细胞变形性的能量学特征研究：基于原子力显微镜加载-卸载函数曲线分析

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11572065
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    66.0万
  • 负责人：
    王翔
  • 依托单位：
    重庆大学
  • 学科分类：
    A1002.多尺度力学生物学
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2015
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The Project proposes to study on the energy characteristics of cell deformation, based on analysis of loading-unloading curve, setting up deformability analysis system of three kinds of cells (RBC, HUVEC and hepatic cell) in the atomic force microscopy laboratory. Cell passive and active deformation was linkage analyzed; Under certain loading - unloading conditions, the theoretical relationship between the loading-unloading function curve will be researched, determine how to reflect and characterize the cell deformation by using loading-unloading function curve: (1) Cell deformability is the general characteristics in all biological cells; it is characterized by cell passive deformation and active deformation process together constitute; (2) cell deformation belong to energy index (Capacity), composed of integral difference of cell mechanical loading-unloading curve.The aim of investigating the energy characteristic of cell deformation is to make clear about important physical significance of cell mechanics parameters and cell deformability. Through this project research, to explain the mechanical behavior of a variety of cells, such as RBC deformation, HUVEC aligned along blood downstream and HSC fibrosis), to provide data and analysis system for new foundation. Through this project research, to explain the mechanical behavior of a variety of cells (RBC, HUVEC downstream of the deformation field aligned and HSC fibrosis) research to provide data and analysis system of new foundation.
以往细胞变形性指细胞的被动变形，忽略了主动变形。主动变形也是构成细胞变形性的重要内容，反映细胞伪足延伸和细胞迁移游走。本课题基于加载-卸载函数实验曲线分析，拟搭建维持二氧化碳孵育可用于原子力显微镜分析的实验平台。建立RBC、HUVEC和肝星状细胞HSC变形性分析系统。进行细胞被动-主动变形分析；研究加-卸载函数曲线理论关系，确定以加-卸载函数曲线表征细胞变形性：（1）细胞变形性由被动和主动变形共同构成；（2）细胞变形性具有能量特征，由细胞力学加载函数曲线与卸载函数曲线积分环面积所构成。研究细胞可变形性的能量特征及其物理意义。（3）用已建立的微管吸吮细胞系统，测定细胞力学参数进行对照分析；（4）红细胞激光衍射图像分析和血液流变学分析，研究单个细胞力学分析与宏观流变学指标的相关性；用已建立的荧光标记细胞结构蛋白原位分析技术，研究细胞变形的结构蛋白分子机制。

结项摘要

细胞变形性作为生物细胞的固有属性，在自然界中具有普遍性，它决定了细胞的形态和功能，在其适应特殊的生理环境中具有重要的科学意义。而我们对细胞变形性的认识一般是指细胞的被动变形，忽略了主动变形。其中，主动变形也是构成细胞变形性的重要内容，反映细胞迁移游走和伪足延伸等重要的生理现象。本课题中我们基于对原子力测得的力-距离曲线进行加载-卸载函数实验曲线分析，建立以红细胞为主的无核细胞以及以肝癌细胞为主的有核细胞的变形性分析系统。并构建了红细胞体内衰老模型和红细胞体外衰老模型，通过对其力学性质、膜骨架蛋白以及细胞内ATP水平的测定，探讨了红细胞衰老过程中变形性参数的能量学特征。通过对细胞被动变形-主动变形的联动研究分析，明确了细胞变形性的物理意义，理清了以往关于细胞力学特性的初步认识，也有助于深入认识细胞形态及其变化的生理意义，同时也为深入研究细胞生物力学特性的生理病理意义提供了基础。

项目成果

期刊论文数量（5）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（1）
专利数量（2）
Heparin as a molecular spacer immobilized on microspheres to improve blood compatibility in hemoperfusion
肝素作为固定在微球上的分子间隔物以改善血液灌流中的血液相容性
  • DOI：
    10.1016/j.carbpol.2018.08.067
  • 发表时间：
    2019-02-01
  • 期刊：
    CARBOHYDRATE POLYMERS
  • 影响因子：
    11.2
  • 作者：
    Dang, Qi;Li, Chun-Gong;Wang, Xiang
  • 通讯作者：
    Wang, Xiang
不同频率声波加载对SD大鼠行为学和海马 5-羟色胺、多巴胺及D2受体表达的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    中国细胞生物学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    邓志丹;王翔
  • 通讯作者：
    王翔
Nitric oxide inhibits hypoxia-induced impairment of human RBC deformability through reducing the cross-linking of membrane protein band 3
一氧化氮通过减少膜蛋白带 3 的交联来抑制缺氧引起的人红细胞变形能力受损
  • DOI：
    10.1002/jcb.27359
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Journal of Cellular Biochemistry
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Zhao Yajin;Wang Xiang;Wang Ruofeng;Chen Dong;Noviana Milody;Zhu Hongliang
  • 通讯作者：
    Zhu Hongliang
Nitric oxide in red blood cell adaptation to hypoxia
一氧化氮在红细胞适应缺氧中的作用
  • DOI：
    10.1093/abbs/gmy055
  • 发表时间：
    2018-06
  • 期刊：
    Acta Biochimica et Biophysica Sinica
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Zhao Yajin;Wang Xiang
  • 通讯作者：
    Wang Xiang

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其他文献

M2型巨噬细胞对草酸钙晶体刺激肾小管上皮细胞损伤的影响
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  • 通讯作者：
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  • 通讯作者：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王翔;卢麟;王荣;朱勇;张宝富;吴传信;韦毅梅
  • 通讯作者：
    韦毅梅

其他文献

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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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