科学家们发现了一种酶在维持细胞生存能力方面的作用

科学家们发现了一种酶在维持细胞生存能力方面的作用乳腺癌细胞的图像资料来源：国家癌症研究所的癌症特写项目"许多疾病都与OGT功能有关，"担任这项新研究第一作者的LJI导师LiXiang博士说。"例如，许多研究表明OGT功能在癌症、糖尿病和心血管疾病中出现异常"。这项新研究由Li带头，并由LJI教授AnjanaRao博士和LJI助理教授SamuelMyers博士共同领导，首次表明OGT通过调节一种名为mTOR的关键蛋白来控制细胞生存。细胞依靠mTOR来保持其线粒体动力室的工作。如果没有功能性的mTOR，从蛋白质合成到细胞增殖，细胞几乎所有的基本功能都会失效。因此毫不奇怪，mTOR功能障碍也是许多疾病的一个标志。"OGT对身体的每个细胞都很重要，"Myers解释说。"由于这项研究，我们现在有了一个模型，我们可以用来在未来研究OGT的每个部分做什么"。OGT是一种叫做转移酶的酶。这种类型的酶执行一种叫做糖基化的工作，即把糖分子添加到最近合成的蛋白质中。OGT在转移酶中是独一无二的，因为它修改细胞内的蛋白质，而不是细胞表面的蛋白质或分泌的蛋白质。事实上，OGT的糖基化工作非常重要，没有它胚胎细胞就会死亡。但直到现在，科学家们对其原因还一无所知。正如迈尔斯所解释的，OGT的基本性质是使它难以研究的原因。科学家们通常通过开发缺乏这些蛋白质基因的细胞来研究酶和其他蛋白质。他们生成新的、功能失调的细胞，然后调查事情是如何出错的。但是对于OGT，这种实验在开始之前就已经结束了。因为只有单一的OGT，科学家们一直无法删除它或减少它的功能，而无需简单地杀死他们需要研究的细胞。Li说："我们知道OGT对细胞生存至关重要，但20多年来我们不知道原因。"在新的研究中，Li能够通过使用诱导系统删除OGT基因来解决这个问题。他利用小鼠胚胎干细胞，然后使用一种被称为Cre的诱导型蛋白质删除OGT的基因。这意味着细胞可以正常生长，直到科学家决定激活这一过程，之后失去OGT基因的细胞开始停止增殖并死亡。研究小组发现，删除OGT的基因导致一种名为mTOR的关键酶的功能异常增加，该酶能调节细胞代谢。删除OGT的基因也助长了细胞中一个重要但有潜在危险的过程，即线粒体氧化磷酸化。为什么线粒体氧化磷酸化如此危险？细胞中的这一过程是使细胞产生ATP（为细胞提供能量的分子）的一个微妙途径的一部分。ATP可以由糖酵解产生，也可以由线粒体氧化磷酸化产生，扰乱这种平衡会对细胞产生破坏性后果。幸运的是，OGT通过保持蛋白质合成的顺利进行和调节细胞内的氨基酸水平，保障了mTOR的活动和线粒体的健康。重要的是，研究人员在CD8+T细胞中发现了OGT的相同保护作用，这表明该酶以同样的方式在整个哺乳动物细胞类型中发挥作用，而不仅仅是在小鼠胚胎干细胞中。即使是缺乏OGT的功能障碍细胞也不是永远注定的，科学家们能够使用一种称为CRISPR/Cas9的基因编辑新尖端技术来"拯救"这些功能障碍的细胞。通过观察小鼠胚胎干细胞中的第二个基因是否会恢复缺乏OGT的细胞的生长，Li发现在缺乏OGT的细胞中，mTOR和线粒体氧化磷酸化被过度激活，并且可以通过抑制其功能来拯救细胞。这对希望进一步了解OGT在体内作用的科学家来说是个好消息。Myers说："现在我们可以删除OGT的基因，同时保持细胞的活力，我们可以尝试只恢复OGT的碎片，以了解更多关于OGT如何保持细胞活力的工作。"他的新发现可能会让研究人员进一步研究OGT的作用，并有可能找到对抗异常活动的治疗目标，研究人员认为，在未来，我们希望我们的研究可以帮助阐明与癌症和其他疾病中功能失调的OGT有关的问题。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1347703.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1347703.htm

新研究揭示了一种代谢物是如何导致炎症和疾病的

新研究揭示了一种代谢物是如何导致炎症和疾病的例如，克雷布斯循环中富马酸水解酶（FH）的短缺，是线粒体中的一个关键代谢途径，导致了人类的一种严重的肾癌。FH的缺失导致富马酸盐分子的堆积，这是一个促进癌症发展的因素。因此，富马酸盐被称为致癌代谢物或简单的"合成代谢物"。由亚历山大-冯-洪堡教授ChristianFrezza博士领导的研究小组，以前在剑桥大学（英国），现在在科隆大学的CECAD卓越老化研究集群，现在与剑桥大学Prudent教授领导的研究小组一起开发了一个新的小鼠和细胞模型，以加深对侵略性肾癌的理解。在这些模型中，富马酸水解酶基因的沉默可以被科学家们在时间上控制。科学家们结合使用高分辨率成像技术和精确的生化实验，表明富马酸盐导致线粒体损伤。这反过来又将线粒体的遗传物质释放在被称为线粒体衍生囊泡的小囊泡中。这些充满线粒体DNA（mtDNA）和RNA（mtRNA）的小泡引发免疫反应，最终导致炎症。这项研究最近发表在《自然》杂志上。弗雷扎教授说："我们的研究首次显示了线粒体代谢物与炎症发病之间的相关性，这可能是癌症和自身免疫性疾病的触发因素。基于这些发现，我们现在可以研究治疗患者的新方法，这将有望在未来开发出新的治疗策略来治疗癌症患者"。此外，由LukeO'Neill教授领导的都柏林三一生物医学研究所的一个小组与ChristianFrezza的研究小组合作，描述了巨噬细胞中的一个类似机制。巨噬细胞是身体的细胞，负责消除有害微生物。在这里，研究人员发现，巨噬细胞线粒体释放的线粒体RNA，而不是DNA，是炎症的主要触发因素。该研究"巨噬细胞富马酸盐水解酶抑制mtRNA介导的干扰素产生"也发表在《自然》杂志上。这项研究是在剑桥大学和科隆大学的CECAD卓越老化研究集群进行的。它得到了英国癌症研究中心、欧洲研究理事会、德国研究基金会（DFG）、亚历山大-冯-洪堡基金会和医学研究理事会的资助。这项合作研究是在爱尔兰都柏林三一生物医学研究所的LukeO'Neill实验室进行的。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1358821.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1358821.htm

科学家发现现有药物可治疗一种常见的肾脏疾病

科学家发现现有药物可治疗一种常见的肾脏疾病急性肾损伤（AKI）以前称为急性肾衰竭（ARF），是一种在7天内发生的肾功能突然下降。这种情况通过血清肌酐的增加或尿量的减少，或两者同时出现来提示。这是一种常见的情况，在英国约有20%的急诊入院病例发生，通常是由其他减少肾脏血流量的疾病（如低血压、失血、心脏病发作或器官衰竭）引起的，或由于一些药物产生的毒性。专家们希望这一发现将为改善AKI的治疗铺平道路。AKI必须被迅速治疗以防止死亡。即使肾脏恢复，AKI也会对肾脏和心血管系统造成长期的损害。在AKI的幸存者中，30%的人留下了慢性肾脏疾病（CKD）。其余70%的人在恢复全部肾功能后，发展成CKD的风险几乎增加了30倍。随着时间的推移，CKD可能导致肾脏完全停止工作。这被称为肾衰竭、终末期肾病（ESRD），或终末期肾病（ESKD）。爱丁堡大学的一个团队发现，AKI患者的血液中内皮素水平增加，这是一种激活炎症并导致血管收缩的蛋白质。在肾功能恢复后很长时间内，内皮素水平仍然很高。在发现患有AKI的小鼠体内的内皮素同样增加后，专家们用阻断内皮素系统的药物治疗这些动物。这些药物通常用于治疗心绞痛和高血压，通过停止内皮素的产生或关闭细胞中的内皮素受体而发挥作用。这些小鼠在AKI后被监测了四周时间，那些接受内皮素阻断药物治疗的小鼠血压较低，炎症较少，肾脏中的疤痕减少。与未经治疗的小鼠相比，它们的血管更加放松，肾脏功能也得到了改善。爱丁堡大学心血管科学中心的高级临床讲师和荣誉肾脏病学顾问BeanDhaun博士说。"AKI是一种有害的疾病，特别是在老年人中，即使康复了，也会对一个人的健康产生长期影响。我们的研究表明，阻断内皮素系统可以防止小鼠AKI的长期损害。由于这些药物已经可以用于人类，我希望我们可以迅速采取行动，看看是否在我们的病人身上看到同样的有益效果。"英国心脏基金会的副医学主任JamesLeiper教授介绍，急性肾损伤导致的肾功能受损也会增加一个人患上和死于心脏和循环系统疾病的机会，因此我们找到减少这种风险的方法至关重要。"这项有希望的研究表明，广泛使用的药物可以帮助解决急性肾损伤的影响，以免造成损害和进一步的并发症。虽然还需要进一步的研究来证明这种治疗对病人是否安全和有效，但这项早期研究是令人鼓舞的第一步"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335385.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1335385.htm

科学家发现阿尔茨海默病的新早期征兆：海马体新陈代谢过于旺盛

科学家发现阿尔茨海默病的新早期征兆：海马体新陈代谢过于旺盛发表在《分子精神病学》（MolecularPsychiatry）上的一项研究显示，卡罗林斯卡研究所的研究人员发现，海马体中的新陈代谢增加是阿尔茨海默病发展的早期阶段。这一发现为潜在的早期干预新方法铺平了道路。阿尔茨海默病是最常见的痴呆症，瑞典每年约有20,000人患病。研究人员现在发现，细胞发电厂线粒体的新陈代谢增加是该病的早期指标。研究小组使用的小鼠患阿尔茨海默病的病理方式与人类相似。年轻小鼠新陈代谢增加后，细胞回收系统（一种被称为自噬的过程）受到破坏，导致突触发生变化，这一发现于2016年获得诺贝尔生理学或医学奖。一段时间后，阿尔茨海默氏症患者大脑中的新陈代谢通常会下降，从而导致突触退化。研究人员在患病时间较长的老年小鼠身上也看到了这一点。诊断潜力和代谢变化卡罗林斯卡学院神经生物学、护理科学与社会学系副教授佩尔-尼尔森（PerNilsson）说："这种疾病在发病前20年就开始发展，因此及早发现非常重要--尤其是考虑到已经开始出现的延缓药物。新陈代谢的变化可能是其中的一个诊断因素"。该系教授玛丽亚-安卡克罗娜（MariaAnkarcrona）继续说道："有趣的是，在大脑中积累任何特征性的不溶性斑块之前，就可以看到新陈代谢的变化。不同的能量平衡与我们在阿尔茨海默氏症患者大脑图像中看到的一致，但我们现在已经在更早的阶段检测到了这些变化"。玛丽亚-安卡克罗娜。资料来源：SelmaWolofsky研究方法和未来研究这项研究是由两个研究小组密切合作进行的，他们分析了小鼠大脑中被称为海马的部分，这一结构在短期记忆中起着重要作用，在病理过程的早期就会受到影响。研究人员利用RNA测序技术来观察海马体细胞中哪些基因在疾病的不同阶段处于活跃状态，结果发现，疾病的早期阶段之一是线粒体代谢增加。研究人员利用电子显微镜和其他技术研究了大脑神经元之间的突触随后出现的变化，发现突触中积聚了被称为自噬体的囊泡，这种囊泡用于分解已用过的蛋白质并代谢其成分，从而破坏了对功能性蛋白质的获取。研究人员现在将更详细地研究线粒体和自噬在阿尔茨海默氏症发展过程中的作用，例如，在小鼠中进行研究，因为小鼠的疾病提供了一个更好的阿尔茨海默氏症大脑模型。尼尔森博士说："这些发现强调了保持线粒体功能和正常蛋白质代谢的重要性。展望未来，我们将能够在小鼠身上进行试验，观察稳定线粒体和自噬功能的新分子是否能够延缓疾病的发生"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1395869.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1395869.htm

科学家们通过再生肾脏来逆转小鼠的糖尿病损害

科学家们通过再生肾脏来逆转小鼠的糖尿病损害在这项新的研究中，新加坡和德国的研究人员调查了一个潜在的罪魁祸首--一种被称为白细胞介素-11（IL-11）的蛋白质，它已经被牵连到导致其他器官受损而产生的疤痕。在对小鼠进行仔细检查时，研究小组发现，当肾脏受到损害时，其微小内管的内衬细胞会释放IL-11，从而减缓细胞的生长，并引发一连串的分子炎症和瘢痕。但是，当IL-11被阻断时，使用基因工程小鼠缺乏IL-11，或者给小鼠提供阻断IL-11的抗体，这一过程被阻止，健康细胞可以再生以逆转现有的损害。"我们发现IL-11不利于肾脏功能，并引发了慢性肾脏疾病的发展，"该研究的通讯作者StuartCook教授说。"我们还表明，抗IL11疗法可以治疗肾衰竭，逆转已建立的慢性肾脏疾病，并通过促进小鼠的再生来恢复肾脏功能，同时长期使用是安全的。"该团队在实验室皿中的人类肾脏细胞测试中跟进了这一发现，并观察到类似的结果。研究人员对患有糖尿病肾病的细胞施用IL-11抗体，发现肾小管细胞可以再次增殖，从而逆转了疤痕和炎症，最终恢复了器官的功能。尽管结果看起来很有希望，但重要的是这项研究仍然处于非常早期的阶段，结果可能不容易带入人体测试。尽管如此，这仍然是科学家们在开发治疗方法时的一个引人入胜的新目标。该研究发表在《自然通讯》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1344025.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1344025.htm

中国科学家首次在猪体内培育出人源中期肾脏

中国科学家首次在猪体内培育出人源中期肾脏中国科学院广州生物医药与健康研究院研究员赖良学介绍，供体器官严重缺乏限制了器官移植在临床上广泛应用，基于干细胞的器官异种动物体内培育可能是未来解决这一问题的理想途径。“通过该途径获得的人源化器官不仅将具有更全面的细胞类型和更完善的器官结构与功能，而且由于供体细胞来源于患者自体，将有效避免异种器官或同种异体器官移植中存在的免疫排斥等问题。”赖良学说。此前，实现人源化器官异种体内培育存在诸多技术障碍，导致从猪体内培育人体器官的设想一直没有成功。本次研究利用具有高分化潜能、强竞争及抗凋亡能力的新型人诱导多能干细胞，结合优化的胚胎补偿技术体系，在肾脏缺陷猪模型体内实现了人源化中肾的异种体内培育。在研究中，上述源于人的细胞被注射到猪胚胎中，再将其移植入代孕猪。其中使用的猪模型经过基因改造，缺乏肾脏发育所需基因，从而为移植的人细胞留出空位。该研究严格遵守相关伦理规定以及国际惯例，在3至4周猪胎龄内终止了代孕猪的妊娠。共获得2只胎龄25天、3只胎龄28天的中肾嵌合猪胚胎。中肾指其体内的肾脏已经发育为中期肾脏，即肾脏发育的第二阶段。针对肾脏发育关键功能性基因的免疫荧光染色结果证明，人源供体细胞已分化成为表达这些基因的功能性细胞，说明伴随着胚胎发育，猪胎儿体内的人源供体细胞将能够支持人源化肾脏生成。研究人员表示，这项成果首次证明了基于干细胞及胚胎补偿技术在异种大动物体内培育人源化功能性实质器官的可行性，为利用器官缺陷大动物模型进行器官异种体内培育迈出了关键的第一步，对解决供体器官严重短缺难题具有重要意义。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1382569.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1382569.htm