纳米探针在分子影像领域的研究进展

随着人们对医学诊断要求的提高, 现有的影像诊断技术已经不能满足疾病高效超前诊断的需求. 而分子影像诊断技术从分子水平对疾病的异常结构和功能进行生理、生化水平显像, 能为疾病的诊治提供更为精确的信息. 分子影像学的发展除了需要先进的成像设备外, 最关键的是要发展新型而高效的成像探针. 目前常规的造影剂和分子探针因为信噪比较低、不具备靶向性等缺点而无法满足成像要求, 而在各种纳米材料基础上发展起来的纳米影像探针显示出较好的显像效果. 本文主要综述光学成像(optical imaging)、磁共振成像(magnetic resonance imaging, RI)、正电子发射断层成像(positron emission tomography, PET)、电子计算机X线断层扫描(computed tomography, CT)、单光子衍射成像技术(single-photonemission computed tomography, SPECT)、光声成像(photoacoustic imaging, PA)、多模态成像(multi-modality imaging)等各类分子影像中纳米探针的种类、应用及发展前景.     

TNF-α 诱导血管内皮细胞的衰老

TNF-α 是 极为重要的促炎性细胞因子, 在调节细胞免疫反应中起着多种生理和病理作用. TNF-α 能激活血管内皮细胞, 继而表达多种细胞因子和黏附分子引发一系列的炎性白细胞浸润和炎症反应. 研究发现TNF-α 炎性刺激除了能引起内皮细胞死亡外, 还能诱导内皮细胞的衰老. TNF-α 处理的血管内皮细胞衰老相关的β-半乳糖苷酶染色反应显示阳性, 细胞周期停滞在G0~G1期; 内皮细胞中线粒体膜电位早期上升, 衰老时则降低, 表征早期细胞线粒体功能亢进, 而后期功能衰退; 活性氧水平早期有上升和下降的振荡, 诱导衰老后有所降低. 结果表明线粒体的功能变化与TNF-α 诱导的内皮细胞衰老有关.     

巨噬细胞极性及调控机制

巨噬细胞是具有异质性的一群免疫细胞,在病原微生物和组织损伤所引起的炎症反应及消解过程中发挥关键作用.不同的诱导信号可激活巨噬细胞改变其自身的形态和生理特征,表现出显著的可塑性来应对外界环境.借用辅助性T细胞(Th)的概念,从激活方式上将巨噬细胞分为经典激活的巨噬细胞(classically activated macrophages,CAMs或M1)和非经典激活的巨噬细胞(alternatively activated macrophages,AAMs或M2)两大类.M1型巨噬细胞产生促炎症细胞因子,抵抗病原入侵但也造成机体损伤;M2型分泌抗炎症细胞因子,并在组织修复与重建和肿瘤的形成过程中发挥作用.本文介绍了巨噬细胞的激活机制和巨噬细胞极性的关系,重点总结了近年来巨噬细胞极性调控机制方面的最新研究进展,并分析预测了该领域的发展趋势.     

巨噬细胞及其表达和分泌产物在类风湿性关节炎发病中的作用

巨噬细胞分化自外周血单核细胞,二者在类风湿性关节炎（rheumatoid arthritis, RA）的发病过程中起着关键性的作用。这些细胞参与了炎症的启动和维持、白细胞的黏附和迁移、基质的降解和血管新生。巨噬细胞表达黏附分子、趋化因子受体（chemokine receptor,CR）和其他表面抗原;它们还分泌趋化因子、细胞因子、生长因子、蛋白酶和其他介质。这些炎症介质是关节炎中炎症和血管新生发生的重要病理机制。近年来,巨噬细胞移动抑制因子（macrophage migration inhibitory factor, MIF）受到研究者们的广泛关注,这种细胞因子可由包括巨噬细胞在内的多种细胞产生,它反过来可以促进巨噬细胞的活化和细胞因子的产生;同时,它可以调节机体对糖皮质激素的敏感性;并且将类风湿性关节炎与动脉粥样硬化等炎症疾病联系在一起。在类风湿性关节炎发病过程中,巨噬细胞还可以产生多种蛋白酶（如组织蛋白酶G,cathepsin G）,这些蛋白酶促进了炎症和血管新生的发生。鉴于巨噬细胞及其表达和分泌产物在类风湿关节炎致病机理中具有关键性作用,它们已成为治疗类风湿性关节炎的一个理想靶点。     

TNF—α诱导血管内皮细胞的衰老

TNF－α是极为重要的促炎性细胞因子,在调节细胞免疫反应中起着多种生理和病理作用。TNF－α能激活血管内皮细胞,继而表达多种细胞因子和黏附分子引发一系列的炎性白细胞浸润和炎症反应。研究发现TNF－α炎性刺激除了能引起内皮细胞死亡外,还能诱导内皮细胞的衰老。TNF－α处理的血管内皮细胞衰老相关的β－半乳糖苷酶染色反应显示阳性,细胞周期停滞在G0－G1期;内皮细胞中线粒体膜电位早期上升,衰老时则降低,表征早期细胞线粒体功能亢进,而后期功能衰退;活性氧水平早期有上升和下降的振荡,诱导衰老后有所降低。结果表明线粒体的功能变化与TNF－α诱导的内皮细胞衰老有关。     

白由基与医学

近年来生物医学的研究已从细胞水平,分子水平进入到量子水平.在有机化学反应(包括生物体内的化学反应)过程中,由于分子中共价键分裂的方式不同,可分为离子型反应和自由基反应.过去,一般对离子型反应比较熟悉,而对自由基反应了解得较少.近年来,随着自由基测定技术的进步,自由基在生物体系中的作用已成为一个非常活跃的研究领域,诸如生物氧化、光合作用,细胞作用、细胞增殖、机体衰老、炎症、肿瘤、动脉粥样硬化、辐射损伤以及环境污染等方面,均涉及自由基反应.现已发现,在病理情况下,自由基具有强大的破坏作用,可使核酸主键断裂、碱基降解和氢键破坏;使蛋白质或多肽链断     

性别、细胞素和癌的关系

癌细胞并非全是恶性细胞,多半的癌物质是由支撑性细胞如成纤维细胞、组织巨噬细胞和内皮细胞构成。这些正常细胞在癌细胞中恢复、扩增及维持的过程,与发炎和因修复急性炎症导致的破坏而出现的组织改型密不可分。研究发现了一种名叫MyD88的细胞内蛋白质,在实验小鼠的肝及结肠癌的发生中发挥重要作用。同时牵涉到天然免疫反应,即转换由病原体和炎性细胞素如白细胞介素-1(IL-1)所诱发的信号。     

NLRP3炎症小体:2型糖尿病治疗的新靶点?

炎症之于机体是一把双刃剑,适度的炎症反应利于机体对抗外界病原微生物的感染,而失调的炎症反应又会使这把利剑挥向机体自身,过度放大或持续存在的炎症反应是导致机体组织损伤和器质性病变的主要原因.事实上,一直以来炎症就被认为与许多慢性疾病的发生发展有着千丝万缕的联系.鉴于此,Science于2005年提出的125个科学问题中就包括"炎症是否是所有慢性疾病发生的重要原因?".尽管在2型糖尿病、神经退行性疾病、动脉粥样硬化、痛风及肿瘤等多种严重危害人类健康的重大疾病中都检测到有慢性炎症参与的证据,但是长期以来慢性炎症在这些疾病当中发生的细胞和分子机制并不清楚,相关抗炎干预靶点也并未得到确切鉴定.近年,随着对固有免疫模式识别受体和信号转导机制的深入研究,人们发现,包括NLRP3在内的一些固有免疫模式识别受体通过识别上述慢性疾病当中的危险信号,从而启动炎症反应和疾病的发生,提示NLRP3等固有免疫模式识别受体及其信号通路可能成为包括2型糖尿病在内的相关炎性疾病治疗的新靶点.本文将着重介绍近年有关NLRP3炎症小体活化与T2DM的关系,以及靶向NLRP3炎症小体的T2DM治疗研究方面的进展.     

中医药在新型冠状病毒肺炎炎症损伤中的作用研究进展

新型冠状病毒肺炎(NCP)是一种由COVID-19引起的感染性呼吸道疾病.炎性风暴(也称为细胞因子风暴)在COVID-19诱导的肺损伤中起重要作用,并且是导致NCP患者病情加重甚至死亡的核心病理因素.促炎性细胞因子的过度表达和释放将导致组织损伤.研究表明,对炎性损伤的干预可能是中医药治疗NCP的重要机制之一.临床研究发现,对NCP患者进行中医药早期干预可以显著缓解体征和症状,缩短病程,降低患者进入严重期的可能性,并降低病死率.通过对《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第八版)》及已发表文献的分析发现,中医药对NCP患者炎性损伤的调控通过多靶点实现.一方面,一些中药对病毒的增殖具有直接作用;另一方面,某些中药通过调节免疫细胞的功能,减少促炎细胞因子的产生,同时增加抗炎介质的分泌而重构机体免疫平衡. NCP的流行尚未结束,世界仍在遭受COVID-19病毒的攻击.本文旨在综述中医药对COVID-19诱导的炎症反应的作用及其机制,以期为临床和科研工作者提供资料帮助.     

用正电子湮没研究中子辐照Si

硅在能源技术应用中是很重要的材料,随着离子注入技术发展和对掺杂兴趣增加,了解由于粒子辐射而造成辐射损伤引起的空位与退火温度关系是非常重要的.在研究半导体缺陷中,正电子湮没方法是非常有用的方法,因为捕获正电子湮没的特性是受缺陷电荷影响,研究结果表明在半导体中,正电子能被辐射损伤缺陷所捕获.本工作是用正电子湮没寿命来研究经过中子辐照后的单晶硅,未退火及在400～1150℃范围内退火的空位变化情况,讨论了捕获模型.1 实验     

白细胞介素-8的心血管效应

许多细胞因子都具有心血管活性,对心血管系统的功能调节具有重要影响。白细胞介素-8(interleukin-8,IL-8)是单核巨噬细胞合成和释放的,中性粒细胞活化因子。最近发现它亦产生于血管内皮细胞,内皮细胞产生的IL-8具有白细胞粘附抑制因子(LAI)样活性,在炎症反应中限制白细胞在血管壁的粘附而调节白细胞与内皮细胞的相互作用。IL-8不仅     

结核分枝杆菌免疫逃逸机制研究进展

结核病(tuberculosis, TB)是由结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis, Mtb)感染引起的一种对全球人类健康和经济社会发展具有重大影响的人兽共患病.结核分枝杆菌感染人类已有数千年的历史,在其与人类宿主共同进化的过程中, Mtb已发展出多种巧妙的策略以逃避宿主的免疫防御,从而建立持续性感染.然而,我们对其免疫逃逸的分子机制以及细菌的毒力因子在Mtb不同感染阶段下发挥的作用了解有限.研究表明,在Mtb感染的早期阶段,肺泡巨噬细胞无法控制Mtb的感染,在进入肺间质后, Mtb可通过调控细胞内感染、损害抗原提呈、破坏巨噬细胞和T细胞功能等手段达到免疫逃逸的目的.本文详细回顾并综述了近年来结核分枝杆菌调控巨噬细胞自噬、凋亡以及适应性免疫应答等过程的分子机制,这些分子机制对于开发新的宿主导向疗法以及保护性疫苗至关重要.     

附睾的免疫学研究

免疫学是研究机体免疫系统结构和功能的一门学科. 免疫系统由早期的天然免疫和后期的获得性免疫所组成. 免疫系统的任务是通过天然免疫和获得性免疫, 其中包括长效的免疫记忆反应, 对病原体或外源分子予以识别和清除, 以保护宿主的自身稳定. 本文简单介绍附睾的结构、功能和附睾上皮细胞组成与免疫系统的关系. 通过分析炎症引起的附睾内免疫活性细胞的变化、大鼠附睾防御素的表达和防御素的抗炎症细胞反应, 介绍附睾的血-附睾屏障、免疫屏障以及附睾炎症和男性不育的病理机制, 揭示附睾与免疫学之间的密切关系. 最后对今后应关注的与附睾免疫学相关的学科研究领域进行了探讨.     

基于纳米操纵的DNA分子手术

手术一般是利用手术刀等工具对生物体的特定部位进行定位机械操作,包括切割、移植、缝合等."分子手术"是延用医学中对生物体外科手术的概念,只是对象不是生物体而是单个分子."分子手术"的定义为:对单个分子在纳米尺度上的操纵和改性,包括对单分子的切割、推移、卷积、分离,以及定位反应等.这意味着分子手术主要是借助某种机械对单个分子的机械操作及随之引发的化学和生化反应.     

中药特异质肝损伤易感因素的代谢组学研究:以何首乌制剂为例

药物特异质肝损伤的易感机制是当前临床毒理学研究的难点.本研究以何首乌制剂——润燥止痒胶囊为例,结合临床病例分析,采用代谢组学探讨其肝损伤可能的易感机制.病例分析表明润燥止痒胶囊相关肝损伤具有较典型的特异质属性,且与免疫异常活化有关.在正常小鼠上,灌胃润燥止痒胶囊对肝功能生化指标和肝组织病理无显著影响;在易感模型小鼠,免疫应激造模因素并未引起肝损伤表型,仅伴随肝组织少量炎性免疫细胞浸润,但从代谢组学可见组氨酸和丙氨酸等代谢通路显著上调(P0.01)和色氨酸等代谢通路显著下调(P0.01),提示代谢重编程可能是其肝损伤易感因素的重要内在机制;而在免疫应激易感因素基础上,灌胃润燥止痒胶囊引起了显著的肝损伤表型,并伴有肝组织大量炎性免疫细胞浸润和炎症反应,同时代谢组学上亦表现为花生四烯酸、亚油酸、甘油磷脂、胆汁酸等与炎症相关代谢通路的显著改变.综合提示代谢重编程可能是药物特异质肝损伤易感性的重要机制之一.基于易感因素相关的代谢紊乱通路,筛选发现了亚油酸、骨化二醇、18-羟基皮质酮等10个生物标志物可较好地识别易感模型动物(ROC分析中AUC均大于0.9),对临床识别易感人群具有潜在的应用价值.     

亚稳态稀有气体原子He,Ne,Ar与N2分子的激发传能

亚稳态稀有气体原子与双原子分子的电子激发态传能,由于理论上还不能对其反应体系的势能面、电子云重叠、散射截面进行精确计算,实验数据便显得尤为重要.而亚稳态稀有气体原子与Ｎ2分子之间的能量传递是实验化学家非常关注的一个反应体系.亚稳态稀有气体原子Ｈｅ,Ｎｅ其资用能(20,16ｅＶ)远高于Ｎ2分子的电离能,迄今为止人们认为反应通道只有Ｐｅｎｎｉｎｇ电离和缔合电离[1].我们利用交叉分子束技术结合高灵敏度光谱测试技术,采用束放电方式产生高浓度的Ｈｅ,Ｎｅ,Ａｒ原子束在单次碰撞条件下与Ｎ2分子碰撞反应,均探测到了Ｎ2(Ｃ3Πｕ＿Ｂ3…     

番茄系统抗性反应的信号转导

番茄中受伤诱导的蛋白酶抑制剂(PIs)为阐明植物系统性抗性反应信号转导途径的分子基础提供了一个理想的模式系统. 在这一模式系统中, 与日俱增的证据表明多肽信号分子系统素和来源于不饱和脂肪酸的植物激素茉莉酸都具有信号分子的功能, 二者通过一个共同的信号转导途径激活蛋白酶抑制剂和其他抗性相关基因的表达, 从而使植物产生抗性. 然而, 关于这些信号分子如何相互作用而促进细胞间长距离信号传递所知甚少. 对番茄中由系统素/茉莉酸共同介导的蛋白酶抑制剂基因的表达过程进行遗传解析, 为全面认识多肽和氧化脂类信号分子在调控植物系统性抗性反应中的作用机制提供了独特的契机. 以前的研究认为, 系统素是诱导抗性基因表达的长距离运输的信号分子. 但是最近的遗传分析表明, 系统抗性反应中长距离运输的信号分子是茉莉酸而不是系统素, 系统素的作用在于调控茉莉酸的生物合成.     

下丘脑AgRP神经元调控食欲和体重研究进展

食欲和体重稳态调控是动物维持生存的重要机制.中枢神经系统内的下丘脑是机体能量平衡调控的中心.下丘脑对外周的各种激素和营养素信号做出反应从而调控能量代谢.下丘脑弓状核内的AgRP神经元是饥饿敏感神经元,在能量缺乏时被激活,从而引起进食行为. AgRP神经元调控食欲和体重的分子机制较为复杂,涉及到激素、神经递质和受体,以及神经元内的多种调控分子(如炎症激酶IKK?).此外, AgRP神经元与下丘脑及下丘脑外神经元之间形成复杂的神经环路,从而调控食欲和体重.本文将从AgRP神经元的上游、下游和神经元内的分子调控机制,以及相关的神经环路作一回顾.     

细胞死亡与人类健康

细胞死亡是生物界普遍存在的现象，它不同于机体死亡．在正常人体组织中，每天都有千千万万个细胞死亡。细胞死亡的方式主要有两种：坏死（necrosis）和程序性细胞死亡（programmed cell death）。细胞坏死是细胞对外来伤害的一种被动反应，如局部缺血、高热、物理化学损伤和生物侵袭等，均可造成细胞急速死亡。细胞坏死的主要形态学特征是细胞发生肿胀．最后导致细胞膜破裂和溶解，细胞内前炎症因子等内容物释放，引起严重的炎症反应。细胞坏死现象与人类多种疾病相关。如病毒感染引起的急性重型肝炎，其基本病理变化就是患者小叶肝细胞发生不同程度的坏死，在显微镜下可见肝汇管区及小叶内有以淋巴细胞和单核细胞为主的炎性细胞浸润、小叶网状支架被破坏。     

正负电子组成的分子问世了

据2007年9月15日Science News报道:美国两位物理学家首次制成由电子和正电子组成的分子。在此基础上进一步提高技术有可能将反物质凝聚为液态或固态,甚至可用于产生γ-射线激光。科学家们将反质子和正电子组成反氢原子,十多年前就做到了。反氢原子独处时和氢原子一样是稳定的,但却很