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磁刺激下Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒影响骨髓间充质干细胞的成骨分化

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中国组织工程研究 2025年第23期29卷 4841-4850页

作者：陈品叡薛轶元裴锡波四川大学华西口腔医院口腔医学+前沿医学创新中心四川省成都市610041 四川大学华西口腔医院华西院区修复科四川省成都市610041 四川大学华西口腔医院锦江门诊修复科四川省成都市610041

背景:骨髓间充质干细胞在组织工程和骨再生中具有重要作用,然而如何促进骨髓间充质干细胞的成骨分化仍然是一个挑战。目的:探讨磁刺激下Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响。方法:采用水热法合成沸石咪唑酯骨架... 详细信息

背景:骨髓间充质干细胞在组织工程和骨再生中具有重要作用,然而如何促进骨髓间充质干细胞的成骨分化仍然是一个挑战。目的:探讨磁刺激下Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响。方法:采用水热法合成沸石咪唑酯骨架(ZIF-8),采用一锅法合成具有磁性的Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒(材料制备中分别加入2.5,5,10,20μg的Fe_(3)O_(4)),通过扫描电镜、X射线光电子能谱、X射线衍射、振动样品磁强计检测等对Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒进行表征,筛选出合适的材料进行后续实验。提取4周龄SD大鼠骨髓间充质干细胞,分别与不同质量浓度(25,50,75,100,125μg/mL)的Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒溶液共培养,CCK-8法检测细胞增殖,筛选出最佳的材料溶液质量浓度;筛选出材料溶液质量浓度后,施加磁刺激(磁场强度分别为0,50,100,150 MT),CCK-8法检测细胞增殖,筛选出最佳的磁场强度与Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒,用于骨髓间充质干细胞诱导分化实验。将SD大鼠骨髓间充质干细胞分别与ZIF-8、Fe_(3)O_(4)@ZIF-8、Fe_(3)O_(4)@ZIF-8(磁场干预)纳米颗粒溶液共培养,以单独培养的细胞为空白对照,成脂诱导后进行油红O染色,成骨诱导后进行碱性磷酸酶、茜素红染色与Runx2蛋白质量浓度检测。结果与结论:(1)扫描电镜下可见Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒呈现十二面体结构,随着材料中Fe_(3)O_(4)含量的增加,纳米颗粒的粒径增大,选择粒径约250 nm(该粒径下的纳米颗粒功能性及生物安全性较稳定)的Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒(材料制备中分别加入5,10μg的Fe_(3)O_(4))进行后续实验。(2)CCK-8检测结果显示,在100MT磁场作用下,50μg/mL的Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒(材料制备中加入10μg的Fe_(3)O_(4))能够显著促进骨髓间充质干细胞的增殖,选择该条件下的纳米颗粒进行骨髓间充质干细胞成骨诱导分化实验。(3)成骨诱导后,Fe_(3)O_(4)@ZIF-8(磁场干预)组骨髓间充质干细胞的碱性磷酸酶活性、细胞外基质矿化程度与Runx2蛋白质量浓度均高于其他3组(P<0.05);成脂诱导后,Fe_(3)O_(4)@ZIF-8(磁场干预)组骨髓间充质干细胞的脂滴形成少于其他3组(P<0.05)。(4)结果表明,在特定的磁场条件下Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒可以促进骨髓间充质干细胞的成骨分化。

关键词： Fe_(3)O_(4)@ZIF-8 磁性纳米颗粒磁刺激骨髓间充质干细胞成骨分化

纳米粒子在骨组织工程化基因修饰治疗中的应用

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中国组织工程研究 2025年第22期29卷 4771-4783页

作者：李光照裴锡波王剑口腔疾病防治全国重点实验室国家口腔医学中心国家口腔疾病临床医学研究中心四川大学华西口腔医院修复科四川省成都市610041

背景:传统的骨组织工程技术治疗临界骨缺损存在成骨效率低、安全性差等问题。而以非病毒纳米粒子为基因载体构建的基因强化型骨组织工程移植物,具有更高的成骨效率和安全性,引起了国内外学者的广泛关注和研究。目的:对当前国内外有关纳... 详细信息

背景:传统的骨组织工程技术治疗临界骨缺损存在成骨效率低、安全性差等问题。而以非病毒纳米粒子为基因载体构建的基因强化型骨组织工程移植物,具有更高的成骨效率和安全性,引起了国内外学者的广泛关注和研究。目的:对当前国内外有关纳米粒子在组织工程成骨基因治疗研究中取得的新技术、新方法以及面临的挑战等进行综述,旨在为纳米粒子介导的骨组织工程基因治疗研究提供参考。方法:第一作者在Pub Med、Web of Science和中国知网数据库上进行文献检索,并以“Bone defect repair,Bone tissue engineering,Gene delivery,Nanoparticles,Non-viral gene vector,Sustained release technology,Sequential release,Targeted delivery”作为英文检索词,以“骨缺损修复,骨组织工程,基因递送,纳米粒子,非病毒基因载体,缓释技术,序贯释放,靶向递送”作为中文检索词,最终纳入84篇文献进行总结。结果与结论:(1)在骨缺损愈合的各个生理阶段进行针对性的基因递送可以显著增强骨修复效果。在早期炎症阶段,通过纳米粒子递送抗炎基因来调节炎症反应,可以为后续骨愈合奠定基础;在血管新生期,向局部递送促血管化基因有助于形成高度组织化、可灌注的血管系统,加快骨愈合速度;随着血管化的进行,骨骼的神经再支配也开始发生,此时递送促神经再生的功能性基因有利于促进神经化骨再生;在成骨阶段,通过构建纳米粒子-成骨基因复合物,可以直接提升支架及体内新骨形成的效率。(2)各种有机、无机纳米颗粒、金属有机框架和外泌体等非病毒纳米载体,在骨组织工程基因治疗中具有巨大的潜力,这些纳米基因载体各有其独特的优势和不足,因此在实际应用时,需要根据基因转染效率、生物安全性和成骨特性等因素选择最合适的类型。(3)为了全面提升递送基因的效果,目前主要通过对纳米载体进行各种功能设计来增强基因转染效率,包括增强缓释性和多基因递送序贯性等时间调控能力、增强对骨组织和成骨相关细胞的空间靶向能力、增强跨膜运输效率和细胞核靶向能力等全过程调控手段。(4)未来要进一步推动纳米粒子介导的骨组织工程基因治疗在临床上的应用,还需要克服诸多技术挑战,包括提高有机纳米基因载体的基因转染效率、降低无机纳米载体的生物安全性风险、优化新型纳米载体的生产工艺以及促进其它生理过程与成骨交互作用等,这些问题也是未来骨组织工程基因治疗的研究热点和潮流。

关键词：骨缺损修复骨组织工程基因递送纳米粒子非病毒基因载体缓释技术序贯释放靶向性递送

抗菌压电材料:对细菌无选择性杀伤和不产生细菌耐药性

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中国组织工程研究 2025年第10期29卷 2105-2112页

作者：冯楠李运峰口腔疾病防治全国重点实验室国家口腔医学中心国家口腔疾病临床医学研究中心四川大学华西口腔医院口腔颌面外科四川省成都市610041

背景:压电材料可通过催化作用产生活性氧,通过多种途径来破坏细菌,而且不会导致细菌产生耐药性。这种不依赖抗生素的抗菌方式具有明显的优势,可以对细菌进行无差别的杀伤,为今后的抗菌策略提供了一种新思路。目的:文章主要总结了有关压... 详细信息

背景:压电材料可通过催化作用产生活性氧,通过多种途径来破坏细菌,而且不会导致细菌产生耐药性。这种不依赖抗生素的抗菌方式具有明显的优势,可以对细菌进行无差别的杀伤,为今后的抗菌策略提供了一种新思路。目的:文章主要总结了有关压电材料特性与抗菌机制,并讨论了部分压电材料在抗菌领域的研究现状。方法:在Pub Med、Web of Science、中国知网和万方数据库中,以“压电材料,压电催化,活性氧,抗菌,细菌感染,抗感染,耐药性”为中文检索词,以“piezoelectric materials,piezoelectricity,piezoelectric catalysis,piezocatalysis,reactive oxygen species,ROS,bacterial infection,antibacterial strategies,anti-infection,drug resistance,drug-resistant bacteria”为英文检索词。检索时间范围重点为2013年1月至2023年12月,通过阅读文题和摘要进行初步筛选;排除中英文重复性研究及内容不相关的文献,经文献质量评价后,最后纳入68篇文献进行综述。结果与结论:(1)压电材料是一类性质稳定的环境友好型材料,其大多数具有良好的生物相容性。(2)压电材料在压电效应过程中可催化产生大量活性氧,活性氧可通过细胞外氧化和细胞内氧化,破坏细菌的细胞膜、胞内蛋白质、酶以及核酸等物质,影响细菌的结构和功能,甚至导致细菌死亡从而实现抗菌。抗菌性能与催化生成活性氧速率相关,而催化速率与材料体系、形貌及外界条件等多种因素相关。(3)压电催化产生的活性氧对细菌不具备选择性,因此表现出广谱抗菌性,且这种抗菌方式不需要依赖抗菌药物,故不会引起细菌耐药性问题。(4)结合超声波无创、可控性与穿透性强等优点,未来压电材料作为耐药菌感染的辅助或替代治疗等具有重要价值和巨大潜力。(5)目前压电材料催化效率低下的难题限制了其在抗菌领域的应用,如何提高压电催化效率成为了学者们关注的焦点。

关键词：压电材料纳米材料压电效应压电催化活性氧抗菌治疗抗生素耐药性

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人体内有多少种蛋白质

科学通报 2017年第27期62卷 3256-3261页

作者：王美林张润东苏丹四川大学华西医院生物治疗国家重点实验室成都610041

2005年Science提出了"人体内有多少个蛋白质?"这一科学问题.随着人类基因组计划的不断完善,以及"后基因组时代"在蛋白质组学方面研究的不断深入,科学家们都尝试来回答这一有趣的问题.经典分子生物学认为,一个基因只能表达一种蛋白,人类... 详细信息

2005年Science提出了"人体内有多少个蛋白质?"这一科学问题.随着人类基因组计划的不断完善,以及"后基因组时代"在蛋白质组学方面研究的不断深入,科学家们都尝试来回答这一有趣的问题.经典分子生物学认为,一个基因只能表达一种蛋白,人类基因组含有约24000个基因,但蛋白质种类有50000多种甚至更多,显然可能有些基因可以表达的蛋白至少超过两种以上,才能够使机体复杂的功能需求得以满足.至今为止,科学家们对人体内蛋白质具体数量还没有达成共识.本文结合真核模式生物的进化、基因编码、蛋白质修饰以及当前蛋白质组学技术发展,综合分析人体内可能存在多少种蛋白质,希望能够为回答这一科学问题提供一定的帮助.

关键词：蛋白质基因编码蛋白剪接翻译后修饰质谱技术

金属有机骨架材料光热/光动力联合治疗的策略及进展

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中国组织工程研究 2025年第16期29卷 3476-3485页

作者：陈小瑄裴锡波盖阔万乾炳口腔疾病防治全国重点实验室国家口腔医学中心国家口腔疾病临床医学研究中心四川大学华西口腔医学院修复科四川省成都市610041

背景:金属有机骨架(metal-organic frameworks,MOFs)是一种由金属节点和有机配体组成的新型多孔材料。部分MOFs自身即具备光热转化能力或光动力效应,亦可作为载体负载光热剂或光敏剂,在激光诱导下产生活性氧或升高温度发挥光疗作用,被... 详细信息

背景:金属有机骨架(metal-organic frameworks,MOFs)是一种由金属节点和有机配体组成的新型多孔材料。部分MOFs自身即具备光热转化能力或光动力效应,亦可作为载体负载光热剂或光敏剂,在激光诱导下产生活性氧或升高温度发挥光疗作用,被广泛应用于抗菌及抗肿瘤等生物医学领域。当MOFs同时具有这两种光疗作用时,可发挥协同治疗的效应,以弥补单独使用一种光疗方法的不足。目的:按照不同的结构总结目前提出的MOFs光热/光动力联合治疗策略,以期为联合治疗材料MOFs的结构设计、功能负载及临床应用场景提供新的思路。方法:以“金属有机骨架/金属有机框架,光动力治疗,光热治疗”为中文检索词,“Metal-organic frameworks,photodynamic therapy,photothermal therapy,phototherapy”为英文检索词,检索了PubMed、Web of Science、ScienceDirect、中国知网和万方数据库的文献,最终纳入76篇进行综述分析。结果与结论:①光热/光动力联合治疗可发挥相互增强的协同作用。②现有光热/光动力联合治疗策略主要包括了改性MOFs骨架赋予其光热、光动力效应,将光疗剂封装于MOFs,光疗剂与MOFs形成核壳结构,光疗剂在MOFs内原位还原,将光疗剂附着于MOFs表面以及热解MOFs以形成MOFs衍生的碳材料等其他特殊改性方法。③要构建特定的光疗MOFs结构,必须综合考虑光疗剂和MOFs的种类、尺寸、结合方式,选择不同的合成策略。封装结构合成过程简单,但仅适用于小粒径光疗剂;核壳结构稳定,但合成过程繁复;原位还原对光疗剂尺寸无特殊限制,但难以精确控制光疗剂在MOFs内部的生长;表面附着结构的合成步骤简便,但不能避免光疗剂提前聚集猝灭;热解MOFs合成条件要求高,且只有特定的MOFs才能实现。④现有的光热/光动力联合治疗策略主要被应用于抗菌、抗肿瘤治疗并表现出优异性能,具体的应用领域与光疗剂和MOFs自身的性质有关,还有部分用于类风湿性关节炎、抗凝溶栓治疗,其潜在应用场景十分广阔。⑤光热剂和光敏剂的临床转化目前仍处于起步阶段,其面临的关键挑战包括生物安全性评估激光照射参数的优化以及高效大规模合成方法的开发。

关键词：金属有机骨架光热治疗光动力治疗联合疗法抗菌抗肿瘤核壳结构封装原位还原

镍/手性羧酸钠双催化体系实现羟胺的不对称O-炔丙基化

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有机化学 2022年第2期42卷 662-664页

作者：孙洪宝钮大文四川大学华西医院生物治疗国家重点实验室成都610041

不对称炔丙基化反应作为有机化学中最基本的反应之一,已经被广泛应用于药物和天然产物合成中[1].近年来,过渡金属催化的不对称炔丙基化反应取得了重大进展,成为构建含对映体富集炔基骨架的有效手段[2].在之前工作中,Tsuji和Kawatsura课... 详细信息

不对称炔丙基化反应作为有机化学中最基本的反应之一,已经被广泛应用于药物和天然产物合成中[1].近年来,过渡金属催化的不对称炔丙基化反应取得了重大进展,成为构建含对映体富集炔基骨架的有效手段[2].在之前工作中,Tsuji和Kawatsura课题组[3-4]报道了镍催化的不对称炔丙基化反应作为引入内炔的重要策略(Scheme 1).然而,能够高效、高对映选择性地参与该反应的亲核试剂范围仍旧狭窄。

关键词：炔丙基化亲核试剂有机化学天然产物合成过渡金属催化对映体对映选择性镍催化

脱细胞羊膜与脱细胞小肠黏膜下层修复猪创伤性皮肤缺损的比较研究

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中国修复重建外科杂志 2006年第2期20卷 155-160页

作者：范伟杰杨志明罗静聪黄云李秀群王珍四川大学华西医院生物治疗国家重点实验室

目的比较脱细胞羊膜与脱细胞小肠黏膜下层作为创伤性皮肤缺损覆盖物,对创面修复的效果。方法 7只四川长白小猪,每只猪背部两侧各做3个4 cm×4 cm大小的皮肤缺损,深达深筋膜。每侧缺损随机分为3组,用不同敷料覆盖。A组：双层脱细胞羊... 详细信息

目的比较脱细胞羊膜与脱细胞小肠黏膜下层作为创伤性皮肤缺损覆盖物,对创面修复的效果。方法 7只四川长白小猪,每只猪背部两侧各做3个4 cm×4 cm大小的皮肤缺损,深达深筋膜。每侧缺损随机分为3组,用不同敷料覆盖。A组：双层脱细胞羊膜；B组：双层脱细胞小肠黏膜下层；C组：空白,生理盐水纱布覆盖。术后观察创面局部情况、创面愈合率,10 d(2只,各组4个皮肤缺损)、20 d(2只,各组4个皮肤缺损)、30 d(3只,各组6个皮肤缺损)处死动物取材。行组织学观查,炎性细胞、血管内皮细胞及增殖细胞计数,羟脯氨酸含量测定。结果A、B组覆盖的敷料与创面黏附紧密,与纱布无粘连,更换敷料时创面无渗血。C组纱布与创面黏附紧密,术后22 d前更换纱布时创面出血。组织学观察：术后各时间点A、B组皮下组织内炎性细胞数较C组少；C组皮下组织内胶原分布较A、B组紊乱。术后各时间点A、B组创面愈合较C组高,差异有统计学意义(P0．05)。A、B组创面局部情况、创面愈合率、病理组织学检查、炎性细胞数计数、血管内皮细胞计数、增殖细胞计数和羟脯氨酸含量,差异均无统计学意义(P>0．05)。结论采用脱细胞羊膜、脱细胞小肠黏膜覆盖创伤性皮肤缺损,有提高创面愈合率、减少炎性反应,控制皮下组织及肉芽组织中细胞增殖,使胶原纤维有序排列的作用,能减少创面组织的出血和渗出。脱细胞小肠黏膜覆盖创面具有与脱细胞羊膜覆盖创面相近的修复效果。

关键词：脱细胞小肠黏膜下层脱细胞羊膜创面愈合猪

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表面等离子共振技术测定生长抑素含量

高等学校化学学报 2010年第7期31卷 1327-1331页

作者：高锦航刘瑞童欢李献强鸥唐承薇四川大学华西医院生物治疗国家重点实验室成都610041 四川大学华西医院消化内科成都610041

应用表面等离子共振(SPR)技术建立了一种快速检测生长抑素(SST)含量的方法,在pH=5.0,SST浓度为75μg/mL的最佳偶联条件下,SST在CM5芯片上的偶联值为1231.7Responseunit(RU).选择117.7nmol/L作为固定的大分子量抗体浓度,用抗原-抗体-抗... 详细信息

应用表面等离子共振(SPR)技术建立了一种快速检测生长抑素(SST)含量的方法,在pH=5.0,SST浓度为75μg/mL的最佳偶联条件下,SST在CM5芯片上的偶联值为1231.7Responseunit(RU).选择117.7nmol/L作为固定的大分子量抗体浓度,用抗原-抗体-抗原结合法检测SST纯品,在20～2000pg范围内,SST纯品含量和RU值之间可建立直线相关的标准曲线,R=-0.824,p<0.05,变异系数CV=1.3%.所建立的方法测定SST含量的范围为20～2000pg,重复性好且可随时检测,有望用于SST的临床即时检测.

关键词：生长抑素定量检测表面等离子共振抗原-抗体-抗原结合法

选择性的激酶ATP竞争性抑制剂设计研究进展

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药学学报 2007年第12期42卷 1232-1236页

作者：邓小强向明礼贾若杨胜勇四川大学华西医院生物治疗国家重点实验室

激酶在细胞的生命过程中起着至关重要的作用,其功能异常会导致包括肿瘤在内的许多重大疾病的发生。针对疾病相关的激酶靶标,研发ATP竞争性的小分子激酶抑制剂成为当前的热点。但激酶催化域的结构和序列高度保守,使得许多激酶抑制剂的选... 详细信息

激酶在细胞的生命过程中起着至关重要的作用,其功能异常会导致包括肿瘤在内的许多重大疾病的发生。针对疾病相关的激酶靶标,研发ATP竞争性的小分子激酶抑制剂成为当前的热点。但激酶催化域的结构和序列高度保守,使得许多激酶抑制剂的选择性都比较低。近年来,随着结构生物学和计算机辅助药物分子设计技术的进步,选择性的ATP竞争性激酶抑制剂的研发取得了很大的进展,本文拟就近年来选择性的激酶抑制剂设计研究进展作一综述。

关键词：蛋白激酶抑制剂特异性 ATP竞争性药物设计