哮喘气道黏液流变行为变化及其影响因素和临床意义的研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31670950
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1001.生物力学与生物流变学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Airway mucus is an important defense barrier for airways and lung, which traps exogenous hazardous particulate matters and excludes them out of body via beating of the cilia and coughing, but selectively allows passage of beneficial matters. This precise defense function in normal physiological state largely relies on appropriate rheological properties of the airway mucus. In asthma, the patient's mucus is highly viscous with abnormal rheological behaviors, which causes impaired flow of the mucus and in worse cases form mucus plug (sputum plug) to obstruct the airway or even threaten life. However, mechanisms of the rheological alteration in asthmatic airway mucus is not clear. Thus, we propose in regards of normal and asthmatic airway mucus to 1) characterize and analyze mucus compositions (esp. mucin, inflammatory cells) and their changes; 2) use multiple methods to systematically investigate bulk and micro-rheological behaviors and their determinants; 3) examine microscopic characteristics of the mucus in relation to its composition; 4) establish constitutive equations and corresponding numerical simulation method for mucus rheology; 5) reveal the influence of mucus rheology on transportation of particulate matters. This study may provide scientific basis for further understanding altered rheological behaviors of asthmatic airway mucus and their implications to clinical diagnosis and treatment as well as evaluation of drug delivery, and may also provide new ideas for related asthma therapy.
气道黏液是气道及肺的重要保护屏障,它阻挡外来有害颗粒物并通过纤毛摆动与咳嗽将有害颗粒物排出体内,而让有益物质选择性通过。这些精确的保护功能在很大程度上依赖于正常生理条件下气道黏液合适的流变特性。哮喘患者气道黏液粘稠度增高,流变行为异常导致黏液流动不畅,严重情况下形成黏液栓(痰栓),阻塞气道甚至危及生命。然而,哮喘气道黏液流变性质和行为改变的机理还不清楚。因此,本项目拟针对正常人与哮喘患者的气道黏液:1)表征和分析黏液的组分(特别是黏液蛋白,炎症细胞)及其变化,2)研究黏液组分变化对其微观结构的影响;3)综合多种手段,研究黏液宏观和微观流变行为特征及其影响因素;4)考察黏液流变行为对其中颗粒物输运的影响;5)建立黏液流变本构方程的数值模型和颗粒物运动模拟方法。本项目为深入理解哮喘黏液流变学变化的机理及其对临床诊断和治疗、药物输运评价等的意义提供科学依据,为探索相应的哮喘治疗方法提供新思路。

结项摘要

气道黏液是存在于气道内壁表面的一层富含黏蛋白的黏弹性流体,其流变特性在哮喘和新冠肺炎等呼吸疾病的病理机制和临床诊治中具有十分重要的作用。本项目采用不同含量的黏蛋白溶液作为正常与哮喘病理气道黏液的模型,系统地研究了这些黏液模型的流变行为及其影响因素和变化机理,并获得了一些重要的研究结果,包括:1)黏蛋白通过聚集与自组装等行为构成黏液微观网络结构;2)气道黏液流变学行为的四参数Burgers模型及其“剪切稀化”流变行为特征;3)细微颗粒物对气道黏液流变特性的影响,其中,大气污染物PM2.5改变黏液微观网络结构的网格大小使其黏度显著升高,而Fe2O3纳米颗粒则破坏黏液的微观网络结构使其黏度显著降低,这为哮喘患者预防雾霾天气的危害和开发新型物理降黏药物提供了科学依据;4)利用低频振荡剪切应变显著降低黏液黏度的原理开发一种用于清除气道黏液的低频强迫振荡压力波化痰排痰技术。这些研究结果对预防和治疗哮喘等气道黏液高分泌呼吸道疾病及其药物输运评价等方面具有重要的参考价值,为探索新颖的化痰排痰方法和技术提供了思路。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(1)
Toward the Identification of Extra-Oral TAS2R Agonists as Drug Agents for Muscle Relaxation Therapies via Bioinformatics-Aided Screening of Bitter Compounds in Traditional Chinese Medicine
通过生物信息学辅助筛选中药苦味化合物来鉴定口服外 TAS2R 激动剂作为肌肉松弛疗法的药物
  • DOI:
    10.3389/fphys.2019.00861
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Frontiers in Physiology
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Luo Mingzhi;Ni Kai;Jin Yang;Yu Zifan;Deng Linhong
  • 通讯作者:
    Deng Linhong
Increased intracellular Cl- concentration improves airway epithelial migration by activating the RhoA/ROCK Pathway
细胞内 Cl- 浓度增加通过激活 RhoA/ROCK 通路改善气道上皮迁移
  • DOI:
    10.7150/thno.46002
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Theranostics
  • 影响因子:
    12.4
  • 作者:
    Huang Wenjie;Tan Meiling;Wang Yue;Liu Lei;Pan Yan;Li Jingjing;Ouyang Mingxing;Long Chunjiao;Qu Xiangping;Liu Huijun;Liu Chi;Wang Jia;Deng Linhong;Xiang Yang;Qin Xiaoqun
  • 通讯作者:
    Qin Xiaoqun
常见哺乳动物源胶原蛋白的提取及其性能表征
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    功能材料
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘霞;张中勋;伍铭慧;毛渊泽;刘杨;邓林红
  • 通讯作者:
    邓林红
Genetically Encoded FRET Biosensor Detects the Enzymatic Activity of Prostate-Specific Antigen
基因编码的 FRET 生物传感器检测前列腺特异性抗原的酶活性
  • DOI:
    10.32604/mcb.2020.09595
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Molecular & Cellular Biomechanics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yao Hui;Wang Liqun;Guo Jia;Liu Weimin;Li Jingjing;Li Yingxiao;Deng Linhong;Ouyang Mingxing
  • 通讯作者:
    Ouyang Mingxing
氧化石墨烯修饰壳聚糖药物载体的构建
  • DOI:
    10.16865/j.cnki.1000-7555.2019.0218
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    高分子材料科学与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张中勋;刘霞;刘杨;邓林红
  • 通讯作者:
    邓林红

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其他文献

基于弯道离心效应的微通道血浆分离芯片的构建
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    邓林红;王雅姝
  • 通讯作者:
    王雅姝
生物医用硅橡胶在不同交联条件下的凝胶时间研究
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    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张翼飞;周超;张治国;邓林红
  • 通讯作者:
    邓林红
一种用于膝关节生物力学研究的屈曲运动加载系统
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    生物医学工程学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    宋爱晶;廖庆丰;李晓芳;邓林红
  • 通讯作者:
    邓林红
人体气道支架的发展与最新研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    常州大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张治国;孙亿民;江晨;李振潇;张翼飞;邓林红
  • 通讯作者:
    邓林红
哮喘等慢性气道疾病中气道缩窄的生物力学模型研究最新进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    医用生物力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邓林红
  • 通讯作者:
    邓林红

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机械通气和辅助排痰物理因素对气道黏液流变行为的影响及其对临床气道黏液清除的意义研究
  • 批准号:
    12272063
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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

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          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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