细胞外脑空间含有水、溶解离子和多种其他信号分子。神经细胞外基质 (ECM) 也是细胞外空间的重要组成部分。ECM 由神经元、星形胶质细胞和其他类型的细胞合成。透明质酸是一种透明质酸聚合物,是 ECM 的关键成分。透明质酸的功能包括屏障功能和信号传导。在本文中,我们研究了酶促 ECM 去除急性期的生理过程。我们发现 ECM 去除剂透明质酸酶会同时触发膜去极化和钙离子急剧流入神经元。在中间神经元中,但在锥体神经元中,ECM 破坏后,自发动作电位激发频率迅速增加。N-甲基-D-天冬氨酸 (NMDA) 受体的选择性拮抗剂可以阻断透明质酸酶依赖性钙离子进入,表明这些受体是观察到的现象的主要参与者。此外,我们还证实,在 ECM 去除的急性期,CA3 至 CA1 突触的 NMDA 依赖性长期增强作用增强。这些发现表明透明质酸是一种重要的突触参与者。
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心血管疾病(CVD)是世界上最常见的疾病之一,具有高致病性和高死亡率的特点(Vong等,2018;Wang等,2022a;Qian等,2021)。CVD的临床治疗主要包括三种方式:药物治疗,这是最广泛的治疗方式,也是CVD治疗的基础;介入治疗,包括射频消融和心脏起搏治疗;外科治疗,包括搭桥治疗和心血管移植(Abdelsayed等,2022;Lunyera等,2023;Krahn等,2018)。血管移植主要用于恢复或建立新的血流通路,以维持或改善组织或器官某个区域的血液循环,例如因创伤或切除导致血管段缺损,或动脉栓塞或淋巴阻塞而需要“搭桥”形成循环系统的情况(Xing et al.,2021;Zhao et al.,2023)。血管移植要求供应血管具有与受体血管相同的外径和足够的长度。移植物也面临供区血液循环受损(缺血或淤滞)等问题。因此,迫切需要高性能的人工血管移植来替代自体血管进行血流重建。目前小口径人工血管(<6 mm)主要用于冠状动脉搭桥术、外周血管搭桥术、血管创伤(缺损≥2 cm)、血液透析的组织血管通路、器官功能恢复等(Asakura等,2019;Wang等,2021;Wu等,2018),但人工血管移植可导致吻合口血栓形成、内皮增生等严重并发症,影响管腔通畅性(Oliveira等,2020;Teebken和Haverich,2002;Zhuang等,2020)。此外,目前的人工血管支架虽然具备一定的力学性能和生物相容性或能提供血管再生所需的生化信号,但在模拟天然血管的结构和功能方面还存在明显的不足,现有的支架往往不能充分模拟天然血管网络的拓扑结构,并会诱导细胞爬行,从而影响血管支架在临床应用中的效果(Liang等,2016;Cheng等,2022)。因此,为提高小口径人工血管的通畅性,通过材料选择、表面改性等提高生物相容性/内皮化/力学性能成为重点研究方向。静电纺丝技术可以制备具有高比表面积和孔隙率的微/纳米纤维,可以模拟细胞外基质,促进细胞黏附、增殖和分化,为细胞提供良好的生长环境。该接收装置的设计可以制备不同直径的管状结构,是制备小直径人工血管支架的理想方法(姚等,2022;郭等,2023;宋等,2023;王等,2022b)。特别是利用该技术制备的血管支架可以负载生物因子,提高血管支架的生物相容性,促进血管快速内皮化。虽然目前的人工血管支架已经具备一定的力学性能、生物相容性或能提供血管再生所需的生化信号,但如何结合现有支架的优势,将生物因子负载于血管内,实现血管再生,是当前血管支架研究的热点。
有许多用于群体筛查抗肿瘤活动的方法,如今使用3D细胞培养系统进行筛选正处于最前沿。这种方法允许模仿体外肿瘤中存在的条件,并代表了评估物质抗癌活性的成本效益和道德模型。最简单,最方便的3D肿瘤生长模型是球体培养物。球体是细胞的圆形聚集体。球体中细胞的培养可以使肿瘤中存在的疾病,以提供细胞间相互作用并支持肿瘤干细胞的种群[4]。这种形式的栽培也减少了养分和氧的扩散,并形成了肿瘤的三个区域:外部增殖区,内部静止区和坏死核心[5]。
外伤性白内障治疗的高风险促进了自体晶状体再生概念的发展。生化因素可以影响干细胞的细胞行为,而生物物理因素可能是快速激活细胞行为的重要因素。本文利用常用的生物墨水海藻酸钠-明胶共混物生物打印间充质干细胞(MSCs),并研究在生化因素和生物物理因素结合下MSCs向晶状体上皮干细胞(LESCs)分化的诱导作用。通过扫描电子显微镜(SEM)观察和细胞活力检测发现,利用生物墨水海藻酸钠-明胶共混物生物打印构建的多孔三维(3D)基质中的生化因素不会降低基质中负载的MSCs的细胞活力。聚合酶链式反应(PCR)检测发现,在生化刺激的支持下,基质中负载的MSCs持续上调了LESCs表型和发育信号通路相关的蛋白质和基因的表达。这些结果表明,生物物理刺激可以快速激活MSCs分化的细胞行为,而生化刺激可以持续诱导MSCs向LESCs分化。
钛(Ti)植入物以其机械可靠性和化学稳定性而闻名,这对于肉体再生至关重要。已经开发了各种形状控制和表面修饰技术,以增强生物学活性。尽管胶原蛋白/磷灰石骨微结构对机械功能,抗菌特性以及生物相容性,精确和多功能模式控制对重生微结构至关重要。在这里,我们开发了一种新型的成骨裁缝条纹 - 微图案MPC-TI底物,可诱导对定向骨基质组织的遗传水平控制。这种生物材料是通过微观图2-甲基丙酰氧甲基乙基磷酸胆碱(MPC)聚合物通过选择性光反应到钛(Ti)表面上产生的。Stripe-Micropatened MPC-TI底物建立了一个独特的细胞粘附界面,可通过肌动蛋白细胞骨架比对来稳健地诱导成骨细胞细胞骨架对准,并促进形成骨骼模拟骨骼的骨骼与方向的胶原蛋白/apatite consue。更多,我们的研究表明,通过激活Wnt/β -catenin信号传导途径,促进了这种骨比对过程,该途径是由强烈的细胞比对引导引起的核变形引起的。这种创新的材料对于个性化的下一代医疗设备至关重要,提供了高可定制性和骨微结构的积极恢复。调节细胞粘附和细胞骨架比对的创新方法激活了Wnt/β -catenin信号传导途径,对于骨分化和方向至关重要。的意义陈述:这项研究表明了一种新型的成骨剪裁条纹 - 微调Micropatened MPC-TI底物,该基材基于遗传机制诱导成骨细胞比对和骨基质方向。通过采用光反应性MPC聚合物,我们成功地微孔钛表面,创建了一种生物材料,从而刺激单向成骨细胞排列,并增强了天然骨模拟于天然骨模拟各向异性微观结构的形成。这项研究提出了第一种生物材料,该生物材料人为地诱导机械上各向异性骨组织的构建,并有望通过增强骨骼不同的诱导和方向来促进功能性骨骼再生 - 靶向骨组织的数量和质量。
抽象的人脑的特征是极稀疏的细胞外基质(ECM)。尽管其丰度较低,但在生理和病理条件下,脑ECM的重要性不应被低估。脑转移是癌症的严重并发症,最近的发现突出了ECM在脑转移发展中的贡献。在这篇综述中,我们提供了ECM蛋白如何促进脑转移播种的全面前景。尤其是(1)脑转移中血脑屏障的破坏; (2)ECM在调节脑转移休眠状态中的作用; (3)通过ECM激活的整联蛋白信号传导调节脑转移播种; (4)脑转移中脑特异性ECM蛋白reelin的功能。最后,我们考虑将ECM靶向用于脑转移管理的可能性。
强化剂(无机颗粒)对机械性能的影响无疑是开发聚合物型复合材料研究的最重要动机 - 无机颗粒。已经对包含千分尺颗粒的系统进行了许多研究[1-3]。广义上讲,在确定具有无机颗粒的复合系统的机械特征时,考虑了四个重要因素: - 系统的组成,矩阵的选择,增强剂,无机阶段的比例 - - 在聚合物界面粒子粒子粒子的相互作用类型 - 无机粒子的分配均值分散元素的属性粒子;值得强调的是,这四个参数显然具有可变的重要性条件,我们打算研究的属性,并且它们的表现是相互依存的。在这项研究中,我们尝试接近所考虑的复合材料的形态参数和机械性能之间建立的关系。确定复合材料的机械特性的一个非常重要的因素是矩阵和固化剂的相对比例。该比例可以以体积分数(或体积百分比的比例)或质量分数(或质量百分比的分数)表示。获得材料时很难测量质量分数。体积分数直接在
香菇是一种主要的木材分解真菌,可以在木材上培养,也可以在以锯末为基础的基质上通过无菌培养,并添加某种麸皮。目前,无菌培养系统是首选,因为它有利于工业规模的种植。在这项研究中,我们评估了使用两种配方和不同堆肥期的堆肥基质种植香菇的可行性。在堆肥基质中可以种植这种蘑菇;然而,种植的成功取决于是否使用严格的巴氏灭菌法。只有在巴氏灭菌温度为 80°C 时,堆肥基质才有利于真菌菌丝的生长。此外,经过严格巴氏灭菌的堆肥基质的生产率和生物效率与非堆肥基质的生产率和生物效率相似。最佳效果是:堆肥 6 天,然后在 80°C 下进行 12 小时的巴氏杀菌,或者堆肥 4 天,然后高压灭菌 1 小时。
尽管进行了局部和全身治疗,实体癌仍经常复发并出现远处转移。细胞休眠已被确定为导致晚期复发的耐药性的重要机制。因此,看似无病的患者出现不可见的、微小残留癌症复发需要适合药物发现的体外休眠细胞模型。在这里,我们探索了休眠诱导的 3D 工程基质,这些基质产生机械限制并诱导癌细胞生长停滞和化疗存活。我们通过 P-ERK 低:P-p38 高休眠信号比以及 Ki67 − 表达来表征单细胞的休眠表型。作为潜在机制,我们确定了四个半 LIM 结构域 2 (FHL2) 蛋白的硬度依赖性核定位,导致 p53 独立的高 p21 Cip1/Waf1 核表达,这在小鼠和人类组织中得到了验证。休眠诱导基质中的细胞在 FHL2 下调后对化疗变得敏感,这暗示了其具有抗药性作用。因此,我们基于生物材料的方法将能够系统地筛选出以前未发现的适合根除可能复发的休眠癌细胞的化合物。