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肠道微生物或揭示睡眠之谜:华盛顿州立大学新研究发现细菌与睡眠密切相关
长期以来,睡眠被认为主要由大脑和神经系统调控。然而,华盛顿州立大学(WSU)最新研究提出,睡眠可能不仅源于大脑的活动,还与体内肠道微生物的复杂作用密切相关。 研究发现,存在于细菌细胞壁中的一种物质——肽聚糖(peptidoglycan,简称 PG),自然出现在小鼠大脑中,其含量与昼夜节律及睡眠状态密切相关。此前,科学界已知 PG 注射到动物体内可促进睡眠,但传统观点认为它不会自然进入大脑。此次研究首次证实,PG 及其受体在大脑不同区域存在,并随着睡眠和觉醒状态发生变化。 WSU 博士生 …
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已有药物或能稳定几乎所有突变蛋白,为罕见病治疗带来新思路
近日,发表在《Nature Structural & Molecular Biology》上的一项研究首次证实:一种已经被批准用于临床的口服药物 托伐普坦(tolvaptan),能够稳定几乎所有突变版本的人类蛋白质——不论突变出现在序列的哪个位置。这一发现为罕见病的治疗带来了全新可能。 研究团队以与肾功能密切相关的 加压素V2受体(V2R) 为研究对象,在实验室中构建了约7000种突变版本。V2R的功能障碍会导致肾脏细胞无法正确响应加压素,从而引发肾性尿崩症…
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3D生物打印“微型胎盘”助力破解妊娠并发症之谜
由澳大利亚悉尼科技大学(University of Technology Sydney, UTS)牵头的科研团队,首次通过3D生物打印技术成功构建“微型胎盘”,为研究妊娠并发症开辟了全新途径。相关成果近日发表在《Nature Communications》杂志上。 全球每年有超过26万孕产妇因妊娠并发症死亡,数百万新生儿因此夭折。其中,子痫前期(preeclampsia)是一种与胎盘功能异常密切相关的严重疾病,影响约5%–8%的妊娠。 论文通讯作者、UTS生命科学学院副教授Lana McClem…
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人工智能帮忙找药方:锁定基因和药物组合,让病变细胞恢复健康
在药物研发领域,一项新的人工智能工具有望改变传统模式。哈佛医学院的研究人员设计出一种名为 PDGrapher 的人工智能模型,它能够识别细胞中导致疾病的多重因素,并预测能够使细胞恢复健康功能的治疗方案。相关成果已发表于《自然·生物医学工程》(Nature Biomedical Engineering)。 与传统依赖单一靶点的药物发现方法不同,PDGrapher 聚焦于多重致病驱动因子,能够找出最可能将病变细胞转变为健康状态的基因,并推荐最佳的单一或组合治疗靶点。研究人员指出,…
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睡眠或助大脑“清垃圾”,与痴呆风险相关机制仍待揭示
大脑并非一个“自我封闭”的器官,它同样会产生代谢废物。但长期以来,科学界一直困惑:没有淋巴管的大脑,是如何排出这些废物的?直到约12年前,研究人员发现了所谓的“类淋巴系统”(glymphatic system),并提出这一系统或许在睡眠时更为活跃,能够“冲刷”掉大脑内的毒性物质。 近年来,越来越多证据提示,睡眠不足或睡眠质量受损,可能会干扰这一清除机制,从而导致废物或毒素(例如与阿尔茨海默病相关的β-淀粉样蛋白)在大脑中积累,增加痴呆风险。 大脑的清道夫 在身体其他部位,淋巴系统通过淋巴管将细胞…
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瑞典团队开发出快速诊断败血症的新方法,有望将确诊时间从数天缩短至数小时
败血症的诊断往往是一场与时间的赛跑。每延迟一小时治疗,患者的生存率可能下降约8%。瑞典皇家理工学院(KTH)和乌普萨拉大学的研究团队近日在 npj Digital Medicine 期刊上发表成果,提出了一种全新的诊断流程,可望在短短两小时内确认血液中的细菌感染,比医院常规的细菌培养法快了至少一天。 这项方法的核心是“智能离心”和人工智能辅助成像分析。研究人员首先利用离心分离技术,将血液样本中的细菌与血细胞分开:在特定试剂作用下,细菌会上浮形成清晰液层,而红细胞沉降到底部。随…
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新研究揭示人类大脑发育关键机制 或为自闭症等疾病提供新线索
尽管人类对大脑的研究已经积累了大量知识,但其中仍有许多未知领域。近日发表在《Nature》杂志上的一项研究,为一种名为 GABA能中间神经元(GABAergic interneurons) 的细胞及其在大脑发育过程中的作用带来了全新认识,这一发现有助于解释自闭症及儿童脑部疾病的发生机制。 GABA能中间神经元在大脑中至关重要,它们释放一种名为 γ-氨基丁酸(GABA) 的神经递质,用于调控神经元的“开与关”。一旦这一功能受到干扰,可能会引发癫痫、精神分裂症…
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科学家首次直接解码儿童血液中的天然抗疟抗体,为疫苗研发提供新思路
近日,国际科研团队首次成功从一名自然感染疟疾的儿童血液中直接解码出一种天然获得的抗体,这种抗体能够阻断疟原虫与人体血管的关键相互作用,从而干预重症疟疾的发生。相关研究成果已发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。 疟疾由恶性疟原虫(Plasmodium falciparum)引起,每年导致全球约60万人死亡,受害者多为撒哈拉以南非洲的儿童。对重症疟疾的免疫通常需要多次感染才能建立,其关键机制是抗体阻止寄生虫表面的PfEMP1黏附蛋白与血管内皮蛋白C受体(EPCR)结合。 在此次合作研究中,坦…
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石墨烯“点亮”类脑研究:加速脑类器官发育,助力阿尔茨海默病研究与脑机接口
加州大学圣迭戈分校桑福德干细胞研究所的科研团队,首次利用石墨烯开发出一种全新的方法,可以安全、有效地促进人类脑类器官(brain organoids)的发育和成熟。相关成果近日发表于《Nature Communications》。 研究团队提出的这项技术被称为 Graphene-Mediated Optical Stimulation(GraMOS),即石墨烯介导的光刺激。它通过石墨烯独特的光电特性,将光信号转化为温和的电刺激,模拟真实大脑中外界环境的输入,帮助神经元更快地建立连接与沟…
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哥伦比亚大学团队研发Neuropixels 1.0 NHP探针,实现非人灵长类大脑高精度神经记录
为实现更精确的大脑功能绘图,神经科学家长期依赖高分辨率成像及先进实验工具。其中,高密度硅探针(high-density silicon probes)是一种可插入脑组织的针状电极阵列,用于捕捉与神经元放电相关的电压变化。然而,这类探针多用于啮齿动物,对非人灵长类(Non-Human Primates, NHPs)如猕猴的应用效果有限。 近日,哥伦比亚大学医学中心与哥伦比亚大学的研究团队在Nature Neuroscience发表论文,展示了由IMEC研发的新一代Neuropixels 1.0 N…