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苏州医工所在膝骨关节炎的光生物调节治疗方面获进展

(资料图)

来源：苏州生物医学工程技术研究所

近日，中国科学院苏州生物医学工程技术研究所熊大曦团队基于膝关节MRI数据建立膝关节光学模型。该工作将患者的MRI数据体素化后，根据光学特性的差异进行分类并赋值。进一步，研究使用数值分析手段求解光在组织中的传输。该研究基于皮肤光学参数，制作多层皮肤仿体，分别表征皮肤中的表皮层、上层真皮层、深层真皮层，通过调节吸收剂（India Ink，猪全血）与散射剂（Intralipid）浓度来模拟不同肤色的患者皮肤状况。科研人员通过对比分析入射光在光学模型及仿体中的透过率相关性，验证了该工作建立的光学模型可靠性。

此外，研究显示，为了减少患者膝关节肤色差异引入的误差，对不同患者，需要对膝关节模型中皮肤的光学性质进行微调。研究通过膝关节修正实验对光学模型中的光学特性参数进行多次优化调整，使得光学模型的结果更贴近患者真实治疗情况。

该研究选取膝关节上不同特征点作为LED光束治疗区域，探讨光源照射位置对于关节腔内靶点组织光剂量吸收的影响。研究表明：在膝骨关节炎深层治疗时，最佳的照射位置是在髌骨两侧（那里有最大的光剂量吸收）；光源的最佳高度位于与膝关节空间平行的中高度位置。

该成果提出的基于膝关节光学模型的膝骨关节炎光治疗剂量研究方法，能够实现皮下的光剂量分布研究，并通过仿体及修正实验进一步提高模型可靠性。基于该论文分析得到的结论，能对现有的一些膝关节光治疗产品提出指导意见。此外，该研究提出的方法解决了膝关节部位光剂量测量的问题，为未来其他部位的光治疗剂量分析提供了重要参考。

分子植物卓越中心等揭示植物平衡生长和盐胁迫响应的分子机制

来源：分子植物科学卓越创新中心

4月3日，Nature Plants在线发表了中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员赵春钊团队题为FERONIA coordinates plant growth and salt tolerance via the phosphorylation of phyB的研究论文。该研究揭示了类受体激酶FERONIA（FER）通过光敏色素phyB介导的光信号通路来调控植物生长和盐胁迫响应之间的平衡。 通过筛选突变体的抑制子，研究发现phyB基因突变能够抑制lrx345和fer-4突变体植株小和对盐胁迫敏感的表型。生化实验显示FER和phyB的N端结构域互作，并且磷酸化phyB的第106位和第227位丝氨酸。FER介导的磷酸化促进了暗环境下phyB光小体在细胞核中的暗逆转，并且抑制phyB在细胞核中的蛋白积累。盐胁迫通过抑制FER的激酶活性来影响phyB的磷酸化，进而导致phyB在细胞核中的暗逆转变慢以及在细胞核中的蛋白积累增加，而phyB在细胞核积累会抑制植物生长和促进胁迫响应。在fer-4突变体中，由于过多的phyB在核中积累，导致生长和胁迫响应的平衡受到破坏，从而造成fer-4突变体在盐胁迫下出现死亡表型。在水稻中，OsphyB突变显著提高水稻在盐胁迫下的存活率，进一步表明降低phyB在细胞核中的积累将改善植物在盐胁迫下的存活。 该研究鉴定到了磷酸化光敏色素phyB的重要激酶FER，揭示了phyB磷酸化在植物响应非生物胁迫中的重要生物学意义，以及解析了一个通过FER-phyB-PIFs模块协调植物生长和耐盐性的新机制。该研究成果为培育耐盐稳产作物新品种提供了重要的遗传改良位点和思路，具有潜在应用价值。 相关研究工作得到国家自然科学基金面上项目、中科院战略性先导科技专项等项目的资助。

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