ABSTRACT低浓度但具有生物活性的胆汁酸(BA)存在于大脑中,且在阿尔茨海默病(AD)患者中发生改变。研究通过野生型小鼠和TgF344-AD大鼠模型,首次证实脑内胆汁酸谱受外周代谢调控,并具有非常明显的脑区特异性。例如,胆酸(CA)和牛磺胆酸(TCA)在小鼠和大鼠皮层中的含量均高于海马。AD模型则表现出脑区差异的丧失,提示疾病状态下中枢调控机制受损。1 Introduction胆汁酸作为两亲性类固醇分子,通过法尼醇X受体(FXR)和TGR5介导肝-脑轴与肠-脑轴通讯。尽管大脑中存在胆汁酸合成酶(如CYP27A1和CYP7B1),但其区域分布规律及AD相关变化尚不明确。2 Materials a
《Science》两项研究科学家将冬眠动物的新陈代谢超级能力归因于共享的DNA
冬眠的动物具有令人难以置信的适应力。他们能够几个月不吃不喝,肌肉不萎缩,体温下降到接近冰点,新陈代谢和大脑活动变得缓慢。当它们从冬眠中醒来时,它们会从类似于2型糖尿病、阿尔茨海默病和中风的危险健康变化中恢复过来。新的基因研究表明,冬眠动物的超能力可能隐藏在我们自己的dna中,并为如何解开它们提供了线索,为有朝一日开发出逆转神经变性和糖尿病的治疗方法打开了大门。两项描述结果的研究发表在《科学》杂志上。新陈代谢和肥胖的遗传学研究人员发现,一种名为“脂肪量和肥胖(FTO)位点”的基因簇在冬眠动物的能力中起着及其重要的作用。有趣的是,人类也有这些基因。犹他健康大学神经生物学、解剖学和人类遗传学教授、该研究的
M.C. 埃舍尔的艺术作品是通往深度挑战视觉错觉世界的入口,其作品以“不可能的物体”为特色,这些物体以复杂的几何形状打破了物理定律。你对他的插画的感知取决于你的视角——例如,一个人看似在上楼,但如果你将头侧倾,他可能其实就是在下楼。计算机图形科学家和设计师可以在三维空间中重现这些错觉,但只可以通过弯曲或切割一个真实形状,并将其放置在特定角度来实现。然而,这种方法存在缺点:改变结构的平滑度或照明会暴露它并非真正的视觉错觉,这也代表着你无法准确地在它上面解决几何问题。麻省理工学院计算机科学和AI实验室(CSAIL)的研究人员开发了一种独特的方法,以更灵活的方式表示“不可能的物体”。他们的“Mes
mTORC1抑制剂通过激活整合应激反应增强Venetoclax对T细胞急性淋巴细胞白血病的治疗效果
鼠疫耶尔森氏菌(Yersinia pestis)基因组重排的进化启示:基于242株完整基因组的系统解析
鼠疫杆菌(Yersinia pestis)这个引发黑死病的元凶,其基因组就像不断改写的乐谱——高度保守的片段中暗藏着重排密码。科学家们这次玩了个双保险:对242株天然分离株进行全基因组扫描,不仅抓住459个重排证据破解了第三次大流行的进化悬案,更发现基因组变形记的四大推手——其中IS1661和IS100这对活跃分子堪称基因组界的剪刀手爱德华。这些重排可不是随机舞蹈,43个热点区域在进化压力下跳出了标准舞步,特别是rpsO-pnp这个温度应激相关的基因操纵子(operon),其断裂重组直接改写了细菌的生存剧本。更有趣的是,那些对人类手下留情的无毒菌株,基因组里藏着三个被废武功的基因和
《Nature Medicine》科学家开发了一项预测肥胖的测试,结果令人匪夷所思
如果我们也可以在几十年前预见肥胖的发生并真正预防它,那会怎样?科学家们开发出了一种强大的基因检测的新方法,可以预测年仅五岁的儿童成年后是否会变得肥胖。这项名为多基因风险评分的工具使用了来自五百多万人的数据,其准确率远超以往的方法。它为早期、有明确的目的性的干预措施打开了大门。虽然基因并不能决定命运,但高风险人群对生活方式的改变反应良好——即使干预措施停止后,他们的健康情况也会迅速反弹。这项评分是一次重大飞跃,但它对欧洲血统人群的准确率仍然高于其他人群。肥胖问题的日益严重及其预测的新方法如果能在肥胖萌芽之前就将其遏制,那会怎样?据世界肥胖联合会预测,到2035年,全球超过一半的人口将面临超重或肥胖。然而,目
膳食抗氧化剂代谢互作增强肠道菌群无氧能量代谢的机制研究及其与结直肠癌的关联
在人体这个复杂的生态系统中,肠道微生物与宿主的共生关系一直是生命科学研究的焦点。其中,肠道细菌如何在缺氧环境下获取能量尤为关键。虽然微生物利用复杂碳水化合物进行无氧呼吸的机制已被广泛研究,但对于膳食中丰富的抗氧化剂营养的东西(如ergothioneine, EGT)能否通过类似途径支持菌群能量代谢,科学界仍知之甚少。EGT作为一种蘑菇等食物富含的含硫抗氧化剂,虽已知能被哺乳动物细胞吸收并发挥抗氧化功能,但其在肠道菌群中的代谢命运及其对微生物互作的影响仍是未解之谜。耶鲁大学分子、细胞与发育生物学系和微生物科学研究所的研究人员联合美国国立卫生研究院国家医学图书馆团队,在《Cell Host &
当免疫系统启动防御时,巨噬细胞会进行精妙的代谢改造工程。最新研究发现,在经典激活状态下,这些免疫细胞的核苷酸代谢网络会发生戏剧性重构:嘧啶从头合成途径在尿苷酸(UMP)阶段后遭遇路障,无法顺利生成胞苷三磷酸(CTP)和脱氧胸苷酸(dTMP);而嘌呤合成工厂则在最后一道工序——由AICAR转甲酰酶/IMP环水解酶(ATIC)催化的步骤——突然停工。有趣的是,细胞立即启动了应急方案:大幅度的提高嘌呤回收利用(补救途径)的效率。虽然核苷酸降解为含氮碱基的过程加速了,但黄嘌呤氧化还原酶(XOR)却罢工了,使得嘌呤碱基无法完全氧化,被迫转入回收通道。幕后导演正是大名鼎鼎的一氧化氮(NO),它同时操控多个关键
乳酸信号驱动免疫炎症热点聚集与SLC5A12阻断促进其消退的代谢调控机制
在自身免疫疾病领域,异位淋巴结构(ELS)的形成一直是困扰研究人员的难题。这些异常的淋巴细胞聚集物如同微型淋巴结出现在不该出现的组织中,驱动B细胞分化为记忆B细胞和浆细胞,加剧多种疾病进程。尤其是在干燥综合征(SjD)这种第二常见的风湿性自身免疫病中,ELS与更严重的系统表现和淋巴瘤风险紧密关联。然而,调控ELS形成和维持的分子机制仍不清楚,这严重限制了针对性治疗策略的开发。英国伯明翰大学炎症与衰老学系的研究团队在《Nature Metabolism》发表的重要研究,从代谢角度破解了这一难题。研究人员发现,炎症部位积累的乳酸并非只是代谢废物,而是通过SLC5A12转运体成为调控ELS组织的
肌层浸润性膀胱癌(MIBC)是指癌细胞侵袭膀胱肌层或更深层组织,约占所有膀胱癌的20%-30%。这是一种恶性程度较高的肿瘤,患者五年总生存率为50%左右。III期临床试验将基于顺铂的新辅助化疗联合膀胱切除术确定为MIBC患者的标准治疗方案。约半数患者符合顺铂使用条件,但仅有40%-50%的患者能从中获益。为了探索潜在的化疗耐药机制,贝勒医学院领导的研究团队对多例MIBC患者的样本开展了基因组、转录组和蛋白质组学分析。他们致力于寻找潜在的生物标志物来预测MIBC的化疗应答和耐药,以及可能的治疗靶点。这项研究成果于7月31日发表在《Cell Reports Medicine》杂志上。研究人员收集了
在医学研究中,针对一种疾病的科学突破并不总能为其他疾病的治疗提供启示。然而,美国梅奥诊所的一个研究团队却经历了一段令人惊喜的旅程。在发现癌细胞表面用于躲避免疫系统的糖分子后,研究人员发现,这种分子或许最终也能用于1型糖尿病(曾被称为青少年糖尿病)的治疗。1型糖尿病是一种慢性自身免疫性疾病,免疫系统错误地攻击胰腺中产生胰岛素的β细胞。该疾病由遗传因素和其他因素共同引起,估计在美国影响约130万人。在他们的研究中,梅奥诊所的研究人员将一种癌症机制“反过来”利用。癌细胞利用多种方法逃避免疫反应,这中间还包括在其表面包裹一种名为唾液酸的糖分子。研究人员在1型糖尿病的临床前模型中发现,有可能用同样的糖分子“
Abstract溶酶体相关膜蛋白3(LAMP3)是一种特异性表达于成熟树突状细胞和II型肺泡上皮细胞的溶酶体膜蛋白。最新研究发现,其在干燥综合征(SjD)患者的唾液腺上皮细胞(SGECs)中异常高表达,成为连接先天免疫与腺体功能障碍的关键分子开关。LAMP3的异常激活机制I型干扰素(IFN)信号通路通过诱导LAMP3的初始表达,而Toll样受体7(TLR7)的激活进一步放大这一效应。这种双重调控使得SGECs中的溶酶体系统发生功能紊乱,表现为:内溶酶体途径异常降解水通道蛋白5(AQP5)和Na-K-Cl协同转运蛋白1,直接引发唾液分泌功能受损;溶酶体胞吐作用释放损伤相关分子模式(DAMPs),
免疫应答基因1(Irg1):中枢神经系统自身免疫中Th17细胞致病性的线粒体调控关键
在中枢神经系统自身免疫疾病如多发性硬化症(MS)中,致病性Th17(pTh17)细胞扮演关键角色,但其内源性调控机制尚不明确。通过原发性脑胶质细胞的RNA测序(RNA-seq)分析,科学家们发现免疫应答基因1(Irg1)在炎症条件下显著上调。实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)动物模型验证显示,Irg1在髓系细胞、CD4+T细胞和B细胞中表达升高。有趣的是,Irg1基因敲除(KO)小鼠表现出更严重的EAE症状,伴随单核细胞浸润增加和IL17a/GM-CSF/IFNγ三阳性CD4+T细胞增多。单细胞RNA测序技术揭示,Irg1缺失会导致中枢神经系统中致病性Th17细胞亚群扩增。机制研究发现,巨噬细
在人类应对气候平均状态随时间的变化和全球健康危机的关键时期,科学自由正面临前所未有的挑战。特朗普政府近期解聘科学顾问、限制国际合作的举措,如同给实验室加上了政治枷锁——当FDA(美国食品药品监督管理局)的疫苗审批被质疑、NIH(美国国立卫生研究院)的经费遭削减时,这些动摇科研根基的行为正在威胁人类应对危机的能力。The Innovation期刊编辑部通过这篇立场声明,系统阐述了政治干预怎么样影响量子计算、疫苗研发等关键领域。研究之后发现,历史上所有重大科学突破——从脊髓灰质炎疫苗到CRISPR基因编辑技术——都诞生于开放协作的科研环境。研究人员特别指出,当前美国对华科研合作的限制政策,已导致气候平均状态随时间的变化联合研究项目减少
微生物群落研究领域长期存在一个有趣现象:尽管不同样本间分类学组成(taxonomic composition)差异显著,功能谱(functional profile)却表现出惊人的一致性。这种功能冗余(functional redundancy)现象通常被解释为环境对特定功能的选择压力(functional selection),但两者间的因果关系始终缺乏严格论证。最新研究通过精巧的零模型(null model)构建揭开了这个谜团。当把分类单元丰度进行统计聚合时,单纯的数据平均效应(averaging artifacts)就能导致功能变异降低,这根本不需要功能选择机制的参与。研究人员设计了
铜绿假单胞菌KT2440中TonB依赖转运系统在生物电化学体系中促进无机金属介体摄取的作用机制研究
引言严格需氧的铜绿假单胞菌KT2440在含亲水性氧化还原介体(如[Fe(CN)6]3−/4−和[Co(bipy)3]3+/2+)的生物电化学系统(BES)中可维持数周厌氧代谢。这种适应性依赖于介体基胞外电子传递(EET),其效率受介体跨膜转运限制。虽然呼吸链复合体III(细胞色素c还原酶)被证实是介体相互作用的关键位点,但介体如何穿越外膜进入周质空间的机制尚不明确。结果外膜基因表达分析揭示TonB依赖受体的核心作用转录组多个方面数据显示,在1 mM铁氰化物处理的BES中,30个TonB依赖受体(TBDRs)中有27个显著上调(log2-FC≥2),其中PP_1446和PP_3325在蛋白质组水平也显著
组织驻留记忆T细胞的发育与特性作为适应性免疫的常驻卫兵,TRM细胞通过CD69介导的S1PR1抑制和CD103(αEβ7整合素)依赖的上皮锚定实现终身组织驻留。转录因子Hobit/Blimp-1与Runx3构成分子开关,在TGF-β和IL-15微环境信号驱动下,促使循环TEM细胞分化为具有组织特异性的TRM亚群。皮肤中的TRM依赖毛囊角质细胞分泌的IL-15,而肠道TRM则通过微生物群信号维持,这种生态位特异性造就了其功能多样性。免疫防御中的保护作用在抗病毒前线小时内产生IFN-γ,将流感病毒载量降低103倍。皮肤HSV感染模型中,CD8+ TRM通过颗粒酶B直接裂解
背景印度是全球痴呆症患病率第三高的国家,约900万人受影响,但缺乏系统的照护支持。家庭照护者(尤其是女性)承担了主要责任,面临巨大的心理社会和经济负担。数字媒体(如短片)因其可及性和低成本,成为潜在的解决方案。本研究开发了10部共设计短片,涵盖痴呆症症状管理、自我照护等内容,并通过随机对照试验评估其效果。方法这项单盲在线随机对照试验在印度全国范围内招募了50名家庭照护者,按1:1比例分配到干预组(观看短片)或等待列表对照组。主要可行性指标为招募率(70%)和随访率(80%),主要疗效指标为照护者负担(ZBI),次要指标包括情绪(CESD-R)和生活品质(WHOQOL-BREF)
相变材料在电池热管理中的挑战与突破传统相变材料(PCMs)虽具有高潜热特性,但存在机械刚性、泄漏和低热导率等缺陷。针对这样一些问题,研究者开发出基于PEG/PCL体系的柔性相变复合材料(PCCs),通过溶液浇铸法将碳纳米填料(GNPs/CNTs)以1:1比例均匀分散,形成三维导热网络。材料设计与性能优化PCCs采用3:7的PCL/PEG比例实现129.9 J g−1的高潜热容量,经10次循环后仍保持96.7%的封装效率。GNPs/CNTs杂化体系使热导率提升240%,同时4wt.%填料含量使电导率达10 S m−1,在-20°C环境下展现22.5°C min−1的快速焦耳加热能力。智能温控机制材料
微观结构与力学性能特征NbTaTiV难熔多主元合金通过线天均匀化处理后呈现单一体心立方(BCC)结构,晶格常数在室温至900°C范围内保持稳定(3.232-3.259 Å)。中子衍射(ND)证实其优异的高温相稳定性,电子背散射衍射(EBSD)显示晶粒尺寸为200-400 µm的等轴晶组织。室温压缩测试显示1273 MPa的高屈服强度,且在30%应变范围内保持持续应变硬化。高温条件下(900°C)仍保持688 MPa的屈服强度,表现出显著的高温抗软化特性。应变速率与温度耦合效应通过分离式霍普金森压杆(SHPB)和伺服液压机系统,系统研究了10−3-103 s−1