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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
科创资讯热点聚焦|2月26日-3月2日
高等教育科技创新政策、热点新闻导读
云上高博会 2024-03-04
XM-135D2节腰椎附2个病变椎间盘模型
XM-135D  2节腰椎附2个病变椎间盘模型   2节腰椎附2个病变椎间盘模型由两节腰椎及两个椎间盘病变模型组成, 显示2节腰椎带2个病变椎间盘的结构和形态。 尺寸:自然大 材质:PVC材料
上海欣曼科教设备有限公司 2021-08-23
P(VDF-TrFE)压电膜及树脂化学合成技术
西安交通大学 2021-04-10
新型 N-P-S 膨胀型磷系阻燃剂
膨胀型阻燃剂(IFR)一般是以 P、N、C 为主要核心成分的复合阻燃剂(或单体阻燃剂),可用于多种易燃聚合物的阻燃。膨胀型阻燃剂作为一类高效低毒的环保型阻燃剂,被公认为是实现阻燃剂无卤化的有效途径之一,因此在高分子材料阻燃领域中极具应用潜力。我们将 N、P、S 三种有效阻燃元素组装于单一分子内,设计出一类新型分子内协效膨胀型阻燃剂。该类阻燃剂在 PC+ABS 工程塑料中少量添加即可以实现高效阻燃,具有环保低毒,阻燃效果好等优点。 项目特色: 利用有机合成的方法合成一系列适应市场需求的新型膨胀型 N-P-S 磷系阻燃剂,目前已经研发成功的品种包括“六(4-甲氧基苯磺酸钠)环三磷腈”,“ 六(4-氨基苯磺酸钠)环三磷腈”,“ 六(2-氨基乙磺酸钠)环三磷腈”等,生产工艺科学,环保高效,生产过程简单,生产成本低。
南开大学 2021-04-13
感恩回馈,真情让利,P10半户外模组大减价
产品详细介绍产品名称:户外双色LED显示屏-P10 产品编号:LED-P10-1R LED显示屏介绍: 单色显示屏是由红色发广告进行显示的。这种显示屏具有高灰度级,高清晰度,画面细腻优美,显示内容丰富等优点。 可播放各语种、多字体的文字可以通过软件任意编排,同一屏综合显示多种信息。 显示屏的播放由计算机控制,播放内容和计算机显示器同步一致;任意调整图像色彩、缩放比例和显示尺寸;随时切换不同的视频源,并可对视频画面进行缩放操作。 显示屏可以和许多网络接口,包括各类网络数据库、局域网、远程网络,在系统软件的支持下,共享网络中各类信息。 显示屏可高亮度、全天候显示,在阳光照射下,画面仍清晰醒目,色彩绚丽。 显示屏采用模块化结构设计,可以任意组合外形尺寸;防雨、防风,可在各种恶劣环境下连续工作,操作维护方便。 显示屏工作稳定可靠,功耗低,寿命长。   LED显示屏应用范围: 银行、房地产、股票交易所等处进行汇率、股票、期货、房地产交易等信息的显示。或专卖店、连锁店、学校、医院等式自我宣传发布各类信息展示。   技术参数: 项目   户外单色 产品型号 LED-P10-1R 像素点间距 10mm 模组尺寸 320mm*160mm 模组分辨率 32*16 像素构成 1R LED规格 546 工作电压 5v 亮度 2000cd/m^2 视角 80/40 最佳视距 8-35m 驱动方式 4扫描恒流驱动 消耗功率 ≤26w 模组胶壳材料 高分子防水PC  
深圳市利宇佳光电技术有限公司 2021-08-23
ZG-601A3P型汽车驾驶模拟器
产品详细介绍ZG-601A3P型 汽车驾驶模拟器,是我公司在2014年新款软件,全角度视角,画面清楚真实感强,功能强大,外观时尚,配有3台宽频液晶显示器,带有主被动式练习训练功能。整体画面宽大逼真,它突破了原来在行驶十字路口向左拐的视线盲区,在驾驶过程中能清楚看到左右两侧交通状况,训练时更加方便自如,从而清楚的观察车辆与路面的位置关系;并新增加“公安部123号令场地考试项目。本产品适用于汽车培训基地,职业学校,驾校及汽车驾校和汽车修理培训学校。
北京紫光基业科教设备制造有限公司 2021-08-23
GR-SDZ-P系列连续变倍体视显微镜
产品详细介绍供应北京/天津/上海/河北/湖北/青海/甘肃/宁夏/陕西/山西/河南/山东/辽宁/吉林/黑龙江/内蒙古/新疆/石家庄/济南/沈阳/哈尔滨/郑州/太原/武汉/兰州/银川/西宁/西安/大连 /昆山/苏州/大连/烟台/青岛/无锡/潍坊/南京/杭州/东莞/深圳/珠海连续变倍体视显微镜GR-SDZ-P系列双目、三目型  (日本KYOWA)   产品简介: 型    号 双目 三目 GRSDZ-P GRSDZ-PL GRSDZ-TR-P GRSDZ-TR-PL 综合倍率 7X-45X,(选配目镜、辅助物镜,放大倍达3.5X-180X) 目      镜 HWF10X(视野数23mm);[*选配件:HWF15X(视野数15mm),HWF20X(视野数11mm),三目镜筒:摄影用SP5X] 物      镜                                         0.75X-4.5X(连续变倍比1:6.5);                         (*选配件:辅助物镜0.5X、0.75X、1.5X、2X) 镜      筒 双目倾斜45°,头部360°旋转 光 学 系 正立像,内斜角12度,双目瞳距52mm-74mm,左右视度可调节 调焦装置 立柱式上下可调焦机构,调焦范围49mm,工作距离:86mm 机      架 标准架台,黑白板Φ94mm 落射、透射照明架台6V72W 标准架台,黑白板Φ94mm 落射、透射照明架台6V72W 选配: LED可调节光源、10W可调节环型荧光灯、冷光源。 成像系统:工业专用数码摄像机:130万像素、200万像素、300万像素,USB2.0接口,直接连接计算机。 80万像素超高速高清晰摄像机,XGA输出,不用计算机,连接电脑显示器。 生产研发销售批发:PC显微镜,TV显微镜,USB显微镜,电脑显微镜,内窥显微镜,工业显微镜,工厂显微镜,工业内窥镜,工业相机,电视显微镜,计算机显微镜,口腔显微镜,手术显微镜,医疗显微镜;     照明放大镜,TV放大镜,电视放大镜,PC放大镜,电脑放大镜,宝石放大镜,手术放大镜,大尺寸放大镜,放大镜灯,LED环形荧光灯,LED荧光灯,LED同轴光照明,UV照射灯,LEDUV照射灯照射装置,LEDUV固化炉,LED同轴点光源,零角度LED灯,显微镜光源;SMT设备,视觉检查装置,LED背光灯,外观检查显微镜,外观检查机装置,AOI,SMT设备维修,回流炉,对比检查软件,工业自动外观检查装置,贴片机,实装机,氮气发生器装置,PSA,制氮机器装置                                                                                                                                                            Microscope-GR01    
上海锦之堂进出口贸易有限公司 2021-08-23
一种人类多能干细胞向造血干细胞分化的方法及培养添加剂
本发明涉及一种人类多能干细胞向造血干细胞分化的方法及培养添加剂。人类多能干细胞包括人类胚胎干细胞和人类诱导多能干细胞,能分化为人体内各种组织,可以用来制作疾病模型、进行药物毒性检验,并可通过细胞移植,取代损伤病变的细胞,促进机体创伤修复和治疗疾病。造血干细胞终身存在于人体,能够分化为血液系统的各类细胞,包括红细胞、粒细胞、巨噬细胞、单核细胞、小胶质细胞、树突细胞、B-淋巴细胞、T-淋巴细胞、NK-淋巴细胞等,在临床治疗血液类疾病、癌症等方面有重要价值。目前诱导人类多能干细胞向造血干细胞分化的途径主要有:拟胚体分化法和基质细胞共培养法。这些方法也存在一些缺陷:拟胚体法一般需要消耗大量多能干细胞,其分化阶段的不一致导致其分化效率普遍较低且耗时较长;基质细胞共培养法效率不稳定,会引入动物源成分。例如与小鼠骨髓基质细胞OP9细胞共培养,会引入鼠源性成分,为诱导分化的造血干细胞的临床应用带来安全隐患。发明内容本发明的目的是提供一种人类多能干细胞向造血干细胞分化的方法及培养添加剂。本发明提供了用于制备造血干细胞的试剂盒,包括培养液II、培养液III、培养液IV和培养液V;
清华大学 2021-04-10
一种多能干细胞形成必需蛋白CREPT的在诱导多能干细胞中的应用
本发明涉及分子细胞生物学技术领域中,一种多能干细胞形成必需蛋白CREPT的在诱导多能干细胞中的应用。本发明所要解决的技术问题是如何制备多能干细胞及不能诱导为多能干细胞的细胞模型。为解决上述技术问题,本发明首先提供了下述X1)或X2)的方法:X1)多能干细胞的制备方法,包括:增加名称为动物细胞1的出发动物细胞中CREPT蛋白质的含量和/或活性,得到重组动物细胞,利用所述重组动物细胞制备多能干细胞;所述动物细胞1非干细胞;X2)不能诱导为多能干细胞的细胞模型的制备方法,包括:降低名称为动物细胞2的出发动物细胞中所述CREPT蛋白质的含量和/或活性,得到不能诱导为多能干细胞的细胞模型;所述动物细胞2非干细胞且表达所述CREPT蛋白质。所述动物细胞1和所述动物细胞2均为离体的动物细胞。利用所述重组动物细胞制备多能干细胞可利用Yamanaka因子进行。Yamanaka因子为Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc。
南开大学 2021-04-10
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