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NEJM综述：淀粉样变性的发病机制、研究和治疗
AL(免疫球蛋白轻链)淀粉样变性是一种罕见的疾病，通常导致进行性器官功能障碍、器官衰竭和最终死亡。骨髓中的克隆浆细胞分泌游离轻链进入循环。这些轻链是免疫球蛋白的一部分，也被称为抗体。但在这种疾病中，轻链错误折叠并聚集成淀粉样原纤维沉积在器官和组织中。在一篇关于AL淀粉样变性“系统性轻链淀粉样变性”的综述文章中，Chobanian & Avedisian医学院和波士顿医学中心淀粉样变性中心主任Vaishali Sanchorawala医学博士重点介绍了发病机制、临床综合征、风险分层和治疗进展方面的最新进展，并展望了未来治疗和研究的努力和需求。Sanchorawala在她的综述中写道:“在
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一种新的、全面的方法教本科生合成生物学
合成生物学领域，即操纵生物学的科学，有很多“厨房里的厨师”，这既帮助它蓬勃发展，也使得为每个学习水平的学生创建一个有凝聚力、一致的课程变得异常困难。涉及的每一门学科——从化学工程到伦理学——都有一种独特的教学和文献方法，这就造成了科学家所学知识之间的不一致。现在，西北大学的研究人员提出了一种新的方法来教授合成生物学，这种方法使用不同层次的组织——从分子尺度开始，逐渐发展到社会尺度——来教授核心原则和发展可持续合成生物学技术的整体观点。该方法结合了许多学科的组成部分，允许来自不同背景的人获得合成生物学教育。一篇详细介绍该框架的论文昨天(6月26日)发表在《Nature Communication
来源：Nature Communications
时间：2024-07-01
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PNAS：模拟血液流动动力学以改善纳米颗粒给药
尽管近年来在主流媒体上获得了不好的名声，但纳米颗粒已经成功地用于靶向药物输送系统几十年了。药物分子可以被包裹在可生物降解的纳米颗粒中，以输送到特定的细胞或病变组织。然而，血流动力学可以显著影响纳米颗粒在靶点的结合能力，并在药物释放前保持足够长的粘附时间。伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的教授Arif Masud和Hyunjoon Kong从土木、机械、电气和化学工程中汲取灵感，开发并测试了一种新的数学模型，以准确模拟血液流动对纳米颗粒药物载体粘附和保留的影响。该模型与体外实验密切相关，证明了基于模型的模拟对纳米载体优化的影响。反过来，这将加速药物设计和针对患者的治疗。这项研究的结果最近发表在《美国
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神经奖赏通路中“隐藏的”性别差异
发表在《Journal of Neuroscience》上的一项新研究发现，驱动奖励相关行为的分子通路存在潜在的性别差异。该研究特别发现，男性和女性在加强大脑两个区域(海马体和伏隔核)之间联系的方式上存在差异和相似之处，这两个区域与奖励信号有关。男性和女性都患有与这些途径有关的疾病，比如抑郁症和药物滥用。然而，这些疾病的表现和流行程度因性别而异，某些标准治疗对男性或女性平均更有效。这篇新论文的发现鼓励了进一步的研究，以确定作者发现的分子差异是否可能支持疾病进展或药物反应的差异，这可能最终导致更有效的精神健康障碍治疗。虽然这种情况正在改变，但从历史上看，更多的研究是在男性受试者身上进行的(包括人
来源：Journal of Neuroscience
时间：2024-07-01
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这些蘑菇“大规模扩展”了基因组：它们的基因组出乎意料地大
发表在《细胞基因组学》(Cell Genomics)杂志上的一项对多种迈锡纳菌的研究发现，它们的基因组出乎意料地大。虽然人们一直认为这种蘑菇是纯粹的腐养动物——仅靠降解死去的有机物质为生——但这一发现表明，它们可能拥有一系列基因，使它们能够随着环境的变化而适应不同的生活方式。有趣的是，他们发现生活在北极的某些迈锡纳菌株拥有迄今为止所描述的最大的蘑菇基因组。这些蘑菇在它们的基因组中显示出广泛的生长。这不仅包括帮助它们入侵或与植物相互作用并分解碳的基因，还包括功能尚不清楚但可能很重要的基因。此外，还有许多重复的非编码元件和基因，它们通过水平基因转移从其他不相关的真菌中获得。“迈锡纳的样本是在北欧收
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多伦多大学开发了深度学习模型，比谷歌人工智能系统更能预测肽结构
多伦多大学的研究人员开发了一种名为PepFlow的深度学习模型，可以预测肽的所有可能形状——肽是比蛋白质短的氨基酸链，但具有类似的生物功能。PepFlow结合了机器学习和物理学来模拟肽可以根据其能量格局假设的折叠模式范围。肽与蛋白质不同，它是非常动态的分子，可以呈现一系列的构象。“到目前为止，我们还无法对肽的全部构象进行建模，”该研究的第一作者、最近在多伦多大学唐纳利细胞和生物分子研究中心获得分子遗传学博士学位的奥萨马·阿卜丁说。“PepFlow利用深度学习在几分钟内捕获肽的精确和准确的构象。这个模型有潜力通过设计充当粘合剂的肽来为药物开发提供信息。”这项研究今天发表在《自然机器智能》杂志上。
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Science子刊：可生物降解的微型机器人治疗小鼠炎症性肠病
加州大学圣地亚哥分校(UCSD)的工程师们已经开发出一种治疗炎症性肠病(IBD)的方法，该方法使用微型机器人或微型机器人与绿藻结合。这种实验性治疗已经在小鼠身上成功进行了测试，显著减轻了IBD症状，促进了受损结肠组织的愈合，而且没有毒副作用。他们的研究成果发表在《Science Robotics》杂志上，题为“Biohybrid microrobots regulate colonic cytokine levels and modulate epithelium barrier restoration in inflammatory bowel disease”。由加州大学圣地亚哥分校化学与
来源：Science Robotics
时间：2024-07-01
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大麻使用与COVID-19:发现令人惊讶的科学联系
与吸烟者类似，大麻使用者在感染艾滋病毒后需要住院和重症监护的可能性几乎是吸烟者的两倍病毒．一项新的研究表明，大麻使用者面临着更高的严重风险新型冠状病毒肺炎需要住院和ICU护理的疾病，类似于烟草使用者。然而，他们的死亡率并没有增加。研究结果强调，需要对大麻对健康的影响进行更多的研究，特别是在病毒感染方面。大麻使用与严重COVID-19风险增加有关随着这种被称为COVID-19的致命疾病于2019年底开始传播，科学家们急于回答一个关键问题:谁的风险最大?他们很快认识到，一些特征——包括年龄、吸烟史、高体重指数(BMI)和糖尿病等其他疾病的存在——使感染病毒的人更有可能患上重病，甚至死亡。但有一个风
来源：JAMA Network Open
时间：2024-07-01
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黑色素瘤抵抗治疗的机制
在许多恶性黑色素瘤病例中，靶向治疗的效果随着时间的推移而消失。UZH和USZ的一个研究小组现在发现，肿瘤细胞分泌的一种因子是导致耐药性的原因。这些发现可能为更有效的治疗铺平道路。恶性黑色素瘤是最具侵袭性的癌症之一。尽管最近在有效治疗方面取得了进展，但许多患者的肿瘤要么从一开始就具有耐药性，要么在治疗过程中变得如此。苏黎世大学解剖学研究所的干细胞生物学教授Lukas Sommer说:“因此，了解黑色素瘤耐药发展背后的机制至关重要。”在他的领导下，一项研究现在已经确定了一种阻碍治疗效果的机制。这一结果为抑制耐药的发展提供了新的思路。该项目由苏黎世大学医院(USZ)的Mitch Levesque和R
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DeepEvo：工程定制蛋白质的“智能”策略
设计蛋白质以获得理想的特性一直是现代生物技术的圣杯。例如，与天然酶相比，工程酶具有在较高温度下增强生化反应的能力，因此食品工业可以受益。这可以节省宝贵的资源，如劳动力、金钱和时间。然而，获得具有期望性状的功能性蛋白的过程提出了重大挑战。目前的蛋白质工程方法，如定向进化，在很大程度上依赖于机会来缩小目标蛋白质的理想变体。定向进化使用重复引入称为突变的蛋白质序列改变(迭代诱变)，然后快速筛选大量变异蛋白质(高通量筛选)。毫不奇怪，这种方法是劳动密集型和低效的。为了克服这些限制，由中国科学院天津工业生物技术研究所和国家合成生物学技术创新中心的蒋慧峰博士领导的一组来自中国的研究人员开发了一种基于人工智
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对早期汗液蒸发的新见解
美国各地的酷热使今年夏天成为出汗的季节。当天气炎热时，汗液及其蒸发对我们保持凉爽至关重要。但我们对汗液如何蒸发的理解仅限于这个过程的大量阶段，当我们的身体被一层粘稠的薄膜覆盖，甚至是汗液池时。相对而言，人们对出汗初期的动力学知之甚少，在这个阶段，单个汗腺释放出微小的液滴，然后迅速蒸发。亚利桑那州立大学副教授Konrad Rykaczewski说：“世界各地都有机械工程研究人员，包括我自己，他们致力于了解电力生产、食品加工、喷墨印刷等几乎所有工业基板上液滴行为的不同参数。所以，我很惊讶没有人仔细研究皮肤上的汗水。”为了填补这一知识空白，Rykaczewski和他的同事们开发了新的研究工具，包括一
来源：Arizona State University
时间：2024-07-01
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疼痛患者精神症状与选定的炎症生物标志物之间的关联
研究团队从卡罗林斯卡大学医院招募了80名成年慢性疼痛患者。通过自我报告问卷和血液样本，研究人员分析了炎症生物标志物的水平，并探讨了它们与精神症状之间的关系。这些生物标志物包括肿瘤坏死因子α（TNF-α）、白细胞介素6（IL-6）、白细胞介素8（IL-8）、白细胞介素10（IL-10）、C反应蛋白（CRP）和红细胞沉降率（ESR）。研究发现，尽管患者报告了高水平的疾病行为，但炎症水平总体上处于正常范围。更令人惊讶的是，疾病行为在解释抑郁和失眠等症状时，比炎症标志物更为重要。这表明，疾病行为可能是精神疾病共病的一个更关键因素。这项研究的结果对于慢性疼痛的治疗具有重要意义。首先，它强调了疾病行为在慢
来源：Psychoneuroendocrinology
时间：2024-07-01
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Science：一种新的病毒靶标，对抗全球麻疹卷土重来
由哥伦比亚大学和拉霍亚免疫学研究所领导的一个跨国研究小组已经确定了一种攻击麻疹的新方法，为开发新的疫苗和抗病毒药物铺平了道路，这些疫苗和抗病毒药物可以帮助对抗这种病毒的全球复苏。这项研究发表在《科学》杂志上。麻疹是已知最具传染性的病毒之一，即使一小部分人口未接种疫苗，也可能传播。这种病毒会引起皮疹、高烧、上呼吸道症状和严重的短暂性免疫抑制。它还会引起严重的，有时甚至是致命的并发症，特别是在幼儿、孕妇和免疫功能低下的人群中。去年，全球麻疹病例增加了30倍，该疾病是疫苗可预防的儿童死亡的最大原因。目前的麻疹疫苗含有减毒活病毒，安全有效。但是，由于免疫功能低下的人不能接种活病毒疫苗，除非至少95%的
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RNAi杀虫剂上市 更安全靶向农作物害虫
科罗拉多马铃薯甲虫的破坏性如此之大，以至于前东德的宣传机构曾指责美国将这种贪婪的昆虫投放到该国的马铃薯地里。1950年的一本小册子上写着“Halt amikäfer”——意思是“停止美国甲虫”。没有证据表明这种彩色害虫被用作生物战的一种形式。但是德国和其他许多国家的种植马铃薯的农民至今仍在与这种甲虫作斗争。这种甲虫原产于落基山脉，现在遍布北半球，每年造成超过5亿美元的作物损失。它是抵抗农药的大师，是化学杀虫剂研究的早期推动力，并进化出了对一种又一种化合物——超过50多种杀虫剂，代表了所有主要类型的有效成分——的免疫力。这种甲虫的翅膀上有黄色和黑色的垂直条纹，头上有一个红橙色的黑点。幼
来源：sciencemag
时间：2024-06-29
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Nature：MIT发表了一项可能彻底改变医学的突破
通过捕捉短命的核糖核酸在分子上，科学家可以绘制出基因和控制它们的调控元素之间的关系。麻省理工学院研究人员发明了一种方法，通过监测基因和增强子的激活时间来观察基因和增强子之间的相互作用，这有助于确定遗传疾病的药物靶点。这项技术也提高了对eRNA在基因调控和疾病治疗中的功能的认识。基因表达和增强子定位尽管人类基因组包含大约23000个基因，但在任何给定时间，这些基因中只有一小部分在细胞内被激活。控制基因表达的调控元件的复杂网络包括基因组中称为增强子的区域。它们的位置往往远离它们所调节的基因。这种距离使得绘制基因和增强子之间复杂的相互作用图谱变得困难。为了克服这个问题，麻省理工学院的研究人员发明了一
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两篇Nature公布重要突破：新一代可编程的基因编辑系统
这是基因工程的一次重要飞跃，来自Arc研究所的一组研究人员发现了桥接重组酶机制（bridge recombinase mechanism，生物通注），这是一种精确而强大的工具，可以以可编程的方式重组和重新排列DNA。今天发表在《自然》杂志上的这项研究报告了研究人员发现的第一个DNA重组酶，该酶使用一种非编码RNA对目标和供体DNA分子进行序列特异性选择。这种桥接RNA（bridge RNA）是可编程的，允许用户指定任何所需的基因组靶序列和插入的任何供体DNA分子。“桥接RNA系统是一种全新的生物编程机制，桥式重组可以通过特定序列的插入、切除、反转等方式普遍修改遗传物质，使活基因组成为超越CRI
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Nature：首次发现一种基因“关闭开关”，限制了生物获取营养的能力
一个国际科学家小组首次发现了一种基因“关闭开关”，它可以关闭豆科植物将大气中的氮转化为营养物质的过程。豆类、豌豆和扁豆等豆类在作物中是独一无二的，因为它们能够与土壤细菌相互作用，将氮转化或“固定”为可用的营养物质。然而，当土壤中通过自然过程或通过施用合成肥料已经富含氮时，这种能源密集型生物过程就会减少。最新发现的基因调节因子可以在土壤硝酸盐含量高时关闭固氮作用，这使得科学家们可以去除模型豆科植物中的基因，确保它们无论土壤环境如何都能继续固氮。提高豆科植物固氮的生物能力有助于提高作物生长和产量，同时也减少了对合成肥料的需求，而合成肥料会增加农业的环境足迹。这项研究的结果发表在《自然》杂志上，该研
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Nature：迄今为止人类胰腺癌前病变最详细的3D图谱
约翰霍普金斯大学金梅尔癌症中心索尔戈德曼胰腺癌研究中心的研究人员已经开发出一种3D基因组分析技术，用于识别胰腺中的小癌前病变-称为胰腺上皮内瘤变(PanINs) -导致最具侵略性，致命的胰腺癌之一。该研究结果发表在5月1日的《自然》杂志上，提供了迄今为止人类胰腺癌前病变最详细的3D图谱，为未来早期发现胰腺导管腺癌(PDAC)和其他类型的胰腺癌奠定了基础。“实际上没有多少人会患上胰腺癌，所以我们很震惊地发现，在胰腺的正常区域有很多癌前病变，或称PanINs，”医学博士Laura Wood说，她是金梅尔癌症中心和约翰·霍普金斯大学医学院的病理学和肿瘤学副教授，也是该研究的资深作者之一。“这项研究强
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Nature子刊：膳食纤维促进肠道细菌对有益氨基酸的转化
我们从食用水果、蔬菜和全谷物中获得健康的膳食纤维。但为什么纤维对我们这么有好处呢?一组研究人员发现，膳食纤维通过影响结肠中细菌的行为，在决定健康和有害物质生产平衡方面发挥着至关重要的作用。膳食纤维有益于我们的健康，来自丹麦理工大学国家食品研究所和哥本哈根大学营养、运动和体育学系的科学家们现在发现了其中的一个重要原因。在我们的结肠内，不同类型的细菌竞相利用一种叫做色氨酸的必需氨基酸。这种竞争可能会给我们的健康带来好的或坏的结果。这项发表在科学杂志《Nature Microbiology》上的研究表明，当我们摄入大量膳食纤维时，肠道细菌有助于将色氨酸转化为健康物质。但是如果我们没有摄入足够的纤维，
来源：Nature Microbiology
时间：2024-06-28
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开创性疫苗增强免疫系统有望对抗致命的脑癌
poly-ICLC与基于树突状细胞的免疫治疗疫苗联合使用，有望成为致命脑癌患者的治疗方法。加州大学洛杉矶分校健康约翰逊综合癌症中心的研究人员已经确定了一种联合免疫疗法，可以增强恶性胶质瘤患者的免疫反应，恶性胶质瘤是一种侵袭性的、难以治疗的脑肿瘤。发表在《Nature Communications》上的这项研究发现，将个性化树突状细胞疫苗与免疫增强物质poly-ICLC配对，可以增强恶性胶质瘤患者的免疫反应和T细胞的活性，并且比单独使用疫苗更有效地提高树突状细胞对抗脑肿瘤的能力。“治疗恶性神经胶质瘤非常复杂，由于这些肿瘤的浸润性和它们在大脑中的位置，这些患者的预后通常很差，”加州大学洛杉矶分校大
来源：Nature Communications
时间：2024-06-28
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