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Cell:从110万年前猛犸象化石中发现最古老的宿主相关细菌DNA
生物世界· 2025-09-08 04:33
撰文丨王聪 编辑丨王多鱼 排版丨水成文 古基因组学 ( Ancient genomic ) 研究已广泛探究了古人类与微生物的相互作用,然而,针对非人类动物的相关研究仍十分有限。 2025 年 9 月 2 日,瑞典古遗传学研究中心等机构的研究人员在国际顶尖学术期刊 Cell 上发表了 题为: Ancient host-associated microbes obtained from mammoth remains 的研究论文。 该研究对古代猛犸象的骨骼、牙齿和皮肤样本进行了古基因组学研究,识别了生活在 110 万年 前猛犸象体内和口腔中的微生物,这也是 有史以来测 序的最古老的微生物 DNA ,揭示了一些与非洲象死亡有关的致病菌也曾感染过其远古近亲猛犸象的口腔。 这项研究为理解已灭绝物种的生物学开启了新篇章,让我们不仅可以研究猛犸象自身基因组,还可以开始探索它们体内的微生物群落。 在这项最新研究中,研究团队对 483 份跨度超过 100 万年的 猛犸象 遗骸中的古微生物 DNA 进行了分析。这些样本包括猛犸象牙齿、头骨和皮 肤,样本的地理位置广泛,从北美、英国到西伯利亚,年代可追溯到早更新世 (约 110 万 ...
二甲双胍为何能保护大脑?Nature子刊:二甲双胍改变线粒体相关代谢并增强人类少突胶质细胞功能
生物世界· 2025-09-08 00:00
二甲双胍的神经保护作用研究 - 二甲双胍是一种胍衍生物药物 自1957年起用于降低2型糖尿病患者血糖水平 但作用机制尚未完全明确 目前仍是2型糖尿病最常用药物之一 且作为抗衰老药物在神经退行性疾病领域受到关注[2] - 爱丁堡大学研究团队在Nature Communications发表论文 揭示二甲双胍通过改变线粒体相关代谢增强人类少突胶质细胞功能 从而发挥神经保护作用[3][4] 多发性硬化症的病理机制 - 多发性硬化症患者大脑和脊髓出现局灶性脱髓鞘区域 导致神经元轴突失去髓鞘保护 引发神经传导速度减缓及神经元逐渐丢失[7] - 再髓鞘化过程可恢复传导速度和代谢支持能力 临床数据显示再髓鞘化程度提升与多发性硬化症致残率下降显著相关 但该过程效率有限 尤其在老龄患者中[7] - 髓鞘再生能力随年龄下降的核心原因是少突胶质前体细胞对促分化信号反应性降低[7] 二甲双胍的临床应用前景 - 二甲双胍能穿透血脑屏障 促进老年大鼠少突胶质前体细胞功能性再生 恢复其对促髓鞘再生分子的响应能力 目前正开展针对多发性硬化症、帕金森病和阿尔茨海默病的临床试验[8] - 研究采用人类干细胞来源少突胶质前体细胞 发现嵌合体模型最接近体内成年人少突胶质细胞状态 二甲双胍在所有模型中均增加髓磷脂蛋白和髓鞘生成[9] - 在嵌合体模型中 二甲双胍使移植人类细胞和小鼠轴突的线粒体面积增加 并伴随线粒体功能相关转录本提升 多发性硬化症患者捐赠大脑样本也显示类似转录本表达[9] - 二甲双胍对大脑的作用非细胞特异性 部分通过线粒体变化改变代谢 促进更多髓鞘生成 在人类、小鼠和大鼠多种细胞中均表现出与神经保护相关的积极补偿作用[9]
华人学者本周发表4篇Cell论文:玫瑰花香调控基因的从头诞生、肿瘤劫持巨噬细胞以促进骨转移和贫血、破译乳腺癌起源和进展...
生物世界· 2025-09-07 09:00
文章核心观点 - 本周Cell期刊上线了7篇研究论文,其中4篇来自华人学者,涵盖了植物基因进化、单倍体育种、肿瘤骨转移机制和乳腺癌多组学技术等前沿领域[3] 从头起源基因驱动玫瑰花香多样化 - 华中农业大学团队发现全新基因SCREP的多步骤"从零诞生"过程,该基因显著抑制玫瑰花关键芳香物质丁香酚的合成[4][5][8] - 约6300万年前蔷薇亚科物种出现非编码DNA序列,1600万年前演变为完整基因框架,MITE转座元件插入启动子区域提升SCREP表达水平[9] - 该发现为基因从头起源机制和植物性状精准改良提供新见解,具备合成生物学应用潜力[9] 重编程小孢子命运以实现体内单倍体高效诱导 - 武汉大学与湖北大学团队揭示BBM-BAR1调控模块可直接驱动小孢子从配子体发育转向胚胎发生途径[10][12][13] - 转录因子BBM特异性表达可诱导小孢子命运转变和胚胎发生,有效绕过胁迫处理需求,BAR1作为下游效应因子发挥类似作用[12] - 该技术突破传统胁迫处理瓶颈,为多种作物体内高效单倍体诱导提供变革性方法[13] 肿瘤劫持巨噬细胞获取铁元素以促进骨转移和贫血 - 普林斯顿大学团队首次发现癌细胞通过劫持富含铁的巨噬细胞获取铁元素,导致骨髓缺乏生成健康红细胞所需的铁元素[14][15][18] - 癌细胞会模拟成红细胞在骨组织低氧环境中维持增殖,该机制不仅存在于转移性乳腺癌,也拓展至其他主要癌症类型[18] - 研究为开发同时减缓骨转移和缓解伴随贫血的疗法开辟新途径[18] 整合单细胞基因组和转录组以破译乳腺癌进展机制 - 中国科学院团队开发首个高通量高精度的单细胞DNA和RNA多组学技术wellDR-seq[19][20][23] - 该技术揭示ER+乳腺癌细胞起源,首次在单细胞水平展示拷贝数与基因表达的复杂关系[23] - wellDR-seq作为通用方法适用于乳腺癌及其他癌症和生物医学领域[23]
传奇科学家乔治·丘奇的抗衰老论文被撤稿!论文作者曾亲自“当小白鼠”,宣称年轻20岁
生物世界· 2025-09-07 04:03
基因治疗研究 - 使用巨细胞病毒(CMV)作为基因递送载体 通过鼻内吸入或注射方式对小鼠进行TERT或FST基因治疗 显著改善健康衰老相关生物标志物并将小鼠寿命延长约40%[5] - TERT基因治疗组和FST基因治疗组小鼠中位寿命分别达到37.5个月和35.1个月 较空白对照组26.7个月分别延长41.4%和32.5%[12][13] - 除寿命延长外 两种基因疗法还显著改善葡萄糖耐量 身体机能 并防止体重减轻和脱发 同时抑制线粒体结构损伤且未发现致癌性副作用[13] 技术机制 - 端粒酶逆转录酶(TERT)能够激活端粒酶延长端粒 在延长健康寿命和逆转衰老方面具有潜力[10] - 卵泡抑素(FST)基因编码分泌蛋白 作为肌生成抑制素的负调节剂 能显著增加肌肉质量并改善老年小鼠肌肉功能[10] - 巨细胞病毒具有较大基因组和整合多个基因的独特能力 且不会将其DNA整合到宿主基因组中 降低插入诱变风险[11] 研究争议 - 论文因图1存在印迹条带过饱和且黑色值不同 图3存在图像重复问题而被撤稿[15] - 罗格斯大学研究监管事务办公室要求撤稿 乔治·丘奇同意撤稿但认为证据薄弱 Elizabeth Parrish和朱桦不同意撤稿[8][20] - 乔治·丘奇表示原始数据集备份不充分可能是粗心大意 试验数据问题微不足道且不影响结论[20] 商业应用 - 研究使用的小鼠巨细胞病毒(MCMV)与人巨细胞病毒(HCMV)高度相似 包括病毒发病机制和蛋白功能等方面[11] - 90%人类已感染或携带巨细胞病毒 在健康成年人中通常无症状 临床试验证实其作为基因治疗递送载体的安全性[11] - 探索同时递送多个基因的大容量基因治疗载体具有重要前景 巨细胞病毒在这方面具有独特优势[11]
西湖大学×郑州大学合作发表Cell Research论文:发现致命脑肿瘤治疗新靶点
生物世界· 2025-09-07 04:03
研究背景与模型创新 - 利用非癌性小鼠胚胎干细胞构建同基因小鼠畸胎瘤模型 模拟肿瘤发生初期免疫编辑早期阶段 克服成熟肿瘤细胞系无法模拟免疫逃逸早期阶段的局限性[2][5] - 通过全基因组CRISPR筛选鉴定影响癌症免疫编辑早期阶段的基因 包括促凋亡肿瘤抑制基因Trp53[5] 关键发现与机制 - Trp53等促凋亡肿瘤抑制基因缺失会加剧畸胎瘤细胞坏死 导致APOE脂质颗粒释放至细胞外环境[5] - 浸润性T细胞被肿瘤坏死区域吸引后积累脂质并发生功能失调[5] - 阻断T细胞脂质摄取或使线粒体通透性转换孔(mPTP)失活可减少细胞坏死并恢复免疫监视功能[5] 临床转化与应用 - 在TP53突变型人类胶质母细胞瘤(GBM)中发现浸润性T细胞同样出现APOE积聚及功能失调[5] - 抗APOE抗体与抗PD-1抗体联合使用可协同增强抗肿瘤免疫应答 延长小鼠模型生存期[5] - 靶向肿瘤坏死脂质释放或阻断T细胞脂质摄取为胶质母细胞瘤提供潜在新靶点[2][5] 研究意义 - 揭示mPTP介导的肿瘤坏死与免疫逃逸的关联机制[5] - 证实抑制免疫细胞对坏死肿瘤释放脂质的摄取可增强癌症免疫治疗效果[5]
Cell子刊:生成式AI模型,从头生成抗菌肽,对抗抗生素耐药难题
生物世界· 2025-09-07 04:03
撰文丨王聪 编辑丨王多鱼 排版丨水成文 该研究开发了 一种基于 蛋白质语言模型 嵌入对 抗菌肽 (AMP) 序列进行微调的潜在扩散模型—— AMP-Diffusion ,AMP-Diffusion 能够通过系统地探索序 列空间来快速发现抗菌肽候选物,研究团队利用 AMP-Diffusion 生成并验证了多个候选抗菌肽,它们表现出 广谱抗菌活性,包括对多重耐药菌株的活性,同时表 现出低细胞毒性。 抗生素耐药性 的发展速度已经远远超过了我们发现新型抗生素的能力 。 抗菌肽 ( Antimicrobial peptide, AMP) 是一类天然存在于生物体内的小分子多肽 (通常含 10-50 个氨基酸) ,具有广谱抗菌活性,可对抗细菌、真菌、病毒及寄生虫等病原体。作为宿主免疫防御系统的重要组成部分,其作用机制与传统抗 生素不同,主要通过破坏病原体细胞膜或干扰其代谢过程发挥杀菌作用,是一类很有前景的抗生素替代品。 生成式人工智能 ( generative artificial intelligence ) 为多肽的设计提供了一条强大途径,但这一过程仍充满挑战,原因在于巨大的序列空间、复杂的结构-活 性关系以及需要在抗 ...
清华×北大合作发表Cell子刊论文:揭开口腔病毒与肥胖和糖尿病的关联
生物世界· 2025-09-07 01:00
研究背景与意义 - 口腔是人体第二大微生物栖息地 其微生物组在维持健康和生物发育中发挥关键作用[2] - 口腔病毒组是口腔微生物组的重要组成部分 主要由噬菌体和真核病毒构成 但其作用长期被低估[2] - 口腔病毒已被确认与口腔癌 牙周病 手足口病 类风湿关节炎等多种人类疾病相关[5] - 2型糖尿病是全球发病率和死亡率的主要因素 且快速增长 导致巨大经济和社会后果[5] 研究成果概述 - 清华大学与北京大学团队于2025年9月1日在Cell Reports Medicine发表重要研究 构建了人类口腔病毒组数据库(HOVD)[3] - HOVD包含24440个噬菌体病毒操作分类单元(vOTU)和83个真核病毒 是一个可免费访问的在线资源[3][5] - 研究利用HOVD描述了2型糖尿病/肥胖患者口腔病毒组的变化及其与口腔细菌和肠道病毒组的相关性[3] - 研究发现口腔噬菌体产生的内溶素可抑制口腔致病菌牙龈卟啉单胞菌 为伴2型糖尿病牙周炎提供新治疗方案[3] 研究发现细节 - 患有2型糖尿病的肥胖患者口腔病毒多样性降低 与临床特征相关性较低 病毒-细菌相关性受到破坏[6] - 肥胖或2型糖尿病会增强口腔-肠道病毒传播[6][7] - 研究通过计算鉴定出感染牙龈卟啉单胞菌的噬菌体 并筛选出6种潜在内溶素[6] - 实验验证表明三种内溶素的混合物可显著抑制牙龈卟啉单胞菌的生长[6] 研究价值与应用 - 该研究将增进对口腔微生物组中病毒及宿主-病毒相互作用的认识[9] - 为人类疾病的诊断和治疗提供新线索[9] - 为口腔和全身疾病干预提供了途径[6] - 突显了噬菌体产生的内溶素在伴2型糖尿病牙周炎中的治疗潜力[6]
干细胞抗抑郁!中国科学院×复旦大学合作论文登上Cell Stem Cell封面
生物世界· 2025-09-06 09:00
撰文丨王聪 编辑丨王多鱼 排版丨水成文 位于中脑腹侧的 A10 亚型 多巴胺能神经元 (A10 mDA) 在与奖赏相关和目标导向的行为中发挥着核心作 用,并被认为是治疗包括 抑郁症 在内的多种精神疾病的靶细胞。 近日, 中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心 陈跃军 研究员、 复旦大学脑科学研究院 熊曼 研究员 等 ( 严唯 、 高琴琴 为论文共同第一作者 ) 在 Cell 子刊 Cell Stem Cell 上发表了题为: Human stem cell-derived A10 dopaminer gic neurons specifically integrate into mouse circuits and improve depression-like behaviors 的研究论文。该研究还被选为期刊 封面论文 。 该研究开发了 一种从 人类多能干细胞 (hPSC) 高效分化生成 A10 样中脑多巴胺能神经元 (A10-like mDA) 的方法 , 证明了移植的 A10-like mDA 神经元可特异性整合到小鼠的大脑神经回路,在正常小鼠 中产生了抗焦虑表型、在抑郁症小鼠中产生了抗抑郁表型。 在 ...
Nature:首批CRISPR基因编辑马诞生,肌肉更强,跑得更快!
生物世界· 2025-09-06 04:05
基因编辑技术突破 - 世界首批CRISPR基因编辑马于2025年9月诞生 通过CRISPR-Cas9技术敲除myostatin基因增强肌肉并提升速度[3][5][7] - 阿根廷非营利研究组织Kheiron Biotech培育5匹基因编辑马 采用克隆技术生成胚胎并诞下马匹[7] 基因编辑动物应用领域 - Acceligen公司开发CRISPR牛PRLR-SLICK 编辑催乳素受体基因使毛发短而光滑 提升耐热性以适应气候变化 2022年获美国FDA批准用于肉类生产及人类食用[9] - 印度研究人员培育世界首例CRISPR羊 编辑myostatin基因增强肌肉以提高羊肉产量[9] - Genus公司开发CD163基因突变猪 对猪繁殖与呼吸综合征病毒具有抗性 2020年获美国FDA批准 预计2026年上市销售[10] - Revivicor公司开发GalSafe猪 敲除GGTA1基因降低过敏原性 2020年获FDA批准用于生物医学治疗和人类食用 同时研究其器官移植至人体[10] - 中科奥格公司开发多重基因修饰猪 成功实现基因编辑猪肝脏、肾脏及肺的人体移植[10] 行业争议与挑战 - 基因编辑马引发传统马球运动争议 阿根廷马球协会禁止使用基因编辑马匹 国际马术联合会2019年已禁止此类做法[8] - 基因编辑技术面临伦理挑战 包括对动物健康及人类食用的潜在未知影响 以及基因编辑遗传至后代和野生动物种群的风险[11][12]
北京大学最新Cell子刊:激活肿瘤细胞焦亡,提高抗肿瘤免疫效果
生物世界· 2025-09-06 04:05
研究背景与问题 - 肿瘤免疫疗法中基于PD-1/PD-L1通路的免疫检查点阻断(ICB)疗法在晚期癌症中效果显著但免疫应答率低[2] - 细胞焦亡(Pyroptosis)可引发强烈免疫反应 不到15%肿瘤细胞发生焦亡即能消除整个肿瘤[2] - 光动力疗法(PDT)和化疗可诱导细胞焦亡 但存在光穿透性差、耐药性及依赖肿瘤微环境内源性物质导致疗效不佳的问题[5] 技术方案与机制 - 开发喜树碱增强型自发光纳米系统CC@PDC 由卟啉脂质、喜树碱衍生物和靶向材料自组装 封装过氧化钙及化学发光物质CPPO[6] - 在酸性肿瘤微环境中 CaO₂提供O₂和H₂O₂ 与CPPO反应使喜树碱在420纳米处发光 激发卟啉产生活性氧(ROS)[6] - 实现自发光无需外部光源 级联能量转移增强ROS生成 化疗与光动力疗法协同激活细胞焦亡[6][7] 治疗效果与应用 - 高效诱导肿瘤细胞焦亡 释放促炎细胞因子和警报素 显著增强肿瘤免疫原性[5][7] - 与抗PD-L1单抗联合使用展现出卓越抗肿瘤免疫效果 刺激抗肿瘤免疫反应[3][7]