|
特刊：随着设计遭遇的挑战得到解决， 类器官可开辟生物医药的前沿 《科学》的一期特刊介绍了4则综述文章，它们阐释了类器官技术在生物医学研究中开辟新前沿的方式，例如，该技术能对来自具体患者的细胞进行抗癌药物测试。随着该技术的拓展，研究人员正在努力解决未得到满足的需求，其中包括与类器官的生产、控制和其微环境分析等相关的问题。 1 在第一则《综述》文章中，Hans Clevers和David Tuveson讲述了为期10年的应用类器官进行的癌症研究。Clevers在相关的视频中说：“这令科研人员第一次能从许许多多病人身上采集少量的肿瘤样本，在实验室中培养它们，将它们构建成...一个活的生物数据库。”该生物数据库可替代动物研究。用这种方式研发的癌症类器官能对具体癌症患者进行个体药物样本测试，或在该类器官中制造癌性突变以理解其对疾病的具体促成作用。 Clevers在视频中对免疫细胞如何在最近被认为对抗癌药物研发特别重要进行了讨论。Clevers说：“类器官如今第一次提供了这样的可能性：从病人体内取得癌细胞和免疫细胞，将它们共置于某个肿瘤类器官内，对如何刺激免疫细胞去杀灭癌细胞进行研究。” 2 在本特刊的另一则《综述》文章中，Sunghee Estelle Park、Andrei Georgescu、Dongeun Huh和同事对将类器官与芯片上器官技术进行整合会如何令类器官更可能被应用于生物医药——包括对无法在人体中进行测试的场景进行测试。尽管类器官能比芯片上器官技术更准确地建模人类机体，但类器官会以高度可变的方式发育，令其难以进行对照控制。 Huh在一则相关的视频中说：“我们能非常精准地用芯片上器官装置来控制在其微环境中的这些细胞。”Huh说：“令人信服的是将类器官的真实生理情况与芯片上器官技术的对照和复现性结合来研发一种更先进的系统，后者能兼收并蓄两者之长。”在该视频中，他讲述了他的研究所最近在国际空间站启动的某个芯片上器官技术，旨在用其研究宇航员在太空飞行时如何及为什么变得容易受到感染。 3 本特刊第三则由Takanori Takebe和James M. Wells撰写的《综述》文章重点介绍了目前类器官设计的一个挑战：以可控方式在类器官中构建细胞的复杂性。作者说，下一世代的类器官将会要求一种基于工程的叙述设计，旨在控制类器官的图案结构、装配、形态发生、生长和功能。 4 由Marti Shahbazi、Eric D. Siggia和Magdalena Zernicka-Goetz撰写的第四则《综述》文章对创建源于干细胞的类器官样胚胎构造如何能克服胚胎发育研究中的困难进行了讨论。
本文有来自中科院青促会成员的详细述评，请见推送第四条 据一项对29种不同的人类组织的超过6700个样本所进行的综合性RNA测序分析揭示，正常细胞群可能并非曾经认为的那样“正常”；相反，细胞组织会终其一生发展出拼图样的突变模式。 研究发现，体细胞突变（包括那些与罹癌风险相关的基因突变）会出现于人体中几乎每种类型的正常组织。更重要的是，这些结果表明，接触阳光的皮肤、喉部和肺组织会发生更多的突变，提示环境因素或会能促成体细胞突变。随着人的年龄增长，他们的正常组织的健康细胞中会有突变累积。一般而言，被动累积的这些突变对细胞行为的影响可忽略不计。然而，变异细胞会长成有害的变异克隆群，后者被认为是数种疾病的源头。 尽管先前的研究将正常组织内的克隆扩增与癌症挂钩，但哪些特异性克隆最终会导致疾病的发生与发展则仍不清楚。为探索正常组织的突变多样性，Keren Yizhak和同事研发了一种新的方法，它能用RNA测序（RNA-seq）数据检测正常组织中的突变克隆；这种被命名为RNA-MuTect的方法是一种计算流程——与先前所用的方法不同，它能在正常组织中识别每个表达基因中的突变克隆，而非仅限于一小组表达基因。 将这种方法应用于来自癌症基因组图谱（Cancer Genome Atlas）和基因型-组织表达（Genotype-Tissue Expression ，GTEx）项目的RNA-seq数据，作者在37%的组织样本中发现了克隆扩增，这些样本代表了几乎所有的（95%）捐赠个体。有三分之一的人在其基因组区域或基因中含有已知会有致癌作用的突变。 这些结果显示，某个组织的突变载荷与年龄、细胞增殖率及接触外部致突变环境因子有关。在指出Yizhak等人的结果对癌症未来研究的意义时，Cristian Tomasetti在相关的《视角》中写道：“通过游离DNA早期发现癌症方法的前景严重依赖于对何为正常或异常的了解”。
扫描阅读论文（一）（二） 的两个星系团 据新的研究披露，星际磁场或能将相距遥远的星系团连接起来；该报告称，在一个连接两个正在合并的星系团的宇宙暗条网中第一次发现了巨大的发出无线电波的等离子体脊。 据作者披露，这些结果对目前的在这些广袤星际空间中的粒子加速理论提出了挑战。星系团是宇宙中最巨大的组分，其所包含的星系在数十至数百个之间，所涉质量巨大。跨越这些星系团间空间的是组成巨大宇宙网的暗条。星系团形成于暗条连接处，并随着它们的合并而通过集纳宇宙物质成长，后者会产生可被观测到的作为磁场和相对论粒子发射的能量。 为确定类似的磁场和相对论粒子是否以宇宙规模存在，Federica Govoni和同事用低频阵列（LOFAR）射电望远镜对ABELL 0399和ABELL 0401之间的区域进行了观测；ABELL 0399和ABELL 0401是两个合并中的巨型星系团。尽管它们即将合并，但ABELL 0399和ABELL 0401仍然被近1000万光年的星系间的遥远距离隔开。然而，在这一裂隙之间，Govoni等人检测到一个连接这两个星系团的低频无线电发射脊。 然而，据作者披露，相对论电子一生能穿行的最远距离差不多为.03光年，表明存在着一种尚未了解的粒子再加速机制。建模模拟提示，由2个接近中的星系团交会处产生的非热能弱冲击波具有再次加速先已存在的相对论粒子群的潜力。作者提出，尽管还未发现类似的构造，但可用LOFAR探测到的磁脊或是宇宙网构造内司空见惯的现象。 扫描阅读英文论文
在嗅觉图中是互连的 研究人员在对细胞如何对“气味”做出反应并对其相关神经元发出信号的理解中填补了一个显著的空白；他们报告称，激活的细胞受体导致其细胞不仅会放电，而且还会以特定模式放电。接着，具有相同放电模式的细胞最终会在脑中嗅球内相连于同样的神经集群（或小球）。 作者说，具有重叠特征的神经元能用这种方法因应与气味有关的感觉线索而做出改变。先前的研究显示，嗅觉受体（ORs）会通过其信号活动和其对神经元的影响而参与小鼠嗅觉系统中的连接。然而，这一活动是否真的对脑中嗅觉系统的连接提供信息还一直不清楚。 Ai Nakashima和同事在此用一系列的体外实验和小鼠研究对这一过程中的神经活动的潜在指导作用进行了探索；他们在小鼠研究中通过光遗传学来改变神经活动模式，并就对嗅觉系统重要的分子表达效应进行了研究。 他们报告，嗅觉神经元的不同活动模式会改变神经末梢中的分子表达--即将其作为嗅球中特定的神经集群标靶。他们说，神经活动似乎能驱动嗅觉系统中关键蛋白的表达，其方式与其说是通过驱动神经放电，不如说是神经活动的具体特征对这一过程中的基因表达模式颇为重要。 扫一扫阅读英文论文 |
|
|
