三句話讀懂一篇 CNS:長期玩手機,傷腦又折壽;運動、做家務和社交活動可降低痴呆風險

七月流火,八月未央。天氣逐漸轉涼,正是科研好時機。

本週學術君繼續帶來 CNS 最新進展,助力大家勇攀科研高峰!

1.Science:揭示癌症相關驅動基因在大腦衰老過程中的超突變

體細胞突變在人體細胞中非常普遍。

2022 年 7 月 28 日, 美國梅奧診所Alexej Abyzov、耶魯大學Flora M. Vaccarino等團隊在Science雜誌發表研究論文Analysis of somatic mutations in 131 human brains reveals aging-associated hypermutability

該研究通過應用高深度全基因組測序分析了 131 個死後人類大腦(44 個正常大腦、19 個患有圖雷特綜合徵、9 個患有精神分裂症和 59 個患有自閉症譜系障礙)的體細胞突變,找到了癌症驅動基因的突變,為更好地了解癌症的發生發展與臨床診斷提供基礎!

圖 1:來源

圖 1:來源Science

2.Nature Immunology:解析老年人免疫能力更差的潛在機理

先天性抗病毒免疫會隨著年齡的增長而惡化,其機制不明。

2022 年 7 月 25 日,浙江大學張龍團隊及蘇州大學周芳芳團隊聯合在Nature Immunology發表研究論文Deactylation by SIRT1 enables liquid–liquid phase separation of IRF3/IRF7 in innate antiviral immunity

該研究將發現 SIRT1 介導的 DNA 結合域(DBD)去乙醯化是 IRF3/7 激活的關鍵步驟,其激活在衰老過程中受到抑制。通過使用 SIRT1 激動劑來改善 IRF3/IRF7 LLPS 的治療方法,或可逆轉老年人的先天免疫衰老 !

圖 2

圖 2:Nature Immunology

3.Neurology:運動、做家務和社交活動有助於降低痴呆症風險

痴呆症給患者及其家庭帶來巨大的痛苦,然而並無良好治療措施。

2022 年 7 月 27 日,四川大學華西醫院生物醫學大資料中心宋歡團隊在Neurology雜誌發表研究論文Physical and Mental Activity, Disease Susceptibility, and Risk of Dementia

該研究調查了來自英國生物樣本庫(UK Biobank)中 501376 名平均年齡為 56 歲的參與者的基因資料和完整的醫學診斷隨訪資料,發現經常鍛鍊身體、做家務和走親訪友等保持活躍和擁有良好社交的生活方式都有可能降低患痴呆症的風險!

圖 3:來源

圖 3:來源Neurology

4.Hepatology:將成纖維細胞誘導為功能性肝細胞樣細胞

理論上利用化學小分子刺激,細胞命運可以直接從可接近的細胞類型重新程式設計為功能性細胞類型。

2022 年 7 月 26 日,北京大學趙揚團隊在Hepatology雜誌發表研究論文Direct chemical induction of hepatocyte-like cells with capacity for liver repopulation

該研究通過表型可塑性的化學誘導,證明小鼠成纖維細胞直接化學重程式設計為功能性肝細胞樣細胞。該化學誘導的肝細胞(CiHeps)表現出與原代肝細胞相當的活性和功能,展示了化學重程式設計在器官/組織修復和再生療法中的潛力。

圖 4:來源

圖 4:來源Hepatology

5.Npj Aging:長期玩手機,傷腦又折壽,年齡越大越嚴重

現代人的生活和電腦、手機等電子設備密不可分。

2022 年 7 月 29 日,俄勒岡州立大學Jaga Giebultowicz團隊在Npj Aging雜誌發表研究論文Age-dependent effects of blue light exposure on lifespan, neurodegeneration, and mitochondria physiology in Drosophila melanogaster

該研究發現長期處於電子設備帶來的藍光環境中,果蠅神經受損,能量代謝出現問題,且年老果蠅的大腦神經退化和壽命縮短現象要比年輕果蠅更明顯,或為人類健康帶來提示作用。因此,睡前一定要少玩手機,減少藍光暴露!

圖 5:來源站酷海洛

圖 5:來源站酷海洛

6.Nature Communications:揭示氨基酸代謝失調促胰島素抵抗的分子機制

2 型糖尿病 (T2D) 是 21 世紀增長最快的全球衛生事件之一,給人們生活帶來巨大影響。

2022 年 7 月 25 日,復旦大學趙世民教授和徐薇研究員團隊聯合在Nature Communications雜誌發表研究論文Phenylalanine Impairs Insulin Signaling and Inhibits Glucose Uptake Through Modification of IRβ

該研究報道了苯丙氨酸通過修飾 IRβ 致胰島素抵抗的分子機制,首次揭示了氨基酸代謝失調也是 T2D 的致病風險因子,為干預二型糖尿病的進程提供了新靶點和策略!

圖 6:來源

圖 6:來源Nature Communications

7.Cell:「垃圾 DNA」產生的突變具有重要作用

佔據人體基因組 98% 的 DNA 序列由於意義和作用不明,曾被簡單粗暴地歸為「垃圾 DNA」。

2022 年 7 月 25 日,日本理化學研究所(RIKEN)生命醫科學研究中心Piero Carninci團隊在Cell雜誌發表研究論文Recombination of repeat elements generates somatic complexity in human genomes

該研究重點針對 Alu 和 L1 重複序列,發現重複序列重組產生的突變不僅可能是人類發育過程涉及的一種生理現象,也可能影響了阿茲海默病和帕金森病等神經退行性疾病的發展!

圖 7:來源

圖 7:來源Cell

8.Science Advances:揭示骨骼肌線粒體未摺疊蛋白反應調控整體代謝的新機制

骨骼肌中的線粒體質量對於維持代謝應激期間的能量穩態至關重要,其機制未明。

2022 年 7 月 27 日,南京大學甘振繼團隊在Science Advances雜誌發表研究論文Mitochondrial proteostasis stress in muscle drives a long-range protective response to alleviate dietary obesity independently of ATF4

該研究證明了線粒體蛋白酶 LONP1 對於保持肌肉線粒體蛋白穩態和全身代謝穩態至關重要,揭示了 LONP1 依賴性線粒體蛋白穩態在指導肌肉 UPRmt 調節全身代謝中的關鍵作用!

圖 8:來源

圖 8:來源Science Advances

9.Nature:揭示一氧化二氮還原酶的組裝過程

一氧化二氮還原酶(nitrous oxide reductase, N2OR)對氧氣敏感,其生物合成及組裝過程一直尚未明晰。

2022 年 7 月 27 日,德國弗萊堡大學Oliver Einsle團隊與美國 Van Andel 研究所杜鵑/呂偉團隊在Nature雜誌上發表研究論文Molecular interplay of an assembly machinery for nitrous oxide reductase

該研究解析了假單胞菌的 NosDFY 轉運蛋白等多個參與一氧化二氮還原酶成熟組裝過程的膜蛋白複合體結構,繪製一個相對清晰的銅離子傳遞途徑,發現 ABC 轉運蛋白家族可實現胞內化學能到周質空間機械能的轉換!

圖 9:來源

圖 9:來源Nature

10.Science Advances:SMAD4 嚴格調節 CD8+T 細胞的細胞毒功能

轉化生長因子-β 可抑制細胞毒性 T 細胞反應以維持自身耐受性並促進腫瘤免疫逃避。

2022 年 7 月 27 日,清華大學/上海交通大學董晨團隊在Science Advances雜誌發表研究論文SMAD4, activated by the TCR-triggered MEK/ERK signaling pathway, critically regulates CD8+ T cell cytotoxic function

該研究發現 SMAD4 在腫瘤和感染模型中對促進 CD8+ T 細胞功能至關重要,SMAD4 在 TCR 激活後被 Ser367 殘基處的細胞外信號調節激酶 (ERK) 直接磷酸化,為 SMAD4 在促進 CD8+ T 細胞介導的細胞毒性免疫反應中的功能提供了以前未知的重要見解!

圖 10:來源

圖 10:來源Science Advances

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題圖來源:站酷海洛

參考文獻:

1. Bae T, Fasching L, Wang Y, et al. Analysis of somatic mutations in 131 human brains reveals aging-associated hypermutability. Science. 2022;377(6605):511-517. doi:10.1126/science.abm6222

2. Qin, Z., Fang, X., Sun, W. et al. Deactylation by SIRT1 enables liquid–liquid phase separation of IRF3/IRF7 in innate antiviral immunity. Nat Immunol (2022). https://doi.org/10.1038/s41590-022-01269-0

3. Zhu J, Ge F, Zheng Y, et al. Physical and Mental Activity, Disease Susceptibility, and Risk of Dementia: A Prospective Cohort Study Based on UK Biobank [published online ahead of print, 2022 Jul 27]. Neurology. 2022;10.1212/WNL.0000000000200701. doi:10.1212/WNL.0000000000200701

4. Bai Y, Yang Z, Xu X, et al. Direct chemical induction of hepatocyte-like cells with capacity for liver repopulation [published online ahead of print, 2022 Jul 26]. Hepatology. 2022;10.1002/hep.32686. doi:10.1002/hep.32686

5. Song, Y. et al, Age-dependent effects of blue light exposure on lifespan, neurodegeneration, and mitochondria physiology in Drosophila melanogaster, npj Aging (2022). doi.org/10.1038/s41514-022-00092-z

6. Zhou, Q., Sun, WW., Chen, JC. et al. Phenylalanine impairs insulin signaling and inhibits glucose uptake through modification of IRβ. Nat Commun 13, 4291 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-32000-0

7. Giovanni Pascarella et al., (2022) Recombination of repeat elements generates somatic complexity in human genomes. Cell Doi: https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.06.032

8. Guo Q, Xu Z, Zhou D, et al. Mitochondrial proteostasis stress in muscle drives a long-range protective response to alleviate dietary obesity independently of ATF4. Sci Adv. 2022;8(30):eabo0340. doi:10.1126/sciadv.abo0340

9. Müller, C., Zhang, L., Zipfel, S. et al. Molecular interplay of an assembly machinery for nitrous oxide reductase. Nature (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05015-2

10. Liu X, Hao J, Wei P, et al. SMAD4, activated by the TCR-triggered MEK/ERK signaling pathway, critically regulates CD8+ T cell cytotoxic function. Sci Adv. 2022;8(30):eabo4577. doi:10.1126/sciadv.abo4577

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