医疗科研前沿技术盘点:海外AI医疗/基因研究态势良好
发布日期:2019-10-21    来源:中国高科技行业门户    

主题词医疗科研 ; AI医疗 ; 基因检测

接续上期分享的《医疗科研前沿技术盘点:我国医疗大数据/自主产权大突破》,下面OFweek医疗科技网继续带大家看看海外医疗科研情况。

 

通过小鼠研究发现孕期高脂肪饮食可防止后代患阿尔茨海默症

 

近日,美国天普大学LewisKatz医学院的研究团队首次通过动物研究证实,母亲在怀孕期间摄入大量脂肪可以防止后代大脑出现某些变化,而这些变化是迟发性阿尔茨海默症的特征。

 

为更好地理解母亲患阿尔茨海默症与后代患病风险之间的独特关系,研究团队分析了雌性小鼠在怀孕期间的脂肪摄入情况。怀孕小鼠从妊娠期开始直到结束一直喂食高脂肪饮食。当后代出生时,母鼠恢复常规饮食,并在整个哺乳期都维持这种饮食模式,这些小鼠的后代终生采用相同的饮食模式。

 

此外,与怀孕期间喂养常规饮食的母鼠后代相比,喂养高脂肪饮食母鼠后代的大脑中β-淀粉样蛋白更少,这是一种在神经元中积累的异常蛋白质,导致神经细胞功能异常,并最终削弱记忆和学习能力。

 

研究团队寻找有益作用潜在机制影响因素时发现,喂食高脂肪饮食母鼠的后代表现出三种与阿尔茨海默症相关的重要基因水平降低,这三种基因分别是β-分泌酶、tau和病理性tau蛋白调节基因CDK5(细胞周期素依赖蛋白激酶5,Cyclin—dependentKinase5)。研究团队发现,这三种基因在小鼠发育早期就已被关闭,因为高脂肪饮食增加了FOXP2(叉头框P2基因,Forkheadboxp2)蛋白质的活性。他们证实,FOXP2对这三种基因的抑制作用最终能防止后代的大脑功能衰退,并阻止阿尔茨海默症的发生。

 

甲流病毒利用特殊结构进行进化的机制

 

8月26日,瑞典斯德哥尔摩大学RobertDaniels教授等人研究发现,为活性NA结构的限制性提供了一套独特的新见解,并描述了最近流行的甲型H1N1流感病毒如何利用这个限制性结构的优势进行进化。

 

之前的研究表明,NA需要形成蘑菇状的四聚体结构才会具有酶活性,这个四聚体结构通常由四个相同的NA单体聚集在一形成,但每一个NA单体都具有一个完整的酶活性点(Activesite)。为何具有完整活性点的NA单体无法呈现酶活?在高分辨率的晶体结构下,在四聚体的中心可以找到一个腔,这个腔的形成,需要每一个NA单体提供其一部分结构,并且在这个腔里可容纳一个钙离子。

 

研究结果表明,NA和HA功能之间的微妙平衡是一个动态的,这个平衡会随着NA调节其酶活性和周围环境而变化。一个有趣的观察结果表明,NA对这个钙离子的亲和力在过去几年中一直在变化,这个亲和力的变化会影响NA四聚体的稳定性,这可能会改变这种重要抗原在免疫系统中的表现。这些新的研究发现为几十年前的观察提供了解释,同时也引入了关于蛋白动力学如何促进流感病毒进化和这两种关键抗原的功能平衡的新问题。

 

圣母大学研究团队“细胞外RNA分析”项目获美国国家卫生研究院290万美元资助

 

近日,圣母大学一研究团队申请的“用于体外诊断的细胞外RNA分离和分析平台的开发”项目获得美国国家卫生研究院290万美元资助。

 

该项目首席研究员表示:“现有的技术能够识别细胞外RNA,但耗时长,效率低,无法应用于体外诊断。该平台使用的不对称纳米孔径低阻力膜分离技术,和现有的分子排阻、过滤和超速离心技术相比,具有更高的RNA提取分离效率。然后利用基于表面声波的微流控装置将RNA从细胞转运载体外泌体中分离出来,作为生物标志物进行分析。该项目开发的体外诊断平台,通过整合研究团队发明的一系列创新技术,可以高效的分离和鉴别相关疾病的生物标志物”。

 

该项目首席研究员还表示将与其他团队合作,开展细胞外RNA作为肿瘤诊断生物标志物的研究。

 

“迷你人造大脑”产生类似人脑的脑电波信号

 

近日,来自美国加州大学的研究人员在实验室培养的“迷你人造大脑”发育出发达的功能性神经细胞网络,首次观察到类似早产儿的脑电波活动。

 

通过改进干细胞的培养方案,包括优化培养基等的生产方法,让“迷你人造大脑”的神经元有足够的时间进行分化和发育,形成类似于发育中人脑的三维结构。此外,该团队通过比较早期发育过程中类器官的脑波模式和人脑的脑波模式,训练了一种机器学习算法,能够预测这些类器官在培养液中发育周期。通过该系统,研究人员监测到“迷你人造大脑”从最初释放稀疏的脑电波信号,到后期出现固定的信号,表明“迷你人造大脑”具有跟人脑类似的成长轨迹。不过,研究人员目前尚不能断定这种豌豆般大小的“迷你人造大脑”是否因此产生了意识活动。

 

“迷你人造大脑”的发育在9-10个月之后就会自动停止,出现“死亡”状态。目前,还不清楚导致这种现象发生的原因。未来,该团队的目标是进一步改善这些“迷你人造大脑”,并利用它们来了解与神经网络功能障碍相关的疾病,比如一些大脑疾病。

 

可抑制艰难梭菌感染的肠道微生物组

 

近日,美国华盛顿大学医学院的研究人员发现了健康肠道微生物组的分子特征——即使在接受抗生素治疗后也能够控制艰难梭菌。他们还发现了一种当艰难梭菌处于活跃状态并制造毒素时产生的特殊分子。总而言之,这项发现描述了一系列分子信号,表明个体面临艰难梭菌引起的腹泻风险。

 

研究人员对186名腹泻的住院患者进行研究,并将他们分为三组,一组没有艰难梭菌;一组被艰难梭菌感染,但没有产生毒素,这意味着他们的腹泻症状是别的原因引起的;以及患者体内有艰难梭菌,且被毒素感染。

 

研究人员利用质谱分析了三组患者粪便样本中的数千种代谢副产物。特别是他们在患有艰难梭菌疾病的人的粪便中发现了高水平的称为4-甲基戊酸的脂肪酸。当蛋白质利用一种不同寻常的代谢过程被分解为能量时,就会产生这种脂肪酸。人体细胞不会产生它们,除了艰难梭菌外,正常微生物组中的大多数细菌也不产生这种脂肪酸。根据粪便样本中是否存在这种脂肪酸来判断艰难梭菌可以达到92.8%的准确率。

 

此外,研究人员发现一种与胆汁酸代谢相关的分子模式,该模式与对艰难梭菌疾病的保护有关。胆汁酸由肝脏产生以帮助脂肪消化,然后被吸收到肠道中,微生物组的成员对其进行化学修饰。研究人员在没有携带细菌或无害携带细菌的人身上发现了一组改良的胆汁酸,而被艰难梭菌感染的人则没有。

 

阻断炎症通路是预防黑色素瘤脑转移的关键

 

近日,以色列特拉维夫大学(TAU)的一项新研究发现,当肿瘤细胞“劫持”大脑中的炎症通路时,就发生黑色素瘤脑转移。研究表明,阻断这一途径可以防止这些转移的发生。

 

研究人员利用小鼠自发黑色素瘤脑转移模型研究了黑色素瘤在脑微环境中的相互作用。他们发现星形胶质细胞接管生理炎症通路可促进黑色素瘤脑转移。此外,星形胶质细胞对大脑组织损伤的反应是通过激发炎症和组织修复反应来抑制损伤,分泌炎症因子来招募免疫细胞。

 

在临床前小鼠模型中进行了初步研究后,研究人员在接受脑部手术的患者脑转移中验证了研究结果,发现星形胶质细胞表达与小鼠模型相同的炎症因子(CXCL10),并且肿瘤细胞表达与小鼠模型相同的受体(CXCR3)。这表明同样的机制在人体中也起作用。

 

目前,研究人员正在调查引发大脑炎症的触发因素,而炎症会促进转移。

 

2019-10-06 05:18

 

来源: OFweek医疗科技网

 

FDA授予MiracorMedical研发的PiCSO脉冲系统突破性产品认证

 

近日,美国食品药品监督管理局(FDA)授予比利时医疗科技公司Miracor Medical研发的PiCSO脉冲系统“突破性产品认证”,该设备主要用于治疗ST段抬高型心肌梗死(STEMI)患者。FDA突破性产品认证旨在加快治疗危及生命或不可逆转的衰弱性疾病的设备的上市进程。

 

PiCSO脉冲系统可以减少STEMI患者的心肌梗塞面积,降低心力衰竭住院率和死亡率。在确诊STEMI后的90天内,约28%的患者出现心力衰竭,即使采取再灌注策略和药物辅助治疗等改善措施,STEMI患者在一年内的死亡率仍高达14%。PiCSO脉冲系统通过间歇性阻断冠状窦流出,改善心肌梗死区域的灌注情况,从而改善冠状动脉微循环。

 

MiracorMedical总部位于比利时阿旺斯,该公司主要为重症心脏病患者的治疗提供创新解决方案,旨在改善短期和长期的临床预后,降低相关成本。PiCSO脉冲系统的成功研发对于冠心病患者的治疗及预后具有重要的临床意义。

 

多发性硬化症药物有望治疗脑肿瘤

 

近期,美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校的Jeremy N.Rich教授团队将赛诺菲(Sanofi)公司治疗多发性硬化症(MS)的药物Aubagio(teriflunomide)与靶向肿瘤药物BKM-120(buparlisib)联合使用,研究胶质母细胞瘤(GBM)小鼠的治疗效果。与单一的靶向癌症治疗手段相比,联合疗法可更有效地提高小鼠的生存率,并抑制肿瘤生长,有望改善GBM患者的临床结果。

 

GBM是一种恶性程度很高的原发性脑肿瘤,生长速度快、死亡率极高。目前主要的治疗方式是通过手术切除肿瘤,并结合放疗与化疗等手段使患者获得较长时间的缓解期,但治疗预后差、易复发。研究人员将来自人体的GBM移植入小鼠体内,研究结果显示,当Aubagio与BKM-120联合使用时,脑肿瘤明显缩小,小鼠的生存期也进一步延长。

 

空气污染加剧肺气肿风险

 

近日,由华盛顿大学牵头的研究团队发文首次对空气污染与肺气肿进展的纵向关系进行了报道。

 

该研究团队于2000—2007年期间在全美六大都市地区纳入5780名受试者,并随访至2018年,研究团队收集了基线调查期间受试者居住区域的室外空气污染情况(包括臭氧、PM2.5、氮氧化物和黑炭四类)以及肺气肿患病情况。结果显示,基线调查时人群肺气肿患病率为3%,随访期间每10年肺气肿患病率约增加0.58%,且四类空气污染物浓度与肺气肿患病率的增加呈独立、显著的相关关系。研究还指出,随访期间PM2.5、氮氧化物污染程度逐渐改善,但臭氧浓度持续升高,数据显示,臭氧浓度每增加十亿分之三,每10年肺气肿患病率增加0.13%,对人类健康的影响相当于肺功能自然衰退3年,或10年间每天抽3包烟。

 

低空臭氧主要是由碳氢化合物、氮氧化物等污染物经过一系列化学系反应而产生,随着全球气候变暖,低空臭氧水平呈逐年上升趋势。年初,世界卫生组织公布2019年十大健康威胁,空气污染和气候变化位列首位,该项研究为空气污染对健康的影响增加了重要证据。

 

肥胖相关癌症在年龄较小的群体中发病率逐年增加

 

近日,来自克利夫兰凯斯西储大学医学院的SiranM.Koroukian博士及其研究团队通过收集并分析2000年至2016年2,665,574例肥胖相关癌症病例(女性占70.3%)和3,448,126例非肥胖相关癌症病例(女性占32.0%)的病例资料,研究了肥胖相关癌症和非肥胖相关癌症患者年龄分布的趋势。

 

研究发现,从2000年到2016年,在20至49岁年龄组中,肥胖相关癌症病发率的变化是非西班牙裔白人女性下降5.9%,而西班牙裔女性增加94.6%;在50至64岁年龄组中,癌症病发率增加在两个方面,非西班牙裔白人女性的肥胖相关癌症数量增加了25.3%,西班牙裔男性的增加197.8%;在65岁以上年龄组中,非西班牙裔白人女性增加2.5%,西班牙裔女性增加102.0%。对于50-64岁年龄组,肥胖相关癌症病发率每年都有较大的增加,与非肥胖相关癌症相比,肥胖相关癌症的年增长率在非西班牙裔黑人男性中高0.5%,在非西班牙裔白人男性中高1.3%。

 

阿尔茨海默病致病机制研究获重要进展

 

大脑特定区域中过度活跃的神经元被认为是阿尔茨海默病的早期表现,出现时间甚至早于记忆力丧失。来自德国慕尼黑工业大学的科学家首次阐释了这一阿尔茨海默病早期重要神经功能障碍的原因和机制。他们发现兴奋性神经递质——谷氨酸在活跃神经元周围的持续聚集可导致神经元遭受过度的病理性刺激,可能是阿尔茨海默病患者学习机能和记忆丧失的关键因素。

 

已出现临床症状的阿尔茨海默病患者的大脑含有较大的β-淀粉样蛋白(即斑块)。许多治疗方法集中于清除斑块,但迄今为止这些尝试仅取得了部分成功。该研究独辟蹊径,聚焦于过度活跃的神经元,并发现β-淀粉样蛋白阻断谷氨酸的再摄取为神经元过度活跃的主要机制。β-淀粉样蛋白分子可阻止谷氨酸的突触间隙转运,继而导致高浓度的谷氨酸在过度活跃神经元的突触间隙中持续聚集。该研究成功揭示了AD发病早期神经元过度活跃的原因和触发因素,为临床早期治疗AD提供了新的思路。

 

世卫组织确认两种新型埃博拉治疗药物更为有效

 

8月13日,世卫组织宣布,一项治疗性临床试验结果显示,两种新型埃博拉治疗药物效果更佳。

 

自2018年11月起,世卫组织与刚果金卫生部、美国国立过敏和传染病所、美国国立卫生研究所以及Gilead、Regeneraon等4家药企合作,在刚果金埃博拉疫区开展临床试验,在4个埃博拉治疗中心招募了681名患者。2019年8月,对现有安全和有效性数据进行中期分析后,研究人员认为REGN-EB3(雷根龙制药公司所生产)或mAb114(美国国立过敏和传染病所研发)的早期发现并接受治疗的患者死亡率为6%—11%,晚期发现并接受治疗的患者死亡率为60%—66%,明显优于另外两种早前使用的药物(早期发现并接受治疗的患者死亡率24%—33%,晚期发现并接受治疗的患者死亡率83%—85%)。世卫组织已经中止使用另外两种药物,将接受另外两种药物治疗的患者随机分配至REGN-EB3和mAb114治疗组中。

 

以上结果显示:治疗开始的越早,痊愈可能性越大。

 

人工智能算法有助于快速分析蛋白质折叠结构

 

近日,美国哈佛大学医学院生物学家AlQuraishi开发出新型人工智能算法,能够快速分析预测蛋白质三维结构,大大提高蛋白质三维结构预测的效率,将预测时间从若干小时或几天缩短至几毫秒。

 

目前常用的实验室测定方法为X射线晶体衍射测定。随着人工智能技术的发展,科学界不断尝试利用人工智能技术从蛋白质一级结构(即氨基酸序列),分析预测蛋白质的三级结构(即三维空间结构)。Google人工智能子公司DeepMind曾开发出新型蛋白质三维结构预测算法AlphaFold,取得一定进展,有助于研究人员更好理解疾病分子机制和设计药物。

 

该新型算法主要基于神经网络算法,利用氨基酸序列和蛋白质结构对应的现有数据进行训练,对未知序列能够产生的结构进行预测。目前,此算法需要花费数月时间进行训练,但完成训练后几乎能够实现即时预测。

 

2019-10-06 05:18

 

来源: OFweek医疗科技网

 

以色列希伯来大学成像技术可以帮助预测癌症

 

耶路撒冷希伯来大学正在开展一项新的研究,对同一患者进行不同时间的脑部扫描,在不进行侵入性或危险程序的情况下区分健康和患病的脑组织。

 

希伯来大学研究人员将这种阅读MRI的新方法与进行血液检测相比较。当我们进行血液检查时,它向我们展示了我们身体中白细胞的确切数量以及这个数字是否因疾病而高于正常水平。这项磁共振图像新分析为大脑提供了类似的信息。当对大脑进行扫描分析时,不同疾病中造成的大脑大分子存在巨大差异,通过这些差异可检测和分析判断神经退行性疾病的发作。这种新的磁共振图像可以帮助医生更快地确定疾病的发病并开始有效治疗,已被用作分析大脑的一种方法。

 

新的磁共振图像技术将使人们进一步理解大脑如何衰老的。当扫描年轻和年老患者的大脑时,发现一些大脑区域在不同年龄有很大差异。例如,在一些白质区域中,脑组织体积减少,而在灰质中组织体积保持不变,然而分子构成发生了重大变化。希伯来大学研究人员认为,通过非侵入性技术可使患者更早接受正确的诊断,有助于人们更长时间地维持和改善生活质量。

 

高胰岛素可能导致胰腺癌

 

不列颠哥伦比亚大学(UBC)的科学家首次证明了高胰岛素水平和胰腺癌之间的关系。当研究人员降低胰腺癌小鼠模型的胰岛素水平时,低水平胰岛素可以保护小鼠不患胰腺癌。在这项研究中,研究人员将一种不能提升胰岛素水平遗传特性的小鼠与一种易患胰腺癌的小鼠杂交。后代小鼠和对照组小鼠同样喂食已知能增加胰岛素水平和促进胰腺癌的食物。当为期一年的研究结束时,研究人员发现,胰岛素水平略有下降的小鼠可免于胰腺癌发生。无论观察整个胰腺、病变还是肿瘤,胰岛素的减少都意味着胰腺癌症的发病率有所降低。

 

已有研究发现,高胰岛素血症与包括乳腺癌在内的多种癌症有关,但与胰腺癌的关系最为密切。UBC的这项研究首次对上述发现进行了直接实验。这项发现为早期发现和预防人类胰腺癌提供了可能性。

 

日本癌症的“第五疗法”将在2020年使用

 

据日本媒体报道,在日本,用药物给癌细胞做上标记、通过放射线和光将其杀死的新型癌症疗法BNCT(硼中子俘获疗法)最早将在2020年开始使用,在癌症治疗方面,被称为继手术、传统放疗、抗癌药物、免疫疗法之后的“第五疗法”。这种疗法很可能可以用于和正常组织没有明显界限的病灶,与PET(正电子发射型计算机断层显像)检查共同使用,可在治疗前预测治疗效果。

 

治疗时,给患者服用的含有硼化合物的药物将被癌细胞吸收,以此为标记,使中子与其撞击发生核反应,破坏癌细胞的DNA。每次治疗40分钟左右。正常细胞基本上不会吸收硼化合物。在先期进行的临床试验中,以头颈部的癌症患者为对象,约70%患者的病灶有所缩小。

 

围绕硼中子俘获疗法,日本国内目前正在建设多处设施。中子以前主要通过核反应堆来生成,而现在已经利用加速器成功制造出中子。设备实现了可以安装到医院里的小尺寸,成为这一疗法的推动因素。在治疗所用设备和药物的研发方面,除住友重机械工业外,还包括半导体企业罗姆和电商乐天等意想不到的面孔。

 

唐氏综合征儿童白血病前期转化为白血病的机制

 

近日,来自德、英国高校研究团队首先使用三种方法对111位TAM和141位ML-DS病人的外周血和骨髓样本的基因组序列进行分析,为揭示由TAM到ML-DS的转化过程,作者在小鼠胚胎肝细胞中使用靶向Gata1的第二外显子的CRISPR-Cas9系统敲除Gata1,并将胎肝细胞移植到骨髓被清除的受体小鼠中,成功构建能够模拟TAM的模型。作者针对临床样本中检测到突变的基因设计gRNA,将gRNA混合后导入胎肝细胞,移植到小鼠中。通过对38只发生ML的小鼠癌细胞进行测序,发现82%能够与Gata1协同调控TAM到ML-DS的转化过程。

 

作者分析了111位TAM和141位ML-DS病人的外周血和骨髓样本的基因组序列,发现仅有GATA1突变为白血病前期发生所必需;同时还鉴定了ML-DS新的热点突变CSF2RB(A455D)。作者又建立了TAM转化到ML的小鼠模型,使用该模型鉴定得到18个在其中发挥重要作用的基因,从而为研究转化过程奠定了基础,未来可为控制唐氏综合征儿童白血病的发生提供新的策略。

 

超级增强子动态甲基化调控转录异质性

 

近日,美国Whitehead研究所RudolfJaenisch联合其他课题组第一次实时在单细胞和单染色体水平在体外和体内同时地证明了增强子甲基化的动态调控,而这种动态调控是导致细胞间甲基化水平不同的基础,并且会功能性地导致转录的异质性。

 

以Sox2和miR290-295两个基因的超级增强子研究对保持多能性有重要作用,而且其T-DMR在测序数据中显示低水平甲基化。在Castaneousx129F1的mESC中(两套基因组之前含大量SNP,便于区分不同allele),研究人员将两个不同颜色的甲基化报告子通过CRISPR/Cas9敲进Sox2或者miR290-295的超级增强子T-DMR,报告子的荧光可以实时反映在单细胞单染色体水平Sox2或者miR290-295超级增强子位点的甲基化变化。

 

结果表明细胞间的Sox2,miR290-295超级增强子的甲基化不但是异质性的,而且还是十分动态的。研究人员利用流式细胞分选(FACS)纯化出等位基因特异甲基化的细胞,在培养过程中这些细胞会重组之前的表观异质性细胞群。利用这些胚胎干细胞的动态变化和可纯化性,研究人员通过基因敲除实验发现甲基化的动态变化反映了三个甲基转移酶(DNMTs)的活性动态平衡,揭示去甲基化的过程是被动的。同时动态的甲基化也导致了动态的H3K27ac在增强子和启动子的同步变化。

 

研究人员还发现,miR290的不同等位基因超级增强子甲基化不会造成细胞生长或者表观遗传的不同,而Sox2如果两个等位基因超级增强子都被甲基化,会导致细胞生长缓慢,全基因组H3K27ac变化,但却还可以保留多能干性分化成三个胚层。最后,研究人员用这些干细胞构建了有两个等位基因RGM颜色的SOX2-SE-TG和MIR290-SE-TG转基因小鼠,通过分析这些小鼠的早期胚胎,发现囊胚的内细胞团中Sox2,miR290超级增强子的甲基化也是异质性和动态变化的。而且由于Sox2和miR290的表达位置不同,在MIR290-SE-TG小鼠中滋养层的miR290超级增强子甲基化也是异质性的。

 

该研究系统第一次实时在单细胞和单染色体水平在体外和体内同时地证明了增强子甲基化的动态调控,而这种动态调控是导致细胞间甲基化水平不同的基础,并且会功能性地导致转录的异质性。该研究的方法学可以被利用到其他系统表观遗传异质性研究中,比如癌细胞,很多癌细胞显示不正常的甲基化水平,而每个细胞的甲基化在不同位点、不同疾病阶段的失控又是十分不同的。利用该研究,可以更细化地区分每个细胞在不同位点和不同时间点的甲基化调控,并且能得出是哪一个下游基因由于甲基化失控导致转录失控,从而更好地理解发育、疾病、衰老的表观遗传调控进程。

 

Wnt和TGFβ信号协同调控与个体大小相关的生物行为

 

8月15日,来自美国Stowers研究所的AlejandroSánchezAlvarado团队发文揭示了Wnt和TGFβ信号通路如何协调生长和模式化进而调控涡虫大小与横裂生殖行为的具体机制。

 

首先发现了第一次分裂产生的子代片段长度与母体长度无关,相同时间内母体越长经历的分裂次数越多,产生的子代也越多,这些子代约1mm左右。这些结果证实涡虫分裂与大小有关、子代数目和分裂起始频率与母体大小也有关系。

 

随后利用RNA干扰库筛选前后轴模式化相关基因,结果发现TGFβ和Wnt信号途径组分可以作为分裂起始频率的调节因子,鉴定到actR-1、smad2/3、β-catenin、dsh-B、tsh和wnt11-6是分裂激活因子,而apc是分裂抑制因子。进一步的,利用RNAi与动态观察,证明它们是通过调节分裂频率而非分裂平面的前后轴模式化发挥作用。FISH结果证明TGFβ和Wnt信号组分与CNS标志物pc2共定位;去除包含头神经节的前部组织延迟了分裂行为的开始;敲低CNS模式化关键转录因子coe,显著减少了分裂。这些结果表明表达Wnt和TGFβ信号的前部中枢神经系统调节了分裂的开始。随后,作者进一步发现,Wnt和TGFβ信号调控了pkd1L-2+/gabrg3L-2+/sargasso-1+的机械感受神经元的模式化分布,并且这种分布也是与个体大小相关的。

 

2019-10-06 05:18

 

来源: OFweek医疗科技网

 

干预外周感觉神经元可缓解自闭症相关症状

 

2019年8月8日,来自哈佛医学院DavidD.Ginty实验室的研究人员发现,外周感觉神经元特异缺失Shank3的小鼠,同整体缺失Shank3的小鼠类似,对碰触和刺激更加敏感,无法区分不同材质,并伴随焦虑表现。从这些结果可以看出,触感神经元异常,是自闭症的基本特点之一。通过引入不能通过血脑屏障的GABA受体激动剂异四氢烟酸(Isoguvacine),发现异四氢烟酸可以有效的活化a型GABA受体,降低Mecp2缺失和Shank3缺失小鼠的过度应激反应。进一步研究发现,异四氢烟酸可以降低外周感觉神经元的活化和放电水平。接下来,作者采用感觉神经元特异性缺失GABA受体基因Gabrb3的小鼠,异四氢烟酸的各种作用,在这种小鼠上都减缓或消失。由此可以说明,异四氢烟酸可以通过作用于外周感觉神经元的GABA受体,起到缓解小鼠过度应激的作用。

 

最后,作者探究了异四氢烟酸是否有希望可以作为治疗和缓解自闭症的药物。作者给Mecp2和Shank3自闭症小鼠长期低剂量注射异四氢烟酸,发现与仅给予安慰剂的小鼠相比,给药组的小鼠体重增加,健康指数较高,自闭症相关的焦虑,过度应激和社交障碍等症状也有不同程度的减轻,记忆衰退和无法区分材质这些症状却没有明显改善。这些结果说明,虽然仍存在问题,但异四氢烟酸十分有希望成为治疗和缓解自闭症的新药。

 

深度学习方法可协助临床医生准确诊断糖尿病视网膜病变

 

近日,来自芬兰阿尔托大学的科学家们通过研究发现深度学习方法可以协助临床医生准确诊断糖尿病视网膜病变及黄斑水肿,通过深度学习的方法可以快速诊断糖尿病视网膜病变及黄斑水肿,并且同时能够采集患者视网膜及黄斑的高分辨率图像,对于糖尿病相关眼部并发症的诊断及治疗具有重要的临床意义。

 

深度学习是机器学习领域中一个新的研究方向,它被引入机器学习使其更接近于最初的目标——人工智能。深度学习是学习样本数据的内在规律和表示层次,这些学习过程中获得的信息对诸如文字,图像和声音等数据的解释有很大的帮助。深度学习使机器能够模仿视听和思考,解决了很多复杂的模式识别难题,使得人工智能相关技术取得了很大进步。

 

基于多尺度螺旋纤维束的仿生可伸缩性生物组织支架

 

近日,美国麻省理工学院、北京航空航天大学和浙江理工大学科研人员在国际著名期刊《美国科学院院刊》(PNAS)在线发表了螺旋纤维束用于高度可伸缩的人造微组织的研究论文。该研究提出了一种简单普适性的制备多级结构螺旋纤维的方法,对其力学性能进行了理论模拟,并研究了其作为细胞生物组织支架的动态拉伸细胞生物活性。

 

研究者受天然生物组织多尺度纤维的启发,通过纺丝技术结合加捻方法仿生设计并制备了多尺度结构螺旋纤维束,研究了原始纤维束和多尺度结构螺旋纤维束的力学性能,通过优化不同的材料成分,获得了具有高达1500%的超高应变多尺度纤维束,进而探讨了不同结构纤维束在动态拉伸状态下作为细胞支架的生物活性稳定性。研究表明,多尺度螺旋纤维束由于具有独特的螺旋圈结构,在动态拉伸细胞活性方面明显优于一级纤维束,材料表面的多尺度周期性拓扑结构不但可以改变细胞的物理特性,同时还可以通过调控特定转录因子向细胞核的运输,诱导充间质干细胞朝肌肉细胞的定向分化。

 

论文提出的方法为制备先进柔性材料、工程设计材料、细胞生物学的发展等提供新的技术支持,所制备的材料在人类健康监测、可穿戴电子、可伸缩性制动器、人造生物器官等领域具有潜在的应用。

 

PLoSOne:虚拟现实技术可以减轻患者的疼痛

 

近日,来自美国Cedars-Sinai医疗中心的医务人员通过研究发现VR可以作为一种安全有效的方式帮助患者减轻疼痛,这是一项前瞻性随机对照研究,共纳入了120名患者作为研究对象,其中VR组61人,对照组59人。医生利用三星公司研发的VR设备给予VR组患者21种VR体验,对照组患者观看普通的电视节目,之后分别由护理人员在治疗前、治疗后24小时及治疗后48小时记录患者的疼痛分数。

 

研究结果表明,与对照组相比,VR组患者的疼痛分数明显降低。研究人员认为VR技术可作为一种有效的、无创的治疗方式减轻患者的疼痛,该技术为临床治疗疼痛提供了新的方式。

 

转基因微型肝脏组织首次在实验室培育成功

 

近期,匹兹堡大学的研发团队在国际期刊CellMetabolism上发表文章报道了首次实验室转基因微型人类肝脏培育成功,有望帮助模拟人类肝脏疾病的进展及新型治疗手段的开发。文章阐明了研究者们如何将遗传工程化的人类细胞转化成为功能性3D肝脏组织,并模拟了非酒精性脂肪肝。动物模型是目前进行药物研究的主要方法,但动物的基因多态性与人体存在很大差异从而导致药效差异,因此在实验室中培育出的遗传工程化微型肝脏组织有望为疾病进展的不同阶段提供一个更可靠的药物试验平台。

 

目前这种微型肝脏组织在短期内还无法应用于移植的临床试验中,但有望通过后期深入研究,开发出可用于人类临床试验的人造肝脏组织。



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