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关键词： M2巨噬细胞   外泌体   小胶质细胞   炎症   NF-κB信号通路   神经病理性疼痛   极化  

摘要： 背景:目前对于M2型巨噬细胞衍生外泌体的研究多集中于促进伤口愈合及成骨细胞的增殖和分化,而很少有研究关注其对小胶质细胞表型的调控作用。目的:探讨M2型巨噬细胞衍生外泌体对于小胶质细胞的表型调控作用及分子机制。方法:①提取骨髓原代巨噬细胞,用50 ng/m L白细胞介素4刺激巨噬细胞24 h促进巨噬细胞M2型极化,流式细胞术和细胞免疫荧光鉴定M2型巨噬细胞标志物CD206;②提取和鉴定M2型巨噬细胞衍生外泌体;③将小胶质细胞BV2随机分为3组:对照组、脂多糖组、治疗组,对照组不做处理,脂多糖组加入500 ng/m L脂多糖干预24 h,治疗组同时加入500 ng/m L脂多糖和25μg/m L M2型巨噬细胞衍生外泌体干预24 h,ELISA检测培养上清中肿瘤坏死因子α和白细胞介素10的分泌量,q RT-PCR检测细胞中诱导型一氧化氮合酶、精氨酸酶1、白细胞介素1β和白细胞介素10的m RNA表达,Western blot检测诱导型一氧化氮合酶、精氨酸酶1的蛋白表达以及核因子κB信号通路相关蛋白表达。结果与结论:①ELISA结果显示,与对照组相比,脂多糖组肿瘤坏死因子α分泌明显增多;与脂多糖组相比,治疗组肿瘤坏死因子α的分泌减少而白细胞介素10的分泌增多;②q RT-PCR结果显示,与对照组相比,脂多糖组白细胞介素1β、诱导型一氧化氮合酶m RNA表达升高;与脂多糖组相比,治疗组白细胞介素1β、诱导型一氧化氮合酶m RNA表达降低,白细胞介素10、精氨酸酶1 m RNA表达升高;③Western blot结果显示,与对照组相比,脂多糖组诱导型一氧化氮合酶蛋白表达升高;与脂多糖组相比,治疗组诱导型一氧化氮合酶蛋白表达降低,而精氨酸酶1蛋白表达升高;(4)与对照组相比,脂多糖组核因子κB信号通路中P65、p-IκB-α蛋白表达降低;与脂多糖组相比,治疗组P65、p-IκB-α蛋白表达升高。结果表明:M2型巨噬细胞衍生外泌体可以显著抑制脂多糖诱导小胶质细胞的炎症反应,促进抗炎因子白细胞介素10的表达,抑制促炎因子肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β的表达,促进小胶质细胞表型由M1型向M2型极化,其机制可能与M2型巨噬细胞衍生外泌体抑制核因子κB信号通路激活有关。

关键词： 低频脉冲磁场   慢性暴露   瞬时感受器电位通道1   TRPC1   骨骼肌形态结构   最大自主收缩力   肌骨超声   肌肉厚度   肌肉横截面积   羽状角   双盲试验  

摘要： 背景:目前已有关于低频脉冲磁场对骨骼肌结构形态影响研究发现了骨骼肌质量变化,但对接受慢性暴露后的形态变化未见相关研究。目的:观察低频脉冲磁场慢性暴露对腿部股四头肌最大自主收缩力与形态指标的影响,为使用该技术作为肌肉功能改善策略提供组织形态变化的参考依据。方法:招募普通健康受试者70名,随机分为接受磁场刺激的试验组与进行假治疗的对照组,每组35名,试验时长共计4周,试验组受试者每隔48 h进行1次15 min的低频脉冲磁刺激干预,对照组进行假治疗,干预间隔与时长与试验组一致,干预4周后观察不同组别受试者股四头肌最大自主收缩力值变化,利用B型超声影像作为评估手段,观察肌肉厚度、肌肉横截面积及羽状角指标的变化。结果与结论:①经过4周的低频脉冲磁场慢性暴露,68名受试者完成试验,试验组受试者股四头肌最大自主收缩力测试值显著增长(P=0.000),提升幅度显著高于对照组(P=0.008);②试验组受试者的肌肉形态3项指标均显著高于试验前测(P=0.000),而对照组肌肉厚度指标呈显著性下降(P=0.020),羽状角无显著性变化,横截面积显著性提升(P=0.000);③组间对比发现,试验组关于肌肉形态的肌肉厚度(P=0.012)、羽状角(P=0.003)及横截面积(P=0.049)3项指标均显著高于对照组;④上述数据证实,健康成年受试者经过4周的低频脉冲磁场慢性暴露,股四头肌的最大自主收缩力显著提升,同时观察到试验组的肌肉厚度、横截面积及羽状角3项肌肉形态指标的显著增长,对使用该技术作为肌肉改善的运动替代与医疗策略提供了肌组织形态改善的支持依据。

关键词： 极化激元凝聚   调制不稳定性   自旋-轨道耦合   双分量  

摘要： 利用线性稳定性分析方法,对存在自旋-轨道耦合(SOS)作用的二维极化激元玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)系统中的调制不稳定性(MI)进行了研究.分析了组分内部,组分之间以及SOC相互作用对系统调制不稳定性的影响.结果显示,当系统内部不存在SOC作用,组分之间的相互作用为0,组分内部存在排斥作用时,不会出现调制不稳定性,组分内部存在吸引作用时,会出现调制不稳定性,并且调制不稳定性区间长度随吸引作用的增强而增加;组分之间相互作用不为0时,组分之间的相互作用以平方形式出现,其正负不会对调制不稳定性产生实质性影响.存在SOC相互作用时,SOC相互作用会引起增益谱曲线的不规则振荡,破坏原来的调制不稳定性区间.

关键词： 太赫兹   密度泛函理论(DFT)   理论光谱   1-萘酚  

摘要： 1-萘酚是煤化工产物萘的合成产物,对环境和人体健康有危害.采用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术,获得了1-萘酚在0.5~4.0 THz范围内的实测太赫兹吸收谱,同时运用密度泛函理论(DFT)平面波赝势模型对1-萘酚晶胞模型进行理论光谱计算,探讨了平面波截断能在800~1600 eV范围内对理论光谱的影响,并对吸收峰的振动模式进行了理论归属.实验结果表明,1-萘酚在0.5~4.0 THz范围内有1.14 THz、1.60 THz、2.16 THz、2.81 THz、3.56 THz共5个吸收峰,平面波截断能1400 eV下得到的理论吸收谱与实测吸收谱在吸收峰个数、峰位、归一化峰强度上均有较好的一致性,5个吸收峰的振动模式均是以两元环为平面的受氢键束缚的面外摇摆振动或者面内扭转振动引起的.这为太赫兹技术对1-萘酚的识别提供了实验和理论基础,具有一定的理论意义和实际应用价值.

关键词： 五边形石墨烯   变形破坏机理   分子动力学  

摘要： 五边形石墨烯是一种完全由碳五元环组成的准二维的亚稳态碳结构，在不同载荷作用下其变形破坏机理仍需进一步研究.本文基于ReaxFF反应力场采用分子动力学方法模拟研究了五边形石墨烯的拉伸、剪切和纳米压痕破坏过程，得到了五边形石墨烯的拉伸和剪切应力-应变曲线以及压入载荷-位移曲线，系统分析了五边形石墨烯的变形破坏机理，并验证了五边形石墨烯在不同载荷作用下是否表现出塑性变形特征的一致性问题.研究结果表明，通过拉伸或纳米压入等不同加载方式均可准确测出五边形石墨烯的本征力学性能参数，其杨氏模量265.4～285.1 N/m,与第一性原理计算结果一致.研究还发现，五边形石墨烯在拉伸、剪切和纳米压痕过程中均会出现不可逆的塑性变形特征，而引起塑性变形的原因是由于不可逆的碳五元环向碳多元环结构的转变.以上研究结果可为基于五边形石墨烯的微/纳米机电系统的实际应用提供重要指导.

关键词： 等离子体   电晕放电   COMSOL仿真   电子密度  

摘要： 电晕放电作为等离子体的一种重要获取手段,它的放电特性及其降解能力与所处空气环境有着密切的关系.为了得到不同海拔高度对电晕放电特性和等离子体降解能力的影响,本文通过COMSOL软件基于流体动力学模型,对不同海拔高度的放电模型进行数值模拟计算.分别对电流波形、影响等离子体降解能力的电子密度、平均电子能量等物理量随海拔高度变化的规律进行研究.结果表明,海拔越高,气压越低,环境温度越低,电流脉冲峰值越高,频率越高,脉冲启动时间越提前.脉冲波形的上升时间减小、下降时间增大.同时,电子密度以及平均电子能量也会随着海拔高度的升高而增强.

关键词： 磁性纳米材料   磁场   骨修复   骨组织工程   干细胞   成骨细胞   破骨细胞  

摘要： 背景:磁性纳米材料具有促进干细胞成骨分化和抑制破骨细胞形成等生物活性,并在磁场协同下有效促进损伤骨组织愈合,在骨损伤修复中具有广阔的应用前景。目的:综述磁性纳米材料与磁场促进骨修复的作用机制,及其在骨损伤修复领域的研究进展。方法:在PubMed和Web of Science数据库中进行相关文献检索,检索词为“magnetic nanomaterials,magnetic field,bone repair,bone tissue engineering,stem cell,osteoblast,osteoclast”。检索文献时限为2003-2023年,将其进行筛选和分析,最终纳入98篇文献进行分析。结果与结论:①磁性纳米材料具有促成骨细胞分化、抑制破骨细胞形成和调节免疫微环境等生物效应;此外,磁性纳米材料可调节组织工程支架的机械性能和表面形貌等理化性质,并赋予其磁性,有利于调控干细胞的黏附、增殖与成骨分化。②磁场具有调控细胞内多条信号通路发挥促成骨细胞分化、抑制破骨细胞形成和刺激血管生成等生物学效应,从而加速损伤的骨组织愈合。③磁性纳米材料与磁场的联合应用,通过激活机械转导、增加细胞内磁性纳米粒子含量、增强微磁场效应等加速骨损伤修复,为骨组织工程的研究提供了新的思路。④磁场在临床骨折、骨质疏松症和骨关节炎疾病的治疗中展现出确切疗效,促进骨组织生长、减轻骨质流失和缓解疼痛,改善患者的生活质量。⑤磁性纳米材料与磁场在骨损伤修复与再生中应用潜力大,但磁性纳米材料、磁场和细胞之间的相互作用机制尚未完全阐明,而且磁场调控细胞内分子事件的关键参数,包括磁场类型、强度、频率、作用时间和作用方式等,以及特定磁场对骨细胞的精确生物效应和潜在机制仍有待明确。⑥未来需要进一步关注其对损伤组织微环境中的破骨细胞、神经、血管和免疫细胞的影响,而关于磁性材料用于人体安全性问题,有待系统性研究其分布、代谢以及急性和慢性毒性等。

关键词： 石墨烯   振动频率   分子动力学  

摘要： 石墨烯优异的力学和电学等性能,使其成为纳米机电谐振器的理想材料.通过分子动力学模拟方法研究了掺杂元素和掺杂浓度对单层石墨烯纳米梁振动特性的影响.研究结果表明,单层石墨烯纳米梁的振动频率随纳米梁长度的增加而减小,硼(B)掺杂、硼-硼(B-B)掺杂、铍(Be)掺杂和铍-铍(Be-Be)掺杂均会导致单层石墨烯纳米梁的振动频率降低.此外,随着硼(B)/铍(Be)掺杂浓度的增加,单层石墨烯纳米梁的振动频率逐渐降低.且随着掺杂浓度的增加,硼(B)掺杂石墨烯纳米梁的振动频率和铍(Be)掺杂石墨烯纳米梁的振动频率的差异逐渐增大.这对石墨烯纳米机械谐振器、振荡器等纳米器件的设计具有一定的理论指导意义.

关键词： 利格列汀   巨噬细胞极化   破骨细胞活化   磨损颗粒   无菌性假体松动   假体周围骨溶解  

摘要： 背景:研究发现,在利格列汀的干预下,巨噬细胞更多的由M1转向M2极化,降低了相关炎性因子的释放,缓解了局部炎症。目的:探讨利格列汀对巨噬细胞极化、破骨细胞活化及磨损颗粒诱导炎性骨溶解的影响。方法:(1)细胞实验:①巨噬细胞极化:将RAW264.7细胞分4组培养,对照组细胞加入高糖培养基;M1诱导组加入M1诱导培养基(含脂多糖100 ng/mL和干扰素γ20 ng/mL的高糖培养基)模拟炎症环境;利格列汀低、高剂量组分别加入50,200 nmol/L利格列汀处理4 h后加入M1诱导培养基。巨噬细胞极化诱导24 h后,分别进行巨噬细胞极化免疫荧光染色和RT-PCR检测。②破骨细胞活化:将RAW264.7细胞分为4组培养,对照组使用高糖培养基培养,破骨细胞诱导组、利格列汀低剂量组及高剂量组进行破骨细胞诱导,待微小破骨细胞成形后,用利格列汀(50,200 nmol/L)分别干预细胞3 d,进行细胞抗酒石酸酸性磷酸酶染色和RT-PCR检测。(2)动物实验:将24只雄性C57BL/6J小鼠随机分为4组,即假手术组、模型组、利格列汀低剂量组及高剂量组,后3组通过将钛颗粒悬浊液注射至颅骨表面建立颅骨骨溶解模型,从造模后第2天开始,利格列汀低、高剂量组分别灌胃利格列汀(2,10 mg/kg),每天1次,造模3周后,检测血清巨噬细胞极化标志蛋白及炎性因子水平,收集颅骨进行micro-CT扫描、骨参数分析及苏木精-伊红染色评估骨溶解及形态学变化。结果与结论:①细胞实验:与M1诱导组比较,利格列汀低、高剂量组可显著抑制巨噬细胞的M1极化、促进M2极化(P<0.01),且以高剂量组效果更显著(P<0.01)。与破骨诱导组比较,利格列汀低、高剂量组可抑制破骨细胞的活化及骨质吸收,且以高剂量组抑制更显著。与对照组比较,M1诱导组炎性因子mRNA表达升高(P<0.01),而与M1诱导组相比较,利格列汀低、高剂量组炎性因子mRNA表达显著降低(P<0.01)。与对照组比较,破骨诱导组破骨功能标志物的mRNA表达升高(P<0.01);与破骨诱导组比较,利格列汀低、高剂量组破骨功能标志物的mRNA表达降低(P<0.01),且以高剂量组降低更明显。②动物实验:钛颗粒植入导致小鼠颅骨骨溶解破坏,利格列汀可抑制钛颗粒诱导的骨溶解,其中以高剂量组抑制作用更显著。结果表明利格列汀具有调节巨噬细胞极化、抑制破骨细胞活化及对骨骼系统的保护作用。

关键词： 锯齿状石墨烯纳米带   TCNQ分子   自旋输运性质   自旋过滤效应  

摘要： 本文采用密度泛函理论和非格林平衡函数,对基于石墨烯电极的7,7,8,8-四氰基苯醌二甲烷(Tetracyanoquinodimethane,TCNQ)分子结热/电输运性质进行系统研究.研究结果表明:随着中心TCNQ分子个数的增加,声子透射系数明显降低,即声子透射行为受到极大抑制.与此同时,电子透射系数也有一定程度的减小.在热/电参数的协同作用下,伴随分子数量的增加分子结热电转换性能呈上升趋势,1TCNQ热电优值(ZT)为0.016,而2TCNQ则上升了1个数量级,ZT值达到0.11.最后,我们对分子结依赖于分子结构个数的自旋输运性质进行研究,发现TCNQ分子结具有显著的自旋过滤效应,其过滤能力随着TCNQ分子数量的增加而增加.该工作可为实验制备分子热电器件提供理论依据和数据支持.