可以达到20-50 nm。传统的超分辨定位成像无法获取荧光分子的光谱信息,因此,研发了一种基于光栅的光谱光子定位超分辨成像技术(SPLM),能够同时获取单个分子的空间位置信息和光谱信息。SPLM可以用于多分子超分辨成像,并且能够分辨发射光谱高度重叠的荧光标记物。此外,针对常用的光学诊断技术OCT,研发了一种可见光OCT(Vis-OCT),弥补了传统OCT无法用于氧代谢成像的缺陷,并将该技术用于致盲性疾病的研究。