2012年生物藝術比賽獲勝者
有史以來的首次生物藝術競賽授予了10張在視覺上引起的圖像,並說明了生物醫學研究中的尖端概念。
軟骨再生的腳手
由於缺乏血管和其他特徵,軟骨癒合非常緩慢。加速自然軟骨修復和生長的一種方法是使用組織工程或功能替代組織的人為生產。該圖像顯示了三維編織的生物材料支架。腳手架由已編織成多孔結構的多層可吸收纖維束組成。然後將腳手架與細胞接種,隨著纖維的吸收,生長的細胞成為新組織。纖維以模仿天然膠原組織(如軟骨)的方式提供剛度和強度。這項使用組織工程來產生替代軟骨的工作得到了美國國立關節炎和肌肉骨骼和皮膚疾病的NIH資助。
肌肉乾細胞工廠
該顯微照片顯示了連接到球形微載體的細胞稱為成肌細胞,這些細胞允許從骨骼肌中分離出的成年干細胞的生長。幹細胞以綠色顯示。通過將這些細胞結合在生物反應器中,肌肉乾細胞的數量可以大大增加,然後與成肌細胞“饋線”細胞分離。該圖像是在旨在創建人工“幹細胞工廠”的研究過程中產生的,並得到了國家心臟,肺和血液研究所的NIH資助的支持。
魚的電力
來自Gabon Okano河的緊密相關的電魚物種,收集在廢棄的尖村附近的“ Na”附近。顯示了每個物種以及其電源器官排放的記錄,這些魚用於彼此交流並進行電動捕食,就像蝙蝠使用迴聲定位一樣。電魚使用這些心跳樣放電的物種特異性波形識別自己物種的其他成員。美國國家一般醫學科學研究所的NIH資金使Arnegard及其同事可以研究這種電氣變異性是如何由一些相同的遺傳突變引起的,這些遺傳突變在人類中導致先天性心臟缺陷和兒童癲癇病。
看到毛細血管細胞
傳統上,可視化最小的生物結構需要使用高度專業的電子顯微鏡設備。研究人員結合了基於遺傳的標記和各種熒光蛋白,開發了一種推動光學顯微鏡極限的方法,以查看最小的生物結構。該圖顯示了遺傳標記的細胞(紅色)的腳步,這些細胞(紅色)覆蓋了小鼠腎臟的毛細血管壁(綠色)。這項工作得到了NIH國家糖尿病和消化和腎臟疾病的支持。
應對良好的腸道細菌
腸壁內炎症反應的控制對於預防腸道“好細菌”的不良免疫反應至關重要。單個IgG IL-1相關受體(Sigirr)在腸細胞表面表達,是該過程的關鍵調節劑。顯示了對Sigirr和其他細胞成分染色的結腸活檢的組織。 Sigirr的治療性靶向可用於治療胃腸道的炎症性腸病或其他炎症性疾病。
了解青光眼
該圖像具有神經纖維(藍色)及其隨之而來的小膠質細胞(綠色),該細胞是中樞神經系統中免疫防禦的細胞,隨著纖維在小鼠視網膜中形成視神經。在青光眼中,視網膜和視神經經歷了引起失明的神經變性。研究人員發現,小鼠視網膜小膠質細胞發生在不可逆的神經元下降和死亡之前的變化。人類可能會發生類似的變化。通過檢測和跟踪小膠質細胞的活性,研究人員旨在識別和靶向青光眼發作的基礎途徑。這項研究是為了進一步開發更有效的治療方法來診斷和緩慢的青光眼,由國家眼科研究所的NIH資助支持。
肢體發展研究
(頂部)這是轉基因的胚胎小鼠的肢體,顯示出良好的肌肉骨骼和神經系統。該肢體用各種技術來區分肌肉,肌腱,骨骼和神經,並使用Fluorender呈現為三維圖像,這是餐廳的公開渲染計劃。 (底部)這是一個模型,源自上面板圖像,顯示肌肉,肌腱,骨骼和神經。該模型是遺傳學家和計算機科學家之間的合作努力的一部分,以開發肢體開發的三維互動地圖集。 Eunice Kennedy Shriver國家兒童健康與人類發展研究所的NIH資金支持這一努力。
大腦,心臟和肺部交流
谷氨酸和一氧化氮在大腦,心臟和肺之間傳播心血管和呼吸信號方面都起著重要作用。這個蝴蝶形的圖是大鼠脊髓的圖像,顯示了三種類型的谷氨酸和一氧化氮合成酶的分佈。了解谷氨酸和一氧化氮在神經系統中的作用和相互作用可能導致更好地治療心血管疾病,例如高血壓和心力衰竭。這項工作得到了國家心臟,肺和血液研究所的NIH資助。
產生新神經元
新神經元是由成人大腦多個區域的神經乾細胞產生的。這樣一個區域是海馬,這是認知功能至關重要的大腦結構。隨著時間的流逝,海馬中神經乾細胞的數量會減少,可能導致與衰老相關的認知障礙。當通過外在刺激激活時,幹細胞會分裂並產生祖細胞,最終成熟到神經元中並遷移到上面的層中,而乾細胞本身會經歷其他快速分裂並轉化為星形膠質細胞,從而離開幹細胞池。該圖像描繪了乾細胞(綠色)和神經元核(紅色)。 NIH通過美國國家心理健康研究所和國家老化研究所的支持,了解大腦如何產生新神經元的這項研究。
皮膚細胞產生神經細胞和精神病學見解
對誘導多能莖(IPS)細胞衍生的神經元的研究是一種有前途的新方法,可以理解精神分裂症,雙相情感障礙和其他精神疾病的分子和細胞基礎。研究人員正在通過將患者皮膚細胞重編程為IPS細胞,然後通過患者的遺傳組成產生活性神經元細胞來研究精神疾病的疾病生物學。該圖顯示了分化的神經元細胞(綠色)和神經祖細胞(紅色)的培養,並帶有藍色細胞的核。這項研究得到了美國國立衛生研究院通過國家心理健康研究所的支持。