摘要：目的构建双层含骨基质骨器官芯片并用于体外模拟成骨细胞和破骨细胞分化,为抗骨质疏松药物开发提供新平台。方法使用WorkSoild软件制作双层双通道骨器官芯片设计图,利用光刻技术制备浇注母版。以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为原料,通过模具浇注制备芯片主体。以牛皮质骨片为间隔,分隔培养室4个通道进出口采用储液柱封闭。芯片验证实验分为成骨、破骨诱导组和成骨、破骨对照组,成骨、破骨诱导组将小鼠胚胎成骨细胞前体细胞MC3T3-E1和小鼠巨噬细胞RAW264.7分别接种于芯片上,成骨诱导14 d,破骨诱导7 d。成骨、破骨对照组为不进行诱导的MC3T3-E1细胞和RAW264.7细胞。观察指标包括:(1)芯片外观及密封性:芯片制备完成后拍照观察外观并通过密封实验观察密封性能。(2)生物相容性:MC3T3-E1细胞和RAW264.7细胞接种于芯片培养3 d及培养1、3、5 d后,分别采用钙黄绿素乙酰氧基甲酯/碘化丙啶(AM/PI)染色和细胞增殖及毒性检测试剂盒(CCK-8)实验观察细胞存活情况。(3)成骨分化情况:对成骨诱导组细胞进行碱性磷酸酶(ALP)染色、茜素红染色观察成骨细胞诱导情况。收集成骨诱导组和成骨对照组细胞RNA,qPCR检测成骨细胞标志基因Runt相关转录因子2(RUNX2)、骨钙素(OCN)、Ⅰ型胶原(COL1A1)表达情况,观察成骨细胞分化程度和成骨能力。(4)破骨分化情况:对破骨诱导组细胞进行抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色观察破骨细胞分化情况。提取破骨诱导组和破骨对照组细胞RNA进行破骨分化基因qPCR,检测破骨细胞标志基因TRAP、组织蛋白酶K(CTSK)和树突状细胞特异性跨膜蛋白(DC-STAMP)表达水平。结果双层含骨基质骨器官芯片大小为3 cm×3 cm,整体透光,芯片系统结构对接紧凑,无渗液。钙黄绿素AM/PI染色结果显示,MC3T3-E1细胞和RAW264.7细胞培养3 d后,呈红色荧光死细胞极少。CCK-8实验结果显示,MC3T3-E1细胞和RAW264.7细胞培养5 d内,细胞活力均在90%以上,表明芯片生物相容性好,细胞可以正常存活并增殖。ALP染色和茜素红染色结果显示,成骨诱导14 d,成骨诱导组MC3T3-E1细胞成功分化为成骨细胞并产生钙化结节。qPCR结果显示,成骨诱导组MC3T3-E1细胞的RUNX2相对表达量为4.98±0.74,显著高于对照组的0.99±0.03(P<0.01);MC3T3-E1细胞的OCN相对表达量为7.98±0.76,显著高于对照组的1.00±0.06(P<0.01);MC3T3-E1细胞的COL1A1相对表达量为7.07±0.56,显著高于对照组的0.97±0.03(P<0.01)。TRAP染色结果显示,破骨诱导7 d,破骨诱导组RAW264.7细胞形成巨大的多核破骨细胞,破骨细胞表达大量TRAP蛋白。qPCR检测结果显示,破骨诱导组RAW264.7细胞的TRAP相对表达量为3.35±0.37,显著高于对照组的1.01±0.06(P<0.01);RAW264.7细胞的CTSK相对表达量为3.46±0.79,显著高于对照组的1.01±0.05(P<0.01);RAW264.7细胞的DC-STAMP相对表达量为1.92±0.12,显著高于对照组的0.98±0.08(P<0.01)。结论双层含骨基质骨器官芯片结构紧凑,可长期体外培养,生物相容性好,可进行成骨和破骨细胞分化诱导,有望为骨质疏松机制探究和药物筛选提供新的研究平台。

摘要：目的构建微流控器官芯片,并评估其在模拟骨关节炎进程中软骨下骨骨重塑的能力。方法基于微流控技术和细胞共培养技术设计芯片主体,MC3T3-E1细胞贴壁培养在细胞接种小室的内部,在细胞接种小室的底部以0.5 ml/min的流速灌流培养基。评价指标:(1)微流控器官芯片的评价:灌流生长培养基,采用模拟仿真实验测试不同时间点细胞接种小室内部和底部液体的浓度差和平衡时间;活死染色观察细胞在设定流速下连续培养3、7 d的生物相容性,分为3 d组和7 d组。(2)微流控器官芯片的促成骨作用:灌流成骨诱导培养基,通过碱性磷酸酶(ALP)染色和PCR比较细胞在静态和灌流条件下3、7 d的黑色ALP阳性细胞数量和成骨相关标志基因成骨特异性转录因子2(RUNX2)、Ⅰ型胶原(COL1A1)、骨形态发生蛋白-2(BMP-2)、骨钙素(OCN)的表达情况,分为静态未诱导组、静态诱导组和灌流诱导组。(3)三种成骨细胞亚型外泌体(EVs)的形态和大小表征及生物相容性:获取三种不同细胞亚型[内皮型成骨细胞(EnOB)-EVs、基质型成骨细胞(StOB)-EVs和矿化型成骨细胞(MinOB)-EVs],通过透射电镜和粒径分析获取形态和大小;灌流含有三种不同细胞亚型EVs的生长培养基,通过细胞增殖/凋亡检测实验比较添加不同EVs浓度(1、1.25、2.5、5μg/ml)24 h的生物相容性,分为EnOB-EVs组、StOB-EVs组、MinOB-EVs组。(4)三种成骨细胞亚型EVs的促成骨作用:灌流含有三种不同细胞亚型EVs的成骨诱导培养基3 d,通过ALP染色和PCR比较黑色ALP阳性细胞数量和成骨相关标志基因RUNX2、COL1A1、BMP-2、OCN的表达情况,分为无EVs组、EnOB-EVs组、StOB-EVs组和MinOB-EVs组。结果(1)微流控器官芯片的评价:模拟仿真结果显示,在持续灌流12 h后,上室最上层浓度达到下室浓度的95%以上,最下层为下室浓度的96.5%左右,上下室的浓度差达到平衡状态。活死染色结果表明,芯片在0.5 ml/min的流速下,生物相容性好,灌流3、7 d细胞存活率分别为(99.48±0.12)%、(97.07±1.05)%(P0.05);静态未诱导组COL1A1、BMP-2、OCN表达水平分别为1.00±0.03、1.00±0.13、1.00±0.09,静态诱导组分别为9.38±0.25、14.27±4.35、84.01±4.02,灌流诱导组分别为2.39±0.08、133.64±8.87、86.64±8.36(P<0.01)。3、7 d时静态未诱导组、静态诱导组和灌流诱导组相互比较,均为灌流诱导组的促成骨能力最强。(3)三种成骨细胞亚型EVs的形态和大小表征及生物相容性:透射电镜下EnOB-EVs、StOB-EVs、MinOB-EVs均为典型的茶托状形态。粒径分析结果显示,EnOB-EVs、StOB-EVs、MinOB-EVs的大小分别为(91.3±14.7)nm、(106.0±16.0)nm、(68.1±10.7)nm。细胞增殖/凋亡检测结果显示,EnOB-EVs、StOB-EVs、MinOB-EVs的最佳给药浓度均为1.25μg/ml。(4)微流控器官芯片对于三种EVs促成骨功能验证:ALP染色结果显示,无EVs组黑色ALP阳性细胞最少,添加EnOB-EVs组其次,StOB-EVs组再者,MinOB-EVs组最多。PCR结果显示,无EVs组RUNX2、COL1A1、BMP-2、OCN表达水平分别为1.00±0.01、1.00±0.03、1.00±0.02、1.00±0.02,EnOB-EVs组分别为1.95±0.11、6.78±2.04、7.99±0.57、6.93±3.83,StOB-EVs组分别为0.79±0.12、5.68±1.53、12.59±3.15、25.59±0.95,MinOB-EVs组分别为0.68±0.

摘要：目的构建基于血管化机制的骨不连类器官芯片,并探讨无菌性骨不连发生机制。方法设计半开放微流控芯片,实现人骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stromal cells,BMSC)、人胚肺成纤维细胞(human fetal lung fibroblast 1,HFL1)与人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVEC)共培养,建立三维器官芯片体系。设置HFL1与HUVEC不同比例与BMSC共培养,分为对照组(HFL1∶HUVEC=1∶1)、纤维化组(HFL1∶HUVEC=3∶1)与血管化组(HFL1∶HUVEC=1∶3)。通过碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)、茜素红(alizarin red)染色观察BMSC成骨分化情况,qPCR分析成骨标志基因SP7、RUNX2、ALPL、BGLAP及血管化相关基因KDR、VWF转录情况,Western blot检测成骨标志蛋白RUNX2和ALP表达水平。结果BMSC、HFL1和HUVEC共培养体系中BMSC正常生长且出现明显生物矿化行为,血管内皮细胞能够形成有序血管结构,证实体系构建成功。相较对照组,纤维化组BMSC成骨分化下降趋势不明显,矿化标志基因ALPL和BGLAP相对表达量为0.55±0.19、0.42±0.27,差异均有统计学意义(P<0.05);血管化组基因KDR和VWF下调,相对表达量为0.49±0.17、0.49±0.21,差异均有统计学意义(P<0.05)。相较对照组,血管化组BMSC成骨分化基因SP7、RUNX2、ALPL和BGLAP上调,相对表达量分别为2.91±0.52、3.83±1.87、3.22±1.29和5.21±1.46,差异均有统计学意义(P<0.05);血管化基因KDR、VWF上调,相对表达为8.24±2.84、5.32±1.67,差异均有统计学意义(P<0.05)。Western blot结果表明RUNX2、ALP在血管化组中表达增加,纤维化组中表达减少。结论骨不连类器官芯片能够部分模拟骨不连局部微环境,纤维化可能导致骨形成能力和血管化水平显著下降,是无菌性骨不连发生的潜在重要原因。

摘要：本文分析教育部不同运行主体在国家重大科技基础设施建设和运行过程中的特点和现状,参考中国科学院与俄罗斯、德国、美国、英国等国外同类型设施考核评价体系,结合转化医学国家重大科技基础设施(上海)在开放运行中所设立的量化评价与质性评价相结合的科学性评价体系,设计以高等学校为运行主体的国家重大科技基础设施运行评价体系。

摘要：目的 为了获得白化的C57BL/6N小鼠,扩大其在皮肤移植和胚胎干细胞方面研究中的应用。方法 通过体外设计合成Cas9 mRNA和系列sgRNA(single guide RNAs),注射到小鼠的受精卵内,破坏合成C57BL/6N小鼠黑色素生成必须的酪氨酸酶(tyrosinase,TYR)基因序列的第1和第2外显子,产生基因突变,获得F0代白化的C57BL/6N小鼠,然后经过重复回交和自交,形成白化C57BL/6N小鼠近交系。结果 经过注射两对sgRNA,成功的获得了F0代的白化小鼠,在Tyr基因的第1和第2外显子中均发生了缺失突变,小鼠可以将突变基因传递给后代,并在其后代中产生了纯合的白色C57BL/6N小鼠,最后对白化小鼠突变类型进行了分析。结论 通过CRISPR-Cas9技术破坏了小鼠Tyr基因,成功地建立了白化C57BL/6N小鼠近交系,为将来的嵌合体制作、组织移植提供了新的研究工具。

摘要：蛋白质在多种生物过程和生物医学研究中起到关键作用,获取高度均一性的蛋白质样品是这类生化研究的重要一环。相较于重组表达法,蛋白质化学合成能够更为稳健地获取精准修饰的,甚至是人为设计的蛋白质。而一些可作为药物靶点的重要蛋白(如人源白细胞介素-2、K^(+)通道蛋白Kir5.1等)在化学合成过程中面临多肽片段溶解度不佳的问题,为后续的纯化、表征、连接反应等操作带来困难。这类问题的主要原因可能是这些目标蛋白的多肽片段之间易通过疏水相互作用、氢键等作用模式自组装形成二级结构,进而使得片段溶解度降低。增溶标签策略是这类问题的解决途径之一,本文介绍了在多肽片段主链、侧链和骨架上安装增溶标签的策略,选取膜蛋白FCER1G、共伴侣蛋白GroES等蛋白作为目标展示,并对增溶标签策略未来的发展方向作出展望。

摘要：手术机器人是国家战略诊疗设备研究重点,得到多所科研院所、高校及企业的广泛关注,设计研发了多款手术机器人,并进行了注册申报。该文深入探讨了手术机器人的关键技术及其性能优化要点,包括运动学的定位误差、位姿误差、反馈模型误差、图像识别定位误差、路径规划和安全性方面等。不仅为未来手术机器人标准化研究提供了科学依据,也为医疗机器人行业的研发、制造及注册流程提供了重要的理论与实践参考。

摘要：目的 通过介绍基于中文版REDCap构建的甲状旁腺切除术后患者交互式随访数据采集系统,为今后开展慢病随访研究提供技术方法的参考。方法 采用中文版REDCap设计患者友好型交互式在线随访数据采集系统,并对其应用情况进行评价。结果 自2022年4月投入使用,共完成92例患者的评估,完整应答率为91.30%。每位患者共采集304个变量,包括患者自我报告238个变量,患者的平均响应时间为(19.47±9.37)min。结论 基于中文版REDCap构建在线的随访数据采集系统,具有简单、易上手、部署快捷、患者界面友好、应答率高、数据质量可控、处理高效、后续追踪管理及维护方便等优势,可满足术后随访需要。