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《神经元》:霍普金斯大学的新研究发现帕金森病起源于肠道
《神经元》:霍普金斯大学的新研究发现帕金森病起源于肠道
作者:T. Shen | 8/1/2019 2:12:58 PM | 浏览:255 | 评论:0

《神经元》:霍普金斯大学的新研究发现帕金森病起源于肠道

      据最新一期《神经元》杂志报道,美国研究人员通过小鼠实验,发现了帕金森病起源于肠道细胞并经身体神经元上行传递到大脑的证据。这为预防或阻止帕金森病进展的治疗研究提供了一种更为准确的新模型。

      帕金森病的最大特征在于大脑细胞中错误折叠的α-突触核蛋白的累积。约翰·霍普金斯大学开展的新研究基于德国神经解剖学家黑阔·布雷克2003年的观察结果,即患有帕金森病的人,其控制肠道的中枢神经系统部位也积聚了错误折叠的α-突触核蛋白。

      为了研究错误折叠的α-突触核蛋白是否可以沿着被称为迷走神经的神经束传播,研究人员将实验室中合成的25微克错误折叠的α-突触核蛋白注入数十只健康小鼠的肠道,并在注射后1个月、3个月、7个月和10个月对小鼠脑组织进行取样分析。发现的证据表明,α-突触核蛋白开始出现在迷走神经与肠道相连的地方,并继续扩散到大脑各个部位。研究人员随后切除了一组小鼠的迷走神经,并将错误折叠的α-突触核蛋白注入其内脏。经过7个月的观察发现,迷走神经断裂的小鼠并没有表现出完整迷走神经小鼠身上的细胞死亡现象。这表明,切断神经似乎可以阻止错误折叠蛋白的进展。

      研究人员将实验小鼠分为3组:注射错误折叠α-突触核蛋白的小鼠、注射了错误折叠蛋白并切断迷走神经的小鼠、不注射及迷走神经完整的对照组小鼠,然后研究了小鼠完成特定任务的情况,包括筑巢和探索新环境。这些任务常用于区分是否患帕金森病。

      第一组小鼠在注射7个月后,仅使用了提供的2.5克筑巢材料中的不到半克;而另两组小鼠则使用了几乎所有材料进行筑巢。这说明,与人类帕金森病症状类似,随着疾病进展,小鼠的精细运动控制出现了恶化。在探索新环境实验中,第一组小鼠在开放式盒子中心的时间不到5分钟,且主要在边缘附近移动;另两组小鼠则花25—30分钟探索盒子的中心。这说明,第一类小鼠具有明显较高的焦虑水平。

      上述证据表明,错误折叠的α-突触核蛋白可沿迷走神经从小鼠肠道传输到其大脑。研究人员表示,切断传输路径或是预防帕金森病的关键,这为该疾病的早期干预提供了一个目标。

今夏其他新发现十则:

【1】Cell:逆转T细胞精疲力竭改进抵抗癌症和病毒感染的免疫疗法

doi:10.1016/j.cell.2017.06.007

在一项新的研究中,来自美国圣犹大儿童研究医院的研究人员发现T细胞如何变得“精疲力竭(exhausted)”,即不能够攻击癌细胞或病毒等入侵者。这一发现是重要的,这是因为接受癌症免疫疗法治疗的病人经常是没有反应性的或者经历疾病复发,而且有人已提出这些挑战可能归咎于T细胞精疲力竭。在研究病毒感染或肿瘤的临床前模型系统中,他们发现一种已在使用的化疗药物能够逆转这种精疲力尽。这些发现为开发更加强效的和持久的免疫疗法提供一种新的途径。相关研究结果发表在2017年6月29日的Cell期刊上,论文标题为“De Novo Epigenetic Programs Inhibit PD-1 Blockade-Mediated T Cell Rejuvenation”。论文通信作者为圣犹大儿童研究医院免疫学家Ben Youngblood博士。

Youngblood团队报道这些发现解释了一种被称作免疫检查点阻断(immune checkpoint blockade)的免疫疗法为何经常会失效。在这种治疗中,病人接受一种药物治疗,移除对他们的T细胞的抑制,从而允许它们杀死病毒感染细胞或肿瘤细胞。这些抵抗肿瘤的T细胞检测癌细胞表面上的一种蛋白抗原,从而触发这种攻击。Youngblood说,在这类免疫疗法中,T细胞精疲力竭是成功治疗的一个重大的障碍。

【2】HBM:戒烟为何如此困难?中国科学家获重大发现!

doi:10.1002/hbm.23690

近日,来自西安电子科技大学青少年成瘾研究组的研究人员通过研究发现,在机体大脑渴求唤起任务状态下,左半球背外侧前额叶皮层-纹状体回路功能连接与吸烟线索诱发青少年吸烟者大脑渴求相关的大脑激活有关,相关研究成果发表在国际杂志Human Brain Mapping上。

这项研究中研究人员对25名青少年吸烟者进行了研究,研究人员让参与者在观看吸烟相关图片时采集大脑功能数据,提取吸烟线索激活脑区,并采用心理生理交互作用模型方法探寻与吸烟渴求相关的大脑回路。此前大多数的吸烟渴求影像学研究揭示的大脑激活都是脑区级的,本文研究则从回路水平创新性地揭示了背外侧前额叶-纹状体回路在吸烟线索诱导渴求加工过程中的作用,即前额叶与纹状体之间的负相关作用越明显,渴求分数越低,该发现表明前额叶对纹状体的top-down的调节作用抑制了渴求相关脑区的激活,从而导致渴求行为的变化。

《神经元》:霍普金斯大学的新研究发现帕金森病起源于肠道

【3】Cell:重磅!科学家开发出基于CRISPR的新技术 或有望开发更为安全的基因编辑疗法

doi:10.1016/j.cell.2017.05.044

日前,一项刊登在国际著名杂志Cell上的一篇研究报告中,来自美国德克萨斯大学(The University of Texas)的研究人员通过研究利用CRISPR开发出了新型的基因编辑疗法来治疗危及生命的疾病,比如癌症、HIV和亨廷顿氏症等。

如今科学家们能够利用基因魔剪—CRISPR来对几乎任何有机体的遗传代码进行编辑,基于CRISPR的基因编辑技术对人类健康有着巨大的影响,目前已经有一系列利用CRISPR技术对人类细胞进行的试验正在进行之中,但这种方法似乎并不完美;从理论上来讲,基因编辑的工作原理就类似于利用一种自动纠正功能俩修复文档中重复出现的错误,但寻找并且编辑基因的CRISPR蛋白有时候却会靶向作用错误的基因,这样其就会将拼写正确的单次修正为拼写错误的单词,然而对错误的基因进行编辑还会产生新的问题,比如促进健康细胞发生癌变。

【4】Cell:为何免疫系统检测不到癌症?

doi:10.1016/j.cell.2017.06.016

癌症隐藏在免疫系统的视线之下。当癌细胞出现时,身体的天然肿瘤监控程序应当能够检测和攻击它们,而且仅当这些防御系统都失效时,癌症才能茁壮成长。在一项新的研究中,来自美国布莱根妇女医院的Niroshana Anandasabapathy博士和他的团队在30种在人外周组织(peripheral tissue)内发生的癌症(包括黑色素瘤皮肤癌)中发现一种至关重要的可能被一些癌症用来伪装自己的策略(即一种遗传程序)。相关研究结果发表在2017年6月29日的Cell期刊上,论文标题为“IFNγ-Dependent Tissue-Immune Homeostasis Is Co-opted in the Tumor Microenvironment”。

Anandasabapathy说,“我们的研究揭示出一种新的免疫治疗靶标,并且从进化的角度解释了免疫系统为何可能不会检测到组织中出现的癌症。我们发现的这种遗传程序有助免疫系统保持自我平衡。这种遗传程序的一部分阻止免疫系统摧毁健康的器官或组织,但是也可能在检测和抵抗癌症时留下一个盲点。”

《神经元》:霍普金斯大学的新研究发现帕金森病起源于肠道

【5】Neurology:重大发现!睡眠问题或是阿尔兹海默病发病的早期迹象

doi:10.1212/WNL.0000000000004171

最近,一项刊登在国际杂志Neurology上的研究报告中,来自威斯康星大学麦迪逊分校(University of Wisconsin-Madison)的研究人员通过研究发现,相比没有睡眠问题的人而言,睡眠质量较差似乎是后期人们患阿尔兹海默病风险增加的一种标记,文章中,研究人员阐明了睡眠障碍和个体脑脊髓液中指示阿尔兹海默病生物标志物之间的关联。

研究者Barbara B. Bendlin博士表示,此前研究表明睡眠或许会以多种方式影响个体阿尔兹海默病的发生或进展;比如睡眠干扰或缺少睡眠或许都会导致机体大脑中淀粉样斑块的形成,因为在睡眠期间大脑的清理系统才开始发挥作用,本文研究不仅针对淀粉样蛋白进行研究,还在个体脑脊髓液中发现了其它生物标志物。

淀粉样蛋白是一种能够这些形成斑块的特殊蛋白,Tau是一种能够形成蛋白质缠结的蛋白,这些淀粉样斑块和蛋白缠结往往出现在阿尔兹海默病患者的大脑中。这项研究中,研究人员招募了101名平均年龄为63岁的个体,这些研究对象拥有正常的思考和记忆能力,但其或许出于阿尔兹海默病的风险之中,这些参与者要么父母一方有这种疾病要么携带有能够增加阿尔兹海默病患病风险的基因(APOE),随后研究人员调查了参与者的睡眠质量,并对参与者所提供的脑脊液样本进行检测来寻找指示阿尔兹海默病的生物标志物。

【6】Psychol Sci:死亡或许并不像我们想象中那么可怕 看看科学家怎么说?

doi:10.1177/0956797617701186

死亡的想法是否会让你感觉到害怕?日前,一项刊登在国际杂志Psychological Science上的研究报告中,来自北卡大学的研究人员通过研究发现,人们对死亡的恐惧或许远远被夸大了。研究者表示,实际上,死亡通常被描述为一种“和平”,死亡是一个人生命的保障之一,然而通常情况下人们往往会避免谈论到该话题。

研究者Kurt Gray教授说道,这几乎是一种不言而喻的假设,人们往往会不惜一切代价避免死亡,但我们却发现,死亡的抽象概念可能要比现实更为可怕;为了深入研究该问题,研究人员对因癌症或肌萎缩侧索硬化临终的患者的博客进行搜索分析,这些疾病的患者通常会维持其心理功能进入高级阶段,研究人员对25名患者超过2600篇帖子进行了浏览分析。

随后研究人员招募了50名健康个体,让这些参与者想象其患有晚期癌症,并且会在博客中不断记录其临终的生活状况,最终研究人员独立地评价每一条帖子;研究者发现,濒临死亡患者的帖子相比想象死亡即将来临的参与者所写的帖子要更为积极主动一些,而且随着时间延续,濒死患者的帖子往往更加积极。我们可以想象一下,当参与者想象他们快要死亡时,他们通常会认为目前的生活与他们所知道的生活并不相同,但实际上,死亡只是生命的一部分,而且我们或许并不会像想象之中那样对死亡变得恐惧。

《神经元》:霍普金斯大学的新研究发现帕金森病起源于肠道

【7】Nature:重磅!利用CRISPR–Cas系统将数字视频存储到一群细菌的基因组中

doi:10.1038/nature23017

科学家们正在努力利用DNA(即生物学生命蓝图)作为合成原材料在活细胞外面存储大量的数字信息。但是如果他们能够诱导活细胞像大的细菌群体那样使用它们自己的基因组作为能够被用来记录信息并且随后在任何时间能够获取这种信息的生物学硬盘,将会怎么样?这样的一种方法可能不仅为数据存储提供全新的可能性,而且也可经进一步改造后变成一种有效的存储设备,从而可能能够按照时间顺序记录细胞在它们的发育或接触应激和病原体期间的分子经历。

在2016年,美国哈佛大学医学院威斯生物启发工程研究所(Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering)核心研究员George Church博士领导的一个研究团队构建出首个基于CRISPR系统的分子记录器(Science, doi:10.1126/science.aaf1175),这就允许细胞获得按照时间顺序提供的由DNA编码的数字信息,从而在作为细胞模型的细菌基因组中存储它们。这种信息在细菌基因组的CRISPR阵列中存储下来,能够被再次获取和用来构建事件发生的时间表。然而,作为Church团队的一名博士后研究员,Seth Shipman博士说,“尽管这是很有希望的,但是我们并不知道当我们试图一次追踪大约100个序列时会发生什么,或者它是否发挥作用。这是至关重要的,这是因为我们旨在利用这种系统记录复杂的生物学事件,这是我们的最终目标。”

【8】NEJM:癌症治疗新见解!并不是所有癌症都需要立刻进行治疗

doi:10.1056/NEJMoa1615869

当组织活检显示癌症,你不得不及时进行治疗?是这样吗?不一定,如果你患的是前列腺肿瘤呢?如果癌症在早期阶段被发现,男性们往往会面临很多的选择,他们可以立刻进行治疗,或者定期检查来监测疾病的发展,防止癌症恶化或转移。

日前,来自华盛顿大学的研究人员通过研究对比了被诊断为前列腺癌肿瘤的男性在面临肿瘤时的治疗手段,通过追踪观察20年后,研究人员发现,立即进行手术治疗和定期监测疾病进展状况的患者在死亡率上大体相同;研究者Gerald Andriole博士说道,很多男性当听到癌症这个词时,他们总想做些什么来遏制疾病发展,但实际情况是,如果患上了低风险的癌症,就像本文中研究的前列腺癌,有时候或许并不需要治疗,当然并不是迫切需要治疗。

当然疾病发生的早期阶段并不一定意味着低风险,一些研究结果更倾向于做手术,这种方法的确会带来一定的优势,其或许能够改善特定患者群体的生存率,本文中研究者想告诉大家的是患者能从手术中获得的益处以及无法获得的益处。

《神经元》:霍普金斯大学的新研究发现帕金森病起源于肠道

【9】Nature:重大突破!利用奶牛快速产生HIV广谱中和抗体

doi:10.1038/nature23301

科学家们长期以来就在寻求一种会引起HIV广谱中和抗体(broadly neutralizing antibodies, bNAb)产生的HIV疫苗,这被认为是阻止众多HIV病毒毒株感染的关键。但是这被证实是一项困难的任务;仅大约20%的HIV感染者产生这些抗体。根据一项新的研究,奶牛可能胜任这项任务。相关研究结果于2017年7月20日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Rapid elicitation of broadly neutralizing antibodies to HIV by immunization in cows”。

在过去几年里,一些人已发现HIV广谱中和抗体往往是比较大的难以控制的蛋白。除了这一发现之外,其他的科学家们碰巧发现奶牛的抗体往往是类似地较大的和难以控制的。论文第一作者、国际艾滋病疫苗计划(International AIDS Vaccine Initiative)抗体发现与开发主任Devin Sok说,“这是通力合作的结果。我们当中有兽医、奶牛抗体科学家和HIV科学家,大家一起讨论和想法解决这个相对简单的问题。”

【10】NEJM:跨越24年7万人研究证实:改善饮食质量或可明显降低过早死亡的风险

DOI:10.1056/NEJMoa1613502

日前,一项刊登于国际杂志New England Journal of Medicine上的研究报告中,来自哈佛大学公共卫生学院的研究人员通过研究发现,随着时间不断改善饮食质量或许能够明显降低人们过早死亡的风险,如何改善饮食质量呢?我们可以多摄入一些全谷类食品、蔬菜、水果、坚果和鱼类,少摄入一些红肉和加工肉以及含糖饮料等。文章中,研究者首次发现,至少12年改善个体的饮食质量或许能够明显降低个体总体死亡率以及心血管疾病死亡的风险,因此本文研究提示,维持健康饮食方式对于人们健康非常重要。

研究者Mercedes Sotos-Prieto表示,总的来说,我们的研究强调了健康饮食方式的重要性,包括地中海饮食方式和抗高血压饮食方式(DASH饮食策略),我们发现,甚至适度改善饮食质量也能够影响个体的死亡风险,反之,饮食质量变坏或许会增加个体的死亡风险。

文章中,研究者Sotos-Prieto及其同事从1986年至1998年的12年间对大约7.4万人饮食质量的改变和这些人群在接下来的12年里(1998年至2010年)的死亡风险之间的关联性进行了综合分析,相关研究数据来自两项长期研究:护士健康研究(the Nurses' Health Study)和卫生专业人员后续研究计划(the Health Professionals' Follow-up Study),在研究中,参与者回答了相关的问题,包括每四年的饮食、生活方式以及每两年的健康状况。

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