3D细胞培养在细胞生理学研究中的应用进展

3D细胞培养技术是生命科学中发展最快的实验技术之一。随着细胞成像和数据分析的发展以及新的细胞支架的使用, 3D模式逐渐成为主流的细胞培养方式。这种培养已被证明更接近体内细胞的原始状态,能为很多研究提供有价值的细胞材料。通过介绍现阶段3D细胞培养方法、优势、现有的支架材料以及在模拟生理学相关进程中的应用,为未来的细胞生理学研究提供参考。     

肿瘤细胞与微环境的相互作用决定肿瘤转移的最终归宿

近年来,研究肿瘤微环境中各种细胞及分子对肿瘤转移的影响已经成为肿瘤研究领域的热点。本文在回顾了近年来此方面的主要进展的基础上,对主要细胞/分子影响肿瘤转移不同方面的机制及阐明不同成分之间及与肿瘤细胞之间相互作用的分子网络的意义予以论述,并对其可能对临床治疗策略的影响及对治疗效果的改善进行了展望。     

3D建模与快速成型技术在个体化膝关节假体术中的应用

目的探讨3D建模与快速成型技术在个体化膝关节肿瘤假体手术治疗中的新方法,评价3D建模与快速成型技术的应用价值.方法选取3例膝关节骨肿瘤患者,术前均对膝关节周围病损区行CT扫描,获得原始数据后,导入Mimics19.0软件,在软件中模拟手术规划,并且设计与切除后剩余的骨组织相契合的钛合金"植物.随访期间应用国际骨与软组织肿瘤保肢(Musculoskeletal Tumor Society,MSTS)功能评分系统对患者的术后功能情况进行评价.结果 3例患者均获随访,随访时间5~26个月,平均16个月.末次随访MSTS得分为18~29分,平均24.3分,其中优2例,良1例,优良率达100%.结论通过3D建模与快速成型技术在膝关节肿瘤手术中的应用,可精确指导截骨界限,设计个体化膝关节假体,韧带附丽点接近生理结构,为膝关节骨肿瘤治疗提供新方法.     

一氧化氮治疗肿瘤的研究进展

一氧化氮（NO）是一种半衰期很短的气体分子，对细胞膜具有高穿透性，能在人体内传递重要信息，并具有调节细胞的功能.NO气体分子既能维持正常细胞的生理功能和活性，又能选择性地快速耗尽肿瘤细胞的能量，诱导肿瘤细胞凋亡.研究表明：NO可以通过多种机制实现肿瘤治疗.已有一些NO供体药物表现出良好的抗肿瘤活性，精确控制NO在肿瘤部位的释放，可杀死肿瘤细胞.因此，NO气体疗法作为一种肿瘤治疗策略具有一定的应用前景.文章简述了NO的生理学特性和几种典型的NO供体，以及释放NO的生物材料在生物医学领域的应用进展.     

维生素D_3与雌性生殖

综述了维生素D_3(vitamin D_3,VD_3)的代谢和作用机制、维生素D代谢酶和维生素D受体在雌性生殖系统中的分布、VD_3与雌性生育力、VD_3与雌性激素的关系,可以为推进VD_3影响雌性生殖的分子机制和临床治疗女性生殖相关疾病的研究提供理论依据。     

Stat3与皮肤肿瘤的形成

活性Stat3能够抑制细胞凋亡和促进肿瘤细胞增殖，从而促进皮肤肿瘤的形成与发展，构建高特异性及高选择性的显性负相Stat3重组体是预防和治疗皮肤肿瘤的有效方法。     

3D卷积神经网络的结构优化及中枢神经系统药物的识别

该文研究了如何利用3D-CNN识别中枢神经系统(CNS)药物和non-CNS药物。首先,构建CNS药物和non-CNS药物数据集并优化小分子构象;然后,以3D网格矩阵编码小分子结构,作为3D-CNN模型的输入;接着,在模型训练中,采用正交实验法对3D-CNN模型的超参数进行快速优化;最后,使用外部测试集检验模型,达到ACC为84. 3%,MCC为0. 685,AUC为0. 884的泛化性能。实验表明,在正交实验法获取可靠超参数组合的基础上,3D-CNN模型对于CNS药物的识别具有良好效果,所构建的模型为设计新的CNS药物提供了基础。     

肿瘤研究新视点——MGMT

MGMT作为一种重要的DNA修复酶对于保护细胞免受环境中的致癌物质和（或）化疗物引起的基因毒起着关键作用，因此在细胞对环境致癌物的易感性与肿瘤对化学药物的耐药性等研究领域，MGMT正受到越来越多研究者的关注。化疗药物作用的有限性一直是困扰肿瘤临床治疗的一大难题，许多人把希望寄托在肿瘤的早期发现与预防上，MGMT作为一种重要的DNA修复酶起着保护细胞免受基因毒的重要作用，利用这一性质，通过检测组织中MGMT的活性水平可以帮助我们预测正常细胞的突变性与肿瘤细胞的耐药性，为肿瘤的早期预防和确定化疗方案提供依据，本文综述了MGMT的一般性质、作用机制和临床意义。     

TNF与IFN协同诱导癌细胞凋亡机制的研究进展

综述了肿瘤坏死因子(TNF)与干扰素(IFN)协同诱导肿瘤细胞凋亡的机制.分别从受体、细胞周期、相关基因及凋亡途径4个方面进行阐述,以期为细胞因子的游离及固定药物的机制研究提供理论参考,并对肿瘤细胞因子治疗的临床用药有指导意义.     

基于3D技术的高职无损检测教学改进策略——以钢轨探伤课程为例

为提升高职无损检测教学效果,探索将3D技术引入教学的策略.分析了高职无损检测课程在教学内容、数字资源建设和教学方式等方面现存的问题,并以钢轨探伤课程为典型案例,提出构建3D虚拟仿真教学工坊、建设3D动画数字资源库和创新基于3D技术的探究式教学方法.3D技术与高职无损检测教学的有效融合,为数字技术在职业教育中的普及应用提供了新思路.     

基于Labview进行激光器控制和3D实时显示

本文研究了Labview图形化编程软件在光学实验中的应用，主要介绍了Labview对激光器的控制、数据采集卡数据的采集和数据3D显示功能。通过对软件自带的移位寄存器功能和替换数组子集功能的研究，成功的实现了实时3D显示功能，为Labview在虚拟实验平台构建中，开辟了新的应用。     

Web3D技术在多媒体教学中的应用

多媒体技术是计算机教育应用的热点领域，在现代教育中扮演着越来越重要的角色。而Web3D技术作为虚拟现实技术的一种实现形式，为虚拟现实技术走进课堂，走近学生，提供了广阔的发展平台。本文从多媒体教学中存在的实际问题出发，设计制作了基于X3D标记语言的3D多媒体课件，为Web3D技术在多媒体教学中的运用寻找到了一条新途径。     

生物材料的3D打印研究进展

在生物医药领域,通过对生物材料或活细胞进行3D打印,可构建复杂生物三维结构如个性化植入体、可再生人工骨、体外细胞三维结构体、人工器官等,因而基于生物3D打印在个性化定制及复杂结构调控制造上的独特优势,综述了生物3D打印技术的基本工艺、应用领域与研究进展.重点针对3D打印生物材料这一研究热点,全面讨论了喷墨打印和注射挤出打印两种路径,分析总结了3D打印相关生物材料并应用于体外模型、医疗器械和植入体的制造以及可降解组织支架、细胞三维结构体的构建,最后对该技术未来发展趋势和研究重点提出展望.     

基于肿瘤乏氧微环境的纳米药物载体研究进展

肿瘤微环境是肿瘤细胞赖以生存的内部环境,伴随着乏氧、微酸、间隙压升高、免疫耐 受等一系列非正常组织的特征,与肿瘤的产生、发展以及转移等现象密切相关。近年来随着纳米 材料的不断发展,越来越多的纳米材料被用于肿瘤的治疗。本文综述了肿瘤乏氧微环境的特征, 从外源性与内源性两方面改善肿瘤乏氧的纳米材料,以期为相关研究提供参考。     

短肽自组装技术构建纳米三维细胞培养基质

绝大多数用于细胞3D(3-dimension,3D)培养的生物材料支架具有多孔渗水性的无定形结构,能被生物降解,但没有生物活性,也没有组织特异性,其支架显微结构与体内ECM(extracellular matrix,ECM)相差很大.目前,国际上兴起用短肽自组装技术构建纳米三维细胞培养基质,它具有纳米级结构、具有生物活性、组织特异性、成分清楚可控、生物力学、显微结构与体内一致等特征.纳米三维细胞培养基质在细胞生物学,肿瘤学,高通量药物筛选,组织工程,再生医学,以及生物纳米材料的发展具有重要的意义.     

数字航空博物馆三维场景的构建

讨论了如何运用新的三维图形技术X3D和Java3D技术进行基于Web的交互式三维场景的创建。给出了数字航空博物馆三维场景构建的系统结构，然后讨论了X3D在航空博物馆虚拟飞行和导弹发射系统中的应用，结合实例分析了X3D技术的优势和Java对X3D对象控制；最后针对飞机虚拟拼装的实现，阐明基于Web的Java3D技术的应用。     

人工智能为3D影视行业注入新动力

 介绍了3D视觉产生的原理和人类对3D视觉的探索历程，分析了3D内容的制作方式。伴随计算机视觉和人工智能技术发展，提出并研发了一种新的3D转制技术--人工智能2D转3D，该技术可根据2D图像自动生成3D内容，在无损品质下，将3D转制效率提升了1000余倍。并指出基于这项技术，可开发3D直播、3D浏览器等新应用，也有望彻底解决3D内容匮乏问题。     

Nrf2对正常细胞和肿瘤细胞的微环境调控研究进展

正常细胞需要面对各种各样的微环境损害,它们通过多种机制应对有毒或致癌物质的损伤,其中最重要的细胞防御机制是通过转录因子Nrf2调节的.Nrf2介导的细胞保护反应能够保护多种器官或组织,Nrf2的激活意味着对抗包括肿瘤和炎症反应等多种人类疾病,而肿瘤细胞的微环境远远比正常细胞复杂,因此Nrf2的激活对于肿瘤细胞抵御治疗、促进生长意义重大.     

国产3D打印矫形鞋垫治疗膝关节骨性关节炎的临床应用及疗效评价

通过前瞻性临床研究，将膝关节骨性关节炎（KOA）患者作为研究对象，比较了国产3D打印矫形鞋垫和药物保守治疗对不同程度KOA患者的疗效和预后，指标包括胫骨内翻角（TBVA）、膝关节活动度（ROM）、国际膝关节文献委员会（IKDC）主观评分、疼痛视觉模拟评分（VAS）、临床有效率及膝关节损伤和骨关节炎评分（KOOS）。结果显示，矫形组的TBVA、KOOS-症状、KOOS-日常活动及KOOS-生活质量均显著小于服药组，而IKDC评分显著高于服药组，对于中度KOA患者，矫形组的ROM及临床有效率显著高于服药组。说明国产3D打印矫形鞋垫治疗中重度KOA的疗效及预后优于药物保守治疗，且其对中度KOA患者的疗效更佳。     

非热等离子体诱导肿瘤细胞的损伤和死亡模式

非热等离子体杀灭肿瘤细胞具有“广谱”与高效的优势，且能“选择性”杀死肿瘤细胞，有望成为肿瘤治疗的新型物理技术.非热等离子体通过提高细胞内活性氧自由基水平，损伤DNA等生物分子及多个细胞器，启动多条信号通路最终导致细胞进入死亡阶段.笔者主要概述了近年来非热等离子体对肿瘤细胞的损伤及机制、诱导肿瘤细胞发生程序性死亡的类型及相应机制，为其后续研究及临床应用提供参考.