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Science：研究人员解开了儿童神经系统症状的医学谜团
大多数人在感到不适时去看医生是为了寻求诊断和治疗方案。但对于大约3000万患有罕见疾病的美国人来说，他们的症状与众所周知的疾病模式不符，这让他们的家庭进行了长达数年甚至一生的诊断旅程。但一个由圣路易斯华盛顿大学医学院的研究人员和医生组成的跨学科团队，以及来自世界各地的同事，已经解开了一个患有罕见遗传病的孩子的谜团，这种遗传病与任何已知疾病都不相符。研究小组发现，孩子的神经系统症状与影响细胞内蛋白质正确折叠方式的基因变化之间存在联系，这为父母提供了分子诊断，并确定了一种全新的遗传疾病。研究结果发表在10月31日的《科学》杂志上，有可能帮助找到治疗罕见脑畸形的新疗法。“尽管进行了广泛的医学评估，但
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MSK研究人员发现，古老的免疫防御系统在癌症中起着意想不到的作用
纪念斯隆凯特琳癌症中心（MSK）的研究人员发现，除了防御病原体外，人体的先天免疫系统还以意想不到的方式帮助保护我们基因组的稳定性——这种方式对癌症的发展有着重要的影响。在最近的两篇论文中，分子生物学家John Petrini博士实验室的科学家们表明，在DNA复制过程中，先天免疫信号在维持基因组稳定性方面起着关键作用。此外，研究人员在乳腺癌小鼠模型中表明，这些免疫途径的慢性激活可以促进肿瘤的发展。佩特里尼博士说，这些发现不仅为我们对基本人类生物学的理解增加了重要的见解，还可能为肿瘤的发生提供新的线索，并为新疗法提供潜在的机会。他说：“生物体已经进化出了复杂的途径来感知、发送信号和修复受损的DNA
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测试数千种RNA酶有助于在哺乳动物中发现第一个“扭曲核酶”
宾州大学公园“RNA世界”假说提出，地球上最早的生命可能是基于RNA——一种在许多方面与DNA相似的单链分子——就像一些现代病毒一样。这是因为，像DNA一样，RNA可以携带遗传信息，但像蛋白质一样，它也可以作为一种酶，启动或加速反应。虽然一些核糖核酸酶（核糖酶）的活性已经在个案基础上进行了测试，但通过计算预测，从细菌到植物和动物的生物体中存在着数千种以上的核糖核酸酶。现在，宾夕法尼亚州立大学的研究人员开发了一种新方法，可以在一次实验中测试数千种预测核酶的活性。研究小组测试了2600多种不同的RNA序列的活性，这些序列被预测属于一类被称为“扭曲核酶”的RNA酶，这种酶有能力将自己切成两半。大约9
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对早期亨廷顿舞蹈病机制的新见解
在最近发表在《Nature Metabolism》杂志上的一项研究中，研究人员通过研究间接棘突神经元（iSPN）中代谢信号的作用，探索了亨廷顿病的早期机制，这可能引发与亨廷顿病症状相关的多巴胺水平升高。通过小鼠实验，研究人员发现谷胱甘肽S-转移酶-2 （GSTO2）是一种控制多巴胺的关键酶，可能为预防性亨廷顿病治疗提供靶点。帕金森氏症的病因是什么？大脑纹状体中的多巴胺信号在控制自主运动、学习和认知方面起着重要作用。这个过程部分是由中脑的神经元驱动的。多巴胺失衡导致亨廷顿氏病的认知和运动功能障碍。使用亨廷顿蛋白（HTT）基因突变的动物模型进行的研究表明，多巴胺功能障碍在神经变性发生之前就开始了。
来源：Nature Metabolism
时间：2024-11-07
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科学家开发出可以构建细胞内结构的合成基因
来自加州大学洛杉矶分校塞缪尔利工程学院和意大利罗马大学的研究人员已经开发出了与活细胞基因功能相似的合成基因。人工基因可以通过一个级联序列构建细胞内结构，一个接一个地构建自组装结构。这种方法类似于用模块化单元建造家具，就像宜家（IKEA）的家具一样。使用相同的部件，可以构建许多不同的东西，并且很容易将集合分开并重新构建其他部件。这一发现为使用一套简单的构建模块提供了一条途径，这些模块可以通过编程来制造复杂的生物分子材料，比如DNA瓦片中的纳米管。同样的组件也可以被编程来分解不同材料的设计。这项研究最近发表在《Nature Communications》杂志上，由加州大学洛杉矶分校塞缪尔分校机械与
来源：Nature Communications
时间：2024-11-07
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16个基因：缺氧是如何帮助癌症扩散的
约翰霍普金斯金梅尔癌症中心的科学家们已经确定了16个基因，乳腺癌细胞在逃离肿瘤的低氧区后，利用这些基因在血液中存活。每一种都是阻止癌症复发的潜在治疗靶点，其中MUC1已经在临床试验中。这项研究于9月28日在线发表在《自然通讯》杂志上。在肿瘤的深处，充满了快速分裂的细胞，癌细胞面临着缺氧的状况。约翰霍普金斯大学肿瘤学助理教授、该研究的主要作者Daniele Gilkes博士解释说，在这些恶劣的环境中生存下来的癌细胞最终会寻找它们错过的东西，慢慢地进入富氧的血液，并经常在身体的其他地方转移。研究小组确定了16个基因，这些基因负责保护细胞免受活性氧的侵害，“活性氧是细胞进入血液时产生的一种压力，”吉
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Science：回声定位蝙蝠利用声音心理地图进行长距离导航
通过蒙住库尔的pipistrelle蝙蝠的眼睛，用新颖的GPS技术跟踪它们的运动，研究人员表明，这种微小的生物仅凭回声定位就可以导航几公里。这些发现强调了动物创造和使用周围环境的详细心理声学地图的能力。回声定位蝙蝠以其灵活避开障碍物和仅凭声音捕捉微小猎物的能力而闻名。然而，回声定位是短距离和高度定向的，允许探测几十米内的大型物体，与视觉等其他感官相比，限制了它在导航方面的有效性。此外，蝙蝠利用回声定位在三维空间中感知周围环境或利用环境回声作为导航地标的能力还不确定。由于追踪这种小型的、夜间活动的、高度敏捷的生物所面临的重大挑战，评估这些问题变得更加困难。因此，这些动物是否能完全依靠回声定位来进
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共济失调患者的睡眠中断和肌肉控制受损可能有共同的罪魁祸首
共济失调影响个人行走、说话和执行其他运动功能的能力。基因突变损害或破坏浦肯野细胞——小脑中负责负责协调运动，参与认知和情绪处理的抑制性神经元——会会扰乱运动导致这种疾病。然而，一个小组证明这种大脑结构可能与另一种非运动功能有关：睡眠。浦肯野细胞功能障碍也可能改变睡眠调节。有关共济失调患者睡眠障碍的报道引起了贝勒医学院神经科学家Roy Sillitoe的兴趣。当 Luis Salazar作为研究生加入Sillitoe的研究小组时，就有了一个研究这种相互作用的绝佳机会。“这看起来是一个非常富有成效的研究和探索领域，而且我们还没有在实验室的小鼠模型中进行过研究。”在《Disease Mod
来源：the-scientist
时间：2024-11-07
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《自然通讯》：胃肠道间质瘤新分子分类指导精准治疗
最近的一项研究提供了胃肠道间质瘤（gist）的基因组和转录组的全面观点，并引入了一种新的、基于多组学的这些肿瘤的分子分类。本研究不仅将GIST分类为特定的分子亚型，还鉴定出潜在的抑癌基因YLPM1，为GIST的发病机制提供了新的认识，为精准治疗奠定了基础。该研究由华大基因智能医学研究所（IIMR）与上海营养与健康研究所、中国科学院大学、任济医院、上海交通大学等合作开展，于2024年11月发表在《自然通讯》上。这些发现使胃肠道间质瘤的复杂本质变得清晰，确定了导致不同水平肿瘤侵袭性和治疗反应的关键遗传特征。GIST是最常见的一种肉瘤，其侵袭性范围令人着迷。与其他肉瘤不同，gist可以从小的良性肿瘤
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PNAS：失聪的雄蚊不会交配
蚊子则迟钝得多。交配在半空中进行几秒钟。而向雄性求爱只需要雌鸟拍打翅膀的声音。想象一下，当一个变化完全杀死蚊子的性欲时，研究人员的惊讶。现在，加州大学圣巴巴拉分校的一项研究表明，这就是它的全部。克雷格·蒙特尔教授实验室的研究人员培育了失聪蚊子，发现雄性蚊子对交配完全没有兴趣。“你可以把它们和雌性放在一起几天，它们不会交配，”蒙特尔说。这种戏剧性的变化很容易产生。“缺乏单一基因trpVa，对蚊子的交配行为产生了深远的影响，”分子，细胞和发育生物学部门的博士后学者，共同主要作者Dhananjay Thakur解释说。发表在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of The Nationa
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PNAS新研究开发了革命性的心脏模型：改变心脏护理和研究的突破
由北卡罗来纳大学教堂山分校的研究人员领导的一个团队开发了一种创新的人类心脏血流计算机模型，有望改变我们对心脏病的理解、诊断和治疗方式。这个新模型基于对心脏解剖和生理的真实数学描述，成功地捕捉了正常的心脏功能，并能预测心脏对不同水平的血流的反应。该研究通过结合来自心脏CT成像和人体组织数据的所有主要心脏结构的三维生物力学详细表示，推进了模拟心脏功能的最新技术，以预测瓣膜性能和模拟组织生物力学。因此，该团队的模型可以更准确地评估心脏功能和对干预的反应。重要的是，它产生生理行为，包括压力-容量循环和对变化条件的现实反应，固有地来自于它对心脏生理学的全面描述。主要发现及应用新开发的模型在各个领域都有潜
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抗体不起作用！让实验室摆脱破坏实验的分子的竞赛
NatureCarl Laflamme知道他想研究哪种蛋白质，但不知道在哪里找到它。它是由一种名为C9ORF72的基因编码的，这种基因在一些患有破坏性神经系统疾病运动神经元疾病（也称为肌萎缩性侧索硬化症）的人身上发生了突变。Laflamme想了解它在疾病中的作用。当他开始在加拿大蒙特利尔神经学研究所医院做博士后研究时，Laflamme查阅了文献，寻找有关这种蛋白质的信息。问题是，似乎没有一篇论文对这种神秘分子在细胞中的作用达成一致。“这个领域有太多的困惑，”Laflamme说。他想知道这是否应该归咎于一种试剂，尤其是科学家用来测量蛋白质含量并追踪其在细胞中的位置的抗体。因此，他和他的同事决定测
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科学家开发无创生物传感器用于早期肾脏疾病检测
传统上，肾脏健康是通过测量血液肌酐水平来监测的，这表明肌肉衰竭。高肌酐水平表明肾脏不能有效地过滤废物。然而，肌酐水平会受到一个人的肌肉量的影响，只有在肾功能丧失75%以上时，肌酐水平才会显著上升。作为一种替代方案，蛋白质分解的副产品SDMA已经成为肾脏功能更可靠的指标。SDMA在血液中积累，因为它不能被代谢，主要由肾脏排出。测量尿液中的SDMA可以更准确地显示肾脏健康状况。与肌酐不同，SDMA水平即使在轻度肾损害（损失25-40%）时也会升高，并且不受肌肉质量的显著影响。在最近的一项研究中，由韩国中央大学的Jong Pil Park教授领导的研究人员引入了一种生物传感器来检测尿液中的SDMA水
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可视化AMPA受体的新技术为精神疾病提供了见解
尽管精神分裂症、双相情感障碍和自闭症谱系障碍（ASD）等精神疾病很常见，但它们的诊断和治疗仍具有挑战性。虽然今天的医生对这些疾病引起的临床症状有很好的了解，但我们对其生物学特征和潜在生理原因的总体理解仍然模糊不清。专家们一致认为，突触的问题——神经元之间进行交流的连接——可能是许多精神疾病的一个决定性特征。从理论上讲，如果我们能够分析精神疾病患者的突触特征，就有可能了解它们的生物学基础。然而，到目前为止，在活体人类中观察突触一直具有挑战性，而且这一领域的进展有限。幸运的是，横滨市立大学（YCU）和日本其他机构的研究人员一直在积极致力于解决这个问题。在10月发表在《Molecular
来源：Molecular Psychiatry
时间：2024-11-07
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复杂生物系统建模新方法
在过去的二十年里，新技术帮助科学家们生成了大量的生物数据。基因组学、转录组学、蛋白质组学和细胞术的大规模实验可以从给定的细胞或多细胞系统中产生大量数据。然而，理解这些信息并不总是那么容易。在试图分析复杂的系统时尤其如此，例如当免疫系统遇到外来病原体时发生的级联相互作用。麻省理工学院的生物工程师现在开发了一种新的计算方法，可以从这些数据集中提取有用的信息。利用他们的新技术，他们表明他们可以揭示一系列相互作用，这些相互作用决定了免疫系统如何对结核病疫苗接种和随后的感染作出反应。福特大学生物工程系、生物学和化学工程系的工程学教授Douglas Lauffenburger说，这一策略可能对疫苗开发者和
来源：Cell Systems
时间：2024-11-07
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口腔中的微生物反映了生活方式的选择
宾州大学公园宾夕法尼亚州立大学生物学家领导的一项新研究表明，生活方式可以塑造口腔内有益细菌和其他微生物的组成。这个国际团队揭示了“口腔微生物群”在一系列生存策略上的差异——从游牧狩猎采集者到农民再到工业化群体——并发现生活方式，以及特定的生活方式因素，如吸烟，可以塑造微生物群。一篇描述研究结果的论文发表在11月4日的《微生物》杂志上。健康的口腔微生物群是生活在口腔中的微生物群落，在帮助食物消化、免疫系统支持和抵御入侵病原体方面起着重要作用，而不健康的口腔微生物群与人类的多种疾病有关。宾夕法尼亚州立大学埃伯利科学学院生物学助理教授、研究小组组长艾米丽·达文波特说：“口腔微生物组的研究一直没有得到
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CAR-T细胞治疗肝细胞癌增强版
为了提高嵌合抗原受体T （CAR-T）细胞治疗肝细胞癌（HCC）的疗效，最近的一项研究发现了CD39表达在调节CAR-T细胞功能中的关键作用。由一组科学家进行的这项研究调查了CD39调节对CAR-T细胞的影响，假设CD39的最佳水平可以提高这些细胞对抗HCC的治疗潜力。该研究结合了体外和体内实验，包括使用皮下HCC小鼠模型，证明中等CD39表达水平的CAR-T细胞比高或低CD39表达水平的CAR-T细胞具有更好的抗肿瘤活性。此外，该研究探索了使用小分子抑制剂mdivi-1来调节CD39的表达，揭示了与CD39敲低结合时的协同效应，显著增强了抗肿瘤反应。研究开始于分离和培养原代人T淋巴细胞，随后
来源：Frontiers Journals
时间：2024-11-07
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《Cell》与帕金森病相关的蛋白质聚集的新机制
熊本大学的一组研究人员发现了导致神经退行性疾病（如帕金森病）的有害蛋白质聚集体形成的突破性机制。由Norifumi Shioda教授和Yasushi Yabuki副教授领导的研究小组首次发现，一种名为G-四重复合物（G4s）的独特RNA结构在促进α-突触核蛋白（一种与神经变性相关的蛋白质）的聚集中起着核心作用。通过证明抑制G4组装可能潜在地阻止突触核蛋白病的发生，这一发现将G4定位为这些疾病早期干预的有希望的靶点。在健康状态下，α-突触核蛋白通常调节神经元功能。然而，在神经退行性疾病中，它聚集在一起，导致细胞损伤和运动症状。研究人员发现G4s，一种响应细胞压力形成的四链RNA结构，具有促进α-
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Nature揭开了癌症转移的秘密：原发性和转移性结直肠癌的差异
纪念斯隆凯特琳癌症中心（MSK）胃肠肿瘤学家Karuna Ganesh医学博士说，转移仍然是减少全球癌症死亡的主要挑战。这是指原发肿瘤——例如结肠直肠癌——扩散到身体的新部位，如大脑、肝脏或骨骼。新肿瘤仍然是结直肠癌（不是脑癌、肝癌或骨癌），但新肿瘤中的细胞也与癌症开始时的肿瘤中的细胞完全不同。两者之间的区别是至关重要的。“有时候我们说人们不是死于癌症，而是死于癌症转移，”Ganesh博士说。“我们知道如何治愈原发性肿瘤——通过手术，有时通过化疗和放疗。转移性疾病通常也会对一线治疗产生反应，但你永远不可能完全消灭所有的癌细胞。在治疗中存活下来的癌细胞变得越来越具有攻击性，最终你无法阻止它们。”
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Cell：研究证明应该靶向肿瘤附近微环境，而不仅仅是癌细胞
西奈山伊坎医学院的研究人员发现了一种卵巢癌肿瘤操纵其环境来抵抗免疫治疗的方法，并确定了一种可以克服这种耐药性的药物靶点。这项研究发表在10月30日的《细胞》在线期刊[DOI: 10.1016/j.c Cell .2024.10.006]上，使用了尖端的空间基因组技术和临床前动物模型，并使用卵巢癌患者的肿瘤标本进一步验证了这一发现。研究人员发现，卵巢癌细胞会产生一种名为白介素-4 （IL-4）的分子，这种分子通常与哮喘和皮肤状况湿疹（也称为特应性皮炎）有关。研究继续发现，癌细胞利用IL-4创造了一个保护环境，将杀伤免疫细胞拒之门外，使肿瘤对免疫治疗产生抗药性。一种阻断IL-4活性的药物dupil
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