科学家发现两种益生菌能促进狗狗减肥

科学家发现两种益生菌能促进狗狗减肥 美国微生物学会期刊《微生物频谱》（Microbiology Spectrum）最近发表的一项研究显示，研究人员发现两种益生菌株能有效减轻肥胖犬的体重。在这项新研究中，研究小组调查了伴侣动物的代谢疾病，并着手确定适合长期安全治疗的益生菌。这项研究的主要研究者、韩国首尔国立大学农业与生命科学学院农业生物技术系教授、博士生导师金英勋（Younghoon Kim）介绍说，最初的挑战是选择特定的代谢疾病进行研究，这让他们把重点放在了'宠物肥胖症'这一普遍问题上。值得注意的是，全球老年宠物的肥胖症发病率较高，约占各年龄组宠物总数的 50%。这些宠物中有很大一部分正在接受治疗，包括饮食干预。Kim说："在这种情况下，我们团队启动了实验，主要目标是找出能够降低宠物体内脂肪比例的益生菌。主要目标之一是提高人们对进一步研究宠物专用益生菌的迫切需要的认识，同时强调潜在应用的益生菌种类繁多。"益生菌在宠物健康中的作用除了认识到益生菌在解决特定问题方面的作用，金还主张认识到益生菌在治疗伴侣动物多种疾病方面的广泛可能性。Kim说："通过提高人们的这种认识，我的愿望是促进科学界更多的关注、资助和合作，以探索益生菌在宠物健康中的广泛应用。"为了确定适合伴侣动物的候选益生菌，Kim 及其同事仔细研究了幼犬和老龄犬肠道微生物群组成的变化，发现老龄犬体内乳酸菌、双歧杆菌和肠球菌的数量有所下降。在这一洞察力的指导下，他们决定采用这些特定菌株。特定益生菌株的成功实验在实验阶段，他们将这些选定的菌株、粪肠球菌IDCC 2102 和乳双歧杆菌IDCC 4301 与高脂肪饮食一起喂给一组小猎犬。结果令人信服，证明了这些菌株在减少体内脂肪和纠正肥胖引起的肠道微生物菌群失衡方面的有效性。Kim说："我们精心挑选的菌株在降低狗的体脂率方面取得了显著的成功。这些菌株的与众不同之处在于，它们不仅能限制饮食摄入或促进排泄以减轻体重，更重要的是，它们还能激活能量代谢。即使暴露于高热量饮食中，我们也观察到体重下降、皮下脂肪堆积减轻以及能量代谢增加。这证实了人体新陈代谢的方向已转向脂肪消耗，而不是脂肪堆积。"重要的是，由于脂肪堆积通常会导致全身炎症和激素代谢紊乱，这项研究揭示了值得注意的改善。在摄入选定菌株的小组中，研究人员观察到炎症水平降低，胰岛素分泌等基本代谢活动增强。此外，研究人员还成功地增加了共生细菌的比例，这些细菌通常驻留在人体内，起到抵御有害细菌和提高免疫力的作用。尤其令人鼓舞的是，这些变化并非转瞬即逝。相反，它们会在狗的体内持续存在，确保观察到的积极变化能够长期保持。这种持久的影响强调了将这些益生菌株纳入伴侣动物健康方案的潜在长期益处。随着饲养伴侣动物的人越来越多，人们对健康功能食品，尤其是针对宠物益生菌的认识也在不断提高。尽管人们对益生菌的兴趣与日俱增，但与针对人类的研究相比，针对所有伴侣动物（包括本研究中的狗类）的定制益生菌研究仍然明显不足。"虽然适合人类消费或商业牲畜的益生菌类型已经确定和确立，但伴侣动物缺乏标准化指南是一个明显的缺陷，"Kim 说。"我们的研究旨在解决这一不足，努力扩大适用于各种环境下宠物的益生菌范围。"编译来源：ScitechDaily ... 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：

神经科学家揭示大脑如何决定记忆内容

神经科学家揭示大脑如何决定记忆内容 最近的研究发现，海马体中的"锐波涟漪"是一种大脑机制，它决定了哪些日常经历会成为永久记忆，闲暇时的显著涟漪会导致睡眠中的记忆巩固。神经科学家在过去几十年中发现，大脑会在当晚的睡眠中将一些日常经历转化为持久记忆。最近的一项研究介绍了一种机制，它能决定哪些记忆足够重要，可以保存在大脑中，直到睡眠将其永久固化。在纽约大学格罗斯曼医学院研究人员的领导下，这项研究围绕着被称为神经元的脑细胞展开，这些神经元通过"发射"或使其正负电荷的平衡发生波动来传输编码记忆的电信号。在一个名为海马体的大脑区域中，大群神经元有节奏地循环发射信号，在几毫秒内产生信号序列，这些信号可以编码复杂的信息。这些向大脑其他部分发出的"呼喊"被称为"尖波涟漪"，代表了 15% 的海马神经元近乎同时发射的信号，因其活动被电极捕捉并记录在图表上时所呈现的形状而得名。过去的研究将波纹与睡眠中记忆的形成联系在一起，而最近发表在《科学》杂志上的这项新研究发现，紧接着5到20个尖锐波纹的白天事件在睡眠中会被更多地重放，从而巩固为永久记忆。而很少或没有尖锐波纹的事件则无法形成持久记忆。该研究的资深作者、纽约大学朗贡卫生院神经科学与生理学系比格斯神经科学教授、医学博士 György Buzsáki 说："我们的研究发现，尖锐波纹是大脑用来'决定'保留和丢弃什么的生理机制。"这项新研究基于一个已知的模式：包括人类在内的哺乳动物会体验世界片刻，然后暂停，再体验一会儿，然后再暂停。研究报告的作者说，在我们关注某件事情之后，大脑计算往往会切换到一种"闲置"的重新评估模式。这种瞬间停顿在一天中都会发生，但最长的空闲期发生在睡眠中。Buzsaki 及其同事之前已经证实，当我们积极探索感官信息或移动时，不会出现锐波纹波，只有在之前或之后的空闲停顿期间才会出现锐波纹波。目前的研究发现，尖锐的波状三角形代表了觉醒后这种停顿期间的自然标记机制，标记的神经元模式会在任务后的睡眠中重新激活。重要的是，我们知道尖锐的波状纹是由海马"位置细胞"按照特定顺序发射的，我们进入的每一个房间和老鼠进入的每一个迷宫臂都是由这种细胞编码的。对于被记住的记忆，同样的细胞会在我们睡觉时高速发射，"每晚回放记录的事件数千次"。这个过程加强了相关细胞之间的联系。在本次研究中，研究小组通过电极跟踪了小鼠连续运行迷宫的过程，这些海马细胞群尽管记录的经历非常相似，但却随着时间的推移而不断变化。这首次揭示了在迷宫运行过程中，涟漪在清醒时暂停，然后在睡眠时重放。当小鼠在每次跑完迷宫后停下来享用含糖食物时，通常会记录到尖锐的波状瘫痪。作者说，小鼠食用奖励后，大脑就会从探索模式切换到闲置模式，从而出现锐波瘫痪。通过使用双面硅探针，研究小组能够在迷宫运行期间同时记录动物海马中的多达 500 个神经元。这反过来又带来了挑战，因为独立记录的神经元越多，数据就会变得异常复杂。为了获得对数据的直观理解、可视化神经元活动并形成假设，研究小组成功地减少了数据的维数，在某种程度上就像把三维图像转换成平面图像一样，而且没有失去数据的完整性。第一作者、布扎基实验室的研究生杨婉楠（Winnie）博士说："我们努力将外部世界排除在外，研究哺乳动物大脑先天和潜意识中将某些记忆标记为永久记忆的机制。为什么会进化出这样一个系统仍然是个谜，但未来的研究可能会揭示出一些设备或疗法，它们可以调整尖锐的波纹，从而改善记忆，甚至减少对创伤事件的回忆"。编译来源：ScitechDaily参考文献:《海马体锐波涟漪对记忆经验的选择》，作者：Wannan Yang、Chen Sun、Roman Huszár、Thomas Hainmueller、Kirill Kiselev 和 György Buzsáki，2024 年 3 月 28 日，《科学》。DOI: 10.1126/science.adk8261 ... PC版： 手机版：

科学家揭示维生素D的抗衰老作用

科学家揭示维生素D的抗衰老作用 在一项新研究中，来自釜山国立大学和韩国食品研究所的研究人员Joung-Sun Park、Hyun-Jin Na和Yung-Jin Kim旨在确定维生素D/维生素D受体途径在肠干细胞（ISC）老化过程中对分化肠细胞（EC）的保护作用。维生素 D 对中肠 ISC 中与年龄和氧化应激相关的超数中心体积累的抑制作用。资料来源：2024 Park et al.研究人员指出："本研究旨在利用成年果蝇肠道模型，确定 VitD/VDR 在 ISC 老化过程中对分化 EC 的保护作用。"研究人员利用成熟的果蝇中肠模型进行干细胞衰老生物学研究，发现维生素D受体基因敲除可诱导肠系膜细胞增殖、肠系膜细胞死亡、肠系膜细胞衰老和肠内分泌细胞分化。此外，年龄和氧化应激诱导的ISC增殖和中心体扩增也会因维生素D处理而减少。总之，这项研究提供了维生素D/VDR通路抗衰老作用的直接证据，包括在衰老过程中保护心肌细胞，并为探索果蝇健康衰老增强的分子机制提供了宝贵的见解。"我们的发现直接证明了维生素 D/维生素 D 受体通路的抗衰老作用，并为果蝇健康衰老的分子机制提供了见解"。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家揭示火蚁用身躯搭建“蚁筏”背后的科学原理

科学家揭示火蚁用身躯搭建“蚁筏”背后的科学原理 宾汉姆顿大学（Binghamton University）的研究人员正在探索火蚁如何形成浮筏在洪水中生存，目的是将这些生物机制应用到材料科学中。研究小组对这些蚂蚁浮筏的适应性和机械特性进行了研究，发现它们表现出一种独特的"捕捉粘合"行为，能在压力下增强强度。这项研究可能会开发出能在机械应力作用下自我强化的创新材料，有望应用于生物医学植入物和软机器人等多个领域。资料来源：罗伯特-瓦格纳当洪水侵袭火蚁生活的地区时，火蚁的生存对策是把蚁群螯合在一起，形成一个有浮力的"筏子"，漂浮在水面上，使蚁群团结在一起。把它想象成一种浓缩的、适应性强的材料，其中的构件单个的蚂蚁实际上是有生命的。宾汉姆顿大学助理教授罗布-瓦格纳（Rob Wagner）作为科罗拉多大学博尔德分校弗内里软物质力学实验室（Vernerey Soft Matter Mechanics Lab）的成员领导了这项研究，他们在研究中调查了这些活体筏的适应性反应。研究目标是了解它们如何自主变形和改变机械特性，然后将最简单、最有用的发现融入人造材料中。他说："生命系统一直让我着迷，因为它们能实现我们目前的工程材料无法实现的东西甚至差得很远。我们制造大块聚合物系统、金属和陶瓷，但它们都是被动的。这些成分不能像每一个生命系统那样储存能量，然后将能量转化为机械功。"瓦格纳认为，这种能量的储存和转换对于模仿生命系统的智能和自适应行为至关重要。在最近发表在《美国国家科学院院刊》上的论文中，科罗拉多大学的瓦格纳和他的合著者研究了火蚁蚁排在拉伸时对机械负荷的反应，并将这些蚁排的反应与动态自愈聚合物进行了比较。瓦格纳说："许多聚合物是通过动态键结合在一起的，这些键会断裂，但可以重组。如果拉得足够慢，这些键就有时间重组材料，这样它就不会断裂，而是像孩子们玩的粘液或软冰淇淋一样流动。如果拉得很快，它就会像粉笔一样断裂。由于筏子是由蚂蚁相互粘连在一起的，它们之间的粘结可以断裂，也可以重组。所以，我和我的同事认为它们也会做同样的事情。"但瓦格纳和他的合作者发现，无论他们以何种速度拉动蚂蚁排，它们的机械反应几乎都是一样的，而且它们从未流动过。瓦格纳推测，蚂蚁在感觉到力的时候会反射性地收紧并延长抓握的时间，因为它们想保持在一起。它们要么减弱，要么关闭动态行为。测试火蚁筏在拉伸时对机械负荷的反应的实验。资料来源：罗伯特-瓦格纳这种受力后粘结力增强的现象被称为"捕捉粘结行为"，它很可能会增强蚁群的凝聚力，这对蚁群的生存是有意义的。"当你用一定的力量拉动典型的粘合剂时，它们会更快松开，寿命也会缩短你拉动粘合剂，就是在削弱它。这就是你在几乎所有被动系统中看到的情况，"瓦格纳说。"但在生命系统中，由于其复杂性，有时你会发现在一定范围的外力作用下，捕捉到的键能保持更长的时间。有些蛋白质会自动机械地做到这一点，但这并不是蛋白质在做决定。它们只是以这样一种方式排列，当施加外力时，就会显示出这些锁定或'捕捉'的结合位点。"瓦格纳认为，在工程系统中模仿这些捕捉键，可以制造出在机械应力较大的区域表现出自主、局部自强的人造材料。这可以延长生物医学植入物、粘合剂、纤维复合材料、软机器人组件和许多其他系统的寿命。像火蚁蚁排这样的昆虫集体聚集体已经在启发研究人员开发具有刺激响应机械特性和行为的材料。今年早些时候发表在《自然-材料》（Nature Materials ）上的一篇论文由德克萨斯农工大学的瓦尔响应生物材料实验室（Ware Responsive Biomaterials Lab）领导，论文作者包括瓦格纳（Wagner）和他的前论文导师弗朗克-J.Vernerey 教授的贡献该论文展示了由被称为液晶弹性体的特殊凝胶或材料制成的带子如何在加热过程中盘旋，然后相互缠绕，形成类似固体的凝结结构，其灵感正是来自于这些蚂蚁。瓦格纳说："这项工作的一个自然进展就是回答我们如何才能让这些带子或其他软构件之间的相互作用像火蚁和一些生物分子相互作用那样在负载下'接住'。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家揭示让雪闪闪发光的真正原因

科学家揭示让雪闪闪发光的真正原因 究竟是什么让雪在美丽的日子里闪闪发光？了解答案的细微差别有助于更好地预报雪崩和改善冬季道路状况。图片来源：Mathieu Nguyen"雪能反射所有波长的光线，根据不同的条件和光线照射的角度，雪的颜色也会大不相同。雪的年龄和密度以及空气污染也会影响雪的外观。雪的外观是一个非常复杂的问题。"他已经分析了一千多张雪地图像。"这种方法可用于多种传感器技术，包括为我们提供更好的决策依据，让我们知道何时应该清理道路，以及更密切地监测山区雪崩的风险等"。其中，阮研究了雪是如何吸收和反射光线的，而太阳如何让雪的晶体闪闪发光尤其令人感兴趣。他认为，冬季景观的美丽外观可能是解答多年来困惑研究人员的一系列问题的关键。"但首先，是什么让雪在阳光明媚的日子里闪闪发光？雪是冰晶的堆积。当条件适宜时，它们就像一面面小镜子。如果它们的角度合适，就会将阳光直接反射到你的身上，像'火花'一样在景色中闪耀，"阮说。冬季景观中阳光与白雪的美丽交织可能会为研究人员多年来一直好奇的问题提供答案。图片来源：Mathieu Nguyen关于不同金属如何以这种方式闪闪发光，已经进行了许多研究，但人们对雪的闪光仍然知之甚少。阮说："如果我们在挪威拥有完全自动驾驶的汽车，这类技术也将有助于提高冬季道路上的行车安全。"因此，他试图找出这些火花在不同条件下的雪地图像中的对比度和密度是如何变化的。他希望这将提供一种分析方法，使我们能够从图像中对不同类型的雪进行分类。马蒂厄-阮（Mathieu Nguyen）分析了一千多张雪景照片。图片来源：Mads Wang-Svendsen"这种方法可用于多种传感器技术，包括为我们提供更好的决策依据，帮助我们确定何时应该清理道路，以及更密切地监测山区雪崩的风险等。阮说："如果我们在挪威拥有完全自动驾驶的汽车，这类技术也将有助于提高冬季道路行驶的安全性。"实地考察期间拍摄的雪景图像。(左）带有明显火花的雪地图像。(右）雪地图像，有明显的火花和一点颗粒感。使用不同焦距拍摄的带有火花的雪景图像示例。(左）使用 60 毫米焦距拍摄的照片。(右）使用 300 毫米焦距拍摄的照片。到目前为止，研究人员只收集了挪威东部多个地方的数据。研究结果很有希望，表明闪光可以用来对雪的粒度进行分类。然而，要对雪的类型进行更精确的分类，需要比他们目前所研究的数据量大得多的数据。最好是来自世界各地的图像。从环境不同的其他地方获取图像将非常重要。了解不同程度的污染如何对雪的外观和特性产生影响至关重要。除了难以从图像中解读之外，长期以来，用数字技术再现雪的难度也令人吃惊。如今，我们在电脑游戏和模拟器中对雪的人工表现并不比白色表面好多少。他在这方面的研究结果也显示出了良好的前景。他相信研究成果将为那些没有雪的人们提供良好的过冬体验 - 在未来，雪可能会越来越少。根据挪威气象研究所的数据，2050 年将有 100 多万挪威人生活在冬季不足一个月的地方。此外，最近在《自然》杂志上发表的一项研究证实，由于人为的气候变化，整个北半球都将面临降雪量减少的未来。如果我们要让从未见过雪的人了解雪，我们就必须能够再现雪的复杂性。参考文献：Mathieu Nguyen、Jean-Baptiste Thomas 和 Ivar Farup 于 2024 年 1 月 28 日在《地球科学》上发表的 "探索现场测量雪的视觉外观的成像方法"。DOI: 10.3390/geosciences14020035编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：