一周学术 | 细胞自噬关键蛋白突变延长小鼠健康生命;人造皮肤可识别盲文;新型水凝胶可预防骨科植入感染

 NATURE 

5月31日，发表在Nature上的一项研究表明，Beclin1发生特定突变后小数的健康寿命延长，各种老化相关的表型如心脏病、肾脏疾病以及肿瘤发生有所减少。同样，Beclin1突变也能解决因抗老化蛋白Klotho不足而引起的小鼠的早起死亡和不育问题。该研究首次在哺乳动物体内证实了自噬与抗衰老之间的关系。

Source:https://www.nature.com/articles/s41586-018-0162-7

近日，发表在Nature上的一篇文章介绍了Carl June领导的团队从一名罹患慢性淋巴性白血病的患者身上得到启发：该患者在治疗50天、3次CAR-T细胞输注治疗后才出现抗肿瘤反应。对其进行研究后，发现94%的CAR-T细胞来自于同一个祖细胞，而嵌合抗原受体（CAR）序列被意外插入到了TET2基因中。进一步研究发现，TET2基因的下调能够引起CAR-T细胞的显著扩增。他们乐观地表示，单个CAR-T细胞或许就足以有效控制晚期白血病患者的病情。但该研究仍需要进一步的临床重复和基础研究以确保安全性问题。

Source:https://www.nature.com/articles/s41586-018-0178-z

近日，来自美国和意大利的两个研究团队分别提出了避免CAR-T细胞疗法治疗白血病患者过程中出现细胞因子风暴（CRS）的新方法。在第一项研究中，研究人员利用一种小鼠模型模拟CRS的发生，然后找到了导致这种副作用的关键分子IL-1，并成功找到了抑制IL-1的药物；第二个研究团队则使用不同的动物模型发现了同样的分子，并对T细胞添加抑制基因进行遗传学修饰，从源头防止了CRS的发生。两项研究成果于近日背靠背发表在Nature Medicine上。

Sources:https://www.nature.com/articles/s41591-018-0041-7;

https://www.nature.com/articles/s41591-018-0036-4

Nature Cell Biology近日发文揭示4种消化道器官在人类胚胎发育过程中的基因表达及其信号调控机制，以及不同细胞类型之间的精准发育路径和基因表达特征，建立起发育生物学中的相关“细胞类型图谱”。实验中，科学家分离并获取了人类6周到25周胚胎中食道、胃、小肠和大肠以及成年人大肠的总计5277个单细胞，对其进行了高精度的单细胞转录组测序，获得了多达5T的基因表达谱数据。；发现了一系列在胚胎发育早、中、晚期特异性表达的标志基因；首次系统研究了从胎儿到成人的大肠发育过程，并鉴定出成年人大肠中10种主要的细胞类型。

Source:https://www.nature.com/articles/s41556-018-0105-4

此篇Nature建立在Zuker课题组早期绘制的大脑味觉系统之上。Zuker博士发现杏仁核不仅对感知信息的价值很重要，而且该区域直接连接味觉皮层。该团队利用大脑成像技术结束出岛叶皮层的神经元连接到大脑中多个不同的区域，包括处理情感的杏仁核，这些信号被发送到杏仁核的不同位置取决于小鼠摄入的物质是甜的还是苦的。科学家们做了几个实验，人工开启杏仁核与甜味或苦味的连接，当甜味连接被打开后，动物对普通水的反应就像遇到糖一样。通过操纵相同类型的连接，研究人员甚至可以改变味道的品质感知，把甜味变成厌恶的味道，把苦味变成具有吸引力的味道。相反，不对味觉皮层做任何处理，只关闭杏仁核连接，小鼠仍然可以识别和区分甜和苦，但缺乏基本的情绪反应，例如喜欢糖、厌恶苦的偏好。

通常，食物的身份和食用时感觉到的愉悦是交织在一起的。但科学家们发现，这种感觉是可以被分离的，表明杏仁核可能是治疗进食障碍的一个有希望的焦点。

Source:https://www.nature.com/articles/s41586-018-0165-4

人体肠道菌群在人的健康中起着关键的作用。近日，发表在Nature Genetics上的一篇文章揭示粪便代谢产物为肠道微生物的活动提供了可靠依据。在对500对双胞胎的粪便代谢组进行分析后，发现了腰部周围内部脂肪堆积的生物标志物。粪便代谢物仅受到宿主遗传基因的轻微影响（17.9%），而67.7%的肠道活动都受到环境因素（个体日常饮食）的影响。文章介绍，粪便代谢图谱是探索微生物群落组成、宿主表型和遗传复杂性状之间的联系的一种新工具。

Source:https://www.nature.com/articles/s41588-018-0135-7

 SCIENCE 

近年来，斯坦福大学的鲍哲南团队在柔性智能人造皮肤的开发上取得了一系列突破，最新一期的Science杂志大篇幅报道了该团队在人造皮肤中取得的最新进展。他们模拟人类皮肤的感应系统，利用柔性有机材料，开发出了一款人造神经系统。它由三个部分组成：首先，一系列感受器能感知极为细微的压力，并产生相应的电压变化；其次，一款环形振荡器能将电压变化转变为电脉冲；第三，一种叫做突触晶体管（synaptic transistor）的设备能模拟神经元的功能，以特定模式输出电脉冲。在后续研究中，科学家们证实，他们开发的人造神经能很好地用来模拟皮肤的触觉功能。更为精彩的是，这款系统还能与生物体进行有机结合，控制肌肉。科学家们坦言，目前这款人工神经系统还较为初步，尚不能像皮肤那样感知温度。但这款成本并不高昂的发明让我们有望开发出更智能的人造皮肤，并将它应用于多种医疗设备上。

Source:http://science.sciencemag.org/content/360/6392/998

科学家们发现，一种名叫三氯生的抗菌添加剂会在小鼠中引起结肠发炎并令结肠癌恶化。近日在Science Translational Medicine的文章中显示，当科学家与同事给小鼠饲喂含有不同浓度三氯生的饲料达3个星期后，与对照组小鼠相比，摄入三氯生的小鼠（其体内所反映的三氯生浓度为人类血样本中的浓度）会显示出更严重的全身性炎症及结肠炎症。此外，炎症性肠病（IBD）的小鼠模型在接触三氯生时，其结肠炎症的严重程度会增加——这一作用会持续存在，即使所给予的是低剂量的三氯生。在另外一组罹患结肠癌的小鼠中，给予三氯生还会增加其肿瘤的大小并降低其存活率。有趣的是，，而无菌小鼠则可得到保护而不会受到有害影响，这表明，促炎作用可能源自肠道微生物组的改变。三氯生见于数以千计的消费品中。科学家们得出的令人警醒的结果提示，进一步的研究应评估三氯生对人类肠道健康的作用，确定罹患IBD或结肠癌者是否会更容易受到任何不良反应的伤害。

Source:http://stm.sciencemag.org/content/10/443/eaan4116

 PNAS 

骨科植入物的感染需要长期的抗生素治疗和手术清创才能成功地保留植入物;否则治疗失败会导致移植物的移除。近日发表在PNAS上的一篇文章介绍了一种基于PEG设计的含有溶葡球菌酶的可注射型水凝胶，能够附着在植入物固定的暴露骨折组织处。封装在水凝胶内的溶菌素增强了酶的稳定性，同时作为一个可控的给药平台增强了抗生素的活性。在临床前动物模型中，他们发现用水凝胶递送的溶菌素比预防性的抗生素治疗和可溶性的溶菌素表现更好，在促进骨修复的同时根除了感染。简而言之，这种溶菌素递送系统可以有效地治疗和预防种植体感染。

Source:  http://www.pnas.org/content/115/22/E4960.long

整理 | 生物智药

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