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2月8日外媒科學網站摘要:利用細菌將藥物輸送進大腦

2025-02-08 13:00:05

2月8日(星期六)訊息,國外知名科學網站的主要內容如下:

《自然》網站(www.nature.com)

1、科學家利用工程化鼻腔細菌將藥物輸送進大腦

最近,科學家們在《細胞》(Cell)雜誌上報告稱,他們已經利用鼻腔細菌向肥胖小鼠輸送了抑制食慾的激素,這些小鼠隨後體重減輕。儘管這種方法離用於人體還有很長的路要走,但它是利用細菌更有效地將藥物輸送到人體需要的地方的最新例證之一。

藥物通常不能很好地到達它們需要到達的地方。如果科學家能改善藥物的傳送,就能最大限度地減少藥物的副作用。對於細菌傳遞系統來說,大腦是一個特別不尋常的目標,因為大腦受到血腦屏障的保護,這種屏障通常會將微生物及特定分子阻隔在外。

為了解決這個問題,新加坡國立大學的研究人員決定利用一個很少被研究的通往大腦的通道:鼻腔。研究的第一步是確定哪些潛在的有用微生物存在於那裡。儘管鼻腔與大腦直接相連,但鼻腔微生物群仍然相對未被探索。

研究人員檢測了幾種細菌,包括五種乳酸菌,這種細菌通常被認為是安全的。然後,研究小組對這些菌株進行篩選,看它們與一種分子的結合能力,該分子存在於稱為嗅覺上皮的黏膜組織中。這是上鼻通道的一部分,並透過對嗅覺很重要的神經與大腦相連。雖然細菌不太可能從鼻腔傳播到大腦,但一些分子可以沿著這條路徑擴散。

研究人員找到了一種合適的菌株——植物乳桿菌,他們對其進行基因工程改造,使其產生並分泌多種分子,包括三種調節食慾的激素。連續8周每日透過鼻腔給予肥胖小鼠一定劑量的細菌後,它們吃得更少,在治療期間體重也有所下降。

2、美國FDA批准首個豬器官移植試驗

日前,美國食品和藥物管理局(FDA)批准了首個基因編輯豬腎臟移植到人體的臨床試驗。作為將於今年晚些時候開始的試驗的一部分,來自轉基因豬的腎臟將被移植到慢性腎病患者身上,而患者原生腎臟已喪失正常功能。

在美國和中國,已有六個人接受了來自基因編輯豬的器官——腎臟、心臟、肝臟和胸腺——但這些手術是基於同情使用(compassionate use)條款批准的,這意味著病人病得很重,沒有其它選擇。由於各種原因,多數受試者術後存活期未超過數月,其中原因包括他們病得太重,無法承受大手術。正式臨床試驗是標準化的,因此可以產生重要的資訊,包括關鍵的安全性和有效性資料,從而推動該領域向前發展。

根據美國生物科技公司United Therapeutics)的說法,最初將有六個人參加試驗。該試驗將包括55-70歲的終末期腎病患者,他們由於醫學原因不符合常規腎移植的條件,或者在未來五年內不太可能獲得腎移植,並且可能會在等待中死亡。患者將被密切監測大約6個月的嚴重不良事件,傳染病和腎臟損害的跡象,然後實施終生醫學隨訪。

該試驗將透過追蹤受試者術後生存率及移植腎臟存活率,以及存活多長時間來評估療效。它還將測量腎臟過濾血液的效果,並追蹤參與者生活質量的變化。

《每日科學》網站(www.sciencedaily.com)

1、為什麼有些酗酒者會患上晚期肝病,而有些人卻不會

為什麼每天喝幾杯酒的人,有人會患上晚期肝病,而有人卻不會?根據美國南加州大學凱克醫學院發表在《臨床胃腸病學和肝病學》(Clinical Gastroenterology and Hepatology)上的一項新研究,答案可能在於三種常見的潛在疾病。研究發現,患有糖尿病、高血壓或高腰圍的重度飲酒者患晚期肝病的可能性要高出2.4倍。

糖尿病、高血壓和高腰圍(女性約為88.9釐米;男性101.6釐米),屬於五種增加心臟病發作和中風風險的代謝綜合徵指標中的三項,也被稱為心臟代謝風險因素。

研究人員分析了來自美國國家健康與營養調查(National Health and Nutrition Examination Survey)的資料,這是一項有4萬多名參與者參與的大型全國性調查,研究了大量飲酒、個體心臟代謝風險因素和嚴重肝纖維化患病率之間的關係。嚴重的肝纖維化指的是肝臟瘢痕,可導致肝功能衰竭。在這項研究中,重度飲酒的特徵是女性每天1.5杯(約合純酒精20克),男性每天2杯(約合純酒精30克)。

研究人員發現,患有糖尿病或高腰圍的重度飲酒者患晚期肝病的可能性是後者的2.4倍,高血壓患者的可能性是後者的1.8倍。他們發現,另外兩種心臟代謝風險因素——血清甘油三酯水平和低升高與肝臟疾病的相關性不那麼顯著。

雖然這項研究沒有分析為什麼這三種心臟代謝風險因素對肝臟更危險,但研究人員推測,這些情況都有一個共同的途徑,導致肝臟中的脂肪積聚,當與過量飲酒導致的肝臟中多餘的脂肪沉積結合在一起時,會造成嚴重的損害。

研究人員強調,這項研究並不意味著沒有這三種心臟代謝風險的人大量飲酒是安全的。他說:“我們知道酒精對肝臟有害,所有酗酒者都有患晚期肝病的風險。”

2、用AI測試AI :確保AI在臨床實踐中的有效實施

澳大利亞弗林德斯大學的研究人員開發了一個開創性的人工智慧(AI)平臺PROLIFERATE_AI,評估了最近在南澳大利亞醫院試用的一種心臟AI工具是否真的有潛力幫助醫生和護士在急診科快速診斷心臟問題。

研究人員使用PROLIFERATE_AI評估RAPIDx人工智慧工具,旨在透過快速分析臨床和生化資料,幫助急診醫生快速準確地診斷心臟病。該研究成果發表在《國際醫學資訊學雜誌》(International Journal of Medical Informatics)上。

在試驗之前和試驗期間,研究人員對RAPIDx進行了評估,參與醫院的醫療和護理人員有機會分享他們對RAPIDx互動的見解。結果顯示,雖然經驗豐富的臨床醫生對RAPIDx表現出高度的理解和參與,但經驗不足的使用者(包括住院醫師和實習生)面臨可用性挑戰。

研究人員強調,“使PROLIFERATE_AI與眾不同的是它能夠提供可操作的見解。我們不是僅僅關注技術效能,而是基於現實世界的可用性和臨床醫生的信任來評估人工智慧工具,確保這些技術不僅具有創新性,而且具有實用性和可訪問性。”

《賽特科技日報》網站(https://scitechdaily.com)

1、新研究表明我們能控制基因遺傳

最近RNA疫苗和雙鏈RNA (dsRNA)療法的成功證明,基於RNA的藥物是對抗人類疾病最有希望的方法之一。雖然現在可以開發出使用dsRNA精確靶向和沉默致病基因的藥物,但仍然存在一個重大挑戰:如何有效地將這些可能挽救生命的RNA分子輸送到細胞中。

最近發表在生物學科領域頂級學術期刊《eLife》上的一項新研究,可能會推動基於RNA的藥物開發取得突破。美國馬里蘭大學的研究人員以微小的線蟲為模型,探索dsRNA分子如何自然進入細胞並影響多個後代。他們的發現揭示了線蟲細胞中dsRNA攝取的幾種途徑,這一發現可能會改善人類的藥物輸送方法。

他們的發現挑戰了之前關於RNA運輸的假設。研究人員已經瞭解到,RNA分子不僅可以在細胞之間攜帶特定的指令,而且可以跨越許多代,這為目前對遺傳如何起作用的理解增加了一個新的層面。

研究小組發現,一種名為SID-1的蛋白質在使用dsRNA傳遞資訊時起著守門人的作用,它在調節基因的跨代過程中也發揮著作用。當研究人員移除了SID-1蛋白後,他們觀察到線蟲意外地在將基因表達的變化傳遞給後代方面變得更好。事實上,這些變化持續了100多代——甚至在將SID-1恢復到線蟲體內之後。

研究小組還發現了一種名為sdg-1的基因,它有助於調節“跳躍基因”——一種傾向於將自己移動或複製到染色體上不同位置的DNA序列。雖然跳躍基因可以引入新的基因變異,這可能是有益的,但它們更有可能破壞現有的序列並導致疾病。研究人員發現,sdg-1位於跳躍基因內,但產生用於控制跳躍基因的蛋白質,從而形成一個自我調節迴路,可以防止不必要的運動和變化。

研究小組的發現為動物如何調節自己的基因並在幾代之間保持穩定的基因表達提供了有價值的見解。研究這些機制可能為未來人類遺傳性疾病的創新治療鋪平道路。

2、中外科學家發明了一種像金屬一樣導電的超薄聚合物

中國科學家領導的一個國際研究小組成功地開發了一種多層堆疊的二維聚苯胺(2DPANI)晶體,表現出優異的導電性和以金屬樣方式傳輸電荷的獨特能力。他們的研究結果發表在最近的《自然》(Nature)雜誌上。

導電聚合物(如聚苯胺、聚噻吩和聚吡咯)因其導電性而受到重視,併為傳統半導體和金屬提供了一個有前途的替代品。它們重量輕,靈活,成本效益高,使它們對各種技術應用具有吸引力。

儘管它們具有潛力,但一個主要的挑戰是如何實現有效的電荷傳輸,特別是在聚合物鏈之間。這限制了其整體效能,並減緩了它們在實際應用中的採用。

為了突破難題,由中國科學院寧波材料技術與工程研究所(NIMTE)、德國德累斯頓工業大學、德國馬普微觀結構物理研究所等機構的研究人員,利用陰離子表面活性劑單層在水面上對苯胺進行拓撲定向二維聚合技術,開發了一種新型的2DPANI晶體。

2DPANI晶體的疇尺寸為130-160平方微米,厚度為數十至數百奈米。它具有層間距為3.59埃的柱狀π陣列和菱形晶格,這是一種由相互交織的聚苯胺鍊形成的特殊晶體結構。電子自旋共振光譜和第一性原理計算證實,這種結構有利於強平面內共軛和層間電子耦合。

合成的導電聚合物表現出德魯德型電導率,外推的直流電導率約為200 S/cm。還觀察到各項異性的三維電荷傳輸特性,具備約7 S/cm的面外電導率和約16 S/cm的面內電導率,展現出各向異性導電特性。

聚合物研究的這一進展解決了由結構有序和電子耦合不足引起的有限電荷傳輸問題。該研究還提供了對三維金屬導電性的見解,為電極、電磁遮蔽和感測器的發展開闢了新的途徑。(劉春)

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