新研究发现细胞膜损伤会导致细胞衰老

新研究发现细胞膜损伤会导致细胞衰老 日本科研人员的一项新研究显示，细胞膜受损除了导致细胞的死亡或自我修复外还有第三种可能导致细胞衰老。 新华社报道，细胞膜是细胞的一层厚约五纳米的“防护外壳”，相当于肥皂泡厚度的二十分之一。这层薄膜易受机体活动损伤，也具有自我修复能力。一直以来，人们认为细胞在细胞膜受损后，要么修复要么死亡。 日本冲绳科学技术大学院大学的研究人员开发了一种诱导芽殖酵母细胞和人体成纤维细胞的细胞膜损伤的方法。通过全基因组测序筛选等检测，研究人员发现细胞膜损伤限制了芽殖酵母细胞的复制能力；在成纤维细胞中，细胞膜损伤会导致细胞过早衰老。 普通细胞的分裂能力是有限的大约分裂50次后就无法再继续，随后便进入细胞衰老状态。此外，在实验室环境中，脱氧核糖核酸（DNA）损伤、端粒缩短、致癌基因激活等因素也会诱发细胞衰老。长期以来，研究界一直认为细胞衰老其实都是通过激活DNA损伤反应来诱导的。 然而，研究人员在此次研究中发现，细胞膜损伤导致细胞衰老的机制并不通过常规的激活DNA损伤反应来诱导，而是独立于此的另外机制，且细胞膜损伤导致的细胞衰老过程比激活DNA损伤反应诱导的衰老过程慢。 近年的研究显示，清除动物和人体内的衰老细胞可以改善与年龄相关的疾病。研究人员认为，该研究结果有助于制定未来增进健康、延年益寿的策略。 这一研究成果发表在新一期英国《自然·老化》杂志上。 2024年2月27日 12:18 PM

新的脂质研究揭示长寿和慢性疾病的秘密

新的脂质研究揭示长寿和慢性疾病的秘密 新研究发现，小鼠不同器官和性别的脂质代谢发生了与年龄有关的重大变化，突出显示了肠道细菌产生的特定脂质的积累。这些发现还包括确定了一种导致肾脏性别差异的基因，可以提高我们对阿尔茨海默氏症和动脉粥样硬化等与年龄有关的疾病的认识。这项研究为今后研究人类脂质体和微生物组奠定了基础，有可能为这些疾病提供有针对性的治疗方法。资料来源：理化学研究所这些发现发表在《自然-衰老》杂志上，可以加深我们对阿尔茨海默氏症、动脉粥样硬化、肾病和癌症等与年龄有关的慢性疾病的了解。脂质通常以脂肪或油的形式存在，是我们体内储存能量的重要分子。此外，脂质还是信号分子和细胞膜的组成部分。新陈代谢将脂类和糖类等生物大分子分解成其组成部分会随着年龄的增长而减慢，这也有助于解释为什么随着年龄的增长，体重会越来越容易增加，而减肥却越来越困难。虽然人们知道这一点已有 50 多年，但脂质代谢的变化如何影响寿命和健康仍不清楚。在最近的研究中，理化学研究所 IMS 的津川浩和他的团队认为，在完全回答这个问题之前，我们需要详细了解实际的变化情况。只有这样，科学家们才能开始寻找衰老的脂质代谢与人体健康之间的联系。为此，他们利用小鼠绘制了与年龄有关的脂质代谢物变化图谱。研究人员利用一种尖端技术对小鼠脂质体生物样本中存在的所有脂质代谢物进行了多次快照，发现小鼠肾脏、肝脏、肺、肌肉、脾脏和小肠中的BMP型脂质随着年龄的增长而增加。这些脂质在胆固醇运输和细胞回收中心（溶酶体）内生物大分子的分解过程中发挥着关键作用。与年龄有关的溶酶体损伤可能会导致细胞制造更多的BMPs，从而引发进一步的新陈代谢变化，如增加肾脏中的胆固醇衍生物。研究人员还调查了肠道细菌对脂质体的影响，发现虽然肠道细菌会产生许多结构独特的脂质，但只有磺脂会随着年龄的增长而在肝脏、肾脏和脾脏中增加。事实上，在这些外周组织中甚至没有检测到来自肠道细菌的其他类脂代谢物。津川浩说："众所周知，这类脂质参与调节免疫反应，因此我们下一阶段的研究将涉及检测肠道细菌衍生的磺脂类，以确定它们的结构和生理功能。"研究人员还发现，小鼠脂质体的性别差异与年龄有关，尤其是在肾脏中，老年雄性小鼠的脂质代谢物半乳糖基甘油酰胺水平高于老年雌性小鼠。这种差异归因于雄性小鼠体内UGT8基因表达的增加。了解这样的性别特异性代谢差异，可以揭示人类对与年龄有关的疾病的易感性。"我们的研究全面描述了小鼠脂质体随着衰老而发生的变化。在此过程中，我们创建了一个图谱，它将成为重要的全球资源，"津川浩说。"接下来，我们必须将这类研究扩展到人类脂质体和微生物组。这些发现强调了了解脂质代谢如何随着年龄的增长而发生变化的重要性，以及在设计与年龄相关疾病的治疗方法时以脂质组为目标的潜力。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

新研究介绍了一种通过尿液检测衰老细胞的新方法

新研究介绍了一种通过尿液检测衰老细胞的新方法 瓦伦西亚理工大学（Universitat Politècnica de València）、瓦伦西亚大学（Universitat de València）、CIBER 生物工程、生物材料和纳米医学部（CIBER-BBN）、神经退行性疾病部（CIBER-NED）以及普林西比-费利佩研究中心（CIPF）的研究人员通力合作，开发出了一种用于检测尿液中衰老细胞的创新探针。这一突破可以加深我们对衰老过程的了解，有助于监测和开发新的策略来应对与衰老相关的退化性疾病。该研究成果发表在《自然通讯》（Nature Communications）上。研究人员解释说，衰老的标志之一是大多数器官中衰老细胞的出现频率增加，从而导致组织功能障碍。这些细胞的存在还与许多与衰老相关的疾病有关。"细胞衰老的主要目的是防止可能导致癌症的受损细胞增殖。然而，当损伤持续存在或在衰老过程中，衰老细胞会异常积累，影响组织功能并加速衰老。这就是为什么必须创建新的系统来轻松有效地检测这些细胞，"UPV 分子识别研究和技术开发大学间研究所（IDM）副所长兼 CIBER-BBN 科学主任 Ramón Martínez Máñez 说。研究人员。图片来源：UPV将探针注射到小鼠体内后，探针会与衰老细胞中特别丰富的一种酶发生作用，产生一种荧光化合物，并迅速随尿液排出体外。"根据尿液中信号的强度，我们可以知道机体内衰老细胞的负担，"紫外线研究中心副主任 Isabel Fariñas 和 CIPF 的研究员 Mar Orzáez 指出。在研究中，他们还监测了使用消除衰老细胞并能使组织恢复活力的药物进行衰老治疗的情况。他们观察到，尿液中信号的强度与动物衰老程度的降低以及与年龄有关的焦虑的减少有关。"给药后，会释放出一种荧光团，最终由肾脏排出体外，可以通过尿液进行测量。荧光团的强度表明细胞衰老负荷的水平，我们已经看到，这与衰老过程中与年龄相关的焦虑和衰老治疗有关，"紫外线公司的伊莎贝尔-法里纳斯（Isabel Fariñas）和 CIBERNED 的副主任解释说。来自瓦伦西亚理工大学、瓦伦西亚大学、CIBER-BBN、CIBERNED 和 Príncipe Felipe 研究中心的研究小组取得的成果为更好地了解衰老及其对健康的影响开辟了一条途径。"拉蒙-马丁内斯-马涅斯总结说："它可以帮助我们开发出更有效的方法来解决与衰老有关的问题，并开发出简便的泌尿治疗方法来消除或减少细胞衰老，甚至是人类的衰老。 ... 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：

为什么人类能看到狗看不到的颜色？新研究解释了原因

为什么人类能看到狗看不到的颜色？新研究解释了原因 作者、生物学副教授罗伯特-约翰斯顿（Robert Johnston）说："这些视网膜有机体让我们第一次研究了这种非常具有人类特异性的特征。这是一个是什么让我们成为人类，是什么让我们与众不同的重要问题。"发表在《PLOS Biology》上的这一研究成果加深了人们对色盲、老年性视力丧失以及其他与感光细胞有关的疾病的了解。它们还证明了基因如何指示人类视网膜制造特定的色觉细胞，而科学家们认为这一过程是由甲状腺激素控制的。通过调整有机体的细胞特性，研究小组发现，一种名为视黄酸的分子决定了视锥是专门感应红光还是绿光。只有视力正常的人类和近亲灵长类动物才会发育红色传感器。几十年来，科学家们一直认为红色锥体是通过一种类似于抛硬币机制形成的，在这种机制下，细胞杂乱无章地致力于感知绿色或红色波长约翰斯顿团队最近的研究暗示，这一过程可能受甲状腺激素水平的控制。而新的研究表明，红色锥状体的形成是通过视黄酸在眼内精心策划的一连串特定事件实现的。视网膜有机体的标记，蓝色锥体为青色，绿色/红色锥体为绿色。帮助眼睛在弱光或黑暗条件下看东西的视杆细胞用品红色标出。资料来源：Sarah Hadyniak/约翰霍普金斯大学研究小组发现，在有机体早期发育过程中，视黄酸含量高，绿色视锥的比例就高。同样，低浓度的视黄酸会改变视网膜的遗传指令，在发育后期产生红色视锥。约翰斯顿说："这可能仍有一些随机性，但我们的重大发现是，视黄酸是在发育早期产生的。这个时机对于学习和了解这些视锥细胞是如何产生的真的很重要。"绿视锥细胞和红视锥细胞非常相似，除了一种叫做视蛋白的蛋白质，它能检测光线并告诉大脑人们看到的颜色。不同的视蛋白决定了视锥细胞是成为绿色传感器还是红色传感器，尽管每个传感器的基因有96%是相同的。研究小组采用一种突破性技术，发现了有机体中这些微妙的基因差异，并在 200 天内跟踪了锥体比例的变化。作者莎拉-哈迪尼亚克（Sarah Hadyniak）说："因为我们可以控制有机体中绿色和红色细胞的数量，所以我们可以推动细胞池变得更绿或更红，这对弄清视黄酸如何作用于基因具有重要意义。"她是约翰斯顿实验室的博士生，现在杜克大学工作。研究人员还绘制了 700 名成年人视网膜中这些细胞的不同比例。哈迪尼亚克说，看到人类的绿色和红色视锥比例如何变化是这项新研究最令人惊讶的发现之一。人类视网膜的切片。蓝色虚线表示单个绿色视锥，粉红色表示单个红色视锥。图片来源：Sarah Hadyniak/约翰霍普金斯大学科学家们仍然不完全明白绿色和红色锥状细胞的比例为什么会变化如此之大，而不会影响人的视力。约翰斯顿说，如果这些细胞决定了人类手臂的长度，那么不同的比例将产生"惊人差异"的手臂长度。黄斑变性会导致视网膜中心附近的光感受细胞丧失，为了了解黄斑变性等疾病，研究人员正在与约翰霍普金斯大学的其他实验室合作。目的是加深他们对锥状细胞和其他细胞如何与神经系统联系的理解。"未来的希望是帮助人们解决这些视力问题，"约翰斯顿说。"要实现这一目标还需要一段时间，但只要知道我们能制造出这些不同类型的细胞，就非常非常有希望。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

果蝇肌肉的详细线路图揭示了意想不到的复杂性

果蝇肌肉的详细线路图揭示了意想不到的复杂性 研究人员说，果蝇看似简单，但它们的运动系统却包含了"意想不到的复杂程度"。科学家们观察到："一个典型的苍蝇运动神经元接受来自数百个突触前运动神经元的数千个突触。这一数字与啮齿类动物大脑皮层锥体细胞的突触整合规模相当"。控制果蝇腿部和翅膀肌肉的运动神经元解剖重建图。图片来源：Tyler Sloan/Quorometrix Studio发表在《自然》科学杂志上的两篇新论文揭示了这一领域的最新发现，加深了我们对动物中枢神经系统如何协调单个肌肉以促进各种行为的理解。雌果蝇起飞和飞行所涉及的各种神经系统结构的解剖重建动画。果蝇用腿进行跳跃、行走、梳理、打斗和求偶等多种活动。它们还能调整步态，在室内植物、墙壁、潮湿表面、天花板甚至昆虫级跑步机等地形中穿行。从使苍蝇能够保持稳定位置的姿势反射，到穿越障碍物或改变飞行方向，所有这些动作都源自运动神经元的电信号。这些信号通过运动神经元的线状突起来刺激肌肉。研究人员指出，果蝇的六条腿仅由 60 到 70 个运动神经元管理。他们指出，在猫体内，约有 600 个运动神经元为一块小腿肌肉提供动力。只有 29 个运动神经元控制着果蝇翅膀的动力肌和转向肌。相比之下，蜂鸟的胸肌由 2000 个运动神经元提供。虽然苍蝇的运动神经元很少，但它在空中和陆地上的表现却非常出色。雌果蝇腹侧神经索的解剖重建图。图片来源：Tyler Sloan/Quorometrix Studio科学家们解释说，运动单元由单个运动神经元和它所能激发的肌肉纤维组成。不同的运动单元以不同的组合和顺序被激活，协同实现无数的运动行为。参与这两项研究的科学家对前运动电路的布线逻辑很感兴趣。他们希望了解苍蝇的神经系统是如何协调运动单元来完成各种任务的。其中一项研究采用了自动化工具、机器学习、细胞类型注释和电子显微镜技术，在一只雌果蝇的腹侧神经索中识别出了14600个神经元细胞体和大约4500万个突触（信号传递连接点）。果蝇的腹侧神经索类似于脊椎动物的脊髓。科学家们随后应用深度学习，自动重建了整个雌果蝇的神经元解剖结构及其连接。研究人员使用复杂的方法绘制了腿部和翅膀运动神经元所针对的肌肉图谱。他们确定了雌性成体神经线连接组中哪些运动神经元与前腿和翅膀的各个肌肉相连。在此基础上，他们绘制了一张图谱，显示了在起飞和飞行运动启动过程中协调苍蝇腿部和翅膀运动的回路。为了腾空而起，苍蝇的中腿伸直以便跳跃，前腿弯曲以便起飞。这大致就像滑行中的客机在离开地面后缩回轮子，或者涉水的苍鹭在冲向天空时收起细长的腿，使其不碍事。科学家们还发现，成年苍蝇的一些肌肉纤维由多个运动神经元支配。这种情况也出现在果蝇和蝗虫的幼虫阶段。虽然一些哺乳动物在刚出生时有多个神经纤维支配，但这些神经纤维通常在成年后就会消失。多重神经支配可能会提供更大的灵活性，并解释为什么昆虫的运动神经元如此之少，四肢却能精确运作。科学家们还研究了苍蝇的翅膀运动系统，该系统按功能大致分为三个部分：为翅膀拍打提供动力、引导昆虫和调整翅膀运动。通过对前运动神经元连接性的研究，研究人员对两种肢体的前运动回路组织进行了比较。果蝇的腿和翅膀各有不同的进化和生物力学。连接组使科学家们能够就神经回路的功能提出新的理论，并揭穿一些错误的观念。科学家们提到，最近开发果蝇神经连接组的群体努力，首次为任何有肢动物绘制了突触级布线图。他们希望更多的连接组将使研究人员能够比较不同个体的神经布线。预计重建的雄性果蝇中枢神经索可能会揭示性别之间的差异。编译自/ScitechDaily ... PC版： 手机版：