三句話讀懂一篇 CNS:一次醉酒,也會永久改變大腦;年輕時短期服用雷帕黴素,或可終身抗衰老

又是一年開學季,正是快馬加鞭做實驗的好時機。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.Nature Plants:首次破譯鐵線蕨基因組

植物在漫長的陸地生境演化史中佔有重要的地位,目前對於真蕨植物研究處於初級階段。

2022 年 9 月 1 日,中國農業科學院農業基因組所閆建斌團隊等多個單位在Nature Plants雜誌以封面論文形式發表研究論文The genome of homosporous maidenhair fern sheds light on the euphyllophyte evolution and defences

該研究首次繪製了染色體級別的鐵線蕨基因組,拼接基因組達到 4.83 Gb,發現同型孢子發育過程與異型孢子的花粉粒具有相似性,為蕨類植物孢子發育、真葉植物起源和種子演化、茉莉素信號通路進化等提供了新見解。

圖 1:來源

圖 1:來源Nature Plants

2.Cell Host & Microbe:揭示細菌激活動物食物消化的機制

動物是如何消化食物,及消化道中的微生物如何影響動物的消化能力,其機制不明。

2022 年 9 月 2 日,雲南大學生命科學中心祁斌團隊在Cell Host & Microbe雜誌發表研究論文Gut commensal E. coli outer membrane proteins activate the host food digestive system through neural-immune communication

該研究報道了腸道共生大腸桿菌的膜蛋白通過宿主神經-免疫來激活食物消化系統的機制,為神經、免疫和消化過程建立了新的聯繫,揭示了腸道微生物膜蛋白在宿主消化和免疫過程中的重要作用。

圖 2:來源

圖 2:來源Cell Host & Microbe

3.Cell:精準設計環肽蛋白藥物

基於環肽的新藥正在進入市場,在臨床應用領域大有可為。

2022 年 8 月 29 日,華盛頓大學的David Baker團隊在Cell雜誌發表研究論文Accurate de novo design of membrane-traversing macrocycles

該研究利用計算設計與實驗表徵相結合的技術手段,系統地研究大環膜滲透性和口服生物利用度的設計原則,進而允許藥物精準地訪問細胞內靶標和口服遞送,為未來環肽藥物的開發做出重要貢獻。

圖 3:來源

圖 3:來源Cell

4.PNAS一次醉酒,也會永久改變大腦

未成年飲酒不僅損傷其身心健康,而且成年後更易酗酒加酒精成癮。

2022 年 8 月 28 日,德國海德堡大學Sidney B. Cambridge和德國科隆大學Henrike Scholz團隊合作在PNAS雜誌發表研究論文Single-dose ethanol intoxication causes acute and lasting neuronal changes in the brain

該研究使從未接觸過酒精的小鼠首次經歷急性酒精中毒,發現乙醇會引起小鼠大腦的突觸形態、軸突初始節段和線粒體運輸的持久變化,這些變化又影響了酒精成癮行為的發展,造成長期影響。此生理現象同樣適用於人類,即幼時喝醉酒可能導致成年後出現酒精中毒以及酒精成癮的風險都更高。

圖 4:來源站酷海洛

圖 4:來源站酷海洛

5.STTT:發現肝祖細胞增殖的調控新機制

肝祖細胞(HPCs)具有巨大的肝再生潛力,但其增殖能力受限。

2022 年 8 月 31 日,華中科技大學陳孝平項帥共同通訊在Signal Transduction and Targeted Therapy雜誌發表研究論文p53 positively regulates the proliferation of hepatic progenitor cells promoted by laminin-521

該研究發現 p53 可以正調控層粘連蛋白 521 促進的肝祖細胞增殖,確定層粘連蛋白-521(LN-521)是一個理想的 HPC 培養的候選底物,或可成為基於肝祖細胞的再生醫學的潛在靶點。

圖 5:來源

圖 5:來源STTT

6.Science:構建全球首個腦再生時空圖譜

大腦再生是一個需要以特定時間和特定區域的方式協調複雜的反應。

2022 年 9 月 2 日,杭州華大生命科學研究院等 17 家單位合作在Science雜誌發表研究論文Single-cell Stereo-seq reveals induced progenitor cells involved in axolotl brain regeneration

該研究建立了無羊膜四足動物大腦的空間轉錄組譜,解碼了室管膜膠質細胞的潛在神經發生以進行發育和再生,概述了蠑螈大腦發育和再生過程中的細胞動力學,為脊椎動物大腦再生提供了機制見解。

圖 6:來源

圖 6:來源Science

7.Nature Biotechnology:開創升級版基因編輯系統,一次操作可生產超 10 億個 CAR-T 細胞

CAR-T 細胞是強有力的抗癌工具,其數量與質量與抗癌效果息息相關。

2022 年 8 月 25 日,加州大學舊金山分校Alexander Marson教授團隊在Nature Biotechnology雜誌上發表了研究論文High-yield genome engineering in primary cells using a hybrid ssDNA repair template and small-molecule cocktails

該研究以單鏈 DNA(ssDNA)作為同源定向修復模板,包含了毒性較低的 Cas9 目標序列,是一種低毒性、高效且無需藉助病毒的 CAR-T 細胞製造方法。一次操作即可獲得超 10 億個 CAR-T 細胞,可謂是癌症患者的福音!

圖 7:來源

圖 7:來源Nature Biotechnology

8.Cell:首次解析溶血素 A 分泌系統

大腸桿菌溶血素 A 分泌系統一直被認為是 T1SS 結構和機制研究的原型。

2022 年 9 月 1 日,洛克菲勒大學陳珏院士團隊在Cell雜誌發表研究論文The hemolysin A secretion system is a multi-engine pump containing three ABC transporters

該研究通過冷凍電鏡技術解析發現:T1SSs 需要三種 ABC 轉運蛋白,一種作為蛋白質通道發揮作用,另一種以變構方式為易位過程提供動力,破解了困擾科學界多年難題。

圖 8:來源

圖 8:來源Cell

9.Circulation:每週運動 75~150 分鐘,心衰風險降低 66%

運動益處多多,可降低心衰風險。

2022 年 8 月 29 日,英國格拉斯哥大學Carlos Celis-Morales團隊在Circulation雜誌發表研究論文Association Between Device-Measured Physical Activity and Incident Heart Failure: A Prospective Cohort Study of 94,739 UK Biobank Participants

該研究納入了沒有心肌梗塞和心衰的 94,739 名英國生物銀行參與者,發現每週進行 150~300 分鐘中度活動,心衰風險降低 63%,每週進行 75~150 分鐘劇烈活動,心衰風險降低 66%,管住嘴邁開腿有助於身體健康!

圖 9:來源

圖 9:來源Circulation

10.Nature Aging:青壯年短期服用雷帕黴素,或可終身抗衰老

英雄白頭,紅顏老去,衰老總是帶來些許傷感。

2022 年 8 月 29 日,德國馬克斯-普朗克研究所的Linda Partridge研究團隊在Nature Aging雜誌發表研究論文Long-lasting geroprotection from brief rapamycin treatment in early adulthood by persistently increased intestinal autophagy

該研究表明在雌性果蠅和小鼠成年早期短暫服用雷帕黴素藥物,就能獲得與長期服用相當的效果,包括延長自噬激活、減少與年齡相關的腸道病變和延長果蠅的壽命。然而,抗衰老征途道阻且長,該藥物能否在人類身上使用,還需外加大量臨床試驗證明。

圖 10:來源

圖 10:來源Nature Aging

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題圖來源:站酷海洛

參考文獻:

1. Fang Y, Qin X, Liao Q, et al. The genome of homosporous maidenhair fern sheds light on the euphyllophyte evolution and defences [published online ahead of print, 2022 Sep 1]. Nat Plants. 2022;10.1038/s41477-022-01222-x. doi:10.1038/s41477-022-01222-x

2. Shengya Geng et al. Gut commensal E. coli outer membrane proteins activate the host food digestive system through neural-immune communication. Cell Host & Microbe(2022) https://doi.org/10.1016/j.chom.2022.08.004

3. Bhardwaj G, O’Connor J, Rettie S, et al. Accurate de novo design of membrane-traversing macrocycles [published online ahead of print, 2022 Aug 25]. Cell. 2022;S0092-8674(22)00922-9. doi:10.1016/j.cell.2022.07.019

4. Knabbe J, Protzmann J, Schneider N, et al. Single-dose ethanol intoxication causes acute and lasting neuronal changes in the brain. Proc Natl Acad Sci U S A. 2022;119(25):e2122477119. doi:10.1073/pnas.2122477119

5. Ma M, Hua S, Min X, et al. p53 positively regulates the proliferation of hepatic progenitor cells promoted by laminin-521. Signal Transduct Target Ther. 2022;7(1):290. Published 2022 Aug 31. doi:10.1038/s41392-022-01107-7

6. Wei X, Fu S, Li H, et al. Single-cell Stereo-seq reveals induced progenitor cells involved in axolotl brain regeneration. Science. 2022;377(6610):eabp9444. doi:10.1126/science.abp9444

7. Shy, B.R., Vykunta, V.S., Ha, A. et al. High-yield genome engineering in primary cells using a hybrid ssDNA repair template and small-molecule cocktails. Nat Biotechnol (2022). https://doi.org/10.1038/s41587-022-01418-8

8. Zhao H, Lee J, Chen J. The hemolysin A secretion system is a multi-engine pump containing three ABC transporters. Cell. 2022;185(18):3329-3340.e13. doi:10.1016/j.cell.2022.07.017

9. Ho FK, Zhou Z, Petermann-Rocha F, et al. Association Between Device-Measured Physical Activity and Incident Heart Failure: A Prospective Cohort Study of 94 739 UK Biobank Participants [published online ahead of print, 2022 Aug 29]. Circulation. 2022;10.1161/CIRCULATIONAHA.122.059663. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.122.059663

10. Juricic, P., Lu, YX., Leech, T. et al. Long-lasting geroprotection from brief rapamycin treatment in early adulthood by persistently increased intestinal autophagy. Nat Aging (2022). https://doi.org/10.1038/s43587-022-00278-w

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