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骨组织工程支架材料与新骨生长研究
本文对β-TCP、β-TCP/DCHA和HA材料的结构、表面生物活性及细胞在材料表面的粘附情况进行了检测与分析,用Micro-CT对制备的骨支架材料植入前后的结构进行了评价.将骨髓基质细胞进行培养、分化,扩增得到足够浓度的成骨细胞,并种植于骨支架材料复合培养后,再植入动物体,观察成骨状况,研究成骨机制.结果表明:骨支架的孔隙中诱导生成新骨,随着新骨生长,支架材料在逐步降解,从而达到骨重建.研制出了具有三维多孔结构、适于新骨生长的孔径、可降解、表面生物活性好以及植入骨细胞后可以诱导新骨生成骨组织工程支架材料.
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组蛋白ADP-核糖基化及其生物学效应
与原核生物不同，绝大多数真核生物DNA以结构复杂、高度折叠的染色质为载体，这使得两者在基因表达上具有很大的差异。染色质以核小体为基本组成单位，每个核小体包括一个八聚体的组蛋白（两分子的H2 A-H2 B二聚体，两分子的H3和两分子的H4）以及缠绕其上1.75圈的长约146 bp的DNA，核小体之间以40～60 bp的DNA连接，组蛋白H1与之结合。八聚体的三维结构为球状，而组蛋白亚基的氨基端则游离出来，称为氨基端尾巴（或组蛋白尾巴）。氨基端尾巴上的许多残基可以被共价修饰，不同位点上的不同修饰可形成大量特殊信号。组蛋白的翻译后修饰不仅与染色体的重塑和功能状态紧密相关，而且在决定细胞命运、细胞生长以及致癌作用的过程中发挥着重要的作用，如组蛋白磷酸化就在有丝分裂、细胞死亡、DNA 损伤修复、DNA 复制和重组过程中发挥着直接的作用。
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期刊编辑在三维结构中的地位与作用
科学技术期刊是报道科学技术研究成果,开展国内外学术交流,积累和提供科技情报的重要手段,是把科学知识转化为直接生产力的重要工具.在人类社会发展、科技创新的历史进程中,期刊发挥的作用是有目共睹的.面临新世纪,随着知识经济的到来与发展,由于社会对期刊的普遍重视,科技期刊在人们的生活与工作中的地位与作用越来越显得重要,人们对期刊的需求在增加,期刊的数量也在扩大,因此,对期刊的要求也相应提高.作为一名期刊编辑,正确认识其自身在实现期刊职能过程中的作用,对于提高期刊质量是非常重要的.
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基于RIVEM的人肠道病毒衣壳表面结构绘制流程
RIVEM是一款通过球面投射的方式在平面上绘制二十面体病毒衣壳结构的软件工具,因为开发时间较早,目前无法直接识别RCSB PDB数据库中绝大多数肠道病毒的三维结构文件.为此本研究发展了将RCSB PDB坐标体系转换到RIVEM PDB坐标体系的算法,开发了基于RIVEM的人肠道病毒衣壳表面结构绘制流程,并将该流程应用到PSGL-1和SCARB2这两个重要的肠道病毒受体的研究中.结果显示:构建的流程成功的绘制了RCSBPDB数据库中人肠道病毒的衣壳表面结构.与PyMol相比,RIVEM绘制的衣壳表面结构具有信息量更大,更便于研究衣壳与受体和抗体之间的相互作用关系等优点.对于广大非结构生物学专业的病毒学研究者来说,该流程能够促进RIVEM在衣壳与受体、抗体和抗病毒药物的相互作用、抗原表位、结构蛋白变异的监测以及肠道病毒致病机制等研究领域中的应用.该流程也能直接推广到包括脊髓灰质炎病毒、甲肝病毒和口蹄疫病毒在内的其他小RNA病毒的研究中.
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皮肤表面测量技术的研究
皮肤表面测量技术是医学和化妆品研究领域很为关注的技术,传统的方法是对皮肤的复制品进行间接测量,包括机械面形、激光面形和透光面形法等.图像处理方法则用统计的方法可以直接在线测量,直接在线测量较为精确的方法是光栅投影法,共焦显微则可以得到清晰的断层皮肤结构.
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胎鼠心脏离体培养的新方法
在发育学研究领域，胚胎器官的离体培养技术是研究胚胎发育的关键技术之一。目前，胎鼠心脏的离体培养方法主要有两种。一种是完整心脏的离体培养，即将胚胎心脏取出后放置在液态培养基中进行培养。该方法只适用于胎龄小于12．5天的早期胎鼠，晚期胎鼠心脏培养不适用于此方法。另一种是心脏的切片培养，即将心脏切成150～500μm的薄片后放置在多孔膜的液-气交界面处进行培养。本方法能够培养较长时间，且适用于任何年龄段的心脏，包括成年鼠和成人的心脏。但是该方法所需设备较多，且心脏失去了正常的三维结构，因此不能从整体上观察心脏的发育过程。
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痰热清注射液对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌生物膜三维结构的影响
目的 观察痰热清注射液对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌生物膜三维结构的影响,并研究其作用机制,为临床治疗耐药菌生物膜提供参考. 方法 采用微量稀释法测定痰热清与万古霉素对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的小抑菌浓度,微孔板法检测给药后耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的成熟期细菌生物膜内活菌数的变化;以Calcofluor White Stain为荧光探针标记药物对细菌生物膜胞外多糖含量的影响;应用激光共聚焦显微镜观察药物对经syto9标记的细菌生物膜内活菌的变化;应用扫描电子显微镜观察给药后成熟细菌生物膜形态结构的改变. 结果 万古霉素和痰热清注射液对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的小抑菌浓度分别为5 mg/L和1/2痰热清原液.痰热清注射液(1/2-1/128痰热清原液)作用后成熟期生物膜内活菌量减少(P＜0.01);1/2-1/8痰热清原液作用后耐甲氧西林金黄色葡萄球菌细菌生物膜胞外多糖的含量下降.激光共聚焦显微镜观察痰热清作用后细菌生物膜的水通道被破坏,成熟细菌生物膜厚度降低;扫描电子显微镜观察痰热清注射液作用后细菌生物膜变得疏松,膜性结构消失,菌体大小不一. 结论 痰热清注射液能破坏耐甲氧西林金黄色葡萄球菌细菌生物膜的三维结构.
关键词： 痰热清 细菌生物膜 三维结构 耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 -
HLA三维结构匹配预测脐带血移植后急性GVHD
为探讨一种有效预测脐带血移植后急性移植物抗宿主疾病(aGVHD)的方法,采用分子模拟技术对25对已接受非亲缘脐带血移植并成功植入的血液病患者及其供者HLA-A,B,DRB1分子的三维结构进行了模拟,并通过计算供受者不匹配的HLA分子间均方根差(RMSD)及各差异位点的总RMSD,将供受者之间不匹配HLA分子的结构差异转化为数字,根据量化差异分析预测非亲缘脐带血移植后aGVHD的发生和程度.25名患者分为3组:第1组为不发生aGVHD组,第2组为aGVHDⅠ-Ⅱ组,第3组为aGVHDⅢ-Ⅳ组.结果表明:第1组8例,第2组13例,第3组4例.3组供受者总RMSD值±标准差分别为:0.24±0.15,0.25±0.14和0.47±0.22.第3组的总RMSD值明显高于第1和第2组(P<0.05).结论:采用HLA分子三维结构模拟匹配的方法,可以快速、简捷、准确地预测非亲缘脐带血移植后严重的aGVHD发生,为临床医生选择佳脐血供者和避免严重的aGVHD的发生提供了理论依据,并对移植后免疫抑制药物的应用具有重要的指导意义.
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甲状腺乳头状癌中p53蛋白三维空间结构改变的临床病理研究
目的深入研究p53蛋白空间结构的改变在甲状腺乳头状癌(PTC)中的临床病理意义,为PTC的恶性度评价提供客观的指标.方法采用PCR-SSCP、DNA序列分析、以及利用国际共享资源计算机重构p53蛋白三维空间结构和有关分析软件等技术对41例PTC进行分析.结果 p53基因突变Ⅰ组(15例)和未突变Ⅱ组(26例)的年龄、性别、原发瘤大小 (T)、淋巴结转移率(N)和远处转移率(M)无明显差异(P>0.05).9例(9/15,Ⅰb组)的氨基酸残基突变表现为核心功能域和碱性域的变化或核心功能域严重缺损.p53蛋白核心功能域结构的改变能直接抑制它与靶DNA的结合;碱性域结构的改变能间接抑制p53蛋白与靶DNA的结合.6例 (6/15,Ⅰa组)的氨基酸残基突变位于功能域之外.Ⅰb组的淋巴结转移率(77.78%)明显高于Ⅰa组 (P<0.01),Ⅰb组的远处转移率(55.56%)高于Ⅰa组(P<0.05).结论 p53蛋白三维空间结构的改变是PTC演进与异质化的形态学基础之一,它可为选择高危PTC临床病例提供确凿的证据.
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趋化因子及其受体在病毒性疾病中的作用
趋化因子( chemokine)是一类三维结构上相似,唯一的一类通过G蛋白偶联受体超家族起作用的细胞因子.趋化因子及其受体主要介导了细胞的定向移动,参与免疫细胞和器官的发育、免疫应答过程、病原体感染与清除、肿瘤形成和转移,此外近年来还报道趋化因子可扮演神经调质和细胞凋亡促进因子的角色,发挥广泛的生理和病理作用.本文将从趋化因子及其受体的结构、分类和免疫反应中的功能展开综述,着重阐述了在病毒感染引发的病理损伤过程中趋化因子及其受体的功能,为病理诊断和相关病毒性疾病的干预提供了线索和思路.
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细菌生物膜清除策略研究进展
细菌生物膜（ biofilm，BF）是指细菌在生长过程中黏附于有生命或无生命物体表面，由其自身分泌的胞外多聚体（ exopolysaccharide ， EPS ）及其基质网组成的三维结构的菌细胞群体。美国国立卫生研究院（ NIH）的调查结果显示，80％以上的细菌性感染与生物膜有关［1］。当人体免疫系统受损时，细菌容易在皮肤、尿道等人体组织或中心静脉导管、导尿管等医疗设备形成生物膜［2］，引起诸如败血病、难治性肺部感染和内膜炎等疾病［3-4］。据流行病学调查显示，气管插管24 h后95％气管表面会出现生物膜，常见的细菌是鲍曼不动杆菌和铜绿假单胞菌［5］。因导管相关念珠菌生物膜感染导致的死亡率高达30％［6］。
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人淋巴结支架中血管三维结构重建的病理意义
淋巴结支架包括血管、淋巴管和网状支架.目前国内对人淋巴结支架三维结构的研究不多见.淋巴结内的血管具有特殊性,在整个支架系统中的作用相对重要一些,也是研究的重点.利用计算机重建其组织切片的三维结构,建立一个直观又清晰的血管三维关系图,为病理诊断及临床治疗提供可靠的依据.
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肺癌细胞核三维结构的体视学定量研究(I)
目的:用体视学方法定量揭示肺癌细胞核的三维形态结构特点及变化规律.方法收集肺癌手术切除标本腺癌30例、鳞癌20例、腺鳞癌8例、未分化小细胞癌6例、未分化大细胞癌6例及肺癌患者自身正常肺组织8例.每例随机切3个蜡块,HE染色,每张切片随机取3-4个视野,用Image-Pro图像分析软件测试核及细胞,按体视学公式计算以细胞为参照空间时肺癌细胞核的体积密度(Vvn)、表面积密度(Svn)、表面积与体积比(Rsv,n)、数密度(Nvn)、核浆比(Rnp)、平均体积(vn)、平均表面积(sn)、平均自由程(λn)及以核为参照系时核仁的数密度(Nvn2).结果:Vvn、Svn、Rsv,n、Nvn、vn、sn、Rnp、λn、Nvn2均值分别为0.3304、0.2628μm-1、0.7838μm-1、0.0013μm-3、383.7758μm3、272.5568μm2、0.9242、14.4891μm、0.0011μm-3,分别是正常肺泡上皮细胞核的2.22倍、1.44倍、61.17%、75.42%、4.41倍、2.56倍、5.22倍、73.95%,其范围分别为0.1432～0.9196、0.0883μm-1～1.0411μm-1、0.5687μm-1～1.1 321μm-1、0.0002μm-3～0.0103μm-3、89.5911μm3～765.0668μm3、101.4292μm2～491.3904μm2、0.1672～11.4342、0.3090μm～38.8223μm、0.0000μm-3～0.0059μm-3,变异系数分别为0.5257、0.7386、0.1254、1.4079、0.4033、0.2856、2.1030、0.5338、1.0728.结论:1.肺小细胞癌核三维结构量化特征极为突出,即vn、sn、Rnp、λn、Nvn2均很小,而Vvn、Svn、Rsv、Nvn均很大.2.非小细胞肺癌核三维结构量化特征较接近,不像肺小细胞癌一样突出.3.肺小细胞癌、肺腺癌和肺大细胞癌胞核体视学参数变异系数较小,而肺鳞癌胞核体视学参数变异较大,肺腺鳞癌则介于肺鳞癌和肺腺癌之间.
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体视学、图像分析、生物医学、材料科学与金相学、CT、仿真等多学科交叉协同发展的历史见证——《中国体视学与图像分析》创刊二十周年主编感言
体视学是研究三维结构的新型交叉学科和方法科学,图像分析则是从图像尤其是从数字化图像中提取有用信息的科学技术.二者的有机组合,可以在生物医学、材料科学、地质学、矿物学、工业、农业、遥感图像、救灾、环境保护、国家安全等不同应用领域中二维和三维结构进行定量分析和表征研究中发挥极其重要的作用.作为中国体视学学会会刊,《中国体视学与图像分析》创刊于1996年,是体视学、图像学、生物医学、材料科学与金相学、CT、仿真等多学科交叉协同创新发展的重要学术交流、信息发布的平台和历史记录栽体.基于服务于该刊20年来的亲身经历,本文作者从交叉学科期刊定位与发展、论文关注度、推动新技术新方法的研究与应用、推动体视学方法与应用的标准化、国内外学术交流、学会工作等多个角度,扼要回顾了《中国体视学与图像分析》的创建与发展历程和面临的一些问题,谈了自己的一些感受与见解,并借此纪念《中国体视学与图像分析》创刊20周年.
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三维结构与体视学
基于2012-2013体视学学科发展报告项目和中国体视学学会组织的集体研讨,本文回顾了在体视学(stereology)发展过程中其定义的多样化,探讨了体视学的学科基本特征,进而对体视学的定义与内涵提出新的建议.体视学是不断发展中的研究三维结构的交叉学科和方法学,同时包括基于低维截面或投影数据对三维结构表征参量的统计性推估与结构的三维重建.从投影数据重建三维CT图像属于体视学研究范畴;针对维数大于3的高维结构(三维几何结构+时间雏或其他维)开展体视学理论与方法研究亦很有必要.目前体视学已形成了坚实的理论与方法体系,同时又进入了一个不同方法相互补充、借鉴和协同融合发展的新阶段,有着光明的发展和应用前景.不断推广应用体视学与研究发展体视学新方法仍然是我们面临的两大主题.
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颈动脉三维超声重建的研究进展
颅外颈动脉粥样硬化不仅被视为缺血性脑病的主要原因，而且是系统性动脉粥样硬化的可信赖的标志。超声作为一种无创、经济的手段，有良好的重复性，能够显示管腔的解剖结构，并能观察评价动脉粥样斑块的进程，因此正逐渐成为评价颈动脉疾病严重程度的首选方法。但由于管腔结构及斑块都是三维结构,而且斑块发展是非对称性的,斑块严重性及管腔狭窄程度用二维超声可能过高估计或过低估计。因此对斑块的严重性及管腔狭窄程度的超声定性、定量有赖于三维超声重建(three-dimensional ultrasound reconstruction,3D-UR)［1］。本文拟对颈动脉三维超声重建研究进展作一综述。1 3D-UR方法学进展3D-UR的基本步骤包括：图像的采集，图像的后处理，三维图像的重建，三维图像的显示和定量测定。
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家兔回肠淋巴管铸型的扫描电镜研究
目的:观察家兔回肠淋巴管的三维结构和微细分布.方法:淋巴管铸型样品,通过扫描电子显微镜进行观察;半薄切片样品,用光镜进行观察.淋巴管铸型剂是Mercox,采用回肠壁间接注射法.将注入铸型剂的回肠壁切下,置入NaOH水溶液中腐蚀,直到肠壁组织完全脱离为止,然后将淋巴管铸型样品置于扫描电子显微镜下观察.结果:在小肠绒毛内清晰地显示出中央乳糜管,每个绒毛中有2-3个中央乳糜管.中央乳糜管与黏膜层毛细淋巴管丛相连通.黏膜层毛细淋巴管注入黏膜下层淋巴管,后者与肌层淋巴管相吻合.肌层淋巴管连接浆膜层淋巴管,然后汇入小肠系膜淋巴管.淋巴管呈串珠样外观,其表面存有双凹切迹,该处相当于淋巴瓣的部位.铸型表面还可以见到淋巴管内皮细胞核的压迹.结论:淋巴管铸型清晰地显示家兔回肠壁黏膜层丰富的中央乳糜管和毛细淋巴管丛以及黏膜下层、肌层毛细淋巴管和大量的淋巴管的三维结构.
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生物人工肝细胞材料研究进展
肝细胞是生物人工肝(bioartificial liver,BAL)中的核心生物成分,其研究颇受国内外学者的重视.猪肝细胞具有类似人肝细胞的高代谢功能,在BAL中可作为人肝细胞的替代品.重组具有氨清除等功效的人肝细胞系在BAL中取得了较好成效,具有一定的应用前景.为了探索一种永生化的、无致瘤性的、有分化功能的人肝细胞系,作为BAL生物成分的理想细胞来源,国外学者研究设计了一种可回复性永生化程序,为解决细胞材料问题提供了新的思路和手段.肝非实质细胞及某些种类细胞,对维持肝细胞的三维结构的生存环境,改善肝细胞的代谢活性和存活起重要作用,与肝细胞混合培养后明显促进肝细胞的增生和分化,其在BAL系统中的潜在价值已逐渐引起注意.然而,肝细胞的增生、长期培养、功能维持及人源肝细胞的严重短缺等都是亟待解决的问题.
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人皮质骨微管道结构的三维重建
目的探讨一种从切片图像反求建模的方法,并对人皮质骨微管道三维结构行形态观察.方法采用人桡骨中段为研究对象,经过预处理、脱水、包埋,利用连续切片技术,经图像处理反求建模法重构人桡骨中段的三维显微模型.对三维模型进行测量、推算,得到哈佛氏管走向、长度等数据.结果用此种方法建模得到的三维显微结构,真实地反映了人桡骨的骨内微结构.形态观察得出哈佛氏管在远离连通处夹角较小,平均为5.7°.在连通处附近(400～800μm),平均夹角为12.2°.结论重构骨三维显微结构,得到哈佛氏管的空间特征,为给人工活性骨的设计提供模型,进而指导人工活性骨的设计与制造.
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三维重建技术在椎弓根螺钉内固定中的应用进展
三维重建早应用于医学是20世纪80年代[1],是通过计算机对生物组织结构影像处理,获得三维图像并能进行定量测量的一种形态学研究技术.三维重建技术不仅可以提供人体内部结构的数字化三维模型,而且利用相关软件还能在模型上进行手术设计和生物力学分析.脊柱区结构复杂,较多重要的组织器官毗邻,且空间三维结构繁杂,因此脊柱手术对精确性要求非常高,尤其在椎弓根螺钉内固定中,准确了解椎弓根的三维空间特点和选择准确的置入点是手术成功的关键.笔者就近几年相关研究进展做一综述.
