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Adv Sci:我国学者揭示尼古丁抗衰老的新机制
生物世界· 2025-08-03 09:30
尼古丁抗衰老研究 - 核心观点:尼古丁可重编程衰老相关代谢并保护小鼠免受运动能力下降的影响 [3][13][15] - 研究背景:全球老龄化加剧,衰老伴随代谢失调、运动能力下降等系统性生理恶化,NAD⁺水平下降和鞘脂代谢失调是关键因素 [5][6] - 矛盾现象:长期吸烟增加癌症风险,但流行病学显示吸烟与溃疡性结肠炎、帕金森病等疾病风险降低存在关联 [2][7] 实验设计与发现 - 剂量控制:研究采用0.25克/升(低)和0.5克/升(高)尼古丁浓度,模拟自愿摄入并联合糖精钠减少副作用 [10][11] - 代谢机制:尼古丁通过激活NAMPT酶提升NAD⁺合成,改善糖代谢和认知功能 [8];调控鞘脂周转(鞘磷脂合酶/中性鞘磷脂酶)减少神经酰胺积累 [13] - 运动功能:22个月口服尼古丁显著减缓老年小鼠运动能力衰退,BMAge评分显示更年轻表型 [11][13] 多器官与微生物组影响 - 代谢组学:24月龄小鼠肝脏、脂肪等器官代谢组分析显示糖脂代谢和能量稳态通路被激活 [10][11] - 肠道菌群:尼古丁维持微生物组成,改变鞘脂途径相关代谢物,对抗衰老相关菌群失调 [10][11] 研究意义与延伸 - 系统性证据:首次揭示尼古丁通过全身鞘脂稳态调控延缓运动衰退,为抗衰老提供新靶点 [15] - 剂量差异:有益效果出现在显著低于吸烟浓度的尼古丁暴露下,需进一步研究剂量阈值 [10]
Nature子刊:仅仅看到病人,大脑就会激活免疫系统,让身体提前做好防御准备
生物世界· 2025-08-03 04:03
研究核心发现 - 大脑在感知到附近有传染病患者时能激活与直接接触病原体类似的免疫反应[3][11] - 虚拟现实(VR)中患病人物靠近可触发固有淋巴细胞(ILC)频率和活化状态增加[9] - 虚拟感染与真实接种流感疫苗引发的免疫活动相似(ILC1减少 ILC2及前体细胞增加)[9] 实验设计 - 使用Oculus Rift展示带病征(皮疹/咳嗽)或健康的虚拟人物模拟感染威胁[6] - 对照组直接接种流感疫苗以对比真实病原体接触效果[7] - 采用EEG fMRI 质谱分析和流式细胞术测量神经与免疫反应[7] 神经机制 - 激活脑区包括近身空间相关区域及显著网络(顶内沟 前运动皮层等)[7][9] - 下丘脑-垂体-肾上腺轴将神经预判转化为免疫系统预先激活[9] - 神经可塑性改变体现在显著网络与下丘脑连接变化[9] 应用前景 - VR技术或可增强疫苗靶向免疫细胞激活程度[12] - 预判性神经免疫机制具有进化优势 能实现快速响应准备[10]
Nature:肝癌免疫治疗新靶点——ACLY
生物世界· 2025-08-03 04:03
肿瘤代谢与免疫调节 - 免疫抑制性肿瘤微环境在代谢功能障碍相关脂肪性肝炎驱动的肝细胞癌(MASH-HCC)中常见,但肿瘤代谢对免疫原性的影响机制尚不明确 [2] - 癌细胞通过重编程代谢过程(如增强糖酵解和脂质生成)支持生长并逃避免疫监视,同时代谢副产物(如乳酸、琥珀酸)进一步抑制免疫微环境 [5] - MASH-HCC发生在独特的免疫抑制性微环境中,对免疫治疗具有抗性,其免疫反应性受肿瘤内脂肪变性、B细胞浸润减少及CXCL13表达下调等特征影响 [5] ACLY的生物学作用与抑制剂开发 - ATP-柠檬酸裂解酶(ACLY)连接底物供应、线粒体代谢与脂质生物合成及基因调控,抑制ACLY在多种肿瘤中显示抗增殖作用,但临床转化受限于抑制剂开发挑战和代偿性代谢途径 [2] - 研究团队开发新型ACLY小分子抑制剂EVT0185,其在肝脏中转化为EVT0185-CoA,直接结合ACLY的辅酶A位点,通过结构分析确认相互作用机制 [6] ACLY抑制剂的抗肿瘤效果 - 在MASH-HCC小鼠模型中,基因抑制ACLY使肿瘤病变减少70%以上 [6] - EVT0185单药治疗显著降低三种MASH-HCC小鼠模型的肿瘤负荷,并增强现有标准治疗方案(如酪氨酸激酶抑制剂和免疫疗法)的疗效 [7] - ACLY水平降低与CXCL13水平升高、肿瘤浸润B细胞增多及三级淋巴结构形成相关,B细胞耗竭会阻断ACLY抑制剂的抗肿瘤作用 [7] 研究意义与潜在应用 - ACLY是肿瘤-免疫相互作用的关键代谢调控因子,针对肿瘤代谢的干预可重塑免疫功能并抑制MASH-HCC癌变进程 [8] - 该研究为MASH-HCC提供了新的治疗策略,结合代谢干预与免疫调节可能改善现有疗法效果 [3][8]
西湖大学发表最新Cell子刊论文
生物世界· 2025-08-03 04:03
胶质母细胞瘤治疗现状 - 胶质母细胞瘤(GBM)是最致命的恶性肿瘤之一,传统治疗方法(手术、放疗、化疗)仅能取得部分疗效 [2] - 肿瘤微环境(TME)高度免疫抑制,淋巴细胞浸润稀少,限制了免疫检查点阻断(ICB)疗法的效果 [2] - 溶瘤病毒疗法通过诱导肿瘤细胞裂解、暴露抗原和免疫原性细胞死亡(ICD)刺激免疫细胞,成为有前景的治疗方向 [2] 溶瘤病毒疗法的挑战与突破 - 早期临床试验显示溶瘤病毒对GBM有治疗潜力,但部分患者无反应,存在未识别的耐药机制 [2] - 全基因组CRISPR筛选发现BRD9是肿瘤对溶瘤病毒(oHSV1)耐药的关键调控因子 [4][6] - BRD9属于非典型BAF(ncBAF)复合物,其抑制可显著增强oHSV1的复制、溶瘤效果和抗肿瘤免疫 [6] 机制与临床关联 - BRD9与RELA结合并增强抗病毒基因表达,抑制BRD9可阻断该通路 [7] - BRD9抑制剂(IBRD9)在多种GBM模型中增强oHSV1活性,临床试验中BRD9低表达患者疗效更佳 [7] - BRD9可作为预测oHSV1治疗效果的潜在生物标志物 [8] 研究价值与前景 - BRD9是克服GBM溶瘤病毒耐药性的重要靶点,联合疗法具有潜在治疗价值 [6][10] - 研究为胶质母细胞瘤的免疫治疗提供了新策略,包括基因靶向和药物抑制双重路径 [6][8]
68秒造一只“活体机械蟑螂”!哈工大校友建立全球首个昆虫-计算机混合机器人自动生产线
生物世界· 2025-08-02 10:00
核心观点 - 新加坡南洋理工大学研究团队开发出全球首个昆虫-计算机混合机器人全自动生产线,可在68秒内将普通蟑螂改造成可远程控制的"活体机械蟑螂" [2] - 该技术标志着生物混合机器人正式迈入工业化生产时代,未来可应用于灾害搜救、危险环境探测等领域 [16] 技术突破 - 发现蟑螂前胸与中胸间的弹性薄膜可作为天然"控制面板",通过3V电脉冲刺激可在0.4秒内实现精准转向(最大转角82.6°)或急停(速度降低68.2%) [7] - 开发全自动装配系统,包含视觉定位(亚毫米级精度)、机械臂操作(抓取2.3g电子背包)、精准植入(0.6mm厚薄膜)和自动锁定四步骤 [10] - 人工装配需15分钟,自动化系统仅需68秒,效率提升13倍,合格率达86.7% [12] 性能优势 - 能耗极低:利用蟑螂自带生物能源系统,无需充电 [9] - 地形适应力强:可穿越碎石、瓦砾等复杂地形 [9] - 负载能力强:可携带自身体重2倍的设备(约15g) [9] - 协同效率高:4只半机械蟑螂在模拟灾后场景中10分31秒覆盖80.25%区域,单个蟑螂最高覆盖率仅45.75% [14] 应用场景 - 灾害搜救:在废墟中寻找幸存者 [17] - 危险环境探测:核辐射/化学污染区域监测 [17] - 分布式传感网络:通过半机械昆虫集群实现广域监测 [17] - 未来计划集成微型摄像头和传感器,增强环境感知能力 [16]
困扰韦东奕的牙周问题有救了?王松灵院士团队发表牙髓干细胞治疗牙周炎的临床试验数据
生物世界· 2025-08-02 08:00
前不久,北京大学 数学学院教师 韦东奕 的牙齿问题受到广泛关注,随后北大回应,韦东奕有比较严重的牙周问题,将帮助其积极治疗。 我们的口腔内寄居着许多种细菌。 牙周炎 是最常见的口腔疾病之一,是由口腔内有限的几种致病菌引发的慢性炎症。全球有超过 7 亿人受其影响,它会导致骨质 和软组织的破坏,还会引发全身性炎症反应。流行病学研究还表明, 严重的牙周炎会增加癌症发生和发展的风险 。 撰文丨王聪 编辑丨王多鱼 排版丨水成文 2025 年 7 月 31 日,首都医科大学/南方科技大学 王松灵 院士、北京大学第三医院 王霄 主任医师等在 Signal Transduction and Targeted Therapy 期刊发表 了题为: Impact of allogeneic dental pulp stem cell injection on tissue regeneration in periodontitis: a multicenter randomized clinical trial 的研究论文。 这是首次评估同种异体 牙髓干细胞 注射对 牙周炎 组织再生影响的随机、安慰剂对照临床试验,结果显示,牙髓干 ...
David Baker最新论文:像拼乐高一样设计蛋白,可编程蛋白组装,解锁纳米材料新纪元
生物世界· 2025-08-02 04:04
蛋白质组装技术突破 - 开发出"键中心模块化设计"策略,使蛋白质组装像拼乐高一样简单高效,成功率高达10%-50% [4] - 利用人工智能工具实现20多种蛋白质笼、二维阵列和三维晶体的精准构建 [4] - 研究由华盛顿大学蛋白质设计研究所团队完成,成果发表于Nature Materials期刊 [4] 技术原理与创新 - 采用模块化设计:结构模块作为组装骨架,键模块作为粘合剂实现高亲和力连接(结合强度可调,Kd=10 nM-2 μM) [8] - 连接器模块利用AI模型RFdiffusion生成刚性接头,确保组件精确对齐 [9] - 类比乐高积木:结构模块是砖块,键模块是插槽,连接器是卡扣 [10] 实验成果 - 设计64种二组分蛋白质笼,其中20多种成功组装,冷冻电镜验证分辨率达6.1Å-8.3Å [13] - "共享组件"策略实现一材多用,三聚体结构模块能与五种不同伙伴组装形成多种拓扑结构 [13] - 突破三维晶体构建,将八面体笼作为次级单元成功构建面心立方晶体 [15] - 二维阵列可通过添加竞争性分子实时重组为笼状结构,具备动态可重构性 [15] 应用前景 - 精准医疗:可编程笼状载体用于靶向递送药物 [19] - 合成生物学:构建细胞信号逻辑门 [19] - 材料科学:开发轻质高强度生物材料如仿生过滤膜 [19] - 与DNA纳米技术比肩,更易整合为生物计算机组件 [18] 行业意义 - 模块化设计成功率可达50%,远超传统方法的<10% [18] - 推动蛋白质设计进入可编程时代,标准化组件有望引发纳米材料制造业革命 [18]
两篇Science论文:冬眠的“超能力”被锁在人类DNA中,解除锁定有望逆转阿尔茨海默病、糖尿病等疾病
生物世界· 2025-08-02 04:04
冬眠动物代谢调控的遗传机制 - 冬眠动物具有从类似2型糖尿病、阿尔茨海默病和中风等健康状态中恢复的能力,其代谢调控机制可能隐藏于人类DNA中[3] - 两项Science研究通过比较非冬眠小鼠与冬眠松鼠的基因表达,发现下丘脑区域的顺式调控元件(CRE)与代谢适应密切相关[7] - 冬眠动物特有的CRE通过调控FTO基因座附近基因活性,实现入冬前快速增肥和冬眠期缓慢消耗脂肪的代谢切换[10] FTO基因座的关键作用 - FTO基因座是人类肥胖的最强遗传风险因素,但冬眠动物通过其附近DNA区域的特殊调控获得代谢优势[9] - 实验显示:小鼠中突变冬眠动物特有的CRE区域会显著改变体重、体温恢复能力及整体代谢率[10] - CRE非编码序列通过"指挥式调控"影响数百个基因表达,远超FTO基因座范围[10] 冬眠调控机制的发现方法 - 研究团队采用全基因组技术筛选1亿年内保守但冬眠动物中快速突变的DNA区域[13] - 禁食诱导的基因变化与冬眠动物DNA区域高度重叠,提示"枢纽基因"调控机制的关键作用[13] - 冬眠进化可能通过解除代谢"锁定"实现,使动物能在高/低能耗状态间自由切换[15][16] 人类潜在应用前景 - 人类基因组可能具备类似冬眠动物的代谢调控潜力,解锁后或可治疗2型糖尿病等代谢疾病[11] - 冬眠动物能逆转神经退行性病变和肌肉萎缩,其机制可能为延长人类寿命提供新思路[16] - 研究提出通过靶向调控CRE元件模拟冬眠代谢灵活性,开发年龄相关疾病疗法[16]
华人学者本周发表5篇Cell论文:表观基因稳态与阿尔茨海默病、土豆的妈妈是番茄、DNA突变新机制、癌症免疫大数据平台
生物世界· 2025-08-02 01:00
细菌Kiwa系统抗病毒防御机制 - 解析细菌跨膜防御机制Kiwa系统 在噬菌体附着瞬间启动分子级别防御围栏抑制噬菌体复制[5] - Kiwa系统通过协调膜相关噬菌体感染检测与下游效应物DNA结合 形成空间协调抗病毒机制 不诱导宿主细胞死亡[8] - 原核生物免疫系统是相互关联多层次网络 利用冗余性和多样性应对快速进化噬菌体威胁 为抗菌工具设计和合成生物学提供结构模板[8] 癌症免疫大数据平台 - 开发癌症免疫大数据平台CIDE 系统解析1903种编码分泌蛋白基因在肿瘤免疫微环境调控作用[14] - 鉴定AOAH CR1L COLQ ADAMTS7等分泌蛋白为新型免疫检查点阻断调控因子 AOAH通过双重机制增强免疫治疗[14] - AOAH提高T细胞受体对弱抗原敏感性增强抗肿瘤T细胞应答 通过清除抑制性脂质解除树突状细胞免疫抑制[14] - 系统性多组学分析揭示分泌蛋白在免疫治疗中多维调控网络 推动癌症治疗从经验驱动向数据驱动范式转变[15] 转录因子与错配修复竞争驱动DNA突变 - 揭示转录因子与错配修复竞争驱动DNA突变机制 解释转录因子结合位点罕见遗传突变频率高于预期现象[18] - 转录因子蛋白通过直接与MutSα对DNA错配识别竞争 增加DNA复制错误引起突变率 在酵母和人类细胞均观察到[21] - 转录因子与错配修复竞争是癌症中转录因子结合位点体细胞超突变关键决定因素 对调控性DNA进化具有重要意义[21] 马铃薯杂交起源与进化 - 发现马铃薯是杂交起源 母本为番茄 父本为类马铃薯 古杂交发生于800-900万年前[23] - 古杂交现象是马铃薯植物块茎形成和物种辐射基础 首次证实物种杂交可以产生新器官马铃薯块茎[26] - 系统揭示马铃薯物种杂交起源 块茎形成和辐射分化 为物种形成机制和遗传育种提供新理论视角[26] 阿尔茨海默病表观基因组研究 - 描绘阿尔茨海默病进展中不同脑区单细胞表观基因组动态变化 揭示表观基因组稳态瓦解与疾病进展相关[27] - 跨越六大关键脑区 在111例阿尔茨海默病患者及对照样本运用单细胞表观基因组转录组与多组学技术[30] - 量化表观基因组信息并与病理负荷 认知衰退 胶质细胞状态等系统整合 揭示脑区细胞类型特异表观调控网络[30] - 强调表观基因组稳定性在认知保护中核心作用 为理解认知衰退机制与细胞退行提供全新视角[30]
Cell:刘尊鹏/张珊珊等揭示阿尔茨海默病进展与否,关键或在表观基因组稳态
生物世界· 2025-08-01 14:41
阿尔茨海默病研究核心发现 - 阿尔茨海默病(AD)的典型病理特征包括β-淀粉样斑块沉积和Tau蛋白神经原纤维缠结,以内嗅皮层和海马体最早受累,导致突触损伤和神经元退行,但其易损机制长期未明 [2] - 部分个体即使存在高病理负荷仍能维持认知功能,称为"认知韧性"(Cognitive resilience,CR),提示神经系统存在抵御病理损伤的分子机制 [3] 研究设计与数据规模 - 研究覆盖111例样本(57例非AD、33例早期AD、21例晚期AD),跨越6个脑区(内嗅皮层、海马体等),采集384份组织样本,构建799个单细胞多组学文库,获得约350万个细胞的表观基因组与转录组图谱 [7] - 绘制了涵盖7大类细胞、67个亚型的高分辨率跨脑区单细胞表观和转录全景图谱,鉴定超100万个顺式调控元件和123个功能模块 [7] 表观基因组动态与病理关联 - AD大脑普遍存在"表观基因组信息丢失"现象,表现为异染色质松弛与活性染色质功能减弱,与神经元及胶质细胞功能衰退高度相关 [8] - 内嗅皮层和海马体的兴奋性神经元、齿状回颗粒细胞和锥体细胞受损最严重,显示脑区与细胞类型特异性易感差异 [8] - 胶质细胞呈现"激活-耗竭"双相状态:早期激活阶段表观信息升高并富集AD遗传风险位点,后期进入耗竭状态导致修复能力下降 [8] 认知韧性的分子基础 - 认知韧性个体在兴奋性神经元、少突胶质细胞等关键亚型中保有更高表观基因组信息,且"激活态"胶质细胞能持续维持表观稳定性 [9] - 核结构完整性(如核纤层蛋白、异染色质支架)是维系表观稳定性的关键,免疫通路异常激活会加速基因组稳定性丧失 [9] 研究意义与创新 - 首次系统性揭示AD进程中表观基因组稳态失衡与认知韧性的守护机制,为基于表观遗传干预的治疗策略提供理论基础 [10] - 通过单细胞多组学技术整合表观调控、遗传风险与细胞功能转化,开辟了AD精准治疗新路径 [5][10]