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這是一款模擬動(dòng)脈血流，由模擬心泵輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)生物培養(yǎng)室的體外人體狀態(tài)模擬的效果，主要實(shí)現(xiàn)模擬動(dòng)脈血流狀態(tài)下，血流剪切力與血管壓力作用下的細(xì)胞，組織的應(yīng)激反應(yīng)，從而區(qū)別于靜態(tài)培養(yǎng)和單純的壓力環(huán)境或流體剪切力環(huán)境下培養(yǎng)的區(qū)別，是一款值得使用的先進(jìn)體外模擬培養(yǎng)儀器。

這款是用于模擬體內(nèi)壓力環(huán)境下對(duì)細(xì)胞組織培養(yǎng)的儀器，通過(guò)改變壓力對(duì)與細(xì)胞的刺激，形成壓力環(huán)繞的環(huán)境，研究細(xì)胞在壓力狀態(tài)下的反應(yīng)；當(dāng)皮膚表面有傷口時(shí)，血液就會(huì)流出，其原因在于人體內(nèi)壓力大于大氣壓力，正因?yàn)槿绱耍覀冎溃梭w內(nèi)的細(xì)胞無(wú)時(shí)無(wú)刻都承受著壓力的作用，而當(dāng)細(xì)胞離開(kāi)人體后，原有的壓力隨之消失，一同消失的還包括細(xì)胞中對(duì)于壓力敏感的因素，從而影響了細(xì)胞的冒些蛋白的表達(dá)。 人體內(nèi)壓力對(duì)于細(xì)胞的影響由于不同位置的作用力大小不同，反應(yīng)出來(lái)的特性也不一樣，血壓的高低、跑步時(shí)形成的沖力等等。

“免疫系統(tǒng)在高血壓中扮演了未曾預(yù)料的重要角色。”英國(guó)格拉斯哥大學(xué)血管生物學(xué)家Tomasz Guzik表示。澳大利亞拉籌伯大學(xué)血管生物學(xué)家Grant Drummond表示，這些藥物可為對(duì)其他療法無(wú)效果的患者充當(dāng)短期療法。“讓血壓得到控制是一件非常重要的事情。這為在臨床試驗(yàn)中測(cè)試一些此類藥物提供了強(qiáng)有力的理由。”

骨關(guān)節(jié)炎（OA）的特征是關(guān)節(jié)軟骨退行性改變和受累關(guān)節(jié)軟骨基質(zhì)丟失，導(dǎo)致慢性疼痛、運(yùn)動(dòng)受限，最終降低生活質(zhì)量。關(guān)節(jié)軟骨主要由軟骨細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）組成，其退變降解的過(guò)程主要由一系列軟骨基質(zhì)降解酶所介導(dǎo)。細(xì)胞衰老是與 ECM 降解和軟骨細(xì)胞功能障礙密切相關(guān)的另一個(gè)因素。在病理狀態(tài)下，軟骨細(xì)胞可能會(huì)去分化，失去其功能表型，并趨向衰老。在培養(yǎng)過(guò)程中，軟骨細(xì)胞衰老和去分化伴隨著軟骨細(xì)胞特異性蛋白（如II型膠原和糖蛋白）表達(dá)的降低。?軟骨細(xì)胞維持軟骨組織形態(tài)，對(duì)機(jī)械刺激是非常敏感的。生理范圍內(nèi)的機(jī)械

機(jī)械應(yīng)力可以有效地調(diào)節(jié)細(xì)胞活動(dòng)，包括細(xì)胞增殖、凋亡、分化和自噬。鈣離子（Ca2+）通過(guò)機(jī)械敏感的 Piezo1 通道對(duì)機(jī)械刺激做出反應(yīng)。Piezo1可以檢測(cè)機(jī)械應(yīng)力，如靜壓、剪切應(yīng)力和膜拉伸。此外，Piezo1 也是一種機(jī)械轉(zhuǎn)導(dǎo)介質(zhì)，用于 Ca2+ 介導(dǎo)的髓核細(xì)胞（NPCs）中硬化細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）的激活。椎間盤(pán)（IVD）是一個(gè)生理負(fù)壓器官。除了維持人體髓核（NP）組織的生理功能外，適當(dāng)?shù)臋C(jī)械應(yīng)力在內(nèi)部微環(huán)境中也起著重要作用。力學(xué)性能的變化與 IVD 結(jié)構(gòu)和組成的異常變化之間存在正相關(guān)。此外，

椎間盤(pán)退變（Intervertebral disc degeneration，IDD）是世界范圍內(nèi)最常見(jiàn)的病理性疾病之一。導(dǎo)致 IDD 的應(yīng)激源很多，包括遺傳易感性、膠原降解、生物力學(xué)超載和髓核細(xì)胞（NPC）增殖受損。髓核間充質(zhì)干細(xì)胞（NPMSCs），也稱為髓核（NP）祖細(xì)胞，具有與間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）相似的三向分化潛能，并且還發(fā)現(xiàn)在 IDD 期間會(huì)喪失細(xì)胞活力、數(shù)量和特性。至于其多向分化能力和組織特異性，NPMSCs 在 NPC 特異性分化方面可能優(yōu)于非椎間盤(pán)（IVD-）衍生的 MSCs，

在正畸牙齒移動(dòng)（OTM）期間，通過(guò)正畸矯治器施加機(jī)械力來(lái)促進(jìn)牙周膜（PdL）重塑和牙槽骨的生理適應(yīng)。這些力觸發(fā) PdL 細(xì)胞的機(jī)械生物學(xué)反應(yīng)，促進(jìn)局部無(wú)菌和短暫的炎癥微環(huán)境，從而導(dǎo)致組織和骨骼重塑。因此，壓縮力通常通過(guò)誘導(dǎo)缺氧和激活牙周膜成纖維細(xì)胞（PdLFs）的促炎反應(yīng)來(lái)促進(jìn)骨吸收，包括增加細(xì)胞因子，如白細(xì)胞介素1β（IL-1β）、IL6、IL8 和環(huán)氧合酶2（COX2）。生長(zhǎng)/分化因子15（GDF15）是 TGF-β/BMP 超家族的成員，在代謝、機(jī)械或化學(xué)應(yīng)激期間由各種細(xì)胞類型和組織釋放，

糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的骨質(zhì)疏松癥（GIOP）是在接受糖皮質(zhì)激素治療的自身免疫性疾病患者中觀察到的主要副作用。GIOP 患者的骨折風(fēng)險(xiǎn)與骨密度（BMD）的相關(guān)性低于傳統(tǒng)骨質(zhì)疏松癥患者，這表明糖皮質(zhì)激素對(duì)骨質(zhì)量和骨量有負(fù)面影響。重要的是，機(jī)械應(yīng)力鍛煉已被證明可以增強(qiáng) GIOP 中的 BMD。雖然單獨(dú)使用阿侖膦酸鈉是不夠的，但它與機(jī)械應(yīng)力的結(jié)合會(huì)顯著提高 BMD。這些發(fā)現(xiàn)表明，模擬骨細(xì)胞機(jī)械應(yīng)力的治療可能是 GIOP 藥物開(kāi)發(fā)的突破。目前，使用條件性骨細(xì)胞特異性 Piezo1 敲除小鼠的研究表明，Piezo

運(yùn)動(dòng)引起的機(jī)械負(fù)荷，特別是負(fù)重沖擊，通過(guò)刺激成骨細(xì)胞（分泌骨基質(zhì)的細(xì)胞）促進(jìn)骨形成來(lái)增加骨量。成骨細(xì)胞數(shù)量和骨形成的減少是人類和小鼠隨著年齡增長(zhǎng)而骨量流失的主要因素。衰老機(jī)制，如活性氧（ROS）過(guò)量或自噬減少，與老化骨骼中骨形成減少有關(guān)。骨骼中線粒體（mt）ROS 隨著年齡的增長(zhǎng)而增加，它們?cè)陂g充質(zhì)譜系細(xì)胞（包括成骨細(xì)胞前體、成骨細(xì)胞和骨細(xì)胞）中的衰減抵消了老齡小鼠骨量的損失。線粒體呼吸過(guò)程中產(chǎn)生的線粒體 ROS 受到涉及超氧化物歧化酶2（Sod2）的抗氧化防御機(jī)制的對(duì)抗。與 mtROS 對(duì)骨骼

血管供應(yīng)受損和新生血管形成不足是骨修復(fù)和骨再生的主要臨床挑戰(zhàn)。機(jī)械刺激決定了骨愈合的方式。研究發(fā)現(xiàn)，機(jī)械線索直接調(diào)節(jié)骨再生過(guò)程中的新生血管形成，具體取決于應(yīng)變幅度和時(shí)間。具體來(lái)說(shuō)，早期負(fù)荷會(huì)破壞血管浸潤(rùn)。血管生成誘導(dǎo)因子61（CYR61，也稱為 CCN1）是一種基質(zhì)細(xì)胞生長(zhǎng)因子，可促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞粘附以誘導(dǎo)血管生成，并與細(xì)胞表面和細(xì)胞外基質(zhì)成分結(jié)合。據(jù)報(bào)道，CYR61 在骨骼發(fā)育過(guò)程中調(diào)節(jié)軟骨形成和成骨作用，并且還與骨折修復(fù)有關(guān)。具體來(lái)說(shuō)，CYR61 表達(dá)可以通過(guò)骨折修復(fù)過(guò)程中的機(jī)械刺激來(lái)改變，并且

肝癌是全球癌癥相關(guān)死亡第三大原因，男女死亡率合計(jì) 8.2% 。免疫抑制劑治療肝癌反應(yīng)率低，腫瘤微環(huán)境是關(guān)鍵干擾因素。門(mén)靜脈高壓癥（PHTN）是肝癌公認(rèn)危險(xiǎn)因素與獨(dú)立預(yù)測(cè)因子，會(huì)增加肝竇生物壓力，破壞腫瘤微環(huán)境機(jī)械平衡，但其調(diào)節(jié)肝癌細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移機(jī)制不明。壓力影響實(shí)體瘤生長(zhǎng)侵襲，此前研究心血管和骨科疾病中機(jī)械響應(yīng) miRNAs ，肝癌中壓力反應(yīng) miRNA 功能待探索。SRC 自磷酸化等信號(hào)通路與癌癥進(jìn)展轉(zhuǎn)移相關(guān)。前期研究發(fā)現(xiàn) 15 mmHg 壓力作用 24 小時(shí)可促進(jìn)肝癌細(xì)胞系增殖、遷移和侵襲，

地塞米松（Dex）是一種合成糖皮質(zhì)激素，用于治療炎癥和過(guò)敏性疾病，并作為癌癥治療的佐劑。長(zhǎng)期使用Dex會(huì)引起一些副作用，如高血壓、肌肉萎縮和胰島素抵抗等。 血管密度穩(wěn)定性取決于血管生成和細(xì)胞死亡機(jī)制之間的平衡。先前的研究證實(shí)，Dex引起骨骼肌微血管稀疏，這伴隨著血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體2（VEGF-R2）的減少以及B淋巴細(xì)胞瘤-2基因（Bcl-2）和Bcl-2:Bax比值的降低。這些發(fā)現(xiàn)支持了Dex誘導(dǎo)的高血壓可以通過(guò)抑制血管生成機(jī)制和內(nèi)皮細(xì)胞死亡的增加所引起的。然而，內(nèi)皮細(xì)胞的體外研究表明，Dex

胰腺導(dǎo)管腺癌（PDAC）占胰腺癌病例的 90% 以上，PDAC的特征是預(yù)后極差。目前的研究重點(diǎn)是使PDACs的微環(huán)境正常化。PDAC微環(huán)境的特征是由細(xì)胞外蛋白（如膠原蛋白I和透明質(zhì)酸）組成的致密腫瘤相關(guān)基質(zhì)，這些蛋白被重塑以產(chǎn)生僵硬的細(xì)胞外基質(zhì)。塞浦路斯大學(xué)癌癥生物物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室、美國(guó)匹茲堡大學(xué)生物工程系、俄勒岡健康與科學(xué)大學(xué)奈特癌癥研究所等研究團(tuán)隊(duì)的人員假設(shè)機(jī)械應(yīng)力激活了在胰腺腫瘤中被持續(xù)激活的信號(hào)通路。研究結(jié)果闡明了機(jī)械應(yīng)力誘導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制，并確定限制胰腺癌細(xì)胞遷移的治療靶點(diǎn)。

正畸治療中其可將壓力轉(zhuǎn)化為生物信號(hào)由胞外傳遞到胞內(nèi)，進(jìn)而誘導(dǎo)一系列相關(guān)信號(hào)傳遞反應(yīng)，影響牙齦組織改建過(guò)程。人牙齦成纖維細(xì)胞（HGFs）是牙齦組織的主體細(xì)胞，它們可以接收和傳輸信號(hào)。在過(guò)去的幾十年中，盡管許多小組廣泛研究了牙槽骨和牙周膜在壓力下的重建，但牙齦重建的機(jī)制在很大程度上仍未得到探索。廣西醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院團(tuán)隊(duì)建立了3D HGF-PLGA培養(yǎng)模型，探討Smad4、caspase-3 和Bcl-2在調(diào)控HGFs增殖和凋亡通路中的作用，旨在進(jìn)一步了解正畸牙齦重建的分子機(jī)制。

在牙齒移動(dòng)過(guò)程中，牙周組織中形成無(wú)菌炎癥微環(huán)境，其特征在于炎癥細(xì)胞因子，趨化因子的表達(dá)升高和炎癥免疫細(xì)胞的激活增加。作為牙周組織中的主要間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs），牙周膜干細(xì)胞（PDLSCs）在牙齒移動(dòng)過(guò)程中不斷接受機(jī)械力刺激，參與炎癥反應(yīng)和骨重建過(guò)程。自噬已逐漸被認(rèn)為是在外部刺激（例如應(yīng)激，炎癥，缺氧和機(jī)械負(fù)荷）下維持細(xì)胞和組織穩(wěn)態(tài)的重要保護(hù)性細(xì)胞過(guò)程。此外，自噬也可能適應(yīng)機(jī)械負(fù)荷，可以在成骨細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和 PDLSC s等機(jī)械敏感細(xì)胞中被激活。然而，PDLSCs中的自噬是否影響機(jī)械力刺激下牙

顳下頜關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎（TMJ OA）的實(shí)質(zhì)是退行性關(guān)節(jié)病變，已經(jīng)證明，過(guò)大的機(jī)械應(yīng)力是造成TMJ OA 的重要病因。既往研究報(bào)道，軟骨變薄、軟骨下骨吸收和ECM損傷是過(guò)度機(jī)械應(yīng)力誘發(fā)的主要病理改變。最近，研究人員開(kāi)始關(guān)注炎癥在TMJ OA中的作用。

正畸治療引起的復(fù)雜炎癥信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)主要由牙周膜成纖維細(xì)胞（PdLF）調(diào)節(jié)，PdLF是牙周組織中的主要細(xì)胞類型，位于牙根和牙槽骨之間。當(dāng)牙齒受到機(jī)械應(yīng)力時(shí)，觸發(fā)的無(wú)菌性短暫炎癥由PdLF特異性調(diào)節(jié)，特別是促炎細(xì)胞因子（如IL6、IL8、PGE2和TNFα）的表達(dá)和分泌是PdL壓縮側(cè)的特征，而抗炎細(xì)胞因子（如IL10）的釋放在拉伸側(cè)更為突出。

機(jī)械負(fù)荷通過(guò)調(diào)節(jié)骨重塑在維持骨穩(wěn)態(tài)中起重要作用。骨細(xì)胞是嵌入礦化骨基質(zhì)中最豐富的細(xì)胞類型，是控制骨重塑以響應(yīng)機(jī)械力的主要機(jī)械傳感器。實(shí)驗(yàn)中利用了一種新的承受壓縮應(yīng)力的3D培養(yǎng)模型來(lái)表征骨細(xì)胞樣細(xì)胞系MLO-Y4在機(jī)械負(fù)荷下的反應(yīng)。

表觀遺傳調(diào)控機(jī)制是牙周病發(fā)病和發(fā)展的重要危險(xiǎn)因素。關(guān)于牙周病的炎癥方面，組蛋白尾部氨基酸的翻譯后修飾（PTMs）已被研究。組蛋白的PTMs包括乙酰化和甲基化等，它們以環(huán)境依賴性的方式調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄活性。

研究在進(jìn)一步闡明肥胖患者正畸治療期間發(fā)生的信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，重點(diǎn)是調(diào)節(jié)正畸牙齒移動(dòng)的牙周膜成纖維細(xì)胞，以及瘦素在多大程度上影響他們的代謝。