耿新倩，王从容

    (上海交通大学附属第六人民医院内分泌代谢科，上海市糖尿病研究所，上海市糖尿病重点实验室，上海市糖尿病临床医学中心，上海 200233)

    糖尿病是继恶性肿瘤、心脑血管病之后的第三大慢性非传染性疾病，其患病率呈逐年升高趋势。据估计，全球糖尿病患病人数将从2015年的4.15亿上升到2040年的6.42亿[1]。糖尿病主要由胰岛B细胞功能受损和(或)胰岛素生物作用缺陷所致，随病程进展可发生心血管疾病、视网膜病变等严重并发症[2]，严重影响患者生活质量并带来沉重经济负担。目前，大量研究主要从分子、代谢产物、免疫等多个方面探究糖尿病发病机制，但具体机制尚无统一定论，因而寻找新方法深入研究其病理生理机制具有重大意义。

    生物力学现已发展成有助于研究人类疾病的新兴领域。研究表明，疾病不仅引起人体生物功能改变，还可导致病变细胞表面形貌和力学特征异常[3,4]。

    因此，了解细胞力学性能可以为病因学研究提供新视角。原子力显微镜(atomic force microscopy，AFM)具有皮牛级力学分辨率和纳米级空间分辨率，能在近生理状态下研究细胞和组织超微结构[5,6]。通过在纳米尺度下观察样品形貌特征和测量其杨氏模量等力学参数[7]，并将其与疾病相关联，可为疾病的早期监测及病理机制研究提供有力线索。本文主要就AFM在糖尿病及其并发症研究中的相关应用作一综述。

    1 AFM的工作原理及检测特性

    AFM是1986年由Binnig等[6]首次提出，主要由压电扫描器、微悬臂和针尖、光学偏转系统及电反馈系统四个核心部件构成；根据针尖与样品相互作用力的不同形式，其工作模式分为3种：接触模式、非接触模式和轻敲模式。

    AFM最基本的功能是通过探测弹性微悬臂上装载的纳米级针尖与被测样品间的相互作用力而获得样品表面形貌信息，对表面进行整体图像分析即可得到样品的高度、宽度、表面粗糙度等参数[8]。AFM的另一个重要功能是通过测量微悬臂和样品间作用力随距离的变化而获得力-距离曲线。运用合适的模型将记录的力-距离曲线拟合成相应的力-压痕曲线，根据后者可获得所测样品区域的弹性模量及黏附力等信息[9]。AFM综合高分辨率成像和力-距离曲线测量特点，可得到传统测量手段无法获得的参数，诸如样品表面粗糙度、高度等形貌参数及黏弹力等力学性能。

    2 AFM在糖尿病研究中的应用

    糖尿病与氧化应激紧密相关，外周血红细胞尤其容易受到氧化应激损害。2010年，Jin等[10]运用AFM测量红细胞 ......