流体剪应力作用对内皮细胞变形的影响

血液流动和内皮的耦合是重要的生物医学问题,引起了学者们的广泛兴趣。目前已知流场剪应力对内皮细胞的形态和功能有重要影响,流体剪应力被认为是引起内皮细胞重建的始发信号。所以,了解流体剪应力与内皮细胞之间的相互作用机制是十分重要的。建立了一个理论模型来模拟流场剪应力与内皮细胞之间的相互作用。根据二维计算流体动力学方法研究了流体剪应力作用下内皮细胞表面的应力、压力分布。模拟结果表明:(1) 内皮细胞的变形随琢(对应于流体作用于细胞表面的剪应力)的变化而变化。当琢很小时(<0.02),流场剪应力对细胞变形的影响很小;随着琢的增大,细胞的变形也相应增大;当琢达到0.20以上时,细胞的变形变化很小,即细胞的形态保持相对稳定。(2) 流动引起了细胞表面应力和压力分布的不均匀,从而导致了细胞的变形,但内皮细胞的最大应力总是位于细胞的顶点。同时,用流室系统提供剪切流动,测量了不同剪应力作用下培养的人主动脉内皮细胞的变形,所得到的实验结果与数值模拟结果吻合。结果提示,由于剪切流动引起细胞表面应力分布的不均一,可能在细胞激活和细胞功能的调节(如细胞骨架的调节、粘附分子的表达与分布等)机制上具有特殊的作用。为应用流体动力学理论研究细胞(内皮细胞、白细胞等)变形以及细胞-基质粘     

载脂蛋白CⅢ致动脉粥样硬化的新机制

载脂蛋白CⅢ(apolipoprotein CⅢ,apo CⅢ)在致动脉粥样硬化中有直接作用。首先,apo CⅢ激活血液循环单核细胞,细胞表面黏附分子β1整合素表达上调,促进单核细胞与血管内皮发生黏附;其次,apo CⅢ诱导血管内皮细胞表达血管细胞黏附分子-1(vascular cell adhesion molecule-1,VCAM-1)和细胞间黏附分子-1(intercellular cell adhesion molecule-1,ICAM-1),募集循环中的单核细胞并发生黏附;最后,apo CⅢ诱导血管内皮细胞发生胰岛素抵抗,导致内皮功能紊乱,引发内皮炎症和动脉硬化。     

动脉系统中致动脉粥样性脂质的浓度极化现象

用计算机数值模拟的方法, 对平直动脉血管段中低密度脂蛋白(LDL)的传输进行了研究. 计算结果表明, LDL会在动脉血管内壁表面发生一种叫做浓度极化的现象. 在正常生理流动条件下, LDL在动脉血管壁面的浓度一般高出本体浓度5%~14%. LDL壁面浓度随渗流速率的增加而增加, 随流动壁面剪切率的增加而减小. 在壁面剪切率很低时, LDL壁面浓度对局部流动状态的变化非常敏感, 随壁面剪切率的减小而急剧上升. 为了验证数值计算结果, 用牛血清白蛋白替代LDL对平直动脉血管段中蛋白分子壁面浓度进行了实测, 测试结果与计算结果基本吻合. 可以认为, 浓度极化这一物质传输现象确实存在于人体循环系统, 并且是引发动脉粥样硬化局部性的一个非常重要的原因.     

脱细胞牛颈静脉内皮细胞黏附实验研究

目的:探讨去细胞处理后牛颈静脉血管片表面改性方法,增加内皮细胞在材料表面的黏附生长.方法:选取三种表面预衬组分:纤维连接蛋白(Fibronectin)单纯组,纤维连接蛋白+Ⅳ型胶原+明胶混合组,磷酸缓冲液空白组,采用物理包裹法.剪取多步骤去垢剂-酶消化法脱细胞处理的牛颈静脉片,无茵下静态培养7天,标本血管片表面细胞记数,切片染色,扫描电镜检测,比较不同组分预衬对细胞黏附生长的影响.结果:混合组在选取时间点表面细胞数目最多,单纯组次之.第7天HE染色结果显示混合组细胞连接成片,呈单层排布;单纯组表面细胞少量细胞黏附;对照组基本无细胞.扫描电镜显示:单纯组血管片表面细胞稀疏,细胞间无桥接,与下方的纤维结构联结不明显,数目较少;混合预衬组铺连成片,细胞间长梭形有桥接和突起,与去细胞的血管片纤维之间形成连接.结论:去细胞处理的牛颈静脉血管片可生长内皮细胞.经过纤维连接蛋白单独预衬处理的血管片表面,可增强内皮细胞黏附和贴壁生长,三组分混合预衬增强细胞黏附性及贴壁生长方面效果更好.     

高压力对体外培养动脉中膜平滑肌细胞增殖及增殖相关蛋白和生长因子的影响

为了探讨力学因素在血管重建中的作用和机制,观察在单纯高压力条件下血管平滑肌细胞增殖及其相关蛋白和生长因子的变化。应用血管体外应力培养系统,在施加单纯压力的条件下培养猪颈总动脉。按压力大小,将培养的血管分为高压力(21．3kPa)组和正常压力(13．3kPa)组。两组血管均分别培养1、4和7d。免疫组织化学检测血管中膜平滑肌细胞的α-肌动蛋白,增殖细胞核抗原、血小板源性生长因子A、转化生长因子13l及P53蛋白的变化。结果显示：在高压力的作用下,随着培养时间的延长,α-肌动蛋白呈减少的趋势;增殖细胞核抗原,转化生长因子131、P53持续增多;血小板源性生长因子A先增加而后有所减少。说明高压力可明显促进血管平滑肌细胞表型的转变,发生增殖现象。提示高压力可能通过调节血小板源性生长因子A、转化生长因子131及P53蛋白的表达来调控血管平滑肌细胞的增殖。     

QCM 监测自组装膜上心肌细胞黏附及其与心血管药物作用

目的:本试验采用石英晶体微天平(QCM)实时监测大鼠心肌细胞(H9C2)在含有细胞黏附识别多肽RGD自组装膜上的动态黏附过程及随后与两种心血管药物(一种正性肌力、另一种负性肌力)相互作用。方法:在金电极表面自组装3-巯基丙酸(MPA)单层膜,并经酰胺化共价耦合细胞黏附分子KRGD,形成对大鼠心肌细胞有特异性黏附的致密分子自组装膜。QCM以动态持续的方式实时监测MPA/RGD自组装及其不同浓度梯度H9C2细胞在自组装膜金电极上的细胞黏附过程。此外,选用20,000个H9C2细胞和正性肌力药物异丙肾上腺素、负性肌力药物维拉帕米,用QCM评估了细胞-心血管药物的相互作用。结果:与裸金电极相比,MPA/RGD修饰金电极增大了H9C2细胞黏附所引起的QCM频移(△f)与动态电阻变化(△R)响应。在所试H9C2浓度范围(5×10~4-4×10~5 cells/m L),△f与H9C2浓度呈线性关系,△R与H9C2浓度呈幂函数关系。我们用细胞粘弹性指数(CVI=△R/△f)来表征细胞的粘弹性。H9C2在异丙肾上腺素作用下,△f与△R增加、细胞-QCM表面黏附加强,细胞变硬;在维拉帕米作用下,△f与△R降低、细胞QCM表面黏附减弱,细胞变软。结论:QCM可用于不同浓度大鼠心肌细胞的动态细胞黏附监测,并可基于其细胞黏附与细胞黏弹性测定能力区分正性与负性肌力药物而可望用于心血管药物的筛选。     

剪切流动法研究表面固定化配基与目标分子的相互作用力

基于剪切流动腔技术,以微球作为受力载体,设计了一套可用于研究表面固定化配基与目标分子特异性相互作用力的实验和分析方法,并以人免疫球蛋白 G (human IgG) 和羊抗人免疫球蛋白 G (goat anti-human IgG) 分别作为模型配基和模型目标分子进行了研究 . 基于平面 Poiseuille 层流模型设计了流场参数,以数值计算结果验证了设计的合理性 . 使用牛血清白蛋白 (BSA) 作为非特异性对照,判断微球与基片表面的结合力来自配基和目标分子的生物特异性相互作用,并由进一步的目标分子灭活对比实验确认了这一结论 . 实验观察到微球与基片表面的结合力受到配基面密度的影响,说明发生结合的是多对而非单对蛋白质分子 . 将 95 ％的微球被剥离时对应的壁面剪切率设定为临界剪切率,由大量实验结果拟合得到了临界剪切率与配基面密度间的定量关系 . 在受力分析模型中,考虑到多分子的结合,以及分子键位置不同造成的力臂长度的差异,最终计算得到单对配基与目标分子的平均结合力约为 342pN.     

QCM监测不同浓度肌力药物作用下乳鼠原代心肌细胞的粘弹性响应

采用石英晶体微天平(QCM)非侵入式实时监测乳鼠原代心肌细胞于金晶体电极上的动态黏附响应与不同浓度肌力药物下的粘弹性响应。在乳鼠原代心肌细胞黏附铺展于金晶体电极表面后,加入不同浓度的正性肌力药物异丙肾上腺素与负性肌力药物维拉帕米,监测QCM频率(F)以及动态电阻(R)的实时变化,采用粘弹性指数CVI(CVI=ΔR/ΔF)表征细胞的粘弹性变化,并通过光学显微镜观察药物作用下细胞的形态变化。结果表明:随着异丙肾上腺素浓度的增加,药物引起的QCM频率下降、电阻增加与CVI增大的幅度均增大;光学显微镜下观测到细胞收缩,符合CVI变大、细胞变硬的响应;随着维拉帕米浓度的增加,药物引起的QCM频率升高、电阻下降与CVI减小的幅度均增大;光学显微镜下观测到细胞舒张,符合CVI变小、细胞变软的响应。说明QCM与原代心肌细胞结合作为心血管药物筛选细胞模型与工具有很大的应用前景。     

离心法与细胞显微操作法对内皮细胞-白细胞黏附特性的初步研究

将哮喘病理血清与在体外培养的大鼠肺内皮细胞共同孵育,分别用离心法和显微操纵技术对细胞黏附进行体外研究。离心结果显示,病理血清刺激下的内皮细胞比正常情况更易与白细胞发生黏附。离心力高到一定程度可以解离部分黏附。从进一步的细胞显微操纵实验看病理血清刺激内皮细胞的功能状态,影响内皮细胞与白细胞发生黏附     

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粒子在动脉分又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癍块状分布.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.     

基于AFM单细胞力谱技术的淋巴瘤细胞黏附力测量（英文）

细胞黏附在细胞生理功能中起着重要的调控作用,对细胞黏附行为进行定量研究有助于理解生命活动内在机制.原子力显微镜(AFM)的出现为研究溶液环境下微纳尺度生物系统的生物物理特性提供了强大工具,特别是AFM单细胞力谱(SCFS)技术可以对单细胞黏附力进行测量.但目前利用SCFS技术进行的研究主要集中在贴壁细胞,对于动物悬浮细胞黏附行为进行的研究还较为缺乏.本文利用AFM单细胞力谱技术(SCFS)对淋巴瘤细胞黏附行为进行了定量测量.研究了淋巴瘤细胞与其单克隆抗体药物利妥昔(利妥昔单抗与淋巴瘤细胞表面的CD20结合后激活免疫攻击)之间的黏附力,分析了利妥昔浓度及SCFS测量参数对黏附力的影响,并对淋巴瘤细胞之间的黏附力进行了测量.实验结果证明了SCFS技术探测动物悬浮细胞黏附行为的能力,加深了对淋巴瘤细胞黏附作用的认识,为单细胞尺度下生物力学探测提供了新的可能.     

西安市常见绿化植物叶片润湿性能及其影响因素

利用接触角测定仪测定了西安市21种常见绿化植物叶片表面的接触角,探讨了叶片表面特性如蜡质、绒毛、气孔对接触角的影响。结果表明,植物叶片正背面、物种间的接触角差异均显著,叶片正面和背面接触角大小在40°～140°。接触角大小与变异系数呈负相关,可能由于接触角小的润湿叶片在不同的生境和位置下,受到环境条件的影响较大而出现大的变异;接触角较大的非润湿性叶片,环境物质持留时间较短,对叶片形态和组成影响较小,因而出现小的变异。植物叶片表面的接触角随蜡质含量的升高而增大。表皮蜡质去除后大部分叶片接触角明显降低,尤其是疏水性较强的银杏(Ginkgo biloba)、月季(Ro-sa chinensis)和紫叶小檗(Berberis thunbergii)。女贞(Ligustrum lucidum)正背面、加杨(Popu-lus canadensis)背面等亲水型的叶片蜡质去除后接触角反而增大。叶片绒毛的多少及其形态、分布方式对接触角具有重要的影响,不同的作用方式表现出润湿和不润湿的特征,人为将其去除可以增加叶片的润湿性。背面气孔密度与气孔长度、保卫细胞长度呈负相关;接触角则与气孔密度呈负相关,与气孔长度呈正相关。     

血管生成素:RNA代谢过程中重要的核糖核酸酶

血管生成素是核糖核酸酶A超家族成员之一,具有较弱的核糖核酸酶活性.最新研究发现,血管生成素参与细胞内多种RNA的代谢过程.在生长条件下,血管生成素可以发生核转位聚集于细胞核中,促进rRNA转录,并可参与其剪切加工,同时它也调控一系列mRNA基因的转录,最终促进细胞的生长和增殖;在应激条件下,血管生成素能降解tRNA形成tiRNA,抑制细胞内整体蛋白质的翻译水平,并促进应激小体的形成,激活细胞内应激保护机制,从而促进细胞存活.此外,血管生成素还可参与非编码小RNA等RNA代谢过程.本文概述了血管生成素在RNA代谢中的作用与分子机制等方面的进展,并探讨了其在疾病发生和发展中的作用,以期开拓血管生成素的研究新思路.     

细胞表面糖链末端唾液酸和岩藻糖与某些细胞生物学行为的关系

用神经氨酸酶和a-L-岩藻糖苷酶分别切除人肝癌细胞株7721细胞表面糖链中的末端唾液酸(SA)和岩藻糖(Fuc)残基来研究表面聚糖结构和某些细胞生物学行为之间的关系.选择细胞对纤连蛋白(Fn)、层黏蛋白(Ln)和人脐静脉内皮细胞(HUVEC)的黏附能力、细胞趋化性迁移以及趋化性侵袭作为细胞行为的指标.结果表明表面糖链末端SA对细胞黏附至Fn并不必需,对细胞黏附至Ln和细胞的趋化性侵袭却至为重要,而对细胞黏附至HUVEC以及趋化性迁移则为关键性残基.与SA相比,Fuc可能参与细胞Fn、Ln和HUVEC的黏附,但对趋化性迁移以及趋化性侵袭并不重要.细胞对HUVEC的黏附以及趋化性迁移和侵袭可被唾液酸化Lewis X(SLex)的单抗抑制,但不被未唾液酸化的Lewis X(Lex)单抗抑制,这一结果支持SA在上述三种细胞过程中较Fuc残基重要.     

细胞P120的作用

P120属于连环蛋白家族成员,通常情况下,P120定位于细胞膜,通过钙黏附素介导细胞之间的黏附.当P120异位分布于细胞质和细胞核时,与细胞增殖、炎性反应及肿瘤的发生发展关系密切.文章综述了P120结构、亚型及P120在细胞的不同定位和作用.从分子生物学领域进一步阐明细胞P120的作用,为临床治疗疾病提供新的靶点.     

FUT4过表达促进胚胎细胞与子宫内膜细胞的黏附

胚胎与子宫内膜上皮细胞之间的黏附是胚胎成功植入的关键. 岩藻糖基转移酶Ⅳ （FUT4）对胚胎细胞与子宫内膜细胞黏附的影响未见报道.本研究以人子宫内膜细胞 (HEC-1A)和胚胎细胞(JAR)为体外着床模型,观察上调HEC-1A细胞中FUT4表达对JAR细 胞与HEC-1A细胞黏附的影响.RT-PCR和免疫细胞化学检测结果显示,FUT4过表达增加 HEC-1A细胞中FUT4基因及蛋白的表达;免疫细胞化学及Western印迹结果表明,上调HEC-1A细胞中FUT4增加细胞表面LeY的合成;细胞黏附实验结果显示,与未转染组相比较,FUT4过表达增加了JAR细胞与HEC-1A细胞的黏附率.本研究证明,FUT4过表达可以增加细胞表面LeY寡糖抗原的合成,从而促进胚胎细胞与子宫内膜细胞的黏附.     

高碘酸氧化肝素抑制β2-整合素(Mac-1)介导的嗜中性粒细胞黏附

已有的研究结果表明,肝素可以作为β2-整合素(Mac-1)的配体抑制炎症过程中Mac-1介导的嗜中性粒细胞与血管内皮细胞的黏附.通过选择性化学修饰方法制备了具有低抗凝血活性的高碘酸氧化-硼氢化钠还原肝素(RO-肝素),系统地研究了它对Mac-1介导的嗜中性粒细胞黏附的抑制作用.结果表明,显著失去抗凝血活性的RO-肝素仍能有效地抑制Mac-1介导的嗜中性粒细胞与ICAM-1重组蛋白、转染ICAM-1 cDNA的COS-7细胞和人脐静脉内皮细胞黏附.为深入阐明拮抗Mac-1介导的白细胞黏附的分子机制和筛选抗炎症药物提供了有价值的实验证据.     

黄芪对急性白血病患者血清黏附分子水平影响的临床研究

目的:探讨黄芪对急性白血病病人可溶性细胞间黏附分子-1和可溶性血管细胞黏附分子-1水平的影响。方法:64例初治急性白血病患者随机分为化疗组32例和化疗加黄芪组32例,采用酶联免疫吸附测定方法(EuSA法),对治疗前后的血清可溶性细胞间黏附分子-1和可溶性血管细胞黏附分子-1水平进行检测。结果:①与正常组比较,急性白血病病人治疗前后可溶性细胞间黏附分子-1和可溶性血管细胞黏附分子-1水平升高(P<0 05)。②治疗后,化疗加黄芪组与化疗组血清可溶性细胞间黏附分子-1和可溶性血管细胞黏附分子-1水平均下降(P<0 05),化疗加黄芪组下降尤为明显(P<0 05)。结论黄芪可通过降低白血病血清sICAM-1和sVCAM-1水平的而发挥抗肿瘤作用。     

茶多酚-柠檬提取物混合液对变形链球菌生长与黏附影响的研究

目的探讨茶多酚与柠檬提取物联合应用对变形链球菌生长、黏附的影响。方法采用MTT法分别测定茶多酚、柠檬提取物以及两者混合液的最小抑菌浓度(MIC)值,通过分级抑制浓度(FIC)指数来判断两者联合使用对变形链球菌生长作用的影响,并通过扫描电镜观察低于MIC浓度的混合液对变形链球菌在玻片上黏附的情况。结果茶多酚与柠檬提取物单独用药时,其MIC分别为1.56mg/mL和5.60mg/mL。联用的MIC为茶多酚0.78mg/mL和柠檬提取物4.50mg/mL,FIC为0.75。混合液对变形链球菌的黏附抑制作用随着浓度的降低而明显增强。结论茶多酚与柠檬提取物联合应用对变形链球菌的体外抗菌活性具有相加作用,影响其在玻片表面的黏附。     

益生菌防治龋病的研究进展

随着人们生活水平日益提高,口腔健康越来越受到关注。近年来,益生菌对口腔菌群和宿主健康的调节作用已成为广泛研究的话题。已有证据表明,益生菌可以竞争性地抑制口腔中致病细菌的黏附和定植,分泌抗菌物质以减少病原菌。本文综述了相关益生菌对变形链球菌这一公认的龋齿病原菌的作用,包括:(1)生物表面活性剂、细菌素、胞外多糖等益生菌代谢产物对变形链球菌牙菌生物膜的抑制作用;(2)刺激宿主免疫反应,调节口腔菌群组成;(3)下调或阻断变形链球菌细胞中与黏附在牙齿表面形成生物膜相关的基因表达。