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11-20
SciAdv最新綜述：解鎖細(xì)胞機(jī)械生物學(xué)的治療潛力1.引言領(lǐng)域介紹：機(jī)械生物學(xué)是一門研究機(jī)械力如何影響細(xì)胞行為、組織結(jié)構(gòu)和疾病進(jìn)展的交叉學(xué)科。核心概念：細(xì)胞能感知并轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)械信號(hào)，將其轉(zhuǎn)化為生化反應(yīng)，影響遷移、分化、免疫應(yīng)答和組織重塑等過(guò)程。提出“機(jī)械醫(yī)學(xué)”：將機(jī)械生物學(xué)原理轉(zhuǎn)化為臨床實(shí)踐的新范式，將機(jī)械力視為健康的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子和疾病的治療靶點(diǎn)。本文目標(biāo)：全面概述細(xì)胞機(jī)械生物學(xué)的基本原理、在疾病發(fā)病機(jī)制中的作用，以及將其轉(zhuǎn)化為治療策略的努力。2.塑造細(xì)胞和組織行為的機(jī)械線索詳細(xì)...
11-18
水凝膠作為一種具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的軟濕性材料，在生物醫(yī)學(xué)（如組織工程支架、藥物載體）、柔性電子和軟體機(jī)器人等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大應(yīng)用潛力。其力學(xué)性能（如高含水量下的柔韌性、韌性、自愈合性）是決定其功能與應(yīng)用的關(guān)鍵。水凝膠力學(xué)試驗(yàn)機(jī)是專門用于精準(zhǔn)表征水凝膠及其它軟材料力學(xué)行為的專用設(shè)備，為材料研發(fā)與應(yīng)用驗(yàn)證提供核心數(shù)據(jù)支撐。1、超低量程高精度傳感器，適配軟材料特性：?水凝膠的模量通常處于kPa至MPa量級(jí)，比傳統(tǒng)金屬或塑料低幾個(gè)數(shù)量級(jí)。專用試驗(yàn)機(jī)配備超低量程（如0.1N至數(shù)百牛頓）的高...
8-20
一、研究背景與意義細(xì)胞力學(xué)感知（Mechanosensation）是細(xì)胞將機(jī)械刺激轉(zhuǎn)化為生化信號(hào)的過(guò)程，調(diào)控組織發(fā)育、再生、病變等生理病理過(guò)程。目標(biāo)：為生物材料設(shè)計(jì)提供力學(xué)依據(jù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)再生醫(yī)學(xué)。二、細(xì)胞力感知機(jī)制1.結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)膜受體：整合素（Integrin）、鈣黏蛋白（Cadherin）等。力傳導(dǎo)鏈：細(xì)胞-基質(zhì)：ECM→整合素→適配蛋白（如Talin/Vinculin）→肌動(dòng)蛋白（F-actin）。細(xì)胞-細(xì)胞：Cadherin→α/β-連環(huán)蛋白→F-actin。機(jī)械敏感離子...
8-20
背景與意義皮膚是人體最大的器官，負(fù)責(zé)屏障、免疫、感知等功能。一旦受損，修復(fù)過(guò)程牽涉多種細(xì)胞在時(shí)間和空間上的精密協(xié)調(diào)。然而，臨床常見(jiàn)的慢性傷口（如糖尿病足潰瘍）及瘢痕（增生性瘢痕、瘢痕疙瘩）至今缺乏高效療法，導(dǎo)致巨大醫(yī)療負(fù)擔(dān)。傷口愈合的五個(gè)階段1.止血期創(chuàng)傷后血管立即收縮，血小板黏附并釋放PDGF、TGF-β等因子，纖維蛋白網(wǎng)形成臨時(shí)支架。圖1：細(xì)胞在傷口愈合止血階段的反應(yīng)2.炎癥期中性粒細(xì)胞首先清除病原體；隨后巨噬細(xì)胞由促炎M1型向修復(fù)M2型轉(zhuǎn)化，決定后續(xù)是再生還是纖維化。圖...
8-20
研究背景與目的開(kāi)發(fā)一種微型化的電-機(jī)械裝置，用于實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)地測(cè)量皮下軟組織（1–8mm）的楊氏模量，以輔助診斷皮膚病（如銀屑病）及其他疾病。技術(shù)原理核心組件：振動(dòng)致動(dòng)器：鎳鍍釹磁鐵（直徑8mm）+銅線圈（50Hz交流驅(qū)動(dòng)），產(chǎn)生洛倫茲力驅(qū)動(dòng)振動(dòng)。應(yīng)變傳感器：蛇形金質(zhì)電阻應(yīng)變片（嵌入聚酰亞胺-PDMS柔性基板），通過(guò)電阻變化檢測(cè)組織變形。測(cè)量機(jī)制：磁鐵振動(dòng)引發(fā)組織應(yīng)變，應(yīng)變片電阻變化經(jīng)鎖相放大器轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)（VS），與組織彈性模量（E）成反比。圖1用于傳感軟組織彈性模量的毫米...
8-20
鞏膜是眼球外層的主要承重結(jié)締組織，占眼球外殼約85%，不僅維持眼球形狀、保護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，還與角膜協(xié)同調(diào)控屈光狀態(tài)。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由Tenon囊、表層鞏膜、鞏膜基質(zhì)（stroma）等組成。基質(zhì)層是主要力學(xué)支撐部分，由富含膠原的層狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成，膠原纖維呈多方向交織，且在不同區(qū)域表現(xiàn)出不同的排列模式，如視神經(jīng)周圍（PPS）呈環(huán)向排列，有助于抵抗眼內(nèi)壓（IOP）引起的擴(kuò)張。圖1：鞏膜形態(tài)學(xué)和結(jié)締組織結(jié)構(gòu)概述表1：人類鞏膜的組成成分。組成濕重百分比水68膠原蛋白28其他蛋白質(zhì)（包括細(xì)胞成分）...
7-30
研究背景免疫檢查點(diǎn)阻斷（ICB）療法（如抗PD-1）對(duì)多種癌癥有效，但療效有限，亟需探索T細(xì)胞功能的調(diào)控機(jī)制。T細(xì)胞機(jī)械生物學(xué)新興領(lǐng)域：T細(xì)胞通過(guò)機(jī)械力感知腫瘤微環(huán)境，但具體機(jī)制不清。關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)1.PIEZO1抑制增強(qiáng)T細(xì)胞殺傷功能體外實(shí)驗(yàn)：PIEZO1拮抗劑（GsMTx4）或基因敲低（shRNA）顯著增強(qiáng)CTLs對(duì)黑色素瘤（B16）和結(jié)腸癌（MC38）細(xì)胞的殺傷能力，且不依賴傳統(tǒng)細(xì)胞因子（IFN-γ/TNF）或穿孔素/顆粒酶通路。機(jī)制：通過(guò)增強(qiáng)T細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞的牽引力（由F-...
7-30
成纖維細(xì)胞是參與組織穩(wěn)態(tài)和疾病的一種多樣的間充質(zhì)細(xì)胞，通過(guò)產(chǎn)生復(fù)雜的細(xì)胞外基質(zhì)并利用生物物理和生化信號(hào)來(lái)創(chuàng)造信號(hào)微環(huán)境。成纖維細(xì)胞是組織修復(fù)的“建筑師”，其異常激活導(dǎo)致纖維化，而精準(zhǔn)調(diào)控其可塑性有望實(shí)現(xiàn)無(wú)瘢痕再生醫(yī)學(xué)。一、定義與基本特征成纖維細(xì)胞（fibroblasts）是一類異質(zhì)性的間充質(zhì)細(xì)胞，分布于所有器官，負(fù)責(zé)：合成與重塑細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）；形成干細(xì)胞微環(huán)境（niche）；在損傷時(shí)轉(zhuǎn)化為肌成纖維細(xì)胞（myofibroblasts），驅(qū)動(dòng)修復(fù)或纖維化。圖1成纖維細(xì)胞的輸...
