美研究：牛羊肉奶中一种物质有助抗癌

美研究：牛羊肉奶中一种物质有助抗癌美国一项新研究说，牛羊等反刍动物的肉和奶中有一种物质能激活抗肿瘤的免疫细胞，有潜力帮助对抗多种癌症。新华社报道，美国芝加哥大学等机构研究人员日前在英国《自然》杂志发表论文说，牛羊等反刍动物的肉和奶中含有一种反式异油酸（TVA），它能增强一些免疫细胞的抗肿瘤活性，从而帮助抵御癌症。研究显示，患有黑色素瘤的小鼠摄入富含TVA的食物后，肿瘤生长相比对照组受到抑制；在淋巴瘤患者群体中，血液中TVA含量高的人接受免疫疗法的反应更好；对从人类患者体内提取的白血病细胞的实验显示，TVA可提升免疫疗法药物杀死这些细胞的能力。据介绍，TVA存在于人类母乳中，但人体通常不产生这种物质，其来源主要为食物摄入。虽然TVA有帮助抗癌的潜力，但研究员不建议人们为此摄入过多肉类和奶制品，因为吃太多红肉等可能增加患乳腺癌、直肠癌等风险。研究员说，可能摄入富含相关物质的补剂比直接吃这些食物更有效。2023年11月28日9:10PM

科学家用活性物质理论解码三维细胞和组织力学

科学家用活性物质理论解码三维细胞和组织力学开源超级计算机算法可预测活体材料的形态和动态，并能研究它们在空间和时间上的行为。生物材料由单个部件组成，包括将燃料转化为运动的微小电机。这就产生了运动模式，材料通过不断消耗能量，以连贯的流动塑造自身。这种持续驱动的材料被称为"活性物质"。细胞和组织的力学可以用活性物质理论来描述，该理论是理解生命物质的形状、流动和形态的科学框架。活性物质理论由许多具有挑战性的数学方程组成。德累斯顿马克斯-普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所（MPI-CBG）、德累斯顿系统生物学中心（CSBD）和德累斯顿工业大学（TUDresden）的科学家们现已开发出一种算法，并在开源超级计算机代码中实施，首次可以在现实场景中求解活性物质理论方程。这些解决方案使我们离解开细胞和组织如何获得其形状这一世纪之谜以及设计人造生物机器又近了一大步。活性物质在类似分裂细胞几何形状中的三维模拟。资料来源：辛格等人，《流体物理学》（2023年）/MPI-CBG生物行为和理论的复杂性生物过程和行为通常非常复杂。物理理论为理解它们提供了一个精确的定量框架。活性物质理论为理解和描述活性物质的行为提供了一个框架，活性物质是由能够将化学燃料（"食物"）转化为机械力的单个成分组成的材料。德累斯顿的几位科学家在这一理论的发展过程中发挥了关键作用，其中包括马克斯-普朗克复杂系统物理研究所所长弗兰克-尤利歇尔（FrankJülicher）和马克斯-普朗克复杂系统物理研究所所长斯蒂芬-格里尔（StephanGrill）。有了这些物理学原理，就可以用数学方程来描述和预测活性生命物质的动力学。然而，这些方程极其复杂，难以求解。因此，科学家需要借助超级计算机的力量来理解和分析生命物质。预测活性物质行为的方法多种多样，有的侧重于微小的单个粒子，有的研究分子水平的活性物质，还有的研究大规模的活性流体。这些研究有助于科学家了解活性物质在不同空间尺度和时间范围内的行为。解决复杂的数学方程德累斯顿工业大学德累斯顿系统生物学中心（CSBD）教授、马克斯-普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所（MPI-CBG）研究组组长、德累斯顿工业大学计算机科学学院院长伊沃-斯巴尔扎里尼（IvoSbalzarini）研究小组的科学家们现在已经开发出一种计算机算法，可以求解活性物质的方程。他们的研究成果发表在《流体物理学》（PhysicsofFluids）杂志上，并登上了封面。他们提出的算法可以在三维空间和复杂形状的空间中求解活动物质的复杂方程。该研究的第一作者之一、数学家阿比纳夫-辛格（AbhinavSingh）说："我们的方法可以处理三维空间中随时间变化的不同形状。即使数据点不是规则分布的，我们的算法也采用了一种新颖的数值方法，可以无缝地处理复杂的生物现实场景，准确地求解理论方程。利用我们的方法，我们最终可以了解活性材料在移动和非移动情况下的长期行为，从而预测其动态。此外，该理论和模拟还可用于对生物材料进行编程，或在纳米尺度上制造发动机，以提取有用功"。另一位第一作者菲利普-苏尔克（PhilippSuhrcke）毕业于德累斯顿工业大学的计算建模与仿真理学硕士课程，他补充说："得益于我们的工作，科学家们现在可以预测组织的形状或生物材料何时会变得不稳定或失调等，这对理解生长和疾病的机理具有深远影响。"人人可用的强大代码科学家们使用开源库OpenFPM实现了他们的软件，这意味着其他人可以免费使用。OpenFPM由Sbalzarini小组开发，旨在实现大规模科学计算的民主化。作者首先开发了一种自定义计算机语言，允许计算科学家通过用数学符号指定方程，让计算机来创建正确的程序代码，从而编写超级计算机代码。因此，他们不必在每次编写代码时都从头开始，从而有效地将科学研究中的代码开发时间从数月或数年缩短到数天或数周，极大地提高了工作效率。由于研究三维活性材料的计算需求巨大，新代码可以在共享和分布式内存多处理器并行超级计算机上扩展，这要归功于OpenFPM的使用。虽然该应用程序是为在功能强大的超级计算机上运行而设计的，但它也可以在研究二维材料的普通办公计算机上运行。这项研究的首席研究员伊沃-斯巴尔扎里尼（IvoSbalzarini）总结道："我们经过十年的研究，终于创建了这个模拟框架，并提高了计算科学的生产力。现在，这一切都汇聚到一个工具中，用于了解生命材料的三维行为。我们的代码具有开源性、可扩展性和处理复杂情况的能力，为活性材料建模开辟了新的途径。这可能最终会让我们了解细胞和组织是如何形成的，从而解决困惑科学家几个世纪的形态发生这一根本问题。但它也可能帮助我们设计出元件数量最少的人造生物机器。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1399609.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1399609.htm

哈佛大学科学家发现乳腺癌成因中缺失已久的一环

哈佛大学科学家发现乳腺癌成因中缺失已久的一环研究人员说，多达三分之一的乳腺癌病例可能是通过新发现的机制发生的。研究还表明，性激素雌激素是导致这种分子功能障碍的罪魁祸首，因为它直接改变了细胞的DNA。大多数乳腺癌都是由激素波动引起的。关于雌激素在乳腺癌中的作用，普遍的看法是它是癌症生长的催化剂，因为它刺激了乳腺组织的分裂和增殖，而这一过程具有致癌突变的风险。然而，新的研究成果表明，雌激素以一种更为直接的方式造成危害。这项研究的第一作者JakeLee说："我们的工作表明，雌激素能直接诱导导致癌症的基因组重排，因此它在乳腺癌发展中的作用既是催化剂又是诱因。"虽然这项工作对治疗没有直接影响，但它可以为设计跟踪治疗反应的测试提供信息，并能帮助医生检测有某些乳腺癌病史的患者的肿瘤复发。癌细胞的诞生人体由数以亿计的细胞组成。这些细胞中的大多数都在不断地分裂和复制，这一过程日复一日，终生维持着器官的功能。每次分裂，细胞都会将其染色体--一束束紧密压缩的DNA复制到一个新细胞中。但这一过程有时会出现意外，DNA会断裂。在大多数情况下，这些DNA断裂会被保护基因组完整性的分子机器迅速修复。然而，有时DNA断裂的修复工作会出现失误，导致染色体在细胞内错位或混乱。许多人类癌症就是以这种方式在细胞分裂过程中产生的，当染色体重新排列并唤醒休眠的癌基因时，就会引发肿瘤生长。当染色体发生断裂，而断裂的染色体在断裂处被修复之前又产生了第二个拷贝时，就会发生这样的染色体乱码。然后，在一次失败的修复尝试中，一条染色体的断裂端与其姐妹拷贝的断裂端融合，而不是与其原始伙伴融合。由此产生的新结构是一个畸形的、功能失常的染色体。在下一次细胞分裂过程中，畸形染色体被拉伸到两个新出现的子细胞之间，染色体"桥"断裂，留下含有癌基因的破碎片段，这些片段不断繁殖并被激活。某些人类癌症，包括某些乳腺癌，就是在细胞染色体以这种方式重新排列时产生的。芭芭拉-麦克林托克（BarbaraMcClintock）在20世纪30年代首次描述了这种功能障碍，她随后于1983年获得了诺贝尔生理学或医学奖。癌症专家通常可以通过基因组测序在肿瘤样本中发现这种特殊的畸变。然而，一部分乳腺癌病例并不存在这种突变模式，这就提出了一个问题：是什么导致了这些肿瘤？这些"冷门"病例引起了研究作者Park和Lee的兴趣。为了寻找答案，他们分析了780例乳腺癌患者的基因组。他们期望在大多数肿瘤样本中发现经典的染色体混乱，但许多肿瘤细胞却没有这种经典分子模式的痕迹。他们看到的不是典型的畸形和不适当修补的单条染色体，而是两条染色体融合了，令人怀疑的是，这两条染色体就在癌基因所在的"热点"附近。就像在麦克林托克的模型中一样，这些重新排列的染色体形成了桥，只不过在这种情况下，桥上有两条不同的染色体。在他们的分析中，三分之一（244例）的肿瘤存在这种独特的模式。Lee和Park意识到他们发现了一种新的机制，即"毁容"染色体的产生和断裂助长了神秘的乳腺癌病例。雌激素在乳腺癌中的新作用？当研究人员放大癌基因激活的热点时，他们注意到这些区域与DNA上的雌激素结合区非常接近。众所周知，当细胞受到雌激素刺激时，雌激素受体会与基因组的某些区域结合。研究人员发现，这些雌激素结合点经常位于发生早期DNA断裂的区域附近。这提供了一个强有力的线索，即雌激素可能以某种方式参与了导致癌基因激活的基因组重组。Lee和Park根据这一线索在培养皿中对乳腺癌细胞进行了实验。他们让细胞接触雌激素，然后使用CRISPR基因编辑技术切割细胞的DNA。当细胞修补断裂的DNA时，它们启动了一个修复链，导致了Lee和Park在基因组分析中发现的同样的基因组重排。众所周知，雌激素会促进乳腺细胞的增殖，从而助长乳腺癌的生长。然而，新的观察结果使人们对这种激素有了不同的认识。这表明，雌激素是癌症发生的一个更核心的角色，因为它直接改变了细胞修复其DNA的方式。研究结果表明，他莫昔芬等抑制雌激素的药物--通常用于乳腺癌患者以防止疾病复发--的作用方式比单纯减少乳腺细胞增殖更为直接。Lee说："根据我们的研究结果，我们认为这些药物除了抑制乳腺细胞增殖外，还可能阻止雌激素在细胞中引发致癌基因组重排。这项研究可改进乳腺癌检测。例如，检测染色体重排的基因组指纹可以提醒肿瘤学家病人的疾病正在复发。"类似的跟踪疾病复发和治疗反应的方法已被广泛用于携带关键染色体易位的癌症，包括某些类型的白血病。研究人员说，从更广泛的意义上讲，这项工作强调了DNA测序和仔细的数据分析在深化癌症发展生物学方面的价值。"这一切都源于一次观察。我们注意到，我们在基因组测序数据中看到的复杂突变模式无法用教科书上的模型来解释，"Park说。"但是现在我们已经把拼图拼好了，根据新的模型，所有的模式都是合理的。这令人无比欣喜"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1370689.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1370689.htm

科学家设计工程酵母以生产复杂的抗癌药物 将节省大量鲜花

科学家设计工程酵母以生产复杂的抗癌药物将节省大量鲜花常用的抗癌药物长春碱（又称长春花碱，Vinblastine）来自某些花卉，但不幸的是，每克药物都需要成吨的植物物质来制造。为了寻找替代来源，科学家们现在已经设计了酵母，以生产长春碱的前体，这可能有助于使这种重要的药物更容易获得和负担得起。马达加斯加长春花（C.roseus）是一种开花植物，数千年来一直被用于传统医学，自20世纪50年代以来一直作为化疗药物长春碱和长春新碱的来源。长春碱干扰细胞分裂，用于治疗淋巴瘤、乳腺癌、膀胱癌和肺癌等，而长春新碱由于能够抑制白细胞的产生，可用于治疗白血病。两者都被列入世界卫生组织的基本药物清单，但令人沮丧的是，它们可能会受到短缺的影响。这是因为生产可用数量的药物需要大量的植物--制造一克长春碱需要500公斤的干叶，而长春新碱则需要2000公斤。在实验室中制造合成版本似乎是显而易见的解决方案，但这些分子的复杂性意味着到目前为止科学家们还没有找到。在这项新的研究中，伯克利实验室和丹麦技术大学（DTU）的研究人员向微生物寻求帮助，用普通的面包酵母来生产药物的前体。该团队对酵母的基因组共进行了56次基因编辑，包括添加34个植物基因，同时删除、抑制和过度表达该微生物的其他本地基因。酵母需要30个步骤来生产两种分子，即catharanthine和vindoline，它们是长春碱的前体。该过程的第31步，也是最后一步，是科学家们随后将这些分子结合起来，制成药物。虽然该团队还没有具体说明酵母能够生产多少药物，但这项概念验证研究应该表明，随着进一步的工作，微生物工厂的规模可以扩大，以制造长春碱和相关的治疗分子，这些分子很难从天然来源提取。该项目共同负责人JayKeasling说：“我们开发的酵母平台将允许以环境友好和负担得起的方式生产长春碱和属于这个天然产品家族的3000多种其他分子。除了长春碱之外，这个平台将能够生产抗成瘾和抗疟疾疗法以及许多其他疾病的治疗。”这项研究发表在《自然》杂志上。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1311627.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1311627.htm

邓迪大学科学家发现阻止活跃癌细胞的方法

邓迪大学科学家发现阻止活跃癌细胞的方法邓迪大学药物发现部门（DDU）与伦敦玛丽女王大学的一个合作研究项目发现了一种被称为工具分子的化学物质，它可以阻止活跃的癌细胞。通过合作推进癌症治疗使用这些工具分子可以迫使一种特定类型乳腺癌的肿瘤细胞进入促衰老状态--类似于睡眠状态，在这种状态下，它们不再分裂或导致肿瘤生长。这种情况会使癌细胞对第二类工具分子（称为"衰老分解药物"）产生敏感性，从而消灭癌细胞。它还可以"释放"癌细胞，让人体的免疫系统看到它们，从而提供更多的治疗机会。研究人员在研究基底样乳腺癌（BLBC）时开发出了这种"双拳"方法。癌症新疗法的潜力由巴兹慈善机构资助、伦敦玛丽女王大学衰老学教授兼表型筛选设施学术带头人CleoBishop领导的研究小组发现了一种迫使BLBC细胞进入促衰老状态的途径。随后，他们与邓迪大学药物发现组（DDU）的另一个团队合作，开发出了促进细胞衰老的工具分子。邓迪大学药物发现小组成员。资料来源：邓迪大学目前，其他地方正在开发药物疗法，以打出消灭细胞的"第二拳"。毕晓普教授说："目前，治疗蓝细胞白血病最常见的方法是手术和不成熟的化疗方案。因此，由于缺乏量身定制疗法的可能靶点，而且临床过程具有侵袭性，这意味着患有BLBC的女性预后特别差。促衰老疗法能激活稳定的细胞周期停滞，阻止肿瘤生长，引发抗肿瘤免疫反应，并使癌症接受称为衰老素的新型治疗方案"。这项研究利用高内涵成像技术从DDU的多样性库中识别出工具分子，制药公司ValiRx现已选定这些分子进行进一步评估。本月，邓迪大学与该公司签署了一项为期五年的协议。根据该协议，"第一拳"工具分子将率先进入为期12个月的评估阶段，如果评估成功，三方将合资成立一家新公司。邓迪大学药物发现部业务发展主管夏洛特-格林（CharlotteGreen）说："近年来，一举两得的方法受到了广泛关注，但目前还没有临床先例，通过与ValiRx公司合作推进该项目，我们将引领研究成果向临床转化的方向。"ValiRx首席执行官SuzyDilly博士说："邓迪大学和研究设施的实力令人印象深刻，在过去一年中，我们审查了来自邓迪大学团队的多个项目，我们相信，这份评估协议将成为一系列新项目中的第一个，可以纳入我们的管道。"编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1423353.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1423353.htm

科学家开发出一种通过肠道淋巴系统被人体吸收的新抗癌药物

科学家开发出一种通过肠道淋巴系统被人体吸收的新抗癌药物来自密歇根大学的一个研究小组正在开发一种新的抗癌药物，它通过肠道的淋巴系统而非血管被吸收。这使得它有可能避开导致耐药性的分子信号通路，并与此同时提高抗癌能力并减少副作用。在今日（2022年8月17日）发表在《NatureCommunications》上的一项研究中，研究小组报告了一种新型激酶抑制剂，它能显著减少疾病、限制毒性并延长患有骨髓纤维化（一种急性白血病的前兆）小鼠的生存期。他们设计的口服药物LP-182同时还能针对磷酸肌醇3-激酶（也称为PI3K）和丝裂原活化蛋白激酶（称为MAPK）。两者都是驱动高比例癌症的分子信号通路。在癌症治疗中经常使用组合疗法来针对不同的癌细胞弱点。然而由于这些药物在体内循环并以不同的速度被吸收和清除，维持每种单独药物的正确治疗平衡可能是一个挑战。密歇根大学医学院RogerA.Berg放射学研究教授、论文的第一作者BrianD.Ross博士称，将每种药物维持在有效的必要浓度同时又要限制药物的毒性和副作用这件事尤其棘手。如果不能取得这种平衡就会损害药物组合的抗癌效果并可能导致耐药性--因为PI3K和MAPK的串扰可以激活下游途径来抵制治疗。即使一种药物阻断了一种途径，另一种途径也能提供一种逃逸的生存途径来补偿并继续生长。跟传统的口服药物不同，这些药物通常被设计为迅速吸收到血液中，治疗骨髓纤维化小鼠的科学家发现，LP-182首先被肠道的淋巴系统吸收。淋巴系统作为一个储存库，将药物跟身体的其他部分分开并随着时间的推移逐渐将疗法释放到一般循环中以此将药物浓度维持在最佳治疗水平。Ross说道：“在治疗窗口内，我们能保持对两种不同途径的靶向抑制，这两种途径是相互对话的。这证明了将抗癌药物直接送入淋巴系统的可行性，这为改善癌症治疗效果和减少药物本身的副作用提供了巨大的新机会。”在骨髓纤维化中，骨髓中形成了过多的瘢痕组织，而这会破坏正常的血细胞生产。过度活跃的分子信号传导会导致恶性干细胞增殖、广泛的纤维化、脾脏肿大及进行性骨髓衰竭。该疾病通过淋巴组织扩散，这也是癌症转移的一个常见途径。这意味着Ross和他的团队的发现可能会提供新的策略来防止癌症扩散。此外，Ross称，由于肠道的淋巴系统藏有人体一半以上的免疫细胞，该研究的结果可以为治疗其他疾病提供方法。Ross和他的同事们将继续扩大LP-182的临床前研究，并打算在人类骨髓纤维化患者中进行一期临床试验。另外，正在开发更多的淋巴靶向激酶抑制剂将用于治疗实体肿瘤--包括乳腺癌、脑癌、胃肠癌和胰腺癌及狼疮和多发性硬化症等自身免疫性疾病。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1305551.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1305551.htm