快速、廉价的新型血液检测可在症状出现前检测出癌症

快速、廉价的新型血液检测可在症状出现前检测出癌症在一项新的研究中，洛克菲勒大学的研究人员开发出了一种高灵敏度的血液检测方法，它能检测出癌细胞产生的一种关键蛋白质，有望用于多种癌症的早期检测。LINE-1ORF1p是一种相对较新的生物标志蛋白，正在受到科学界的关注。长穿插元件-1（LINE-1）是一种逆转录转座子，是一种存在于每个人类细胞中的病毒样元件，它通过复制并在基因组的新位置上产生一个新的拷贝。ORF1p是LINE-1在癌症中产生的一种高水平蛋白，包括食道癌、结肠癌、肺癌、乳腺癌、前列腺癌、卵巢癌、子宫癌、胰腺癌和头颈部癌症等许多最常见和最致命的癌症。"转座子通常在精子、卵子和胚胎发生过程中表达，因此在某些情况下，转座子会有非病理生物学的表达，"该研究的合著者之一约翰-拉卡瓦（JohnLaCava）说。"但除此之外，这些'跳跃基因'会在基因组内沉默，因为它们的活动会给细胞带来压力。"大多数情况下，人体会对LINE-1进行控制。但当它表达并产生ORF1p时，就表明中间可能出了问题。拉卡瓦说："有一些机制可以阻止LINE-1表达并产生ORF1p，因此我们可以用这种蛋白质的存在来替代不再能控制其转录组的不健康细胞。也就是说，不应该在健康人的血液中发现ORF1p。"众所周知，癌细胞在发病初期就会产生ORF1p，因此找到准确检测ORF1p的方法就意味着能在早期阶段发现癌症。研究人员着手设计一种快速、低成本的检测方法，以检测血浆中的ORF1p。由于ORF1p的浓度远低于传统临床实验室方法的检测限，研究人员采用了名为Simoa的单分子检测技术，这是一种超灵敏免疫测定平台，用于测量小体积血清、血浆或脑脊液中的生物标记物。从美洲驼身上提取和设计的定制纳米抗体试剂用于检测和捕获ORF1p蛋白。"我们开发这些试剂是为了捕获并描述ORF1p与结直肠癌中其他蛋白质的分子关联，"LaCava说。"我们知道大多数结直肠癌都有大量的LINE-1蛋白，因此我们推断它们之间的相互作用可能会以有利于癌症的方式使正常细胞功能失调。分离LINE-1颗粒使我们能够更近距离地观察这些相互作用。"利用新开发的检测方法，研究人员调查了多种癌症类型和400多名献血时未发现癌症的"健康"对照个体。约99%的对照组血浆中检测不到ORF1p，但在检测到ORF1p的5名患者中，血浆中ORF1p含量最高的一名患者在6个月后被发现患有晚期前列腺癌。队列中的八名一期卵巢癌患者中有四人的ORF1p呈阳性，这表明该生物标记物可能是早期疾病的指标。总之，研究人员发现，该检验在检测卵巢癌、胃食管癌和结肠直肠癌患者血样中的ORF1p时准确度很高。此外，该检测的成本不到3美元，在两小时内就能得出结果。这项研究的主要作者马丁-泰勒（MartinTaylor）说："我们对这种检测在不同癌症类型中的效果感到震惊。"除了检测癌症，该检测还可用于评估癌症治疗的有效性。如果治疗有效，患者的ORF1p水平就会下降。研究人员对19名正在接受治疗的胃食管癌患者进行了研究，发现在对治疗有反应的13名患者中，ORF1p水平降到了化验的检测极限以下。研究人员设想将这种检测纳入常规医疗保健，作为一种早期预警系统。拉卡瓦说："在你健康的时候，你可以测量你的ORF1p水平，以建立一个基线。然后，您的医生会密切关注ORF1p水平的任何飙升，这将表明您的健康状况发生了变化。虽然这里或那里可能会有一些轻微的ORF1p波动，但如果出现峰值，就需要进行更深入的调查。"要进一步验证该检测方法，并确定它是否能检测出癌细胞以外的癌症，还需要进行更大规模的队列研究。此外，还需要进行更多的研究，以了解循环ORF1p是否存在正常的基线水平，以及哪些因素会影响这一水平。这项研究发表在《癌症发现》（CancerDiscovery）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1393791.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1393791.htm

3D打印的简单精子分类装置可以帮助不孕不育的夫妇

3D打印的简单精子分类装置可以帮助不孕不育的夫妇在一种被称为"上浮"的技术中，一种有利于精子的介质被放置在试管中的精液样本上，然后放置大约一个小时。只有最健康的精子会游到该介质中，在那里它们可以被收集。在另一种称为密度梯度离心法的技术中，一个试管中充满了不同密度的液体，顶部是精液样本。当该试管在离心机中旋转时，最健康的精子将穿过密度较大的液体到达试管底部，而较弱的精子将被困在上层。不幸的是，据澳大利亚悉尼科技大学的科学家称，由于引入了活性氧，这两种方法都会导致DNA断裂和细胞死亡，这就是新的3D打印盘状聚合物装置的作用。该装置旨在复制女性生殖道，其外部有一个蓄水池，通过复杂的微流体通道与中央收集井相连，当精液样本被放置在储存器中时，只有最强壮和最活跃的精子才会通过通道进入收集井中，据说它不会伤害精子的生殖能力，能如期发挥作用。首席科学家MajidWarkiani教授说："我们对传统的IVF[体外受精]选择方法进行了广泛的测试，新方法显示DNA完整性提高了85%，精子细胞死亡平均减少了90%。与传统方法相比，用我们的方法选择的精子在冷冻后也表现出更好的恢复能力"。这项研究在最近发表于《自然》杂志的一篇有关微系统和纳米工程的论文中进行了描述。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1353397.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1353397.htm

超声波使沉睡精子的运动量增加高达266%

超声波使沉睡精子的运动量增加高达266%研究人员将50份精液样本分为快速组、缓慢组和无活力组，对这些样本进行了综合评估，发现精子活力从治疗前的64%上升到治疗后的90%。不过，目前还不清楚活动力提高的持续性如何。莫纳什试管婴儿公司临床研究主任LukRombauts副教授说："莫纳什大学工程团队的这项研究为精子质量存在严重缺陷的男性带来了新希望。使用超声波刺激的新方法使精子的运动能力提高了250%以上。这开辟了新的治疗选择，尤其是为那些产生的精子不表现出通常的游泳运动的男性。在这些男性中，很难区分死精子和不运动精子"。当然，精子的活力对于提高成功受精的可能性至关重要，从而有可能减少对卵胞浆内单精子显微注射（ICSI）等昂贵的侵入性程序的需求。卵胞浆内单精子显微注射（ICSI）是将单个精子细胞直接注射到提取的卵子中，是体外受精治疗过程中一个额外、精细和昂贵的步骤。提高精子活力可以帮助患有少精症（精子数量少）的男性绕过这一过程。澳大利亚试管婴儿公司医疗总监弗兰克-奎恩博士说："超声波似乎能显著提高精子活力。这项技术对患有严重少精子症和精子活力低下的男性非常有用，还能帮助胚胎学家选择精子，将其注入接受卵胞浆内精子注射的试管婴儿患者的卵子中。对于在试管婴儿治疗周期中需要通过手术取精来获取精子的夫妇来说，它也有潜在的用途。从睾丸样本中提取的精子充其量只能抽动，因此，任何能提高精子活力和精子选择能力并有可能提高结果的设备或应用都会受到密切关注。"他补充说："我唯一担心的是，这项研究没有涉及超声波作用后精子活力能持续多长时间。当卵子与精子进行人工授精作为试管婴儿治疗的一部分时，它们需要长时间保持活力才能使卵子受精。"这项研究表明，高频治疗能中止线粒体功能障碍，而线粒体功能障碍会导致精子细胞发育迟缓、"动力"不足。虽然临床应用是一个遥远的目标，但研究人员现在计划研究超声波如何影响迟缓精子的细胞功能，以及接受治疗的细胞是否能保持活力。Rombauts说："这项新的非侵入性技术能够保持精子DNA的完整性和活力，为试管婴儿专家提供了选择健康精子的更好方法。改善精子运动也可能提高受精率和胚胎发育率，最终使更多的婴儿出生，但这还需要进一步的临床研究来证实"。这项研究发表在《科学进展》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1418277.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1418277.htm

研究人员通过扭曲精子实现可逆的男性避孕措施

研究人员通过扭曲精子实现可逆的男性避孕措施使该基因失效改变了精子的形状和功能，并使研究人员希望它能为男性提供一种口服避孕药，在服用时发挥作用，并在停止服用时使精子恢复其正常功能。华盛顿州立大学的研究人员在猪、牛、小鼠和人类的睾丸组织中发现了一个名为Arrdc5的基因。当他们在小鼠身上禁用该基因时，它停止了一种蛋白质的生产，这种蛋白质导致啮齿动物出现一种被称为少精症（OAT）的情况，这是人类最常发现的男性不育症的原因。这种情况导致小鼠产生的98%的精子的形状无法与卵子融合。精子的移动速度也比对照组的人慢2.8倍，而且接受治疗的小鼠产生的精子总体上减少28%。一个更安全的选择改变男性生育能力的一个更明显的方法是开发抑制体内睾丸激素的方法，而睾丸激素是精子生产的一个关键组成部分。问题是，睾丸激素也在很大程度上参与了红血球的形成，以及肌肉和骨骼的强度。因此，研究人员说，基因方法的优势在于它可以只针对精子，而不会产生更大的系统性影响。更妙的是，这种治疗可以是可逆的，而输精管切除术就不可能达到这种效果。高级作者、WSU分子生物科学学院教授JonOatley说："不想消灭制造精子的能力--只是阻止正在制造的精子正确制造。在理论上停药后精子将再次开始正常制造。"因为新的技术对参与精子生成的蛋白质起作用，所以这项新发现与威尔康奈尔医学院的研究人员今年早些时候提出的一项发现相似，后者显示，抑制一种被称为sAC的蛋白质的药物剂量在30至60分钟内起作用，持续时间长达2个半小时，并且在小鼠试验中100%有效阻止受孕。Oatley和该研究的第一作者MarianaGiassetti已经根据这一发现为一种男性口服避孕药申请了临时专利，然而，还需要更多的研究来发现该疗法对人类的作用。研究人员还说，这一发现可用于畜牧业，作为控制动物种群的一种方式；然而，他们的主要重点将是开发一种男性口服避孕药。"开发一种遏制人口增长和阻止意外怀孕的方法对人类的未来真的很重要，"Oatley说。"现在，除了手术之外，我们在男性方面没有任何真正的避孕措施，只有一小部分男性选择输精管切除术。如果我们能将这一发现发展为避孕的解决方案，它可能会产生深远的影响。"这项研究已经发表在《自然通讯》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1355355.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1355355.htm

为什么有些男性无法产生精子？

为什么有些男性无法产生精子？不孕症影响着全球无数的夫妇，其中一半的问题出在男性伴侣身上。具体来说，其中约有10%的男性面临着精子数量极少或无精子的挑战。爱丁堡大学斯托沃斯医学研究所（StowersInstituteforMedicalResearch）和惠康细胞生物学中心（WellcomeCentreforCellBiology）最近联合开展的研究，让人们对精子发育过程中出现的功能障碍有了更深入的了解。这项研究为潜在治疗方法的新假设打开了大门。斯托沃斯研究人员斯科特-霍利（ScottHawley）博士说："导致男性不育的一个重要原因就是他们无法制造精子。如果你确切知道问题出在哪里，现在出现的一些技术可能会提供一种修复方法。"霍利实验室和惠康中心研究员欧文-戴维斯（OwenDavies）博士最近发表在《科学进展》（ScienceAdvances）上的研究报告，可能有助于解释为什么有些男性无法产生足够的精子使卵子受精。在包括人类在内的大多数有性生殖的物种中，要产生精子和卵细胞，需要正确构建一种类似格子状桥梁的关键蛋白质结构。由前博士后研究助理凯瑟琳-比尔米尔（KatherineBillmyre）博士领导的研究小组发现，在小鼠体内，改变这座桥上一个非常特殊的点会导致它崩溃，从而导致不育，这也为人类因减数分裂的类似问题而导致的雄性不育提供了启示。解释研究结果的视频。资料来源：斯托沃斯医学研究所减数分裂在生殖健康中的作用减数分裂是产生精子和卵子的细胞分裂过程，它包括几个步骤，其中之一是形成一种叫做突触复合体的大型蛋白质结构。该复合体就像一座桥梁，将染色体对固定在适当的位置，使染色体能够进行必要的基因交换，从而正确地分离成精子和卵子。"不孕症的一个重要原因是减数分裂过程中的缺陷，"比尔米尔说。"要了解染色体如何正确地分离成生殖细胞，我们真正感兴趣的是在此之前染色体之间形成突触复合体时发生了什么。"显微镜图像显示，具有成熟精子的对照睾丸中的正常曲细精管（黑色箭头：左图），而携带突触复合体蛋白点突变（黑色星号：右图）的睾丸中较小的空曲细精管。图片来源：斯托沃斯医学研究所先前的研究已经检查了许多组成突触蛋白复合体的蛋白质，研究了它们如何相互作用，并确定了与男性不育有关的各种突变。研究人员在这项研究中调查的蛋白质构成了众所周知的桥的晶格，它有一个部分在人类、小鼠和大多数其他脊椎动物中都能发现，这表明它对组装至关重要。通过模拟人类蛋白质中一个潜在关键区域的不同突变，研究小组得以预测其中哪些突变可能会破坏蛋白质的功能。作者利用精确的基因编辑技术，使小鼠体内的一个关键突触蛋白发生突变，这使研究人员首次能够在活体动物体内测试该蛋白关键区域的功能。通过建模实验预测出的单个突变被证实是导致小鼠不育的罪魁祸首。9周大对照组小鼠（左）和一种突触素复合体蛋白发生点突变的小鼠（右）的代表性睾丸。资料来源：斯托沃斯医学研究所霍利说："我们现在谈论的是精确定位手术。我们把重点放在了这个巨大结构中一个蛋白质的一个微小区域上，我们非常确定它可能是导致不育的一个重要原因。"对人类健康的影响长期以来，小鼠一直被用作人类疾病的模型。从使用人类蛋白质序列进行的建模实验，以及这种蛋白质结构在不同物种间的高度保守性来看，导致小鼠不育的精确分子很可能以同样的方式在人类中发挥作用。比尔米尔说："真正令我兴奋的是，我们的研究可以帮助我们理解生命所必需的这一真正的基本过程。"突触素复合体在对照组和突变组小鼠中的模型。研究小组研究的蛋白质（SYCP1）正常形成，所有其他必要的蛋白质都被招募。在突变体中，SYCP1定位于染色体轴，但不能成功形成桥状结构（头对头相互作用），而且帮助保持桥状结构完整的其他蛋白质要么缺失，要么没有正确组织。资料来源：斯托沃斯医学研究所霍利的实验室通常在果蝇身上进行研究，但这项研究中发现的蛋白质并不存在于果蝇身上，因此需要换一种研究生物来继续研究。由于研究所拥有丰富的资源和技术中心，因此可以迅速转向，在小鼠中测试新的不育假说。霍利说："我无法想象还有哪个地方能做到这一点。我认为这是一个令人惊叹的例子，说明了斯托沃斯研究所对探索的执着能够产生重大成果，使人们的认识有了重要的飞跃。"参考文献KatherineKretovichBillmyre、EmilyA.Kesler、DaiTsuchiya、TimothyJ.Corbin、KyleWeaver、AndreaMoran、ZulinYu、LaneAdams、KymDelventhal、MichaelDurnin、OwenRichardDavies和R.ScottHawley于2023年10月20日发表在《科学进展》上的论文：《小鼠减数分裂中染色体突触需要SYCP1头对头组装》。DOI:10.1126/sciadv.adi1562编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1402347.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1402347.htm

男性不育症或有破解 上海科学家揭示精子发育重要机制

男性不育症或有破解上海科学家揭示精子发育重要机制在哺乳动物中，精子与卵子为遗传物质的传递提供了载体。对于雄性个体而言，生精细胞历经有丝分裂、减数分裂以及最后的形变才能发育为成熟精子。然而，精子形成过程中仍有许多谜题尚未破解。遗传突变和基因表达异常，更是导致男性不育的重要病因。该科学成果发布于Science杂志。本文图片中国科学院分子细胞科学卓越创新中心供图法国人类遗传研究所MartineSimonelig教授在随刊配发的展望评论中指出，“该研究发现了生物分子凝集翻译激活的新功能，并进一步揭示了FXR1相分离能力对于小鼠精子发生的重要性。”在精子细胞形变过程中，随着细胞核被逐步压缩，基因组的转录活动将逐渐降低直至完全停止。后期精子细胞发育所需基因需提前转录为信使核糖核酸（mRNA），然后以接近于“休眠”的翻译抑制状态储存起来，至特定发育阶段再被激活翻译，合成蛋白质发挥功能。但这些后期精子细胞中储存的mRNA如何被翻译激活，科学家们对其中的机制还知之甚少。研究团队以小鼠为模式动物展开此项研究。研究发现，一个RNA结合蛋白FXR1在小鼠睾丸中特异性高表达，并且大量出现在后期精子细胞的蛋白质翻译机器中。在生殖细胞中敲除Fxr1基因后，小鼠睾丸中与FXR1结合的mRNA翻译活性降低、蛋白表达明显减少；小鼠则表现为无精、雄性不育。进一步研究发现，精子细胞中FXR1与多个翻译相关因子存在相互作用，并在体内形成一种动态且可招募大量mRNA的液滴结构。现有理论认为，此类液滴结构通常是某些生物大分子（如蛋白质或核酸）在细胞内达到一定浓度后，形成独立于周围环境的无膜亚细胞器结构，以执行特定生化反应或生物学过程，其形成过程称之为液液相分离，该现象普遍存在于真核生物细胞。随后，通过体外实验证明，FXR1具有显著的液液相分离能力。研究人员由此推测，FXR1可能通过液液相分离形成上述液滴结构，进而参与mRNA的翻译激活过程。为了验证这一猜想，研究人员在体外培养细胞和体内精子细胞中分别测试了FXR1液滴形成能力与mRNA翻译活性的关系。研究结果显示，破坏FXR1的液滴形成能力将导致mRNA翻译活性降低。随后，研究人员利用CRISPR-Cas9结合半克隆技术，进一步将小鼠生殖细胞中的FXR1突变为无法形成液滴的FXR1变体，发现该小鼠生精细胞中mRNA的翻译活性明显降低，小鼠表现为无精、雄性不育。该研究揭示了小鼠后期精子细胞中由FXR1液液相分离介导的mRNA翻译激活新机制，有助于进一步认识复杂的精子发生过程，为男性不育诊断和治疗提供理论依据。科研团队集体合照该研究由分子细胞卓越中心刘默芳研究组与上海交通大学医学院附属新华医院黄旲研究组合作完成。分子细胞卓越中心康俊炎博士、温泽博士、博士生潘舵和钟艾，新华医院张玉涵博士，分子细胞卓越中心李庆博士和武汉大学博士生于兴海为该论文的共同第一作者。研究得到了美国加州大学圣地亚哥分校付向东教授，分子细胞卓越中心李劲松研究员、李党生研究...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1303653.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1303653.htm