力學生物學

生物力學(biomechanics)是研究生命體運動和變形的學科,主要通過生物學與力學原理方法的有機結合,認識生命過程中的規律,解決生命與健康領域的科 學問題。20世紀70年代末,在現代生物力學的創始人馮元楨(Y.C. Fung)先生的大力推動和熱情關懷下,生物力學作為一門新興的交叉學科在我國起步。

概述,參考資料:,

概述

上世紀90年代中期年以來,隨著科學技術的進步,生物力學研究也逐漸深入到細胞分子層次,形成了新的學科分支領域-力學生物學(mechanobiology)。
力學生物學是探討力學環境(刺激)對生物體健康、疾病或損傷的影響,研究生物體的力學信號感受和回響機制(如圖所示),闡明機體的力學過程與生物學過程如生長、重建、適應性變化和修復等之間的相互關係,從而發展有療效的或有診斷意義的新技術,促進生物醫學基礎與臨床研究的發展,促進人類健康。
細胞力學回響示意圖細胞力學回響示意圖
圖示細胞黏附於細胞外基質,細胞的力學感受器感受力學刺激,細胞的受體與化學的配體結合,力學及化學的信號經信號轉導及一系列信號通路導致細胞的基因和蛋白質表達,進而調控細胞的形態與功能(引自:Chien, 2007)。
1998年在日本札幌的第三屆世界生物力學大會上設定了“力學生物學”分會場。2002年國際著名學術出版社Spriger創刊了“Biomechanics and Modeling in Mechanobiology”,首次將“力學生物學”用作了學術期刊的名稱。2005年在上海舉辦了主題為“力學生物學與醫學工程” 的 “東方科技論壇”(上海市人民政府、中國科學院和中國工程院主辦)。2009年在北京舉辦了“心血管力學生物學前沿問題”的中國科協論壇。力學生物學研究在我國方興未艾,有很好的基礎和發展前景。當前,醫學一方面不斷向微觀領域深入,從分子水平探索疾病發生和防治規律;另一方面不斷向巨觀擴展,從生物醫學模式向生物-心理-社會醫學模式轉變,從治療模式向預防保健、群體和主動參與模式轉變。力學生物學研究要緊密配合(適應)這些轉變,研究解決其中的關鍵科學問題,在醫療改革“戰略前移、重心下移” 、“個體化治療” 和 “治未病” 方面有所作為。要將力學生物學研究與生物醫學基礎研究有機結合,體現學科交叉和綜合,深化生物力學學科前沿-力學生物學研究的內涵。強調力學生物學研究在解決關鍵科學問題,明確力學因素在疾病發生髮展中的作用,在科學發現上有所成就的同時,要致力於發展相關的新技術方法,緊密聯繫臨床防治提出具有力學生物學特色的新思路,在技術發明上有所作為,為人類健康事業做出應有的貢獻。

參考資料:

[1] 姜宗來,樊瑜波. 生物力學-從基礎到前沿. 第1版,北京:科學出版社,2010
[2] Chien S. Mechanotransduction and endothelial cell homoestasis: the wisdom of the cell. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2007, 292:1209-1224.
[3] Qi YX, Jiang J, Jiang XH, Wang XD, Ji SY, Han Y, Long DK, Shen BR, Yan ZQ, Chien S, Jiang ZL. Paracrine control of PDGF-BB and TGFβ1 on cross-talk between endothelial cells and vascular smooth muscle cells during low shear stress induced vascular remodeling. PNAS, 2011, 108: 1908-1913.
[4] Qu MJ, Liu B, Wang HQ, Yan ZQ, Shen BR, Jiang ZL. Frequency-dependent phenotype modulation of vascular smooth muscle cells under cyclic mechanical strain. J Vasc Res, 2007, 44:345-353.
[5] Jiang J, Qi YX, Zhang P, Gu WT, Yan ZQ, Shen BR, Yao QP, Kong H, Chien S, Jiang ZL. Involvement of Rab28 in NF-кB nuclear transport in endothelial cells. PLoS One, 2013, 8:e56076.

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們