三句話讀懂一篇 CNS:別熬夜了!熬夜讓人長胖,還增加多種疾病風險;運動如何保護心臟?

秋風送爽,又是一年好時光,正是科研好時機。

本週學術君繼續帶來 CNS 最新科研進展,助力大家勇攀科研高峰。

1.STTT:揭示凝集素失調導致阿茲海默症的主要機制

阿茲海默症作為一種起病隱匿的進行性發展的神經系統退行性疾病,給無數個人和家庭帶來了沉重的負擔。

2022 年 9 月 23 日,首都醫科大學王喆宋偉宏及濟寧醫學院吳伊麗共同通訊在Signal Transduction and Targeted Therapy雜誌發表研究論文Clusterin transduces Alzheimer-risk signals to amyloidogenesis

該研究發現凝聚素(clusterin, CLU)上調是阿茲海默病(Alzheimer’s Disease, AD)的主要風險因素,揭示了 CLU 發揮抑制澱粉樣蛋白-β(amyloid-β, Aβ)降解並促進 Aβ 生成的作用,即 CLU 通過促進澱粉樣蛋白形成進而增加 AD 風險。

圖 1:來源

圖 1:來源STTT

2.Science Advances:服用雷帕黴素使雄性小鼠延壽 10% 的作用機制

雷帕黴素作為一款抗衰老的「明星藥物」,過去普遍被用於治療癌症和抗器官移植排斥。

2022 年 9 月 16 日,哈佛醫學院Vadim N. Gladyshew教授團隊在Science Advances雜誌發表研究論文Rapamycin treatment during development extends life span and health span of male mice and Daphnia magna

該研究使小鼠出生後 45 天內服用雷帕黴素,小鼠中位壽命延長 10%,其中對雄性的效果最強,並有助於保持健康狀態。表明在動物發育期進行短期雷帕黴素治療或是一種新的長壽干預手段。

圖 2:來源

圖 2:來源Science Advances

3.Cell:靶向整合素的口服藥物開發策略

除了 GPCR、激酶外,藥物靶點中有一類叫「整合素」(integrin)的蛋白家族有著巨大的開發潛力。

2022 年 9 月 15 日,美國哈佛醫學院Timothy Springer教授與清華大學藥學院張永輝教授團隊聯合Cell雜誌上發表研究論文A general chemical principle for creating closure-stabilizing integrin inhibitors

該研究發現整合素的金屬依賴的黏附位點對於「閉合」到「開放」狀態的轉換非常重要,介紹了靶向整合素的小分子藥物研發所面臨的挑戰,並提出了相應的解決策略,對未來整合素藥物的開發有重大意義。

圖 3:來源

圖 3:來源Cell

4.Circulation:運動對糖尿病心肌病的保護機制

糖尿病性心肌病是指糖尿病誘發心肌的結構和功能損傷, 其致病因複雜。

2022 年 9 月 22 日,香港大學醫學院生物醫藥技術國家重點實驗室徐愛民團隊在Circulation雜誌發表研究論文FGF21–Sirtuin 3 Axis Confers the Protective Effects of Exercise Against Diabetic Cardiomyopathy by Governing Mitochondrial Integrity

該研究發現通過跑步機運動顯著誘導心肌細胞中的 KLB,使心臟成為 FGF21 的直接靶器官。證實 FGF21-SIRT3 軸通過保持線粒體完整性介導運動對糖尿病性心肌病的保護作用,這可能是其潛在治療靶點。

圖 4:來源

圖 4:來源Circulation

5.Nature cell biology:揭示端粒延長的全新機制

端粒是真核細胞位於染色體末端、包含 TTAGGG 的 DNA 重複序列,其縮短被描述為「衰老的標誌」之一。

2022 年 9 月 15 日,美國加州大學聖地亞哥分校Michael Karin教授團隊在Nature Cell Biology雜誌上發表研究論文An intercellular transfer of telomeres rescues T cells from senescence and promotes long-term immunological memory

該研究發現抗原呈遞細胞(APC)通過細胞外囊泡向部分 T 細胞轉移端粒,能夠延長 T 細胞端粒的長度,最終使 T 細胞變得長壽並能夠長期保護宿主免受致命感染。

圖 5:來源

圖 5:來源Nature Cell Biology

6.Science:解析人類腸道的細菌來自哪裡

到目前為止,關於人類腸道中的細菌來自哪裡依然未知。

2022 年 9 月 15 日,馬克斯普朗克生物學研究所微生物組科學系Ruth E Ley團隊在Science雜誌上發表研究論文Codiversification of gut microbiota with humans

該研究在非洲、亞洲和歐洲的個體微生物組資料中首次系統比較了人類與其腸道細菌的進化史,發現了兩者共同進化的證據,即生命早期腸道常見的細菌也與人類共同多樣化。

圖 6:來源

圖 6:來源Science

7.Experimental Physiology:熬夜使脂肪堆積,增加心臟病和糖尿病風險

熬夜是為了延長白天的快樂,可是熬得久了就會導致疾病纏身。

2022 年 9 月 19 日,美國羅格斯大學Udeyvir Cheema團隊在Experimental Physiology雜誌上發表研究論文Early chronotype with metabolic syndrome favours resting and exercise fat oxidation in relation to insulin-stimulated non-oxidative glucose disposal

該研究將 51 名參與者分為熬夜型和早睡早起型的組別,發現熬夜的人的身體利用脂肪獲取能量的能力降低,導致了脂肪累積,並且熬夜者具有胰島素抵抗性,增加了患 2 型糖尿病和心血管疾病的風險。同時,與熬夜者相比,早睡早起的人更活躍,健康水平更高。

圖 7:來源

圖 7:來源Experimental Physiology

8.Cell Reports:生命早期維生素 B12 對成年期代謝與生殖性狀的決定性作用及分子機制

肥胖、糖尿病等健康問題發生的原因或許能追溯到生命早期。

2022 年 9 月 20 日,西湖大學生命科學學院吳連鋒團隊在Cell Reports雜誌上發表研究論文Early-life vitamin B12 orchestrates lipid peroxidation to ensure reproductive success via SBP-1/SREBP1 in Caenorhabditis elegans

該研究以秀麗隱杆線蟲(簡稱線蟲)為模型,表明生命早期維生素 B12 的缺乏會引起成年期肥胖或不孕不育等生殖缺陷,發現只有在生命早期發育階段補充 B12,線蟲的脂肪水平和生殖能力才能恢復正常。

圖 8:來源

圖 8:來源Nutrients

9.Nature Genetics:高質量豌豆參考基因組和泛基因組發佈

豌豆是深受廣大人民喜歡的食物。

2022 年 9 月 22 日,中國農業科學院作物科學研究所等國內外多家單位在Nature Genetics雜誌發表研究論文Improved pea reference genome and pan-genome highlight genomic features and evolutionary characteristics

該研究完成了中國豌豆主栽品種「中豌 6 號」的基因組組裝和解析,解決了豌豆基因組精細物理圖譜組裝難題,揭示了豌豆基因組結構和進化的獨特特徵,展示了豌豆近緣野生種和地方品種作為未來豌豆育種改良資源的巨大潛力!

圖 9:來源

圖 9:來源Nature Genetics

10.Nature Metabolism:揭示內質網應激響應通路抑制脂肪組織棕色化的作用機制

脂肪組織在機體能量穩態調控中發揮非常關鍵的功能作用。

2022 年 9 月 19 日,武漢大學生命科學學院劉勇團隊在Nature Metabolism雜誌發表研究論文Adipocyte IRE1α promotes PGC1α mRNA decay and restrains adaptive thermogenesis

該研究揭示了在脂肪細胞中 IRE1α 通過抑制米色脂肪細胞的活性,從而阻遏機體的適應性產熱,在營養過剩條件下促進肥胖和糖脂代謝紊亂的發生發展,即脂肪細胞中的 IRE1α 核糖核酸內切酶是治療肥胖及相關代謝疾病的潛在干預靶點。

圖 10:來源

圖 10:來源Nature Metabolism

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參考文獻:

1. Liu, X., Che, R., Liang, W. et al. Clusterin transduces Alzheimer-risk signals to amyloidogenesis. Sig Transduct Target Ther 7, 325 (2022). https://doi.org/10.1038/s41392-022-01157-x

2. Shindyapina AV et al. Rapamycin treatment during development extends life span and health span of male mice and Daphnia magna. Sci Adv. 2022 Sep 16;8(37):eabo5482. doi: 10.1126/sciadv.abo5482.

3. Lin FY, Li J, Xie Y, et al. A general chemical principle for creating closure-stabilizing integrin inhibitors. Cell. 2022;185(19):3533-3550.e27. doi:10.1016/j.cell.2022.08.008

4.Jin L, Geng L, Ying L, et al. FGF21-Sirtuin 3 Axis Confers the Protective Effects of Exercise Against Diabetic Cardiomyopathy by Governing Mitochondrial Integrity. Circulation. 2022;101161CIRCULATIONAHA122059631.doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.122.059631

5. Lanna A, Vaz B, D’Ambra C, et al. An intercellular transfer of telomeres rescues T cells from senescence and promotes long-term immunological memory [published online ahead of print, 2022 Sep 15]. Nat Cell Biol. 2022;10.1038/s41556-022-00991-z. doi:10.1038/s41556-022-00991-z

6. Suzuki TA, Fitzstevens JL, Schmidt VT, et al. Codiversification of gut microbiota with humans. Science. 2022;377(6612):1328-1332. doi:10.1126/science.abm7759

7. Malin SK, Remchak ME, Smith AJ, Ragland TJ, Heiston EM, Cheema U. Early chronotype with metabolic syndrome favours resting and exercise fat oxidation in relation to insulin-stimulated non-oxidative glucose disposal [published online ahead of print, 2022 Sep 19]. Exp Physiol. 2022;10.1113/EP090613. doi:10.1113/EP090613

8. QIN, S et al. 2022. Early-life vitamin B12 orchestrates lipid peroxidation to ensure reproductive success via SBP-1/SREBP1 in Caenorhabditis elegans. Cell Reports, 40, 12, 111381.

9. Yang T, Liu R, Luo Y, et al. Improved pea reference genome and pan-genome highlight genomic features and evolutionary characteristics [published online ahead of print, 2022 Sep 22]. Nat Genet. 2022;10.1038/s41588-022-01172-2. doi:10.1038/s41588-022-01172-2

10. Chen Y, Wu Z, Huang S, et al. Adipocyte IRE1α promotes PGC1α mRNA decay and restrains adaptive thermogenesis. Nat Metab. 2022;4(9):1166-1184. doi:10.1038/s42255-022-00631-8

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