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【前沿报道】智能手机又搞事情,竟能操控脑细胞?(第12期)

 板桥胡同37号 2019-08-12

01

智能手机又搞事情,竟能操控脑细胞?

智能手机已经成为我们生活必不可少的一部分,除了方便我们的生活外,科学家们又找到了打开智能手机的新方式!在【前沿报道】栏目第1期内容中我们介绍了“智能手机可用来检测中耳炎”,近日智能手机再现黑科技,竟然可以用来控制脑细胞!

Raza Qazi等人在《Nature Biomedical Engineering》发文称他们研发了一种由智能手机控制的微小无线装置,将其植入大脑后可通过智能手机控制神经回路,以加快对帕金森病、阿尔茨海默病等多种脑部疾病的研究

体内神经药理学和光遗传学刺激都可以用来解码神经回路,并为大脑疾病提供治疗策略,但目前往往被输送药物的材料所限制,常常面临药物耗尽或蒸发等问题,无法进行长时间研究。为了实现长期不间断药物输送,科学家必须解决药物耗尽和蒸发等关键问题

来自韩国高等科学技术研究所和华盛顿大学的研究人员合作发明了一种带有可替换药物盒的神经装置,可以让神经科学家在几个月时间内研究相同的大脑回路,而不用担心药物耗尽

这些“即插即用”药筒被组装成一个可移植到小鼠大脑的装置,具有柔软且超薄的探针(人类头发的厚度),由微流体通道和微小LED(小于一粒盐的体积)组成,用于药物和光的传递。通过智能手机上简单的界面进行控制,神经科学家就可以轻松触发任何植入目标动物的光和药物输送的特定组合或精确排序,而无需在特定的实验室内进行操作

研究人员研发了可控制压力,抑郁,成瘾,疼痛和其他神经精神疾病的脑电路,及可穿戴和植入的电子设备,并在正常活动的小鼠体内得到了成功应用。研究人员认为这想发明将真正加速大脑及其疾病的筛查。

智能手机可用来控制脑细胞,这再一次刷新了我们的认知,同时检验君认为其中也存在一些不容忽视的问题,该装置是否能安全应用于人体试验?应用于人体试验是否符合伦理?在今天的科技时代,若手机被骇客入侵,随意篡改程序,其后果我们无法承担,也无法想象……

文章链接:

https://www./articles/s41551-019-0432-1

02
激光孵育红细胞,可用于快速血型分型
输血是各种血液病的重要治疗方法,包括癌症化疗、镰状细胞病等,同时出血创伤,分娩和以及大型手术,都需要输血治疗。当然,在输血之前我们需要做血型鉴别,防止致命的溶血反应。时间就是生命的危急关头,快速确定患者的血型,及时输入匹配的血液尤为重要。

近日,Clare A. Manderson等人在《Scientific Reports》发文表示,他们利用激光孵育箱可在30秒内将75μL血液抗体样品孵育至37℃,对血细胞或抗体无损伤作用,可用于快速血型的分型。

通常,红细胞(RBC)膜表面抗原和抗体的鉴定通常需要在37℃的条件下进行培养,目前的方法包括干燥空气培养箱(烘箱)、加热块或热水浴,它们都依赖于传导或对流的相对缓慢的热能传递方法,培养过程需要5到30分钟,这无疑增加了病理成本和周转时间,在争分夺秒的急救中,每浪费1秒都可能危及患者的生命。

本研究中,作者利用激光提供快速光学加热,通过光热吸收将诊断凝胶卡中的血液抗体样品的光能转换成热能。30秒内就可将75μL血液抗体样品加热至37°C,且红细胞在近红外激光孵育下起着光热作用,可触发抗原抗体的快速结合,即使加热时间长达15分钟,细胞或抗体也不会有明显损伤。通过激光孵育的光学加热不仅能快速加热样品,还能优先加热并激活红细胞表面抗原抗体,增加其结合的机会

作者表示,激光孵育时通过控制激光的功率、波长和位置,可以大大缩短培养时间,而不会对细胞或生物分子造成损伤,免疫血液学测试只需40秒,相比目前其他方法更快、灵敏度更高!

文章链接:

https://www./articles/s41598-019-47646-y#Sec7

03
血液检测老年痴呆,准确高率达94%
阿尔兹海默病(AD)就是我们常说的老年痴呆,是一种起病隐匿的进行性发展的神经系统退行性疾病。表现为记忆障碍、失语、失用、失认、视空间技能损害、执行功能障碍以及人格和行为改变等全面性痴呆,严重影响老年人的生活质量……

近日,华盛顿大学医学院的研究人员通过测量血液中阿尔茨海默病蛋白淀粉样蛋白β42/40的水平,预测该蛋白在大脑中积累情况,以鉴别阿尔兹海默症尤其是当血液淀粉样蛋白水平与其他两种主要的阿尔茨海默病风险因子——年龄+APOE4基因突变相结合时,更能早期筛查出阿尔茨海默症患者,其准确率高达到94%,该文章发表在《Neurology》。

该研究共招募158名年龄超过50岁的成年人,除了10名参与者外,其他受试者认知均正常。每名受试者至少提供一份血液样本,并进行一次PET(正电子发射型计算机断层显像)脑部扫描。研究人员将每个血液样本和PET扫描分为淀粉样蛋白阳性或阴性,发现每个参与者的血液检测与PET扫描结果一致性高达88%

为了进一步提高测试的准确性,研究人员纳入了阿尔茨海默病的几个主要风险因素——年龄、APOE4基因突变、性别(其中年龄是已知最大的风险因素,65岁以后,患病的几率每五年增加一倍;APOE4基因突变,会增加患阿尔茨海默病3~5倍的风险;性别方面,目前三分之二的阿尔茨海默病患者是女性)当研究人员将这些危险因素纳入分析中时,发现年龄和APOE4基因的突变可将血液测试的准确性提高到94%,其中性别对分析没有显著影响。

研究人员表示,现在常用脑部扫描来进行临床筛查,既费时又昂贵,但通过验血一个月就能筛查数千人,还极大的降低成本!这也意味着可以更有效地让参与者参与到临床试验中,有助于我们更快地找到阿尔兹海默症的治疗方法。假以时日,相信科学家们定能战胜阿尔兹海默病!

文章链接:

https://n./content/early/2019/08/01/WNL.0000000000008081

04
PD1/PD-L1免疫疗法新机制

(附科普动画视频)

PD1/PD-L1免疫疗法已成为癌症患者非常有效的治疗策略,在某些晚期肿瘤中更是表现出出色的疗效。然而,黑色素瘤、非小细胞肺癌和肾细胞癌等对PD-L1单克隆抗体治疗的应答率却很低。因此,对PD1/PDL1单克隆抗体治疗机制的进一步理解,将有助于指导未来发展更精确的癌症免疫治疗。

近日,Jianhua Yu等人研究发现,一些肿瘤可以通过AKT信号传导激活NK细胞上PD-L1表达,增强的NK细胞功能,PD-L1单克隆抗体通过p38途径作用于表达PD-L1的NK细胞,进一步增强其抗肿瘤活性,该研究发表在《Cancer Discovery》。

肿瘤微环境(TME)中,肿瘤细胞在遇到活化的T细胞后,通过分泌IFN-γ能增加其肿瘤细胞表面PD-L1的表达,T细胞与PD-1结合后,PD-L1向T细胞发出抑制信号,向肿瘤细胞发出抗凋亡信号,导致T细胞功能障碍和肿瘤存活,因此,PD1/PD-L1抗体治疗的主要目的就是消除这种情况的发生。

当然PD-L1不仅在肿瘤细胞上表达,也在包括T细胞、自然杀伤(NK)细胞和巨噬细胞等免疫细胞上表达。但是,PD-L1对NK细胞的作用的功能和机制目前尚不清楚。抗PD-L1单克隆抗体是否以及如何调节表达PD-L1的NK细胞的功能尚不清楚。阐明这些机制可能在抗PD-1/PD-L1单克隆抗体治疗的临床疗效中发挥重要作用。

研究人员对人类和小鼠在PD-L1肿瘤背景下的PD-L1+和PD-L1-的NK细胞进行研究,发现PD-L1+NK细胞能明显增强的细胞毒性和IFN-γ的产生,NK细胞遇到NK敏感肿瘤细胞后被激活,不仅分泌细胞因子和细胞溶解颗粒,而且通过PI3K/AKT/NF-κB途径上调其表面的PD-L1一旦与抗PD-L1单克隆抗体atezolizumab相结合pd-L1能够通过p38信号通路进一步上调NK细胞的功能。与单一疗法相比,抗PD-L1单克隆抗体和NK细胞活化细胞因子的组合疗法可以显著改善人NK细胞对PD-L1-人白血病的治疗功效

作者表示,本研究的数据至少可以部分解释为什么一些肿瘤患者缺乏PD-L1表达,依然对抗PD-L1单克隆抗体检查点抑制剂治疗有良好的反应,而且PD-L1+NK细胞可能是肿瘤免疫治疗的另一个重要的效应细胞。

最后附上PD-1/PD-L1免疫疗法科普视频:

(视频来源:腾讯视频)

文章链接:

http://cancerdiscovery./content/early/2019/07/09/2159-8290.CD-18-1259

05
尿液中circRNA可预测肾移植急性排斥反应

肾移植患者术后的急性排斥反应是导致患者长期肾功能损害,影响患者生存的主要因素,使用免疫抑制剂可大大降低急性排斥反应的发生率。所以及时发现肾移植术后患者的急性排斥反应,对于立即启动免疫抑制抗排异疗法,预防移植肾的严重损伤至关重要。

近日,MalteKölling等人研究表明:肾移植患者在急性排斥反应期尿液中CircRNA浓度显着失调,其中hsa_circ_0001334可作为急性肾排斥的新型生物标志物,以识别急性排斥反应和预测患者肾功能丧失,该文章发表在《Clinical Chemistry》。

研究人员对急性T细胞介导的肾移植排斥反应患者和对照移植患者的尿液中的RNA进行了全circRNA表达分析,结果发发现在62例急性排斥反应患者、10例成功抗排斥反应患者、18例无排斥反应的对照移植患者和13例稳定的尿路感染移植患者的队列中,出现了不同circRNA表达急性排斥反应患者尿液中hsa-circ-00013344和hsa-circ-0071475等2个circRNA浓度显著升高。与对照组相比,急性排斥反应患者hsa-circ-0001334表达上调免疫抑制抗排异疗法治疗后,急性排斥反应患者的hsa-circ-0001334浓度恢复正常,且hsa-circ-0001334与肾脏移植1年后肾小球滤过率的下降高度相关。

作者表示,hsa-circ-0001334可作为肾移植的急性排斥反应的标志物,并可预测移植后肾功能的丧失,避免肾脏活检带来的不必要损伤,具有一定的临床价值。

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