虽然目前诊断新型冠状病毒(SARS-CoV-2)感染的金标准，即实时荧光定量PCR技术已被广泛应用于人群筛查并且检测限可低至1拷贝/μl，但最新的病毒动力学模型表明，相较于灵敏度而言，高频率检测和快速诊断才是减少病毒传播的关键。因此，研究人员正努力探索基于CRISPR-Cas技术的病毒RNA检测新策略。其中，Cas13a蛋白可与CRISPR RNA(crRNA)形成复合物并在crRNA的引导下靶向结合目的RNA序列，激活核酸酶活性，非特异地切割附近的任意单链RNA。利用这一特性，将带有荧光淬灭基团的RNA探针加入体系，可检测靶RNA序列。在此原理上，本研究开发了一种突破性方法，无需前期预扩增即可直接从鼻拭子RNA中检测SARS-CoV-2。通过设计针对病毒N基因和E基因的不同区域的多个crRNA，等浓度组合加入反应体系，使单次反应可以激活更多的Cas13a蛋白，检测灵敏度提高的同时也减少了基因突变导致检测脱靶的可能性，整个检测过程均在样品中直接进行，无需额外操作。此外，该新型检测平台还可以将反应速率和产生的荧光信号转化为病毒载量，样本定性的同时进行RNA定量。为了提高检测的简单性和便携性，本研究还设计了一个小型设备包括低成本的激光照明和光收集元件，可以通过手机摄像头读取CRISPR-Cas13a检测产生的荧光信号，灵敏度达到100拷贝/μl的同时能够在5 min内准确诊断出一组从新型冠状病毒肺炎患者样本中预提取的RNA。本研究开发的方法有可能为现场SARS-CoV-2筛查提供一种快速、准确、便携和低成本的选择。

细胞凋亡及通过胞葬作用清除凋亡细胞是一种保守的演化过程，对组织修复起推动作用。然而，通过识别和清除凋亡细胞来调节组织修复的机制尚不完全清楚。该研究中使用单细胞RNA测序绘制了小鼠皮肤创面早期炎症的细胞动力学图，得出在炎症期间，Fb和免疫细胞（包括常驻Lyve1+巨噬细胞）中的凋亡途径以及胞葬作用的受体均激活。在糖尿病足患者创面中，胞葬作用途径中的基因的mRNA表达会上调，并且通过酪氨酸蛋白激酶受体（Axl）及其生长停滞特异性蛋白6配体结合使胞葬作用信号转导发生改变。在小鼠早期炎症创面中，树突状细胞和Fb中的Axl表达上调，且与Toll样受体3的非依赖性机制相关。对动脉粥样硬化小鼠注射抗Axl抗体后得出，Axl信号转导是创面修复所需的，但其对胞葬作用无效；而抑制另一种胞葬作用受体T细胞免疫球蛋白和黏蛋白结构域蛋白4会抑制胞葬作用并影响小鼠创面修复。这些结果强调了凋亡细胞协调组织修复的独特机制，并为糖尿病患者的慢性创面提供了潜在的治疗靶点。

机械敏感性离子通道是细胞表面机械力学刺激转化为细胞内电信号或化学信号的机械感受器。近年来，在真核生物中Piezo蛋白作为机械敏感性阳离子通道逐渐成为研究热点，Piezo1和Piezo2蛋白在哺乳动物不同器官和组织中表达，而骨关节等组织与力学传导直接相关，机械力的传导及引起的细胞内效应对骨科疾病的治疗和预防起着非常重要的作用。就Piezo蛋白机械敏感性离子通道在骨组织、软骨组织、骨髓组织、椎间盘组织以及在骨科疾病中的研究进展进行综述。

目的:观察成骨分化后的去分化骨髓间质干细胞（differentiation osteogenic bone marrow mesenchymal stem cells，De-BMSCs）移植对前十字韧带（anterior cruciate ligament，ACL）重建术后腱骨界面骨形成的促进作用，并探索De-BMSCs成骨分化效应增强的分子机制。方法:从家兔胫骨和股骨中提取BMSCs，经成骨诱导分化后用普通培养基进行去分化培养制备De-BMSCs，鉴定De-BMSCs的干细胞特性。建立家兔ACL重建模型，分为3组：腱骨界面注射海藻酸钠凝胶（对照组）；腱骨界面注射复合BMSCs海藻酸钠凝胶（BMSCs组）；腱骨界面注射复合De-BMSCs海藻酸钠凝胶（De-BMSCs组）。术后4周和12周取膝关节标本，进行组织学、影像学、生物力学检测，评估腱骨界面骨形成情况。De-BMSCs体外成骨诱导分化，给予活化T细胞核转录因子1（nuclear factor of activated T cells 1，NFATc1）RNA干扰处理，检测成骨分化标志基因及Nanog/NFATc1/Osterix信号通路的表达，明确De-BMSCs成骨分化效应增强的分子机制。结果:De-BMSCs可向成骨、成脂、成软骨分化，具有干细胞特性（均 P<0.05）。术后4周De-BMSCs组BV/TV值为0.36±0.01，较对照组0.24±0.03和BMSCs组0.30±0.02明显增加（ P<0.05），最大负荷（40.34±1.19）N和刚度（20.67±2.14）N/mm较对照组[（14.88±2.74）N，（8.67±2.19）N/mm]和BMSCs组[（26.31±1.76）N，（13.81±2.14）N/mm]明显升高（均 P<0.05）；术后12周De-BMSCs组BV/TV值0.47±0.02较对照组0.30 ± 0.02和BMSCs组0.35 ± 0.03明显增加（均 P<0.05），最大负荷（64.46±6.69）N和刚度（25.18±3.11）N/mm较对照组[（41.01±6.12）N，（11.59±2.54）N/mm]和BMSCs组[（48.21±4.12）N，（15.89±2.94）N/mm]明显升高（均 P<0.05）；De-BMSCs成骨分化过程中，Nanog的表达增加（ P<0.05），NFATc1的表达上升且其与Osterix的相互作用增强（ P<0.05），成骨分化标志基因COL1A、OCN、OPN的表达增加（均 P<0.05）。 结论:De-BMSCs移植可促进ACL重建后的腱骨界面骨形成，其作用机制可能是Nanog/NFATc1/Osterix信号通路介导了De-BMSCs成骨分化效应增强。

肺纤维化是一种复杂并且难以治疗的疾病，其特征是细胞外基质积聚和肺组织机械性能改变。生物力学特性与组织纤维化的发生、发展和治疗密切相关。本文总结了肺部生物力学微环境的变化，并重点介绍了机械转导在肺组织纤维化中的作用以及对靶向力学信号改善肺纤维化的最新临床研究进展。

背景：Piezo1是一种机械敏感性阳离子通道膜蛋白，可以被多种机械刺激激活，促进细胞钙内流，参与肺血管重塑和脉管系统的发育等，但是Piezo1在不同类型的肺血管细胞中如何参与肺动脉高压（PH）的发生发展尚不清楚。本研究主要利用大鼠的左肺动脉结扎（LPAL）模拟高血流量PH模型探讨Piezo1在参与高血流量诱导的PH中肺动脉平滑肌细胞（PASMCs）和肺血管内皮细胞（ECs）中的作用。方法：将成年雄性大鼠随机分为假手术组（SHAM）组和左肺动脉结扎组（LPAL-PH）组。分别于术后第2和5周对大鼠进行血流动力学评价。通过组织病理学、Masson染色、免疫荧光、免疫蛋白印迹等方法评估肺血管重塑、炎症、增殖和相关蛋白表达等。利用血管张力和钙离子成像等技术评价Piezo1影响细胞钙离子变化和血管舒缩在模型中的作用。结果：与 SHAM 组相比，LPAL-PH组右心室收缩压和右心指数均显著增加，同时出现显著的肺血管和右心重构，其肺血管的舒张和收缩功能受到显著的抑制。在LPAL-PH大鼠的PASMCS和ECs中Piezo1的表达异常升高，前者与胞质Ca 2+浓度（［Ca 2+］ cyt）的增加和Yes相关蛋白（YAP）/TEA结构域转录因子4（TEAD4）有关；而后者可能与 RELA（p65）引起的转录调控和肺部炎症有关。结论：研究证明Piezo1在LPAL-PH中PASMCs和ECs中的作用异质性，可激活不同细胞信号通路共同促进LPAL-PH大鼠肺血管重塑和内皮功能障碍，这为Piezo1在高血流量肺血管疾病中的差异调控提供了新的见解。

目的:探讨PIEZO1通过YAP传导机械力学信号促进胶质瘤侵袭进展的分子机制。方法:(1)标本检测：选择郑州大学第一附属医院神经外科自2015年2月至2017年3月行胶质瘤切除术的94例患者标本行免疫组化染色，检测不同级别胶质瘤组织中PIEZO1表达。(2)细胞实验：不同基质硬度条件下培养人脑胶质瘤细胞系U87、U251，通过免疫荧光染色实验检测PIEZO1和YAP表达，Western blotting实验检测PIEZO1表达。(3)慢病毒转染后细胞实验：根据有无转染短发夹RNA(shRNA)慢病毒载体将细胞分为阴性对照组和sh-PIEZO1组，通过克隆形成实验、增殖、侵袭实验、Western blotting实验等方式研究PIEZO1在胶质瘤增殖、侵袭中的作用；同时采用Western blotting实验检测 PIEZO1敲低后YAP、FAK、β1-整合素等力学信号通路蛋白的表达，采用RT-PCR法检测YAP下游靶基因 CTGF、 CYR61的表达，采用免疫荧光染色检测 PIEZO1敲低后YAP的表达。 结果:(1)PIEZO1表达随胶质瘤级别升高而增高，且异柠檬酸脱氢酶( IDH)野生型患者中PIEZO1表达高于 IDH突变型。(2)随着基质硬度增加，PIEZO1及YAP表达增加。Western blotting实验结果显示，与0.2 kPa组相比，16和64 kPa组基质培养细胞PIEZO1蛋白表达明显增高，差异有统计学意义( P<0.05)。(3) PIEZO1敲低后，U87细胞形态变大、触角增多，U251细胞多呈较长梭形。与阴性对照组相比，sh-PIEZO1组细胞克隆数明显减少，各时间点增殖率明显降低，侵袭细胞计数明显减少，差异均有统计学意义( P<0.05)。同时，与阴性对照组比较，sh-PIEZO1组细胞上皮标志物钙黏附蛋白E(E-cadhein)表达明显增加，间质标志物波形蛋白、Snail及Slug表达明显降低，差异均有统计学意义( P<0.05)。最后，Western blotting、RT-PCR实验及免疫荧光实验发现，敲低 PIEZO1显著增加了磷酸化(p)-YAP表达，降低了YAP胞核表达，下调了YAP下游靶基因 Cyr61和 CTGF表达，并且显著减低了β1-整合素和p-FAK水平；阴性对照组与sh-PIEZO1组组间差异均有统计学意义( P<0.05)。 结论:PIEZO1通过YAP调控胶质瘤对机械信号的反应，促进胶质瘤细胞增殖和侵袭，可以作为胶质瘤治疗的新靶点。

目的:探讨TRPV4调控骨髓基质干细胞(MSC)成骨分化过程中与F-激动蛋白(F-actin)的定位关系及钙离子内流机制。方法:使用购买的大鼠MSC，分为对照组和拉伸力学组，体外进行成骨诱导培养7、14、21 d，进行茜素红染色和聚合酶链反应(PCR)检测成骨基因骨形成蛋白-2(BMP-2)和Runx2活性，同时通过蛋白质印迹法(Western blot)检测碱性磷酸酶(ALP)及TRPV4蛋白表达。使用钙离子荧光探针(Fura-4)检测对照组和拉伸力学组的细胞内钙离子内流，并通过免疫荧光染色TRPV4及F-actin蛋白，观察细胞内定位关系。初步确定TRPV4影响后，使用TRPV4激动剂GSK101处理MSC，分为对照组和GSK101组，检测成骨基因BMP-2及Runx2变化。两组间比较行配对 t检验。 结果:大鼠MSC行成骨诱导培养后，拉伸力学刺激显著促进MSC成骨分化，茜素红染色增强，且力学刺激于术后7 d显著促进BMP-2基因和Runx2基因转录活性增加( t＝5.252、2.851， P<0.05)，变化倍数分别为(3.97±0.82)倍和(3.47±0.42)倍。ALP蛋白表达增多( t＝4.069， P<0.05)，变化倍数为(2.42±0.86)倍。此时，TRPV4蛋白表达量维持不变( t＝1.115， P>0.05)，变化倍数为(1.21±0.78)倍。免疫荧光染色结果证实力学刺激后TRPV4及力学反应性F-actin蛋白表达定位增强，Fura-4探针结果显示，拉伸力学刺激促进了MSC体内钙离子内流( t＝7.048， P<0.01)，变化倍数为(4.29±0.72)倍。使用TRPV4激动剂GSK101处理MSC后，成骨基因BMP-2及ALP的转录活性显著增强( t＝3.762、3.977， P<0.05)，变化倍数分别为(3.68±1.05)倍和(4.33±0.63)倍。 结论:拉伸力学刺激可激活MSC的TRPV4蛋白，于F-actin共定位，介导钙离子内流，从而提高成骨分化活性。

目的:探索富血小板血浆(PRP)与软骨细胞力学信号转导通路的协同机制，并将该机制应用于PRP治疗大鼠软骨损伤的修复治疗。方法:体外实验部分，采用酶消法获取大鼠软骨细胞，给与PRP处理和(或)流体剪切力刺激(摇床每日3 h，40 r/min)，分组为对照组、PRP组、力学+PRP组、先力学后PRP组，通过实时定量反转录聚合酶链反应(RT-qPCR)法检测Ⅱ型胶原、蛋白聚糖及整合素(Integrin β2)的mRNA表达。体内实验部分，大鼠经木瓜蛋白酶注射后建立膝关节炎/软骨损伤模型，分为对照组(制动+注射生理盐水)、PRP组(制动+注射PRP)，运动+PRP组(运动+注射PRP)，运动后PRP组(先运动+后注射PRP)，4周后取材切片进行苏木精-伊红(HE)、番红O染色评估软骨修复程度，并通过PCR测定Ⅱ型胶原、蛋白聚糖的mRNA表达。两组间比较行One way-ANOVA及LSD- t检验。 结果:体外实验正常培养的大鼠软骨细胞，PRP及力学+PRP均促进了Ⅱ型胶原及蛋白聚糖转录增多，但差异无统计学意义(3.085±1.166比2.153±0.705/0.818±0.116比1.045±0.266， t＝0.561、1.550， P>0.05)，然而先力学刺激后给予PRP处理则Ⅱ型胶原及蛋白聚糖转录增多最明显，显著高于PRP组及力学+PRP组(倍数为5.308±0.978及2.845±1.100， t＝4.439、5.000、3.695、5.245， P<0.01)。这一机制可能与力学反应性Integrin β2表达升高有关。该体外实验趋势与大鼠体内实验结果相符合。大鼠对照组软骨损伤明显且表面缺损，PRP组及运动+PRP组软骨损伤有所恢复但表面仍有不平整。大鼠给与先主动运动后PRP治疗方案后，软骨损伤恢复最佳，Ⅱ型胶原纤维及蛋白聚糖mRNA含量最高(倍数分别为46.833±7.400及15.177±3.288， t＝6.161、2.683、5.109、3.545， P<0.05)。 结论:PRP通过整合素β2受体，与软骨细胞的力学反应性信号转导存在协同效应，PRP治疗宜结合运动后PRP的组合方式，提高软骨修复治疗的疗效。

肾上腺素受体是代表性的G蛋白偶联受体，在调节心血管系统活动中发挥重要作用。肾上腺素受体介导的信号发生异常可促进心血管疾病的发生发展。因此，肾上腺素受体是最重要的药物靶点。近年来，随着新技术不断应用到受体研究中。例如结合活细胞单分子技术和全内反射荧光显微术（TIRFM）、光激活定位显微成像（PALM）、随机光学重构显微成像（STORM）等超分辨成像方法，目前已经能够在活细胞单分子水平观察受体及其下游分子的动力学参数，为实时动态表征肾上腺素受体的信号转导过程提供技术保障。另外，冷冻电镜、磁共振等技术已经可以解析出肾上腺素受体与配体结合以及肾上腺素受体与下游效应分子结合的活性构象，这就揭示了肾上腺素受体导致不同信号转导的结构基础。这些技术的飞速进展，必将加深人们对于肾上腺素受体激活及信号转导的进一步认识，推动肾上腺素受体更深层次的信号转导机制的揭示。