科学家通过简单的声光治疗清除化疗脑雾

科学家通过简单的声光治疗清除化疗脑雾 化疗是我们治疗许多癌症的最佳方法之一，但不幸的是，化疗的影响遍及全身，包括大脑。患者经常会出现"脑雾"，即记忆力、注意力和决策能力出现问题，影响他们的思维和行为。虽然化疗结束后这种症状通常会消失，但在几个月内，它可能会对日常生活造成令人沮丧的干扰。但是，麻省理工学院（MIT）研究人员的一项新研究可能发现了一种相当简单的治疗方法，可以消除这些不良影响，最重要的是，它比化疗本身的创伤性更小。你所要做的就是每天看一些闪烁的灯光，听一些声音。研究小组之前的研究发现，以 40 赫兹的频率闪烁的灯光和相同音调的声音可以刺激大脑产生更多的伽马振荡。这些脑电波的频率在 25 赫兹到 80 赫兹之间，会在高度警觉时产生，有助于集中注意力。由于阿尔茨海默氏症患者似乎在这些伽马波方面存在问题，麻省理工学院的研究小组想知道这是否能成为一种简单的治疗方法来改善他们的症状。果然，在小鼠身上进行的实验表明，光和声音治疗后，炎症减轻了，被认为会导致神经退化的有毒蛋白质水平降低了，认知测试也有所改善。在新的研究中，麻省理工学院的研究人员将注意力转向了另一种疾病化疗脑。研究小组在患有化疗脑病的小鼠身上测试了这种疗法，让它们连续五天服用普通化疗药物顺铂，然后停药五天，再服药五天，模仿人类的剂量制度。一些小鼠接受了"伽马疗法"，每天暴露在40赫兹的光和声中一小时，而对照组则只接受化疗。三周后，对照组小鼠出现了许多已知的化疗对大脑的影响，包括脑容量变小、DNA损伤、炎症以及神经元周围的保护膜髓鞘受损。产生髓鞘的脑细胞（称为少突胶质细胞）数量也减少了。然而，在化疗期间每天接受伽马射线治疗的小鼠，所有这些症状都明显减轻。它们在测量动物记忆力和执行功能的测试中也表现得更好。研究人员在分析基因表达时发现，接受伽马疗法的小鼠体内与炎症和细胞死亡有关的基因受到了抑制。"这种治疗方法可以减少DNA损伤，减轻炎症，增加少突胶质细胞的数量，而少突胶质细胞是产生轴突周围髓鞘的细胞，"该研究的资深作者Li-Huei Tsai说。"我们还发现，这种治疗方法改善了动物的学习和记忆，增强了动物的执行功能。"研究发现，伽马疗法的益处至少部分持续到治疗后的四个月。研究发现，伽马疗法如果与化疗同时进行，效果会更好，而不是在化疗后才开始。后续研究发现，接受另一种化疗药物甲氨蝶呤治疗的小鼠也有类似的积极效果。虽然小鼠试验是通过脑部植入物直接向神经元传递光和声，但之前针对阿尔茨海默氏症的人体试验表明，只需使用同步屏幕和扬声器设置，就能取得类似的疗效。如果成功，这将成为对人类患者进行化疗的标准配置，从而减少救命治疗带来的不适。研究小组还计划对帕金森病和多发性硬化症等其他神经系统疾病进行伽马疗法试验。针对人类阿尔茨海默病患者的临床试验已经开始。这项研究发表在《科学转化医学》杂志上。 ... PC版： 手机版：

科学家揭示对基因组健康至关重要的145个基因

科学家揭示对基因组健康至关重要的145个基因 2月14日，《自然》杂志发表了一项新研究，通过对近千个转基因小鼠品系进行系统筛选，发现了一百多个与DNA损伤有关的关键基因。这项工作为癌症进展和神经退行性疾病提供了见解，也为蛋白质抑制剂提供了潜在的治疗途径。基因组包含生物细胞内的所有基因和遗传物质。当基因组稳定时，细胞就能准确地复制和分裂，将正确的遗传信息传递给下一代细胞。尽管基因组非常重要，但人们对影响基因组稳定性、保护、修复和防止 DNA 损伤的遗传因素知之甚少。突破性研究及其影响在这项新研究中，威康-桑格研究所的研究人员与剑桥大学英国痴呆症研究所的合作者一起，着手更好地了解细胞健康的生物学特性，并找出维持基因组稳定性的关键基因。研究小组利用一组转基因小鼠品系，确定了 145 个在增加或减少异常微核结构的形成中起关键作用的基因。这些结构表明基因组不稳定和 DNA 损伤，是衰老和疾病的常见标志。当研究人员敲除DSCC1基因时，基因组不稳定性的增加最为显著，异常微核的形成增加了五倍。缺乏该基因的小鼠具有与人类凝聚素病症患者相似的特征，这进一步强调了这项研究与人类健康的相关性。通过 CRISPR 筛选，研究人员发现DSCC1缺失引发的这种效应可以通过抑制蛋白质 SIRT1 得到部分逆转。这些发现有助于揭示影响人类基因组一生健康和疾病发展的遗传因素。该研究的资深作者、剑桥大学英国痴呆症研究所的加布里埃尔-巴尔穆斯（Gabriel Balmus）教授说："继续探索基因组不稳定性对于开发针对遗传根源的定制治疗方法至关重要，其目标是改善各种疾病的治疗效果和患者的整体生活质量。我们的研究强调了SIRT抑制剂作为治疗粘连蛋白病和其他基因组疾病途径的潜力。它表明，早期干预，特别是针对 SIRT1 的干预，有助于在基因组不稳定性发展之前减轻与之相关的生物变化。"这项研究的第一作者、威康桑格研究所的大卫-亚当斯（David Adams）博士说："基因组稳定性是细胞健康的核心，影响着从癌症到神经变性等一系列疾病，但这一直是一个探索相对不足的研究领域。这项工作历时15年，体现了从大规模、无偏见的基因筛选中可以学到什么。所发现的 145 个基因，尤其是那些与人类疾病相关的基因，为开发治疗癌症和神经发育障碍等基因组不稳定疾病的新疗法提供了有希望的靶点。"研究要点：对基因组造成损害的各种来源包括辐射、化学接触以及 DNA 复制或修复过程中的错误。微核是一种小的异常结构，通常被称为"突变工厂"，其中含有错位的遗传物质，而这些物质本应在细胞核中。它们的存在意味着患癌症和发育障碍等疾病的风险增加。凝聚蛋白病是一组因凝聚蛋白功能障碍而导致的遗传病，凝聚蛋白对细胞分裂过程中染色体的正常组织和分离至关重要。这可能导致一系列发育异常、智力障碍、独特的面部特征和生长迟缓。当 SIRT1 蛋白被抑制时，DNA 损伤就会减少，它们就能挽救与内聚力破坏相关的DSCC1缺失所带来的负面影响。这种作用是通过恢复一种名为 SMC3 的蛋白质的化学水平实现的。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家发现脊髓神经机制带来的惊人记忆能力

科学家发现脊髓神经机制带来的惊人记忆能力 日本理化学研究所脑科学中心的竹冈绫（Aya Takeoka）及其团队确定了脊髓中独立于大脑促进运动学习的神经通路。他们的研究结果发表在4月11日的《科学》（Science）杂志上，研究人员发现了两组关键的脊髓神经元，一组是新的适应性学习所必需的，另一组则是学习后回忆适应性的神经元。这些发现可以帮助科学家开发出帮助脊髓损伤后运动恢复的方法。科学家们早就知道，即使没有大脑，脊髓的运动输出也可以通过练习进行调整。这一点在无头昆虫身上得到了最显著的体现，它们的腿仍然可以通过训练来避开外界的提示。到目前为止，还没有人搞清楚这是如何做到的，如果不了解这一点，这种现象就只能是一个怪异的事实。正如武冈解释的那样："如果我们想了解健康人运动自动性的基础，并利用这些知识改善脊髓损伤后的恢复，那么深入了解其潜在机制是至关重要的。在这项研究中，将肢体位置与不愉快经历联系起来的脊髓仅在 10 分钟后就学会了调整肢体位置，并在第二天保留了记忆。而随机接受不愉快经历的脊髓则不会学习。资料来源：理化学研究所在深入研究神经回路之前，研究人员首先开发了一种实验装置，使他们能够在没有大脑输入的情况下研究小鼠脊髓的适应性，包括学习和回忆。每次试验都有一只实验鼠和一只后腿自由悬垂的对照鼠。如果实验鼠的后腿下垂过多，它就会受到电刺激，模仿小鼠想要避免的动作。对照组小鼠在同一时间接受同样的刺激，但与自己的后腿位置无关。即时学习和记忆保持观察仅仅过了 10 分钟，他们就观察到只有实验小鼠进行了运动学习；它们的腿仍然高高抬起，避免了任何电刺激。这一结果表明，脊髓可以将不愉快的感觉与腿部位置联系起来，并调整其运动输出，使腿部避免不愉快的感觉，而这一切都不需要大脑。24 小时后，他们重复了 10 分钟的测试，但将实验小鼠和对照组小鼠颠倒过来。原来的实验小鼠仍然保持着抬腿的姿势，这表明脊髓保留了对过去经历的记忆，从而干扰了新的学习。在脊髓中建立了即时学习和记忆之后，研究小组开始研究使这两种学习和记忆成为可能的神经回路。他们使用了六种类型的转基因小鼠，每种小鼠都有一组不同的脊髓神经元被禁用，并对它们进行了运动学习和学习逆转的测试。他们发现，脊髓顶端的神经元失效后，小鼠后肢无法适应以避免电击，尤其是那些表达Ptf1a基因的神经元。当他们在学习逆转过程中对小鼠进行检查时，发现沉默表达 Ptf1a 的神经元没有任何效果。相反，脊髓底部腹侧的一组表达En1基因的神经元却起了关键作用。当这些神经元在学习回避的第二天被沉默时，脊髓就像从未学习过任何东西一样。研究人员还在第二天通过重复最初的学习条件来评估记忆回忆。他们发现，在野生型小鼠中，后肢比第一天更快稳定地到达回避位置，这表明它们已经记住了。在回忆过程中激发En1神经元可将这一速度提高80%，表明运动回忆能力增强。竹冈说："这些结果不仅挑战了运动学习和记忆仅局限于大脑回路的普遍观点，而且我们还证明了我们可以操纵脊髓运动记忆，这对旨在改善脊髓损伤后恢复的疗法具有重要意义。" ... PC版： 手机版：

科学家意外制造出六足小鼠胚胎

科学家意外制造出六足小鼠胚胎 研究人员在小鼠发育早期关闭一个基因，最终意外地得到了六足哺乳动物胚胎，并取代了其外生殖器。大多数四肢动物的外生殖器和后肢都是从相同的原始结构发育而来的。 本次实验中被关闭的 Tgfbr1 基因参与了一条信号通路，为正在形成的身体提供从躯干到尾部的方向。这条通路为正在发育的胚胎细胞提供了“创造后肢”或“外生殖器”的指令。与对照小鼠相比，团队仔细观察了突变小鼠腿部组织中的 DNA，并发现染色质发生了重塑，控制细胞 DNA 访问的蛋白质已转换为“腿部”结构，而不是“生殖器”结构。该项研究发表在《自然通讯》杂志上。

科学家解开酒精消费的基因密码

科学家解开酒精消费的基因密码 这项研究最近发表在《柳叶刀电子生物医学》（Lancet eBioMedicine）杂志上。该研究的通讯作者、加州大学圣地亚哥分校医学院精神病学系副教授桑德拉-桑切斯-罗伊奇（Sandra Sanchez-Roige）博士解释说，该研究利用基因数据将个体大致分为欧洲人、拉丁美洲人和非洲裔美国人。共同作者、精神病学系教授兼基础研究副主任亚伯拉罕-A-帕尔默（Abraham A. Palmer）博士指出，这种分类"是避免统计遗传学中一种叫做人口分层的陷阱所必需的"。研究人员分析了来自 300 万 23andMe 研究参与者的遗传数据，重点研究了被称为单核苷酸多态性或 SNP 的三个特定 DNA 小片段。桑切斯-罗伊奇（Sanchez-Roige）解释说，这些特定 SNP 的变体或等位基因对从过度饮酒到酒精使用障碍等各种酒精行为具有"保护"作用。加州大学圣地亚哥分校的合作者讨论了他们对 300 万个 23andMe 数据库的研究。该小组成员包括（从左顺时针方向）Abraham A. Palmer、Laura Vilar-Ribo、Renata B. Cupertino、Sandra Sanchez-Roige、Natasia Courchesne-Krak 和 Mariela V Jennings。资料来源：加州大学圣地亚哥分校健康科学部他们所考虑的其中一种酒精保护变体非常罕见：在研究中发现的三种等位基因中，最常见的变体出现在 2,619,939 名欧洲人队列中的 232 人、446,646 名拉丁美洲人队列中的 29 人和 146,776 名非洲裔美国人队列中的 7 人身上；其他变体则更为常见。这些变异会影响人体代谢乙醇酒精饮料中的致醉化学物质的方式。"SNP小等位基因变异的人能将乙醇迅速转化为乙醛。"桑切斯-罗伊奇说："这会造成很多负面影响。她接着说，由此产生的恶心感会让酒精带来的任何愉悦感都黯然失色想想几乎马上就会出现的严重宿醉吧。"她说："这些变体主要与一个人的饮酒量有关。它们还倾向于预防酒精使用障碍，因为这些变体主要与一个人可能饮酒的数量有关。"桑切斯-罗伊奇解释说，SNP变异对酒精消费的影响已经得到了很好的研究，但她的研究小组对23andMe数据集采取了一种"无假设"的方法，该数据集包含了数千种特征和行为的调查数据。研究人员希望找出这三个 SNP 变异是否会对酒精消费产生其他影响。桑切斯-罗伊奇和帕尔默指出，他们的研究小组与23andMe建立了长达10年的合作关系，重点研究了许多性状，尤其是与成瘾有关的性状。这项工作是通过 23andMe 研究计划开展学术合作的基础。他们对 23andMe 研究参与者同意提交的唾液样本中的 DNA 进行了数据挖掘分析，并对 23andMe 数据库中的健康和行为调查进行了回复，结果发现了一系列关联，但不一定与酒精有关。具有酒精保护等位基因的个体健康状况普遍较好，包括慢性疲劳较少，日常工作中需要的协助也较少。但论文指出，具有酒精保护等位基因的个体在某些方面的健康状况也较差：终生使用烟草较多、情绪化饮食较多、患巴塞杜氏病和甲状腺机能亢进症较多。具有酒精保护等位基因的个体还报告了完全出乎意料的差异，如更多的疟疾、更多的近视和几种癌症，尤其是更多的皮肤癌和肺癌，以及更多的先兆偏头痛。桑切斯-罗伊奇承认，他们的研究结果有一个先有鸡还是先有蛋的问题。举例来说： 心血管疾病只是已知与饮酒有关的一系列疾病中的一种。"那么，饮酒是否会导致这些疾病呢？"帕尔默补充道："还是说，这些基因差异对疟疾和皮肤癌等疾病的影响与饮酒无关？"桑切斯-罗伊奇（Sanchez-Roige）说，只有当研究人员能够获得非常庞大的数据集时，才有可能进行这种广泛的、无假设的研究。许多数据集，包括研究中使用的数据集，在很大程度上依赖于具有欧洲血统的个体。她说："在遗传研究中纳入不同祖先背景的个体非常重要，因为这样可以更全面地了解酗酒行为和其他疾病的遗传基础，所有这些都有助于更全面、更准确地了解人类健康。只对一组基因相似的个体（例如，具有共同欧洲血统的个体）进行研究，可能会加剧健康差异，因为这将有助于那些仅对该人群有利的发现。"她说，他们的研究为未来的研究打开了许多大门，追寻酒精保护等位基因和与饮酒无明显关系的疾病之间可能存在的联系。了解这些影响的潜在机制可能会对治疗和预防医学产生影响。编译自/scitechdaily ... PC版： 手机版：

科学家发现生产更美味、更健康薯片的关键所在

科学家发现生产更美味、更健康薯片的关键所在 密歇根州立大学教授蒋继明（Jiming Jiang）和大卫-杜奇（David Douches）领导的科学家团队发现了冷藏马铃薯变黑和潜在健康问题背后的关键机制，可以降低冷藏块茎在油炸过程中产生的致癌物质水平，为休闲食品行业带来了突破性进展。他们的研究结果发表在《植物细胞》（The Plant Cell）杂志上，为开发可在低温条件下储存的马铃薯品种、生产更健康、更美味的薯片和薯条带来了希望。这些零食在美国拥有价值数十亿美元的市场。在密歇根州全美薯片用马铃薯的主要生产地马铃薯产业的年产值达 2.4 亿美元。密歇根州立大学研究人员David Douches（左）和Jiming Jiang（右）在密歇根州立大学农艺农场温室中与马铃薯植株一起工作。图片来源：Paul Henderson/密歇根州立大学但农民不可能一年四季都种植马铃薯，零食生产商需要不断供应新鲜马铃薯来满足他们的需求。在冷库中保存马铃薯可确保薯片和油炸食品生产商获得所需的马铃薯，但低温也会引发一种称为冷诱导增甜（CIS）的过程，使淀粉转化为糖分。加工含糖块茎会导致薯条和薯片变黑。它还会产生丙烯酰胺，这是一种在高温加工过程中形成的致癌化合物，与包括癌症风险增加在内的健康问题有关。虽然有一些技术可以减少冷藏块茎中的糖分，但这些技术不仅增加了成本，还会影响最终产品的风味。因此，Jiang 和他的同事从问题的根源入手，努力使马铃薯从一开始就不受 CIS 的影响。"我们已经确定了负责 CIS 的特定基因，更重要的是，我们已经发现了在低温条件下开启 CIS 的调控元件，"密苏里大学植物生物学和园艺学系研究基金会教授 Jiang 解释说。"通过研究这种基因是如何开启和关闭的，我们就有可能开发出天然抗 CIS 的马铃薯，从而不会产生有毒化合物"。通过关闭马铃薯空泡转化酶基因（VInv），密歇根州立大学的研究人员证明，在低温下油炸储存的马铃薯可以制成更健康、更诱人的薯片。图片来源：改编自Bhaskar, P.B., et al. Plant Physiology, 2010, 154 (2), 939-948,的合作研究环境和设施，包括由 Dave Douches 领导的世界一流的马铃薯育种项目，对这项研究至关重要，下一步，研究人员将利用这些知识，在Douches博士的温室中通过基因编辑或其他育种技术培育出抗CIS的马铃薯品系。研究人员正在密歇根州立大学的农艺农场温室里种植更健康、更适合当零食的马铃薯。图片来源：Paul Henderson/密歇根州立大学作为 MSU 马铃薯育种和遗传项目的负责人，Douches 将 Jiang 开发的一种通过基因编辑阻止 CIS 的技术付诸实践。"我们的所有设施都在校园内，因此研究工作可以高效地完成，"Douches说。"通过我们的合作，我们能够得出一项发现，为创造抗寒马铃薯品种的有针对性的基因改造方法铺平了道路"。这项研究的潜在益处不仅仅在于提高休闲食品的质量。减少马铃薯中丙烯酰胺的形成可能会对其他加工淀粉食品产生影响。此外，耐寒马铃薯还能为储存和运输提供更大的灵活性，从而减少食物浪费，降低成本。抗 CIS 的新型马铃薯在不久的将来就能投入商业使用。"这一发现标志着我们对马铃薯发育及其对食品质量和健康影响的认识取得了重大进展，"Jiang说。"它有可能影响到全世界的每一袋薯片"。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：