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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
VvSUC27基因在促进植物摄取外界蔗糖中的应用
本发明涉及基因工程技术领域,具体公开了VvSUC27基因(GenBank登录号:AF021810)在促进植物摄取外界蔗糖中的应用以及其在促进植物生长(尤其是在弱光环境或无光环境中生长)中的应用。本发明通过过表达VvSUC27基因,促进了植物摄取外界蔗糖,同时可使转基因植物出现快速生长的表型,并且可以在微光甚至使无光下快速生长,证实了该基因的一个新的功能应用。VvSUC27基因的克隆和转基因的应用,有望应用于肉质根或块根植物及花卉等植物的培育中,使得植物即使在无光下也能快速生长,有利于节约光能减少能源的浪费。
中国农业大学 2021-04-11
电生功能水促进芽苗菜生长及提高其功能品质技术
一、成果简介 芽苗菜,包括绿豆芽、黄豆芽、豌豆芽等是民间广泛食用的传统蔬菜。由于豆类萌发过程中发生了大量复杂的生理变化,各种生物酶活化或合成,豆类子叶中贮藏的大分子物质被酶分解为可供胚利用的多肽、氨基酸 等小分子物质,维生素、异黄酮等对人体有益的营养物质也在发芽过程中积累,因此豆类芽菜较豆类种子营养价值明显提高。此外,经过发芽豆类种子中的一些抗营养因子如胰蛋白酶、植酸减少甚至消失,大豆的胀气性
中国农业大学 2021-04-14
稠油及高凝油管输用超分子流动促进剂
该技术针对稠油或高凝油流动性差的特点,研制了一种常温提高流动性的超分子型流动促进剂。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 该技术针对稠油或高凝油流动性差的特点,研制了一种常温提高流动性的超分子型流动促进剂。 为了实现常温使稠油或高凝油达到稳定流动的目的,采用超分子化学技术,首先将流动性差或常温不流动的原油分散成微米级水溶性乳液,然后通过水加量调节其流动粘度,从而实现管输。不需要原油流动时,只要不是特粘稠油只要加热60℃就可使油水分离。药剂存在于水相中,直接或浓缩后循环利用。 该技术的特点是主要药剂易得,为工业化产品。成本低,操作简便。
西南石油大学 2022-08-16
一种低碳热轧小H型钢快速冷却方法
\(专利号:ZL 201010502446.6) 简介:本发明提供一种低碳热轧小H型钢快速冷却方法,属于金属压力加工技术领域。本发明方法主要是通过对轧后冷却装置的改造,采用高压气雾冷却方式,分六段控冷,每段由四个控冷模块组成,按上、下、两侧由电磁阀独立控制,单独调节,分区域控冷,对所冷却部位采用不同的冷却方法,使得翼缘部位、R部温降幅度较大,实现快速均匀冷却H型钢各处。通过对Q235和Q345应用本发明技术,使得H型钢产品组织晶粒细小、力
安徽工业大学 2021-01-12
基于大数据分析的小基站开关控制方法
本发明公开了一种基于大数据分析的小基站开关控制方法,包括:采集场景信息步骤;数据预处理步骤;提取特征步骤;选择并训练模型步骤;预测步骤。本发明利用特殊场景下时刻表以及小基站接入人数的历史记录,建立数学模型,预测未来小基站内的待服务人数,根据待服务人数去控制小基站的开关,达到节能、减少基站间干扰的目的。 在建立数学模型的过程中,本方法结合数据挖掘和机器学习,提高了预测的准确率和系统的实用性。
东南大学 2021-04-11
微型离心机,掌上离心机,小离心机
产品详细介绍mini 4k/6k/10k微型离心机:mini 4k/6k技术参数及性能:    
珠海黑马医学仪器有限公司 2021-08-23
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深圳市天雁电子有限公司 2021-08-23
小容量台式医用浸油防锈煮沸槽,上油除锈槽
产品详细介绍 台式医用数控浸油防锈煮沸消毒槽 医用煮沸消毒槽,医用数控煮沸槽,医用数控浸油煮沸槽,甘肃煮沸厂家低价供应,上油防锈煮沸槽,医用煮沸消毒机 24小时销售维修热线:13275601658/055165683226  合肥金尼克机械制造有限公司,主要产品有合肥金尼克主要展览的产品有:医用全自动清洗消毒器、干燥柜、煮沸消毒器、超声波清洗器、干燥箱、多槽式清洗消毒器、高压水枪、空压机、光源放大镜、洗眼器、器械串、感应水池、打包台等供应室、手术室不锈钢系列辅助设备和各种大专院校实验室设备等几十多个品种,六百多种规格。产品广泛应用于医疗、高校、科研、质检、交通、纺织、冶金、环保、化工、农业、工业机械、电子电器、自来水、制药、酿酒、钟表、首饰等行业。 台式浸油煮沸消毒槽容量有22.5L,型号是JK-DYJ500 容量有35L,型号有JK-DYJ600 容量有52L,型号有JK-DYJ1000 立式浸油煮沸消毒槽容量有35L,型号是JK-DYJ600, 52L,型号是JK-DYJ1000, 69L,型号是JK-DYJ1200, 86L,型号是JK-DYJ1500, 103L型号是JK-DYJ1800, 主要技术指标 型号:JK-DYJ500 内槽尺寸(mm):500*300*150 外槽尺寸(mm):670*470*475 容量(L):22.5 电源:380V 50Hz 浸油功率(W):500±10% 加热功率(W):3000±10% 超声功率可调(%):40-100 温度可调(℃):0-98 时间可调(min):1-480 连续工作:小于等于8h 进排水:手控、1寸不锈钢球阀 降音盖:手控、连机 壳体材料:304不锈钢 网架:304不锈钢,1个 电源:380V 售后服务: 公司根据客户需要负责安装、调试及相应人员培训,负责上门维修。终身维护。超过保修期,维修只收取零部件成本费。
合肥金尼克机械制造公司 2021-08-23
国科大毕业生合作在体外人8细胞期胚胎样细胞方面取得研究新进展
该研究是中国科学院广州生物医药与健康研究院联合国内外多个研究团队,开发了一种非转基因、快速且可控的重编程方法,首次真正将人多能干细胞(PSC)诱导为全能性的8细胞期胚胎样细胞(8CLC)。
中国科学院大学 2022-06-01
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