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纤维化扩展中旁张力信号介导的肌成纤维细胞和纤维细胞通讯
《美国国家科学院院刊》( PNAS)在线发表了清华大学医学院生物医学工程系和清华-北大生命联合中心杜亚楠教授研究组题为“纤维化扩展中旁张力信号介导的肌成纤维细胞和纤维细胞通讯”(Matrix-transmitted paratensile signaling enables myofibroblast-fibroblast crosstalk in fibrosis expansion)的研究长文。该研究应用单细胞力学刺激和体外仿生模型结合数学模型计算,系统探究了基质材料介导的力学信号在细胞间通讯的时空作用模式、分子基础,及其在纤维化发展蔓延过程中的作用,为细胞间力学信号介导的成纤维细胞(FB)-肌成纤维细胞(MF)互作提供了直接证据,并将这种纤维化发展进程中基质纤维介导的新型细胞间通讯模式命名为 “旁张力信号”(Paratensile signaling)。组织器官在受到损伤之后,会发生损伤修复,诱发组织纤维化。如果没有有效的控制措施,慢性纤维化疾病会最终导致组织硬化,诱发器官衰竭。有研究表明,在现代社会死亡病例中有将近50%与组织器官的慢性纤维化相关,包括此次新冠肺炎,会伴有肺部纤维化,重症患者纤维化进一步蔓延可导致呼吸衰竭,肺部纤维化也是愈后后遗症的重要风险因素之一。成纤维细胞的持续激活是各类组织纤维化中的主要诱因,在组织器官受到损伤或病毒感染之后,组织内的成纤维细胞FB会受到“旁分泌因子”(paracrine factors),例如TGF-b,PDGF等诱导,激活分化成为肌成纤维细胞MF,并分泌大量的细胞因子及细胞外基质,造成更广泛的成纤维细胞激活和组织硬化,进而引起组织器官内纤维化区域蔓延。除了感知化学信号,部分研究显示体外细胞会导致细胞外基质生物化学及生物物理性质的改变,也有研究表明细胞能够感受细胞外基质的物理特性,比如硬度、粘弹性等并作出响应。2017年,杜亚楠课题组发表于《自然·材料》的研究发现,在肝脏纤维化早期,肝窦内皮细胞可通过胶原纤维束传递力学信号激活星型细胞,导致肝脏纤维化蔓延。但是到目前为止,纤维化进展过程中细胞外基质材料介导的细胞间力学通讯的模式是否保守,以及其在组织器官内的蔓延模式、相关分子机制尚不明确。图1 组织纤维化扩展中旁张力信号介导的细胞间机械通讯示意图旁张力信号包含三个过程,一、力学信号的产生;二、力学信号在细胞外基质传递;三、周围细胞接受力学信号刺激作出响应。此过程介导了纤维化区域在组织内的扩张蔓延。研究团队首先在单细胞和多细胞水平上,通过统计FB和MF细胞收缩力和互作结果,显示细胞间存在基于胶原纤维化介质的细胞间通讯。为了进一步证明细胞间的机械通讯行为,团队建立了基于原子力显微镜可通过胶原纤维对单细胞施加可控、细胞级别力刺激的研究平台,利用该平台尽可能去除旁分泌等化学信号对细胞造成的影响。团队研究了来源于不同组织(肝脏、心脏和皮肤)的成纤维细胞对于旁张力信号的响应模式,即旁张力信号作用机制的三个过程:力的产生-力学信号在细胞外基质传递-临近细胞感受力学信号作出响应;研究发现距离施力细胞70微米 之外的细胞能在1秒之内对旁张力信号作出响应,并且初步证明细胞表面胶原蛋白受体Integrin/DDR2和机械力敏感钙离子通道Pizeo1介导了细胞间力学信号向细胞内生物化学信号的转变。 基于实验现象,团队进一步建立了基于单纯旁张力的数学模拟计算方法(Fibroblast - Myofibroblast Populated Collagen Lattice model, FMPCL),利用该数学模型可重现体外实验结果,包括细胞力产生、胶原纤维束的聚集及旁张力信号介导的成纤维细胞的激活,同时可预测在单细胞、多细胞水平下细胞间作用距离对于细胞激活的程度。在细胞水平研究的基础上,进一步结合微加工技术、组织工程手段和报告基因系统,分别构建了可模拟纤维化蔓延界面的体外纤维化灶扩展( fibrotic foci expansion)模型和可模拟心脏纤维化扩展的体外仿生模型,并结合数学仿真,发现在纤维化组织和正常组织交界面(border zone)存在广泛的MF-BF细胞间旁张力通讯,导致界面不断扩展、纤维化区域蔓延。使用激光切割技术切断介质胶原纤维束,能够显著的阻断纤维化区域的蔓延。同样,阻断细胞间旁张力通讯能够抑制体外仿生模型中心脏纤维化的蔓延,证明了旁张力信号在组织纤维化扩展蔓延中不可或缺的作用(图2)。图2 纤维化蔓延界面和心脏纤维化仿生体外组织模型和数学模型在纤维化蔓延界面体外(A)和数学模拟(B)仿生模型中,在未干预的情况下,纤维化区域呈现显著蔓延并伴随着成纤维细胞的激活。通过显微切割技术切断纤维化界面的胶原纤维阻断旁张力信号,纤维化蔓延趋势得到显著抑制。同样在模拟心脏心室壁的组织纤维化模型和数学模拟模型中(C),在未干预情况下均出现显著纤维化蔓延,但是经过小分子BAPN处理抑制胶原纤维重塑,纤维化区域的蔓延得到抑制。该研究为细胞外基质材料介导的细胞间机械通讯提供了直接证据,“旁张力”细胞间通讯模式是对现有基于生化因子的“旁分泌”信号机制的重要补充(见视频),为纤维化病理研究提供了新视角,为临床干预纤维化疾病提供了新思路。清华大学医学院生物医学工程系教授、北大-清华生命联合中心研究员杜亚楠为本论文通讯作者,杜亚楠研究组已毕业博士刘龙伟、硕士于鸿升为本文的共同第一作者。杜亚楠课题组已毕业博士赵辉、鄢晓君,在读博士生龙艺、吴钊钊、尤志峰、周律等对此项工作有重要贡献。该研究得到了北京市自然科学基金、北京市自然科学技术委员会和国家自然科学基金的资助。文章链接:https://www.pnas.org/content/early/2020/04/30/1910650117?from=groupmessage&isappinstalled=0
清华大学 2021-04-11
基于聚类强化学习的城市道路交叉口交通信号优化方法
一种基于聚类强化学习的城市道路交叉口交通信号优化方法,该方法涉及智能优化技术领域,可以提高单位时间内通过道路交叉口的车辆数。道路交叉口是道路网的重要组成部分,也是路段交通流的瓶颈。研究显示,城市平面交叉口的通行能力只相当于路段上的40%-50%。平面交叉口所消耗的时间约占全程时间的31%,而车辆行驶延误时间中有80%-90%由平面交叉口延误造成。提高城市平面道路交叉口的通行能力,可以减少车辆延误,节约人们的出行时间,增强人们的出行安全,并能够减轻环境污染。  本发明能够根据交叉口的 交通状态自动选择合适的相位动作,以适应交叉口交通状况的变化,能够提高单位时间内通  过交叉口的车辆数,减少车辆延误。与其他聚类强化学习方法的不同之处在于,本发明在学 习过程中,能够根据回报值的标准差动态地增加或减少质心数,能在保证强化学习收敛的前  提下尽可能地减少质心数,从而尽可能减少Q值函数存储空间、提高收敛速度,使交通信号控制策略更快地适应当前交通流情况,从而尽可能减少交通延误。
青岛大学 2021-04-13
一种用于示范焊接角度的教具
 技术成熟度:技术突破 本发明具有结构合理简单、生产成本低、调节方便的优点。教师示范时,首先将磁力底座吸附在焊接试件上,然后,通过焊条角度上下调节机构调节焊条的上下空间位置。在调焊条角度左右调节机构,使焊条上下左右角度调整到位,最后固定焊条。 焊接教学焊条角度示范器包括三部分: 1.磁力底座; 2.焊条角度上下调节机构; 3.焊条角度左右调节机构; 4焊条夹持机构。 避免传统焊接示范讲解时教师赤手拿焊条时的不规范,角度不准确的缺点。学生能更直观的观察焊条的空间位置,了解焊条角度和焊缝成形的关系。本装置具有稳定性、可靠性、经济性及安全性。
吉林铁道职业技术学院 2025-05-19
高校一站式网上大厅系统
智教高校一站式网上大厅系统构建一个集成化、智能化的在线服务系统,覆盖高校教学、管理、生活等核心场景,高效处理来自学生和教职工的各类申请业务,如学生的请假审批、奖学金审批,教职工的调课审批、报销审批等。审批流程应具备灵活性,可根据不同业务类型设置不同的审批节点和权限。为师生提供便捷、高效、安全的“一站式”服务,推动校园数字化转型。 审核流程具备工作流引擎,支持自定义各项审批流程,包括但不限于:学籍异动、处分审核等。提供伴随工作流程的消息提示功能。可设置工作流程的审批某个角色,流程执行过程中的审批人可以精确指定为角色下的某个用户。 可以根据高校实际业务管理需求及线下一站式大厅地址及布局,自定义预约部门信息、预约地点、办事内容等信息,学生可以通过手机移动端线上查看,并根据个人需求选择。 1、将学校教务、学工、后勤、科研等各部门分散的服务事项整合至一站式网上大厅。通过搜索栏、分类导航等多种便捷查找方式,用户能够快速定位所需服务。针对不同服务类型,定制灵活可变的业务流程,涵盖申请、审核、审批直至办结的全流程,并配备自动提醒机制,保障业务处理的及时性。 2、学校管理部门实现各类申请业务的高效审批。审批流程可根据业务类型灵活设置不同审批节点与权限。 3、打造功能齐全的信息发布平台,学校管理部门可轻松发布通知公告、政策法规、新闻资讯等各类信息。
吉林省智教软件有限责任公司 2025-05-16
东南大学仪器科学与工程学院信号源发生器采购公开招标公告
东南大学仪器科学与工程学院信号源发生器采购 招标项目的潜在投标人应在东南大学采购中心网(https://dnzb.seu.edu.cn/)获取招标文件,并于2022年06月24日 09点00分(北京时间)前递交投标文件。
东南大学 2022-06-01
基于硅基微机械悬臂梁T型结直接加热式毫米波信号检测器
本发明的基于硅基微机械悬臂梁T型结直接加热式毫米波信号检测器,由悬臂梁耦合结构、T型结、直接加热式微波功率传感器和开关构成。悬臂梁耦合结构包括两组悬臂梁,每组悬臂梁由两个对称的悬臂梁构成,两个悬臂梁之间CPW传输线的电长度在所测信号频率范围内的中心频率35GHz处为λ/4。功率通过第一直接加热式微波功率传感器进行检测;频率检测通过利用直接加热式微波功率传感器测量两路在中心频率处相位差为90度的耦合信号的合成功率实现;相位检测通过将两路在中心频率处相位差为90度的耦合信号,分别同两路等分后的参考信号合
东南大学 2021-04-14
西湖大学李旭团队揭示Notch通路信号整合传递及转录复合物活性调节的分子机制
Notch通路失调与多种疾病密切相关,包括多种血液系统恶性肿瘤、实体瘤及遗传病等。尽管目前已有十余种针对Notch信号通路的靶向药物进入临床试验阶段,但针对携带Notch激活突变的癌症均收效甚微。特异性靶向活化Notch及其下游转录复合物药物的缺乏与其复杂的转录调控机制密切相关。
西湖大学 2022-09-23
ISOH 4-20mA系列4-20mA电流环路两线无源型信号隔离器
ISO 4-20mA/ISOS 4-20mA/ISOH 4-20mA系列4-20mA电流环路两线无源型信号隔离器 无需外接任何元件即可实现4-20mA或0-20mA电流环路信号隔离器,产品有PCB板上安装的IC封装、DIN35标准导轨安装和PIM面板嵌入式安装方式。 DIN导轨式安装方式可实现信号一进一出、二进二出、三进三出等多路隔离传输功能。 PIM 面板嵌入式智能化变送表可实现4-20mA信号隔离显示、报警控制及远距离无失真传输等多种功能。 广泛应用在冶金采矿、石油化工、电力设备、医疗仪器、工业自动化、新能源设施及军工科研等领域,用户可根据现场需要选择合适产品。
深圳市顺源科技有限公司 2024-07-31
新一代基座大模型GLM-4
项目负责人:唐杰,清华大学计算机系WeBank讲席教授、大模型研究中心主任,国家级人才,ACM/AAAI/IEEE Fellow。研究兴趣包括人工智能、知识图谱、数据挖掘、社交网络、大语言模型等。曾获ACM SIGKDD Test-of-Time Award(十年最佳论文)、IEEE ICDM研究贡献奖、国家科技进步二等奖。 运营团队:2019年,智谱AI成立,迅速形成以清华大学计算机系98级张鹏为CEO、高文院士弟子刘德兵为董事长、清华创新领军博士王绍兰等为核心的运营团队。 清华大学计算机系知识工程实验室李涓子、唐杰、许斌等人建立了完全自主知识产权的科技情报挖掘与智能服务平台,申请专利40余项。2019年,通过科技成果转化,北京智谱华章科技股份有限公司(以下简称“智谱AI”)成立,致力于打造新一代认知智能大模型,与学校合作研发了双语千亿级超大规模预训练模型GLM-130B,并基于此千亿基座模型打造了对话模型ChatGLM,具有双语、高精度、快速推理、可复现、跨平台等核心优势,在此基础上开源单卡版模型ChatGLM-6B,全球下载量已超过1000万次。 2024年1月,新一代基座大模型GLM-4正式推出,整体性能相比上一代大幅提升,比肩世界先进水平。它支持更长上下文,具备更强多模态能力,推理速度更快,支持更高并发,大大降低推理成本。同时,GLM-4的智能体能力得到大幅提升,可根据用户意图,自动理解、规划指令以完成复杂任务。GLMs个性化智能体定制功能亦同时上线,用户用简单提示词指令即能创建属于自己的GLM智能体,由此任何人都能实现大模型的便捷开发。
清华大学 2025-05-16
一种人参冻干工艺的优化技术
人参作为传统中药材,早在《神农本草经》中就被列为上品,具有“补中益气,养血安神,强壮体魄”的功效,长期以来在中医药中占据着重要地位,尤其在提升体力、增强免疫力等方面有显著作用。 随着现代技术的发展,冻干技术的应用为人参加工带来了革命性变化。通过低温和真空环境下的升华原理,冻干技术能够去除新鲜人参中的水分,最大限度保留其活性成分、营养物质和药效。这不仅延长了产品的保质期,还改善了产品的便捷性,便于储存和运输,适应了现代消费者的需求。 本项目专注于人参冻干技术的研发,旨在提高人参产品的质量与市场竞争力。冻干后的产品不仅保留了原有的药效和营养成分,还具有更长的保质期,能够广泛应用于人参粉、营养补充品、保健食品等多个领域。同时,项目优化了冻干工艺,提升了有效成分的提取率,确保最终产品在营养和药效上的最大保留。 通过技术创新与产业化应用,本项目将推动人参产业的现代化发展,提升人参附加值,满足国内外市场对高品质人参产品日益增长的需求,为行业带来更多发展机遇。 1. 目标市场与市场规模: 本项目主要面向国内外高端健康食品、保健品和营养补充品市场,重点关注中老年人、亚健康人群及健身爱好者。随着生活水平提高,年轻消费者也逐渐关注天然、绿色健康产品,冻干人参成为理想选择。全球人参市场年增长率约为5%-7%,冻干人参的潜力尤为巨大,特别是在高端健康领域。 2. 市场竞争预测: 目前,国内外已有企业涉足人参冻干技术,但大多数仍处于初步阶段,技术尚不成熟,且现有产品集中于中低端市场,冻干工艺不够精细,导致有效成分损失较大。竞争者包括传统人参生产商和新兴健康品牌。随着消费者对品质要求提升,市场将向高品质、高效能产品倾斜。本项目的冻干技术创新和产品高端化,使其具备强大竞争力,有望迅速占领高端市场份额。 3. 本项目核心竞争优势: 本项目的核心竞争优势在于冻干技术创新。相比传统工艺,项目技术能更好保留人参中的有效成分,提高营养价值和药效。产品形态多样(如粉末、颗粒、薄片等),满足不同消费者需求,提供便捷使用体验。项目在原材料采购、生产环节和质量控制上的优势,确保产品的高品质和稳定性。随着市场对高品质健康产品需求增长,本项目具备较强的技术壁垒和市场竞争力。
延边大学 2025-05-19
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