珊瑚礁是许多水生生态系统的基础，是海洋中最脆弱的居民之一。虽然自然过程，如动物捕食和风暴，经常破坏珊瑚，但人类的影响，如船只碰撞和全球变暖，会破坏这些环境的稳定，超出它们的恢复能力。
为了帮助它们恢复，弗吉尼亚联邦大学工程学院化学和生命科学工程副教授纳斯塔西娅·莱温斯基博士是研究珊瑚如何愈合的研究人员之一。他们还寻求通过将这项研究应用于工业实践和资助持续研究来支持珊瑚保护的伙伴关系。
“珊瑚生态系统对人类生活至关重要，”莱温斯基说。“当有高强度风暴时，珊瑚礁可以吸收影响，减少我们在陆地上看到的破坏。它们对水生食物网也很重要，是我们吃的许多食物的基础。”
发现珊瑚愈合的极限是莱温斯基工作的一部分。珊瑚的理想水温是25°C，因此研究是在这个温度下进行的，以及在28°C至31°C的升高条件下进行的，预计水温会受到全球变暖的影响。在这些条件下珊瑚伤口闭合的连续成像建立了愈合期间闭合率的理解。
“我们希望了解治愈的机制，”莱温斯基说。“我们的一些发现表明，这是一个类似于人类愈合的过程。我们想从细胞层面了解这个过程中的参与者，以及他们在修复组织中的作用。”
这些观察结果为莱温斯基的VCU合作者——VCU人文与科学学院数学系和应用数学系副教授安吉拉·雷诺兹博士和教授兼临时主席丽贝卡·西格尔博士——开发的基于细胞的数学伤口愈合模型提供了信息。
与人类相似，珊瑚的愈合过程也经历了四个相同的阶段:1)凝固以关闭受伤部位，2)免疫细胞浸润以抵御感染，3)细胞迁移和增殖，4)疤痕重塑。
“通过我们的观察和数学模型，下一步是收集愈合过程的细胞动力学数据，”莱温斯基说。“我们想观察哪种细胞进入伤口区域，以及它们在愈合过程中发挥什么功能。”
荧光标记用于标记特定的细胞，以便在愈合发生时观察到它们进入伤口区域。因为珊瑚是天然荧光，荧光标签的选择必须考虑到这一点。吞噬特性允许免疫细胞吞噬和吸收细菌和其他小细胞——在这种情况下，荧光颗粒被用来标记免疫细胞。
实验中还考虑了营养变量。珊瑚从消耗小生物和与藻类群落的共生关系中获取能量。在实验室中改变营养平衡模拟了珊瑚参与食物网的过程，在食物网中，获取重要营养物质可能会影响愈合。
开发一种纳米粒子给药系统，旨在派遣分子加速伤口愈合，是这项研究的高潮。莱温斯基推测，这种输送系统会促进珊瑚体内的能量燃烧状态，从而加速愈合。这是利用纳米技术保护珊瑚礁的几个例子之一，Lewinski及其同事最近在《自然纳米技术》上发表的一篇评论讨论了这一点。
莱温斯基说:“我们正在进行的关于珊瑚伤口愈合的研究是更大研究的开始。”“我们的目标是创建一个致力于为珊瑚设计新技术的中心。我们希望找到能够将我们的研究成果转化为实践的合作伙伴，帮助保护珊瑚礁及其提供的重要资源。”
通过这个联盟，新发展的科学可以在每个合作伙伴各自的行业内更有效地传播。其结果是:重新承诺水生可持续性和保护重要的珊瑚生态系统。
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希望本篇文章《珊瑚礁的愈合过程：研究人员深入探索其与人类相似之处》能对你有所帮助！
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