研究背景 在哺乳动物胚胎发育的早期阶段，胚胎细胞通过复杂的调控机制逐渐分化为不同的细胞类型，形成具有特定功能的组织。这一过程被称为组织模式化（tissue patterning），它涉及细胞命运的决定、细胞动态行为的协调以及组织几何形状的调整。然而，尽管胚胎发育过程中存在固有的变异性，胚胎如何在这种变异性下实现精确的模式化仍然是一个未解之谜。尤其是在小鼠胚胎中，胚胎的大小可以相差四倍，但即便如此，胚胎仍能正常发育。这表明胚胎发育过程中存在一种鲁棒性（robustness），使得胚胎能够在不同的条件下保持稳定的模式化。 本研究旨在揭示小鼠胚胎在早期发育阶段，内细胞团（inner cell mass, ICM）中的细胞如何通过细胞命运与细胞动态行为的耦合，实现精确的模式化。具体来说，研究团队关注...

卡波西肉瘤相关疱疹病毒（Kaposi’s sarcoma-associated herpesvirus, KSHV）是一种γ-疱疹病毒，主要感染内皮细胞，并导致卡波西肉瘤（Kaposi’s sarcoma, KS）的发生，尤其是在HIV感染者中。卡波西肉瘤是一种以内皮细胞增殖为特征的恶性肿瘤，通常表现为皮肤病变。KSHV感染内皮细胞后，会引发显著的细胞形态和力学特性的变化，这些变化可能作为早期诊断和治疗标记物。然而，目前对这些变化的定量研究仍然有限，特别是在细胞力学特性方面的研究较少。因此，本研究旨在通过定量分析KSHV感染后内皮细胞的形态和力学变化，探索这些变化作为诊断和治疗靶点的潜力。 论文来源 本论文由Majahonkhe M. Shabangu、Melissa J. Blumenth...

皮肤创伤愈合是一个复杂的生物学过程，涉及细胞、分子和生理事件的协调。尽管传统治疗方法在一定程度上能够促进伤口闭合，但在慢性伤口或复杂创伤环境中，治疗效果往往不尽如人意。特别是在感染和炎症反应的控制方面，传统方法存在显著局限性。近年来，随着生物医学领域的快速发展，自修复水凝胶因其优异的物理化学性质和生物相容性，逐渐成为促进创伤愈合的研究热点。此外，天然化合物acteoside（毛蕊花苷）因其抗氧化、抗炎和促进细胞增殖的特性，显示出在加速伤口愈合、减少瘢痕形成方面的潜力。然而，如何将acteoside有效递送至创伤部位并调控其生物学功能，仍是当前研究的难点。 本研究的核心目标是开发一种负载acteoside的自修复水凝胶，通过调控毛囊干细胞（HFSCs）的功能，促进皮肤创伤愈合。研究不仅探索了a...

椎间盘退变（Intervertebral Disc Degeneration, IVDD）是全球范围内导致腰背痛的主要原因之一，严重影响患者的生活质量。椎间盘退变通常伴随着炎症反应，导致细胞外基质（Extracellular Matrix, ECM）的降解和结构破坏。尽管细胞疗法（如间充质干细胞，Mesenchymal Stem Cells, MSCs）被探索为治疗椎间盘退变的新方法，但退变椎间盘的微环境对细胞存活和移植效果具有不利影响。近年来，间充质干细胞分泌的外泌体（Extracellular Vesicles, EVs）因其具有抗炎和组织修复作用而受到广泛关注。然而，外泌体的治疗效果受到供体变异性、异质性和效力不足的限制。因此，如何通过基因工程技术增强外泌体的治疗潜力成为研究热点。 C...

宫颈癌（cervical cancer）和子宫内膜癌（endometrial cancer）是女性健康领域的重大挑战，其高死亡率及有限的治疗选择使得相关研究尤为重要。传统的二维（2D）细胞筛选模型虽然能够提供药物对单细胞的影响信息，但无法捕捉多细胞间的相互作用，而这些相互作用在三维（3D）多细胞组织工程模型中得到了更好的体现。然而，手动制备3D模型不仅耗时，还存在较大的变异性。因此，本研究旨在通过自动化细胞分配技术，利用HP D100单细胞分配器，构建基于3D细胞的高通量筛选（high throughput screening, HTS）平台，以提高模型制备的效率和可重复性。 论文来源 本论文由Samantha Seymour、Ines Cadena、Mackenzie Johnson等作者...

肥胖是全球范围内日益严重的健康问题，不仅与心血管疾病、糖尿病等代谢性疾病密切相关，还与淋巴功能障碍（lymphatic dysfunction）有关。淋巴系统在维持体液平衡、免疫反应和脂肪代谢中起着关键作用。然而，肥胖患者的淋巴功能常常受损，导致淋巴水肿（lymphedema）等并发症。尽管已知肥胖与淋巴功能障碍有关，但其具体机制仍不明确。肥胖伴随的慢性炎症、缺氧和高脂血症（hyperlipidemia）是否直接影响了淋巴内皮细胞（lymphatic endothelial cells, LECs）的功能，还是通过改变周围组织的机械特性或细胞组成间接影响淋巴功能，这些问题尚未得到充分解答。 为了探索这些机制，研究人员开发了一种工程化的人类淋巴管模型，模拟肥胖相关的微环境，研究其对淋巴溶质引流...

内皮细胞（Endothelial Cells）在血管系统中扮演着至关重要的角色，它们通过细胞间连接（Intercellular Junctions, IJs）调节止血、血管舒张、免疫和炎症反应。然而，过度的机械负荷会导致内皮细胞损伤和内皮屏障功能障碍。理解细胞间连接的动态破裂机制对于探索肿瘤破坏、血管重塑和药物输送等实际应用具有重要意义。超声空化（Ultrasound Cavitation）作为一种新兴的技术手段，能够通过气泡的振动和破裂产生局部高能量，从而对软组织造成损伤。然而，超声空化对内皮细胞网络的损伤机制尚不明确，这限制了其在医学领域的精确应用。因此，本研究旨在通过理论建模和实验验证，揭示超声空化对内皮细胞网络的动态损伤机制。 论文来源 本论文由Chuangjian Xia、Jiwe...

近年来，细胞自噬（autophagy）作为一种重要的细胞内降解和回收机制，在维持细胞稳态和应对各种应激条件中发挥着关键作用。特别是在肾脏近端小管上皮细胞中，自噬活动对于应对缺血、毒性损伤和炎症等常见肾脏损伤至关重要。然而，尽管自噬在细胞应激适应中的作用已被广泛研究，但关于高渗应激（hyperosmotic stress）如何诱导自噬的分子机制仍不明确。高渗应激作为一种机械应力，能够通过改变细胞内外渗透压差影响细胞功能，但其具体如何调控自噬通路仍是一个未解之谜。 转录因子EB（TFEB）是自噬-溶酶体通路的主要转录调节因子，它通过调控自噬和溶酶体相关基因的表达来促进自噬。TFEB的活性受磷酸化事件的调控，当其去磷酸化时，TFEB会从细胞质转移到细胞核，进而激活自噬相关基因的转录。然而，高渗应激...

在病理条件下，组织力学特性的改变是许多疾病（如癌症）的显著特征之一。肿瘤血管系统在肿瘤生长过程中扮演着关键角色，但其结构和功能往往出现异常，表现为血管紊乱、扭曲和渗漏。研究表明，细胞外基质（Extracellular Matrix, ECM）的硬度在调节内皮细胞行为中起着重要作用。肿瘤组织通常比正常组织更硬，这种硬度的增加部分归因于基质沉积或交联的增多。先前的研究表明，降低基质硬度可以改善肿瘤血管系统的某些病理特征，如减少血管生成和降低血管通透性。因此，理解基质硬度如何影响内皮细胞的表观遗传学变化，特别是DNA甲基化，对于揭示肿瘤血管系统的病理机制具有重要意义。 DNA甲基化是表观遗传学的重要机制之一，它通过将甲基基团共价连接到DNA的胞嘧啶上，调节基因表达。在内皮细胞中，DNA甲基化的异常...

学术背景 血管平滑肌细胞（Vascular Smooth Muscle Cells, VSMCs）在正常主动脉壁中负责调节血管的收缩和舒张。然而，在病理条件下，VSMCs会从收缩表型转变为合成表型，并积极参与主动脉壁的重塑。尽管许多体外研究已经报道了VSMCs分化的机制，但体外培养条件与体内主动脉壁的机械环境存在显著差异。在体内，VSMCs呈现细长形态，并沿血管壁的周向排列，而在体外培养中，VSMCs则随机扩散并形成不规则形状，且易发生去分化。因此，为了阐明VSMCs分化的机制，开发一种能够模拟体内主动脉壁机械环境的细胞培养模型至关重要。 论文来源 这篇论文由Kazuaki Nagayama和Naoki Wataya共同撰写，他们来自日本茨城大学机械系统工程系的微纳米生物力学实验室。论文于2...