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关键词： 工程化外泌体   工程化策略   组织修复   组织工程   生物材料   皮肤软组织   骨组织   神经组织   心脏组织   肝组织   再生医学  

摘要： 背景:外泌体是各种类型细胞都可分泌的一种纳米级细胞外囊泡,具有高生物利用度、低毒性、低免疫原性及良好的生物相容性等优点。然而,天然外泌体在临床治疗上存在一定的局限性,通过生物工程技术对外泌体进行改造修饰,得到的工程化外泌体在改善其原本治疗效果的同时,展现出优异的生物稳定性和靶向特异性,在组织修复领域展现出巨大的应用潜力。目的:总结工程化外泌体的不同策略,包括功能装载和表面修饰,概述工程化外泌体在不同组织修复中的研究进展,探讨工程化外泌体在组织修复中的治疗潜力。方法:检索PubMed数据库中2010-2024年发表的相关文献,检索词为“engineered exosomes,tissue repair,biomaterials,tissue engineering,wound healing,parenchyma,bone regeneration,cartilage,neural,myocardial,hepatic”,排除研究内容与文章主题关系不大、文献质量较差、重复及内容陈旧文献,共115篇文献符合纳入标准。结果与结论:①功能负载通过将治疗性分子与外泌体相结合令外泌体获得额外的特性或是增强原本生理功能,其中超声处理和挤出法在操作简单的同时能获得更高的载药量。②表面修饰可令外泌体表达所需要的蛋白或增强其靶向性,包括基因工程和化学修饰,基因工程操作复杂、可重复性差,且最终产物可控性差;化学修饰则相对简单通用,更适合用于设计高度靶向和特定功能的工程化外泌体。③在预处理细胞以获得工程化外泌体的技术中,缺氧预处理操作简单且机制较明确故而应用较广,其既可激活糖酵解来促细胞增殖、还可通过生成缺氧诱导因子来调节血管内皮生长因子受体信号通路以促进血管生成。④外泌体自身功能受细胞来源、细胞状态、合成过程和细胞外环境等多种因素影响,如工程化策略复杂,最终工程化外泌体更难确保功能一致性,因此采用相对简单可靠的工程化策略更适合临床应用。⑤工程化外泌体结合生物材料或支架可用于治疗皮肤软组织的复杂创伤,如感染性伤口和糖尿病性溃疡,这种方法能够提高外泌体的递送量并控制其释放,促进组织修复,控制感染,并调节伤口局部微环境。⑥由于骨组织损害的特殊性,单一机制的工程化外泌体常治疗效果不明显,故而需要双重甚至多重功能工程化外泌体来促进骨折修复的同时抗炎或是重塑血管系统。⑦外泌体的来源对神经组织修复作用的影响明显,不同神经细胞来源的外泌体通过不同的作用促进神经修复。此外,支架联合工程化外泌体用于创伤性脑损伤有明显优势,支架自身提供止血和支持作用,联合工程化外泌体的促修复作用,能获得更好的治疗效果。⑧对于心脏组织和肝组织的修复,更需要开发抗纤维化的工程化外泌体以抵抗心脏组织和肝组织自身的损伤后异常修复,此方面未来还需进一步研究。

关键词： 外泌体   生物学功能   生发过程   分泌释放   调控机制   工程化外泌体  

摘要： 背景:外泌体作为细胞外囊泡的一种,以纳米级尺寸和富含多种生物活性物质而成为细胞间通讯的关键媒介。外泌体分泌调控研究不仅具有重要的科学价值,而且在临床具有广泛的应用前景,对于推动医学进步和改善人类健康具有重要意义。目的:综述外泌体的生物特性、生物学功能、生物发生过程以及分泌的生化调控机制,并探讨外泌体在疾病诊断、治疗和疫苗开发等领域的应用前景,为外泌体的基础研究和临床转化提供理论依据和参考。方法:第一作者于2024年10月检索PubMed及中国知网数据库2010年1月至2024年10月发表的相关文献,以“exosomes,biological functions,biogenesis,secretion or release,regulatory mechanisms,application prospects”等为英文检索词,以“外泌体,生物学功能,生发过程,分泌释放,调控机制,应用前景”等为中文检索词,最终纳入92篇文献进行分析。结果与结论:外泌体的分泌水平可以通过物理或生化手段进行调控。外泌体在疾病诊断、治疗以及疫苗开发等领域展现出广泛的应用前景,特别是在心脑血管疾病和癌症治疗中可能发挥关键作用。此综述为外泌体的临床转化和应用研究提供了有价值的信息,有助于推动未来在外泌体研究和应用方面的进展。

关键词： 骨再生   生物材料   文献计量学   骨科学   组织工程   可视化   Cite space   VOSviewer   工程化材料  

摘要： 背景:新型生物材料不仅提供必要的机械支撑,还能促进细胞增殖和分化、诱导骨再生,从而改善治疗效果,为骨再生技术的发展提供了新的视角和方法。目的:通过文献计量学方法可视化分析生物材料在骨再生领域的研究状况及发展前景。方法:在Web of Science核心数据库中,精选了数据库建库至2024-09-24关于骨再生和生物材料领域最具影响力的文献500篇,运用VOSviewer和CiteSpace两款工具进行深入的计量学可视化分析,以揭示该领域的研究趋势和核心文献结果与结论:在所选的500篇文献中,中国和美国在发表论文数量和被引用率方面均占据领先地位,而常江是发文最多的作者,发表文章最多的期刊为Acta Biomaterialia。骨再生和材料学是一个跨学科的研究范畴,涵盖了材料科学、生物医学工程、细胞生物学、分子生物学等多个学科领域。骨修复材料的研究正从传统的生物惰性材料向生物活性材料转变,这些材料不仅提供机械支撑,还能促进细胞增殖和分化,诱导骨再生。合成骨修复材料因丰富的来源、可调节的物理化学特性以及较低的免疫排斥和疾病传播风险,正逐渐替代传统材料,成为临床骨移植手术的首选。研究者们正在不断改进这些材料的生物相容性、仿生特性、骨传导性和骨诱导性,使其更接近天然骨,前沿主要集中在生物活性陶瓷、3D打印、水凝胶、壳聚糖、羟基磷灰石等材料。新型材料在骨再生领域中的作用至关重要,随着材料科学技术的不断进步,这些新型材料在骨再生领域的应用前景非常广阔,有望为骨缺损治疗提供更为有效和个性化的治疗方案。

关键词： 梯度玻璃分级超透氧化锆   生物相容性   超透氧化锆   透明氧化锆   细胞毒性   溶血率   生物材料   工程化口腔材料  

摘要： 背景:前期研究通过2次烧结法将玻璃材料渗透入5Y-PSZ超透氧化锆中,制备了能保持高透明性且抗弯强度较高的5Y-PSZ-YGI梯度玻璃分级超透氧化锆材料。目的:评估5Y-PSZ-YGI梯度玻璃分级超透氧化锆材料的体外生物相容性。方法:①通过2次烧结将玻璃材料渗透入5Y-PSZ超透氧化锆中,制备5Y-PSZ-YGI梯度玻璃分级氧化锆。将5Y-PSZ-YGI梯度玻璃分级超透氧化锆(或5Y-PSZ超透氧化锆、3Y-TZP透明氧化锆)置入含体积分数10%胎牛血清DMEM培养基中12,24,72 h,培养基与试样表面积比为3 mL/cm^(2),得到12,24,72 h材料浸提液。②将小鼠成纤维细胞L929培养24 h后弃原培养基,分7组培养:对照组更换为含体积分数10%胎牛血清DMEM培养基,其余6组分别更换为3Y-TZP透明氧化锆24 h浸提液、5Y-PSZ超透氧化锆24 h浸提液、5Y-PSZ-YGI梯度玻璃分级超透氧化锆24 h浸提液、3Y-TZP透明氧化锆72 h浸提液、5Y-PSZ超透氧化锆72 h浸提液、5Y-PSZ-YGI梯度玻璃分级超透氧化锆72 h浸提液。培养1,3,5 d后,显微镜下观察细胞生长,通过CCK-8检测得到细胞增殖率,判定细胞毒性。③将人抗凝血分别与5Y-PSZ-YGI梯度玻璃分级超透氧化锆、5Y-PSZ超透氧化锆、3Y-TZP透明氧化锆混合,0.5 h后检测溶血率。将人抗凝血分别与3Y-TZP透明氧化锆12 h浸提液、5Y-PSZ超透氧化锆12 h浸提液、5Y-PSZ-YGI梯度玻璃分级超透氧化锆12 h浸提液混合,0.5 h后检测溶血率。结果与结论:①显微镜下可见,随着培养时间的延长,各组细胞数量增加,并且各实验组细胞形态与对照组基本一致。3Y-TZP透明氧化锆24 h浸提液组培养第1天的细胞毒性分级0级,其余实验组在各个时间段的细胞毒性分级均为1级。②无论是材料还是材料浸提液均未引起明显的溶血反应,溶血率均低于5%。③结果表明,5Y-PSZ-YGI梯度玻璃分级超透氧化锆对小鼠成纤维细胞L929生长增殖无明显影响,并且不会与人血发生溶血反应,具有良好的体外生物相容性。

摘要： 科研诚信监测可能涉及的出版伦理问题·剽窃:观点、数据、图片、研究方法、文字、自我剽窃;·伪造:数据、图片、无法重复验证的方法结论、资助、文献;·篡改:数据、图片、原始记录、改变文献本意;·接受后替换稿件或变更重要信息;·不当署名:出售作者署名或作者身份有争议:·一稿多投;·重复发表;·拆分发表;·操纵同行评审;·泄露论文关键信息,侵犯首发权;·未声明利益冲突;·没有提供知情同意;·没有注册临床试验。

关键词： 林木废弃物   生物炭   还田   土壤微生物   土壤碳周转  

摘要： 城市林地抚育过程中产生大量林木废弃物,如何妥善处理这些废弃物关系到林地碳汇功能的进一步强化.林木废弃物制备生物炭还田是主要措施之一,但林木废弃物及其生物炭还田对盐碱化林地土壤微生物群落结构和碳周转过程的影响尚缺乏深入认识.在上海市崇明区盐碱化人工幼林中开展不同林木废弃物还田模式的研究,包括废弃物直接还田(W)、制备生物炭还田(B)、混合还田(WB)和空白对照(CK),生物质施用量分别为11.25 t/hm^(2)、3.60 t/hm^(2)和5.63 t/hm^(2)林木废弃物+1.80 t/hm^(2)生物炭.结果显示,不同还田模式对土壤微生物量和细菌群落结构未产生显著影响,但显著改变了真菌群落结构;细菌群落交互作用也未有显著差异,但W处理显著强化了土壤真菌群落交互作用,其共现网络全局结构复杂度以及全局连接强度均显著高于CK、B和WB;夏季是土壤呼吸(SR)主导土壤碳输出过程的主要时期,与W和WB相比,夏季B中SR分别可降低46.39%和31.13%.相较于W和WB,B的有机碳保留率均值提高了47.70%和12.41%;相较于B,W和WB中木质素分解能力强的木霉属(Trichoderma)和曲霉属(Aspergillus)相对丰度分别提高了2425.67%、1736.19%和306.32%、280.70%.本研究表明相较于林木废弃物直接还田,生物炭还田通过降低真菌属Trichoderma、Aspergillus的丰度和削弱真菌群落的交互作用,降低了土壤呼吸,促进了土壤有机碳的留存.

关键词： 地理实体   语义关系   知识图谱  

摘要： 新型基础测绘以地理实体为视角,实现测绘数据成果和组织模式的创新。本文围绕着基础地理实体语义关系可视化的系统功能设计、数据建库、接口设计、可视化查询与显示全流程,基于B/S架构,实现了基础地理实体数据的二三维图元一张图管理,和基于知识图谱的语义关系可视化显示及图元联动查询。为直观展示地理实体数据语义关系服务于决策制定,推动地理实体数据的行业应用,提供技术支持。

关键词： 肺纤维化   自噬   机器学习   生物信息学   免疫浸润   最小绝对收缩与选择算子   基因富集分析   工程化组织构建  

摘要： 背景:肺纤维化的早期诊断是及时开展抗纤维化药物治疗的基础,因此,探索并发现能够有效应用于肺纤维化早期诊断的理想生物标志物对疾病治疗至关重要。目的:通过生物信息学和机器学习技术对肺纤维化过程中涉及的与自噬相关关键基因进行深入分析,探究与自噬相关的肺纤维化核心基因是否可以作为评估肺纤维化进展中可靠的生物标志物。方法:基于GEO数据库(是由美国国家生物技术信息中心开发和维护的一个公共数据库,用于存储和共享生物信息学数据)下载肺纤维化GSE24206和GSE110147两个数据集,利用R软件中的“limma”包将两组基因表达矩阵归一化处理。从GeneCards数据库(由美国国家生物技术信息中心创建,该知识库自动整合了约200个Web来源的以基因为中心的数据,包括基因组、转录组、蛋白质组、遗传、临床和功能信息)提取自噬相关基因集;对肺纤维化数据集进行差异基因分析,将差异基因与自噬基因集交叉对比提取共同基因,识别肺纤维化过程中可能发挥作用的自噬基因。交集基因通过GO、KEGG进行功能富集和细胞免疫浸润分析。通过蛋白质-蛋白质相互作用和机器学习筛选与自噬相关的肺纤维化核心基因,并对核心基因进行集富集分析。将筛选出的核心基因构建诊断模型,用校准曲线来评估线形图模型的预测能力,采用外部数据集GSE21369进行受试者工作特征曲线分析,验证与自噬相关的肺纤维化基因的表达特征,通过Coremine数据库预测与基因IL6、COL1A2相关的中药。培养人胚肺成纤维细胞,通过转化生长因子β1处理造模,利用qRT-PCR技术验证IL6、COL1A2在模型细胞中的相对表达。结果与结论:①获得肺纤维化差异基因51个、与自噬基因交集基因25个,GO分析显示25个交集基因与细胞外基质组织、胶原代谢过程、胶原原纤维组织、生长因子结合等过程有关,KEGG分析显示25个交集基因主要与磷脂酰肌醇3-激酶-蛋白激酶B信号通路、细胞外基质-受体相互作用等信号通路有关;②免疫浸润分析发现,肺纤维化组活化记忆性CD4+T细胞、M0巨噬细胞、静息树突状细胞表达显著升高(P<0.05),呈强相关性;③共筛选出2个参与肺纤维化进展的自噬特征基因:COL1A2、IL6,列线图模型显示两核心基因预测肺纤维化的发病较为准确,受试者工作特征曲线分析显示2个特征基因均具有诊断意义;COL1A2、IL6与细胞周期通路、丝裂原活化蛋白激酶信号通路、Janus激酶-信号转导与转录激活子信号通路以及细胞因子与细胞因子受体相互作用相关;预测到与COL1A2、IL6相关的中药共20味,功效以清热解毒、活血行气为主;细胞实验验证了COL1A2、IL6在肺纤维化中高表达。结果表明:COL1A2、IL6可能是肺纤维化潜在的诊断生物标志物,但是它们与肺纤维化相关的特异性尚需进一步研究。