结直肠癌肝转移差异表达基因与信号通路分析

目的：探讨结直肠癌（colorectal cancer, CRC）肝转移的关键基因和分子机制，为CRC肝转移的治疗提供潜在靶点和生物标志物。方法: 基于生物信息学方法从GEO 数据库下载CRC 肝转移基因表达数据集，筛选差异表达基因（differentially expressed gene, DEG），利用DAVID 在线工具对DEG进行GO和KEGG富集分析，构建蛋白互作（protein-protein interaction, PPI）网络图，筛选出CRC关键基因并进行预后分析。结果: 从183 例CRC组织标本和39 例CRC肝转移组织标本中筛选出321 个DEG，其中上调基因153 个、下调基因168 个。GO和KEGG富集分析结果显示，DEG的功能主要涉及蛋白质激活级联反应、炎症反应、细胞外基质、血小板脱颗粒、补体与凝血级联反应等。PPI 网络图筛选出8 个CRC 关键基因为ALB、APOB、FGA、F2、APOA1、SERPINC1、FGG和AHSG。生存分析发现，SERPINC1、FGG表达高的患者预后不良（均P<0.05）。结论: DEG的生物学功能和信号通路与CRC肝转移的发生发展相关，8 个CRC关键基因可能是CRC肝转移治疗的潜在靶点，SERPINC1、FGG可能成为新的预后标志物。     

基于CT影像动态膝关节有限元模型的构建及仿真力学分析

目的:基于CT影像资料构建动态性膝关节有限元模型,并进行模型的有效性验证和初步的有限元分析,为膝关节的生物力学研究提供仿真模型和基础数据。方法:选取1名健康男性膝关节CT资料,借助Mimics 19.0和Hypermesh 12.0等软件,从膝关节的三维模型构建入手,经几何重建、逆向工程、网格划分、材料定性等步骤,建立高仿真的有限元模型。通过确定边界条件和扭矩加载产生动态性的屈膝模型,并进行模型的有效性验证。予有限元模型施加近似屈膝活动时所承受的载荷(500 N),研究分析不同屈膝角度下胫股关节和髌股关节的生物力学变化。结果:基于CT影像并结合解剖特性建立了膝关节有限元模型,模型包括骨、韧带、软骨、半月板和髌骨支持带等三维单元,在确立边界条件后施加不同扭矩产生了不同屈膝状态下的有限元模型。根据等同工况(屈膝30°,股四头肌腱受200N牵张)加载显示髌骨的应力峰值为2.209 MPa,平均Mises应力为1.132 MPa;股骨滑车的应力峰值为1.405 MPa,平均Mises应力0.936 MPa,与既往研究比较差异性在1%～13.5%,证明模型的有效性。动态性的模型加载发现:胫股关节的Mises应力随屈膝角度增加而下降;而髌股关节的Mises应力与屈膝角度正相关,不同屈膝角度下各软骨应力面的Mises应力对比,差异均有统计学意义(P0.05)。结论:研究建立的有限元模型结构更趋完整,可有效模拟动态性膝关节的生物力学特性,为膝关节进一步的仿真力学研究提供了支撑。     

基于筋束骨理论铍针松解髌骨外侧支持带改善髌股关节应力集中的有限元分析

目的:在筋束骨理论指导下,基于膝关节有限元模型研究铍针松解髌骨外侧支持带改善髌股关节应力集中的机制,阐释铍针松解术改变髌骨运行轨迹及降低髌股关节压力的生物力学机制。方法:获取1名正常男性(年龄29岁,身高171 cm,体重58 kg)膝关节CT资料,从膝关节的三维有限元模型构建入手,经几何重建、逆向工程、网格划分、材料赋值以及加载分析等步骤,建立筋、骨结构完整的膝关节有限元模型,加载条件设置为膝关节垂直加载500 N负荷,股四头肌腱承受平均值约为200 N的牵张应力,分别在有限元模型屈膝30°位和屈膝90°位状态,模拟铍针松解髌骨外侧支持带,对比研究不同屈膝状态下铍针干预对髌股关节应力集中的改善情况。结果:铍针松解髌骨外侧支持带后髌股关节和胫股关节的应力峰值较干预前均有所下降,分别为:(1)屈膝30°位,髌骨软骨下降0.498 MPa(下降9.06%),股骨滑车下降0.886 MPa(下降16.27%)。(2)屈膝90°位,髌骨软骨下降0.558 MPa(下降8.6%),股骨滑车下降0.607 MPa(下降9.94%)。结论:铍针松解髌骨外侧支持带可有效缓解髌股关节的应力集中并降低局部应力峰值,有利于改善髌骨的运动轨迹并使应力分布更加均匀。