生物可降解镁植入物——骨肿瘤患者的潜在支架

骨癌患者切除术后可能发生复发和转移.传统的金属支架可以对骨缺损部位提供力学支撑,但无法有效清除复发的肿瘤细胞.本文中,我们介绍了一种可以抑制骨肉瘤生长的生物可降解镁丝植入物.简而言之,镁丝释放镁离子激活锌指蛋白Snail1从胞浆到细胞核的转运,通过下游的miRNA-181d-5p/TIMP3和miRNA-181c-5p...     

血清中IL-8对大鼠心肌缺血再灌注组织中p53、Bcl-2基因的影响及意义

目的：探讨血清中IL-8对心肌缺血再灌注（MlR）组织中p53、Bcl-2基因的影响。方法建立大鼠心肌缺血再灌注模型,分为对照组和实验组,缺血30min后,再灌注2、4、8、12、24、48h．各时间点分别处死动物,取血备用。采用双抗体夹心酶联免疫吸附（ELISAj法,原位杂交法,原位末端标记染色等,检测IL-8,p53mRNA,bcl-2mRNA,和细胞凋亡。结果：血清中IL-8在IR2h即开始升高,12h达高峰。组织中p53在4h开始升高,24h达高峰。BU-2在8h开始升高-直持续到48h达高峰。血清JL-8早于组织p53表达,Bcl-2晚于p53表达,心肌细胞凋亡和p53mRNA表达时间相-致。结论：血清中IL-8增高介导了组织中p53的高表达,抑制了Bcr-2的作用,在MIR损伤中扮演了-个重要角色。     

肝胆肿瘤中肿瘤特异性CircRNA衍生抗原肽的鉴定（英文）OA

基于肿瘤抗原的免疫治疗的应用受到验证免疫原性肽稀缺性的阻碍。本研究旨在研究环状RNA (circ RNA)在肝胆肿瘤类器官中作为肿瘤抗原肽新来源的潜力。使用RNA测序(RNA-seq)和基于算法的评分工具,预测3950个翻译的肿瘤特异性环状RNA在27个类器官中产生18 971个抗原肽。从抗原格局来看,11个氨基酸长度(mer)肽和人白细胞抗原(HLA)-A结合肽具有最高的免疫原性相关评分。在分析的3/5类器官中,有13个预测抗原肽通过质谱(MS)免疫肽组学被直接确认为HLAA、HLA-B和HLA-C (HLA-ABC)结合肽。在流式细胞术和酶联免疫吸附试验(ELISA)中,由HLAABC分子呈递的circ RNA衍生的肿瘤特异性肽刺激CD8 (CD8) T细胞,显示CD107a干扰素γ (IFNγ)共表达和IFNγ分泌增加。免疫原性环状RNA衍生肽诱导的靶向类器官的细胞毒性T细胞活性在杀伤实验中得到验证。值得注意的是,来自circ TBC1D15的抗原肽YGFNEILKK不仅被认为是类器官的HLA-ABC呈递肽,而且还显著降低了肿瘤类器官的存活率。本研究的发现强调了产生肿瘤抗原的一个...     

纳米TiO2对四膜虫多药耐药基因和热激蛋白基因的影响

为探讨纳米TiO2在分子水平对生物的影响,运用RT—PCR半定量法研究不同浓度纳米TiO2对四膜虫多耐药（MDR1）和热激蛋白70（HSP70）基因表达活性的影响,结果表明,处理组中MDR1基因表达均高于对照组,且差异极显著（p〈0．01）;HSP70表现为高浓度抑制、低浓度诱导,表达量在低浓处理组中高于对照组,差异显著（p〈0．05）。随着纳米TiO2浓度的升高,处理组中HSP70表达量不断下降,当纳米TiO2浓度为100mg·L-1和500mg·L-1时,HSP70的表达量显著低于对照组中的表达量（p〈0．05）,因此,纳米TiO2颗粒可以从分子水平影响梨形四膜虫,但确切的毒理还需要进一步的研究探索及验证。     

(Al 2O3)P/6061Al的变形断裂特征和塑性

为了更清楚地认识颗粒增强铝塑性差的细微观机制,进行了(A12O3)p/6061Al的拉伸和三点弯曲变形实验,并用扫描电镜观察了变形与断裂的细微观特征.发现:(1)在加载过程中,总是基体先发生变形局部化,形成变形带;变形带内较大的A12O3颗粒优先开裂,形成颗粒尺度的微裂纹;变形带内的集中变形和Al2O3颗粒的继续开裂交互作用,导致微裂纹沿着变形带连接与扩展进而发生宏观低塑性断裂;(2)加载方式、材料状态和变形温度对上述过程没有本质影响.根据以上观察结果和颗粒增强铝的强化机理,讨论了塑性差的细微观机制以及材料状态和变形温度对(Al2O3)p/6061Al塑性的影响.     

放射敏感的纳米调节剂重新编程肿瘤-免疫细胞通讯用于免疫治疗（英文）

目前,将肿瘤相关巨噬细胞从促肿瘤生长的M2表型调节为抑制肿瘤生长的M1表型已成为一种有前途的肿瘤免疫治疗策略,但仍然具有挑战性,而且以可控的方式实现显得尤为困难.在此,我们报道了一种用于可时空激活免疫反应的放射敏感型纳米调节剂(AuDAP). AuDAP可通过多价相互作用同时识别和结合M2巨噬细胞与肿瘤细胞.在低剂量医用X射线照射下,纳米调节剂可介导产生大量活性氧(ROS),激活NF-κB信号通路,使M2型巨噬细胞复极化为M1型,从而原位激活巨噬细胞的免疫功能.一系列体外和体内实验结果表明,纳米调节剂可以有效重塑肿瘤细胞和巨噬细胞之间的通讯,并特异性地激活抗肿瘤免疫治疗.通过长时间观察发现,治疗组小鼠的原位肿瘤被明显抑制且未观察到肺部转移瘤的形成.该纳米调节剂可作为一种有潜力的纳米药物用于精确的肿瘤治疗,并能为可控的免疫治疗提供新的见解.     

受关节软骨启发的耐疲劳和耐苛刻环境的三维超弹海绵导体（英文）

海绵导体在承受极端压缩和恶劣环境时,面临着机械脆性和导电网络易发生不可逆破坏等瓶颈.发展轻质、超弹和耐疲劳的海绵导体具有非常重要的研究和应用前景.本论文提出表面受限雾化水模板策略,获得了聚合物海绵骨架承载蜂窝状碳纳米管的新型海绵导体(h-SCNTC).通过借鉴在反复形变下具有梯度能量耗散机制的关节软骨结构, h-SCNTC展现出可快速恢复的压缩回弹性能(宽的压缩应变范围:0–90%)以及高的抗疲劳性(5000次循环后海绵高度保持率>95%).归因于在低压缩应变下骨架表面蜂窝状导电结构的“连通-断开”机制和在高压缩应变下海绵导电骨架“形变-接触”机制的结合,所得压阻传感器展现出超弹性、高稳定性和在宽应变范围内(0–90%)具有高灵敏度等卓越特征.该海绵导体能够有效抑制环境中水的侵蚀作用,在极端湿度和机器洗涤等恶劣环境中仍能保持耐久性.本研究提出的表面受限雾化水模板策略,有望为制备超弹性耐疲劳海绵导体及其耐变形电子设备提供新的思路.     

钛和氘化钛的电子谱特征

在SKL－12型多功能谱仪上进行了纯钛和氘化钛（TiD1.7）能量损失谱（ELS）和X射线光电子谱（XPS）的研究。实验发现，氘化钛的等离激元的能量增加，并且其Ti2p1/2，2p3/2能级的结合能增大。氘化钛较之纯钛其费米能级以下5～11eV出现一新的能态。以上结果表明：氘原子的电子在氘化钛中的行为类似自由电子，同时，钛与氘之间发生电荷转移，电子转移的方向为Ti→D。     

全氧化镓薄膜同质p-n结（英文）

制备p-n结以及探索其物理机制在发展各种功能器件和推进其实际应用中起到关键作用.超宽禁带半导体在制备高压高频器件上有着巨大的潜力,但是氧化镓p型掺杂困难限制了氧化镓同质p-n结的制备,进而阻碍了全氧化镓基双极型器件的发展.本文通过一种先进的相转变生长技术结合溅射镀膜的方法,成功制备了n型锡掺杂β相氧化镓/p型氮掺杂β相氧化镓薄膜.本工作成功制作了全氧化镓单边突变同质p-n结二极管,并且详细分析了器件机理.该二极管实现了4×10⁴的整流比、在40 V下9.18 mΩcm²的低导通电阻、4.41 V的内建电势和1.78的理想因子,并在交流电压下表现出没有过冲的整流特性以及长期稳定性.本工作为氧化镓同质p-n结初窥门径,为氧化镓同质双极型器件奠定了基础,为高压高功率器件的应用开创了道路.     

骨肉瘤的缺氧微环境与放疗增敏进展

放疗是恶性肿瘤重要的辅助治疗手段,但骨肉瘤对放疗不是十分敏感,存在一定的放疗抵抗。即相对于对放射线敏感的肿瘤(如视网膜母细胞瘤、鼻咽癌、卵巢癌中的无性细胞瘤、睾丸精原细胞瘤、肾胚胎瘤、恶性淋巴瘤等)来讲,同等或更大的放射剂量也难以达到敏感肿瘤所能有的局部控制率。许多研究表明,低剂量分次放疗(2 Gy/次,共60 Gy)的5年局部控制率为40%～68%,但5年的局部控制率和生存率并没有相关性。近几年,骨肉瘤具有固有的放疗抵抗性的概念已经受到多项研究的质疑,有的骨肉瘤的放疗效果要好于黑色素瘤,而黑色素瘤是公认的放疗抵抗肿瘤。此外,若采取大分割治疗(总量不变,提高每次的放疗剂量),虽然骨肉瘤对普通X射线不算敏感,但其对质子和重离子治疗应答率明显提高。因此选择适当的患者、采取合适的放疗方法可以提高放疗效果。放疗抵抗的直接原因是肿瘤细胞对DNA损伤的修复能力和耐受能力,这和肿瘤的异质性有关。许多研究表明低氧微环境是放疗抵抗最重要的环境因素。首先,缺氧微环境为肿瘤细胞产生放疗抵抗提供重要的发生条件,缺氧微环境刺激细胞产生低氧诱导因子(Hypoxia inducible factors,HIF),缺氧预处理可增加骨肉瘤细胞的放疗抵抗,缺氧诱导因子(HIF-1、HIF-2)、自噬相关因子(LC3-Ⅱ)在骨肉瘤组织中高表达,若敲除HIF基因后,细胞自噬水平和凋亡显著升高,但抑制自噬后,细胞凋亡并没有减少,说明细胞在缺氧微环境中主要通过HIF实现放化疗抵抗。放疗后DNA损伤的修复能力也是放疗抵抗的机制之一,通过长时间监测DNA损伤的修复蛋白γ-H2AX和53BP1,即可评估DNA损伤的修复情况。针对引起放疗抵抗的原因,改变肿瘤缺氧微环境是放疗增敏的有效手段,主要有增加氧供应和研究靶向缺氧细胞的化学增敏药物。高压氧舱可提供高压氧环境,直接增加肿瘤组织的含氧量,但患者依从性较差,增敏效果不确切。结合尼克酰胺(针对急性缺氧)与慢性缺氧改良剂(如O_2和CO_2气体的混合物)可明显改善肿瘤组织的急慢性缺氧环境,从而增强放疗的效果。此外,有人提出热疗是克服放疗抵抗、增加放疗敏感性的有效方法,研究证明放疗同时把瘤组织加热到43℃可显著提高放疗效果。未来,骨肉瘤的放疗将在放疗增敏研究的基础上,结合立体定向放疗、质子放疗和重离子放疗等先进技术手段,低剂量、高精准,和手术治疗及化疗有机结合,实现更好的治疗效果。     

鞭毛/纤毛内在驱动机制启发的一体式管状机器人驱动器（英文）OA

鞭毛和纤毛独特的运动模式（如鞭毛的平面/螺旋波形式推进和纤毛的二维/三维不对称搏动）在众多生物的生命活动中起到至关重要的作用,这也启发了诸多仿生设计,尤其对于微型机器人系统。然而,与自然界中微生物能够从统一化的9+2轴丝生物结构中进化出多种运动模式不同的是,当前的仿生学仍然没有有效的工程策略去实现这样的智慧。在此,我们通过研究鞭毛和纤毛的内部结构及其内在驱动机制,推导出了一个统一的物理模型来描述微管弯曲及其所构建的宏观鞭毛/纤毛运动。基于该模型,我们进而提出了基于三通道的管状驱动概念,并相应地通过杆嵌入铸造工艺制造了一个三通道的管状驱动器。通过编程不同通道的驱动模式,这一管状驱动器不仅可以再现自然界中多样的二维及三维鞭毛/纤毛运动,还可以延展出更多的非对称纤毛搏动模式以实现低雷诺数下的有效推进。该研究加深了我们对微生物推进机制的理解,为仿生系统的设计提供了新灵感,并有望在广泛的工程领域中寻找到重要的应用场景。     

内源性双miRNA触发响应的DNA纳米结构动态自组装用于原位递送siRNA（英文）

通过多重miRNA触发的原位siRNA递送治疗策略可以有效提高对癌细胞的精确治疗.基于DNA纳米结构的可编程性、特异性分子识别、易于功能化修饰和良好生物相容性的特点,我们设计了一个3D DNA纳米治疗平台,用于实现双miRNA触发响应的siRNA原位递送.这种3D DNA纳米结构(TY1Y2)是由DNA四面体支架、两组Y型DNA(Y1和Y2)和EpCAM核酸适体通过自组装构建而成的.TY1Y2被特异性内化至靶标癌细胞后,能够被两个内源性miRNA (miR-21和miR-122)触发,从而产生强的荧光共振能量转移信号,用于双miRNAs成像.同时,治疗性的siRNA (siSurvivin和siBcl2)也可以通过链置换反应从TY1Y2中产生并进行原位释放,实现癌细胞的协同基因治疗.这种3D DNA纳米结构将内源性生物标记物的特异性成像和治疗性基因的原位递送整合为一个多功能纳米平台,在癌症诊断和治疗方面显示出广阔的应用前景.     

在不同pH值模拟酸雨溶液中纯铜的腐蚀行为

使用电化学阻抗(EIS)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)等手段,研究了纯铜在不同p H值模拟酸雨溶液中的腐蚀行为。结果表明,在不同p H值的模拟酸雨溶液中纯铜的阻抗谱特征有很大差异,说明纯铜有不同的腐蚀机制。XPS分析结果表明,在模拟酸雨溶液的p H值为3时纯铜表面主要生成Cu2O,p H值为5时表面主要生成Cu O,p H值为6时表面生成Cu2O和Cu O的混合物。O2和H+共同影响纯铜的腐蚀历程,在低p H值环境中腐蚀的控制步骤是溶解氧通过双电层的扩散,H+的存在起促进作用。随着p H值的升高H+的促进作用逐渐减弱,纯铜的腐蚀主要受氧的去极化过程控制。     

铜在铜蛋白azurin分子构象及其促口腔肿瘤细胞凋亡中的作用

为了解铜对铜蓝蛋白azurin的构象和细胞毒性的影响,用重组表达的azurin作为研究材料,对结合铜的holo-azurin和除去铜的apo-azurin采用紫外、荧光和圆二色光谱进行了对比研究,其特征性变化为:去除铜离子后,该蛋白的紫外吸收光谱在628 nm的吸收峰消失,圆二色光谱出现轻微改变.采用两株p53呈阳性表达的中国人口腔癌细胞株Acc2和Acc3为研究对象,经四唑盐(MTT)比色法和流式细胞仪分析发现,azurin具有抑制上述肿瘤细胞株的生长,并促进肿瘤细胞凋亡的作用,而脱铜后的apo-azurin抗肿瘤活性降低.     

“界面素化”策略改善铝基复合材料腐蚀性能（英文）

添加增强相可以提高铝基复合材料的力学性能,但同时也会促进界面上原电池网络的形成,从而提升铝基复合材料的腐蚀敏感性.因此,优化界面结构是改善复合材料耐腐蚀性能的重要途径.对此,我们提出固相铝热反应结合热处理的策略,在Al–CuO复合材料中构建包括晶界和增强体-基体界面在内的“素化界面”.本文通过浸渍/电化学腐蚀试验和微观结构表征系统研究了复合材料的晶间腐蚀行为和应力腐蚀开裂敏感性,强调了晶内分布纳米第二相(Al₂O₃增强相和Al–Cu沉淀相)对消除沿晶界连续原电池网络和阻断腐蚀路径的贡献.此外,研究发现具有低应变能且紧密结合的Al₂O₃–Al界面显著降低了局部腐蚀敏感性.这项工作阐明了复合材料界面特性与腐蚀机制之间的相关性,为发展耐腐蚀复合材料提供了新思路.     

用于微电池的超高功率密度铁氧硫化物薄膜（英文）

作为微电池的核心指标之一,面积功率密度决定了微电池与应用于物联网的微电子器件集成时所需的面积.目前,由于微电子器件尺寸有限,微电池的实际应用受到低面积功率密度的限制.本文研究发现,经过原位等离子体预处理衬底后,溅射的铁氧硫化物薄膜(FeO_xS_y)具备超高功率特性.这种原位等离子体预处理可作为一种通用的界面优化策略来抑制长循环过程中的机械衰变.该正极薄膜展现出极高的功率密度和稳定的循环性能,这是由其高度的结构完整性(强大的界面粘附性和应力释放的岛)、完美的电化学可逆性以及近表面电荷交换(赝电容锂存储机制)的协同作用导致的.预处理的FeO_xS_y薄膜可以输出高达14.6 mW cm^-2的功率密度和291μW h cm^-2μm^-1的体积能量密度.制备得到的正极薄膜的功率密度优于已报道的具有相当面积容量的溅射薄膜.本工作提出了一种简单且高效的预处理方法来制备具有超高功率密度且稳定的微电池薄膜电极.     

硫化氢促进脂肪细胞分化、增生和肥大（英文）OA

硫化氢(H₂S)在脂肪细胞和脂肪组织中内源性产生并刺激脂肪形成。然而,对于H₂S对肥胖发展的综合致病作用及其潜在机制尚不清楚。本研究发现降低的内源性H₂S水平降低了小鼠脂肪细胞中的脂质积累。在脂肪形成诱导6 d后,外源性H₂S处理显著增加了原代小鼠前脂肪细胞的脂肪形成。在脂肪生成的早期阶段,H₂S增加细胞增殖并为细胞增生做好准备。用H₂S处理10 d后,前脂肪细胞的细胞表面积和直径明显增大,表明细胞肥大。虽然H₂S刺激脂质积累和脂肪生成,但对脂肪分解没有影响。随着营养过载和高葡萄糖/胰岛素孵化,H₂S进一步刺激葡萄糖消耗并恶化脂肪细胞肥大。H₂S上调增生基因[CCAAT/增强子结合蛋白(C/EBPβ)、细胞分裂周期25(Cdc25)、微染色体维持3(Mcm3)和细胞分裂周期(Cdc45)]和细胞周期蛋白依赖性激酶2蛋白(Cdk2),调节细胞增殖。H₂S还上调了胰岛素受体...     

基于全溶液法制备的SnO2/1D-CsAg2I3异质结的高灵敏自驱动可见光盲紫外探测器(英文)

低维非铅金属卤化物材料因其优异的光电特性在可见光盲紫外探测领域具有很大的潜力.本文通过吡啶添加剂辅助一步溶液法成功制备了高质量类钙钛矿CsAg₂I₃薄膜,该薄膜展示出p型及202 meV低激子结合能(E_b).其E_b甚至和2D铅卤钙钛矿相当,有利于光生载流子分离.此外,探索了基于type-Ⅱ型n-p异质结SnO₂/CsAg₂I₃的自驱动紫外探测器,其中4.13 eV宽带隙、0.214 eV低Urbach能量的SnO₂的引入抑制了持续光电导效应.所制备的探测器件具有高灵敏特性及在可见光盲紫外探测器中超快的响应时间(47/74μs),大致快于当前CsAg₂I₃探测器数值的两个数量级.其响应度和探测率分别高达0.032 A W^-1和1.2×10¹¹Jones.此外,异质结>90%高可见光透光性展现出优越的可见光盲特性.这种优异的...     

宿主微生物组内的基因组突变——适应性进化或纯化选择（英文）OA

下一代测序技术改变了我们评估宿主相关微生物群和微生物组的分类组成功能的能力。更多的人类微生物组研究项目,特别是那些探索微生物组内基因组突变的项目,将在未来十年内启动。本综述侧重于微生物组内微生物的共同进化,这塑造了宿主物种内部和之间的菌株水平多样性。我们还探讨了微生物基因组突变与常见代谢疾病之间的相关性,以及病原体和益生菌在入侵和定植过程中的适应性进化。最后,我们讨论了注释和分析微生物基因组突变的方法和算法的进展。     

装载自噬抑制剂的纳米银核介孔硅协同增强胶质瘤放疗（英文）

先前研究表明,银纳米颗粒可作为潜在的胶质瘤放疗的增敏剂,但这一作用受到自噬的限制.作为最有前途的药物递送载体之一,介孔二氧化硅纳米球由于其优异的药物负载性能、固有的生物相容性和可调节的孔径,对生物医学的发展做出了巨大贡献.在此,我们设计了一种负载自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤的纳米银核介孔二氧化硅纳米球,其在体外和体内均表现出优异的协同抗癌作用.并且证实了抑制自噬可以进一步改善胶质瘤放疗的效果.此外,还从与氧化应激相关的核转录因子Nrf2的角度探讨了可能的机制,包括自噬抑制增强辐射诱导的氧化应激损伤以及Nrf2与自噬的相互作用.这项研究为将纳米银作为与自噬抑制剂结合用于胶质瘤放射增敏提供了一个愿景,并为其临床转化提供了一种可行的策略.