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精氨酸加压素在应激引发抑郁症中的作用及机制研究

精氨酸加压素在应激引发抑郁症中的作用及机制研究

  近年来,抑郁症的研究逐渐揭示出其复杂的生物学机制,越来越多的证据表明,抑郁症不仅仅是一个单纯的精神疾病,它与多种生物学过程,包括神经内分泌、免疫反应及造血系统的异常密切相关。浙江大学基础医学院陆新江教授团队在《Cell Stem Cell》杂志上发表了一项重要研究,探讨了在应激条件下,精氨酸加压素(AVP)如何通过调控脑-骨髓轴,驱动造血干细胞(HSC)向髓系分化,并促发抑郁症的发生。这项研究为我们理解应激与抑郁症的关系提供了新的视角,并为未来抑郁症的治疗提供了可能的靶点。  精氨酸加压素与应激引发的抑郁症  研究表明,应激环境下,精氨酸加压素作为一种神经内分泌信号分子,可能通过影响骨髓中的造血干细胞和髓系祖细胞的分化,进而影响机体的免疫反应,最终导致抑郁症的发生。通过单细胞转录组测序(scRNA-seq),研究人员发现,在应激诱导的抑郁小鼠模型中,骨髓中的髓系祖细胞(CMP、GMP)数量显著增加,而淋巴系祖细胞(CLP、ProB)的数量则显著减少。这一发现暗示,精氨酸加压素可能通过某种机制改变了骨髓内的细胞分化平衡,促使髓系细胞的生成。  神经内分泌信号在造血系统中的作用  进一步的分析表明,精氨酸加压素通过其受体AVPR2作用于髓系细胞的分化。研究发现,精氨酸加压素受体2(AVPR2)在中性粒细胞前体细胞(ProNeuL)和成熟中性粒细胞中的表达显著高于其他细胞类型。通过过继性转移AVP处理小鼠后,研究人员发现这种处理能显著促进骨髓髓系细胞的生成。而通过特异性敲除中性粒细胞中的AVPR2基因,则抑制了小鼠髓系细胞的分化,进而缓解了抑郁症的症状。这一发现表明,精氨酸加压素通过其受体AVPR2调控髓系细胞的分化,可能是应激引发抑郁症的一个关键机制。  骨髓-大脑轴的作用  在这项研究中,研究人员还通过小鼠体内示踪技术证明,来自骨髓的中性粒细胞可以进入大脑,并参与抑郁症的发生。进一步的转录组数据分析显示,AVP处理的小鼠中性粒细胞中,IL36G的表达显著上调。IL36G是一种炎症因子,通常与免疫反应和神经炎症相关。研究发现,造血细胞特异性敲除IL36G的受体IL1RL2,能够显著抑制髓系细胞的生成,同时减轻脑内的神经炎症反应,最终改善抑郁症症状。这一发现为抑郁症的免疫学机制提供了新的线索,同时也为临床治疗提供了新的思路。  靶向IL36G-IL1RL2的临床潜力  值得注意的是,IL36G-IL1RL2通路已被证实在银屑病等免疫相关疾病中发挥重要作用。2022年,靶向IL36G-IL1RL2的单抗药物获得了临床批准,并成功用于治疗银屑病。因此,如果未来研究证明该通路在抑郁症中的作用具有临床价值,这种单抗药物可能会成为治疗抑郁症的新疗法。这一成果为抑郁症的靶向治疗开辟了新的方向,也为相关药物的研发提供了理论基础。  高原低氧对髓系分化的影响  除了应激引起的抑郁症外,研究团队还探讨了高原低氧对髓系分化的影响。研究发现,高原低氧环境同样能够促使髓系分化,并诱发抑郁症。然而,与心理应激引发的抑郁症不同,高原低氧引发的抑郁症在分子机制上存在一定的差异。这一发现表明,尽管不同的应激源可能都涉及到髓系细胞的分化,但它们在激活相关信号通路和产生免疫反应的方式上可能有所不同。团队目前正进一步研究这一机制,并期望能为抑郁症的分型和个性化治疗提供更多的依据。  结论与未来展望  总的来说,这项研究揭示了精氨酸加压素通过调控骨髓中髓系祖细胞的分化,进而通过免疫反应影响大脑,可能在应激诱发的抑郁症中发挥了重要作用。这一发现不仅为我们理解抑郁症的发病机制提供了新的思路,也为开发新的治疗策略提供了可能的靶点。未来,随着对脑-骨髓轴作用机制的进一步探索,我们有望找到更有效的治疗方法,尤其是靶向IL36G-IL1RL2通路的治疗方案,可能在临床中带来突破性的进展。  同时,研究团队也正在深入研究髓系分化在消化道肿瘤等其他疾病中的作用,期待在不同疾病的治疗中提供新的见解和治疗策略。这项研究的深入推进,可能为多个领域的医学研究带来新的启示。
揭示人类大脑发育的演化机制:新研究为精神疾病提供新视角

揭示人类大脑发育的演化机制:新研究为精神疾病提供新视角

  人类大脑是智慧的基础,其演化历程反映了几百万年来人类独特的生存和适应能力。在这段漫长的演化过程中,人类的脑容量显著扩大,成为区别于其他物种的重要特征之一。从演化发育生物学的角度看,物种间的演化差异在器官发育过程中得以体现。因此,理解人类大脑的发育模式和细胞组成,对于揭示其独特性至关重要。  在这个领域,近期由中国科学院昆明动物研究所宿兵团队与北京大学李程团队共同发表的研究,提供了新的见解。该研究于2024年10月30日发表在《Developmental Cell》上,题为“Comparative single-cell multiome identifies evolutionary changes in neural progenitor cells during primate brain development”,聚焦于灵长类动物大脑发育的细胞和分子机制。  研究背景与目标  人类大脑的演化与发育机制尚未完全明确,尤其是在神经前体细胞的独特性和分化命运方面。尽管已有的研究通过比较人类与黑猩猩的脑器官揭示了一些遗传机制,但现有的类器官技术仍无法全面模拟大脑的复杂发育过程。因此,猕猴作为与人类亲缘关系较近的动物模型,为研究人类大脑的起源与发育提供了理想的对象。  主要发现  研究团队对人类、猕猴和小鼠的前额叶皮层在神经发育高峰期进行了单细胞多组学的跨物种整合分析。结果表明,尽管大脑皮层的细胞类型在物种间总体保守,但灵长类动物的胚胎中期拥有更丰富的胶质前体细胞,这些细胞能够分化为少突胶质前体细胞和星形胶质细胞,而小鼠在接近出生时才出现这些细胞类型。这一发现表明,灵长类动物的胶质细胞发生时间早于啮齿类动物,这种进化差异可能影响了大脑的发育模式和进程。  研究还对人类神经前体细胞的转录组特征进行了深入分析,发现其在生长因子和细胞外基质(ECM)相关通路中表现出广泛的转录调控变化。例如,人类神经前体细胞中特异性高表达的ITGA2基因编码一种介导细胞与ECM之间连接的跨膜蛋白,能够传递ECM的化学成分和机械信号。通过在小鼠胎脑中过表达ITGA2基因,研究者发现其能够增加神经前体细胞的增殖以及皮层上层神经元的比例。这一结果表明,人类大脑特有的ECM相关基因转录调控在神经前体细胞的增殖中起着重要作用。  精神疾病的遗传基础  此外,研究者还利用单细胞染色质开放性数据和跨物种基因组序列比较数据,揭示了人类神经前体细胞特异的转录调控遗传基础及其与精神疾病的关联。通过将人类精神疾病(如自闭症和精神分裂症)的风险位点与人类特有的染色质开放区域进行关联分析,发现这些风险位点在人类神经前体细胞特异的染色质开放区域显著富集。这表明一些精神疾病的致病机制可能源于大脑神经发生阶段,并显示出这些疾病具有特有人类的遗传基础。  结论与未来展望  综上所述,该研究不仅揭示了人类大脑发育中的演化创新机制,还为理解人类大脑独特的发育模式和精神疾病风险提供了新的视角。这些发现为未来的疾病治疗提供了新的思路,特别是在精准医学领域。研究团队的成果有助于深入探讨人类神经前体细胞的独特性,并为精神疾病的预防和治疗提供了新的可能性。  本研究的共同第一作者包括北京大学的刘玉婷和孙逸鸣,以及中国科学院昆明动物研究所的陈凯敏和胡庭。研究由宿兵、罗鑫和李程等共同通讯指导,充分展现了跨学科合作在科学研究中的重要性。随着对人类大脑演化与发育机制理解的加深,这一领域的未来研究将可能带来更多突破,促进人类健康科学的发展。
新型肝靶向药物甲磺酸普雷福韦片上市:慢性乙型肝炎治疗的新选择

新型肝靶向药物甲磺酸普雷福韦片上市:慢性乙型肝炎治疗的新选择

  2024年10月22日,国家药监局正式批准了甲磺酸普雷福韦片(Pradefovir Mesylate Tablets,新舒沐)的上市,这一新型肝靶向前体药物的推出为慢性乙型肝炎患者提供了新的治疗选择。甲磺酸普雷福韦属于核苷酸类逆转录酶抑制剂,作为中国自主研发的1类新药,其创新的肝靶向技术将显著改善慢性乙型肝炎的治疗效果和患者的生活质量。  乙肝的全球健康挑战  乙肝病毒感染是全球重要的公共卫生问题之一。根据世界卫生组织(WHO)的统计,全球约有2.96亿人受到慢性乙肝病毒感染,每年有约82万人死于与慢性乙肝相关的疾病,如肝衰竭、肝硬化和肝细胞癌等。在中国,病毒性肝炎仍是传染病报告病例数最多的乙类传染病,流行率高达6.1%。据估算,我国约有8600万例慢性乙型肝炎病毒感染者,其中慢性乙型肝炎患者的数量在2000万到3000万之间。  新舒沐的研发背景与特点  甲磺酸普雷福韦片的研发采用了HepDirect肝靶向技术,这一技术确保药物在体内的特异性释放,最大限度地集中于肝脏。该药物在口服后具有很好的稳定性,只有在肝脏中高表达的CYP3A4酶的作用下,才会被代谢成活性成分。这一特性使得活性成分能够在肝脏中浓集,减少了在血浆和肾脏中的暴露,降低了对其他器官的毒副作用,从而实现了更为安全和有效的治疗方案。  临床研究结果的亮点  在与现有的抗乙型肝炎药物富马酸替诺福韦酯(TDF)进行的临床对比研究中,甲磺酸普雷福韦表现出了显著的优势。研究结果显示,甲磺酸普雷福韦片所需剂量仅为TDF的约七分之一,却能够达到同样的抗病毒效果。在对高病毒载量患者的治疗中,甲磺酸普雷福韦组的应答率更为突出,展现了其在临床应用中的潜力。  此外,在96周的治疗过程中,甲磺酸普雷福韦组的表面抗原下降log值显著优于对照组,这表明其在抑制乙肝病毒方面具有更为显著的效果。  安全性评估  安全性方面,甲磺酸普雷福韦表现也相当优异。总体不良事件发生率与对照组相当,但与药物相关的不良事件发生率显著低于TDF组,且严重不良事件的发生率亦较低。对于核苷类似物通常关注的骨骼和肾脏健康,甲磺酸普雷福韦组显示出显著优势,且对血脂的影响较小,整体血脂升高事件发生率罕见,预测心脑血管疾病的潜在风险也较低。  临床意义与未来展望  甲磺酸普雷福韦片的上市不仅为临床医生提供了一种高效且安全的新治疗选择,也为慢性乙型肝炎患者带来了长期用药的新方案,提升了患者的依从性。这一新药的推出有望改善慢性乙型肝炎的治疗效果,减少肝病相关并发症的发生率,最终提高患者的生活质量。  随着该药物的临床应用推广,未来的研究也将进一步探索其在不同患者群体中的适应性及长期疗效。新舒沐的上市标志着抗乙肝病毒药物治疗领域的一次重要进展,为患者提供了更多的选择和希望。通过这种新型药物的应用,科学家和医生们希望能够在全球范围内更有效地应对乙型肝炎这一重大公共卫生挑战。
肿瘤早期演化:多克隆起源与单克隆转变的探索

肿瘤早期演化:多克隆起源与单克隆转变的探索

  恶性肿瘤一直是人类健康面临的重大威胁,而肿瘤形成的初始机制仍然是科学研究中的一个重要问题。根据Peter Nowell提出的克隆演化理论,癌细胞起源于正常细胞的基因突变,这一过程经历了细胞的不断分裂与突变,最终形成肿瘤。尽管这一理论在科学界得到了广泛认可,但肿瘤形成的初始阶段究竟是由单个发生致癌突变的细胞(单克隆起源)还是多个异常细胞(多克隆起源)共同演变而来,仍然是一个悬而未决的问题。  2024年10月30日,中国科学院深圳先进技术研究院的研究员胡政与中山大学的贺雄雷教授及何真团队共同发表了重要研究成果,探讨了早期肿瘤的多克隆起源及其向单克隆转变的演化模式,并阐明了这一过程中细胞间相互作用的机制。这一研究成果在国际权威期刊《自然》(Nature)上发表,为肿瘤发生的早期机制研究提供了新的科学视角。  研究发现与方法  研究表明,肿瘤从多克隆向单克隆的转变可能标志着肿瘤恶性程度的提高,并揭示了正常细胞向癌变的关键机制。科研团队利用单碱基编辑器的单细胞谱系示踪技术,动态观察了肿瘤发生过程中不同细胞克隆的变化。此外,研究者还构建了两种经典的小鼠肠癌模型,即炎症诱导的肠癌模型和多发性息肉模型。  研究发现,在早期的多克隆肿瘤中,肿瘤细胞之间存在频繁的细胞间通信,这种通信增强了肿瘤细胞的生存能力。随着时间的推移,一些多克隆细胞群体逐渐消失,最终只剩下一个主导克隆,从而形成单克隆肿瘤。同时,单克隆肿瘤显示出更高的基因组不稳定性和恶性程度,表明从多克隆到单克隆的转变可能是肿瘤恶性化的关键步骤。  临床验证与应用前景  为了进一步验证研究的结论,研究团队分析了107例未经治疗的散发性息肉和结直肠癌患者的样本。研究发现,约30%的肠息肉细胞是多克隆的,并展现出较低的恶性程度。而相较之下,肠道肿瘤则多由单克隆的癌细胞组成,且其恶性程度高于多克隆肿瘤。这一结果在人体样本中验证了小鼠实验的结论,进一步增强了研究的可信性。  该研究提出,通过分析多克隆肿瘤中的不同克隆及细胞间的相互作用,可以更精确地判断肿瘤的发展潜力和风险等级。此外,研究团队建议尝试靶向细胞间的相互作用,通过干预多克隆肿瘤内的通信机制,以延缓或阻止其向单克隆的恶性转化。这种策略可能在肿瘤尚未发展成恶性状态时,采取“釜底抽薪”的方法,阻止其进一步进展。  对癌症研究的启示  这项研究揭示了肿瘤早期的多克隆到单克隆的演化过程,提出了靶向细胞间通信的新型早期干预思路。这为癌症的早期筛查、风险预测以及个性化治疗提供了科学依据。尤其在精准医学领域,该成果有望通过更深入的分子分析,识别肿瘤的多克隆特性,并根据不同的克隆类型制定个性化治疗方案。  总之,这项研究不仅丰富了我们对肿瘤形成机制的理解,也为未来癌症的早期诊断和治疗提供了新的方向。随着对肿瘤生物学深入的研究,未来可能会出现更多创新的治疗策略,以更有效地对抗这一严重的公共卫生挑战。通过不断探索肿瘤的早期演化机制,科学家们有望揭示更多潜在的治疗靶点,从而为癌症患者带来新的希望。
丝状真菌基因调控与天然产物发现的新方法

丝状真菌基因调控与天然产物发现的新方法

  2024年10月28日,中国科学院微生物研究所尹文兵团队与北京大学定量生物学中心罗春雄团队合作,在《Advanced Science》期刊上发表了一篇名为“定量表征与真菌次生代谢相关的基因调控电路以发现新型天然产物”的研究论文。这项研究提出了一种具有高精度的丝状真菌调控基因的定量表征与应用方法,为天然产物的发现和生产提供了新的工具和思路。  丝状真菌的潜力与挑战  丝状真菌,作为一类重要的真菌,广泛用于生物制药和食品工业,尤其在抗生素如青霉素的生产中发挥了重要作用。尽管其在代谢产物合成方面显示出巨大的潜力,但对丝状真菌的合成生物学系统的深入研究仍然相对薄弱。目前,关于其代谢产物的精确控制和调节机制的理解仍处于起步阶段。如何更好地利用丝状真菌合成生物学,特别是在天然产物的发现和生产中,成为了科学家们亟待解决的问题。  新的定量表征方法  本研究的核心是开发了一种新颖的定量表征方法,利用微流控平台、数学模型整合以及多细胞丝状真菌的单细胞化控制,克服了传统基因表达定量面临的挑战。该方法使得研究人员能够动态、准确地表征真菌代谢产物的关键基因调控回路(gene regulatory circuits, GRC)。  在研究中,尹文兵团队与罗春雄团队通过将不同的微流控单元与数学模型结合,成功实现了对丝状真菌如柄曲霉的代谢过程的实时监测。这一创新不仅提高了对代谢产物合成的理解,还为高效生产药物和其他重要化合物提供了新路径。  应用示例与成果  研究人员将这一方法应用于免疫抑制剂霉酚酸(mycophenolic acid)和杀虫剂白僵菌素(beauvericin)的生产,取得了良好的效果。此外,通过定量表征的元件,研究小组成功重构了超过10个合成基因的多硫代二酮哌嗪类化合物的基因簇,获得了新颖的天然产物。这一发现表明,新的定量表征方法不仅具有科学研究价值,同时也为天然产物的高效合成奠定了基础。  研究的影响与前景  本研究的成功为丝状真菌的合成生物学研究提供了新的思路,尤其是在代谢工程和天然产物发现领域。通过量化基因调控回路,研究人员能够更深入地理解真菌代谢过程中的关键调控机制,这将有助于设计和优化天然产物的合成路径。  未来,这种方法的推广应用不仅能够加速天然产物的发现,还可以为制药工业提供新的生产平台,尤其是在开发新药和改进现有药物的过程中,具备重要的应用价值。此外,随着合成生物学的不断发展,该方法也可能被应用于其他微生物的研究,为微生物的代谢调控提供新的解决方案。  结论  综上所述,中国科学院微生物研究所和北京大学的研究团队通过开发一种高效的定量表征方法,成功克服了丝状真菌基因表达定量的难题,为天然产物的发现和生产开辟了新的道路。这项研究不仅为科学界提供了新的工具和思路,同时也为制药和生物产业的创新发展注入了新活力。随着未来进一步的研究和应用,这种方法有望在更广泛的领域中发挥作用,为人类健康和环境保护做出更大贡献。
克服小细胞肺癌化疗耐药的新策略

克服小细胞肺癌化疗耐药的新策略

  2024年10月31日,首都医科大学杜小燕教授研究团队在《Molecular Cancer》期刊上发表了题为“克服小细胞肺癌中的多药耐药:维奈托克和羟氯喹联合靶向lncRNA LYPLAL1-DT/BCL2/BECN1通路的协同作用”的研究论文。该研究揭示了长链非编码RNA(lncRNA)LYPLAL1-DT在小细胞肺癌(SCLC)耐药细胞株中的表达上调,并探讨了其在化疗耐药中的潜在机制及治疗策略,为克服SCLC的耐药性提供了新的思路。  小细胞肺癌的现状与挑战  小细胞肺癌是肺癌的一种特异类型,约占所有肺癌病例的13%至15%。其特点是细胞增殖快、转移早,预后相对较差。尽管现代医学在诊断和治疗方面取得了一定进展,但SCLC的治疗效果仍然令人担忧,主要原因在于多药耐药(MDR)的迅速发生。目前,以铂类药物和依托泊苷为基础的化疗仍然是SCLC的主要治疗方案,但仅有约10%的患者能够在两年内实现无病生存,绝大多数患者在一线治疗后都会复发。因此,研究新的治疗方法以克服化疗耐药已成为当前的研究热点。  LYPLAL1-DT在SCLC耐药中的作用  本研究发现,LYPLAL1-DT在SCLC耐药细胞株中显著上调,进一步的功能实验表明其在降低细胞对化疗药物的敏感性方面发挥了重要作用。研究者通过对比LYPLAL1-DT过表达和敲低组的细胞凋亡情况,发现LYPLAL1-DT的过表达显著抑制了细胞凋亡,降低了细胞对化疗药物如顺铂(cDDP)、VP-16和紫杉醇(PTX)的敏感性。这表明LYPLAL1-DT通过抑制线粒体凋亡途径,促进SCLC细胞的存活,进一步加剧了化疗耐药。  LYPLAL1-DT与miR-204-5p/BCL2通路的相互作用  研究人员深入探讨了LYPLAL1-DT与miR-204-5p及BCL2之间的关系。miR-204-5p被确定为LYPLAL1-DT的调控小RNA。研究显示LYPLAL1-DT通过结合miR-204-5p,促进BCL2的表达,进而增强了细胞的存活能力。细胞实验表明,在化疗药物处理后,LYPLAL1-DT的表达水平升高,miR-204-5p的水平则显著降低,这种变化与化疗耐药性密切相关。  进一步的实验通过构建BCL2的荧光素酶报告基因,确认了miR-204-5p对BCL2 3' UTR的直接靶向作用。LYPLAL1-DT的过表达导致BCL2表达显著上升,而抑制miR-204-5p则可部分恢复BCL2的表达水平,证实了LYPLAL1-DT/miR-204-5p/BCL2调控轴在SCLC化疗耐药中的重要性。  三联疗法的临床前研究  研究团队还探讨了维奈托克(venetoclax)和羟氯喹(hydroxychloroquine)与传统化疗药物(如cDDP、VP-16和PTX)的联合应用。CDX和PDX模型的实验结果显示,三联疗法能够显著减轻SCLC细胞的化疗耐药性,抑制肿瘤生长,并且未观察到明显的毒性反应。这为临床应用提供了新的治疗思路,特别是在LYPLAL1-DT高表达的患者中。  结论与未来展望  综上所述,杜小燕教授团队的研究揭示了LYPLAL1-DT在SCLC化疗耐药中的作用机制,指出其通过调控miR-204-5p/BCL2通路抑制细胞凋亡,并通过促进自噬来增强细胞存活。维奈托克和羟氯喹的联合应用为SCLC患者提供了一种新的治疗选择,尤其是对于那些对传统化疗耐药的患者。未来的研究将集中在进一步优化这一联合疗法,并在临床试验中验证其有效性,以期为SCLC的治疗提供更多的可能性。
干细胞来源的细胞外囊泡在光老化治疗中的应用

干细胞来源的细胞外囊泡在光老化治疗中的应用

  2024年10月30日,中国医学科学院/北京协和医学院的赵春华团队在《Signal Transduction and Targeted Therapy》期刊上发表了题为“人脂肪和脐带间充质干细胞衍生的细胞外囊泡通过TIMP1/Notch1缓解光老化”的研究论文。研究表明,使用脂肪间充质干细胞(AMSC-EV)和脐带间充质干细胞(HUMSC-EV)衍生的细胞外囊泡能够改善皮肤的皱纹和水合作用,并减轻皮肤的炎症及其厚度的变化。这项研究为光老化的治疗提供了新的思路和方法。  光老化的挑战  皮肤是人体最大的器官,主要承担保护内部组织免受外界环境影响的作用,尤其是紫外线(UV)辐射的伤害。长期暴露于UVB会导致皮肤光老化,表现为皱纹、皮肤屏障功能下降、弹性减弱以及增加某些皮肤癌的风险。根据统计,近80%的70岁以上老年人患有紫外线相关的皮肤疾病。因此,开发安全有效的光老化治疗方法显得尤为重要。  目前,市场上存在多种传统的光老化治疗方案,例如使用类维生素A的产品和抗氧化剂。然而,这些方法有时会引起不良反应,比如皮肤过敏和刺激,效果也不一定理想。因此,探索新型的治疗手段成为当务之急。  MSC-EV在光老化中的作用  赵春华团队的研究聚焦于间充质干细胞衍生的细胞外囊泡(MSC-EV)对光老化的影响。通过在体外实验中使用人角质形成细胞和真皮成纤维细胞,团队发现AMSC-EV和HUMSC-EV能够显著减轻衰老过程中的多种负面效应,包括降低活性氧(ROS)和DNA损伤水平,减轻UVB诱导的皮肤炎症。  研究人员采用了UVB照射的裸鼠模型,评估MSC-EV的治疗效果。经过为期几周的观察,结果显示,EV治疗组的小鼠在皮肤皱纹、屏障功能和皮肤厚度方面均有显著改善。EV处理显著降低了表皮失水率,并恢复了胶原蛋白和弹性蛋白的水平。  分子机制的探讨  在对MSC-EV的作用机制进行深入研究时,研究人员发现TIMP1(基质金属蛋白酶的天然抑制剂)在MSC-EV中扮演着重要角色。TIMP1不仅可以调节细胞老化和DNA损伤,还能通过抑制Notch信号通路的活性,进而影响表皮的稳态。Notch信号通路在皮肤光老化过程中发挥着关键作用,MSC-EV的治疗显著改善了该通路的异常变化。  此外,MSC-EV还表现出了强大的细胞外基质(ECM)重塑能力,能够显著提高光老化皮肤中胶原蛋白和弹性蛋白的水平。这一发现为利用干细胞疗法治疗光老化提供了新的可能性。  未来的研究方向  虽然这项研究取得了积极的成果,但仍有许多未解之谜需要进一步探讨。未来的研究应着重于优化MSC-EV的制备,以增强TIMP1或其他有用分子的表达。此外,结合微针或无针注射系统等新技术,可以进一步提高其在抗光老化治疗中的效果。  总之,赵春华团队的研究为光老化的治疗开辟了新的方向,MSC-EV作为一种纳米治疗剂,通过多种机制有效地缓解了光老化的影响。这为未来的皮肤抗衰老治疗提供了新的思路,有望改善许多老年人因光老化而导致的皮肤问题。
氨基酸在肝脏脂肪生成中的关键作用:新研究揭示

氨基酸在肝脏脂肪生成中的关键作用:新研究揭示

  近期,广州实验室的傅肃能教授、中科中山药物创新研究院的廖一烈教授及新加坡科技研究局的韩卫平团队合作,在《Cell Metabolism》期刊上发表了题为《Amino acid is a major carbon source for hepatic lipogenesis》的研究论文。这项研究首次揭示了氨基酸在肝脏从头脂肪生成(DNL)中的核心作用,并指出膳食蛋白质的摄入与代谢相关脂肪性肝病(MASLD/MASH)的关系,提示高蛋白饮食可能增加肝病风险,而低蛋白饮食则可能改善肝脏脂肪变性。  传统观念的挑战  长期以来,碳水化合物被视为DNL的主要碳源,但研究表明,葡萄糖和果糖在肝脏脂肪酸合成中的参与程度远低于预期。体外和体内示踪实验发现,葡萄糖作为DNL底物的效率明显低于乳酸、丙酮酸、乙酸和丙氨酸。人体研究显示,绝大多数多余的碳水化合物以糖原形式储存,只有1%至2%的碳水化合物会转化为脂肪。这一发现引发了对氨基酸作为主要碳源的进一步探讨。  研究方法与发现  在这项研究中,研究团队运用一系列通量分析、遗传干预和饮食操作,定量评估了不同宏量营养素对肥胖患者肝脏脂肪酸生成和肝脏脂肪变性发展的影响。结果显示,膳食蛋白质(尤其是氨基酸)是人类MASLD的主要营养风险因素。体外实验进一步确认,氨基酸是小鼠肝细胞中三羧酸(TCA)循环和脂肪生成的主要碳源,而在体内,膳食氨基酸为肝脏脂肪酸合成提供的能量效率是葡萄糖的两倍。  脂肪生成的机制解析  研究还发现,肥胖的发生会通过还原羧化途径进一步促进氨基酸向脂肪酸的转化。相反,遗传和化学干预手段可以减少氨基酸向脂肪生成的转移,从而减轻肝脂肪变性。这一发现为肝脏脂肪生成的机制提供了新的见解,突显了氨基酸代谢在脂肪肝发生发展中的重要性。  饮食干预的潜在策略  研究还指出,低蛋白饮食(LPD)不仅能有效防止肥胖小鼠的体重增加,还能减少肝脏脂质的积累和损伤。这一结果表明,通过调整饮食结构,尤其是减少蛋白质摄入,可以成为预防和改善肝脏脂肪变性的有效策略。  研究结论  这项研究的核心发现总结如下:  1. 高膳食蛋白质摄入与MASLD/MASH风险相关:研究证实,氨基酸的代谢与肝脏脂肪生成密切相关,高蛋白饮食可能增加脂肪肝的风险。  2. 氨基酸作为主要碳源:氨基酸能够有效地为肝脏中的三羧酸循环和脂肪酸合成提供碳源,这一机制在以往的研究中未得到足够重视。  3. 饮食干预的可能性:减少蛋白质摄入或改变氨基酸代谢途径,有可能改善肝脂肪变性,为临床提供了新的营养干预靶点。  展望与未来研究方向  总的来说,这项研究不仅揭示了氨基酸在肝脏脂肪生成中的重要角色,也为MASLD/MASH的营养干预提供了新思路。未来的研究可以进一步探索氨基酸的具体代谢途径及其在肝脏疾病中的作用,从而为临床治疗提供更加精准的营养干预策略。通过深化对氨基酸代谢的理解,有望为防治肝脏疾病开辟新的方向,为患者提供更有效的健康管理方案。
肿瘤演化的新视角:从多克隆到单克隆的转变

肿瘤演化的新视角:从多克隆到单克隆的转变

  近年来,肿瘤发生的机制研究取得了显著进展,尤其是在早期演化阶段的探索上。中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所的胡政研究员与中山大学的贺雄雷教授和何真教授团队合作,在《Nature》期刊上发表了题为《Polyclonal-to-monoclonal transition in colorectal precancerous evolution》的研究论文,揭示了肿瘤从多克隆向单克隆转变的早期演化模式,并解析了细胞间通讯与互作机制。这一发现为肿瘤的早期发生机制提供了新的科学视角,也为癌症的精准筛查和干预提出了新的思路。  SMALT技术的创新  研究团队首次在哺乳动物中建立了基于碱基编辑器的细胞谱系示踪技术,称为SMALT。这项技术实现了小鼠体内单细胞分辨率的高精度谱系追踪。SMALT结合了胞苷脱氨酶(AID)、人工DNA条形码序列和Tet-On可诱导表达系统,能够通过AID介导的靶向突变和后续DNA测序,大规模且高精确地重建单细胞谱系树。这种创新性的技术为理解肿瘤的起源及其演化提供了有力的工具。  小鼠模型中的多克隆起源  研究团队利用携带SMALT系统的转基因小鼠,构建了两种经典的小鼠肠癌模型:炎症诱导肠癌模型(AOM/DSS模型)和多发性息肉模型(ApcMin/+模型)。谱系树分析显示,66.7%的炎症诱导肠癌和所有Apc肠息肉表现出多克隆起源。这表明,肿瘤的多克隆起源可能在肿瘤发展的早期阶段起着重要作用。  单克隆肿瘤的特征  通过整合DNA条形码突变、全基因组测序和单细胞转录组数据,研究团队发现,单克隆肿瘤比多克隆肿瘤具有更高的恶性程度,可能代表肿瘤进展的“晚期”阶段。这一发现为肿瘤的早期演化提供了新的理论框架,提出了“多克隆向单克隆转变”的新模型。  人类研究的验证  研究团队还收集了107例人类散发性肠息肉及伴发结直肠癌的患者数据。基因组测序显示,大约30%的人类肠息肉是多克隆起源,且具有较低的突变负荷和拷贝数变异。与单克隆息肉相比,多克隆息肉尺寸更小、恶性程度更低。单克隆息肉则表现出更多的基因组变异、较大尺寸和更高的恶性程度。这些发现与小鼠模型的结果相一致,共同支持了多克隆向单克隆转变的早期肿瘤演化模式。  新的预防策略  基于上述结果,研究团队提出了多克隆-单克隆转换的新模式,强调了基因组变化、微环境变化以及细胞间相互作用在这一过程中的重要性。这些发现为理解肿瘤起源提供了全新的概念框架,提出了通过靶向细胞间通讯实现早期干预的肿瘤预防新策略。研究团队希望通过进一步探索多克隆形成机制和细胞间互作,为肿瘤早筛、风险预测和早期靶向干预提供新的思路。  结论与未来研究方向  中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所的胡政研究员、中山大学的贺雄雷教授和何真教授的团队共同致力于这一前沿研究,为肿瘤发生机制的深入理解提供了重要的实验依据。通过SMALT技术的应用,研究不仅揭示了肿瘤从多克隆向单克隆转变的演化模式,还为精准医疗和癌症干预提供了新方向。  未来,研究团队将继续探索这一领域,关注细胞间通讯的具体机制以及其在早期肿瘤筛查中的应用潜力。通过这些努力,或许能够在肿瘤预防与治疗上开辟出新的前景,为降低癌症发病率贡献力量。
促氧化剂的抗癌潜力:新发现引发的思考

促氧化剂的抗癌潜力:新发现引发的思考

  近年来,抗氧化剂的安全性与有效性引发了广泛关注,尤其是在癌症研究领域。大量研究表明,抗氧化剂可能与癌症的发生和发展存在关联,甚至促进肿瘤的生长。早在2011年,《美国医学会杂志》(JAMA)上发表的一项研究显示,健康男性通过膳食补充维生素E,前列腺癌的风险显著增加了17%。2019年,瑞典卡罗林斯卡医学院的研究者们在《细胞》期刊上报告,长期补充维生素E等抗氧化剂会促进以KRAS为驱动的肺癌转移。紧接着,美国Roswell Park癌症研究中心的研究也指出,化疗前或期间使用抗氧化剂与癌症复发风险增加41%相关。  这些研究结果令人不安,让人们对抗氧化剂的普遍应用产生质疑。在此背景下,提出一个有趣的问题:既然抗氧化剂可能促癌,那么促氧化剂是否可能具备抗癌的功能呢?  促氧化剂的新角色  最近,由美国冷泉港实验室的Lloyd C. Trotman教授领导的研究团队在《科学》杂志上发表了一项重磅研究,展示了促氧化剂的抗癌潜力。他们的研究表明,在前列腺癌小鼠模型中,添加一种水溶性维生素K前体——亚硫酸氢钠甲萘醌(MSB),可以有效抑制前列腺癌的进展。更令人惊讶的是,MSB还通过一种独特的氧化性细胞死亡机制杀死癌细胞。  研究的实验设计与结果  Trotman团队在研究中采用了实验室开发的可荧光成像转移性前列腺癌小鼠模型,系统探索了MSB的抗癌作用。研究结果显示,饮用水中添加MSB的小鼠,与对照组相比,展现出显著且持久的治疗反应。这种持久性甚至超过了传统的去势疗法。  为了进一步理解MSB如何作用于癌细胞,研究团队将MSB诱导的细胞死亡机制与细胞凋亡、程序性坏死和铁死亡进行了比较,发现三者的抑制药物并不能阻止MSB对细胞的杀伤作用。这表明MSB杀死癌细胞的机制与已知的死亡方式不同。  揭示独特的“triaptosis”机制  Trotman团队深入探讨了MSB诱导的细胞死亡机制,并发现其主要通过内吞作用与细胞死亡密切相关。MSB会氧化磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)VPS34的关键半胱氨酸,导致VPS34失活。这一变化会影响细胞内的内吞和自噬过程,最终导致癌细胞的死亡。这种独特的细胞死亡机制被命名为“triaptosis”。  对其他疾病的启示  除了前列腺癌,Trotman团队还将这一发现与X连锁肌管肌病(XLMTM)相结合。XLMTM是一种由MTM1基因突变引起的先天性肌肉疾病,生命威胁显著。研究表明,缺失MTM1会增强VPS34的功能,因此,Trotman团队尝试使用MSB来抑制VPS34活性,以期改善小鼠模型的生存状况。结果显示,饮用水中添加MSB的小鼠中位存活时间增加至62天,体重和肌肉组织的结构也有所改善,这为XLMTM提供了新的潜在治疗方向。  结论与未来展望  Trotman团队的研究表明,促氧化剂甲萘醌(维生素K3)通过抑制激酶VPS34的活性,引发癌细胞的独特死亡机制,为癌症治疗提供了新的思路。研究揭示的机制还可能为一些罕见疾病如X连锁肌管肌病开辟新的治疗方案。然而,需要强调的是,目前的研究仍处于基础阶段,尚不足以支持在临床上广泛使用MSB治疗前列腺癌,未来的临床研究将是检验其有效性的关键。此外,长期补充促氧化剂可能存在潜在的有害后果,因此应谨慎对待。  通过这些研究,我们或许能够重新审视抗氧化剂与促氧化剂的关系,探索新的治疗途径,为癌症及相关疾病的防治开辟新的方向。

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