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本發明提供核酸水凝膠在干細胞誘導分化中的用途。所述核酸水凝膠包括：支架單元，該支架單元具備至少三個支架粘性末端，交聯單元，該交聯單元具備至少兩個交聯粘性末端，以及水性介質；所述支架單元和所述交聯單元均由核酸以堿基互補配對的方式形成，所述支架單元與所述交聯單元通過所述支架粘性末端與所述交聯粘性末端以堿基互補配對的方式交聯，從而形成三維空間網絡結構；所述水凝膠用于使干細胞在所述三維空間網絡結構中生長并進行誘導分化。

隨著社會老齡化以及人民生活水平的提高，以干細胞為核心的再生醫學發揮著越來越重要的作用。關節軟骨損傷及其退行性病變-骨關節炎給社會帶來越來越大的勞動力損失以及患者生活質量的下降。本項目利用納秒脈沖電場選擇性降低DNA甲基化，提升干細胞干性，促進干細胞多向分化。

隨著體育活動普及以及生活水平提高，關節軟骨損傷及其退行性病變-骨關節炎給社會帶來越來越大的勞動力損失以及患者生活質量的下降。因應這些挑戰，以生物材料、干細胞和生物醫學工程技術為基礎的先進治療方式逐漸涌現。在長期研究的基礎上，實驗室首先發現并優化了多肽（饑餓激素，ghrelin）促進干細胞軟骨分化和體內軟骨再生的方法。多肽可以作為體外研究和體內軟骨再生的重要手段，有良好的臨床和產業化價值。

隨著體育活動普及以及生活水平提高，關節軟骨損傷及其退行性病變-骨關節炎給社會帶來越來越大的勞動力損失以及患者生活質量的下降。因應這些挑戰，以生物材料、干細胞和生物醫學工程技術為基礎的先進治療方式逐漸涌現。在長期研究的基礎上，實驗室首先發現并優化了多肽（饑餓激素，ghrelin）促進干細胞軟骨分化和體內軟骨再生的方法。多肽可以作為體外研究和體內軟骨再生的重要手段，有良好的臨床和產業化價值。

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隨著社會老齡化以及人民生活水平的提高，以干細胞為核心的再生醫學發揮著越來越重要的作用。關節軟骨損傷及其退行性病變-骨關節炎給社會帶來越來越大的勞動力損失以及患者生活質量的下降。本項目利用納秒脈沖電場選擇性降低DNA甲基化，提升干細胞干性，促進干細胞多向分化。應用范圍 本項目可用于誘導多能干細胞（iPS）制備；干細胞分化前準備和成骨、成脂以及成軟骨分化；體內骨、軟骨再生；骨關節炎的早期干預和對癥治療；細胞治療；細胞分泌因子調控等領域。 項目階段 1.納秒脈沖電場是新興的、能夠精確控制場強和脈寬的電場技術，可以比傳統電場更加精準地控制參數，以及提升場強到KV/cm。它有效地穿透細胞膜、作用到細胞器和染色質，發揮廣泛的生物學效應。 2.我們發現納秒脈沖電場的不同參數組合（場強、脈寬、頻率、刺激個數、應用時間點等）會引起不同的生物學作用。基于該理念，實驗室前期工作發展了使用納秒脈沖電場：a.選擇性DNA去甲基化；b.提升干細胞干性；c.促進干細胞分化（成骨、成脂和成軟骨）；d.促進處理后的干細胞體內軟骨再生的能力；e.提升細胞分泌因子能力；f. 改良傳統的“電擊杯”(BTX electroporationcuvette #45-0125)，開發出能夠連續為細胞施加刺激的導電薄膜。

隨著體育活動普及以及生活水平提高，關節軟骨損傷及其退行性病變-骨關節炎給社會帶來越來越大的勞動力損失以及患者生活質量的下降。因應這些挑戰，以生物材料、干細胞和生物醫學工程技術為基礎的先進治療方式逐漸涌現。在長期研究的基礎上，實驗室首先發現并優化了多肽（饑餓激素，ghrelin）促進干細胞軟骨分化和體內軟骨再生的方法。多肽可以作為體外研究和體內軟骨再生的重要手段，有良好的臨床和產業化價值。

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本發明公開了一株產胞外多糖的植物乳桿菌，其分類命名為Lactobacillus plantarum，菌株號為LCC?605，已保藏于中國典型培養物保藏中心，保藏編號為CCTCC M 2016491，保藏日期為2016年9月18號。與現有菌株相比，本發明的植物乳桿菌LCC?605所產胞外多糖首次發現能自組裝形成納米顆粒，且吸附重金屬與亞甲基藍能力最強，對亞甲基藍、Pb2+、Cd2+和Cu2+的吸附量分別為3029mg/g、1513mg/g、2097mg/g和2987mg/g，可用于生物修復以治理環境中

癌癥已成為公眾健康的重大殺手，每年因癌癥死亡的人數接近1000萬，傳統的放療、化療由于過高的毒副作用，外科手術部位有限而難以有效治療，靶向藥物的發展極大推動了腫瘤治療，然而也存在易產生耐藥性等問題。免疫療法作為新興的腫瘤治療策略，具有精準打擊、低毒副作用、不易產生耐藥等優點逐步受到關注，其中溶瘤病毒能夠選擇性在腫瘤細胞中復制而不破壞正常細胞，因而具有很大的應用前景（詳細內容見前期推送科普系列——溶瘤病毒腫瘤治療）。目前許多溶瘤病毒以實體瘤為治療靶標，而應用于血液腫瘤的成功案例卻很少。近日，吉林大學生命科學學院于湘暉課題組在國內主辦的SCI雜志Signal Transduction and Targeted Therapy上在線發文，題為“Enhancing the antitumor activity of an engineered TRAIL-coated oncolytic adenovirus for treating acute myeloid leukemia”，該研究構建了表達TRAIL融合蛋白的溶瘤腺病毒，與人參皂苷Rh2聯用，實現選擇性殺傷血液腫瘤，為白血病的治療提供了新思路。急性髓系白血病（AML）是髓系造血干細胞或祖細胞的惡性病變，原始細胞異常增生、分化。盡管一線治療、鞏固化療的方案能夠完全緩解許多患者病癥，但是仍有部分患者無明顯療效，還有一些患者存在復發情況，亟需新的治療方式。之前的研究中，研究者曾構建了表面展示腫瘤壞死因子相關凋亡誘導配體（TRAIL）的腺病毒，能夠結合腫瘤表面死亡受體DR4和DR5，誘導細胞凋亡，減弱病毒肝臟趨向性。為了更好評估病毒載體的感染與復制造成的影響，研究者通過流式細胞儀分析了病灶內分離的AML細胞上的TRAIL受體（死亡受體DR4/5、誘餌受體DcR1/2）和腺病毒受體（CAR、整合素 αvβ3 和整合素αvβ5），發現多數表達中等水平TRAIL受體，培養細胞系也有類似現象，而正常粒細胞、T細胞這兩類受體表達很低，因此選擇TRAIL表面展示腺病毒能夠較好進行靶向治療。研究者為構建溶瘤腺病毒，通過將腺病毒A3衣殼蛋白IX插入“拉鏈結構”，使得TRAIL能夠與“拉鏈結構”偶聯展示在衣殼蛋白表面。由于只有約17%的衣殼蛋白連接上了TRAIL，研究者試圖采用新的策略：在大腸桿菌中表達可溶性TRAIL-“拉鏈結構”融合蛋白，再將可溶性的蛋白與病毒粒子孵育，離心后分離表面覆蓋可溶性TRAIL的腺病毒粒子。通過變性凝膠電泳、高效液相色譜、斑點雜交等證實了改造的腺病毒zA4載有活性更高的TRAIL。細胞實驗也證明zA4相較于原來的版本A3、A4侵染能力、特異性顯著提高。細胞結合試驗用于評估侵染活性，證明了攜帶TRAIL顯著促進了腺病毒的內吞；定量PCR試驗用于評估病毒復制能力，zA4在癌細胞中復制顯著強于其他載體。為有效評估zA4載體抗白血病活性，在不同感染復數下以不同載體侵染培養AML細胞系，結果發現zA4顯著誘導培養細胞的凋亡。對臨床分離原代AML細胞深入探究，zA4顯著抑制了大部分AML細胞的增殖，然而值得注意的是，少部分不表達死亡受體的細胞無明顯變化。溶瘤病毒能否在體內發揮作用直接決定了其是否具有臨床價值，基于之前的細胞實驗，研究者對皮下移植造模小鼠注射了腺病毒載體，發光成像和病毒基因組分析均證實了載體腫瘤組織靶向性。zA4處理小鼠顯著抑制腫瘤生長，正常器官組織形態學、生化特征均未變化，因此未產生肝損傷。同時還觀察到凋亡重要因子caspase-3水平顯著上調。在更加真實的小鼠白血病模型中，也觀察到相似的結果，病毒在腫瘤消失后也并不會長時間存在。然而總有一些原代AML細胞TRAIL表達量很低，影響zA4的效果。聯系之前的研究，人參皂苷Rh2能夠誘導白血病細胞死亡受體表達和細胞毒性，研究者就試圖通過Rh2增強TRAIL誘導的細胞死亡。通過IC50測定、信號通路分析證實了存在協同效應，在細胞、小鼠水平上都得到了證實，兩者聯合使用促進白血病腫瘤的凋亡。該研究通過優化載體結構、聯合用藥等方式增強了溶瘤腺病毒的活性，拓寬了溶瘤病毒的潛在適應癥范圍，后續深入的分子機制探究以及療效的評估將有助于為白血病治療開辟新的道路。