细胞松弛素D对稳定层流诱导的VASP改变的作用

探讨细胞松弛素D对稳态层流诱导的actin与VASP分布改变的影响.试验采用人脐静脉内皮细胞(HUVECs)暴露于稳定层流.荧光标记VASP和actin,Western blot检测VASP表达及磷酸化水平.结果表明细胞松弛素D预处理细胞暴露于10 dyn/cm2剪切力1 h后,actin不能沿顺流场方向产生重排,VASP表达减弱;VASP总体表达水平不仅无增加,且无磷酸化VASP出现.以上提示VASP通过反复磷酸/脱磷酸化介导剪切力引起的细胞骨架重排,进而细胞形态改变,这种调节作用的发挥有赖于细胞骨架的完整.

声波刺激对菊花生长发育及其基因表达的影响

以声波刺激为加载方式,对应力对植物生长的作用进行了初步的探索,结果表明:当声波频率为1000 Hz、强度为100dB时对菊花生长发育有明显的促进作用,低于这一值时效果不明显,当超过一定值时则呈明显的抑制作用.同时采用逆转录差异显示PCR初步筛选菊花响应声波刺激的特异表达基因,探讨植物响应环境应力的分子机理.

基于图像的微流动瞬时速度场实时测量系统

为了获得微流动的瞬时速度场,采用激光照射流场,用高速摄像机在数字显微镜下获得流动图像,由图像计算得到瞬时全位移场而获得瞬时全速度场,提出了一种绝对误差不大于1%的实时测量系统.模拟的测量结果和实际测量结果都说明该系统可以很好地定量测量微流动瞬时速度场,是生物力学研究的一种有效测量系统.

以主应力作为力学激励的骨再造方程

我们在分析目前现有的骨再造理论的基础上,根据Thomas Brown的实验结果,结合有限元方法,提出以主应力作为力学激励,决定骨功能性适应重建的形态或密度变化,建立了基于主应力的骨重建方程,并通过对正畸中倾斜移动进行模拟,结果能定性地反映临床观察中牙槽骨的重建现象.

压力加载对大鼠成肌细胞形态、生长曲线影响的分析

我们利用自行设计的细胞压力加载实验系统,对培养的第4代成肌细胞加载,观测成肌细胞受力前与受力后形态变化,比较受力组与对照组不同时间点细胞数量,绘制生长曲线.结果表明:(1)压应力刺激对细胞形态有一定影响;(2)一定条件下压应力对细胞增殖有促进作用.

微丝的动态分布及取向在胞质分裂过程中的作用

胞质分裂是细胞分裂完成的终阶段,为了更合理地解释有关胞质分裂的实验结果,将Zinemanas和Nir的流体力学模型中微丝流动改为随同质膜移动,建立了微丝的分布和取向函数,增加了由于生化刺激引起主动微丝的影响系数.数值计算表明:此模型能较好的预测细胞在胞质分裂过程中,细胞的总体和局部变形,以及卵裂沟处的张力和细胞内压.

周期性应变对血管平滑肌细胞生长的影响

为研究周期性应变对VSMCs生长的确切作用,我们利用脉动膜式张应力系统,给VSMCs施加8%,1 Hz和14%,1 Hz两种不同条件的周期性应变.用细胞计数的方法观察VSMCs的生长曲线,用3HTdR掺入率测定法检测VSMCs的DNA合成变化.结果发现:8%,1Hz的周期性应变抑制VSMCs生长和DNA合成;14%,1 Hz的周期性应变VSMCs生长和DNA的合成明显增加,24 h和48 h其DNA合成分别是对照组的1.4和1.8倍.结果表明近生理条件下的周期性应变抑制VSMCs的生长,超生理范围的应变促进VSMCs的生长.

周期性应变诱导血管平滑肌细胞桩蛋白和踝蛋白的表达

利用脉动膜式张应力系统,给离体培养的VSMCs施加14%,1 Hz的周期性应变,免疫荧光细胞化学染色,激光共聚焦扫描显微镜观察、分析桩蛋白和踝蛋白的表达变化.结果表明,周期性应变促进VSMCs桩蛋白和踝蛋白的表达增加.说明桩蛋白和踝蛋白是周期性应变条件下VSMCs细胞内信号传递的重要信号物质.

利用光镊技术研究力作用下P-selectin/PSGL-1键的解离

采用光镊技术研究力作用下P-selectin/PSGL-1键的解离,得到了在较小的加载率(＜25 pN/s)下键解离的断裂力分布,发现键的可几断裂力随加载率增加而增加;测量了较低的力范围(＜30 pN)内P-selectin/PSGL-1键解离的寿命,发现键的寿命随作用力增加而下降,呈现一个从"滑移键"到"逆锁键"的过渡相.研究结论深化了力作用下受体/配体键的认识.

用激光测速法研究稳定黏附的白细胞与血液流动的相互作用

提出了血液流动与牢固黏附的白细胞之间相互作用的理论模型,根据计算流体动力学方法推导血流作用下白细胞表面应力、压力分布,以及由于黏附的白细胞对血流阻力的影响.在此基础上,用激光测速法对上述模型进行实验研究.结果表明,血流阻力、压力梯度随血流雷诺数、白细胞直径的增大而增大;细胞表面的应力重新分布,但大剪应力总是位于细胞表面的顶点.我们认为细胞表面应力分布的不均一可能对白细胞的形态与功能变化有重要作用.

猪骨髓间充质干细胞分化为血管内皮细胞的诱导研究

探讨利用血管基质成分将猪骨髓间充质干细胞诱导分化为血管内皮细胞的可能性.其方法为以DMEM作为基础成分,添加制备好的血管基质成分和胎猪血清作为诱导猪骨髓间充质干细胞向血管内皮细胞分化的生化条件.结果表明:在培养液中观察到了血管内皮细胞.利用血管基质成分将猪骨髓间充质干细胞诱导分化为血管内皮细胞是可能的.

锥度角对弯曲动脉血管的血流动力学影响

运用血流动力学的基本原理和计算流体力学方法,对具有锥度角的弯曲血管内的血液二维定常流动流场进行数值模拟和分析.计算出具有锥度角的弯曲动脉内血液流动的压力和速度的分布情况.计算结果表明:由于弯曲血管的曲率和沿血管渐缩的锥度角使得血管截面血流速度分布尤其是径向速度分布发生较大畸变;锥度角对弯曲动脉血管的血流动力学影响主要体现在对血流径向速度分布的影响.

实体肿瘤中淋巴分布对流体流动的影响

实体肿瘤结构复杂,内部血管和淋巴分布均有明显的不均匀性.本文考虑毛细血管滤出作用和淋巴吸收作用,建立球对称实体肿瘤内流体动力学模型,考察肿瘤内流体的流动.根据Starling定律建立跨毛细血管壁输运模型,间质中流动由Darcy定律决定,由此得到离体肿瘤内部压强和速度分布的基本方程组.对跨淋巴管壁输运的不同假设,引入幂函数、三次多项式、反正切等形式的毛细血管密度分布和淋巴管密度分布,反映肿瘤内血管和淋巴的不均匀分布,讨论它们对流体流动的影响.结果表明淋巴的存在将降低肿瘤内部压强,并有可能在局部提高对流,但并不能从本质上改善肿瘤内部的高压强和低压强梯度引起的低对流.这可以为揭示淋巴对肿瘤的化学药物治疗的影响给出提示.

一种PDMS制作的带有后向台阶的流动腔装置的构建及仿真

在研究血管动脉粥样硬化的成因中,带有后向台阶的流动腔装置能更好的体外模拟出血液的流动情况.不同于以往的流动腔的制作方法[1,2],现采用PDMS(聚二甲基硅氧烷Poly(dimethylsiloxane))软刻法制作流动腔装置[3,4].本文介绍了这种带有后向台阶的PDMS流动腔的制作过程以及模拟体外血液流动的一些情况,这有助于了解人体内动脉的分叉或弯曲部位血液流动情况.

压力感受器反射作用下左心室舒张末期容积变化的非线性动力学

左心室舒张末期容积(EDV)的周期变化(Mechanical periodicity,MP)现象与许多心血管疾病相关.本文用集中参数模型模拟心血管系统,左心室采用Starling模型,动脉采用四元件Burattini&Gnudi模型,并考虑压力感受器反射作用.求解了一维离散非线性动力学方程,成功模拟了EDV的MP现象,并讨论了若干心血管参数对MP的影响.

人体髋关节受力分析

骨骼所承受的载荷多为复合载荷,复合载荷的计算应采用叠加原理.本文就人体髋关节在复合载荷下的应力进行了分析与计算.

钛颗粒负荷对成骨细胞白细胞介素6生成的影响

磨损碎屑颗粒所诱发的无菌性松动是人工关节置换术后常见的并发症.研究表明,假体-骨界面的骨组织细胞吞噬磨屑颗粒后,以自分泌或旁分泌的方式释放细胞间介质因子,而引起假体旁骨改建紊乱,导致假体松动.为了探明不同直径的磨屑颗粒对细胞释放细胞间介质因子的影响,本研究采用3种不同直径(mean size:φ0.9 μm、φ2.7μm、φ6.9 μm)的钛颗粒,在浓度分别为0.25wt%,0.1wt%,0.05wt%下与兔成骨细胞共孵育4、8、12、24、36、48 h后,检测各组细胞白介素6(IL-6)分泌的变化情况.结果表明,3种钛颗粒均能刺激成骨细胞分泌IL-6因子,但其上调作用因不同直径,不同负荷浓度,不同负荷时间而有所不同.随着浓度增加和时间的推移,φ2.7μm和φ6.9 μm钛颗粒对IL-6生成的上调作用持续升高,而φ 0.9 μm钛颗粒的上调作用却呈先升高后快速下降的双相变化过程.结果提示磨屑颗粒能明显刺激细胞释放细胞间介质因子IL-6,而颗粒直径大小不同,上调IL-6的程度有所不同,使得细胞间介质因子影响假体旁骨改建紊乱的机制有所不同,这种由细胞因子介导的信号传递机制若进一步深入研究必将有助于人工关节材质的优化选择及临床预防用药指导.

动脉锥度角对非定常血流速度分布的影响

从动脉血管具有1°左右的锥度角的实际情况出发,应用Navier-Stokes方程和质量连续原理对非定常状态下动脉中血液流动的锥度角效应问题建立了一组数学模型,继而采用贝塞尔函数方法进行了解析求解,获得了非定常状态下的动脉血液发展流动的速度分布公式.和无锥度角的动脉血管中的血液发展流动做了比较.得出了一些颇为新颖而重要的结论.

力学应变对体外培养动物细胞的影响

介绍了生物力学领域中细胞生长、增殖与分泌方面的实验研究进展.着重介绍了基底加载实验中不同环境对细胞分裂与增殖的作用;力学载荷对细胞黏附及生长的影响;力学应变对体外培养成骨细胞增殖与分泌的影响;流体环境对细胞生长增殖的作用.

血管透明化与粒子图像测速技术在旁路血管内血流流场研究中的应用

探索采用血管透明化技术结合粒子图像测速技术(PIV)来研究搭桥血管内血流流场的可行性.结果显示血管透明化技术能完整地保留搭桥血管段在体内的真实立体几何构形,从而更准确地反应搭桥血管段在体内的血流流场,而PIV能很好地获得血流流场的信息.因此,将血管透明化技术与PIV相结合有可能使我们对旁路搭桥术后血管内膜增生的血流动力学成因进行更深入地研究.

血管中红细胞径向迁移的物理机制

本文分别用物理学中的伯努利力理论、Jeffery能量耗散极小值原理、能量转换理论以及Magnus效应解释了小管径血管中红细胞径向迁移的机制.

菌落生长模式的一些定量分析

菌落生长模式的探讨,不仅是微生物生态学模式形成的重要研究内容,而且对多细胞生物体的发育生长模式形成的研究有一定的借鉴意义.在同时考虑到营养物和代谢对细胞繁殖的影响,我们曾建立了菌落生长的一个元胞自动机模型,模拟了不同条件下菌落的生长模式[1].本文引入分形维数、回转半径、菌落数、营养微粒数、代谢微粒数和产量系数等定量指标来描述菌落的生长模式.

食道分层后生物力学特性

为了获得食道内黏膜下层和外肌层两层的本构方程,采用在体膨胀试验,同时在新的无应力状态下,计算多层组织相应的应力分布.在黏膜下层和肌层之间本构参数和零应力参数存在有意义的差异.在相同的载荷下,黏膜下层应力高于肌层和整体,黏膜下层比肌层和整体要刚硬.在零应力状态下比较整体和分层后的应力-应变分布.在零应力状态下,分层后的残余应变是不连续的;整体的环向应力比分层约高100倍.可以认为采用分层后测得的零应力状态作为研究多层组织中的无应力状态是极其重要的.

绝经后骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞成脂肪分化能力初探

探讨绝经后骨质疏松大鼠骨髓间充质干细胞成脂肪分化能力的变化.选用3月龄健康SD雌性大鼠行双侧卵巢切除术后,建立骨质疏松症的动物模型,使用密度梯度离心法分别获取各组的骨髓间充质干细胞(MSCs),体外培养传至3、4代后,加入成脂肪诱导液进行成脂肪诱导后,观察细胞形态改变,并用RT-PCR法检测成脂肪分化过程的标志物脂蛋白脂酶(LPL)的mRNA水平.实验分为3月正常未诱导组(3conMSCs)、3月骨质疏松未诱导组(3ovx MSCs)、3月正常成脂肪细胞诱导组(3conADI)、3月骨质疏松成脂肪细胞诱导组(3ovxADI).结果显示:(1)形态学改变,成脂肪诱导后,MSCs成类圆形,在胞浆内有脂滴形成,3ovxADI组形成脂滴明显多于3conADI组.(2)LPL的mRNA的表达,未诱导组3conMSCs组和3ovx MSCs组没有表达;诱导组在诱导7 d时,有表达,而且3ovxADI组明显高于3conADI组;诱导14 d时,趋势一致,诱导组的表达量均高于7 d.通过检测成脂肪分化的指标LPL的mRNA的表达发现,3ovx组明显高于3con组.研究结果表明,绝经后骨质疏松症大鼠MSCs成脂肪分化能力增强.

胞壁钙在交变应力影响菊花愈伤组织生长中的作用

Ca2+对植物细胞的结构和功能起着非常重要的作用.能维持细胞膜及膜结合蛋白的稳定性,参与胞内稳定和生长发育的调节过程.Ca2+是植物细胞壁的主要成分,通常与果胶结合.细胞壁Ca2+浓度为10-5～10-4mol/L,远高于胞质钙离子的浓度.如此巨大的跨膜梯度差有什么作用呢?以往的研究主要集中于它在细胞壁机械性质中的作用.但近来的研究发现,胞壁Ca2+一方面随着生长发育、环境刺激变化,另一方面通过它的变化来调节生长和发育.我室以前的研究也发现声波刺激时,胞壁Ca2+参与了PM H+-ATPase活性的调节.可见,胞壁钙不仅仅起机械作用,它还可能起其它作用.认识其在声波刺激中的生理作用将有助于了解声波刺激影响愈伤组织生长的机理.

不同比例的β-TCP/PLLA复合材料的体外生物相容性研究

为了挑选适比例的β-TCP/PLLA多孔支架材料,我们选用生物相容性好、降解性能优异的β-磷酸三钙(β-TCP)与聚乳酸(PLLA)复合,制备成不同比例的β-TCP/PLLA(β-TCP/PLLA=1:1,1 : 2,2:1)多孔支架材料,将其与体外培养的大鼠骨髓间充质干细胞复合,通过扫描电镜、荧光显微镜以及MTT等方法初步比较了三种不同比例的β-TCP/PLLA多孔支架材料的生物相容性,结果表明三种材料均具有一定的生物相容性,细胞生长良好.但以β-TCP/PLLA=2:1的材料好,对细胞生长影响小.

四种后巩膜加固材料的生物力学特征

在模拟人体环境的生物环境箱中对人巩膜、兔巩膜、人工心包补片、脱细胞猪真皮进行生理应力下的单轴拉伸、蠕变及极限抗拉强度实验,计算各材料弹性模量,蠕变性能及极限破坏强度.与人巩膜相比,人工心包补片蠕变变形极小,极限强度极大,弹性模量纵向稍大,横向稍小;兔巩膜蠕变变形是人巩膜的两倍以上,弹性模量比人巩膜稍大;脱细胞猪真皮弹性模量与人巩膜接近.

扰动剪切流场对体外培养的血管内皮细胞LDL受体的影响

利用能更好体外模拟血液流动情况的带后向台阶的流动腔装置,对在扰动剪切流场作用下血管内皮细胞低密度脂蛋白(LDL)受体的表达进行了研究.结果显示,扰动流作用于内皮细胞后,细胞表面LDL受体表达较层流区域降低.提示扰动剪切流场会降低LDL受体的表达而降低对LDL的转运,引起LDL在内皮下沉积,从而易于诱发动脉粥样硬化.

加载实验中细胞所处流速场的研究

根据细胞加载系统的工作原理、参数及通常细胞循环加载的幅度、频率范围,由Navier-Stokes方程导出描述加载系统培养液的近似流动方程,解出了现行单、双向平面拉伸系统和四点弯梁拉缩系统工作过程培养液的流速场分布,及对细胞的剪切流动分布,并做比较.结果表明:所有系统的剪切流动在中点均为零,随其与中点的距离增加而近成正比增加;四点弯梁拉缩系统的流速场确实比单、双向平面拉伸系统和四点弯梁拉缩系统的大得多,它除含有基频剪切流动外也含高次频剪切流动.我们的研究为在用上述系统做细胞加载时,区分应变和剪切流动对细胞的增殖影响提供了理论依据.

黏弹性血管脉动血流在(扌兖)法推拿作用下的切应力分析

建立具有局部轴向运动狭窄的黏弹性血管中脉动血流模型,模拟研究中医(扌兖)法推拿的血液动力学机理.设血液为牛顿流体,血管壁为线性黏弹体.在(扌兖)法推拿作用下血管受水平外力作用形成轴向运动缓变狭窄,血流遵循线化Navier-stokes方程.数值计算结果显示:黏弹性血管在(扌兖)法作用下,运动狭窄后部血管段大切应力以及距离血管入口31 cm处的平均切应力、大切应力以及瞬时切应力随着黏性系数和手法频率的改变而有较大变化,并且有明显的相位移动.

模拟颅高压状态下颅内压与股动脉血压的互相关分析

动物实验模拟颅高压,对实验中获得的颅内压和股动脉血压进行互相关分析.实验方法:14条犬安置硬膜外球囊并注液制成颅高压模型,通过改变球囊内液体量来改变颅高压的程度和颅内容积,由压力传感器记录相应压力.结果:(1)正常情况下,颅内压和股动脉血压的互相关性差,无稳定的动态关系.(2)随着实验进行,出现稳定的动态关系,互相关系数增加至0.8以上;此时时间延迟约为零,逐渐趋于负值.互相关系数和时间延迟的变化预示着颅内状况的改变.

山羊牵张成骨术后下颌骨三维有限元模型建立

牵张成骨是矫治颅颌面先天发育畸形和获得性骨节段缺损的新兴技术.本研究在实施山羊下颌骨牵张成骨术的动物实验基础上,通过CT断层扫描技术结合专业图像处理软件Mimics和自编Matlab程序建立可用于应力分析的山羊下颌骨三维有限元模型.

山羊胫骨植入体骨整合生物力学有限元分析

为了进一步研究力学环境对骨整合的影响,建立了与山羊胫骨植入体骨整合动物实验模型相对应的三维有限元模型.种植体模型是在CAD软件Pro/E中建立的螺旋锥状种植体,并导入有限元分析软件Ansys中按螺旋状模式进行计算.骨的模型是在Ansys中根据动物实验中胫骨的实际尺寸建立的理想模型.有限元分析中考察了骨-种植体界面在三种不同载荷-轴向载荷、横向载荷和扭矩作用下的应力分布.分析结果表明骨-种植体界面应力分布无论在整体上还是在局部上都有一定规律,另外应力分布还和骨质有关.

S型血管搭桥术对血管内膜增生的影响

作者采用犬自体颈外静脉S型重建颈总动脉,并与60°搭桥术作比较,探索两种血管搭桥术对血管内膜增生的影响.术后2个月,肉眼可见血管壁增厚、管腔狭窄;搭桥的主体动脉远心端组织切片显示:不同搭桥方法对血管内膜增生的影响有明显区别,S型搭桥后血管内膜增生程度明显小于60°搭桥.

用玫瑰花瓣实验定量测定选择素/配体相互作用的动力学模型

玫瑰花瓣实验作为考察细胞间特异性相互作用的简单实验,已被免疫学家广泛用于评价受体与配体间的功能性作用,以及区分白细胞亚型[1～6].早期实验是将人T淋巴细胞和羊红细胞混合而发生黏附现象,大的淋巴细胞表面会吸附上小的红细胞,形成玫瑰花瓣结构.由于该实验不能把玫瑰花瓣尺寸分布与分子性质定量地联系起来,故迄今只是一种定性方法.我们根据已建立的小系统概率动力学模型设计新的玫瑰花瓣实验,能够把玫瑰花瓣尺寸分布与受体/配体密度及它们的反应亲和性联系起来,从而为临床免疫检测提供定量依据和方法学基础.

ACL和MCL成纤维细胞对等双轴应变刺激反应的初步研究

采用组织块迁移法培养Wistar大鼠膝关节前交叉韧带ACL、内侧副韧带MCL成纤维细胞,分析细胞的生物学特性和10%等双轴应变对细胞的影响.在体外培养条件下大鼠ACL和MCL细胞形态相似,原代ACL和MCL细胞增殖速率无明显差别,但传代培养的MCL较ACL生长快,10%等双轴应变刺激增加了ACL和MCL成纤维细胞的活力.

应用原子力显微镜观测血小板的黏附

原子力显微镜(Atomic force microscope,AFM)是近年应用于生物医学领域研究的新技术,分辨率可达到纳米层次.血小板黏附在止血血栓过程中起十分重要的作用.本研究以胶原(collagen)为基质建立血小板的黏附模型,利用AFM的tapping mode在液体环境下观测了血小板的黏附、伸展过程.并应用contact mode中的侧向力模式观察了血小板在胶原上的黏附能力.观察结果表明,血小板在黏附过程中可见到伪足伸出、微小粒子的释放、细胞骨架重组.黏附血小板的细胞骨架网络结构可对抗～80nN的侧向力.

氧化低密度脂蛋白对红细胞变形性的影响

动脉粥样硬化是继发性心、脑血管疾病的主要病理基础.防治动脉粥样硬化已成为防治心、脑血管疾病的根本性战略措施之一.用微管吸吮实验证实了氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)能引起红细胞变形性的降低[1～3].红细胞变形性,并非是动脉粥样硬化的始动环节,但参与动脉粥样硬化的发展[4].

不同剪切速率下同型半胱氨酸对胶原诱导血小板活化的影响

观察同型半胱氨酸(Homocysteine,HCY)对胶原诱导血小板活化及其信号途径的影响.浓缩血小板或洗涤血小板在37℃与不同浓度的HCY孵育后,应用血小板聚集仪或流室系统分别测定HCY对胶原诱导血小板的聚集及黏附的作用.采用免疫沉淀-Western Blotting实验来观察Src激酶及PLCγ2酪氨酸磷酸化水平变化.结果发现:(1)在10～100μM浓度范围内,HCY能明显增强Ⅰ型胶原诱导的洗涤血小板的聚集反应.(2)在低剪切速率(100/s)时,较高浓度(50及100μM)的HCY能明显促进血小板黏附到胶原上;而较低浓度(10及25μM)的HCY却没有此作用.在高剪切速率(1 600/s)时,10～100 μM浓度的HCY对血小板黏附到胶原上的能力没有影响.(3)HCY能使Ⅰ型胶原刺激导致的Src激酶及PLCγ2的酪氨酸磷酸化水平更加升高;而整合素β1的封闭抗体能部分降低HCY的刺激作用.体外研究表明,HCY能协同促进胶原诱导的血小板活化反应,而且是通过它与血小板表面胶原受体之间相互作用,导致了GPVI(glycoprotein Ⅵ)及整合素α2β1信号途径的激活,包括Src激酶及PLCγ2.

用压力容积关系测量颅内顺应性的一种方法

为建立用压力-容积关系测量颅内顺应性的方法,选用12条狗安置硬膜外球囊,通过恒速注液和抽液改变球囊内液量,从而改变颅内容积和颅内压,由压力传感器持续记录脑室内压力,分别用二次抛物线、幂指数、对数关系式对颅腔的P-V实验数据进行拟合,从而求得各关系式的系数.通过对系数的分析研究颅内顺应性.结果表明:(1)二次抛物线关系式中的系数满足线性关系;(2)指数关系比抛物线关系拟合得更好,压力较高时更是如此;(3)简化的对数关系式在压力较高时可以近似拟合容积压力关系;(4)在一定范围内,颅内顺应性对应变率不敏感.

单克隆抗体洗脱性血管内支架的血小板黏附实验

应用扫描电镜(SEM)对镍钛记忆合金血管内支架表面吸附有抗人血小板膜糖蛋白Ⅱb/Ⅲa单克隆抗体的L-聚乳酸(L-PLA)涂层的抗血栓性能做了初步的研究.实验结果显示L-PLA抗体涂层能与支架稳定结合,并发挥抗血小板作用,阻止血小板在支架表面的黏附.L-PLA抗体洗脱性血管内支架是具有更好血液相容性和抗血栓形成双重作用潜力的新型药物洗脱性血管内支架.

低能量激光血管内照射脑梗塞病血液流变性的变化

探讨低能量激光血管内照射(ILIB)对脑血管病血液流变性的变化机理.其方法为对84例患者随机分为两组,对照组(n=40)采用常规药物治疗;治疗组(n=44)在常规药物治疗的基础上,再加用低能量氦氖激光血管内照射.观测两组治疗前后的血液流变学指标的变化及疗效.结果为治疗组血浆粘度、全血低切粘度、纤维蛋白原等指标比对照组有显著降低,有显著性差异(P＜0.05～0.01).治疗组疗效明显优于对照组.显效率为63%,总有效率为91.9%,对照组显效率为49%,总有效率为73%.ILIB能有效改善血液流变学性质,提高脑梗塞患者疗效.

单纯疱疹病毒感染与急性心肌梗死、纤维蛋白原、血液流变特性的相关性研究

测定51例急性心肌梗死(AMI)和42例陈旧性心肌梗死(OMI)患者及31例冠脉造影正常者(NC)的HSV-1抗体水平及DNA,同时观测纤维蛋白原(Fg)、血液流变特性指标变化及其与HSV-1感染的相关性.结果显示AMI组HSV-ngG阳性率及水平高于NC组,HSV-1DNA检测结果与之吻合.校正冠心病危险因素前、后,HSV-11gG阳性与AMI均有相关关系.AMI组中HSV-1(+)组IgG、Fg、血浆黏度、低/高切全血比黏度、红细胞压积、红细胞聚集指数高于,而红细胞变形指数低于HSV-1(一)组;且IgG与Fg、低/高切全血比黏度、血浆黏度、红细胞聚集指数呈正相关,而与红细胞变形指数呈负相关.表明HSV-1感染与AMI有明显的相关性,与Fg、血液流变特性指标也存在相关性.

利用表面等离子体共振技术测定BSA-抗BSA抗体间二维反应动力学

生物大分子间二维和三维反应动力学过程之间的本构关系还没有被完全认识.表面等离子体共振技术是成熟的研究三维反应动力学的方法.通过相同的技术实时记录耦联到载体(细胞、玻璃小球或脂质体)上的抗原分子与相应的耦联在芯片上的抗体分子之间,在不同实验条件下的反应动力学过程,建立了用表面等离子体共振技术测定抗体-抗原二维反应动力学的方法,可适用于建立生物大分子间二维与三维反应动力学间的定量关系.

重建红细胞形态及力学特性研究

红细胞的生物力学性质与其功能有着密不可分的联系,本文对重建红细胞形态及力学特性的研究结果显示:重建红细胞的力学特性与天然红细胞相似;重建红细胞具备良好的可变形性,具有天然红细胞双凹蝶盘形态.研究说明重建红细胞的生理功能与天然红细胞相似.

成梯度增加的流体剪切力对人脐静脉内皮细胞黏附性的影响

使用flow chmber系统研究流动剪切力对人脐静脉内皮细胞(HUVEC)黏附能力的影响,研究了不同剪切时间、不同剪切水平对HUVEC黏附性的影响.设计了流动剪切力成梯度增加的加载方式.结果显示:(1)低水平的流动剪切力不利于HUVEC的黏附.(2)梯度增加的剪切力加载方式明显提高了HUVEC对剪切力的耐受能力.

分岔动脉血管内灌注药液时的药物浓度分布

建立了分岔动脉血管二维几何模型和动脉血流平均流速脉动流模型.对分岔动脉血管脉动血流的动力学状况和匀速进行药液注射进行了数值模拟,获得用导管注射药液时的血液流场的变化情况和药液在血液流场内的周期分布.计算结果表明,所建立的几何模型和血液平均流速脉动流模型可以较好地分析解释了临床上所观察到的血流动力学现象和药液传输现象,能够反映出分岔动脉血管脉动流的传质特点.这不但为实施进一步数值模拟提供了可靠的前提,而且本文的计算结果对优化血管性介入治疗等也提供了血流动力学依据.

石英晶体传感器用于血浆黏度检测

利用液体阻尼效应压电石英晶体传感器原理,开发了一种用于血浆黏度测量的生物传感器.阐述了该传感器的检测原理.实验表明,传感器的大频移值与血浆黏度与密度的乘积的平方根值存在很好的线性关系.与现行的方法相比具有简单、灵敏、在线等优点.

采用图像处理测量微血管内皮细胞网络生成与微血栓形成

采用大鼠的脑微血管内皮细胞,在Matrigel基质上培养,其网络生成过程用缩时摄影记录,以Image-Pro Plus软件分析网络生成图像,可得到血管新生面积的时间增长曲线.采用显微录象记录的微循环血栓形成,监测局部血管的动态光密度,可以得到血栓的时间增长曲线.动态光密度分析也可以用于测量微循环血流速度等指标.

压力、剪应力和川芎嗪对大鼠脑微血管内皮细胞血管生成的影响

为探讨剪应力、压力和川芎嗪对血管生成的影响,采用体外培养的大鼠脑微血管内皮细胞(rCMEC),用自制的可独自调节压力和剪应力的平板剪切装置预处理,再进行Matrigel体外三维培养.结果表明,在两个组合条件(分别为20dyn/cm2剪应力、0 mmHg压力、63μg/ml川芎嗪与10dyn/cm2剪应力、40mmHg压力、126μg/ml川芎嗪)与对照之间,内皮细胞血管生成有显著差异(P＜0.01),不同实验条件下不同时间血管生成亦有显著差异(P＜0.01).结果提示,适当水平的剪应力、压力和川芎嗪联合作用可能明显改变内皮细胞的血管生成.

用复合液滴模型研究黏附于血管表面白细胞的变形性

用复合液滴模拟黏附于血管表面的白细胞,通过引入"变形指数",研究稳定剪切流动下白细胞及其细胞核发生的变形.结果表明,白细胞的变形随着初始接触角、外界流场雷诺数的增大而增大.虽然细胞核也能随白细胞的变形而变形,但其变形指数总是小于白细胞.因此,具有高黏性的细胞核在白细胞的变形过程中可能起到特殊作用.

大鼠肝细胞中黏弹性的研究

采用微管吮吸技术测定了大鼠肝细胞的黏弹性,并进一步研究了秋水仙素(Col)和细胞松弛素D(CD)以及两者混合作用后对于细胞黏弹性的影响.结果表明:在用CD、Col以及CD、Col混合处理细胞后发现细胞的黏弹性系数仅明显下降.微管系统对于弹性系数K1的影响可能要大于微丝对K1影响.而微丝于弹性系数K2的影响可能要大于微管对K1的影响.另外微管和微丝之间的交互作用可能对正常肝细胞和癌细胞中黏弹性的差异有一定的作用.

中医推拿和血液流变学

提出生物力学模型研究中医推拿摆动类手法(滚法和振法)血液流变学机理.用具有轴向运动狭窄动脉管内脉动流研究滚法,线化Navier-Stokes方程组的解显示血流速发生了变化,平均血流量增加.建立微循环模型研究组织压随振法动态变化对毛细血管-组织压交换的影响.毛细血流遵循Stokes方程,管壁处服从Starling定律,同时考虑血浆渗透压、葡萄糖浓度、红细胞压积、血液表观黏度等之间的变化规律.结果表明在手法过程中血液表观黏度下降.这些结果阐明了中医推拿摆动类手法活血化淤的机制.

压力、剪应力和川芎嗪对大鼠脑微血管内皮细胞凋亡和细胞周期的影响

为探讨剪应力、压力和川芎嗪对血管内皮细胞的细胞周期和凋亡的影响,以自制的可独自调节压力和剪应力的平板剪切装置提供剪应力和压力,与川芎嗪三者共同作用于大鼠脑微血管内皮细胞(rCMEC),采用流式细胞术检测剪应力、压力和川芎嗪对rCMEC细胞周期和凋亡的影响.结果表明,在两个组合条件(分别为20 dyn/cm2剪应力、0 mmHg压力、63μg/ml川芎嗪与10 dyn/cm2剪应力、40 mmHg压力、126μg/ml川芎嗪)下,内皮细胞的细胞周期与对照组无显著差异(P＞0.05),而凋亡率则明显低于对照组(P＜0.01).结果提示,适当水平的剪应力、压力和川芎嗪联合作用可能明显抑制rCMEC凋亡.

牛蒡子总木脂素对血瘀大鼠血液流变学的影响

为研究牛蒡子总木脂素对大鼠血液流变学的影响,采用冰浴建立大鼠急性血瘀证模型,测定口服不同剂量的木脂素后对血瘀证大鼠全血黏度、aPTT和PT的影响.结果显示:牛蒡子总木脂素浓度在100～200 mg/kg时,可以明显降低急性血瘀大鼠全血黏度,红细胞聚集指数和还原黏度,明显延长血瘀大鼠PT和aPTT时间.结果提示牛蒡子总木脂素能显著改善血瘀证大鼠血液流变学参数,具有活血化瘀作用和抗凝血作用.

体外反搏降低心脏后负荷的机理及治疗过程的安全防护

体外反搏通过提高主动脉舒张压,降低收缩压,改善血液流变性,达到减少血管阻力,提高冠脉血液灌注,降低心脏后负荷,增加全身组织器官血供目的.为确保治疗过程病人舒适、安全,体外反搏系统设置了自动安全保护装置.提出治疗时对充/排气系统、压力的调节,以及包扎囊套操作方面的注意事项.

Direct hemoperfusion (DHP) with an adsorbent column using polymyxin B-immobilized polystyrene beads has been used to investigate the changes of hemorheology in rabbits with endotoxemia. We measured whole blood viscosity and hemotocrit before and after DHP with polymyxin B-immobilized polystyrene beads. Reduction in blood endotoxin concentration by DHP therapy positively correlated with improvement in hemorheological indexs. Our findings indicate that the amelioration in hemorheology was related directly to endotoxin removal by the adsorbent column with polymyxin B-immobilize polystyrene beads. So DHP with polymyxin B-immobilized polystyrene beads seems to be an important therapeutic strategy for endotoxemia.

血管段内皮细胞凋亡形态学观测方法探讨

首次采用凝胶态染料Hoechst33342对血管内皮细胞行接触染色,建立了一种观测血管段原位内皮细胞凋亡荧光检测的新方法.该方法减少了其他方法中平滑肌细胞的着色与干扰问题.并利用过氧化氢诱导内皮细胞凋亡验证了该方法的可行性.该方法在生物力学相关的血管内皮细胞凋亡检测中有良好应用前景.

脑血栓和脑出血患者的血液流变学特性的差异

通过对脑出血和脑血栓患者的血液流变学特性的研究,发现脑血栓患者的血液黏度,血浆黏度,红细胞变形能力等呈升高趋势,而脑出血患者的表观血液黏度虽然也升高,但还原黏度并不升高,但纤维蛋白原浓度比正常水平略高.这些结果说明脑血栓和脑出血患者的血液流变学特性有明显的差异,这可能和他们之间的不同发病机理有关.

TFAR19基因对小鼠红白血病MEL细胞流变学特性研究

为了从流变学角度探讨TFAR19基因的功能,选择小鼠红白血病MEL细胞作为研究对象,通过脂质体介导基因转染的方法,获得了稳定携带TFAR19基因的小鼠红白血病细胞株,称为MEL-TF19.经Western blot证实该细胞株有TFAR19蛋白表达.生长曲线及流式细胞仪检测结果表明,转染TFAR19基因使MEL细胞的生长受到抑制,并且在凋亡诱因的存在下,使细胞凋亡率增高.微观流变学研究结果显示,转染TFAR19基因在加速MEL细胞凋亡的同时,使细胞对低渗环境的抵抗力降低、渗透脆性加大,细胞表面电荷减少、电泳率降低;与细胞大变形能力呈负相关的弹性模量K1增大,K2无明显变化,μ明显减小.利用激光共聚焦显微镜、荧光分光光度计、流式细胞仪和流室系统,检测了细胞骨架微丝蛋白的排列、细胞膜流动性、细胞表面黏附分子的表达和受试细胞与人脐静脉血内皮细胞(HUVECs)的黏附行为.结果发现,转染TFAR19基因使MEL细胞内微丝骨架的排列趋于完善,细胞膜流动性在凋亡的过程中明显升高,细胞表面的黏附分子Integrin αM表达下降,细胞与HUVECs的黏附率明显降低.上述结果说明,TFAR19基因引起MEL细胞微观流变学特性发生变化,正是由于这些细胞膜和胞浆内结构成分的改变,并进一步导致了该细胞与HUVEC之间黏附性降低,表现出癌细胞转移能力受抑的流变学特性.

PEU/LCP生物材料抗凝血特性研究

针对研制的PEU/LCP生物材料,测定并计算了其表面张力和界面张力,结果显示:PEU/LCP材料的界面张力近视为0 N/m.抗凝血实验表明,PEU/LCP材料表面亲水性的提高可以减少血小板的黏附,对延长凝血时间有一定的帮助,肝素化的PEU/LCP材料提高了其抗凝血性能.

突变MyD88重组质粒的构建及其抑制绿脓杆菌诱导的A549细胞IL-8表达

构建突变MyD88真核表达质粒(MyD88 DN),转染人呼吸道上皮细胞株A549,探讨其对绿脓杆菌及其分泌产物刺激IL-8表达的影响.结果显示:突变MyD88成功构建入pcDNA3.1/zeo真核表达质粒,转染A549细胞后,可降低绿脓杆菌培养上清或活菌刺激诱导的IL-8分泌.提示突变MyD88可阻断绿脓杆菌感染引起的呼吸道上皮细胞IL-8释放,为呼吸道炎症的基因治疗提供了新的靶基因.

白细胞介素-6表达水平与骨质疏松症骨折关系的探讨

探讨了骨质疏松症骨折患者与其血清白细胞介素-6(IL-6)表达水平的关系.采用ELISA酶联免疫法测定骨质疏松症骨折患者40例以及42例在校正常大学生血清IL-6的含量.实验结果表明与正常年轻人相比,骨质疏松骨折患者的血清IL-6浓度明显增高(P＜0.01);女患者的血清IL-6浓度又显著高于男患者(P＜0.05).(1)血清IL-6的表达增加在OP的发病机制中起着重要的作用,而雌激素的减少则是IL-6升高的一个重要原因;(2)建议将IL-6作为"骨生物质量"好坏的一个重要指标对OP进行动态监测,并将IL-6的过度升高作为OP骨折的"预警信号",还可作为判断OP病情和验证OP的疗效指标;(3)由于OP的发生与多种遗传基因的不同作用、与IL-6基因多态性密切相关,所以IL-6高水平表达的OP患者也不一定会出现临床骨折,但应纳入高危监管人群,以防患于未然.

冠状动脉局部狭窄患者内皮损伤的检测及意义

为探讨局部血液动力学紊乱的冠心病患者冠状动脉内皮细胞损伤及其在冠心病发生、发展过程中的临床意义,测定37例经冠状动脉造影证实有明显冠状动脉狭窄的心绞痛患者冠状窦和外周血中一氧化氮(NO)、内皮素(ET)含量和循环内皮细胞(CEC)数量,比较不稳定型心绞痛、稳定型心绞痛和正常对照组间相同部位以及各组内不同部位之间各项指标的差异.结果提示冠状动脉局部狭窄患者冠状动脉内皮是受损的,损伤程度与病情严重程度相一致,并可以在外周血中反映出来,临床上可以通过对外周血中内皮损伤指标进行检测,对冠状动脉损伤程度进行评估,以采取相应的防治措施,稳定或逆转内皮损伤,防止急性冠脉事件的发生.

急性失血的模型及计算机仿真

在作者已建立的心脏-体循环-肺循环整体模型HSP的基础上引入了压力反射控制机制,进行人体急性失血现象的建模和计算机仿真.实验结果表明符合生理和病理现象,在心率(HR)、心室弹性模量(Emax)、外周阻力(Rep)和静脉非压力容积(Vuv)等诸因素中,Vuv在心血管系统应对急性失血中起着主要作用.

计算机绘制Bonwill-Hawley弓形图的一种算法

分析Bonwill-Hawley弓形图中存在的数学关系,推导出图并根据得出的算法用Visual Basic6.0编制自动绘图软件.

偏瘫患者与健康人上肢表面肌电信号比较研究

中风偏瘫后患者肢体运动能力下降,原因之一是对肌肉的控制能力发生了改变.本文对健康受试者和患者肩关节完成相同动作时的表面肌电信号进行了比较,结果显示健康受试者的表面肌电信号与阻力矩的变化趋势更为一致,而偏瘫患者的肌电信号则显示出较大的差异.说明健康受试者能够根据动作所需而控制各肌肉协调发力,偏瘫患者对神经-肌肉系统的控制能力较差,是其运动功能下降的原因.

缺血预处理对大鼠骨骼肌缺血再灌注损伤时Bax基因蛋白表达影响的实验研究

探讨缺血预处理对大鼠骨骼肌缺血再灌注损伤的可能影响,特别是对Bax基因表达的影响.用免疫组化方法检测并观察大鼠后肢止血带缺血4 h后再灌注4、24、48 h后和先经预缺血处理后再灌注4、24 h后Bax基因蛋白在肌细胞中的表达情况.结果表明:缺血4 h(A组)肌细胞出现Bax蛋白表达,24h后(B组)表达量显增加,48h后(C组)无表达.缺血预处理后再灌注4 h后(D组)肌细胞内无Bax蛋白表达,再灌注24 h后(E组)Bax蛋白表达量非常显著地低于B组.Bax基因参与了骨骼缺血再灌注损伤的病理过程,其蛋白表达量与组织损伤程度密切相关,经缺血预处理可以下调Bax基因蛋白的表达水平、或是抑制其合成,使肌细胞存活而发挥其保护作用.

肝素化聚醚砜(PES)材料的血液相容性

本研究选择了合成的肝素化磺化聚醚砜材料、聚醚砜材料和亲水接枝的聚乙烯GAMBRO,在与血液接触环境中对材料的血液相容性进行了评价.

空载磁性壳聚糖微球的靶向性研究

药物磁性微球是由超顺磁性纳米磁粒子、抗癌药物和其它成分共同包埋于高分子聚合物载体中构成,它为抗癌药物的靶向性提供了一种新的途径.本文探讨了空载磁性壳聚糖微球(MCMs)的体内分布.将25只家兔分为A组,靶向组;B组,非靶向组;C组,空白对照组;D组,改变磁场加载时间靶向组;E组,改变磁场距离靶向组.检测各组织中Fe的浓度.结果表明靶向组肺组织中分布百分率高于其它各组,磁场距离的改变对Fe在肺组织中的浓度有很大影响,磁场加载时间对其影响较小.

肝脏血供的血流动力学模型研究

基于血流网络模型理论所建立了肝脏血供的血流动力学数学模型,可用于对人体正常或患病肝脏特殊的双重血供问题进行模拟分析研究.基于临床测试数据,应用系统辨识方法确定肝脏血流模型参数,并针对肝硬化、肝癌的血流异常变化进行血流动力学分析,表明模型能够较好地模拟的肝脏血流变化状况.

固定化肝素吸附LDL的研究

本研究通过离子键将肝素固定于大孔阴离子树脂上,利用固定化肝素选择性的吸附血浆中的LDL,达到降低血浆中LDL水平的目的.

不同运动背景的健康大学新生血清可溶性细胞间黏附分子-1的含量与分析

探讨可溶性细胞间黏附分子-1(sICAM-1)的表达与运动的相关性.用酶联免疫吸附试验(ELISA双抗体夹心法)检测健康大学生71例(包括运动训练专业的47例和非运动专业的24例)的sICAM-1水平,并进行统计学处理.结果表明:71例的sICAM-1的平均值为183.81±41.05ng/ml,运动训练专业的sICAM-1值高于非运动专业的sICAM-1值,但无统计学意义(P＞0.05).各组均显示男性的sICAM-1值高于女性的sICAM-1值,仍无显著性差异.有运动背景的健康大学生血清sICAM-1水平高于无运动背景的,男生的血清sICAM-1水平高于女生的,但均无显著性差异.

对血液细胞图像自动分割的研究

将小波理论应用于血液细胞图像中白细胞核提取.首先对原始图像作红绿蓝空间到色度、饱和度和亮度空间的彩色空间变换以产生饱和度图像,然后在对饱和度图像的直方图作小波变换的基础上对饱和度图像进行阈值分割,并对图像做后处理以填补孔洞和消除碎片.实验表明,该方法对白细胞核的提取很有效,同时克服了传统方法中参数需要人工确定的缺点.

长期大强度游泳对大脑血管内皮细胞生长因子(VEGF)的影响

研究长时间大强度游泳训练对大鼠大脑皮质VEGF表达的影响,探讨大脑皮质微循环变化与VEGF表达的变化之间的关系,可为深入研究大脑微循环与运动性中枢疲劳的发生机制提供基础实验资料.采用VEGF免疫组化染色和Ⅶ因子免疫荧光染色用Nikon&Spot计算机图像自动分析系统进行分析.结果显示(1)长时间大强度游泳训练可以加强大鼠大脑皮质特异部位的VEGF表达;(2)内皮细胞VEGF阳性表达和神经元的阳性表达以及微血管面积三者之间存在同步关系;(3)VEGF在大脑皮质微血管的作用可能以改变内皮细胞通透性功能为主,而在神经元表达的VEGF可能具有某种神经内分泌功能,参与了改变大脑皮质局部微循环的过程.

基因中编码区和非编码区的特征序列

为了提取一些能够体现基因序列中编码区和非编码区这两个功能域特征的序列片段--特征序列,本文提出了一个为编码区和非编码区搜索特征序列的新方法.然后应用聚类分析方法验证特征序列提取方法的可靠性.聚类结果表明我们提取的特征序列能够反映基因序列中编码区和非编码区的特性,从而说明提出的提取特征序列的方法是可靠的.

大鼠液压冲击脑损伤急性肺水肿的病理观察

我们研究于脑损伤后大鼠急性肺水肿的肺微循环改变.用显微观察方法(H.E、透射电子显微镜)观察液压冲击脑损伤大鼠出现急性肺水肿的肺微循环改变情况.其结果为光镜下肺泡腔有富含蛋白的液体,并有局灶性的出血区,可见透明膜、白细胞及其他组织碎片.电镜下见Ⅰ型肺泡上皮明显肿胀,线粒体肿胀、嵴消失,内质网扩张,Ⅱ型细胞的板层体消失;基底膜肿胀;在出血区多数毛细血管肺泡呼吸膜严重破坏,有严重的不可逆性细胞损伤;肺毛细血管壁松散、断裂、出血及大量血浆蛋白颗粒渗出.结论为液压冲击脑损伤大鼠神经原性肺水肿与脑损伤后肺微循环病理改变有密切关系.

血液循环系统组织工程流变学基础研究

组织工程研究的基本思路是在相容性、降解性适当的基质材料上种植适当来源的细胞,包括干细胞,让其在适当的体外或体内环境下发育成可替换的目标组织,而这些所谓"适当"却是要求有大量基础研究工作来支撑,包括细胞和材料的结构、功能、细胞-组织生长重建的条件和规律等诸多方面的知识积累和整合,这就为我们参与这些研究工作留下了很大的空间.围绕血液循环系统的组织工程问题,结合自己的工作条件,我们开展了以下工作:

低切应力、血管重建与心血管疾病

心血管疾病如高血压、动脉粥样硬化等是危害人类生命健康严重的疾病之一.心血管病都有共同的发病学基础和基本的病理过程,表现为血管重建(vascular remodeling).血管重建是机体在生长、发育、衰老以及心血管疾病过程中的一种普遍现象,其主要表现是血管平滑肌细胞(VSMC)重排、迁移、增殖、肥大、凋亡和细胞外基质增加等.

无托槽正牙(Invisalign)的生物力学研究

口腔正畸是指通过对牙齿施力使其产生移动.当牙齿受到合适的生物力作用(通过高精度的矫治器控制)向前移动时,牙齿根部前方的牙槽骨吸收,使得牙齿能向前方移动,但同时牙根部后方形成新的正常的牙槽骨,从而使得牙齿牢固地长在新的位置上,使排列异常的牙齿达到正常的咬颌关系.

生物力学与血液流变学在中医血瘀证研究中的潜力

血瘀证是中医学的重要病证之一,其治疗所采用的中药多是活血化瘀类中药.血瘀证的相关疾病包括冠心病和脑血管病等,临床上多采用中西医结合手段治疗.

流体切应力对内皮细胞IL-8基因表达的影响及信号转导

目的流体切应力对于维持血管的稳定有着重要的作用.另外在一些病理情况下,例如动脉粥样硬化、高血压等心血管疾病的发病过程中,流体切应力也扮演着关键角色.我们以往的实验结果证实:以低流体切应力(4.2dyne/cm2)处理培养的人脐静脉内皮细胞1 h,其IL-8mRNA的表达上调;处理2 h其表达量上调更为明显.在本实验中我们将进一步阐明流体切应力对培养的人脐静脉内皮细胞IL-8基因表达、蛋白生成的影响及其信号转导途径.方法分别用实时定量RT-PCR及定量三明治ELISA检测IL-8基因表达及蛋白生成;通过基因转染及流式细胞数检测IL-8报告基因pEGFP1-IL8USCS经流体切应力作用后的激活情况;用免疫荧光化学染色观测对照和层流切应力处理以后NF-κB核转移情况;将对照和层流切应力处理后的内皮细胞裂解物进行I-κB和磷酸化的I-κB的免疫印迹实验,以检测切应力诱导的I-κB磷酸化和降解的情况;RT-PCR、Northern杂交和免疫荧光细胞化学染色观察TLR-4和TLR-2在人脐静脉内皮细胞上的表达;用RT-PCR技术从血管内皮细胞扩增胞内区段缺失突变TLR-4 cDNA克隆于真核表达质粒pcDNA3,构建重组TLR-4胞内缺失突变基因真核表达质粒pcDNA3-mTLR4,与pEGFP1-IL8USCS共转染内皮细胞,流式细胞术观察mTLR4对切应力诱导IL-8报告基因表达的影响.结果和讨论(1)未用切应力处理的内皮细胞没有IL-8基因的表达;切应力处理内皮细胞后,1 h IL-8 mRNA表达增加,2 h IL-8 mRNA表达量至高值,3 h IL-8 mRNA表达量开始下降,4 h后IL-8 mRNA持续相对高表达;各实验组(2.23、4.20、6.08 dyne/cm2)均表现出相同的IL-8 mRNA随时间的变化规律,即IL-8的表达对切应力有时间依赖性.(2)未用切应力处理的内皮细胞没有IL-8基因的表达;切应力处理内皮细胞后,低切应力时IL-8 mRNA表达量明显增加,高切应力时IL-8 mRNA表达量较低.IL-8 mRNA的表达量与内皮细胞所施加的切应力强度呈反变关系;不同的切应力作用时间(1、2 h)均表现出相同的IL-8 mRNA随切应力强度的变化规律.提示流体切应力诱导内皮细胞表达IL-8,不仅与切应力的作用时间有关,而且IL-8的表达量与切应力作用强度有关,两者之间具有明显的直线负相关.直线回归方程:1 h时为y=7.57-0.11x,相关系数r=-0.97;2 h时为y=7.92-0.10 x,相关系数r=-0.96.(3)未用切应力处理的内皮细胞只有极少量的IL-8蛋白质生成;切应力处理内皮细胞1 h后,IL-8蛋白质生成量增加,处理5 h后IL-8蛋白质生成量增加至高值,处理8 h后IL-8蛋白质生成量下降,10 h后IL-8蛋白质生成量维持在一个较高的水平.各实验组(2.23、4.20、6.08 dyne/cm2)均表现出相同的IL-8蛋白质生成量随切应力作用时间的变化规律.提示流体切应力确实可以诱导内皮细胞生成IL-8,并且IL-8的生成量与切应力的作用时间有关,呈双相性变化.(4)未用切应力处理的内皮细胞只有极少量的IL-8蛋白质生成;切应力处理内皮细胞后,低切应力(2.23 dyne/cm2)时IL-8蛋白质生成量明显增加,为高切应力(19.29 dyne/cm2)时IL-8蛋白质生成量的约6(作用5h)或7倍(作用6h).IL-8蛋白质生成量与内皮细胞所施加的切应力强度呈反变关系;直线回归方程:5 h时为y=760.12-36.06x,相关系数r=-0.978;6 h时为y=781.87-36.66x,相关系数r=-0.980.(5)pEGFP1-IL8USCS转染细胞,层流切应力刺激3 h后IL-8报告基因绿色荧光蛋白表达增强.(6)NF-κB p65免疫荧光细胞化学染色显示,切应力刺激0.5 h,胞核即出现阳性反应,刺激1.5 h后,胞核呈强阳性染色.(7)细胞裂解物免疫印迹显示,刺激10 min时磷酸化IκB即显著增强,1 h后磷酸化IκB印迹强度降到无,而IκB随刺激时间延长而逐渐降低,0.5和1 h后降至测不到IκB.(8)免疫荧光细胞化学染色显示脐静脉血管内皮细胞膜表达TLR-4.RT-PCR和Northern杂交显示,人脐静脉血管内皮细胞表达TLR-2和TLR-4 mRNAs;当切应力刺激1 h后,TLR-4 mRNA表达明显增强.pcDNA3-mTLR4和pEGFP 1-IL8USCS共转染细胞,层流切应力刺激3 h后荧光蛋白表达未明显增强.本实验中我们采用的切应力为2.23、4.20、6.08 dyne/cm2,这些切应力与动脉血管分叉处等低切应力区生理切应力大小相似,在这些低切应力区,血管内皮细胞可分泌IL-8,IL-8转而激活中性粒细胞和单核细胞,调控它们和内皮细胞的黏附,这将触发一系列的病理变化,例如:动脉粥样硬化等.结论流体切应力诱导内皮细胞IL-8 mRNA的表达及IL-8蛋白的生成,在感染及动脉粥样硬化等病理过程中扮演着重要角色.

INTRODUCTIONS Cell adhesion is crucial to many pathophysiological processes, such as inflammatory reaction and tumor metastasis. It is mediated by specific interactions between receptors and ligands, and provides the physical linkages among cells. For example, interactions between selectins and glycoconjugate ligands mediate leukocyte initially tethering to and subsequently rolling on vascular surfaces in sites of inflammation or injury, which is determined by their fast kinetic rates. To mediate cell adhesion, the interacting receptors and ligands must anchor to apposing surfaces of two cells or a cell and the substratum, i.e. , the so-called two-dimensional (2D) binding, which differs from interactions in the fluid phase, i.e. , the three-dimensional (3D) binding. How structural variations and surface environments of interacting molecules affect their 2D kinetics, and how external forces manipulate their dissociation has little been known quantitatively, and nowadays attracts more and more attentions.