随着吸收根直径的增加，草本与木本植物的根系皮层厚度的增速均远超过中柱半径增速，即皮层与中柱具有普遍的异速关系。受异速关系的影响，中柱占根横截面积比例（proportion of root cross-sectional area occupied by the stele, PRS）随根直径也呈现出非线性关系，但是草本和木本的趋势完全相反。同时，P

山东大学药学院李敏勇教授团队与美国德州农工大学、北京师范大学的研究团队合作在Journal of the American Chemical Society（J. Am. Chem. Soc.April 24. 2020 doi:10.1021/jacs.0c02949）上发表了光控CRAC通道抑制剂的研究成果，该光控抑制剂成功用于治疗斑马鱼模型上的Stormorken综合症。钙释放激活钙通道（CRAC通道）在所有的兴奋性和非兴奋性细胞中广泛存在，与一系列重要的生理功能密切相关。构成CRAC通道的STIM和ORAI蛋白介导钙池操纵钙内流（SOCE）产生钙信号。SOCE是由内质网（ER）内腔内Ca2+储存耗竭和STIM1 ER-管腔结构域多聚化引发。激活的STIM1分子积聚在ER-PM连接处，结合并激活细胞膜上的门控ORAI1通道，引发钙内流。异常的STIM-ORAI信号与多种人类疾病相关，包括免疫缺陷、自身免疫炎性疾病、心脏肥大、癌症转移和Stormorken综合症。研究表明，Stormorken综合症是由ORAI1或STIM1（例如R304W）中的获得性突变引起的，导致部分Ca2+进入细胞。因此CRAC通道作为一种很有前途的治疗靶点受到了广泛关注。光药理学方法利用可光切换的分子在时空上精确控制生物活性靶点，如离子通道、受体、酶和核酸。为了更精确地控制CRAC通道的活性，李敏勇教授团队开发了一系列光控CRAC通道抑制剂，以良好的时空分辨率控制Ca2+信号，从而对与CRAC通道过度激活相关的疾病进行光药理调节。该团队基于N-芳基苯甲酰胺类CRAC通道抑制剂（GSK系列化合物和Synta 66）开发了一系列可光切换的CRAC通道调节剂。在这些化合物中引入偶氮基得到piCRACs，实现反式和顺式构型之间的快速和可逆光转化，从而使piCRACs对CRAC通道显示出相反的抑制作用。经过一系列的实验发现piCRAC-1光热稳定好、良好的光化学性质、高时空精度、能够高选择地光诱导CRAC通道开关。首先该团队通过UV-Vis、HPLC和NMR方法探讨piCRAC-1的光化学性质，对紫外吸收光谱、紫外以及蓝光照射下的trans-cis转换率、光热稳定性以及光敏特性进行测定，通过对CRAC通道和下游Ca2+响应转录因子（NAFT核内转运）的光依赖抑制作用考察piCRAC-1的生物活性。研究发现trans-piCRAC-1在50 µM以下对SOCE几乎没有抑制，然而cis-piCRAC-1对SOCE有明显的抑制作用（IC50=0.5 µM）。同时，cis-piCRAC-1对CRAC通道电流抑制高达80％，而trans没有抑制。同样紫外光照下TG诱导的NFAT核内转运被piCRAC-1显著抑制。piCRAC-1作为无创光学工具可以用于治疗CRAC通道相关的Stormorken综合征。在斑马鱼出血实验中，piCRAC-1在紫外光下能够拯救血小板减少症（78.9%），抑制出血，蓝光、无光下仅有轻微的拯救效果。该研究成果显示piCRAC-1以高时空精度对细胞内CRAC通道和依赖Ca2+信号的生理过程进行光诱导调节。PiCRAC-1可以作为潜在治疗剂用于光控调节与钙信号失调相关的病理过程，例如由CRAC通道过度激活引起的Stormorken综合征。该研究成果有助于Ca2+通道的结构-功能关系的研究，而且在研究无数Ca2+调节信号过程和与Ca2+动态平衡相关的人类疾病方面具有潜在应用价值。李敏勇教授团队博士研究生杨兴业、周育斌教授团队博士研究生马国林、王友军教授团队博士研究生郑思思为该论文的共同第一作者。该工作得到了国家自然科学基金、山东大学杰出中青年学者、山东省泰山学者、山东省自然科学基金等项目的资助。文章链接：https://doi.org/10.1021/jacs.0c02949

“5.12”汶川地震后，国家对《防震减灾法》进行修订，提高了学校、医院等人员密集场所的抗震设防水平。2009年，国务院办公厅宣布将实施全国中小学校舍安全工程，对存在安全隐患的校舍进行抗震加固，提高综合防灾能力。同年10月，我校共承担了苏州市54所中小学总计80万平方米的校舍安全排查及抗震鉴定项目。 在上述工作的基础上，2012年，苏州市实施了中小学校舍安全工程。我校负责了苏州市共计10.4万平方米校舍的加固设计工作，并保证了校舍安全加固与历史建筑风貌保护完美统一。苏州市教育局对我校参与的校园安全工程设计及现场服务予以充分肯定，并在苏南片区推广与交流。苏州市中小学校安工程项目被评为2012年苏州十大民心工程。

本发明提出用于鉴定苹果抗炭疽菌叶枯病的SSR分子标记，所述分子标记分别为S0607039；S0607001；S0506206；S0506078,S0506001S0405195,S0405127,S0304673,S0304011。本发明还提出扩增用于鉴定苹果抗炭疽菌叶枯病的SSR分子标记的引物。本发明通过自行设计的SSR标记对苹果抗炭疽菌叶枯病基因进行了分子标记，确定所在的染色体位置及遗传距离，构建了紧密连锁的遗传图谱。距离抗性基因最近的分子标记能准确的鉴定出苹果对炭疽菌叶枯病的抗性，为苹果生产实践及抗性育种提供有效工具，并为下一步抗性基因的克隆及功能验证奠定了良好的基础。

本发明涉及一种黄粉虫肽的分离鉴定及功能分析方法，采用超声处理、技术筛选、超滤分子截流、分子筛、反相高压液相色谱(HPLC)柱层析、质谱和氨基酸分析等技术，从诱导的黄粉虫中分离到氨基酸序列为SEQ?ID?NO : 1的八肽，并进一步验证其抗氧化活性，证实其抗氧化功能强于谷胱甘肽，为该天然抗氧化八肽的产品开发应用奠定了基础。

一、总体要求： 1、本成套设备要求按劳动社会保障部颁发的“工人技术等级标准”和职业技能鉴定规范“设计，能满足初、中级电工考核鉴定有关技能训练的要求。 2、为给学生创造真实的训练环境，结合本校实际，整台设备以标准的电气控制柜为主柜，利用柜体的双面空间布置电器模块及配套器材，每面均采用独立的电源控制屏、实验模块（▲所有电气元件均直接安装于模块上，模块可自由更换▲），电源之间互不干扰，双面可同时独立完成相同的实训内容，通过调整模块的组合方式，完成不同的实训内容，满足初、中级电工技能训练要求，增加适当模块后，可以扩展高级电工的实训内容，也可以让学生在该设备上自主开发相关的实验项目。 3、所有元件都安装在指定的模块上，采用线槽布线，各电器的接点都与接线端子相连，再让学生在接线端子上接线，连接电机、电器来完成各项控制实验，降低材料消耗，延长使用寿命。 4、所有实训主柜、总电源控制柜均安全可靠接地。 5、总电源控制柜1个，总电源控制柜与各训练柜间采用架空走线方式连接。 二、结构及电器配置： 1、实训主柜： 1）实验柜柜门安装有控制实验柜电源启动、停止按钮以及指示三相输入电源电压的指针式交流电压表一块、（换相用）万能转换开关一个，主柜通电指示灯1个，输出分相指示灯三个；实验所需的红、绿带灯按钮各3个、时间继电器（220V，电子式，通电延时1s-60s）两只以及旋转开关2个，电压表一块、电流表三块、万能转换开关一个，配手柄、门锁（不需钥匙）。 相关元器件与电源或主柜控制屏安装、连接好； 柜门上安装的元件、仪表能满足学生安全操作要求，布局科学合理、美观，并标注（印制）如“输出“、”启动“等相关功能用语； 2）主柜规格：800mm×600mm(厚)×1850mm；（保证足够的安装、训练空间）； 3）选材及工艺：使用铁质亚光密纹喷塑材料，按照标准电气控制柜要求设计制造，结构坚固，造型美观大方。柜体框架采用不小于2mm厚冷轧钢板挤压成型，烤漆，侧板采用0.8mm及以上冷轧钢板冲压成型，柜门采用1.2mm及以上冷轧钢板冲压成型，底板厚度不小于2mm并增加3-4个支撑点，以保证两个电动机的承重需要，配置四个万向移动轮子，支撑调节和固定结构，便于移动或固定。 4）利用双面空间位置，可同时容纳两名学生在正反面同时进行相同的实训操作。 5）主柜柜体内每面有四根横梁，把柜体分成五层，第一层为控制屏屏位，第二、三、四层为模块安装位，第五层为放置电机位，每根横梁上有孔位或滑槽，供安装线槽用，同时有供固定安装两模块的8个螺孔位（模块安装固定位置在模块的四角），镀锌螺杆，奶头镀铬螺帽，横梁上装PVC线槽，两边也装好PVC线槽。 横梁、框架及其他部位的金属件除有工艺要求的外，都做抗氧化处理并烤漆。 柜内结构、布局能满足模块互换、安装方便的要求。 6)实训器件采用模块化结构，模块底板采用2mm钢板冲压而成，实验模块直接安装在柜内已经镶嵌好螺栓的横梁上，实训电气设备均直接安装于实训模块上，电气设备均通过接线端子排接线，电气设备与接线端子排之间利手绝缘铜芯线（1.5m㎡即可）连接好，模块可根据实验内容随意更换，更换模块时只需将螺母拆下即可，不用拆PVC线槽。 7）主柜内每面顶部安装20W日光灯一盏。开关在电源控制屏上。 为了延长电器的使用寿命 ，降低材料消耗，各电器的接点都已与接线端子相连，学生只需在接线端子上接线训练，以求电气元件经久耐用；配备附属电机，通过该电动机支持可作各种实验，同时柜内各种实训器件采用模块化形式安装，各器件直接安装于模块上，可根据需要自由选择组合完成各种实训考核要求，操作方便、更换快捷，可随时根据需要扩展功能和开发新的实验或进行产品升级。 8）主要技术参数： 输入电源：三相五线制380V±10%  50Hz 外型尺寸：800mm×600mm×1850mm（安装、训练空间足够） 输出电源：三相四线380±10％  10A  50Hz 单相交流：220V±10％  10A  50Hz 高压直流：220V±10％  3A 工作环境温度：-10℃—+40℃ 电源插头：功能等效于HPA9120-9085-1 三、实验项目： 一、         基本技能训练 实训一、白炽灯电路安装 实训二 日光灯电路的安装 实训三 两地控制一盏灯实验 实训四 电流互感器安装实验 实训五 电度表安装实验 二、实用电子技术部分 实训六 单相整流、滤波电路实验 实训七 漏电流触发开关电路实验 实训八 白炽灯调光/晶闸管调速电路实验 实训九 触摸开关电路实验 实训十 声光控制延时开关电路实验 实训十一 人体感应延时开关电路实验 实训十二 定时灯光控制电路实训 实训十三 单结晶体管调光控制电路 三、电气控制部分 实训十四 三相异步电动机点动控制实验 实训十五 三相异步电动机自锁控制实验 实训十六 三相异步电动机两地控制实验 实训十七  三相异步电动机接触器联锁正反转控制实验 实训十八 三相异步电动机双重联锁正反转控制实验 实训十九 三相异步电动机延时自动正反转控制实验 实训二十 三相异步电动机手动Y/△启动控制实验  实训二十一 三相异步电动机自动Y/△启动控制实验 实验二十二 断电延时带直流能耗制动的Y–Δ启动的控制线路 实验二十三 通电延时带直流能耗制动的Y–Δ启动的控制线路 实验二十四 三相异步电动机能耗制动实验 实训二十五 三相异步电动机可逆双向能耗制动实验 实训二十五 三相异步电动机反接制动实验 实训二十六 三相异步电动机自动往返控制实验 实训二十七 三相异步电动机带点动正反转控制实验 实训二十八 三相异步电动机带点动自往返控制实验 实训二十九 三相异步电动机串电阻降压启动手动控制实验 实训二十   三相异步电动机串电阻降压启动自动控制实验 实训三十一 三相异步电动机串电阻降压启动反接制动控制实验 实训三十二 万能转换开关控制电动机正反转电路 实训三十三 电动葫芦电气控制实验 实训三十四 C620型车床控制电路实验 实训三十五 直流电动机能耗制动的控制线路实验 实训三十六 直流电动机反接制动的控制线路实验

北京大学物理学院人工微结构和介观物理国家重点实验室徐海潭研究员和耶鲁大学Jack Harris教授研究组、芝加哥大学Aashish Clerk教授合作，在光力学研究中取得重要进展。成果以“Nonreciprocal control and cooling of phonon modes in an optomechanical system”为题发表在《自然》（Nature）上（https://www.nature.com/articles/s41586-019-1061-2）。该工作提出了基于光力相互作用的非互易声子耦合新原理，实现了非互易的声子传递和新型光力制冷方法。 学谐振子在现代科技和生活中具有广泛的应用，大到引力波探测装置，小到我们身边的手机，涉及传感、变频、滤波等重要器件。一般的谐振子器件是互易的，即器件内部或者两个器件之间的声子传递和方向无关。而非互易的谐振子器件对于全双工声子信号收发、声子隔离等有着非常关键的作用，甚至还可以用来对热能进行单向传递，使冷的物体更冷，热的物体更热。图a，基于光力相互作用的非互易声子耦合机制。b，通过控制激光相位，声子隔离度±30分贝连续可调。 光力学是光学和力学相结合的新兴科研领域。光力相互作用可以用于光学和力学模式的精密调控和测量，有着重要的物理意义和实际应用。这个工作中的光力学系统由超高品质因子的氮化硅纳米薄膜和高精细度光学腔构成。激光将声子从纳米薄膜的一个谐振模式转化为光子，再变回另一个谐振模式中的声子。多束激光的物理效应互相干涉，使声子传递增强或者减弱。通过控制激光相位，实现了声子隔离度在±30分贝范围内连续可调（如图所示）。在徐海潭等人之前的工作（Nature 537，80 （2016））中，他们通过拓扑操作实现了瞬态的非互易声子传递，而在最新的工作中，他们通过光力相互作用产生了声子模式间静态的非互易耦合，从而实现了稳定的非互易声子传递。 进一步地，徐海潭等人实现了用非互易相互作用来调控并观测谐振子的热力学涨落。当声子传递是双向的时候，两个谐振模式通过交换热声子，对应的温度会互相接近。而当声子传递是单向的时候，被隔离的谐振模式把热声子传递给另一个谐振模式，这使得被隔离模式的热声子数减少，因此降低温度，而另一个模式则升高温度。从而通过非互易声子传递实现了一种新型的光力制冷技术。该研究中所包含的创新方法也可以推广应用于其他电子、力学和光学等系统。 研究工作得到北京大学人工微结构和介观物理国家重点实验室、教育部纳光电子前沿科学中心和量子材料协同中心的支持。

记忆是大脑最重要的功能之一，也是人类研究最多的脑功能之一。记忆随时在发生，而遗忘如影随形。 海马体位于大脑丘脑和内侧颞叶之间，是负责记忆的编码和存储的一个重要脑区。在这里，记忆信息被编码于一些神经元中，称之为记忆印迹细胞。随着科学研究的发展，科研人员发现印迹细胞的重新激活是记忆提取的“发动机”，印迹细胞间的突触联系是储存记忆的“仓库”。 海马脑区中记忆是如何随着时间而消退的呢？这个问题在科学界一直没有得到充分的研究。经过3年多的努力，浙江大学医学院谷岩研究员课题组和王朗副研究员课题组首次发现，用于免疫的小胶质细胞通过清除突触而引起记忆遗忘，并且进一步发现补体信号通路参与了小胶质细胞介导的遗忘，并且依赖于记忆印迹细胞的活动。 这项研究，北京时间2月7日在国际顶级期刊《科学》在线发表。论文共同第一作者为医学院2016级博士生王超和2017级博士生岳惠敏，论文通讯作者为谷岩研究员和王朗副研究员。 遗忘被“遗忘”了 记忆与遗忘就像是一个硬币的两个面，不可分割。但是长期以来，科研人员对人脑记忆的产生、储存、调取始终表现出浓厚的兴趣，研究也比较深入，但对于遗忘这一现象关注的就不是很多。就算是讨论记忆丢失的原因，也多是从记忆存储和调取过程中出现问题这个角度来考虑。 遗忘被“遗忘”了。不过，谷岩倒是对这个问题很好奇，他开玩笑说：“我自己记性差，所以对遗忘方面的研究很感兴趣。” 如何算出记忆保留了多少？课题组在小鼠记忆遗忘实验中用的是经典的条件恐惧记忆行为学模型。科研人员通过在一个场景中给小鼠施加电击刺激，使其建立对这个环境的记忆。在35天后，让受过电击的小鼠再次重返这一场景中，看小鼠是否会回想起电击的痛苦进而表现出害怕。  “这个行为学范式本来是用来检测恐惧行为的记忆的，但换一个角度看就是遗忘”，谷岩介绍，正常的小鼠对于环境总是充满好奇四处活动，但是如果留有恐惧记忆，它就会因为害怕而呆在那里不动（即freezing状态），“我们就通过计算单位时间内小鼠处于静止不动的时间，来衡量小鼠记忆保留的情况。”图1. 记忆的遗忘随着时间而逐渐发生。研究人员发现，训练35天后，小鼠freezing的时间显著低于5天时的检测结果，表明时间越久，记忆的遗忘越显著。 像“探案”一样做研究 从小鼠的实验中，研究人员发现，记忆随着时间的推移而消退。记忆在海马中提取的主要途径，是通过编码这些记忆信息的记忆印迹细胞的激活。通过标记记忆印迹细胞，研究人员发现，遗忘的同时伴随着印迹细胞的激活率的下降。那么是什么导致了印迹细胞激活率的下降？研究人员关注到大脑中的另一种细胞——小胶质细胞。 小胶质细胞约占大脑细胞总数的10-15%左右。此前科学家已经明确，小胶质细胞是中枢神经系统中的主要免疫细胞。当大脑受伤感染，细菌进入皮层后，小胶质细胞作为重要的“防卫兵”负责“抵御杀敌”。越来越多的研究表明，小胶质细胞不仅参与神经系统的免疫调控，而且对于神经系统发育、神经元活动以及神经环路功能都有重要的调节作用。 研究人员特异性地清除了脑内的小胶质细胞，发现不仅遗忘被抑制了，同时印迹细胞的重新激活率的下降也被抑制了。“这个发现其实非常偶然，我们将清除小胶质细胞的小鼠进行了一系列的实验，包括记忆的形成和提取、焦虑等，但结果对记忆遗忘的影响非常显著。”去除小胶质细胞的小鼠的恐惧反应要比对照组更加明显，处于静止状态的时间是对照小鼠的2倍 多。为此，课题组继续深入开展实验，并发现当清除小胶质细胞时，记忆印迹细胞的激活不再出现明显的下降。图2. 清除小胶质细胞抑制了遗忘。A-B：用CSF-1抑制剂PLX3397（PLX）特异性清除小胶质细胞后，小鼠的遗忘被抑制了。C-D：PLX抑制了伴随遗忘的印迹细胞激活率的下降。 既然小胶质细胞确实影响了记忆印迹细胞的激活，并导致了遗忘，那么它们又是如何引起了印迹细胞激活率的下降呢？是不是通过破坏记忆印迹细胞之间的信息传递呢？此前的研究表明，小胶质细胞能够清除婴幼儿大脑发育中过多的突触，并调节神经元之间突触连接的动态变化。那么在成年的大脑中，小胶质细胞是否也具有同样的功能呢？ 因此研究人员继续破案，通过免疫染色和高分辨率成像，他们发现海马的小胶质细胞“肚子”里，存在着突触特异性的成分，如位于突触前的synaptophysin分子和位于突触后的PSD95分子，并且与小胶质细胞中的溶酶体共定位（共定位：两个蛋白位于同一空间位置的细胞学佐证），表明成年海马中的小胶质细胞仍然具有“吃掉”突触结构的能力。当抑制小鼠的小胶质细胞吞噬作用时，记忆的遗忘被显著阻断。这些结果表明小胶质细胞通过“吃掉”突触而介导了遗忘。图3. 在小胶质细胞中发现了突触特异性成分，如突触前蛋白synaptophysin（Syn，A）和突触后蛋白PSD95（B），并且与小胶质细胞的溶酶体标记物Lamp1共标。 遗忘的机制始于分子的“导航” 研究人员发现，记忆在印迹细胞组成的这条“公路”上激活传递，这其中记忆印迹细胞之间的突触不仅是公路间相联系的“桥梁”，而且也是储存记忆的“仓库”。小胶质细胞就像是“拆迁队”， 把“桥梁”给拆掉了，储存在其中的记忆信息也就无法继续传递下去，最终导致了记忆遗忘。 那么具体是什么分子机制让本来是大脑“防卫兵”的小胶质细胞“兼职”成为了“拆迁队”了呢？研究人员通过高分辨率显微镜发现补体分子C1q不仅与印迹细胞的一些树突棘共定位，还与PSD95一起存在于小胶质细胞溶酶体中，这提示补体信号通路可能介导了小胶质细胞对记忆印迹细胞突触的清除。 研究人员通过对比，发现在印迹细胞中阻断补体信号通路可以十分有效地抑制记忆的遗忘和印迹细胞激活率的下降。而C1q-补体信号通路就像是猎人的小狗，寻找并在记忆印迹细胞的一些突触做上标记，这样小胶质细胞就像有了导航图一般，可以瞄准目标展开攻击，一吃一个准。 “复习不易忘”有了科学依据 生活中的一个常识，学习了一个新知识，假如总是复习，就不容易遗忘，而不去复习的话很快就会忘记。 研究人员通过实验证明了这一点。课题组特异性地在记忆痕迹细胞中导入了药理遗传学受体，通过注射药物CNO后，可以选择性抑制记忆印迹细胞的活动，让它们没有那么兴奋。这个时候研究人员发现，记忆的遗忘被加速了，就像不复习就容易遗忘。而这种加速的遗忘也可以被清除小胶质细胞或者阻断补体通路所抑制。 从另一个角度来看，复习就是让记忆印迹细胞和相应的突触联系更加活跃，好像把突触这座桥梁用钢筋混凝土加固了一样。而如果不复习，“桥”就会年久失修，就会被小胶质细胞这个“拆迁队”识别并拆除。 小胶质细胞的突触清除可能是介导遗忘的一种普遍机制 海马的齿状回可以不断产生新生的神经元，称之为神经发生（neurogenesis）。根据此前《科学》杂志报道，齿状回中持续产生的新生神经元的整合会导致海马神经环路中大量突触的重组与替换，从而导致先前建立的记忆被遗忘，尤其是在婴儿期。为了找出小胶质细胞介导的遗忘和神经发生介导的遗忘之间的关系，研究人员同时操纵了海马神经发生和小胶质细胞，发现小胶质细胞介导的突触清除既参与了神经发生引起的遗忘，也参与了和神经发生无关的遗忘。因此，小胶质细胞的突触吞噬作用可能是在有神经发生的大脑区域，或缺乏神经发生的哺乳动物大脑中介导遗忘的一种更为普遍的机制。 谷岩表示，随着研究的深入，未来可能对疾病导致的记忆损伤和记忆丢失有更清楚的理解。从长远来看，这项工作也为研究长期记忆的巩固和不良记忆的消除提供了前瞻性的基础铺垫。

眼角膜作为视觉成像系统中一个至关重要的组织，是眼睛最前面的凸形高度透明物质，可以保护眼内的微结构及组织，并为眼睛提供大部分屈光力。但是角膜损伤、感染及一些先天性因素导致角膜疾病成为全球第二大致盲疾病。同种异体角膜、人工角膜及人的羊膜移植是三类临床上应用最广泛的角膜疾病治疗方法，但是这些方法都会存在一定的问题或缺陷。因此，利用先进的生物制造工程的方法（Biofabrication）开发出一种治疗性的角膜支架，用于替代受疾病影响的角膜组织或诱导角膜组织自身再生，是至关重要的。目前，角膜组织诱导再生的难点在于角膜基质层，该层组织是角膜的主要组成部分，具有多层正交定向的纳米纤维板层组成的复杂结构，利用传统的生物工程的方法很难真实地模拟基质层的结构。纤维板层之间分布着角膜基质细胞，这种细胞在体外培养及角膜组织损伤时很容易转化为角膜成纤维细胞及肌成纤维细胞，导致角膜出现瘢痕。因此，制备能够模拟天然角膜基质结构的支架，同时保持角膜基质细胞的表型，诱导角膜基质的再生，是一个重大的挑战。针对这一难题，弥胜利和孙伟课题组提出了使用近场静电纺丝技术制备网格状的亚微米纤维支架，并和水凝胶技术结合，制备了纤维水凝胶复合支架，用于模拟正交定向的角膜基质板层结构和板层之间起连接作用的糖蛋白。课题组提出了一种最优的拓扑结构及化学因子的组合，可以抑制角膜基质细胞的成纤维分化，保持其表型，并最终实现角膜基质的诱导再生。图1：（a）近场静电纺丝技术制备的具有不同纤维间距的PECL网格状亚微米纤维支架在不同放大倍数下的SEM图片；（b）接种在100um网格状纤维支架上的角膜缘基质干细胞进行细胞骨架及细胞核染色，细胞可以在支架上沿着纤维方向生长；（c）5% GelMA水凝胶内封装的角膜缘基质干细胞进行活死染色图片；（d）5% GelMA水凝胶内封装的角膜缘基质干细胞进行细胞骨架及细胞核染色图片；（e）纤维水凝胶复合支架的SEM图片。目前近场静电纺丝技术应用最广泛的材料是PCL，但是由于PCL是疏水材料，不利于细胞的粘附，因此该研究利用PEG作为引发剂，合成了PEG和PCL的共聚物PECL，显著提高了PCL的亲水性。课题组首次利用近场静电纺丝技术成功制备了正交定向的PECL亚微米纤维支架 (图1a)，角膜缘基质干细胞可以在支架表面黏附并沿着纤维方向铺展及生长 (图1b)。研究通过将MA修饰到明胶大分子链上合成了GelMA，探究出最优的MA修饰度及GelMA浓度，可以使封装在GelMA水凝胶内的角膜缘基质干细胞保持高的细胞活性(图1c)并能铺展开(图1d)。课题组采用模具灌注的方式制备了纤维水凝胶复合支架 (图1e)，通过研究不同纤维间距的网格状支架对纤维水凝胶复合支架理化性能的影响，找出了最优的拓扑结构可以使纤维水凝胶在力学性能、透光度和溶胀性方面最接近于天然的角膜组织。研究将角膜缘基质干细胞接种在2D的细胞培养皿、3D的GelMA水凝胶及最优的纤维水凝胶复合支架内，并研究角膜缘基质干细胞在含血清及不含血清的培养基中的分化及角膜基质细胞表型的维持。研究表明，这种最优的纤维水凝胶的拓扑结构及无血清培养基可以抑制角膜基质细胞向成纤维细胞分化。图2 大鼠角膜基质内板层移植实验及评估：（a）5种支架移植后裂隙灯观察图片；（b）支架移植后OCT观察图片，标尺是1000um；（c）术后不同时间段中央角膜的厚度；（d）术后1个月和3个月免疫荧光染色图片观察组织诱导再生情况，标尺是100um；（e）术后1个月和3个月HE染色图片观察组织诱导再生情况，标尺是100um。最后，研究使用大鼠进行角膜内的板层移植实验，分别进行了3D GelMA水凝胶、含化学因子3D GelMA、最优纤维水凝胶支架及含化学因子最优纤维水凝胶支架的移植，对照组为自体角膜移植（图2a）。术后通过OCT、免疫荧光染色及HE染色进行3个月的研究观察（图2b-e）发现相比于其他的支架，含化学因子的最优纤维水凝胶支架的移植可以最好地实现角膜基质的诱导再生。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-020-14887-9