2022/4/24 13:54:52 阅读：228 发布者：chichi77
科学是永无止境的，它是一个永恒之谜。
——爱因斯坦
第264期
一
人类造血干细胞发育首份“路线图”创建
美国加州大学-洛杉矶分校科学家创建了首份“路线图”，使跟踪人类胚胎中造血干细胞发育的每一步成为可能，为科学家提供了在实验室生产全功能造血干细胞的蓝图，有助于扩大白血病等血癌和镰状细胞病等遗传性血液疾病的治疗选择。这项研究报告已发表在《自然》杂志上。
造血干细胞具有无限复制自身的能力，并能分化为人体内的每一种血细胞。几十年来，医生们一直使用捐献者的骨髓和新生儿脐带中的造血干细胞，进行造血和免疫系统重建的移植治疗。然而，这些治疗方法受到匹配供体短缺的限制，也受到脐带血干细胞数量较少的阻碍。
研究人员试图通过在实验室中从人类多能干细胞中创造出造血干细胞来克服这些限制，这种干细胞会在体内产生任何类型的细胞。但由于缺乏对造血干细胞的了解，这些尝试一直难以成功。
正如外科医生需要经过不同的培训阶段来学习如何进行手术一样，未成熟的血液干细胞必须通过体内不同的位置来学习如何完成造血干细胞的工作。它们起源于生血内皮细胞，并在其发育过程中通过不同的位置迁移，从主动脉开始，最终到达骨髓。
研究团队此次使用单细胞RNA测序和空间转录组学创建了造血干细胞发育的“路线图”。这项新技术使科学家能够识别数千个单个细胞的独特遗传网络和功能，并揭示这些细胞在胚胎中的位置。
新“路线图”使人们有可能跟踪造血干细胞的成熟过程，并揭示这一过程中的一个关键节点，例如它们如何在肝脏获得对其功能维持具有重要作用的成分。同时还将帮助研究人员了解造血干细胞和造血祖细胞之间的根本差异，这对于创造适合用于移植疗法的细胞至关重要。
团队还确定了血管壁中产生造血干细胞的确切前体，这一发现澄清了一个长期存在的争议，即干细胞的细胞来源，以及制造造血干细胞而非造血祖细胞所需的环境。
确定与人类造血干细胞发育的不同阶段相关的特定分子特征后，科学家就可利用这一资源，了解他们距离在实验室制造可移植的造血干细胞还有多远。
此外，该“路线图”还可帮助科学家了解胚胎中发育的造血细胞是如何导致人类疾病的。例如，它为研究一些始于子宫的血癌为什么比发生在出生后的血癌更具侵袭性提供了基础。
作者：张佳欣 来源：科技日报
二
以代谢网络模拟方法，揭示健康老化的代谢特征
人口老龄化是我国及全球许多国家面临的日益紧迫的问题。近日，中国科学院-昆明动物研究所研究人员利用新型代谢网络分析方法，发现脂氧化代谢功能增强是百岁老人健康老化的重要代谢特征，相关成果发表在衰老研究领域国际知名期刊《衰老细胞》上。
据悉，作为健康衰老天然模型的百岁老人，其寿命不但远长于普通人群，而且其还能延缓甚至规避与衰老相关的重大疾病的困扰。“因此，以百岁老人为研究对象，揭示其延缓和规避重大老年疾病的保护机制，将可能为老年疾病的早期防治、改善老年人群健康提供全新的视角和策略。”中国科学院-昆明动物研究所-人类进化与疾病基因组学课题组李功华博士介绍，虽然代谢控制在调控生物体衰老进程及健康寿命方面发挥着至关重要的作用，但此前人们并不清楚百岁老人中是否存在促进健康老化的关键代谢特征。
人体代谢是一个复杂的网络，包含数千个代谢反应和数千个代谢物，如何系统研究此网络并从中甄别关键代谢特征，是个难题。为解决这一难点，李功华等人开发了一个全新的代谢网络模拟方法，对整个人体代谢网络进行分析，并发现了长寿、疾病等复杂表型对应的关键代谢通路和关键代谢物。与现有方法相比，该代谢网络模拟方法的准确性具有质的提升。
通过此方法，研究人员系统重建并分析比较了我国百岁老人及年轻对照组的代谢网络，发现脂肪酸氧化增强是百岁老人最显著的代谢特征。通过测定同一批长寿及对照样本的血清代谢组数据，结果表明百岁老人血清中脂类物质总体水平较年轻对照组显著降低，进一步支持百岁老人脂代谢增强的结论。
作者：赵汉斌 来源：科技日报
三
新凝胶激活免疫细胞持续攻击肿瘤
据近日发表在《科学进展》上的一项研究，美国斯坦福大学工程师开发出一种递送方法，可增强CAR-T细胞的“攻击力”：将CAR-T细胞和专门的信号蛋白添加到水凝胶中，然后将这种物质注射到肿瘤旁边。这种凝胶在体内提供一个临时环境，免疫细胞可在其中繁殖并激活以准备对抗癌细胞。
目前，静脉内输注是CAR-T细胞的主要给药方式。但这种方法对于治疗实体瘤并不理想，实体瘤通常具有隐藏和抵御免疫细胞的防御能力，CAR-T细胞很难渗透以攻击肿瘤。
研究人员因此创造了一种凝胶，可在肿瘤附近暂时容纳细胞因子和CAR-T细胞。免疫细胞在体内生长和增殖，并不断释放以轰击癌细胞的生长。
这种凝胶由水和两种成分制成：一种由纤维素制成的聚合物，一种在植物中发现的材料及其可生物降解的纳米颗粒。当结合起来时，这两种成分就像分子魔术贴一样结合在一起。它们粘在一起，但很容易被撬开。
据称，这种材料可通过小针头注射。然而，在注入后，“魔术贴”会再次出现并重新形成坚固的凝胶结构。凝胶的网状结构编织得足够紧密，以防止微小的细胞因子滑出。同时，该结构的连接又足够弱，以至于CAR-T细胞可破坏它们并在准备杀死癌细胞时自由摆动。
研究发现，所有注射了含CAR-T细胞和细胞因子凝胶的实验动物在12天后癌症消失；而在凝胶中仅提供CAR-T细胞时，小鼠肿瘤消失得很慢或根本没有消失；通过静脉滴注或盐水而不是凝胶进行的治疗对肿瘤的效果更差。
此外，凝胶不会在小鼠体内引起不良炎症反应，并可在几周内在体内完全降解。
该团队还尝试将凝胶注射到离肿瘤更远的地方，即在小鼠癌细胞生长的身体另一侧。令人惊讶的是，所有动物的肿瘤仍然消失了，尽管它所用的时间大约是在肿瘤附近添加治疗时的两倍。
斯坦福大学-材料科学助理教授埃里克·艾培尔说，这种远离肿瘤注射的能力为治疗任何实体瘤打开了大门。
作者：张梦然 来源：科技日报
四
打开精神病研究的“黑匣子”
迄今最详细精神分裂症遗传分析结果发布
遗传在精神分裂症中的作用是什么？近日，涉及数十万参与者的两项大规模遗传研究在《自然》杂志上同时发布了结果，共同指出精神分裂症是突触（神经元之间的连接处）的交流中断，并说明了遗传变异如何影响神经发育，造成其发育障碍的风险。
在一项对超过12.1万人进行的遗传研究中，美国麻省理工学院和哈佛大学博德研究所研究人员领导的一个名为SCHEMA的国际联盟，在10个基因中发现了极其罕见的蛋白质破坏性变异，这些变异显著增加了个体患精神分裂症的风险，在某种情况下甚至会增加20倍以上。
“一般来说，个人一生中患精神分裂症的几率约为1%。”麻省理工学院医学院教授本杰明·尼尔博士说，“但如果你有这些突变之一，患病的几率就上升至10%、20%，甚至是50%。”
第二项研究由精神病基因组学联盟（PGC）进行，涵盖了近8万名精神分裂症患者和超过24万名对照者，是迄今为止规模最大的精神分裂症基因研究。通过全基因组关联研究，研究人员对SCHEMA的结果进行了补充，将与精神分裂症风险相关的基因组位点增加到287个。
PGC结果表明，精神分裂症的遗传风险集中存在于神经元的基因中，而不是其他组织或细胞类型中，表明这些细胞的生物学作用对精神分裂症至关重要。精神分裂症中的异常神经元功能会影响许多大脑区域，这可以解释为何精神分裂症患者会有多种症状，包括幻觉、妄想、难以清晰思考等。
根据世界卫生组织的数据，精神分裂症是一种严重的精神疾病，始于青春期后期或成年早期。这种疾病的遗传率为60%—80%，并且个体间的风险变异大部分是遗传的，涉及大量常见等位基因、稀有拷贝数变异和稀有编码变异。
“长期以来，精神疾病一直是一个研究的黑匣子。”其中一项研究的通讯作者、博德研究所-斯坦利精神病学研究中心博士后研究员塔金德·辛格博士说，“与心血管疾病或癌症不同，我们几乎没有关于（精神）疾病机制的生物学线索，因此在开发亟须的新疗法方面缺乏必要的洞见，只能一直重复使用70多年前偶然发现的抗精神病药物。”
研究人员表示，当前的研究成果标志着人们在理解精神分裂症起源方面迈出了重要一步，将使研究人员能够专注于特定的大脑通路，以寻找针对这种严重精神疾病的新疗法。
作者：张佳欣 来源：科技日报
五
免疫“指纹”揭示疾病更佳疗法
据《科学》杂志近日报道，某国际联合团队开展了一项迄今为止最大的将致病基因与特定类型的免疫细胞联系起来的研究，这有助于理解为什么有些治疗方法在某些患者中效果很好，但在其他患者中却不起作用。
该研究通过前所未有的规模观察个体免疫细胞中的基因，提供了独特的见解。它分析了来自大约1000名健康个体的超过100万个免疫细胞的基因组图谱，以确定将遗传标记与多发性硬化症、类风湿性关节炎、狼疮、Ⅰ型糖尿病等疾病联系起来的指纹，总共探索了14种不同类型的免疫细胞。
研究人员解释说，批量RNA分析的问题是只观察到一个平均信号。但是，允许身体抵御攻击的细胞功能和细胞类型存在巨大差异，平均分析并不能反映各种免疫细胞中发生的情况。
这种单独的方法，比以前分析血液样本中的组合细胞更清晰地描绘了画面。
澳大利亚加文医学研究所-约瑟夫·鲍威尔教授说，“我们能够使用单细胞测序来做到这一点，这是一种新技术，能够检测单个细胞的细微变化”。
该研究将特定基因和免疫细胞类型与个体疾病联系起来，这意味着个人独特的遗传特征可用于提供量身定制的治疗，以精确“驯服”他们的免疫系统。
鲍威尔教授说：“由于人体免疫系统的复杂性，以及它因人而异的巨大差异，目前还不能很好地理解为什么治疗对某些人有效，而对其他人却不起作用。”
这项研究的潜在健康和经济影响是巨大的，大多数罕见的遗传疾病就像身体发生的重大车祸，通常很容易识别和定位它们在基因组中的发生位置。但免疫疾病通常更像是交通拥堵，阻碍交通的基因变化更难具体查明。
第一作者塞伊汗·亚扎说，某些药物可能仅对15%的患者非常有效，因此不建议将其作为一线治疗方案。“我们现在有一种方法可将治疗反应与个体的免疫遗传学联系起来，并有可能在临床医生进行治疗之前对这15%的患者进行筛查。”
研究人员表示，他们的数据可降低与开发新疗法相关的风险。制药公司可能有数百个目标，必须决定哪些可推进I期临床试验，因为他们知道90%的潜在候选药物在临床开发过程中会失败，“了解哪些细胞类型与特定疾病相关是开发新药的关键”。
作者：张梦然 来源：科技日报
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