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  通過化學或物理方法將動物組織和器官去除主要細胞成分和免疫原性獲得的脫細胞基質支架已成為目前組織工程研究的熱點。這些支架可以較好地保留原組織或器官的細胞外基質蛋白成分、活性因子和天然的三維結構，相比于人工合成材料和天然的單一成分材料在移植細胞方面更具優勢。它們能較好還原組織受損前的微環境，具有促進細胞粘附、增殖和分化的生物活性以及可生物降解的特性，并且有越來越多的報道證明其生物功能與修復效果具有組織特異性。目前，組織來源的脫細胞基質支架已在組織工程領域已經得到非常廣泛的應用，包括心臟瓣膜、血管、皮膚、骨骼、軟骨、氣管、肺、周圍神經等，其中部分產品也已獲得食藥監局的批準，應用于不同臨床適應癥的治療，例如傷口愈合、軟組織修復、心臟瓣膜置換等。盡管脫細胞基質已得到了再生醫學領域的廣泛認同與重視，這類材料本身來源短缺、難以批量生產和加工的問題依然嚴峻。另外，目前對于脫細胞基質的組成成分與組織特異性之間關系的認識仍非常有限。

  中山大學材料科學與工程學院全大萍教授、白瑩副教授課題組近年來通過一系列材料學手段將神經組織（周圍神經和脊髓等）來源的脫細胞基質支架轉化為可注射、可加工的納米纖維水凝膠。研究顯示，與脊髓來源脫細胞基質水凝膠相比，周圍神經來源脫細胞基質水凝膠(decellularized peripheral nerve matrix hydrogel，DNM-gel)在體外培養背根神經節時，可促進新生軸突的髓鞘化并抑制突觸的形成，這一發現證實該生物源性材料除具有天然細胞外基質的高生物活性外，還具有明確的組織特異性（Adv. Funct. Mater. 2018, 1705739）。利用DNM-gel修飾具有取向結構的靜電紡絲纖維，實現了神經軸突和施萬細胞的協同快速定向生長（ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 17167?17176）。采用相分離技術制備的多孔或多縱向通道DNM-gel水凝膠神經導管，在橋接大鼠坐骨神經缺損并促進其再生修復方面作用明顯，具有很好的應用前景（Acta Biomater. 2018, 73, 326 – 338；Mater. Sci. Eng. C 2020, DOI: 10.1016./j.msec.2020.111791）。由于脫細胞基質材料中含有豐富的蛋白多糖，具有良好的結合并緩釋生長因子的能力，在雙重因子的作用下（NGF、VEGF），體外觀察到神經纖維與血管網絡的協同伴生，體內觀察到促進血管化并有效提高神經功能的恢復（Tissue Engineering Part A 2020, DOI: 10.1089/ten.tea.2020.0227）。

  近期該團隊通過材料學、轉錄組學、基質組蛋白分析等多種手段，對脫細胞脊髓基質水凝膠（decellularized spinal cord matrix hydrogel，DSCM-gel）和DNM-gel進行了具體的分析比較。研究發現，兩種脫細胞基質水凝膠保留了與細胞外基質類似的納米纖維結構，但DSCM-gel的孔隙率和纖維直徑略高于DNM-gel。將神經干/祖細胞（neural stem/progenitor cell，NSPC）包埋在脫細胞基質水凝膠中進行三維培養，發現DSCM-gel更有利于NSPC的存活、增殖和遷移，并且能夠促進NSPC的神經元向分化（圖1）。

圖1. 脫細胞基質水凝膠的制備與SEM表征，水凝膠中的三維細胞培養證明DSCM-gel具有顯著促進神經干細胞增殖、遷移和向神經元分化的能力。

  結合RNA-Seq表達譜測序技術和生物信息學分析，發現DSCM-gel三維培養模式能明顯促進NSPC神經元向分化以及加速神經元的成熟。轉錄組分析進一步表明，DSCM-gel通過調節整合素 (integrin) 基因（Itgα2、Itgα9和Itgβ9）的表達譜以及AKT/ERK相關信號通路來調控NSPC的行為（圖2）。

圖2. DSCM-gel調節整合素基因的表達譜和AKT/ERK相關信號通路調控NSPC的行為。

  蛋白質組學分析表明，DSCM組織特異性的細胞外基質蛋白，如層粘連蛋白（LAM）、肌腱蛋白家族(TNC)和一些可溶性生長因子(FGF2)可能參與了這些調控（圖3）。此外，體內評估證實，DSCM-gel為大鼠脊髓全橫斷損傷后的內源性NSPC的募集和軸突再生提供了合適的微環境。

圖3. 脫細胞脊髓基質水凝膠的制備及其有效促進神經干細胞增殖、分化和神經元向分化的潛在機制分析。

  將脫細胞基質提供的三維微環境與其特定的細胞調控作用相關聯，對于多功能生物材料的設計和制造是至關重要的。該研究進一步加深了對組織來源脫細胞基質的組成成分、組織特異性和生物功能的理解，闡明了其影響神經干細胞命運的作用，同時也驗證了脫細胞脊髓基質水凝膠作為轉化生物材料在脊髓損傷修復中的巨大潛力。該工作近期發表在Biomaterials上，論文的第一作者為中山大學化學學院博士生徐毅煒，共同通訊作者為中山大學材料科學與工程學院全大萍教授、白瑩副教授與中國科學院廣州健康與醫藥研究院張驍研究員。

  中山大學全大萍教授課題組現誠聘博士后與專職科研人員，歡迎具有高分子化學與物理、生物醫用材料、細胞/分子生物學、動物實驗等專業背景或相關經驗的青年博士加盟。其中，特聘研究員、特聘副研究員首次聘用時年齡原則上不超過38周歲，薪酬待遇20~36萬元人民幣。按個人情況定崗，基礎崗位工資14~30萬+單位五險一金+效績獎金0~10萬，聘期三年，合同到期后可續聘或者推薦申請副教授及以上職位，或者推薦到國內外其他高校工作。博士后研究員崗位，原則上招收年齡在35歲以下，獲得博士學位一般不超過兩年，具備較高的學術水平和較強的科研能力的海內外優秀博士。（a）學校博士后：基本工資年20萬＋單位五險一金＋績效獎金0~10萬，提供周轉住房，子女入學等;（b）“博新計劃”博士后：年薪30萬＋單位五險一金＋績效獎金0~10萬，提供住房，子女入學等；（c）廣東省“珠江人才計劃（博士后資助項目）”：年薪30萬＋單位五險一金＋績效獎金0~10萬，提供住房，子女入學等；出站后繼續在粵工作者可獲得40萬安家費。博士后出站，根據個人意向推薦競聘更高級別崗位（教師和專職科研崗位）或推薦國外工作機會。聯系方式：郵箱（cesqdp@mail.sysu.edu.cn, 郵件標題注明：應聘崗位+畢業院校+本人姓名）或電話（020-84114030）。

  論文鏈接：

  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961220308425

  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.201705739

  https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsami.9b01066

  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1742706118301910?via%3Dihub

  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0928493120337103

  https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/ten.tea.2020.0227