珊瑚礁是众多水下生态系统的核心，同时也是海洋中最脆弱的生物之一。尽管自然现象如捕食和风暴常常对珊瑚造成损害，但人类活动如船只碰撞和全球变暖则进一步破坏了这些生态环境的稳定性，超出了它们的自我恢复能力。
为了促进珊瑚的恢复，弗吉尼亚联邦大学工程学院的化学与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愈合过程的科学家之一。他们还希望通过将研究成果应用于工业实践和资助持续的研究，来支持珊瑚保护的合作项目。
“珊瑚生态系统对人类的生存至关重要，”莱温斯基指出。“在强烈的风暴来临时，珊瑚礁能够吸收冲击，减少我们在陆地上所见的破坏。它们在水生食物链中也扮演着重要角色，是我们许多食物的来源。”
了解珊瑚愈合的极限是莱温斯基研究的一部分。珊瑚的最佳水温为25°C，因此研究在此温度下进行，同时也在28°C至31°C的升高条件下进行，以模拟全球变暖对水温的影响。在这些条件下，珊瑚伤口闭合的连续成像帮助建立了对愈合过程中闭合率的理解。
“我们希望揭示愈合的机制，”莱温斯基表示。“我们的部分发现表明，这一过程与人类的愈合过程相似。我们希望从细胞层面深入了解参与这一过程的细胞及其在组织修复中的作用。”
这些观察结果为莱温斯基的VCU合作伙伴——人文与科学学院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重要信息。
与人类愈合过程相似，珊瑚的愈合也经历四个相同的阶段：1) 凝固以封闭伤口，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中的细胞动力学数据，”莱温斯基说。“我们想要观察哪些细胞进入伤口区域，以及它们在愈合过程中所发挥的作用。”
荧光标记被用来标识特定细胞，以便在愈合过程中观察它们进入伤口区域。由于珊瑚本身具有天然荧光，因此在选择荧光标签时必须考虑这一点。免疫细胞的吞噬特性使其能够吞噬和吸收细菌及其他小细胞——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。珊瑚通过摄取小生物和与藻类的共生关系获取能量。在实验室中改变营养平衡模拟了珊瑚在食物网中的作用，获取重要营养物质可能会影响愈合过程。
开发一种纳米粒子给药系统，旨在加速伤口愈合，是这项研究的高潮。莱温斯基推测，这种输送系统将促进珊瑚体内的能量代谢，从而加速愈合。这是利用纳米技术保护珊瑚礁的几个实例之一，莱温斯基及其同事最近在《自然纳米技术》上发表的评论中对此进行了讨论。
莱温斯基表示：“我们正在进行的关于珊瑚伤口愈合的研究是更大研究的起点。”“我们的目标是建立一个专注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，以帮助保护珊瑚礁及其提供的重要资源。”
通过这一联盟，新发展的科学可以在每个合作伙伴的行业中更有效地传播。最终的结果是：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《珊瑚礁的愈合过程与人类相似，研究人员正致力于深入探究》能对你有所帮助！
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