科学家发现一种新激素能增强骨骼

科学家发现一种新激素能增强骨骼 根据发表在《自然》期刊上的一篇论文，科学家基于小鼠研究发现了一种新激素能增强骨骼。全球有逾 2 亿人患有骨质疏松症，这种骨骼脆弱症容易导致经常性骨折。女性绝经后有着患骨质疏松症的高风险，原因是促进骨骼生成的雌激素水平下降。女性在哺乳期间雌激素水平也很低，但却很少会患骨质疏松症和发生骨折，这意味着有其它激素在促进骨骼生长。研究人员在哺乳期的雌性小鼠大脑中发现了名叫 Maternal Brain Hormone (CCN3)的激素，它能增加骨骼密度和强度，从而解决了一个长期谜团：当女性骨骼中的钙质被用于支持产奶后，她们的骨骼仍然能维持相对的强壮。 via Solidot

科学家发现一种研发疫苗的更好方法

科学家发现一种研发疫苗的更好方法 促进血细胞产生针对特定病毒蛋白的抗体是开发人用疫苗的重要一步。这对研究人员来说具有挑战性，因为受试者是否产生抗体取决于科学家如何设计和施用抗原，抗原是他们为测试疫苗有效性而施用的病毒的一部分。病毒研究的一个非常重要的方面是如何表达和纯化用于疫苗接种的抗原。用制备好的抗原对动物进行免疫，动物会产生针对抗原的特异性抗体。但科学家必须分离抗原，以确保他们开发的疫苗能够针对他们希望防治的特定疾病。一旦研究人员纯化了抗原，他们就能研制出疫苗，引导受试者产生所需的抗体。但在尝试开发实验室生产的抗原时，这种分离工作尤其耗时，因为病毒通常会迅速变异。科学家可能需要数周时间才能开发出正确的抗原。科学家们开发出了一种诱导目标特异性免疫反应的新方法。通过将抗原蛋白融合到一种源于四泛蛋白的锚膜结合蛋白中，研究人员创造出了主要显示在人体细胞表面的融合蛋白。载体蛋白将蛋白质暴露在细胞表面，诱导产生针对适当、相关抗原的抗体。另外一个优点是，这些抗原与病毒中的相应蛋白质具有相同的构象和修饰，因为它们是由与病毒自然感染的人体细胞相似的细胞制造的。这种新的显示技术有可能成为一种更可靠的免疫技术。在这项研究中，研究人员能够诱导出针对不同蛋白质的抗体，重点是导致 2019 年冠状病毒病（COVID-19）的SARS-CoV-2 病毒的受体结合域。开发出的锚蛋白使科学家们能够针对特定疾病进行免疫，而无需纯化抗原。研究人员深信，这项技术可以大大加快免疫过程。论文作者之一丹尼尔-伊万诺维奇（Daniel Ivanusic）说："这项工作基于 SARS-CoV-2 的受体结合结构域，仅仅是一项非常有趣的免疫技术的开端。对我们来说，采用 tANCHOR 技术最具挑战性、最重要也最令人兴奋的应用是诱导针对 HIV-1 的中和抗体。我认为这将是一项伟大的工作！"编译自/scitechdaily ... PC版： 手机版：

科学家发现一种能使骨质翻倍的新激素

科学家发现一种能使骨质翻倍的新激素 加州大学旧金山分校和加州大学戴维斯分校的研究人员解开了一个由来已久的谜团，即母乳喂养的妇女如何在因分泌乳汁而流失钙质的情况下仍能保持强健的骨骼。一种新发现的激素能使哺乳期妇女的骨骼保持强壮，这种激素还能帮助骨折愈合并治疗更多人群的骨质疏松症。加州大学旧金山分校和加州大学戴维斯分校的研究人员发现，在小鼠体内，被称为母体脑激素（CCN3）的荷尔蒙能增加骨密度和强度。他们的研究结果发表在《自然》（Nature）杂志上，解决了一个长期存在的难题，即在母乳喂养期间，即使骨骼中的钙被剥离以支持乳汁分泌，妇女的骨骼仍能保持相对强健。新论文的资深作者、加州大学旧金山分校细胞分子药理学教授霍利-英格拉哈姆（Holly Ingraham）博士说："这些发现的一个显著特点是，如果我们没有对雌性小鼠进行研究（不幸的是，这是生物医学研究的常态），那么我们就可能完全错过这一发现。这凸显了研究雌雄动物的整个生命周期对于全面了解生物学是多么重要。"全世界有 2 亿多人患有骨质疏松症，这是一种严重的骨骼衰弱，可导致频繁骨折。女性绝经后患骨质疏松症的风险尤其高，因为性激素雌激素水平下降，而雌激素通常能促进骨骼的形成。哺乳期的雌激素水平也很低，但这一时期骨质疏松症和骨折却更少见，这表明促进骨骼生长的除了雌激素，还有其他因素。英格拉哈姆的实验室以前曾发现，在雌性小鼠体内，而不是雄性小鼠体内，阻断大脑一小块区域内特定神经元中的一种特殊雌激素受体，会导致骨量大幅增加。他们怀疑是血液中的一种荷尔蒙导致了超强的骨骼，但当时却找不到这种荷尔蒙。在这项新研究中，英格拉哈姆及其合作者对这种造骨激素进行了详尽的搜索，最终确定CCN3是导致雌性突变的因素。最初，研究小组对这一结果感到惊讶，因为CCN3并不符合神经元分泌激素的典型特征。当他们在哺乳期雌性小鼠的同一脑区发现CCN3后，他们的疑虑消失了。如果这些特定神经元不产生CCN3，哺乳期雌性小鼠的骨质就会迅速流失，其婴儿的体重也会开始下降，这证实了这种激素在哺乳期维持骨骼健康的重要性。基于这一发现，他们现在将CCN3称为母体脑激素（MBH）。当对年轻成年和老年雌性或雄性小鼠实施增加循环CCN3的策略时，它们的骨量和骨强度在数周内大幅增加。在一些完全缺乏雌激素或非常年老的雌性小鼠中，CCN3能使骨量增加一倍以上。当英格拉汉姆的科学合作者、加州大学戴维斯分校的托马斯-安布罗西博士对这些骨头进行测试时，他对这些骨头的强度感到惊讶。他解释说："在某些情况下，高矿化度的骨骼并不是更好；它们可能更脆弱，实际上更容易断裂。但当我们对这些骨骼进行测试时，发现它们比通常的骨骼要坚固得多。"安布罗西仔细观察了骨骼中负责生成新骨的干细胞，发现当这些细胞接触CCN3时，它们更容易生成新的骨细胞。为了测试这种激素帮助骨骼愈合的能力，研究人员制作了一种水凝胶贴片，可以直接贴在骨折部位，在两周内缓慢释放CCN3。在老年小鼠身上，骨折通常愈合得不好。然而，CCN3贴片刺激了骨折部位新骨的形成，有助于骨折的年轻愈合。Ambrosi说："我们从未能通过任何其他策略实现这种矿化和愈合效果。很高兴能继续跟进，并将CCN3应用于其他问题，如软骨再生。"研究人员计划今后就CCN3的分子机制、母乳喂养妇女体内的CCN3水平以及这种激素治疗各种骨骼疾病的潜力开展研究。第一作者之一、加州大学旧金山分校内分泌学部指导医师兼科学家穆里尔-巴贝（Muriel Babey）博士热切希望了解CCN3在临床相关疾病中如何影响骨代谢。威廉-克劳斯（William Krause）博士是一名资深科学家，也是该项目的共同负责人，他将与加州大学旧金山分校催化剂项目合作，开始转化这些新成果。英格拉哈姆说："骨质流失不仅发生在绝经后的妇女身上，而且经常发生在服用某些激素阻断剂的乳腺癌幸存者身上；年轻、训练有素的精英女运动员身上；以及髋部骨折后相对存活率比妇女低的老年男性身上。如果CCN3能在所有这些情况下增加骨量，那将令人无比兴奋。"编译自/ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家发现一种前所未见的新型磁性Altermagnetism

科学家发现一种前所未见的新型磁性Altermagnetism 一名 PSI 科学家与用于确认发现地磁的仪器说到磁铁，人们通常会想到容易粘在冰箱上的东西，科学上称之为铁磁体。但在大约一个世纪前，人类发现了另一种磁性材料家族，它们不具有这种特性，并将其称为反铁磁体。材料行为的差异可归结为这些材料中磁矩（也称为电子自旋）的自发排列。电子自旋与铁磁体的方向相同，因此在靠近金属表面时会产生磁性。在反铁磁体中，电子自旋方向相反，产生的磁性被抵消。这导致它们无法粘在冰箱上。在变磁性中，电子自旋是交替的，不会产生净宏观磁性。但是，电子能带结构具有很强的自旋极化，可以在材料的能带中翻转。这就是这种材料被称为"变磁体"的原因。2019 年，中国科学院物理研究所研究员托马斯-荣格沃思（Tomas Jungwirth）发现了一类磁性材料，其电子自旋与铁磁体或反铁磁体的电子自旋不一致。2022 年，Jungwirth 与美因茨大学的研究人员一起，提出了存在一类新磁体的理论。在研究过程中，研究小组发现了 200 多种材料，从绝缘体到半导体，甚至超导体，都可能是改变磁体的候选材料。为了证实这些材料中存在独特的自旋对称性，研究人员与瑞士的 SLS 公司合作。他们使用自旋和角度分辨光发射光谱来观察材料中的电子结构。瑞士 SLS 的表面/界面光谱（SIS）光束线仪器他们对碲化锰进行了测试，这种双元素材料通常被归类为反铁磁体。然而，这种材料显示出电子带分裂成两种不同的状态，很像铁磁体。这证实了这种材料确实是一种改变磁体。第三种磁性材料的发现有助于利用自旋电子学提供下一代磁性存储器。在传统电子学中，人们利用电子的电荷。然而，在自旋电子学中，电子的自旋状态也被用来存储信息。新兴的计算领域一直在使用铁磁体来开发此类设备。然而，这些材料所显示的宏观磁性令人担忧，因为它可能会促进比特之间的串扰。由于改磁体不显示净磁性，但具有很强的自旋效应，因此可以作为自旋电子学的理想候选材料。"超电磁实际上并不是什么非常复杂的东西。它是一种完全基本的东西，几十年来就在我们眼前，而我们却没有注意到它，"荣格沃思在一份新闻稿中说。"它存在于人们抽屉里的许多晶体中。从这个意义上说，现在我们将它公之于众，世界各地的许多人将能够研究它，从而产生广泛的影响。研究成果发表在今天的《自然》杂志上。 ... PC版： 手机版：

科学家揭示一种肺癌如何转化为另一种肺癌

科学家揭示一种肺癌如何转化为另一种肺癌 研究人员捕捉到肺癌转化的蛛丝马迹：免疫荧光图像显示，小细胞肺癌（紫粉色）在小鼠肺部的支气管（绿色）中扩散，支气管中含有残留的肺腺癌肿瘤细胞（蓝色）。图片来源：瓦默斯实验室埃里克-加德纳博士研究人员的研究结果发表在《科学》（Science）杂志上，他们发现，在从肺腺癌向小细胞肺癌（SCLC）转变的过程中，突变细胞似乎通过一种类似干细胞的中间状态发生了细胞身份的改变，从而促进了转变。"在人类患者身上研究这一过程非常困难。因此，我的目标是在小鼠模型中揭示肺腺癌向小细胞肺癌转化的内在机制，"研究带头人埃里克-加德纳博士说，他是刘易斯-托马斯大学医学教授、威尔康奈尔医学院桑德拉和爱德华-迈耶癌症中心成员哈罗德-瓦尔穆斯博士实验室的博士后研究员。这种复杂的小鼠模型耗时数年才开发完成并定性，但却让研究人员破解了这一难题。这项研究是与生理学和生物物理学助理教授、威尔康奈尔医学院迈耶癌症中心成员阿什利-劳格尼（Ashley Laughney）博士，以及劳格尼实验室研究生、三院计算生物学和医学项目成员伊桑-厄利（Ethan Earlie）合作进行的。瓦默斯博士说："众所周知，癌细胞会不断进化，尤其是为了逃避有效治疗的压力。这项研究表明，新技术（包括检测单个癌细胞的分子特征）与基于计算机的数据分析相结合，可以描绘出致命癌症进化过程中戏剧性的复杂事件，揭示出新的治疗目标。"SCLC最常发生在重度吸烟者身上，但这种类型的肿瘤也发生在相当多的肺腺癌患者身上，尤其是在接受了针对一种叫做表皮生长因子受体（EGFR）的蛋白质的治疗后，这种蛋白质会促进肿瘤生长。新的 SCLC 型肿瘤对抗表皮生长因子受体疗法具有抗药性，因为它们的生长是由一种新的癌症驱动因子高水平的 Myc 蛋白所推动的。为了揭示这些癌症途径之间的相互作用，研究人员设计小鼠患上了一种常见的肺腺癌，在这种癌症中，肺上皮细胞受 表皮 生长因子受体基因突变的驱动。然后，他们把腺癌肿瘤变成了SCLC型肿瘤，这种肿瘤通常来自神经内分泌细胞。为此，他们关闭了表皮生长因子受体，同时还发生了其他一些变化，包括肿瘤抑制基因Rb1和Trp53的缺失，以及已知的SCLC驱动基因Myc的增殖。表皮生长因子受体（EGFR）和Myc等癌基因是正常控制细胞生长的基因的变异形式。它们在推动癌症生长和扩散方面的作用众所周知。另一方面，抑癌基因通常会抑制细胞增殖和肿瘤发展。令人惊讶的是，这项研究表明，致癌基因的作用方式与环境有关。虽然大多数肺细胞对Myc的致癌作用有抵抗力，但神经内分泌细胞对Myc的致癌作用却非常敏感。相反，肺气囊的上皮细胞是肺腺癌的前体，它们在表皮生长因子受体突变的作用下过度生长。Laughney 博士说："这表明，在错误的细胞类型中，'癌基因'不再像癌基因那样发挥作用。因此，它从根本上改变了我们对致癌基因的看法。"研究人员还发现了一种既不是腺癌也不是SCLC的干细胞样中间体。只有当肿瘤抑制基因RB1和TP53 发生突变时，处于这种过渡状态的细胞才会变成神经内分泌细胞。他们观察到，另一种名为Pten的肿瘤抑制因子的缺失加速了这一过程。在这一阶段，致癌基因Myc可以驱动这些中间干样细胞形成SCLC型肿瘤。这项研究进一步支持了寻找靶向Myc蛋白疗法的努力，Myc蛋白与多种癌症有牵连。研究人员现在计划利用他们的新小鼠模型进一步探索腺癌-SCLC的转变，例如详细研究免疫系统如何正常应对这种转变。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

地球科学家在基劳埃阿火山发现一种新的喷发类型

地球科学家在基劳埃阿火山发现一种新的喷发类型 基拉韦厄火山东侧的熔岩流，由从水下水库排出的岩浆供给。资料来源：美国地质调查局俄勒冈大学、美国地质调查局和中国四川大学的研究人员在今天（5 月 27 日）发表于《自然-地球科学》的一篇论文中报告了他们的发现。基劳埃阿火山山顶发生的一连串喷发是一系列事件的一部分，其中包括从火山侧面较低位置喷发的熔岩流。这些熔岩流摧毁了夏威夷岛上成千上万的房屋，使居民流离失所长达数月之久。了解过去火山爆发的确切情况（俗称"后报"）可以让火山学家对未来的火山爆发做出更好的预测，并向火山爆发路径上的人们发出更准确的警告。乔希-克罗泽（Josh Crozier）说，在大多数情况下，喷发性火山喷发主要是由上升的岩浆、蒸发的地下水或两者的某种结合驱动的。但这些火山爆发并不完全符合这一模式。克罗泽说："这些喷发过程非常有趣，因为它们似乎并不涉及这两种物质。喷发物质中很少有看起来像被喷出的新鲜岩浆，但也没有证据表明涉及大量地下水"。隶属于美国地质调查局的夏威夷火山观测站一直密切关注着基劳埃阿火山。火山上布满了科学仪器，从测量地球震动的地面传感器到分析火山释放气体的工具应有尽有。奥斯陆大学的火山学家莱夫-卡尔斯特罗姆说："这些火山爆发的一个特点是它们依次发生，非常相似，这是相对不寻常的。通常情况下，火山喷发不会如此有规律地发生。"2018年5月24日晚些时候，从火山之家附近的火山口边缘看到的来自基劳埃阿山顶火山口哈雷马乌马火山灰羽流上升的景象。这是本研究分析的喷发之一。资料来源：美国地质调查局因此，研究小组可以利用比平时更多的数据，更深入地研究火山爆发的具体动态。科学家们将所有数据输入各种大气和地下模型，拼凑出了一个新的故事，讲述了 2018 年在基劳埃阿发生的一连串事件。在山顶的每次喷发之前，岩浆都会从一个地下水库中缓慢流出。(这些岩浆为 40 公里外火山东侧的熔岩流提供能量）。随着岩浆库的枯竭，岩浆库上方的地面火山山顶破火山口内的火山口突然坍塌。这迅速增加了储层的压力。由于储层顶部有一个积聚岩浆气体的口袋，压力的增加将岩浆气体和碎石块挤压过一个导管，并将它们从基拉韦厄火山口的一个喷口喷出。跺脚火箭装置研究人员将喷发动态比作跺脚火箭，即踩踏连接到软管上的气囊，将弹丸发射到空中。克罗齐尔说："'跺脚'过程是一整块一公里厚的岩石掉下来，给口袋加压，然后迫使物质直接上升。当然，'火箭'就是火山喷发出的气体和岩石。"火山口坍塌是相当常见的现象。因此，虽然这是科学家们第一次具体阐明这种特殊的跺脚火箭机制，但它可能不是唯一一次发生。这项研究能够将地球物理观测结果与大气中火山羽流的特性联系起来。"这种联系非常罕见，"奥斯陆大学的火山学家乔-杜菲克（Joe Dufek）说。"它为我们观测火山爆发以及将传感器测量与计算机模拟相结合以更好地评估火山爆发造成的危害指明了新的途径"。这是一系列较小规模的喷发，可能使我们更容易看到潜在的机制。其他复杂的过程并没有掩盖跺脚火箭的作用。然而，这并不是说基劳埃火山很简单。典型的教科书上的火山图显示，岩浆通过不同深度的腔室向上移动。但事情很少这么简单，像基劳埃阿这样的火山，在科学仪器的帮助下，提供了一个挖掘细节的机会。卡尔斯特罗姆说："这是一个例子，而且这样的例子越来越多，岩浆上升的路径在几何上相当复杂。这让我们对火山管道系统有了更细致的了解。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：