研究人员在人类睾丸组织中发现微塑料

研究人员在人类睾丸组织中发现微塑料 微塑料通常指直径小于5毫米的塑料颗粒，可经由食物甚至呼吸进入人体。美国新墨西哥大学研究人员先前在人类胎盘样本中发现微塑料，后来用同样的实验方法设计了这项新实验。他们经由医学调查部门取得23份来自男性遗体的睾丸样本，从兽医诊所等处搜集到47份来自接受绝育手术公狗的睾丸样本，经化学处理溶解掉脂肪和蛋白质，结果在每份样本中均发现了微塑料。美国有线电视新闻网21日援引论文合著者、新墨西哥大学药学教授马修·坎彭的话报道，这些微塑料“通常为纳米级，一般长度不到半微米，宽度可能在20至200纳米之间”。专家介绍，如此微小的颗粒可以侵入主要器官的单个细胞和组织，扰乱细胞进程，还可能令干扰内分泌的化学物质积聚下来，而这些化学物质会干扰生殖系统。研究人员经测量发现，狗平均每克睾丸组织含有122.63微克微塑料，而在人的睾丸组织中这一数据为329.44微克，不仅比狗高，也明显高于先前在胎盘组织中发现的平均浓度。他们还在睾丸组织中鉴定出12种微塑料。其中，在狗和人类样本中出现最多的聚合物是聚乙烯。这是目前世界上使用最广泛的一种塑料，稳定性很高，难以自然降解。狗样本中，出现第二多的是另一种常见塑料聚氯乙烯。所有样本中均有微塑料，PE、PVC是主要类型由于人类样本获取方式的特殊性，精子已遭到严重破坏，无法估算数量，研究人员只能估算狗样本中的精子数量。结果显示，聚氯乙烯浓度较高关联精子数量较少。不过，研究人员没有在狗样本中发现聚乙烯浓度与精子数量间存在关联。依据研究人员说法，不同种类的塑料影响不同。聚氯乙烯含有可导致内分泌紊乱的化学物质，还会释放出许多干扰精子形成的化学物质。研究人员介绍，这项实验之所以将人类和狗的组织进行比对，原因之一是许多人与狗共同生活，生活环境几乎相同。另外，相较于老鼠等动物，狗在一些生物学特征上也“更接近人类”，比如精子的形成和浓度。值得注意的是，样本中男性死亡时平均年龄为35岁，而这些人在世接触塑料的年代，所流通的塑料相对较少。如今环境中塑料已大幅增加，“对年轻一代的影响可能更令人担忧”。研究人员希望人们能改变生活方式和行为，尽量减少对塑料的不必要接触。DOI: 10.1093/toxsci/kfae060 ... PC版： 手机版：

研究人员制造出混合大脑：让一个物种的神经元帮助另一个物种

研究人员制造出混合大脑：让一个物种的神经元帮助另一个物种 大鼠（红色）和小鼠（绿色）神经元的混合体在混合大脑中形成了环形气味处理中心什么是混合大脑？听起来像是科幻电影情节中的东西或者是史蒂夫-马丁主演的80年代古怪喜剧但它实际上是两个物种细胞的结合，发育成一个完整的功能性大脑。因此，杂交脑通过创建"合成"神经回路来恢复受损或退化大脑的功能，对于推动再生神经科学的发展非常重要。在哥伦比亚大学欧文医学中心研究人员领导的一项新研究中，大鼠干细胞在发育初期就被引入到小鼠细胞中，从而产生了利用整合的大鼠细胞嗅觉的小鼠大脑。哥伦比亚大学瓦格罗斯内外科医学院遗传学和发育学教授、该研究的共同通讯作者克里斯汀-鲍德温（Kristin Baldwin）说："我们拥有漂亮的培养皿细胞模型和称为器官组织的三维培养物，它们都有各自的优点。但它们都无法让你确定细胞是否真正发挥了最高水平的功能。这项研究开始向我们展示，我们如何扩大大脑的灵活性，使其能够容纳来自人机界面或移植干细胞的其他类型的输入。"大鼠-小鼠嵌合体的制作示意图 Throesch 等人研究人员将大鼠胚胎干细胞植入小鼠胚泡（受精卵分裂而成的细胞团），然后将胚泡移植到代孕小鼠妈妈的子宫内发育。尽管在进化过程中存在差异（大鼠大脑发育较慢，体积较大），但研究人员观察到，大鼠细胞与小鼠神经元同步生长。在成熟的大鼠-小鼠或嵌合体中，大鼠细胞整合成整个小鼠大脑的神经回路，并与小鼠神经元形成活跃的连接。鲍德温说："几乎在整个小鼠大脑中都能看到大鼠细胞，这让我们相当惊讶。它告诉我们，插入的障碍很少，这表明许多种小鼠神经元都可以被类似的大鼠神经元取代。"接下来是测试大鼠细胞的功能能力，以及它们是否能取代受损的小鼠神经元。研究人员开发了小鼠模型，这些小鼠的嗅觉神经元（OSNs）在基因上有缺陷或被消融，即被破坏，而嗅觉神经元是检测和传递气味信息的神经元。他们发现，大鼠细胞拯救了小鼠大脑。鲍德温说："我们在每个小鼠笼子里都藏了一块饼干，结果非常惊讶地发现，它们能通过大鼠神经元找到饼干。"然而，与OSN被破坏的小鼠相比，OSN被基因沉默（即神经元存在，只是不工作）的小鼠找到饼干的成功率较低。这表明，增加替代神经元并非"即插即用"。如果想获得功能性替代神经元，可能需要清空闲置在那里的功能障碍神经元，这可能是某些神经退行性疾病的情况，也可能是自闭症和精神分裂症等神经发育障碍的情况。研究人员在研究中遇到的一个问题是，大鼠细胞随机分布在不同的小鼠体内，这阻碍了他们将研究扩展到其他神经系统。目前，他们正试图找到驱动插入细胞发育成特定细胞类型的方法，这可能会提供更高的精确度。扫清这一障碍将为创造具有灵长类神经元的混合大脑铺平道路，这将帮助我们更接近了解人类疾病。这项研究发表在《细胞》杂志上。 ... PC版： 手机版：

实验室培育的大脑符合伦理道德吗？科学家认为答案是毋庸置疑的

实验室培育的大脑符合伦理道德吗？科学家认为答案是毋庸置疑的 广岛大学人文与社会科学研究生院的研究人员就类脑研究中固有的复杂性提出了宝贵的见解，为围绕这一创新生物技术的持续讨论做出了重要贡献，并为在追求科学进步的过程中做出知情决策以及法律和伦理管理铺平了道路。他们的论文发表在3月4日的《EMBO Reports》上。脑器官组织是由干细胞衍生的三维人类脑组织，能够发育成多种不同类型的细胞。它们在实验室环境中复制了人脑的复杂性，使研究人员能够研究大脑发育和疾病，希望获得重要的见解，并取得创新性的医学进步。 传统上，脑器质性组织是从多能干细胞中培育出来的，多能干细胞是胚胎早期发育的一种特别强效的亚型细胞，但现在的新技术使从人类胎儿脑细胞中生成这些器质性组织成为可能。然而，这种方法带来了有关脑器官组织的更激烈的法律和伦理争论在传统的器官组织研究中，这种争论已经很激烈了。广岛大学副教授、该研究的第一作者泽井勉（Tsutomu Sawai）说："我们的研究试图揭示以前经常被忽视的伦理困境和法律复杂性，这些困境和复杂性出现在高级类器官研究和使用胎儿组织的交叉点上，而胎儿组织主要是通过选择性流产获得的。"该研究强调，亟需建立完善的全球统一监管框架，以应对胎儿脑器官（FeBO）研究中复杂的伦理和法律问题。论文强调了知情同意协议、围绕类器官意识的伦理考虑、将类器官移植到动物体内、与计算系统整合以及与胚胎研究和堕胎伦理相关的更广泛辩论的重要性。广岛大学研究员片冈雅知说："我们的计划是在国家和国际层面大力倡导为包括FeBO研究在内的类脑器官研究制定全面的伦理和监管框架。"泽井说："现在比以往任何时候都更有必要系统地推进伦理和监管讨论，而不是局限于意识问题，这样才能负责任地、合乎伦理地推动科学和医学进步。展望未来，这对研究组合计划继续支持推进围绕类脑器官研究的伦理和监管讨论。通过推动科学和医学领域负责任和合乎伦理的进步，他们的目标是确保所有涉及类脑器官（包括FeBOs）的研究都在优先考虑人类尊严和伦理完整性的框架内进行。编译自/scitechdailyDOI: 10.1038/s44319-024-00099-5 ... PC版： 手机版：

我们的大脑如何工作？连接实验室培育的脑细胞产生新见解

我们的大脑如何工作？连接实验室培育的脑细胞产生新见解 东京大学工业科学研究所的研究人员发现，为实验室培育的"大脑器官"提供与真实大脑类似的连接，可以促进其发育和活动。资料来源：东京大学工业科学研究所神经研究的进展研究大脑发育和功能的确切机制具有挑战性。动物研究受到物种间大脑结构和功能差异的限制，而实验室培育的脑细胞往往缺乏人脑细胞特有的连接。更重要的是，研究人员越来越意识到，这些区域间的连接及其形成的回路，对于我们人类的许多大脑功能非常重要。以前的研究曾试图在实验室条件下创建大脑回路，这推动了这一领域的发展。东京大学的研究人员最近找到了一种方法，可以在实验室培育的"神经器官"（一种实验模型组织，将人类干细胞培育成模仿大脑发育的三维结构）之间建立更多生理连接。研究小组通过轴突束将有机体连接起来，这与活体人脑中各区域的连接方式类似。通过创新增进理解该研究的共同第一作者杜恩基（Tomoya Duenki）说："在实验室条件下生长的单神经器官中，细胞开始显示出相对简单的电活动。当我们用轴索束连接两个神经器官组织时，我们能够看到这些双向连接是如何促进器官组织之间活动模式的产生和同步的，这与大脑内两个区域之间的连接有一定的相似性。"与轴索束相连的大脑器官组织比单个器官组织或使用以前的技术相连的器官组织显示出更复杂的活动。此外，当研究小组使用一种被称为光遗传学的技术刺激轴索束时，类器官的活动也会发生相应的变化，类器官会在一段时间内受到这些变化的影响，这一过程被称为可塑性。研究的资深作者 Yoshiho Ikeuchi 解释说："这些发现表明，轴索束连接对于复杂网络的发展非常重要。"值得注意的是，复杂的大脑网络负责许多深层次的功能，如语言、注意力和情感。"鉴于大脑网络的改变与各种神经和精神疾病有关，因此更好地了解大脑网络非常重要。对实验室培养的人类神经回路进行研究，将有助于我们更好地了解这些网络在不同情况下是如何形成并随时间发生变化的，从而改进治疗这些疾病的方法。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

日本在太空培育出老鼠胚胎 人类未来有望在太空繁殖

日本在太空培育出老鼠胚胎 人类未来有望在太空繁殖 日本科研人员成功在国际空间站培育出能正常发育的老鼠胚胎，为人类未来在太空繁衍后代带来希望。 法新社上星期天（10月29日）报道，日本山梨大学先进生物科技中心教授若山照彦，以及日本宇宙航空研究开发机构（Japan Aerospace Exploration Agency）团队等研究人员，于2021年8月透过火箭将冷冻老鼠胚胎运至国际空间站。 太空人使用特别设计的设备解冻了这些处于早期阶段的胚胎，并在空间站内培育了四天。研究员说：“这些在微重力环境下培育的胚胎正常发育到囊胚期（blastocyst），囊胚细胞发育成胎儿和胎盘。” 据悉，在胚胎发育早期，受精卵先发育成囊胚，再由囊胚发育成外、中、内三个胚层。外胚层最终发育成机体的神经、皮肤等组织，中胚层发育成心脏、血液、肌肉和骨骼等组织，内胚层则发育成肺、肝、胰腺和肠等内脏器官。外、中、内三胚层的形成过程直接影响胎鼠能否顺利从母体诞生。 这项研究已于上星期六（28日）刊登《iScience》科学杂志上。研究指出，这项实验已“清楚证明重力（对培育胚胎）没有显著影响”。 科研人员在对送回地球实验室的囊胚样本进行分析后，也未发现去氧核糖核酸（DNA）和基因的状态有任何重大变化。 山梨大学及日本国家研究机构理化学研究所（Riken）发联合声明说，这是“史上首个显示哺乳动物可能可以在太空繁殖的研究”，也是全球第一个完全在国际空间站微重力环境下培育哺乳动物早期胚胎的实验。 声明还说，未来还须将在空间站培育的囊胚胚胎植入老鼠体内，以进一步检视老鼠能否生殖，确保囊胚是正常的。这些研究项目对未来的太空探索及殖民任务或具有重要意义。 2023年10月30日 3:56 PM

实验室培育的模型肿瘤可预测特定药物的治疗效果

实验室培育的模型肿瘤可预测特定药物的治疗效果 由人类肠癌细胞形成的类器官三维结构。蓝色表示单个细胞的细胞核，绿色表示将每个细胞粘在一起的蛋白质，红色表示癌细胞的方向  。研究人员在实验室中培育肿瘤，以便在肠癌患者开始治疗前准确预测哪些药物对他们有效。WEHI领导的这项世界首创研究发现，在肿瘤器官组织（由患者自身组织培养而成的三维癌症模型）上进行药物测试，可以显示它们对特定癌症治疗的反应。目前正在根据研究结果开展一项临床试验，该试验将首次验证类器官药物测试是指导肠癌患者选择治疗方法的准确方法，肠癌是澳大利亚致死率第二高的癌症。WEHI领导的研究证明，类器官药物测试可以预测晚期肠癌患者对治疗的反应，准确率高达90%。这项研究是世界上首次使用源自患者的肿瘤器官组织来预先测试现有治疗方案的有效性，并为肠癌患者确定潜在的新疗法。根据这项研究成果开展的临床试验将于今年启动，以评估类器官药物测试能否彻底改变癌症患者的治疗方式。肠癌，又称结肠直肠癌，仍然是全球癌症相关死亡的第二大原因。在澳大利亚，肠癌也是第四大确诊癌症。虽然肠癌如果发现得早可以得到成功治疗，但由于缺乏症状，只有不到一半的患者在初期阶段得到诊断。这意味着患者往往在癌症扩散到身体其他部位后才被诊断出来。尽管治疗肠癌的方法越来越多，但目前预测哪种疗法对每位患者最有效的能力却很有限。肿瘤类器官是一种微型三维癌症模型，尺寸只有沙粒大小。肿瘤器官组织是在实验室中根据患者自身的组织样本培育而成的，它能模拟癌症的特征，包括对药物治疗的敏感性。在发表于《细胞报告医学》（Cell Reports Medicine）的一项具有里程碑意义的研究中，WEHI 的研究人员表明，通过评估肠癌患者的器官组织对特定药物的反应，该技术可以确定对个别肠癌患者最有效的治疗方法。共同首席研究员、肿瘤内科医生彼得-吉布斯教授说，这一发现可以结束目前为患者选择癌症治疗方法的试验和错误过程，并改善他们的生活质量。"吉布斯教授同时也是 WEHI 实验室的负责人，他说："每次给病人提供无效的治疗，都会让病人损失 2-3 个月的时间。成功治疗的窗口往往是有限的，因此我们必须选择成功几率最高的方案，避免其他不太可能奏效的治疗方法。我们的研究结果表明，类器官药物测试有可能改变癌症治疗的游戏规则，通过改进治疗选择，有可能彻底改变个性化医疗和临床医生与患者之间的护理"。由于可以从一个患者组织样本中培育出数百个器官组织，因此可以在实验室中测试各种不同的治疗方案。"许多晚期肠癌患者只有一到两次治疗机会。在开始治疗前了解什么方法最有可能奏效，将对他们的生存结果和生活质量产生重大影响，"吉布斯教授说。左起：彼得-吉布斯教授、奥利弗-西伯副教授和谭涛博士。作为研究的一部分，30 名肠癌晚期患者的器官组织被用于在临床可行性试验中对化疗药物进行预试验。该研究的通讯作者、WEHI 实验室主任奥利弗-希伯（Oliver Sieber）副教授说，看到这项研究取得令人鼓舞的成果，对团队来说是一个突破性的时刻，验证了团队五年多来的研究成果。"西伯副教授说："如果一种药物对肿瘤类器官没有作用，那么这种治疗对病人也没有作用，反之亦然。我们的研究表明，类器官药物检测能够预测研究患者的治疗反应，准确率高达 83%。重要的是，预先测试显示出无效疗法的准确率超过 90%"。研究人员还利用有机体来测试不常用于肠癌患者的化疗药物的有效性。他们发现两名患者的器官组织对一种常用于治疗乳腺癌和膀胱癌的药物很敏感。"我们不仅首次证明了类器官药物试验可以预测患者对肠癌治疗的反应，而且还在试验中为患者找到了新的治疗方案。这就是这项令人难以置信的技术的力量"。一名研究人员手持装有实验室培育的器官组织的托盘，器官组织只有沙粒大小。合作试验这项研究的第一作者陶坦（Tao Tan）博士正在将研究成果转化为临床试验，今年将在维多利亚州的多家医院展开。这项研究将由澳大利亚癌症协会和斯塔福德-福克斯医学研究基金会（Stafford Fox Medical Research Foundation）资助，研究人员希望招募最近被诊断出患有肠癌的患者，以评估他们的肿瘤器官组织能否准确预测个人对治疗的反应。这项题为"基于患者衍生肿瘤类器官的转移性结直肠癌标准疗法预测性测试统一框架"的研究发表在《细胞报告医学》（Cell Reports Medicine）上。这项研究得到了澳大利亚胃肠道试验小组（AGITG）、斯塔福德-福克斯医学研究基金会、澳大利亚癌症协会、北京基因组研究所、维多利亚州癌症理事会维多利亚州癌症生物库和维多利亚州政府的支持。 ... PC版： 手机版：