血流剪切力对支架内新生动脉粥样硬化形成的影响

目的:探讨血流剪切力对支架内新生粥样硬化斑块形成的影响。方法:在6只新西兰白兔右髂动脉植入金属裸支架,术后高脂喂养8周。将支架按长度均等分为近中远3段,应用多普勒超声测量各支架段血管的血流速度和血管内径,根据Poiseuille定律计算出术后即刻及术后8周时各支架段的平均血流剪切力。应用光学相干断层成像技术(optical coherence tomography,OCT)检测术后8周支架内新生内膜的生长情况及特性。结果:成功建立支架内斑块动物模型。术后即刻近中远支架段的血流剪切力分别为4.25±0.92,2.49±1.07,1.67±0.49Pa(P0.05);术后8周近中远支架段血流剪切力分别为20.40±6.07,11.09±1.74,7.97±0.26Pa(P0.05),均较术后即刻明显升高(P0.001);术后8周近中远支架段的内膜异质性发生率分别为86.67%,53.33%,41.12%(P0.05);术后8周近中远支架段OCT检测的富含脂质斑块的发生率分别为53.3%,20%,0%(P0.05)。结论:支架内新生粥样硬化斑块的发生可能与较高的血流剪切力相关。     

模拟失重环境对大肠杆菌K12表型异质性亚群菌株的影响

【背景】我国未来几年深空探索任务将呈"井喷式"发展,微生物对于航天活动的影响越来越引起关注,而国内外少有表型异质性亚群的研究。【目的】从表型异质性的角度探讨低剪切力模拟失重环境(Low-shearmodeledmicrogravity,LSMMG)和低剪切力正常重力环境(Low-shearnormalgravity,LSNG)对大肠杆菌K12造成的影响。【方法】利用旋转细胞培养系统模拟失重环境对大肠杆菌K12进行连续传代培养,从单克隆形态、颜色以及菌体形态等方面挑选出表型异质性的亚群菌株,对不同菌株进行增殖速率、抗生素耐药性、生物被膜形成、环境压力抵抗力以及细胞毒性的测定,以此评估低剪切力和模拟失重环境对大肠杆菌K12的影响。【结果】利用旋转细胞培养系统连续传代培养,总共分离出4株形态不同的表型异质性亚群菌株,其中2株来自模拟失重组(M1,Ma),另外2株来自正常重力对照组(N1,Na);4株亚群与原始菌株(P)相比,在增殖速率、生物被膜形成、环境压力抵抗力和细胞毒性方面均有增强或减弱的明显变化,对于抗生素的耐药性无明显变化。【结论】低剪切力模拟失重环境以及存在低剪切力的正常重力环境均能引起大肠杆菌表型异质性变化,与原始菌株相比,表型异质性亚群菌株在分化上并没有统一的方向,但仍需警惕那些可能对人类造成危害的变化表型。     

剪切力诱导微血管内皮细胞K~+通道的开放

利用膜片针及内皮细胞流动小室方法对大鼠脑微血管内皮细胞在剪切力作用下内上细胞壁Ｋ＾＋通道的开放进行了初步研究。结果提示脑微务人皮细胞膜上存在剪切力敏感的Ｔ＾＋通道,剪切方作用后,内皮丰Ｋ＾＋电流明显增大,此电流有明显的短智延迟现象也可以被胞外施抑制,符合ＩＫＶ特征。流动剪切力可以影响内皮细胞膜上的Ｋ＾＋通道的开放引身 离子通透性的增加,进而引起细胞内Ｃａ６２＋的变化,在Ｋ＾＋、Ｃａ＾２＋等离子浓度     

固定化哺乳动物细胞

不是每一种有商业价值的生物产品都能由细菌或酵母系统来生产。事实上,哺乳动物细胞常常是哺乳动物蛋白质的唯一适宜的生产工厂:它们能正确地糖基化,形成合适的二硫键,并完成使蛋白质变成功能性分子的其他翻译后修饰。虽然有些微生物生理学家和分子遗传学家争论说,假定给时间,他们中意的有机体能够工程化,以生产至少和天然“宿主”一样的真正的哺乳动物蛋白质,但哺乳动物细胞生理学家则指出,以前为此而传出的代价说明这种努力并不值得。     

动脉硬化仿真模拟分析

目的：通过对血管中血液流动对血管的影响及血液内低密度脂蛋白（sLDL）微粒行为的模拟分析,研究动脉粥样硬化产生的血流动力学原因。方法：第一步,使用流体力学软件CFD,建立动脉血管弯曲分叉仿真模型;第二步,分析血液流动特性,跟踪血液中15—25纳米尺度范围类的sLDL粒子在动脉分叉模型中的流体力学行为,研究sLDL在血液流速稳定下在血管中的空间分布及流场特征分布。结果：血管起始段出现压强很高的区域。在动脉血管弯曲内侧处及分岔处的分支外侧血液流动较慢,并且在这些部位出现压强较高的区域。在血管弯曲外侧处及分岔点处,sLDL与血管壁发生碰撞的几率较其它位置较高,粒子在血管上沉积高发区域在这些部位呈斑块状分布。讨论及结论：在血管起始段的高压,可能是导致这一部分血管损伤,并进而引起动脉硬化形成的主要原因;在动脉血管弯曲外侧处及分岔点处出现的高压低速血流分布,一方面增大了血液中包括sLDL粒子在内的致病因子与血管壁的接触时间,另一方面则引起这些部位血清的侧漏加强,出现所谓的’浓度极化’现象,从而导致这些部位出现高浓度的sLDL分布,增大sLDL粒子与血管壁的接触几率;粒子在血管上沉积高发区域往往存在于动脉血管分岔点处,而在血管弯曲外侧处也有较高几率沉淀,呈斑状分布;长期性轻微性振动的剪切压力的作用使多数血管内皮细胞性质改变,促进动脉硬化形成。在动脉血管起始段、弯曲处及分岔点处血液的高压低速分布、sLDL粒子的高沉积率及低剪切应力等是动脉硬化产生及演化的重要因素.     

剪切力对单核细胞趋化蛋白-1的影响

单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）能趋化单核细胞在内皮细胞下聚集,是动脉粥样硬化最早期的病理改变之一.从生物力学的角度对体外培养的人脐静脉内皮细胞（HUVEC）合成和分泌MCP-1的规律作了研究.通过流动小室,HUVEC给予0.4,1.0, 2.0 N/m²的剪应力,运用免疫组化,图象处理及ELISA方法测出不同时间胞浆及灌流液中MCP-1的含量,结果表明HUVEC合成和分泌MCP-1是随剪切力和时间变化而变化的.该工作为进一步理解剪切力诱导动脉粥样硬化的发生提供实验数据.     

剪切力诱导微血管内皮细胞K~ 通道的开放

利用膜片钳及内皮细胞流动小室方法对大鼠脑微血管内皮细胞在剪切力作用下内皮细胞膜K 通道的开放进行了初步研究 ,结果提示脑微血管内皮细胞膜上存在剪切力敏感的K 通道 ,剪切力作用后 ,内皮细胞膜上K 电流明显增大 ,此电流有明显的短暂延迟现象 ,也可以被胞外施加的TEA抑制 ,符合IKv特征。流动剪切力可以通过影响内皮细胞膜上的K 通道的开放引起穿细胞的离子通透性的增加 ,进而引起细胞内Ca2 的变化。在K 、Ca2 等离子浓度改变的诱导下可以促使G -Actin装配为F -Actin。同时诱导内皮细胞内钙库调节机制的激活 ,这些变化都可以进一步引起细胞信号转导机制的激活。该工作为进一步开展剪切力对微血管内皮细胞信号转导机制的影响提供了实验数据。     

干细胞发育的生物力学调控

生物力学是采用力学方法对生物系统的结构和功能进行的研究,与生物化学信号一起是调节胚胎发育、干细胞发育分化和组织器官形成的重要因素。近年来,随着学科交叉的深入,生物力学因素越来越受到研究者的重视。目前的研究表明：在心血管和造血系统,血流产生的流体剪切力对于血管内皮和造血细胞的发育分化至关重要;此外,对于广泛研究的间充质干细胞,由细胞外基质物理特性诱导的细胞张力对于干细胞功能及其向不同子代细胞的分化也扮演了重要的角色;而在肝脏等上皮组织来源的器官,也有研究提示生物力学因素,如基质弹性等在疾病的发生发展过程中起到了不可忽视的作用。总之,在干细胞发育分化过程中,生物力学调控与生物化学信号通路怎样协同发挥作用将成为今后研究的重点。     

流体切力对植物细胞的影响

就流体切力对悬浮培养的植物细胞的影响进行了综述。