氧化应激调控血管重建的力学生物学机制和转化研究

1

作者 黄凯 齐颖新 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期54-54,共1页

目的机械应力在多种血管疾病的血管重建过程中发挥重要作用。本研究探究了心肺血管的力化生转换机制与疾病潜在治疗靶标。方法构建高血压、动脉瘤、静脉移植以及机械通气导致肺损伤等多种机械应力诱导的血管损伤模型;使用DHE以及ESR检... 目的机械应力在多种血管疾病的血管重建过程中发挥重要作用。本研究探究了心肺血管的力化生转换机制与疾病潜在治疗靶标。方法构建高血压、动脉瘤、静脉移植以及机械通气导致肺损伤等多种机械应力诱导的血管损伤模型;使用DHE以及ESR检测损伤血管的氧化应激状态;使用H&E和VVG染色检测血管重建情况;应用Flexcell-5000体外细胞周期性张应变加载系统对VSMCs施加周期性张应变;电子秤称量小鼠体重、Seahorse检测线粒体功能和细胞代谢,构建小鼠特异性敲除模型。结果高血压、动脉瘤、静脉移植以及机械通气肺损伤血管均发生血管重建,血管的氧化应激水平显著上升;异常上升的周期性张应变可以显著提高细胞的氧化应激水平;提高血管的氧化应激水平可以有效增加小鼠的体重、降低小鼠骨骼肌细胞线粒体功能导致小鼠骨骼肌功能下降,基因敲除小鼠氧化应激水平显著降低、小鼠运动功能得到恢复、有效降低了机体的肥胖。结论异常升高的周期性张应变显著提高血管氧化应激水平,引发高血压、动脉瘤以及急性肺损伤血管发生血管重建;血管的氧化应激亦可以导致线粒体功能紊乱,降低骨骼肌运动功能,进而导致机体肥胖;调节血管氧化应激水平对缓解高血压、动脉瘤、急性肺损伤以及肥胖等疾病具有重要作用。 展开更多

关键词 力学生物学 细胞线粒体 血管重建 小鼠体重 急性肺损伤 氧化应激 血管疾病 血管发生

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静脉移植和静脉曲张血管重建的共同力学生物学机制研究

2

作者 胡玮宜 齐颖新 黄凯 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期266-266,共1页

目的探究机械应力在静脉移植和静脉曲张血管重建中的作用和共同机制。方法采用RNA-seq检测人静脉曲张和正常静脉m RNA表达。差异基因(DEGs)进行生信分析,q RT-PCR和Western Blot验证差异基因。构建大鼠静脉移植模型验证差异基因。Flexce... 目的探究机械应力在静脉移植和静脉曲张血管重建中的作用和共同机制。方法采用RNA-seq检测人静脉曲张和正常静脉m RNA表达。差异基因(DEGs)进行生信分析,q RT-PCR和Western Blot验证差异基因。构建大鼠静脉移植模型验证差异基因。Flexcell-5000加载系统对静脉VSMCs施加周期性张应变,观察VSMCs氧化应激状态、差异基因表达以及细胞表型转换。在人动静脉瘘(GSE220796),冠状动脉移植物(GSE241205)以及大鼠经静脉移植物(GSE152538)数据库中分析差异基因表达情况,探寻血管重建的共同力敏感分子以及力学生物学机制。结果静脉曲张血管627个基因差异表达,412个上调,215个下调。DEGs主要与细胞外基质、细胞骨架等细胞组分密切相关,静脉曲张过程主要与细胞迁移、平滑肌表型转换以及MAPK等信号通路密切相关。MLCK在静脉曲张中表达与人动静脉瘘,冠状动脉移植物以及大鼠静脉移植物血管表达趋势一致。周期性张应变提高血管氧化应激水平而抑制MLCK基因和蛋白表达。大鼠MLCK存在x1~x55种可变剪接形式,共编码4种蛋白,高周期性张应力使MLCK亚型x1、x2上调,亚型x4、x5下调。结论异常升高的周期性张应变显著提高血管氧化应激水平,下调MLCK亚型x4和x5,引发血管重建,MLCK可能是周期性张应变引发血管重建的共同力敏感分子和潜在治疗靶标。 展开更多

关键词 力学生物学 动静脉瘘 血管重建 静脉曲张 移植物 静脉移植 细胞外基质 细胞迁移

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血管力学生物学2023年度研究进展

3

作者 邹敏文 韩悦 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期9-16,共8页

心血管系统是一个以心脏为中心、血管为网络的力学系统,力学因素在调控心血管系统生理状态或病理进程中起到直接且关键的作用。冠心病、高血压和脑卒中等多种心血管疾病都有着相似的病理学基础,即由于血管功能失衡及损伤修复异常引起的... 心血管系统是一个以心脏为中心、血管为网络的力学系统,力学因素在调控心血管系统生理状态或病理进程中起到直接且关键的作用。冠心病、高血压和脑卒中等多种心血管疾病都有着相似的病理学基础,即由于血管功能失衡及损伤修复异常引起的血管重建。因此,研究力学因素如何产生生物学效应而导致血管重建,阐明心血管力学信号转导通路和力学调控途径,对于深入了解心血管活动和疾病发生的本质及其防治有重要意义。本文以力学刺激(环境)因素和关键力学响应分子为线索,总结2023年度血管力学生物学的最新研究进展。研究结果为进一步探讨力学因素在心血管疾病发病机制中的作用,寻找心血管疾病诊断的标志物和潜在靶标等提供了新思路。 展开更多

关键词 心血管疾病 力学生物学 剪切应力 周期性张应变 细胞外基质

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细胞核骨架蛋白异常剪接在高血压血管重建中的力学生物学作用和机制

4

作者 包晗 马腾志 +1 位作者 黄凯 齐颖新 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期53-53,共1页

目的动脉血管组织承受脉动血压而产生的周向张应变在高血压疾病过程中明显增加。异常增加的张应变力学刺激引起血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)增殖、迁移等多种功能改变,然而其力学生物学机制仍未阐明。方法和结... 目的动脉血管组织承受脉动血压而产生的周向张应变在高血压疾病过程中明显增加。异常增加的张应变力学刺激引起血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)增殖、迁移等多种功能改变,然而其力学生物学机制仍未阐明。方法和结果收集高血压患者动脉血管样本,构建腹主动脉缩窄高血压动物模型,并应用FXTM-5000T细胞周期性张应变加载系统在体外对VSMCs施加不同幅度张应变力学刺激,探讨核骨架蛋白在高血压高张应变诱导VSMCs功能异常中的作用和机制。结果显示高血压患者动脉血管、大鼠高血压模型胸主动脉和高张应变加载VSMCs中核骨架蛋白Lamins出现明显选择性剪接异常,主要表现为Lamin A前体显著增加,剪接异构体Lamin A和Lamin C显著降低,Lamin B1和Lamin B2表达水平无明显变化。深入研究表明,张应变力学加载和血小板微囊泡生物学刺激分别激活VSMCs细胞质膜钙离子通道和细胞核膜离子转运蛋白,抑制核骨架蛋白Lamin A加工酶活性,引起Lamin A剪接异常。RNA干扰或者过表达结果显示,Lamin A前体增加促进VSMCs异常增殖和凋亡。结论选择性剪接是真核生物特有的转录产物加工过程,周期性张应变和血小板微囊泡调控核骨架蛋白选择性剪接加工酶,诱导剪接前体Lamin A累积参与高血压血管重建。本研究为血管重建机制的阐明和疾病防治新靶点的选择提供新的力学生物学实验依据。 展开更多

关键词 力学生物学 高血压模型 力学刺激 腹主动脉缩窄 血管重建 血管平滑肌细胞 选择性剪接 钙离子通道

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血管力学生物学研究进展 被引量：3

5

作者 齐颖新 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S1期80-84,共5页

2011年春天,我在美国加州大学圣迭戈分校(UCSD)短期访问学习期间有幸第一次拜访了冯元桢先生。还记得当天的天气是圣迭戈典型的阳光明媚,可是让我感触更为深刻的是冯先生睿智的思想、爽朗的笑声和对生物力学学科的热爱.冯先生和我讲到... 2011年春天,我在美国加州大学圣迭戈分校(UCSD)短期访问学习期间有幸第一次拜访了冯元桢先生。还记得当天的天气是圣迭戈典型的阳光明媚,可是让我感触更为深刻的是冯先生睿智的思想、爽朗的笑声和对生物力学学科的热爱.冯先生和我讲到了论语中的'吾日三省吾身:为人谋而不忠乎?与朋友交而不信乎?传不习乎?',先生对于中华文化和思想的理解与践行都深深地打动了我。 展开更多

关键词 血管力学 应力诱导 力学生物学 血管重建 低切应力 分子机制 生物学研究 核骨架 力学刺激 细胞间信息交流

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周期性张应变调控DHX9-R-loop通路在静脉移植血管重建中的力学生物学作用

6

作者 李萌潇 娄悦 +2 位作者 黄凯 姚庆苹 齐颖新 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期78-78,共1页

目的临床上常用自体静脉作为缺损动脉供体,但由于移植静脉受到了增高的动脉环境力学刺激,移植静脉往往出现内膜增生并引起再狭窄。其中周期性张应变引起静脉血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)功能异常是其主要病理基... 目的临床上常用自体静脉作为缺损动脉供体,但由于移植静脉受到了增高的动脉环境力学刺激,移植静脉往往出现内膜增生并引起再狭窄。其中周期性张应变引起静脉血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)功能异常是其主要病理基础。本研究旨在探究张应变调控DHX9-R-loop通路引起的VSMCs功能改变的机制,为静脉移植术后再狭窄防治提供依据。方法应用生物信息方法,构建移植静脉转录组WGCNA网络,分析DHX9所在模块基因功能。应用质谱检测DHX9结合的蛋白质组信息,将这两组数据与R-loop调节因子数据库进行比对。体外应用FX-5000TM张应变加载系统对VSMCs加载10%幅度张应变;流式细胞术检测R-loop变化。RNAi干扰敲低DHX9基因,探究其对VSMCs功能的影响和机制。结果WGCNA分析显示DHX9相关基因功能与DNA损伤和细胞周期相关,质谱显示与DHX9互作的蛋白296个,其中90个在WGCNA聚类的DHX9模块中,且该模块有11个基因与R-loop调控相关。张应变加载实验表明,牵拉12 h和18 h,DHX9表达量显著上调,24 h回落;同时牵拉12 h R-loop也显著升高,另外检测到H3K9me3下调。结论周期性张应变可能通过调控DHX9促进R-loop异常累积,引发移植静脉VSMCs的功能改变。 展开更多

关键词 移植静脉 力学生物学 力学刺激 自体静脉 血管平滑肌细胞 内膜增生 DNA损伤 再狭窄

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细胞核生物力学研究进展

7

作者 刘中乾 齐颖新 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期259-307,共49页

细胞核是细胞内最大、刚度最高的细胞器,也是遗传信息储存、复制和转录的中心场所,在生命活动调节方面发挥关键作用.研究表明,生物力学因素在细胞核结构和功能的动态变化调控中至关重要.核骨架蛋白和核孔复合体作为细胞核典型的力学响... 细胞核是细胞内最大、刚度最高的细胞器,也是遗传信息储存、复制和转录的中心场所,在生命活动调节方面发挥关键作用.研究表明,生物力学因素在细胞核结构和功能的动态变化调控中至关重要.核骨架蛋白和核孔复合体作为细胞核典型的力学响应组分,在维持细胞核形态结构的同时将细胞骨架传递而来的力呈递至染色质,进而影响染色质构象、基因表达等一系列细胞核相关活动,调控细胞功能.细胞核及其组分对应力信号的感知和转导已成为生物力学研究的前沿热点之一.为更深入地认识生理和病理状态下细胞核的力学特性,揭示其在细胞命运决定中的作用和机制,本文总结了细胞核生物力学相关的研究进展,重点介绍了细胞核骨架、核孔复合体和染色质的物理结构、力学响应过程、各组分的相互作用以及用于细胞核生物力学研究的技术进展,最后总结了细胞核与早衰综合症、神经退行性疾病和心血管疾病的关系,并对细胞核生物力学未来发展进行了展望. 展开更多

关键词 细胞核生物力学 机械信号转导 核骨架蛋白 核孔复合体 染色质

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力学调控的内皮祖细胞线粒体功能在血管损伤修复中的机制研究

8

作者 韩悦 阎靖 +3 位作者 霍云龙 齐颖新 John Shyy Shu Chien 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期51-51,共1页

目的血管内膜层功能紊乱和损伤时,内皮祖细胞(EPCs)在血管损伤后的血管修复和再内皮化中发挥重要作用。EPCs黏附至损伤处后,受到血管脉动产生的周期性张应变作用,但EPCs对周期性张应变的力学响应所知甚少。线粒体能量代谢是近年来的前... 目的血管内膜层功能紊乱和损伤时,内皮祖细胞(EPCs)在血管损伤后的血管修复和再内皮化中发挥重要作用。EPCs黏附至损伤处后,受到血管脉动产生的周期性张应变作用,但EPCs对周期性张应变的力学响应所知甚少。线粒体能量代谢是近年来的前沿热点问题,但力学调控EPCs代谢重编程中的作用,特别是在参与损伤血管修复的过程中尚不清楚。方法应用Flexcell张应变加载系统,对EPCs施加10%幅度,1.25 Hz频率的生理性周期性张应变24 h。构建大鼠颈动脉内膜损伤模型,核磁共振检测在体血管通畅程度。结果生理周期性张应变显著促进了EPCs的血管黏附和内皮相分化,调控线粒体动力学改变,并促进氧化磷酸化功能。周期性张应变显著着诱导线粒体外膜蛋白Acsl1,通过促进长链脂肪酸的分解代谢,为线粒体提供更多的能量,从而促进EPCs向内皮细胞分化完成损伤修复。在大鼠颈动脉损伤模型中,过表达Acsl1的EPCs移植增强了EPCs体内的黏附和再内皮化能力。结论生理性周期性张应变通过EPCs的ACSL1蛋白促进线粒体利用长链脂肪酸为底物,增强线粒体功能,从而为内皮损伤修复提供能量的力学传导机制。 展开更多

关键词 线粒体功能 氧化磷酸化功能 颈动脉损伤 血管内膜 再内皮化 长链脂肪酸 血管修复 内皮损伤

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从生物力学到力学生物学的思考 被引量：3

9

作者 姜宗来 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期38-39,共2页

生物力学(biomechanics)是研究生命体变形和运动的学科,通过生物学与力学原理方法的有机结合,认识生命过程的规律,解决生命与健康领域的科学问题。现代生物力学就是对生命过程中的力学因素及其作用进行定量研究。现代生物力学之父-冯元... 生物力学(biomechanics)是研究生命体变形和运动的学科,通过生物学与力学原理方法的有机结合,认识生命过程的规律,解决生命与健康领域的科学问题。现代生物力学就是对生命过程中的力学因素及其作用进行定量研究。现代生物力学之父-冯元桢(Y.C.Fung)先生在谈及生物力学对健康科学有何贡献时认为,"绝大多数生物力学工作的目的是为了丰富生命系统的基本知识并对其进行某种人为干预"。在生物力学研究中,他历来强调与临床问题和生物学实验结合。在他的实验室以肺为研究对象,尤其对肺血管重建(remodeling)进行了一系列开创性的工作。 展开更多

关键词 生物力学 力学生物学 生命过程 REMODELING 切应力 原理方法 定量研究 生命系统 细胞分子水平 力学环境

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自噬在心血管疾病中的作用和力学生物学机制 被引量：1

10

作者 陈毅 齐颖新 《生理科学进展》 CAS 2023年第4期283-289,共7页

动脉粥样硬化、腹主动脉瘤、肺动脉高压、心肌缺血再灌注损伤、心衰等多种心血管疾病中均存在细胞自噬(autophagy)水平紊乱,生理水平的自噬在维持心血管系统各类细胞稳态中发挥重要作用。本文综述了自噬在维护心血管系统各类细胞稳态和... 动脉粥样硬化、腹主动脉瘤、肺动脉高压、心肌缺血再灌注损伤、心衰等多种心血管疾病中均存在细胞自噬(autophagy)水平紊乱,生理水平的自噬在维持心血管系统各类细胞稳态中发挥重要作用。本文综述了自噬在维护心血管系统各类细胞稳态和参与心血管疾病病理机制中的研究,并以张应变力学刺激为切入点,介绍了力学刺激调控的细胞骨架重塑在自噬调控中的可能作用和机制。以自噬为靶点的干预有望为心血管疾病的诊断和治疗提供潜在方向。 展开更多

关键词 自噬 心血管疾病 张应变 细胞骨架 力学生物学

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张应变调控的非编码RNA——circ-Slc8a1及miR-20a-5p在血管重建中的作用及其力学生物学机制

11

作者 刘继婷 陈毅 +4 位作者 包晗 姚庆苹 韩悦 姜宗来 齐颖新 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期204-204,共1页

目的探讨张应变力学因素诱导动脉搭桥术后移植静脉重建的机制,为解决血管再狭窄临床难题提供新依据。方法套管法构建小鼠及大鼠静脉移植模型;体外培养静脉平滑肌细胞(VSMCs)施加10%、1.25 Hz张应变,以模拟动脉张应变力学环境。筛选差异... 目的探讨张应变力学因素诱导动脉搭桥术后移植静脉重建的机制,为解决血管再狭窄临床难题提供新依据。方法套管法构建小鼠及大鼠静脉移植模型;体外培养静脉平滑肌细胞(VSMCs)施加10%、1.25 Hz张应变,以模拟动脉张应变力学环境。筛选差异表达的环状RNA及miRNA簇;RNA干扰circRNA和Lamtor1后检测其对VSMCs增殖与分化的影响。 展开更多

关键词 力学生物学 移植静脉 临床难题 血管重建 平滑肌细胞 力学因素 RNA干扰 张应变

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张应变调控的circ-Plscr2/miR-17-92/Lamtor1通路在静脉移植血管重建中的力学生物学作用

12

作者 刘继婷 鲍敏 +3 位作者 刘泽 姚庆苹 姜宗来 齐颖新 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A01期85-85,共1页

目的临床上常用自体静脉血管作为冠状动脉旁路移植术的供体,然而动脉力学环境诱导移植后静脉内膜异常增生可能引起术后血管再狭窄甚至阻塞病变。本研究旨在探讨张应变通过内源性竞争机制(ceRNA)调控Lamtor1的表达从而影响静脉平滑肌细胞... 目的临床上常用自体静脉血管作为冠状动脉旁路移植术的供体,然而动脉力学环境诱导移植后静脉内膜异常增生可能引起术后血管再狭窄甚至阻塞病变。本研究旨在探讨张应变通过内源性竞争机制(ceRNA)调控Lamtor1的表达从而影响静脉平滑肌细胞(venous smooth muscle cells,VSMCs)功能的机制。方法应用'套管法'构建大鼠静脉移植模型;FX5 000张应变加载系统对体外培养VSMCs施加10%张应变模拟移植静脉中VSMCs受到的张应变力学刺激。生物信息学方法预测与circRNA结合miRNA位点;RT-qPCR法验证移植静脉中circRNA miRNA cluster的变化;RNA干circRNA Lamtor1后检测其对VSMCs的增殖及分化的影响。结果 RN A-seq及qPCR验证结果表明,移植静脉中circRNA Plscr2表达显著升高。生物信息学预测与circ-Plscr2结合的miRNAs,通过miRNA芯片检测移植静脉中差异表达的miR-17-92及miR-29 cluster,TargetScan预测其共同的靶分子是Lamtor1。移植静脉中Lamtor1表达水平显著性上升,并且激活下游mTOR和p-mTOR的表达,进而磷酸化4EBP1及S6K。细胞张应变加载实验结果表明,张应变显著上调circ-Plscr2表达,下调miR-17-92及miR-29cluster,同时Lamor1表达显著上调,其下游p-mTOR/mTOR信号通路被激活。siRNA干扰circ-Plscr2后VSMCs增殖与迁移受到抑制,表型分化指标均升高;siRNA干扰Lamtor1后显著抑制VSMCs增殖能力并促进VSMCs向收缩表型转化。结论周期性张应变可能通过circ-Plscr2/miR-17-92/Lamtor1通路,激活下游mTOR信号通路参与调控VSMCs功能。 展开更多

关键词 移植静脉 circRNA Plscr2 miR-17-92 cluster Lamtor1 周期性张应变

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《医用生物力学》杂志创刊30周年回顾与展望

13

作者 徐绮 于志锋 +1 位作者 姜宗来 戴尅戎 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期291-300,共10页

《医用生物力学》创刊于1986年,是一本反映国内外生物力学科研和临床工作最新成果和进展、促进国内外生物力学学科学术交流的科技期刊。截止2016年6月,杂志共出版31卷124期正刊,在刊物质量、学术影响力等方面均取得了较大的进步。本文... 《医用生物力学》创刊于1986年,是一本反映国内外生物力学科研和临床工作最新成果和进展、促进国内外生物力学学科学术交流的科技期刊。截止2016年6月,杂志共出版31卷124期正刊,在刊物质量、学术影响力等方面均取得了较大的进步。本文回顾《医用生物力学》杂志30年的发展历程,并从提高期刊质量、推进期刊数字化建设和加强期刊国际化程度三方面对杂志今后的工作进行展望。 展开更多

关键词 医用生物力学 科技期刊 回顾 展望

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非编码RNA在机械应力诱导血管重建中的作用和机制研究

14

作者 姚庆苹 娄悦 +1 位作者 黄凯 齐颖新 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期368-368,共1页

目的心血管疾病是严重危害人类健康的疾病,机械应力通过复杂的应力信号转导网络在多种心血管疾病的发生和发展过程中起重要作用。近年来,非编码RNA在多种疾病中的作用引起巨大关注,其在机械应力引起血管重建中的机制初见端倪。方法前期... 目的心血管疾病是严重危害人类健康的疾病,机械应力通过复杂的应力信号转导网络在多种心血管疾病的发生和发展过程中起重要作用。近年来,非编码RNA在多种疾病中的作用引起巨大关注,其在机械应力引起血管重建中的机制初见端倪。方法前期应用自发性高血压大鼠(SHR)模型结合基因芯片,近期应用临床动静脉瘘样本、大鼠移植静脉模型和体外细胞张应变加载模型等,结合多组学测序和生物信息学分析以及多种分子生物学实验和超分辨影像技术,检测了多种非编码RNA的功能。结果发现在自发性高血压大鼠(SHR)与正常血压对照大鼠(WKY)胸主动脉中长链非编码RNA(lnc RNA)表达谱不同。然后结合PCR验证结果和表达值构建基因共表达网络以及IPA数据库分析,研究揭示了lnc RNAXR007793调控VSMCs增殖和迁移功能的机制。移植静脉模型中筛选到12个环状RNA,Circ RNA TET3通过吸附mi R-351-5p调控VSMC迁移;circ UVRAG也可以影响VSMCs的黏附和迁移。并且深入研究环状RNA的成环机制,发现可变剪切因子NOVA1与pre-RNA circ UVRAG共定位,可以影响circ UVRAG的表达水平。Lnc RNA MIAT受到张应变调控,并且与RNA binding protein动态结合,调控细胞周期。结论非编码RNA通过多种复杂机制,在机械应力诱导血管重建中发挥重要作用。 展开更多

关键词 动静脉瘘 移植静脉 正常血压 血管重建 心血管疾病 机械应力 胸主动脉 影像技术

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心肌梗死和左心室肥大诱发心力衰竭的生物力学机制 被引量：3

15

作者 霍云龙 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期42-42,共1页

目的心力衰竭是心血管疾病中的"恶性肿瘤"(5年存活率50%左右)。力学因素与心衰的发生、发展密切相关。弄清哪些生物力学因素影响心衰的发生与发展,进而阐明心衰的生物力学机理中的关键科学问题,将有效预防和减缓其力学环境恶... 目的心力衰竭是心血管疾病中的"恶性肿瘤"(5年存活率50%左右)。力学因素与心衰的发生、发展密切相关。弄清哪些生物力学因素影响心衰的发生与发展,进而阐明心衰的生物力学机理中的关键科学问题,将有效预防和减缓其力学环境恶化,从而防治心衰。本文理论和实验相结合,分析心肌梗死和左心室肥大后心肌应变和应力的变化。 展开更多

关键词 左心室肥大 生物力学因素 心力衰竭 心肌梗死 生物力学机制 心血管疾病 环境恶化 恶性肿瘤

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冠脉生理学检测技术发展2021年研究进展 被引量：1

16

作者 霍云龙 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期389-394,共6页

心血管疾病是危害人类生命健康最严重的疾病之一,中国每5人中就有2人死于心血管疾病。心肌缺血是重要的心血管疾病之一。心肌血流储备分数(fractional flow reserve,FFR)用于量化心外膜下冠状动脉狭窄是否产生心肌缺血;微血管阻力指数(i... 心血管疾病是危害人类生命健康最严重的疾病之一,中国每5人中就有2人死于心血管疾病。心肌缺血是重要的心血管疾病之一。心肌血流储备分数(fractional flow reserve,FFR)用于量化心外膜下冠状动脉狭窄是否产生心肌缺血;微血管阻力指数(index of microcirculatory resistance,IMR)是定量评价冠脉微循环状态的有创指标。传统FFR和IMR测量临床上依靠导丝,在最大充血态下进行介入测量,临床上辅助心肌缺血的诊断。基于冠脉造影的caFFR和caIMR(coronary angiography-derived FFR and IMR)无需介入操作、无需血管扩张药物、无禁忌症限制,可以快速同步计算FFR和IMR,进而辅助冠脉介入手术的诊疗。本文总结了近年来基于冠脉造影的caFFR和caIMR以及其他冠脉生理学检测技术的研究进展。进一步开展基于造影的FFR和IMR组合研究,从宏观到微观开展冠脉功能学研究具有重要的临床价值。 展开更多

关键词 冠脉循环 冠脉造影 血流储备分数 微血管阻力指数 生理学检测 心血管生物力学

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周期性张应变调控的CAPZA1在内皮祖细胞归巢中的机制研究

17

作者 邹敏文 霍云龙 +1 位作者 齐颖新 韩悦 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期364-364,共1页

目的内皮祖细胞(EPCs)在损伤和缺血组织的修复中起重要作用。前期研究表明,黏附在损伤区域的EPCs会受到生理性周期性张应变的作用,通过上调长链酯酰辅酶A合成酶1(Acsl1)促进线粒体脂肪酸代谢,进而促进EPCs的归巢能力。然而,Acsl1如何感... 目的内皮祖细胞(EPCs)在损伤和缺血组织的修复中起重要作用。前期研究表明,黏附在损伤区域的EPCs会受到生理性周期性张应变的作用,通过上调长链酯酰辅酶A合成酶1(Acsl1)促进线粒体脂肪酸代谢,进而促进EPCs的归巢能力。然而,Acsl1如何感受力学作用促进EPCs归巢的机制尚不明确。方法应用Flexcell张应变加载系统,对EPCs施加10%幅度,1.25 Hz频率的生理性周期性张应变24 h。应用原子力显微镜检测静止组和牵拉组的细胞硬度,利用高内涵细胞成像分析系统和结构照明显微镜检测F-actin的变化,再通过Co IP-MS/MS寻找Acsl1的关键互作蛋白并验证。结果与静态组相比,张应变组EPCs的硬度显著上升。100倍油镜下张应变组EPCs的F-actin微丝更致密且变长,提示张应变促进了EPCs的骨架重塑。过表达Acsl1后,Co IP-MS/MS检测到潜在的互作蛋白,将其中与细胞骨架相关的蛋白分别与Acsl1进行分子对接,预测结果提示,F-actin的加帽蛋白CAPZA1与Acsl1互作的可能性最大,且Co IP验证二者确实存在互作。结论CAPZA1主要抑制F-actin的聚合,周期性张应变可能通过上调Acsl1水平,从而竞争性结合与F-actin互作的CAPZA1,进而促进F-actin的聚合,导致细胞骨架重塑,最终促进EPCs的归巢。 展开更多

关键词 周期性张应变 油镜 内皮祖细胞 显微镜检测 归巢 脂肪酸代谢 力学作用 CAP

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力-血管蛋白质组学研究进展 被引量：1

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作者 齐颖新 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期1-7,共7页

力学因素调控血管生理性稳态和病理性重建的机制是力学生物学中应力-生长研究的重要内容,迄今尚未完全阐明。蛋白质组学这一高通量、系统性的新技术在血管力学生物学领域的应用,将生物力学、蛋白质组学、生物信息学与分子生物学相关研... 力学因素调控血管生理性稳态和病理性重建的机制是力学生物学中应力-生长研究的重要内容,迄今尚未完全阐明。蛋白质组学这一高通量、系统性的新技术在血管力学生物学领域的应用,将生物力学、蛋白质组学、生物信息学与分子生物学相关研究理念和研究技术相结合,能够为心血管疾病发病机理研究和血管重建药物治疗靶向的寻找提供一个全新的力学生物学视角,也体现了学科交叉融合的创新特色和科学价值。近年来,上海交通大学力学生物学研究所遵循"力学生物学实验发现现象-生物信息学分析-生物学实验验证结论"开展了多学科相结合的系统性研究,建立了可能的血管细胞内机械应力信号传导网络。此外,基于力-血管蛋白质组学研究,揭示了60多种新的、可能参与了机械应力细胞内信号传导过程的信号分子,并深入探讨部分分子在应力调控血管细胞功能中的作用及分子机制。在研究所工作的基础上,综述了近年来力-血管蛋白质组学相关研究进展。力-血管蛋白质组学的研究工作有望为高血压、动脉粥样硬化等心血管疾病血管重建病理机制揭示、临床治疗潜在靶点寻找提供重要的力学生物学实验依据。 展开更多

关键词 蛋白质组学 应力 血管重建 力学生物学

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轴向扭转作用下血管的力学特性和组织重建（英文）

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作者 韩海潮 刘钦 姜宗来 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期319-326,共8页

血管由于身体活动或经历手术而经常承受轴向扭转(或扭曲)作用,然而有关血管在扭转作用下的研究却很少。本文首先总结血管经受扭转的临床症状,然后描述扭转作用下血管的力学特性以及本构模型;继而进一步讨论最新的有关扭转作用下血管重... 血管由于身体活动或经历手术而经常承受轴向扭转(或扭曲)作用,然而有关血管在扭转作用下的研究却很少。本文首先总结血管经受扭转的临床症状,然后描述扭转作用下血管的力学特性以及本构模型;继而进一步讨论最新的有关扭转作用下血管重建的研究,包括生物体外器官培养实验、活体动物实验、数学模型的分析和模拟。希望这篇综述将促进今后对血管在扭转作用下力学特性和重建更多、更深入的研究。 展开更多

关键词 血管 轴向扭转 力学特性 重建 模型

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周期性高张应变通过下调PGC1α表达抑制血管平滑肌细胞线粒体生物发生 被引量：2

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作者 张守敏 李之音 +3 位作者 田文浩 陶雨婷 齐颖新 韩悦 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期156-163,共8页

目的 探讨高血压背景下病理性高张应变对血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)线粒体生物发生的影响,以及PGC1α蛋白在这一过程中的作用。方法 采用Flexcell-5000T体外细胞张应变加载系统对VSMCs施加频率为1.25 Hz、幅... 目的 探讨高血压背景下病理性高张应变对血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)线粒体生物发生的影响,以及PGC1α蛋白在这一过程中的作用。方法 采用Flexcell-5000T体外细胞张应变加载系统对VSMCs施加频率为1.25 Hz、幅度分别为5%和15%的周期性张应变,模拟正常生理情况和高血压病理情况下的力学环境;通过蛋白免疫印迹(Western blotting)和荧光定量PCR(qPCR)方法检测正常生理和高血压病理力学条件下VSMCs的PGC1α蛋白表达,以及柠檬酸合酶和线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)拷贝数变化情况;应用PGC1α特异性激活剂ZLN005和有效干扰片段siRNA检测PGC1α表达上调或下调对柠檬酸合酶和mtDNA拷贝数的影响。结果 与5%生理性周期性张应变相比,15%病理性高张应变显著抑制VSMCs的PGC1α和柠檬酸合酶的表达,mtDNA拷贝数显著降低。与对照组相比,对VSMCs转染PGC1α干扰片段siRNA或孵育PGC1α特异性激活剂ZLN005,分别下调和上调PGC1α蛋白表达,VSMCs的柠檬酸合酶表达和mtDNA拷贝数也相应地降低和增加。在加载生理性周期性张应变条件下,对VSMCs转染PGC1α干扰片段siRNA显著下调其蛋白表达;对VSMCs施加PGC1α特异性激活剂ZLN005显著上调PGC1α蛋白表达,柠檬酸合酶表达和mtDNA拷贝数也被增加。结论 高血压背景下病理性周期性高张应变通过抑制VSMCs的PGC1α蛋白显著下调VSMCs的柠檬酸合酶表达和mtDNA拷贝数,进而导致VSMCs线粒体功能障碍。PGC1α可能是缓解高血压病理进程的潜在治疗靶向分子。 展开更多

关键词 周期性张应变 血管平滑肌细胞 线粒体生物发生 PGC1α 线粒体DNA拷贝数 柠檬酸合酶

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