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微重力导致骨质疏松的机制

中国组织工程研究 2025年第10期29卷 2132-2140页

作者：向德剑梁晓远王胜红陈长顺田聪闫振兴耿彬夏亚一兰州大学第二临床医学院甘肃省兰州市730000 兰州大学第二医院骨科甘肃省兰州市730000 甘肃省骨科临床研究中心甘肃省兰州市730000 甘肃省智能骨科行业技术中心甘肃省兰州市730000

背景:在微重力环境中骨吸收和骨形成的失衡,导致航天员出现严重的骨质流失。现有研究表明,微重力环境下的骨质流失是由多种细胞、组织和系统共同作用的结果。目的:综述微重力对不同的细胞、组织或系统产生不同的生物学效应,总结微重力... 详细信息

背景:在微重力环境中骨吸收和骨形成的失衡,导致航天员出现严重的骨质流失。现有研究表明,微重力环境下的骨质流失是由多种细胞、组织和系统共同作用的结果。目的:综述微重力对不同的细胞、组织或系统产生不同的生物学效应,总结微重力导致骨质疏松发生的机制。方法:在Pub Med、Web of Science和Cochrane图书馆数据库检索2000-2023年的相关文献,纳入标准为与微重力导致骨质疏松相关的组织工程研究和基础研究的所有文章,最终对85篇文献进行综述。结果与结论:(1)在微重力环境下,骨髓间充质干细胞更倾向于向成脂细胞分化,减少向成骨细胞分化,而微重力环境中的造血干细胞则更倾向于分化为破骨细胞,减少向红系分化;同时,微重力抑制成骨细胞增殖和分化、促进成骨细胞凋亡、改变细胞形态及降低成骨细胞矿化能力,显著增加破骨细胞数量和活性并且阻碍成骨细胞向骨细胞分化,促进骨细胞的凋亡。(2)在微重力环境下,人体会出现骨骼肌萎缩、微血管重塑、骨微循环障碍及内分泌紊乱等组织或系统的变化,这些变化会导致骨骼微环境下机械应力卸载,血液灌注不足以及钙循环紊乱等,对骨质疏松的发生产生了重要的影响。(3)目前,微重力导致骨质疏松的机制较为复杂,通过更深入的研究这些生理机制对于确保航天员在长期太空任务中的健康至关重要,并为预防和治疗骨质疏松症提供了理论依据。

关键词：微重力成骨细胞骨形成破骨细胞骨吸收骨质流失机械卸载骨稳态增殖分化细胞凋亡

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体外实验中压应力对细胞的作用和影响

中国组织工程研究 2025年第23期29卷 4993-5001页

作者：闫鹏安蔡逸帆闫振兴魏雨乔耿彬夏亚一兰州大学第二临床医学院甘肃省兰州市730000 兰州大学第二医院甘肃省兰州市730000 甘肃省骨科临床研究中心甘肃省兰州市730000

背景:沃尔夫定律指出,机体缺乏机械应力会导致骨组织的微结构退化、质量损失和代谢紊乱,并最终导致骨质疏松症,这提示机械应力在骨组织生长、重建及成形中具有重要作用。目前机械应力对成骨细胞的相关研究主要集中在流体剪切力上,但其... 详细信息

背景:沃尔夫定律指出,机体缺乏机械应力会导致骨组织的微结构退化、质量损失和代谢紊乱,并最终导致骨质疏松症,这提示机械应力在骨组织生长、重建及成形中具有重要作用。目前机械应力对成骨细胞的相关研究主要集中在流体剪切力上,但其在体内干预较为困难,同时有研究发现压应力在一定程度上也可以起到与流体剪切力类似的作用,探究压应力在体外对细胞的作用方式和影响,可以丰富机械应力与细胞的相互作用关系,有助于为包括骨质疏松在内的代谢性骨病和其他疾病的研究提供理论依据。目的:综述体外实验中压应力对细胞的施加方式、引起细胞产生不同的生物学行为、可能的作用信号途径以及未来可能应用的领域。方法:检索PubMed、Web of Science、中国知网及万方数据库2000年1月至2024年3月发表的相关文献,中文检索词为“压应力,机械应力,静水压力,细胞”,英文检索词为“compressive stress,mechanical stress,hydrostatic pressure,cell”。纳入压应力作用于细胞的基础研究及微观机制研究,最终对纳入的63文献进行综述。结果与结论:(1)压应力的施加方式多样,不同实验设备对细胞加载压应力的方式不尽相同,需要进一步规范实验设备和标准化力学单位,减少混杂因素,使不同实验组之间具有参考性和可比性;(2)压应力可引起细胞增殖、分化、自噬、凋亡、迁移等变化,且在多数情况下压应力的作用效果具有时间或剂量依赖性;(3)目前大部分体外实验研究表明,压应力可能主要是通过MAPK信号途径、Wnt/β-catenin信号通路作用于成骨细胞,引起成骨细胞产生不同的应答;(4)压应力可对不同细胞产生不同的作用效果,还需要进一步研究其对不同组织的生物学作用;(5)对压应力的更深入研究有助于为骨科、口腔、肿瘤等疾病的治疗提供理论依据,利用静水压力进行温和消毒是一种前景巨大的消毒手段。

关键词：成骨细胞压应力机械应力生物力学细胞实验信号通路

白藜芦醇激活细胞外信号调节激酶5信号蛋白促进小鼠MC3T3-E1细胞增殖

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中国组织工程研究 2025年第5期29卷 908-916页

作者：牛永康冯志尉王耀斌刘众成向德剑梁晓远移植詹红伟耿彬夏亚一兰州大学第二医院骨科甘肃省兰州市730030 甘肃省骨科临床医学研究中心甘肃省兰州市730030 甘肃省智能骨科行业技术中心甘肃省兰州市730030

背景:细胞外信号调节激酶5信号蛋白对生物体的存活不可或缺,白藜芦醇能通过多种途径促进成骨细胞增殖,但其是否能通过细胞外信号调节激酶5信号蛋白调控成骨细胞功能还需进一步验证。目的:探究细胞外信号调节激酶5对MC3T3-E1细胞增殖以... 详细信息

背景:细胞外信号调节激酶5信号蛋白对生物体的存活不可或缺,白藜芦醇能通过多种途径促进成骨细胞增殖,但其是否能通过细胞外信号调节激酶5信号蛋白调控成骨细胞功能还需进一步验证。目的:探究细胞外信号调节激酶5对MC3T3-E1细胞增殖以及相关分泌蛋白的调控作用,进一步验证白藜芦醇通过激活细胞外信号调节激酶5完成上述过程。方法:小鼠MC3T3-E1前成骨细胞分别用完全培养基、XMD8-92(细胞外信号调节激酶5抑制剂)、表皮生长因子(细胞外信号调节激酶5激活剂)和白藜芦醇单独干预及XMD8-92+表皮生长因子、白藜芦醇+XMD8-92干预后,通过Western blot检测各组细胞内细胞外信号调节激酶5、磷酸化细胞外信号调节激酶5蛋白,增殖相关蛋白Cyclin D1、CDK4、PCNA,以及成骨细胞分泌蛋白骨保护素、核因子κB受体活化因子配体的表达情况,使用细胞免疫荧光染色检测各组细胞外信号调节激酶5、骨保护素和核因子κB受体活化因子配体荧光强度,使用EdU染色检测各组细胞增殖情况。白藜芦醇干预MC3T3-E1细胞的适宜浓度及时间由细胞形态学观察和CCK-8实验确定。结果与结论:①细胞外信号调节激酶5信号蛋白的激活能有效促进MC3T3-E1细胞增殖、上调骨保护素/核因子κB受体活化因子配体比值;②白藜芦醇干预MC3T3-E1细胞的适宜浓度及时间为5μmol/L,24 h;③白藜芦醇可以激活细胞外信号调节激酶5信号蛋白,进而促进成骨细胞增殖,并上调骨保护素/核因子κB受体活化因子配体比值;④研究结果表明,白藜芦醇可以通过激活细胞外信号调节激酶5信号蛋白促进MC3T3-E1细胞增殖,并通过激活细胞外信号调节激酶5信号蛋白上调骨保护素/核因子κB受体活化因子配体比值。

关键词：细胞外信号调节激酶5 白藜芦醇增殖骨保护素核因子κB受体活化因子配体

融合相似预报方法在陇东南短期强降水预报中的应用

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高原气象 2025年第1期44卷 214-223页

作者：黄晓远李旭杜梦莹叶培龙李艳兰州大学大气科学学院甘肃兰州730000 兰州中心气象台甘肃兰州730020

基于逐步过滤相似法和自组织映射(SOM)神经网络方法,提出了一种融合相似预报方法。利用ECMWF模式预报产品、ERA5再分析资料和地面气象台站观测数据,使用该方法对2021-2022年陇东南地区开展了时效为72 h的强降水预报试验,并对预报效果进... 详细信息

基于逐步过滤相似法和自组织映射(SOM)神经网络方法,提出了一种融合相似预报方法。利用ECMWF模式预报产品、ERA5再分析资料和地面气象台站观测数据,使用该方法对2021-2022年陇东南地区开展了时效为72 h的强降水预报试验,并对预报效果进行了检验。结果表明:(1)融合相似预报方法的TS评分处于4.5%~9.1%之间,与ECMWF模式预报结果相比表现出一定的优势。随着预报时效的增长,强降水预报的TS评分呈现减小的趋势,其在08:00(北京时,下同)起报的TS评分相对较高。(2)相比于单独使用逐步过滤相似预报,融合相似预报方法的准确性有所提升,并能在一定程度上降低空报率。其中08:00起报和20:00起报的TS评分提高了1.31%和0.63%,而FAR同时下降了2.39%和1.25%。

关键词：强降水短期预报相似预报逐步过滤相似自组织映射(SOM)

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转色期苯丙噻二唑处理对‘霞多丽’葡萄果实氨基酸构成及其降解代谢的影响

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食品科学 2025年第1期46卷 18-27页

作者：关茹文陈春霞张煜韩雨岐王建峰王斐斐王慧珺王波蒋玉梅甘肃农业大学食品科学与工程学院甘肃兰州730070 兰州海关技术中心甘肃兰州730030

为探究苯丙噻二唑(benzothiadiazole,BTH)处理对葡萄生长过程中果实氨基酸积累及其降解代谢的影响,以‘霞多丽’葡萄为实验植株,果实转色期喷施50 mg/L BTH,花后60 d开始每10 d采集1次样品直至果实成熟(花后110 d),使用高效液相色谱法... 详细信息

为探究苯丙噻二唑(benzothiadiazole,BTH)处理对葡萄生长过程中果实氨基酸积累及其降解代谢的影响,以‘霞多丽’葡萄为实验植株,果实转色期喷施50 mg/L BTH,花后60 d开始每10 d采集1次样品直至果实成熟(花后110 d),使用高效液相色谱法、氨基酸自动分析仪、固相微萃取联合气相色谱-质谱联用仪分别分析果实的葡萄糖、果糖、蔗糖、有机酸和氨基酸含量,以及氨基酸降解代谢相关酶活性和相应香气产物。结果表明:谷氨酸、精氨酸和脯氨酸是‘霞多丽’葡萄果实的主要氨基酸,BTH处理可促进果实氨基酸积累,抑制果实葡萄糖、果糖和蔗糖生成,提高成熟果实的酒石酸和柠檬酸含量,降低苹果酸含量;同时,BTH处理抑制了果实游离态支链脂肪族香气化合物的生成,增强了成熟葡萄的氨基酸转移酶(aminotransferase,AT)、醇酰基转移酶(alcohol acyltransferase,AAT)和丙酮酸脱羧酶活力,改变了氨基酸总量与乙醇脱氢酶活力的相关性及AT和AAT活力与单糖和有机酸含量的相关性,进而影响了氨基酸代谢香气物质的生成。研究结果可为BTH调控葡萄品质的应用提供理论指导及实践依据。

关键词：苯并噻二唑 ‘霞多丽’葡萄氨基酸降解代谢酶活香气

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人脐带间充质干细胞来源外泌体抗小鼠肾缺血再灌注损伤的机制

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中国组织工程研究 2025年第13期29卷 2706-2712页

作者：李灵玉魏华锋罗豪王浩贺佳辉姚雅韡吕兴华兰州大学第一临床医学院甘肃省兰州市730000 兰州大学第一医院日间手术中心甘肃省兰州市730000

背景:人脐带间充质干细胞来源外泌体参与多种损伤修复过程,其对肾缺血再灌注损伤的影响以及具体机制还没有完全阐明。目的:探讨人脐带间充质干细胞来源外泌体治疗肾缺血再灌注损伤的分子机制。方法:①培养人脐带间充质干细胞,使用外泌... 详细信息

背景:人脐带间充质干细胞来源外泌体参与多种损伤修复过程,其对肾缺血再灌注损伤的影响以及具体机制还没有完全阐明。目的:探讨人脐带间充质干细胞来源外泌体治疗肾缺血再灌注损伤的分子机制。方法:①培养人脐带间充质干细胞,使用外泌体提取试剂盒获取外泌体并鉴定;②采用活体荧光成像技术检测外泌体在肾缺血再灌注损伤小鼠肾脏中的分布;③C57/BL6雄性小鼠30只,按随机数字表法分为5组:假手术组、肾缺血再灌注组、假手术组+Compound C组、肾缺血再灌注+外泌体组、肾缺血再灌注+外泌体+Compound C组,每组6只。除假手术组外,其余组均夹闭双侧肾蒂45 min,再灌注24 h建立肾缺血再灌注小鼠模型;假手术组+Compound C组和外泌体+Compound C组于造模前30 min腹腔注射AMPK抑制剂Compound C;外泌体组和外泌体+Compound C组在肾蒂夹闭前15 min经尾静脉注射外泌体。再灌注24 h检测各组小鼠血清肌酐和尿素氮水平、肾组织白细胞介素6和肿瘤坏死因子α水平、肾组织凋亡相关因子的表达。结果与结论:①人脐带间充质干细胞外泌体具有典型的茶托形态,直径分布在40-160 nm范围内,表达外泌体表面特异性标志膜蛋白;②与假手术组相比,肾缺血再灌注损伤小鼠肾脏更易聚集人脐带间充质干细胞外泌体;③外泌体预处理可减轻肾缺血再灌注小鼠肾损伤,降低肾小管上皮细胞凋亡水平,并且这种保护作用可被AMPK抑制剂所逆转。结果表明,人脐带间充质干细胞来源外泌体发挥肾缺血再灌注损伤的保护作用可能与激活AMPK/YAP1通路抗细胞凋亡有关。

关键词：人脐带间充质干细胞外泌体 AMPK-YAP1通路凋亡肾缺血再灌注损伤

有限元法在儿童发育性髋关节发育不良及治疗中的作用

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中国组织工程研究 2025年第9期29卷 1897-1904页

作者：孙晓君王华明张德宏宋学文黄晋张辰裴生太甘肃中医药大学甘肃省兰州市730000 甘肃省中医院(甘肃中医药大学第一附属医院) 甘肃省兰州市730050

背景:发育性髋关节发育不良常易导致患儿肢体畸形,其诊疗的相关研究已逐渐明确;近来有限元法因其优势在发育性髋关节发育不良的相关研究中受到学者重视。目的:通过文献检索综述有限元法在儿童发育性髋关节发育不良及治疗中的研究进展,... 详细信息

背景:发育性髋关节发育不良常易导致患儿肢体畸形,其诊疗的相关研究已逐渐明确;近来有限元法因其优势在发育性髋关节发育不良的相关研究中受到学者重视。目的:通过文献检索综述有限元法在儿童发育性髋关节发育不良及治疗中的研究进展,分析总结其优势与不足,并探讨未来进一步研究的方向及应用前景。方法:应用计算机在Pub Med、SCI、CBM和中国知网数据库中检索2014年1月至2023年11月发表的相关文献,以“developmental dysplasia(dislocation) of the hip,dysplasia of the hip,finite element analysis(method),pavlik harness,fixation in herringbone position,biomechanics,pelvic osteotomies,pemberton,salter,dega,periacetabular osteotomy,children”为英文检索词,以“发育性髋关节发育不良,发育性髋关节脱位,髋关节发育不良,儿童,有限元,Pavlik吊带,人字型固定,生物力学,骨盆截骨术,髋臼周围截骨术”为中文检索词,同时纳入少量远期文献,通过筛选最终纳入62篇文献进行分析。结果与结论:(1)儿童发育性髋关节发育不良髋关节力学环境异常,髋臼内部压力不均匀、应力增大并集中,关节接触面积减小,股骨颈局部应力集中;(2)在Pavlik吊带及人字型固定位患髋力学环境改善,集中的高应力区域消失,关节接触面积增加,但外展角度过大会导致髋臼及股骨头外侧应力增加;(3)骨盆截骨术治疗后髋关节及骶髂关节应力环境得到改善,3种截骨术没有单一的铰链,其应力负载部位因患儿年龄而存在差异;(4)髋臼周围截骨术治疗后关节接触压力接近正常,而非球形股骨头者恢复困难;(5)术后X射线片表现不能说明关节接触力学达到最佳;(6)提示利用有限元法可以获得体内无法测量的信息,其在虚拟环境中操作不受时间和伦理的限制;能直观地看到正常与发育性髋关节发育不良患者髋关节应力变化的区域,从力学角度说明治疗的有效性,为需要截骨手术治疗的患者建立特定的有限元模型、量身定做手术计划;发育性髋关节发育不良的有限元建模及儿童髋关节材料特性参数尚无规范、统一的标准,由于有限元固有的局限性,目前还不能分析同时包含骨骼、软骨、韧带、肌肉等元素的模型;有限元分析操作难度较大,虽有优势但不具普适性,且目前的研究样本量较少,还需进一步扩大及验证。

关键词：发育性髋关节发育不良髋关节发育不良有限元髋关节应力生物力学儿童骨盆截骨术

ChatGPT影响民主的技术逻辑、研判分析及应对策略

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海南大学学报（人文社会科学版） 2025年第1期43卷 76-85页

作者：王宝贵范鹏施韶亭兰州大学马克思主义学院甘肃兰州730000 甘肃省计算中心甘肃兰州730030

ChatGPT的持续爆火再次引起人们对人工智能影响问题的普遍关注。系统研究和评估ChatGPT对民主的影响具有理论和现实的双重意义。ChatGPT是人工智能技术发展新的里程碑,同样是一把双刃剑,其技术扩散嵌入政治领域是影响民主的逻辑起点。Ch... 详细信息

ChatGPT的持续爆火再次引起人们对人工智能影响问题的普遍关注。系统研究和评估ChatGPT对民主的影响具有理论和现实的双重意义。ChatGPT是人工智能技术发展新的里程碑,同样是一把双刃剑,其技术扩散嵌入政治领域是影响民主的逻辑起点。ChatGPT既有民主共治、共享、共商、共建的机遇和潜能,也有民主困境、失效、危机、异化、治理和话语权的挑战与风险。ChatGPT通过技术操控侵蚀民主、影响西方民主实施过程,通过话术游说影响民主决策及立法公正性,通过加深数字鸿沟削弱民主治理能力,通过话语权垄断维护西式民主话语霸权。我国要抓住机遇、迎接挑战,在价值设计、政党治理、社会治理、技术治理、素养提升等多个层面,建立和完善针对性的新型多元民主治理体系,用最新科技武装全过程人民民主的实践。

关键词： ChatGPT 民主人工智能技术逻辑

需求不确定下的两阶段应急物流选址-路径研究

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灾害学 2025年第1期40卷 160-166页

作者：王庆荣王雪娜朱昌锋李裕杰兰州交通大学电子与信息工程学院甘肃兰州730070 兰州交通大学交通运输学院甘肃兰州730070

针对灾后应急救援在需求不确定和资源受限方面的问题,以多级应急物流网络为背景,构建了一个需求不确定下的两阶段应急选址-路径规划模型。该模型以总成本最小和救援车辆运输总距离最短为目标,采用三角模糊数刻画受灾点的不确定需求,并... 详细信息

针对灾后应急救援在需求不确定和资源受限方面的问题,以多级应急物流网络为背景,构建了一个需求不确定下的两阶段应急选址-路径规划模型。该模型以总成本最小和救援车辆运输总距离最短为目标,采用三角模糊数刻画受灾点的不确定需求,并采用基于可信性的模糊机会约束规划方法,以消除约束条件中的不确定参数。模型第一阶段调用Gurobi求解器,求解得到应急配送中心选址结果和对受灾点的分配方案;第二阶段将选址及分配结果作为输入进行路径规划,并提出一种改进的自适应遗传算法(IAGA)对算例进行求解。然后采用自适应遗传算法(AGA)与之对比,并进行灵敏度分析。结果表明:IAGA在目标值、收敛速度和运行时间等方面均优于AGA,证明了IAGA具有一定的可行性和有效性,且可以为决策者提供较优的应急选址-路径规划方案,从而提升灾后救援的效率。

关键词：应急物流选址-路径问题 Gurobi 模糊需求改进的自适应遗传算法