组织构建临床实践 clinical practice in tissue construction 栏目所有文章列表

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    虚拟现实训练改善脑卒中患者上肢运动功能的经颅磁刺激评估
    肖 湘, 黄东锋
    中国组织工程研究    2022, 26 (17): 2756-2761.   DOI: 10.12307/2022.547
    摘要617)      PDF (811KB)(166)   

    文题释义:
    经颅磁刺激:利用颅骨表面线圈中的时变电流,产生与其相垂直的磁场,作用于大脑中枢神经系统,改变大脑皮质神经细胞的膜电位,使之产生感应电流,影响脑内代谢和神经电活动,从而引起一系列生理、生化反应的磁刺激技术,具有安全、无创和无痛的特点。
    虚拟现实训练:利用综合技术形成三维视、听、触一体化的虚拟环境,通过借助必要设备,使用户与虚拟世界中的物体进行交互,从而产生身临其境般的感受及体验。虚拟现实主要包括沉浸式虚拟现实和半沉浸式虚拟现实:沉浸式虚拟现实将体验者作为一个完整的生物个人融入到虚拟环境中,体验者只能感知虚拟环境中的情景;半沉浸式虚拟现实则使用普通显示器或立体显示器作为用户观察虚拟境界的一个窗口,体验者可同时感知真实世界和虚拟世界。

    背景:脑卒中后上肢的运动功能缺陷可能与从皮质到肌肉的神经驱动减少有关。
    目的:旨在通过经颅磁刺激获得的运动诱发电位以及临床指征变化,探讨虚拟现实训练对脑卒中患者上肢运动功能的作用机制。
    方法:招募30例脑卒中患者,随机分为试验组和对照组,分别参加为期4周的基于Kinect体感交互技术的虚拟现实训练或作业治疗。在干预前后进行2次评估,包括上肢简化Fugl-Meyer运动功能评分、经颅磁刺激产生的运动诱发电位和Kinect系统所采集的实时运动评估。
    结果与结论:①两组患者训练前的上肢Fugl-Meyer运动功能评分相比差异无显著性意义(P > 0.05);训练后两组患者的上肢Fugl-Meyer运动功能评分均较训练前显著增高(P < 0.05),且试验组较对照组上肢Fugl-Meyer运动功能评分增高幅度更大(P < 0.05);②试验组患者的实时运动评分在训练后均有提高;③经颅磁刺激评估结果表明,干预后试验组患者运动诱发电位的皮质潜伏期和中枢运动传导时间短于对照组,差异有显著性意义(P < 0.05);但两组波幅相比差异无显著性意义(P > 0.05);④结果表明,虚拟现实训练可改善脑卒中患者上肢的运动功能;虚拟现实训练可能通过促进神经传导途径的重建提高脑卒中后上肢的运动功能。
    缩略语:运动诱发电位:motor evoked potential,MEP;上肢Fugl-Meyer运动功能评分:Fugl-Meyer upper-extremity score,FMA-UE

    https://orcid.org/0000-0002-0158-746X(肖湘)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程

    中老年人代谢综合征危险因素分析及列线图预测模型的构建
    沈炼伟, 朱洪柳, 王 维
    中国组织工程研究    2023, 27 (5): 657-662.   DOI: 10.12307/2022.1005
    摘要580)      PDF (948KB)(56)   

    文题释义:
    倾向性评分匹配法:是一种统计学方法,用于处理观察研究的数据。在观察研究中,由于种种原因,数据偏差和混杂变量较多,倾向评分匹配的方法正是为了减少这些偏差和混杂变量的影响,以便对实验组和对照组进行更合理的比较。
    列线图:又称诺莫图(Nomogram图),它是建立在多因素回归分析的基础上,将多个预测指标进行整合,然后采用带有刻度的线段,按照一定的比例绘制在同一平面上,从而用以表达预测模型中各个变量之间的相互关系。

    背景:随着国内人口老龄化的加剧及生活方式的改变,中老年人代谢综合征的患病率不断升高,筛选该病的危险因素及构建该病的预测模型很有必要。
    目的:探讨国内中老年人代谢综合征的危险因素并构建代谢综合征列线图预测模型,为中老年代谢综合征的防控工作提供参考。 
    方法:研究数据来源于中国健康与养老追踪调查2015年随访数据,以是否患有代谢综合征为因变量,纳入左手肌力、右手肌力、站立时间、步行速度、从椅子上起立时间、性别、年龄、吸烟、饮酒共9个变量探讨中老年人代谢综合征的相关因素,在SPSS上进行倾向性评分与描述性分析,在Rstudio上将原始数据集分为训练集与验证集,训练集进行单因素、多因素回归分析、列线图模型构建及内部验证,验证集进行外部验证。 
    结果与结论:①共筛选中老年人7 384人,其中检出有代谢综合征518人(7%),无代谢综合征6 865人(93%);②倾向性评分以1∶1从无代谢综合征的6 865人中选出518人作为对照组,代谢综合征患者作为患病组,构建原始数据集,以7∶3将原始数据集随机分为训练集(728人)与验证集(308人);③模型的构建:根据训练集(建模队列)的二元logistic回归分析结果,选取出右手肌力、步行速度、性别、饮酒、站立时间等5个变量构建模型;模型的评价:模型受试者工作特征曲线曲线下面积为0.877(95%CI:0.851-0.902),表明模型具有较高的区分度,校准曲线拟合良好说明模型具有较高的校准度;④模型的内部验证:采用Bootstrop法,经过1 000次有放回的重复抽样生成新样本,生成的校准曲线拟合良好;⑤模型的外部验证:由验证集(验证队列)检验,所得的受试者工作特征曲线曲线下面积为0.89(95%CI:0.854-0.926),表明模型具有较高的区分度,校准曲线拟合良好说明模型具有较高的校准度,提示模型在验证队列也具有良好的效能;⑥构建的中老年人代谢综合征预测模型具有较好的可信度,由此得出的列线图,可根据右手肌力、步行速度、性别、饮酒、年龄、站立时间情况预测中老年人患有代谢综合征的概率,有利于中老年人代谢综合征的早发现、早诊断、早治疗,可在临床上推广。 
    缩略语:中国健康与养老追踪调查:China Health and Retirement Longitudinal Study,CHARLS

    https://orcid.org/0000-0002-7658-9152 (沈炼伟)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程

    机器学习与脑电信号分析相结合的眩晕状态分类
    耿跃华, 石金祥
    中国组织工程研究    2022, 26 (29): 4624-4631.   DOI: 10.12307/2022.844
    摘要560)      PDF (1563KB)(112)   

    文题释义:
    机器学习:是一门多领域交叉融合的学科,涉及统计学、算法理论、概率论等基础理论。目前,机器学习在医疗诊断领域得到了迅速发展。该研究应用前庭电刺激诱发眩晕症状,通过逻辑回归、支持向量机、反向传播以及随机森林对不同等级的眩晕症状进行分类研究,其中随机森林模型分类检测效果明显,准确率最高可达82.5%。
    脑电信号分析:是解析大脑皮质神经电活动信号的有效方法。由于脑电信号属于非线性时变随机的复杂信号,对其研究一直是非常吸引人但又具有相当难度的研究课题。常用的信号处理方法有快速傅里叶变换法、短时傅里叶变换法、功率谱分析法以及小波变换等,该研究通过小波分解算法提取小波能量以及小波熵的脑电特征,采用多种有监督式机器学习分类器实现了对不同眩晕等级的分类。

    背景:脑电图是临床上检测及分析眩晕的一种常用手段,目前多采用单极或多级导联描记并分析脑电频率是否异常。但眩晕的脑电活动过程是异常复杂的,仅采用频率快慢分析的方法,很难对眩晕状态进行准确的分类和检测。
    目的:将机器学习与脑电信号分析相结合对眩晕状态进行分类,这对眩晕的诊断具有一定的研究意义和临床应用价值。
    方法:采用无创的前庭功能调节技术前庭电刺激制造可逆的眩晕状态,刺激电流强度为1,2,4倍皮肤感知阈值,被试在不同强度电流刺激后需填写眩晕残障量表,根据眩晕障碍量表评估结果将眩晕症状分为不同的等级,以此作为脑电分类有监督学习的数据标签。采集刺激后的脑电信号,通过小波变换提取脑电信号的小波能量以及小波熵的样本特征,利用多种机器学习分类模型对有无眩晕以及不同等级眩晕的样本特征进行分类。
    结果与结论:①通过对多种分类模型分类结果的对比发现:基于脑电信号小波变换特征的有监督学习分类可以实现是否眩晕和眩晕等级的二分类和多分类;②随机森林分类模型较逻辑回归模型、支持向量机模型、反向传播神经网络模型在眩晕检测的二分类以及多分类问题上表现出较高的准确率,其中二分类准确率最高可达82.5%,操作特性曲线面积为0.913,三分类准确率最高可达75.8%,操作特性曲线面积为0.927;③结果表明,随机森林模型在有无眩晕及眩晕等级的脑电特征分类问题上具有较高的准确率。该方法为眩晕症状的分类检测提供了一种可行性的补充方案,为眩晕症的诊断提供了一个新的思路。

    https://orcid.org/0000-0001-6310-3689(耿跃华);https://orcid.org/0000-0002-6098-8132(石金祥) 

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程

    全血及不同方式制备富血小板血浆对髓核细胞的干预效应
    练诗林, 张 燕, 蒋 强, 张晗硕, 李土胜, 丁 宇
    中国组织工程研究    2023, 27 (8): 1199-1204.   DOI: 10.12307/2023.061
    摘要558)      PDF (1110KB)(116)   

    文题释义:
    富血小板血浆:是利用全血中各组分的沉降系数不同,而通过离心纯化得到的血小板富集的血浆。因其高浓度血小板能够释放多种生物活性因子,加快细胞增殖和组织修复再生,当前已经被应用于多领域的组织再生治疗中。
    髓核细胞:是由脊索细胞演变而来的类软骨细胞,具有类似于软骨细胞的表型。髓核细胞分泌的Ⅱ型胶原和聚蛋白聚糖是髓核组织的重要细胞外基质,在椎间盘退变过程中,细胞外基质成分的含量失衡是影响椎间盘稳定的重要因素。

    背景:目前椎间盘退变的富血小板血浆修复疗法受到越来越多的关注,临床应用中椎间盘修复的富血小板血浆常用的制备方法包括手工制备一次离心和套装制备二次离心法,不同制备方法的优劣证据不足。
    目的:通过手工制备、套装制备富血小板血浆以及全血干预猪的原代髓核细胞,对比其效应差异,探讨更适合椎间盘退变修复的富血小板血浆制备方式。
    方法:提取分离猪的静脉血,按照手工制备一次离心法及OSP套装制备二次离心法分别制备富血小板血浆,同时留取全血对比,并设立空白对照组PBS。检测制备富血小板血浆的血小板浓度、白细胞浓度,计算富集倍数。富血小板血浆激活后获得激活物并利用ELISA法检测其中转化生长因子β1、血小板源性生长因子BB、肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β浓度。培养猪的髓核细胞至P3代,利用制备的富血小板血浆以及全血进行干预,CCK-8法检测富血小板血浆对髓核细胞的促增殖作用,Western-blot法检测富血小板血浆对髓核细胞Ⅱ型胶原、聚蛋白聚糖的促合成代谢作用。
    结果与结论:①OSP组的富血小板血浆在制备耗时、血小板浓度、白细胞浓度方面均显著高于手工组,OSP组与手工组血小板富集倍数分别为5.6倍、3.0倍,白细胞富集倍数分别为2.21倍、1.36倍;②转化生长因子β1浓度、血小板源性生长因子BB浓度、肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β水平OSP组均高于手工组,差异有显著性意义(P < 0.05);③CCK-8检测细胞增殖情况中,OSP组的A450 nm值高于其余各组,差异有显著性意义(P < 0.000 1);手工组的A450 nm值与全血组和对照组相比,差异无显著性意义(P=0.192 7);④Western-blot检测Ⅱ型胶原合成情况,OSP组的相对表达量显著高于其他组(P < 0.000 1);聚蛋白聚糖的合成情况,手工组的相对表达量低于其余各组(P=0.040 5);⑤结果说明,相对于手工制备方式,以OSP为代表的套装制备法制备耗时更长,所得富血小板血浆的白细胞浓度显著高于手工组,并且促炎因子浓度更高;但同时套装制备法能够获得更高浓度的血小板和生长因子,并且有更好的促细胞增殖效果和促细胞外基质合成效果。为取得更好的套装制备富血小板血浆疗效,应在套装制备操作中加强对白细胞的分离。
    缩略语:血小板源性生长因子:platelet-derived growth factor,PDGF

    https://orcid.org/0000-0002-6978-0872(练诗林)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程

    高精度经颅直流电刺激对人体动态平衡能力的影响
    乔淇淇, 吴翊馨, 王 新, 夏忠梁
    中国组织工程研究    2022, 26 (26): 4192-4198.   DOI: 10.12307/2022.823
    摘要550)      PDF (1828KB)(51)   

    文题释义:
    经颅直流电刺激:是一种利用恒定、低强度直流电(1.0-2.0 mA)调节皮质神经元活动的非入侵式脑神经调控技术。阳极经颅直流电刺激可促进神经元去极化产生兴奋,阴极经颅直流电刺激可导致神经元超极化产生抑制;阳极经颅直流电刺激能够提升人体在平衡任务中的运动表现,改善人体的平衡能力。
    动态平衡能力:人体在运动过程中及特定的运动情境下,受外力作用时自动调整并维持身体姿势的能力。

    背景:高精度经颅直流电刺激在促进认知和运动行为提升方面有巨大潜力,其可提升人体的静态平衡能力。
    目的:探究高精度经颅直流电刺激对人体动态平衡能力的影响。
    方法:招募沈阳体育学院36名健康学生为试验对象,男24名,女12名,随机数字表法分3组,分别接受电流强度为0(假刺激),1,2 mA的阳极高精度经颅直流电刺激,刺激20 min。刺激前及刺激后即刻、30 min,测试受试者的动态平衡能力。研究已经通过沈阳体育学院研究伦理委员会审查,伦理字[2020]12号。
    结果与结论:①受试者接受1 mA阳极高精度经颅直流电刺激后即刻、30 min的双足动态稳定指数、右足动态稳定指数均显著降低(P < 0.05),刺激后30 min的偏移距离显著缩短(P < 0.05);②受试者接受2 mA阳极高精度经颅直流电刺激后30 min的双足动态稳定指数、右足动态稳定指数均显著降低(P < 0.05),刺激后即刻、30 min的偏移距离显著缩短(P < 0.05);③不同刺激强度的阳极高精度经颅直流电刺激改善人体动态平衡的效果无差异(P > 0.05);④结果表明,高精度经颅直流电刺激可以短暂提升人体的动态平衡能力,不仅可以促进双足站立和单足站立的动态稳定性,还可以促进主动运动过程中步态的稳定控制。

    https://orcid.org/0000-0002-1107-2689 (乔淇淇)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程

    视觉因素对青年平衡功能的影响
    钟嘉敏, 黄兆欣, 李龙雪, 曲彤彤, 刘 壮, 付一峰, 肖晓飞
    中国组织工程研究    2023, 27 (8): 1245-1249.   DOI: 10.12307/2022.1025
    摘要526)      PDF (810KB)(68)   

    文题释义:
    视力障碍:当眼部疾病影响到视觉系统的一种或多种视觉功能时,则出现视力障碍(又称视力损伤),这将对日常生活和社会参与产生影响。根据《国际功能、残疾和健康分类》第11版中WHO盲及视力损害的新标准,视力障碍分为轻度、中度、重度视力损伤,盲及近视力损伤。视力较好的眼睛的日常生活视力<6/12即为轻度视力障碍。
    平衡:包括静态及动态平衡,它是身体维持某种姿态或在运动或受到外力作用时,自动调整以维持姿势稳定性的一种能力。平衡调节过程复杂而精细,神经中枢整合来自视觉、本体感觉及前庭系统的信息,激活人体相应肌群参与产生适应性反应。

    背景:视觉是维持平衡的主要感觉系统,大约50%的青年视力障碍人士存在跌倒风险。国内的报道更多关注视力障碍人群数量的流行病学调查,忽视了视力障碍者的平衡能力表现及控制策略,尤其是对影响因素的研究。
    目的:分析不同视觉因素(视力损伤程度:全盲、部分视力损伤、正常视力;视觉状态:睁、闭眼)对青年平衡能力的影响。 
    方法:招募43名青年,根据视力情况将其分为3组:全盲组(n=12)、部分视力损伤组(n=9)和正常视力组(n=22),进行单脚站立测试(睁、闭眼)及功能性前伸测试(视力正常组:睁眼及闭眼;部分视力损伤及全盲组:日常状态)。组间各测量参数采用单因素方差分析,组内采用配对样本t检验比较不同视觉状态间的差异。 
    结果与结论:①单脚站立测试中,正常视力组睁眼时压力中心移动总轨迹长度显著少于全盲与部分视力损伤组(P < 0.05),闭眼时组间差异无显著性意义(P > 0.05);损伤程度及视觉状态对视力障碍青年的静态平衡没有显著影响(P > 0.05);②功能性前伸测试中,正常视力组睁眼前伸距离显著大于闭眼(P < 0.05),闭眼显著小于全盲(P < 0.05);③提示视力损伤显著降低了青年的静态平衡,视力状态显著影响视力正常青年的姿势稳定性,视力损伤程度对视力障碍青年静态和动态平衡的影响均不显著;视障青年视觉反馈的不足可以通过非视觉因素代偿。

    https://orcid.org/0000-0003-2326-5493(钟嘉敏)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程

    他克莫司代谢率与肾移植后早期BK病毒感染的关系
    杨志伟, 刘君昌, 高小林, 姜泰茂
    中国组织工程研究    2022, 26 (5): 712-716.   DOI: 10.12307/2022.116
    摘要517)      PDF (908KB)(57)   

    文题释义:
    BK病毒:是多瘤病毒家族亚型之一,属于DNA小颗粒病毒。健康人群存在BK病毒隐性感染史者较为普遍,一般无明显临床症状,但当肾移植受者接受免疫抑制治疗时,病毒可在体内再激活,感染率升高现象尤为突出。
    CYP3A5:细胞色素P450酶3A5,即细胞色素P450基因,第3家族,A亚家族,第5多肽链。主要参与内源性和外源性化合物(包括大多数临床药物)的代谢。

    背景:BK病毒是一种易感性多瘤病毒。近年来,随着新型强效免疫抑制剂的广泛应用,肾移植后BK病毒感染率不断升高,由其导致的 BK病毒性肾病已成为移植肾失功的重要原因之一,目前尚缺乏有效的药物预防或治疗BK病毒性肾病。确定肾移植后BK病毒感染的高危人群,有助于及时发现并早期防控BK病毒性肾病。
    目的:研究他克莫司代谢率与肾移植移植后早期BK病毒感染的关系。
    方法:选择2017年1月至2018年12月在解放军北部战区空军医院接受肾移植的62例受者,均采用一代基因测序检测患者CYP3A5基因多态性,然后根据基因检测结果分为快代谢组(CYP3A5*1/*1基因型或*1/*3基因型)(n=28)和慢代谢组(CYP3A5*3/*3基因型)(n=34)。手术均经解放军北部战区空军医院伦理委员会批准。研究经解放军北部战区空军医院伦理委员会批准。
    结果与结论:快代谢组受者移植后1,3,6,12个月的他克莫司代谢率明显低于慢代谢组受者。快代谢组BK病毒血症的发生率高于慢代谢组,而两组BK病毒尿症和BK病毒性肾病发生率接近。提示CYP3A5*1/*1和*1/*3基因型的肾移植受者移植后早期BK病毒血症发生风险比CYP3A5*3/*3基因型较高。

    https://orcid.org/0000-0002-2022-287X (杨志伟);https://orcid.org/0000-0003-3557-3469 (刘君昌) 

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程


    改变步频对无氧阈跑速下能量消耗、表面肌电和步态特征的影响
    李秦陇, 周 越, 王 硕
    中国组织工程研究    2022, 26 (26): 4153-4159.   DOI: 10.12307/2022.817
    摘要498)      PDF (1566KB)(72)   

    文题释义:
    自选步频:一定速度下,跑者跑步时自主地选择的跑步频率。
    通气无氧阈:当进行递增负荷测试时,肺通气量、二氧化碳呼出量等指标出现明显的变化,可以称为通气无氧阈。由于无氧阈和长跑成绩有着显著的相关关系,所以无氧阈已成为指导长跑训练的一个常用指标。

    背景:长跑训练中流行的观点是通过提高步频可以提高跑步效率,这需要多方面的科学评价及研究。
    目的:通过比较个体无氧阈强度下自选步频与改变步频后机体的心率、摄氧量、表面肌电和步态特征的变化,探究改变步频对跑者产生的影响,为提高跑步效率提供科学策略。
    方法:选择12名男性马拉松跑步爱好者。在试验开始前,首先通过跑台递增负荷试验进行有氧能力测试,得到跑者的通气无氧阈及无氧阈速度。在正式试验开始后,采用随机交叉设计,在无氧阈跑速下,进行自选步频、自选步频±5%和自选步频±10%跑台测试。使用配对t检验和皮尔逊相关分析等方法对心率、摄氧量、表面肌电和步态特征等指标进行统计分析,探究改变步频后各指标的变化规律。研究方案的实施符合北京体育大学的相关伦理要求,受试者对试验过程完全知情同意。
    结果与结论:①心率和摄氧量:改变步频后,心率显著增加(P < 0.01),步幅发生显著变化(P < 0.01),自选步频-5%(P < 0.05)和自选步频±10%(P < 0.01)时摄氧量显著增加;步幅和与摄氧量呈正相关关系(r=0.57,P < 0.01),步频/步幅与摄氧量呈负相关关系(r=-0.42,P < 0.01);②表面肌电:自选步频+10%时,股二头肌、股直肌和股内侧肌平均功率频率(MPF)显著增加(P < 0.05);自选步频-5%(P < 0.05)和自选步频-10%(P < 0.01)时胫骨前肌平均功率频率显著增加;自选步频+5%时,股直肌肌肉贡献率显著下降(P < 0.05);③步态特征:提高步频时,触地时间(P < 0.05)和腾空时间(P < 0.01)减小,而触地时间/腾空时间增加(P < 0.05);自选步频+5%时,膝关节蹬伸幅度减小3°至4°(P < 0.05);自选步频+10%时,膝关节蹬伸幅度减小3°至4°(P < 0.05),髋关节蹬伸幅度减小3°(P < 0.05),膝关节前摆幅度减少4°(P < 0.01);步频降低时,触地时间和腾空时间逐渐增加,而触腾比减小(P < 0.05);触地时间(r=-0.71,P < 0.01)和触地时间/腾空时间(r=-0.67,P < 0.01)与摄氧量呈负相关关系,腾空时间与摄氧量呈正相关关系(r=0.65,P < 0.01);④结果说明,虽然即刻提高个人步频未发现有能量节省化效果,这可能需要长期的训练或适应,但从研究人群来看,以更小的步幅及更大的步频/步幅比值跑步时,对应的能量消耗更低。在缩短步幅跑步时,触地腾空时间比例升高,髋关节和膝关节动作幅度变小,能使跑步的动作更加平稳,膝关节负荷减小。
    缩略语:自选步频:preferred step frequency,PSF

    https://orcid.org/0000-0002-8610-2109(李秦陇)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程

    三维步态分析低频重复经颅磁刺激治疗脑卒中后偏瘫的步态变化
    单莎瑞, 黄旭明, 张明兴, 王秀坤, 郑 翔, 鲍赛荣, 洪 峰
    中国组织工程研究    2022, 26 (5): 762-767.   DOI: 10.12307/2022.124
    摘要490)      PDF (715KB)(108)   

    文题释义:
    经颅磁刺激技术(transcranial magnetic stimulation,TMS):是一种无痛、无创的绿色治疗方法,磁信号可以无衰减地透过颅骨而刺激到大脑神经,实际应用中并不局限于头脑的刺激,外周神经肌肉同样可以刺激,因此现在都叫它为“磁刺激”。
    重复经颅磁刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation,rTMS):主要是通过改变它的刺激频率而分别达到兴奋或抑制局部大脑皮质功能的目的。高频率、高强度rTMS,可产生兴奋性突触后电位总和,导致刺激部位神经异常兴奋,低频刺激的作用则相反,通过双向调节大脑兴奋与抑制功能之间的平衡来治疗疾病。经过重复经颅磁刺激的局部神经通过神经网络之间的联系和互相作用对多部位功能产生影响;对于不同患者的大脑功能状态,需用调整不同的强度、频率、刺激部位、线圈方向,才能取得良好的治疗效果。

    背景:目前国内外可见大量关于健侧低频重复经颅磁刺激治疗或者患侧高频重复经颅磁刺激治疗均具有提升脑卒中患者上肢运动功能的相关研究,而对下肢运动功能影响的相关研究较少。
    目的:通过三维步态分析采集步态参数,探讨低频重复经颅磁刺激对偏瘫步态的影响。
    方法:36例脑卒中偏瘫恢复期患者被随机分为试验组和伪刺激组,每组各18例,均予常规药物及康复治疗,试验组则在常规治疗的基础上采用Magneuro100型经颅磁刺激仪进行低频重复经颅磁刺激,8 字形线圈与患者颅骨健侧对应的第一躯体运动皮质区域脑部表面相切,设定刺激频率为1 Hz,刺激强度为运动阈值的90%,20次脉冲/序列,30 个序列/次,序列间隔 2 s,每次治疗持续刺激20 min;伪刺激组给予假重复经颅磁刺激。治疗6 d/周,1次/d,连续3周。分别在治疗前、治疗后3周采用Gait Watch三维步态分析仪采集2组患者步态参数评估疗效。研究方案经过广东药科大学附属第一医院伦理委员会的审核。
    结果与结论:①治疗前,试验组和伪刺激组各项步态参数差异无显著性意义(P > 0.05);治疗后,试验组步速、步幅、步频、步行周期、健患侧支撑相比值、患健侧摆动相比值改善程度均优于伪刺激组(P < 0.05);试验组步宽、双支撑期、患侧支撑相时间(%)、患侧摆动相时间(%)、健侧支撑相时间(%)、健侧摆动相时间(%)改善程度与伪刺激组相比差异无显著性意义(P > 0.05);②结果说明,低频重复经颅磁刺激提升了患者步速、步频、步幅及步态对称性参数,但对平衡性相关参数如双支撑期、步宽等无改善作用,低频重复经颅磁刺激能在一定程度上改善患者偏瘫步态。

    https://orcid.org/0000-0003-3352-628X (单莎瑞);https://orcid.org/0000-0003-1496-5877 (黄旭明)

    关节镜下修复重建膝关节脱位多发韧带损伤后的三维步态分析
    何 璐, 廖欣宇, 李彦林, 阮艳琴, 王 旭, 王 扬, 宁梓文, 施政良, 王国梁
    中国组织工程研究    2022, 26 (26): 4205-4210.   DOI: 10.12307/2022.825
    摘要486)      PDF (3977KB)(49)   

    文题释义:
    膝关节多发韧带损伤:是在高能量创伤下,导致膝关节前、后交叉韧带和侧副韧带中2个或2个以上断裂的严重损伤。一般来说,大多数膝关节脱位多发韧带损伤会造成膝关节脱位,根据Schenck分型可以分为5型。膝关节脱位通常是涉及膝关节韧带、血管、皮肤、神经、骨折、头部损伤和其他器官系统创伤的多系统损伤的一部分,这些系统损伤将影响膝关节脱位治疗的结果。因此,膝关节脱位多平面不稳定和多韧带损伤的正确诊断和治疗是取得手术成功的关键。
    三维步态分析:是通过红外运动捕捉技术与数字导航技术对膝关节的内外旋、上下位移、前后位移、内外位移等6个自由度的运动指标进行对比分析。通过监测步态频率和步长提供客观的结果度量,客观分析膝关节脱位多发韧带损伤患者的步态特征,有助于指导患者术后康复锻炼以提高生活质量。

    背景:膝关节多发韧带损伤是一个复杂的问题,易伴发血管及神经损伤,导致严重的功能障碍。但目前对于膝关节脱位多韧带损伤的手术治疗上,手术时机的选择和术后步态指标缺乏评估。
    目的:通过三维步态分析探讨Ⅰ期关节镜下修复重建膝关节脱位多发韧带损伤患者的临床治疗效果,为临床上指导膝关节多发韧带损伤术后功能锻炼提供参考依据。 
    方法:2014年9月至2018年8月昆明医科大学第一附属医院收集15例膝关节脱位多发韧带损伤患者的临床资料,均为单膝损伤,男11例,女4例;年龄为18-40岁,平均(28±8)岁;受伤至手术时间为10-18 d,平均14 d。入院查体患者前、后抽屉试验阳性,Lachman试验阳性,8例患者膝内翻应力试验Ⅲ度阳性,5例患者膝外翻应力试验Ⅲ度阳性,Lysholm 膝关节功能评分(27.85±5.98)分、关节活动范围(49.15±13.47)°。于关节镜下Ⅰ期取自体腘绳肌腱修复重建前交叉韧带、后交叉韧带、内侧副韧带以及其他有所损伤的膝关节结构,术后评估膝关节活动范围、Lysholm评分并进行术后三维步态分析。
    结果与结论:①15例患者术后伤口均Ⅰ/甲级愈合,获11-24个月随访,所有患者术后随访前、后抽屉试验及膝内、外翻应力试验均为阴性;②修复后末次随访患肢Lysholm膝关节功能评分、关节活动范围显著提高,并且达到了损伤前活动水平,膝关节Lysholm评分为(85.3±6.65)分,膝关节活动度为(122.83±9.27)°,与术前比较差异均有显著性意义(t=24.879,P=0.000;t=17.452,P=0.000);③运动学分析结果显示,与健康肢体相比,末次随访步态分析中内外翻角、内外位移、内外旋转、屈伸角、上下位移、前后位移无明显差异(P > 0.05);④证实Ⅰ期关节镜修复膝关节多发韧带损伤可恢复膝关节的稳定性,是一种安全可靠、行之有效的治疗方法。
    缩略语:膝关节脱位多发韧带损伤:knee dislocation with multiple ligament injuries,KDMLI

    https://orcid.org/0000-0001-6207-1996 (何璐) 

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程

    骨关节炎外周血生物学标志物及治疗药物的生物信息学分析
    杨 威, 韩清民
    中国组织工程研究    2022, 26 (29): 4672-4679.   DOI: 10.12307/2022.883
    摘要483)      PDF (2206KB)(137)   

    文题释义:
    外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cells,PBMCs):是外周循环血中具有单个核细胞的总称,单个核是相对多个核或分叶核粒细胞而言,除少数祖细胞群体外,主要包括淋巴细胞、单核细胞(Monocyte)、树突状细胞和自然杀伤(NK)细胞等,单核细胞可以发育为各种组织巨噬细胞,外周血单个核细胞为免疫系统的主要组成部分,参与人体固有或适应性免疫应答。
    关联性图谱(CMap):全称为Connectivity Map(https://www.clue.io/),用世界上最大的扰动驱动基因表达数据集解开生物学奥秘,它运用全基因组转录谱系统全面地描述疾病、生理病理及药物诱导等生物学过程,以基因集富集分析(GSEA)算法提取并比较这些生物学过程的基因表达标识,将相似或相反功能药物、药物适用疾病及其作用途径(基因、通路)等联系起来,最常用于识别治疗疾病的候选药物。

    背景:目前没有监测骨关节炎发生或进展的敏感标志物,检测骨关节炎活动期外周血基因表达谱变化,有助于探寻血液中精确的诊疗靶点及阐释发病机制。
    目的:通过生物信息学方法同时分析骨关节炎与正常人外周血单个核细胞及滑膜基因表达谱差异,从分子层面探索血液中骨关节炎的诊疗靶点和治疗药物,为研究骨关节炎提供新思路。
    方法:从GEO和ArrayExpress数据库中找到GSE48556和GSE55235数据集。共纳入105例骨关节炎患者血液、24例正常人血液、10例骨关节炎患者滑膜和10例正常滑膜。用R语言limma包分别筛选出骨关节炎和正常人之间血液和滑膜的差异表达基因,取交集。通过DAVID对差异表达基因进行GO和KEGG通路分析。用STRING和Cytoscape软件构件PPI网络,Mcode插件进行模块分析,Cytohubba筛选出关键基因。将差异表达基因导入关联性图谱(CMap)在线平台筛选负相关的前10小分子药物。
    结果与结论:①共获得142个差异表达基因,其中上调基因75个,下调基因67个。②对所有差异表达基因进行GO富集分析,主要集中在T细胞活化、白细胞迁移、白细胞-细胞黏附、细胞黏附的正调控和淋巴细胞活化的调节等条目;KEGG主要富集在MAPK信号通路、Rap1信号通路、Ras信号通路、B细胞受体信号通路和趋化因子信号通路等通路。③利用PPI网络及相关插件筛选出丝裂原活化蛋白激酶1、血管内皮生长因子A、生长因子受体结合蛋白2、早期生长反应蛋白1和Ras相关C3肉毒杆菌毒素底物2等基因与骨关节炎细胞凋亡和免疫炎症高度相关。④CMap筛选出一些具有潜在治疗作用的小分子物:靛玉红和倍氯米松等。⑤通过生物信息学分析发现骨关节炎和正常人的外周血单个核细胞和滑膜基因表达差异集中在细胞凋亡和炎症反应的生物学事件中,从而使血液表达谱成为监测骨关节炎靶点标记物和研究其潜在分子药物的有效突破口。
    缩略语:外周血单个核细胞:peripheral blood mononuclear cells,PBMCs

    https://orcid.org/0000-0003-1264-8122 (杨威) 

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程

    血液组分对个体化后交通动脉瘤血流特性的影响
    吴 闯, 木合塔尔·克力木, 买买提力·艾沙, 杨 航
    中国组织工程研究    2023, 27 (8): 1219-1223.   DOI: 10.12307/2022.944
    摘要456)      PDF (1673KB)(81)   

    文题释义:
    壁面剪切应力:血液在血管内流动时与血管内膜表面间产生的切向摩擦力,与血液流量成正比。
    涡流:旋流的血液,当血液流过干扰其直接流过的路径并产生反向血流。

    背景:血流动力学在动脉瘤的发生、发展过程中起着必不可少的作用,而对于动脉瘤的发生和破裂机制目前尚不明确。
    目的:分析血液组分对动脉瘤破裂的影响并探讨其作用机制。
    方法:采集1例52岁女性后交通动脉瘤患者的CT图像,导入到MIMICS 20.0中建立动脉瘤表面模型,并采用软件Geomagic Studio对模型进行处理后导出三维血管壁模型。将血液分别假定为单相流和两相流,采用计算流体力学的方法对动脉瘤以及载瘤动脉内的血流进行数值模拟,分析血液流线流速、壁面的形变位移、壁面切应力以及血液相对血管壁停滞时间等血流动力学参数的变化。
    结果和结论:①在相同时刻,两种模型内的血液流态基本保持一致,两相流模型与单相流模型相比较具有更高的低壁面剪切应力面积占比,具有更大的形变位移以及血液相对血管壁的高相对停滞时间面积占比更大;②与单相流模型相比,两相流模型更易使血管壁内皮细胞受损,导致结构与功能异常;③两相流模型更易形成血栓,造成血栓脱落导致载瘤动脉瘤的阻塞;④结果表明,两相流模型具有更大的位移,即所受应力更大,在该条件下动脉瘤更易产生破裂。

    http://orcid.org/0000-0003-2520-3261(吴闯)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程

    常规供心与边缘供心在终末期心脏病心脏移植中的应用
    段正伟, 刘云霏
    中国组织工程研究    2022, 26 (26): 4211-4215.   DOI: 10.12307/2022.826
    摘要445)      PDF (853KB)(78)   

    文题释义:
    心脏移植:是将判定为脑死亡并配型成功的供者心脏取出,植入所需受者胸腔的外科移植手术,是挽救终末期心脏病患者生命、改善生活质量的治疗手段。
    边缘供心:泛指任何不适合于作为常规标准供心的心脏,通常包括供者高龄、病毒感染者、供受者血型或体质量不匹配、供心长时间缺血、伴有冠心病或其他心脏结构异常等。
    体外膜肺氧合技术:是将部分静脉血从人体内引流到体外,经膜肺氧合后重新输入人体内,通过体外循环系统为患者提供生命支持的心肺辅助治疗技术。

    背景:供心资源匮乏是困扰心脏移植术的世界性难题,拓宽供心纳入标准、合理应用边缘供心,是缓解供心资源匮乏的有效途径,也是目前心脏移植术努力发展的方向。
    目的:比较常规供心与边缘供心在终末期心脏病患者心脏移植术中的应用效果。
    方法:收集2018年4月至2021年3月进行心脏移植的80例终末期心脏病患者的临床资料,根据供心来源分为常规供心组56例、边缘供心组24例。所有患者均实施原位心脏移植术,比较两组患者手术相关指标、血清生化及预后指标。
    结果与结论:①边缘供心组患者手术时间长于常规供心组[(465.35±62.45) min vs. (423.42±58.23) min,t=2.888,P < 0.05],术中出血量大于常规供心组[(1 235.36±203.4) mL vs. (678.65±123.21) mL,t=15.075,P < 0.01];②随访12个月,两组患者血清肌酸激酶同功酶、心肌钙蛋白Ⅰ、总胆红素、谷丙转氨酶以及左心室射血分数比较,差异无显著性意义(t=0.693,1.322,1.514,1.348,1.285,P > 0.05);③边缘供心组感染、肾功能不全发生率(17%,29%)高于常规供心组(2%,9%),差异有显著性意义(χ2=6.349,5.397,P < 0.05);④结果表明,在严格做好供心保护、围术期管理的前提下,使用边缘供心可达到常规供心心脏移植术的手术效果,但应预防术后感染、肾功能不全等并发症。

    https://orcid.org/0000-0002-0329-4919 (段正伟) 

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程

    上调滤泡调节性T细胞治疗肾移植抗体介导的排斥反应
    徐 媛, 牛玉林, 袁智辉, 贾 磊, 潘光辉
    中国组织工程研究    2022, 26 (26): 4118-4122.   DOI: 10.12307/2022.812
    摘要414)      PDF (1931KB)(51)   

    文题释义:
    抗体介导排斥反应:亦称体液性排斥反应,是由抗体、补体等多种体液免疫效应因子参与所致的排斥反应免疫损伤,是肾移植后常见的排斥反应类型,由于病变表现程度不一、抗体检测技术水平的局限、C4d 染色方法的稳定性等因素,抗体介导排斥反应的免疫损伤机制较为复杂。
    滤泡调节性T细胞:滤泡辅助性T细胞和滤泡调节性T细胞均定位于淋巴,滤泡调节性T细胞是Treg细胞的一个子集,与滤泡辅助性T细胞拥有共同的表型特征。滤泡辅助性T细胞和滤泡调节性T细胞在功能上相互制约,维持机体自身免疫反应的稳定进行,滤泡辅助性T细胞/滤泡调节性T细胞的免疫失衡使得自身抗体的产生失控,自身免疫耐受性丧失,最终引发自身免疫性疾病。
     
    背景:由抗体介导排斥反应引起的移植肾失功目前临床尚缺乏有效的治疗手段。有研究显示肾移植患者血浆miR-4286的表达显著上调,miR-4286可靶向下调转化生长因子β的表达而激活免疫反应。
    目的:探讨沉默miR-4286上调滤泡调节性T细胞治疗肾移植抗体介导排斥反应的作用及机制。
    方法:选择贵州医科大学附属医院接受肾移植的患者,纳入20例肾移植抗体介导排斥反应患者与20例免疫耐受患者,对两组活检肾组织进行苏木精-伊红染色与C4d免疫组化染色,检测两组患者外周血淋巴细胞miR-4286 mRNA的表达与滤泡辅助性、调节性T细胞比例。将排斥反应患者淋巴细胞分组处理,空白载体组、miR-4286过表达组、miR-4286沉默组、转化生长因子β阻断组(该组转染miR-4286抑制的慢病毒载体的同时加入转化生长因子β中和抗体),48 h后,检测B细胞、浆细胞和滤泡调节性T细胞的比例,以及细胞上清转化生长因子β、干扰素γ、白细胞介素6和白细胞介素21的水平。
    结果与结论:①苏木精-伊红染色显示,排斥反应组肾组织浸润的炎细胞数量高于免疫耐受组(P < 0.05);免疫组化染色显示,排斥反应组肾组织可见大量C4d阳性的细胞,免疫耐受组未见C4d阳性细胞。②排斥反应组miR-4286 mRNA表达量、滤泡辅助性T细胞比例高于免疫耐受组(P < 0.05),滤泡调节性T细胞比例低于免疫耐受组(P < 0.05)。Spearman相关分析显示,miR-4286表达与滤泡辅助性T细胞比例呈正相关,与滤泡调节性T细胞比例呈负相关。③与对照组比较,miR-4286过表达组转化生长因子β水平降低(P < 0.05),干扰素γ、白细胞介素6、白细胞介素21水平升高(P < 0.05);miR-4286沉默组转化生长因子β水平升高(P < 0.05),干扰素γ、白细胞介素6、白细胞介素21水平降低(P < 0.05)。与miR-4286沉默组比较,转化生长因子β阻断组转化生长因子β水平降低(P < 0.05),干扰素γ、白细胞介素6、白细胞介素21水平升高(P < 0.05)。④与对照组比较,miR-4286过表达组B细胞与浆细胞比例均升高(P < 0.05),滤泡调节性T细胞比例降低(P < 0.05);miR-4286沉默组B细胞与浆细胞比例均降低(P < 0.05),滤泡调节性T细胞比例升高(P < 0.05)。与miR-4286沉默组比较,转化生长因子β阻断组B细胞与浆细胞比例均升高(P < 0.05),滤泡调节性T细胞比例降低(P < 0.05)。⑤结果表明,miR-4286在肾移植抗体介导排斥反应患者外周血淋巴细胞中高表达,miR-4286沉默可通过转化生长因子β途径上调淋巴细胞中滤泡调节性T细胞比例,抑制体液免疫。
    缩略语:滤泡辅助性T细胞:follicular helper T cell,Tfh;滤泡调节性T细胞:follicular regulatory T cell,Tfr

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程

    基于机器学习的速度攀岩关键技术动作指标筛选
    游国鹏, 王健清, 刘 飞, 袁 强, 柳皓严, 吴 瑛
    中国组织工程研究    2023, 27 (5): 738-744.   DOI: 10.12307/2023.096
    摘要414)      PDF (1483KB)(102)   

    文题释义:
    随机森林模型:是一个包含多个决策树的分类器,并且其输出的类别是由个别树输出类别的众数而定;主要思想是Bagging并行算法,通过自助采样法对样本集合进行有放回地随机采样,产生M个不同的训练集,从而训练出M个不同的弱学习器,最后将一系列弱学习器进行融合得到强学习器。该模型的优点在于:①很多的数据集上表现良好;②能处理高维度数据,并且不用做特征选择;③训练完后,能够给出哪些feature比较重要;④训练速度快,容易并行化计算。
    XGBoost模型:XGBoost是在梯度提升树基础上的改进算法,是以线性分类器或者分类回归树作为基学习器的梯度提升算法;主要思想是Boosting串行生成算法,第i个弱学习器是建立在第i-1个弱学习器的基础上,通过每次弱学习器的学习结果调整每个样本点的权重,使当前误差率大的样本点的权重变大,从而受到下一个弱学习器的重视。迭代进行此步骤,不断更新样本点的权重得到M个弱学习器,并通过融合策略产生强学习器。该模型的优势在于:对损失函数引入正则化项,控制了模型复杂度,防止过拟合;对损失函数进行二阶泰勒展开,提高了收敛速度与收敛精度;引入列抽样,进一步提高计算速度并防止过拟合。

    背景:筛选关键动作技术指标用以指导专项训练或比赛是提升比赛成绩的关键。男、女运动员动作技术差异明显,男、女运动员的关键动作技术指标尚未可知。
    目的:筛选影响速度攀岩精英运动员比赛成绩的关键动作技术指标,为速度攀岩的科学训练提供方向与理论支撑。
    方法:选用2017-2021年间攀岩世锦赛、世界杯和中攀联赛中速度攀岩决赛视频,获取男、女前4名运动员的比赛样本(男子:109 个,女子:117 个),运用二维运动学分析法,采集运动员的反应时、触点特征和分段速度指标,分别建立男子与女子速度攀岩精英运动员的随机森林和XGBoost回归模型,计算各动作技术指标对比赛成绩影响力。
    结果与结论:①男子精英运动员的随机森林和XGBoost模型的均方根误差分别为0.224与0.265,r2分别0.765与0.686;关键动作技术指标为:左手触点时间总和、右手动作频率、右手触点时间总和、3-6号点速度、左脚动作频率、右脚触点时间总和、11-13号点速度、13-18号点速度、8-10号点速度、左脚触点时间总和、左手触点个数和右脚动作频率;②女子精英运动员的随机森林和XGBoost模型的均方根误差分别为0.066与0.055,r2分别为0.846与0.887;关键动作技术指标为:左手触点时间总和、右手触点时间总和、右手动作频率、左脚动作频率、左脚触点时间总和、8-10号点速度、右脚触点时间总和、10-11号点速度和13-18号点速度;③速度攀岩比赛上肢动作技术指标(触点时间总和与动作频率)的影响力高于下肢动作技术指标,触点个数对比赛成绩影响力不高,男子与女子精英运动员首要制胜段落分别为3-6与8-11号点段落。运动员应重点优化首要制胜段落的上肢触点时间,带动优化下肢触点时间指标,提升比赛成绩。

    https://orcid.org/0000-0003-4376-9031(游国鹏);https://orcid.org/0000-0003-4795-0516(吴瑛)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程

    基于生物信息学对骨关节炎Hub基因的筛选与验证
    吴素雯, 陈 政, 蒋元康, 陈雷雷
    中国组织工程研究    2023, 27 (28): 4525-4532.   DOI: 10.12307/2023.567
    摘要406)      PDF (1999KB)(69)   

    文题释义:

    Hub基因: 是基于生物信息学分析筛选出的关键基因,在疾病发生发展中发挥至关重要的作用,常作为疾病的潜在治疗靶点。
    生物信息学:是一门新兴的交叉学科,结合了生物学与计算科学,在揭示疾病的分子机制中具有重要意义。

    背景:骨关节炎是以关节疼痛、僵硬、肿胀为主要临床表现的一种退行性疾病,目前关于骨关节炎的发病机制尚不明确。
    目的:基于生物信息学筛选骨关节炎相关数据集的Hub基因,再用细胞实验加以验证,筛选骨关节炎的关键生物标志物。
    方法:从GEO数据库搜索骨关节炎相关的数据集,通过GEO2R分析筛选差异表达基因,对差异表达基因进行GO、KEGG富集分析,同时对数据集所有基因进行GESA分析,使用String网站构建差异表达基因的PPI网络,利用Cytoscape软件中的MCODE插件对PPI网络进行功能模块分析,使用插件CytoHubba筛选评分最高的10个Hub基因。提取SD大鼠膝关节半月板细胞,实验组以白细胞介素1β(10 ng/mL)干预细胞24 h复制骨关节炎症模型,以未干预组为对照,采用RT-qPCR法检测Hub基因的表达。

    结果与结论:①筛选出的差异表达基因中上调基因147个、下调基因212个,GO、KEGG和GSEA分析结果显示,富集的通路及生物过程主要涉及胶原纤维组织、细胞外基质的相互作用、Th17细胞分化和白细胞介素17等;利用Cytoscape软件中的插件CytoHubba筛选MCC算法中评分最高的10个Hub基因,分别是COL1A1、COL3A1、COL5A1、COL5A2、COL6A3、LOX、LOXL1、LOXL2、POSTN、PLOD1;②RT-qPCR检测结果显示,与对照组相比,实验组COL1A1、COL3A1、COL5A1、COL5A2、COL6A3、LOXL1、LOXL2的mRNA表达降低(P < 0.000 1),LOX和POSTN的mRNA表达升高(P < 0.000 1),两组PLOD1的mRNA表达无明显差异(P > 0.05);③结果显示,骨关节炎的Hub基因表达差异可能为日后了解骨关节炎的发展提供新见解。

    https://orcid.org/0000-0001-6247-7195(吴素雯)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程

    根据心肺最佳点构建反向传播神经网络最大摄氧量预测模型
    吴东哲, 高晓嶙, 李闯涛, 王 昊
    中国组织工程研究    2023, 27 (8): 1224-1231.   DOI: 10.12307/2023.054
    摘要371)      PDF (1254KB)(57)   

    文题释义:
    反向传播神经网络(back-propagation network,BP神经网络):作为一种非线性多层反向传播网络,通过梯度下降及连续调整神经元权值实现对于模型最小误差的无限逼近,优于处理复杂模糊的映射关系、无需了解数据的分布形式和变量间的关系,对非线性系统具有较强的模拟与预测能力,且相较传统回归模型在拟合优度、对初始数据的仿真和预测精度等方面展现出较为明显的优势。
    心肺最佳点:被认为是人体呼吸系统和心血管系统的最佳整合点,当人体进行递增运动过程中每分通气量与每分摄氧量的最低值被定义为“心肺最佳点”,心肺最佳点的测试强度仅约为最大摄氧量的50%并可准确反映人体有氧运动能力。

    背景:研究证明最大摄氧量被认为是评价有氧运动能力的“金标准”,但测试其所需运动强度较大且存在指标再现性低、测试者主观影响效应等限制因素。
    目的:通过反向传播神经网络采用新型次最大运动评估指标“心肺最佳点”构建最大摄氧量预测模型。
    方法:试验经国家体育总局体育科学研究所伦理委员会批准,招募80名健康大学生受试者(男40名,女40名),了解试验流程、目的并自愿签署知情同意书配合完整试验过程。受试者进行递增负荷心肺运动试验,采集最大摄氧量与心肺最佳点等相关指标,进行相关性分析获得具有统计学意义的指标,并构建最大摄氧量预测模型。
    结果与结论:①最大摄氧量与心肺最佳点、体质量指数、性别、心肺最佳点对应的摄氧量和功率均存在显著相关性(P < 0.01);②运用反向传播神经网络构建经典3层拓扑结构最大摄氧量预测模型(包含5个输入层、10个隐藏层和1个输出层),该模型预测值与实测值绝对误差均值为0.227 L/min、相对误差均值为12%,提示基于心肺最佳点构建的反向传播神经网络可准确且有效预测最大摄氧量;③反向传播神经网络模型最大摄氧量预测值与多元线性回归预测值相比差异无显著性意义(P > 0.05),但依据心肺最佳点构建的反向传播神经网络模型预测精度要优于多元线性回归模型。
    缩略语:心肺最佳点对应功率:rate of work of cardiorespiratory optimal point,WRCOP;心肺最佳点对应摄氧量:oxygen uptake of cardiorespiratory optimal point,VO2COP;心肺最佳点对应心率:heart rate of cardiorespiratory optimal point,HRCOP

    https://orcid.org/0000-0002-3253-933X(吴东哲)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程

    神经电生理监测硬脊膜切开减压治疗急性脊髓损伤过程中脊髓的功能变化
    杨九杰, 李 治, 王树杰, 田 野, 赵 伟
    中国组织工程研究    2023, 27 (8): 1232-1236.   DOI: 10.12307/2023.070
    摘要360)      PDF (1175KB)(61)   

    文题释义:
    神经电生理监测技术:是通过神经电生理技术对手术可能损伤到的神经结构进行监测,达到避免或减小神经损伤的新技术。常见的神经电生理监测包括体感诱发电位、D波、运动诱发电位及肌电图等。
    神经电生理监测技术在脊柱手术中的应用:神经电生理监测技术的应用使外科医生能够在安全范围内对脊柱和脊髓进行手术,术中应用可监测神经通路完整性,避免损伤神经通路,用以识别和减少术中可能发生的脊髓及神经根损伤,也可用于神经脊髓精准功能定位。

    背景:急性脊髓损伤行传统的椎管扩大减压术只能解除骨性压迫(即硬膜外的压力),而对于降低硬膜内的压力无明显的效果,故有学者提出了硬脊膜切开减压,但是对于该术式的治疗效果褒贬不一。
    目的:利用神经电生理监测技术预估硬脊膜切开减压手术治疗急性脊髓损伤的有效性,以及评价神经电生理监测在急性脊髓损伤手术治疗中的意义。
    方法:回顾性分析51例ASIA分级A、B级行手术治疗急性脊髓损伤患者的临床资料,根据术式分为2组,单纯骨性减压组32例行后路椎管扩大减压术,硬脊膜切开组19例在后路椎管扩大骨性减压基础上行硬脊膜内减压,所有患者在术中使用KEY PONIT多功能监测仪对脊髓功能进行体感诱发电位与运动诱发电位联合监测。对比分析两组术中各个时间点的神经电生理数据、手术前及术后6个月的脊髓功能评分。
    结果与结论:①硬脊膜切开组患者术后6个月的ASIA评分(236.47±31.29)明显高于单纯骨性减压组(205.48±26.28,P < 0.05);②硬脊膜切开组患者在行硬脊膜切开减压术后,其运动诱发电位波幅较基线增加(82.30±30.01) µV,要明显高于单纯骨性减压后的运动诱发电位波幅变化[(6.1±25.6) µV,P < 0.000 1];③所有患者减压前后的运动诱发电位波幅变化与术后神经功能的转归基本一致。提示:急性脊髓损伤ASIA分级A、B级的患者在骨性减压的基础上行硬脊膜切开减压手术,可以进一步改善脊髓神经功能。急性脊髓损伤术中采用神经电生理监测可以反映脊髓的功能变化,且术中电生理指标与术后患者神经功能转归趋于一致。

    https://orcid.org/0000-0003-0552-4818 (杨九杰)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程

    颈椎后路术后颈椎前凸曲度严重丢失临床预测模型的建立和验证
    马 胜, 苗嘉航, 余会林, 李渠蓬, 曲 哲, 潘 彬, 冯 虎
    中国组织工程研究    2023, 27 (28): 4435-4440.   DOI: 10.12307/2023.691
    摘要311)      PDF (1035KB)(55)   

    文题释义:

    颈后路手术:根据脊髓型颈椎病手术入路的不同,临床上常将手术术式分为颈椎前入路与颈椎后入路。颈椎前入路手术术式包括颈前路椎间盘切除减压融合术和颈椎前路椎体次全切除减压融合术;颈椎后入路手术包括椎板成形术和椎板切除融合术。对于多节段脊髓型颈椎病(节段≥3个)往往选择颈后路手术,颈椎后路的减压效果是通过直接去除后方压迫物的直接减压和脊髓向后漂移的间接减压达到。
    颈椎前凸曲度:颈椎曲度是脊柱最上端的生理弧度,具有保证人体重心平衡和缓冲外界冲击震荡的功能。正常颈椎曲度为前凸的弧线,弧度为(12±5) mm。颈椎曲度异常包括颈椎前凸曲度过大(> 45°)、颈椎前凸曲度变小(0°-30°)、颈椎曲度变直(0°)、颈椎后凸(< 0°)。术后前凸曲度的丢失会导致脊髓向后漂移的幅度有限,手术减压效果变差,影响患者的手术满意度。

    背景:目前的研究只是通过影像学测量指标及其他指标来预测颈椎术后前凸曲度丢失,汇总这些预测指标的相关文章尚少,此文旨在建立一个预测模型来汇总这些预测指标。
    目的:探讨脊髓型颈椎病后路手术后颈椎前凸曲度严重丢失的危险因素,并建立与验证预测模型。
    方法:回顾性分析2015年1月至2020年1月于徐州医科大学附属医院接受颈后路手术并符合纳入标准的脊髓型颈椎病患者。观察指标包括年龄、性别、体质量指数、手术方式选择、手术节段数、手术是否累及C2或C7、术前C2-7 Cobb角、手术节段Cobb角、C7倾斜角、颈椎矢状面垂直距离、C2-C7曲率、伸展活动范围、屈曲活动范围,通过术前、术后颈椎C2-7 Cobb角差值确定颈椎术后前凸曲度变化(ΔCL),以ΔCL≤-10°为颈椎前凸曲度严重丢失组,ΔCL > -10°为无颈椎前凸曲度严重丢失组。对这些因素进行单因素和多因素分析,确定相关的危险因素,以建立预测模型并验证。

    结果与结论:①共有117例患者符合纳入标准,其中男69例,女48例,随访时间12-26个月;②在117例患者中,发现术后颈椎前凸严重丢失者30例,没有颈椎前凸曲度严重丢失者87例;③统计学分析显示:术式的选择、手术是否累及C2或C7椎体、术前C2-7 Cobb角、C7倾斜角、C2-C7曲率、屈曲活动范围是导致颈后路手术后颈椎前凸曲度严重丢失的独立危险因素,其中增加术后曲度严重丢失风险最明显的是手术节段是否累及C2或C7节段(OR=3.524,95%CI:1.127-11.013)以及手术术式选择(OR=3.165,95%CI:1.013-9.889);④并进一步建立了临床预测模型(Nomogram)并进行验证,其内部验证C-index值为0.91,验证组进行外部验证C-index值为0.87,提示该模型具有较好的预测能力;⑤提示手术术式的选择、手术节段是否累及C2或C7节段、术前C2-7 Cobb角、C7倾斜角、屈曲活动度是颈后路手术后颈椎前凸曲度严重丢失的高危因素。

    https://orcid.org/0000-0002-6666-1181(马胜) 

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程

    激素性股骨头坏死风险模型构建及潜在的中药治疗预测
    章晓云, 高振罡, 陈 锋, 曾 浩, 刘 桦, 苏允裕
    中国组织工程研究    2023, 27 (28): 4539-4545.   DOI: 10.12307/2023.519
    摘要281)      PDF (2576KB)(63)   

    文题释义:

    ceRNA调控网络:也被称为竞争性内源RNA,是指长链非编码RNA(lncRNA)和环状RNA(circRNA)等非编码RNA会竞争结合microRNA,从而引起microRNA调控的靶基因发生变化,最终影响蛋白表达水平,而ceRNA调控网络的关键因素是microRNA。一个ceRNA可以结合多个microRNA,其结合位点被称为microRNA 识别元件。当ceRNA表达量升高时,会竞争性结合microRNA,从而引起mRNA 转录水平升高,最终提高蛋白表达水平,反之亦然。
    激素性股骨头坏死:是患者长期或者大剂量应用糖皮质激素后导致骨细胞代谢失衡,骨内循环障碍,局部充血,从而引起股骨头发生变性、坏死,进而出现髋关节疼痛、活动受限,严重影响患者的生活质量,目前尚未有确切的治疗方案。

    背景:随着疾病治疗模式的改变,人们已经意识到中医药在激素性股骨头坏死治疗过程中的重要性,因此利用生物信息学从分子水平分析激素性股骨头坏死的发病机制,构建疾病风险模型,并预测具有潜在治疗作用的中药,为后期中医药治疗激素性股骨头坏死提供一定的理论依据。
    目的:基于生物信息学挖掘激素性股骨头坏死的竞争性内源RNA(ceRNA)调控网络,分析其在激素性股骨头坏死中的分子调控机制,预测相关疾病靶点并构建疾病风险模型,同时预测具有潜在治疗作用的中药。
    方法:检索GEO数据库,下载激素性股骨头坏死的矩阵文件GSE123568和基因注释文件GPL15207。借助R语言等软件分析得到差异表达的长链非编码RNA与mRNA,并通过公共数据库预测与差异表达长链非编码RNA关联的miRNA-mRNA,再将预测到的mRNA与差异表达mRNA取交集,整合得到ceRNA网络。随后采用STRING数据库和Cytoscape软件筛选关键基因,利用R语言分析关键基因的功能与相关通路,并挖掘关键ceRNA网络。最后根据关键基因构建激素性股骨头坏死的风险模型,并进行中药预测。

    结果与结论:①与健康对照相比,激素性股骨头坏死患者共有7个长链非编码RNA和1 763个mRNAs存在差异表达;②筛选出STAT3、KAT2B、AGO4、JAK2、JAK1、PTGS2共6个关键基因;③关键基因所富集的功能包括对肽激素的反应、白细胞介素6介导的信号通路、细胞对白细胞介素6的反应等生物学过程,涉及JAK-STAT、脂肪细胞因子、催乳素等信号通路;④4种miRNAs(miR-135a-5p、miR-137、miR-17-5p、miR-20b-5p)和2种长链非编码RNA (SNHG11、C20orf197)可能在导致激素性股骨头坏死发生发展过程中发挥关键作用;⑤KAT2B最有可能是激素性股骨头坏死发生发展的风险因子;⑥郁金、淫羊藿、黄芪具备治疗激素性股骨头坏死疾病靶点的可能。通过对激素性股骨头坏死相关长链非编码RNA介导的ceRNA网络进行分析,识别出潜在的疾病靶点、信号通路及潜在治疗中药,为进一步阐明其发病机制,并为后续的实验研究提供参考依据。

    https://orcid.org/0000-0002-2572-0229(章晓云)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程