机械及电磁（光）刺激对细胞功能调控的研究

本研究集中在物理与生命科学交叉领域，着重研究生命系统与其物理环境的相互关系。物理刺激主要分为热刺激，机械刺激和电磁（光）刺激。本研究致力于探索电磁场（光）和力学刺激对骨组织细胞产生的生物学效应。通过理论与实验相结合的研究，我们将解决如下两个问题：1）细胞如何感受力梯度，从而改变其形状和结构来适应外部力刺激；2）电磁（光）刺激在成骨细胞内如何转化成生理信号进而对细胞功能产生影响。

本课题利用自主研发的电磁刺激系统和多种机械力刺激实验装置，使用原子力显微镜、荧光显微镜等实验手段，研究了电磁（光）刺激和机械力刺激引起的成骨细胞生物物理学效应，从细胞表面力学特性变化、胞内钙信号及膜电位响应等方面提取了相关效应参数，建立了钙信号力学响应模型，结合我们以前科研工作中建立的电磁刺激引起的胞内钙响应模型，分析了钙内流机制，探讨了实验过程中实验条件对实验结果的影响，阐明了物理刺激引起的细胞效应尤其是钙响应的生物物理学机制。