多细胞机械化学模型研究肿瘤微环境重塑及转移前生态位形成

结直肠癌(Colorectal Cancer, CRC)是美国癌症相关死亡的主要原因之一,其中肝脏转移是常见的现象。在肿瘤转移之前,转移前生态位(Pre-Metastatic Niche, PMN)的形成是一个关键过程。PMN涉及关键肝脏驻留细胞的激活,包括成纤维样星状细胞和巨噬细胞(如库普弗细胞)。肿瘤通过引入的因子改变这些细胞,使其分泌额外的生长因子并重塑细胞外基质(Extracellular Matrix, ECM),从而促进肿瘤在次级环境中的定植和转移。为了更好地理解这些动态的机制,研究者开发了一个多细胞计算模型,以表征PMN形成过程中的时空动态。 论文来源 这篇论文由Shreyas U. Hirway、Kylie G. Nairon、Aleksander Skardal和Seth ...

评估达沙替尼对间充质干细胞的影响

学术背景 间充质干细胞/基质细胞(Mesenchymal Stem/Stromal Cells, MSCs)是一类具有多向分化潜能的干细胞,广泛应用于再生医学和细胞治疗中。然而,MSCs在体外培养过程中会逐渐衰老(senescence),导致其增殖和分化能力下降,这成为MSCs临床应用的一大障碍。衰老细胞是不可逆的非分裂细胞,其功能显著减退,影响整体细胞群的治疗效果。近年来,研究人员发现,使用senolytic药物(如Dasatinib)可以选择性清除衰老细胞,从而保留并增强健康MSCs的功能。Dasatinib是一种FDA批准的酪氨酸激酶抑制剂,主要用于治疗慢性髓性白血病,近年来也被发现具有清除衰老细胞的潜力。本研究旨在探讨Dasatinib对MSCs表型、基因型和免疫调节功能的影响,为M...

通过引入随机突变模拟康威生命游戏中的体细胞进化

学术背景 Conway的生命游戏(Game of Life, GoL)自1970年提出以来,一直是研究复杂系统行为的经典模型。作为一种细胞自动机(Cellular Automata, CA)模型,GoL通过简单的规则模拟了细胞在二维网格上的生死变化,展现了从简单规则中涌现出的复杂行为。尽管GoL在模拟细胞生长、繁殖等方面取得了显著成果,但将其应用于物种进化或肿瘤内部亚克隆的模拟却鲜有尝试。特别是在肿瘤研究中,体细胞进化(somatic evolution)是一个关键过程,它描述了肿瘤细胞在个体生命周期内通过突变和自然选择形成不同亚克隆的现象。然而,现有的CA模型大多聚焦于肿瘤生长的生物物理特性,而较少涉及规则的动态变化和进化机制。 为了填补这一空白,Michael R. King教授提出了一...

成纤维细胞-脂肪细胞谱系细胞相互作用导致细胞外基质蛋白的差异产生

学术背景 疤痕形成是创伤、烧伤和其他并发症后常见的问题,严重影响全球数百万人的生活质量。成纤维细胞(fibroblasts)在病理疤痕形成中起核心作用,因此成为开发新疗法以促进愈合和减少疤痕的常见目标。近年来,研究表明脂肪细胞谱系细胞(adipocyte lineage cells)也在伤口愈合过程中发挥重要作用。临床报告显示,将自体脂肪微移植物(autologous adipose micrografts)置于手术部位可以改善现有疤痕的外观和柔韧性。然而,脂肪移植物中的细胞类型及其在伤口愈合中的具体作用机制尚不清楚。因此,本研究旨在探讨脂肪细胞谱系细胞与成纤维细胞之间的相互作用,以及这些相互作用如何影响细胞外基质(extracellular matrix, ECM)蛋白的产生。 论文来源 ...

缺氧预处理ADSC外泌体通过激活Akt/HIF-1α轴加速阴道伤口愈合

阴道伤口愈合是妇科手术中的重要问题,尤其是在阴道分娩或盆腔重建手术后。阴道伤口的感染和愈合不良可能导致严重的并发症,如慢性疼痛、感染和功能障碍。因此,如何加速阴道伤口愈合一直是临床研究的热点。近年来,间充质干细胞(MSCs)及其外泌体(exosomes)在伤口愈合中的作用引起了广泛关注。外泌体是细胞分泌的纳米级囊泡,能够传递生物信息分子,促进细胞增殖、迁移和血管生成。特别是缺氧预处理的外泌体,因其更强的生物活性,被认为在伤口愈合中具有潜在的治疗价值。 本研究旨在探讨缺氧预处理的脂肪干细胞(ADSCs)外泌体(Hypoxic ADSC Exosomes, Hexo)是否能够通过激活Akt/HIF-1α轴加速阴道伤口愈合,并揭示其分子机制。 论文来源 该研究由同济大学医学院附属同济医院的Xiao...

人工智能在化学交换饱和转移磁共振成像中的应用

学术背景 化学交换饱和转移(Chemical Exchange Saturation Transfer, CEST)磁共振成像(MRI)是一种先进的非侵入性成像技术,能够提供活体组织的详细分子信息。CEST MRI通过选择性饱和特定代谢物的可交换质子,并将这种饱和转移到水分子中,从而实现对低浓度蛋白质和代谢物的检测和定量。尽管CEST MRI在神经退行性疾病和癌症等疾病的诊断中显示出巨大潜力,但其在临床中的应用仍面临诸多技术挑战,例如数据采集时间长、图像处理复杂以及解释难度大。这些问题限制了CEST MRI从研究环境向临床实践的过渡。 近年来,人工智能(Artificial Intelligence, AI)在医学影像领域的应用日益广泛,尤其是在处理大规模数据和提供精确诊断方面表现出色。AI...

卡车电气化对美国空气污染差异的影响

学术背景 随着全球气候变化的加剧和空气污染问题的日益严重,减少交通运输领域的碳排放和污染物排放成为各国政府和研究机构的关注重点。重型卡车(Class 8)作为美国货运的主要工具,贡献了大量的柴油尾气排放,尤其是细颗粒物(PM2.5)和氮氧化物(NOx)。这些排放不仅加剧了气候变化,还对公众健康,尤其是弱势社区和少数族裔群体,造成了不成比例的影响。尽管电气化被视为减少卡车尾气排放的有效手段,但其对电网的依赖可能导致电力生产设施的污染物排放增加,从而可能转移污染负担。因此,评估卡车电气化对空气污染差异的影响,尤其是对弱势社区和少数族裔群体的影响,具有重要的现实意义。 美国《通货膨胀削减法案》(Inflation Reduction Act, IRA)旨在通过投资清洁能源和电网脱碳来推动公平的能源...

美国风蚀经济成本研究:气候变化背景下的新评估

风蚀(wind erosion)及其引发的尘埃问题对环境和人类社会造成了深远的影响。自20世纪90年代以来,尽管气候变化和社会经济条件发生了显著变化,美国尚未对风蚀的经济成本进行全面评估。近年来,随着气候变暖、干旱加剧以及可再生能源的广泛使用,风蚀及其引发的尘埃问题变得更加突出。例如,尘埃活动增加、山谷热(Valley Fever)感染病例激增等问题,都凸显了重新评估风蚀经济成本的紧迫性。风蚀不仅对农业、交通、能源等经济部门造成直接损失,还通过影响人类健康、生态系统服务等间接增加了社会负担。因此,本研究旨在通过整合已有研究和计算新兴成本,提供美国风蚀经济成本的现代基线评估,为政策制定和资源分配提供科学依据。 论文来源 本论文由Irene Y. Feng、Thomas E. Gill、R. S...

PM2.5污染的社会经济成本上升与医疗服务不匹配

PM2.5污染的社会经济成本上升与医疗服务不匹配

学术背景 随着全球人口老龄化加剧,空气污染对公共健康的影响日益显著。细颗粒物(PM2.5)污染被认为是导致心血管疾病、慢性呼吸系统疾病和认知障碍等健康问题的重要因素。特别是在老龄化社会中,老年人由于身体机能下降,更容易受到PM2.5污染的危害。此外,医疗资源分布不均进一步加剧了这一问题,尤其是在农村和欠发达地区。为了应对这一挑战,研究人员旨在评估PM2.5污染对健康的影响,并探讨医疗资源不匹配对疾病负担的加剧作用。 本研究聚焦于日本,该国是全球老龄化程度最高的国家之一,具有典型的研究价值。通过分析PM2.5污染对健康的影响及其社会经济成本,研究旨在为制定针对性的健康和环境政策提供科学依据,并为其他面临类似问题的地区提供参考。 论文来源 本论文由Xiaoyan Xu、Liqiao Huang、...

靶向ADAR1的小分子治疗前列腺癌的研究

学术背景 前列腺癌(Prostate Cancer, PCA)是男性中最常见的恶性肿瘤之一,尤其是在西方国家,它是导致男性癌症相关死亡的第二大原因。尽管雄激素信号疗法在初期对前列腺癌治疗有效,但大多数患者最终会复发,且目前尚无根治方法。因此,寻找新的治疗靶点和药物成为当前研究的重点。RNA编辑酶ADAR1(Adenosine Deaminase Acting on RNA 1)在多种癌症中被发现具有促癌作用,但其在前列腺癌中的具体功能和潜在的治疗价值尚未被充分探索。本研究旨在揭示ADAR1在前列腺癌中的关键作用,并开发一种有效的小分子抑制剂,为前列腺癌治疗提供新的策略。 论文来源 本论文由Xiao Wang、Jiaxing Li、Yasheng Zhu等来自中国药科大学、明尼苏达大学、马萨诸...