『手牵手医学新知』第一百五十期
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DNA合成技术的进展使真核生物基因组的合成成为可能。近日,美国约翰•霍普金斯大学医学院等机构的研究人员首次成功合成酵母的部分基因组,标志着人工合成生物基因组的研究又取得了重要突破。该研究将人工合成的基因序列添加入酵母基因组(占整个酵母基因组的1%),酵母在接纳这些基因组后仍能正常存活。该人工合成的基因组包括一个可诱导进化的系统SCRaMbLE(由loxP介导的合成染色体的重排和修饰),SCRaMbLE可使酵母基因组发生大量重组,产生大量表型。

参考文献:Nature 2011

组蛋白或非组蛋白的乙酰化是一个重要的转录后修饰过程,影响许多细胞的生长。中国台湾大学医院的庄立民(Lee Ming Chuang)、约翰霍普金斯大学医学院的朱衡(Zhu Heng)等研究发现,腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)中一个亚基——Sip2的乙酰化具有抗衰老作用,且这一作用与营养摄入无关。该研究显示,Sip2通过NuA4乙酰化,并随着细胞衰老,其乙酰化程度降低。Sip2乙酰化后,能与Snf1复合物(AMPK)更加紧密的结合。Sip2-Snf1的相互作用会抑制Snf1的活性,因而会降低下游靶标——Sch9的磷酸化程度,并最终减缓生长速度,延长生命周期。进一步的研究证实,Sip2乙酰化的抗老化作用与营养摄入和TORC1活性无关。

参考文献:Cell 2011

许多研究显示长期压力会引起染色体损伤。最近美国杜克大学医学中心的Makoto Hara等研究发现了压力导致DNA损伤的分子机制:长期的压力会导致体内p53(抑癌基因,起阻止基因组发生异常的作用)表达水平降低,从而诱导DNA损伤。在该研究中,小鼠被注入一种肾上腺素类似化合物,模拟慢性压力情况。研究显示,肾上腺素类似化合物结合β2-肾上腺素受体后激活β-arrestin-1,由此产生一系列反应,最终影响p53的正常表达,诱导DNA损伤。小鼠在注射该化合物4周后,体内p53表达水平显著降低。同时还发现,在缺乏β-阻滞蛋白1的情况下,小鼠DNA不会受损。因为β-阻滞蛋白1表达缺失可有效稳定胸腺细胞内的p53表达水平(胸腺和急性、慢性压力反应相关)。

参考文献:Nature 2011

脑多巴胺神经元调节机体许多重要的行为过程,它们功能的紊乱与神经系统疾病有关,如注意力缺陷多动症(ADHD)和精神分裂症。北京生命科学研究所的罗敏敏团队研究发现,这些神经元可以选择性地表达鸟苷酸环化酶-C(GC-C,一种以前被认为特异表达于肠道细胞的膜受体),并参与调控动物的注意力和运动水平。GC-C的激活能够加强由谷氨酸和乙酰胆碱受体介导的兴奋性反应,这种反应依赖于鸟苷3\' 5\'-单磷酸依赖型蛋白激酶G(PKG)的活化。采用小鼠基因敲除技术发现,GC-C基因敲除小鼠表现出多动和注意力缺陷,而且这些行为可以被ADHD治疗方法以及PKG激动剂所逆转。这些结果表明大脑内的GC-C/PKG信号通路具有重要的行为和生理功能,并为与脑多巴胺神经元功能紊乱相关的神经系统疾病提供了新的治疗靶点。

参考文献:Science 2011

头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)是世界第六大最常见的恶性肿瘤。哈佛-麻省理工博德研究所的Nicolas Stransky等分析了74组肿瘤和健康组织样品的全部外显子序列,以期发现HNSCC细胞的突变图谱。研究结果显示,除了找到已知的HNSCC基因(TP53、CDKN2A、PTEN、PIK3CA和HRAS),还发现了大量与HNSCC相关的新基因。研究发现,至少30%的病例存在调控鳞状细胞分化的基因突变(如NOTCH1、IRF6和TP63),其中NOTCH1基因失活性突变在10-15%的肿瘤均存在,这是仅次于TP53基因在肿瘤中发现的第二高频率突变基因。该研究为深入了解HNSCC成因、寻找有效治疗靶点提供了重要数据。

参考文献:Science 2011

已知中风与系统性免疫抑制有关,但其具体机制不明。加拿大卡里加里大学的Connie Wong等研究发现,中风能导致小鼠肝脏中的iNKT细胞出现异常。令人意外的是,这种影响机制是通过去甲肾上腺素神经递质调控的,而非CD1d配体或其他危险信号因子。如果阻断这种神经调控,就能在野生小鼠中风后起保护作用,但对于iNTK细胞缺失的小鼠无效。运用iNKT细胞的选择性免疫调控剂能够促进促炎细胞因子的产生,并能预防中风后的感染。该研究发现了中风后出现免疫抑制的分子机理,并提出一种新的抗生素替代治疗方案——或可通过免疫调控iNTK细胞预防与中风相关的感染。

参考文献:

英国伦敦大学国王学院的Kate Bramham等开展的回顾性分析显示:患有肾病的系统性红斑狼疮(SLE)患者早产风险高于无肾病的SLE患者,而且先兆子痫的发病时间更早,但长期的eGFR水平保持稳定。该分析纳入怀孕的SLE患者83例,共妊娠107次,患有肾病的SLE妇女占60%。分析发现:与既往无肾炎的SLE患者比较,患有肾炎的孕妇早产发生率显著升高(30% vs 11%);先兆子痫发病时间提前(妊娠34.5周vs 37.5周),而且更容易伴随早产(P<0.05)。患有肾炎的SLE患者发生先兆子痫的风险因素包括:妊娠10~13周时舒张压>80 mmHg、蛋白尿、早孕时eGFR<90 ml/min/1.73 m2。随访39个月后,两组患者eGFR的水平保持稳定。

参考文献:J Rheumatol 2011

哈佛公共卫生学院的Frank Hu等开展的一项荟萃分析证实,抑郁会明显增加卒中发病和死亡风险。该分析纳入了近些年来卒中发病率和死亡率危险评估的28项前瞻性队列研究,包含317540位受试者,在2~29年的随访期间,共报告了8478例卒中病例。结果表明,总的卒中风险比(HR)为1.45,致死性卒中为1.55,缺血性卒中为1.25。与抑郁有关的绝对风险差异为:所有卒中106例/(10万例/年)、缺血性卒中53例/(10万例/年)、致死性卒中22例/(10万例/年)。在大多数亚组中,与抑郁相关的总卒中危险升高结果一致。

参考文献:JAMA 2011

意大利米兰圣拉斐尔科学院的Giulio Cossu等研究发现,利用人类人工染色体为载体向自体干细胞导入所需基因可用于改善肌营养不良症。研究人员从杜氏肌营养不良症(DMD)小鼠模型(mdx小鼠)中提取自体干细胞(mesoangioblast)进行体外增殖,并在体外利用人造染色体为载体在自体干细胞中导入完整的Dystrophin基因,同时导入MyoD基因帮助调控干细胞向肌肉方向分化,然后通过肌肉内局部注射或股动脉注射的方式移植入受体小鼠体内。移植后8个月发现经治小鼠的运动功能有所改善,并且在其肌肉组织中发现了移植干细胞转化而成的卫星细胞和移植干细胞分化而成的成熟肌肉细胞,其细胞膜正常表达Dystrophin蛋白。

参考文献:Sci Transl Med 2011

丙型肝炎病毒(HCV)基因1型慢性感染患者通常需要48周的聚乙二醇干扰素-利巴韦林(PR)治疗。但美国辛辛那提大学医学院的Kenneth Sherman等研究发现,HCV患者应用以特拉匹韦为基础的PR组合用药方案治疗时,24周的治疗效果不劣于相同方案治疗48周。 540例既往未接受过治疗的HCV基因1型感染者先接受12周的特拉匹韦、聚乙二醇干扰素α-2a和利巴韦林治疗,之后停用特拉匹韦,只应用PR方案持续到20周。此后,获得快速病毒学应答的患者(在4周和12周时,血中均未测不到HCV RNA),共352例,被随机分为两组,分别应用4周或28周的PR方案治疗。而未获得快速病毒学应答的患者被自动分配到28周组。最终,24周组中的92%和48周组中的88%HCV患者获得持续病毒学应答,从而证实了非劣效性。

参考文献:NEJM 2011

登革热是一种主要由埃及伊蚊传播的病毒性传染病,如何控制登革热传播是一个世界性难题。澳大利亚和美国研究人员表示这一难题或许可借助沃尔巴克氏体来解决,这种寄生性细菌可阻止登革病毒在蚊子体内复制、增殖。染菌的雄蚊与未感染的雌蚊交配后,雌蚊根本不产卵。而染菌的雌蚊交配后仍可产卵,并能把沃尔巴克氏菌传给后代。这种趋势会使染有沃尔巴克氏菌的蚊子越来越多,未感染该细菌的蚊子日益减少,从而抑制登革热传播。

参考文献:Nature 2011

英国爱丁堡大学的Dominic Johnson与美国加州大学圣地亚哥分校的James Fowler合作开展的研究发现,人们在过度自信时(自我评价超越实际能力),能激发内心的自信,提高成功率,有利于获胜。研究人员建立的实验模型设定了两人去互相争夺不同种类的资源,并在这个评价模型中增加2个影响因素:在两人主动争夺同一资源时夸大自信或低估自己;在竞争对手强度的认识上存在误差。这些因素的参与势必影响当事者能否参与获取资源的决定,研究人员在模拟过度自信和各种认识误差对结局的影响时发现,虽然竞争对手的实力具有不确定因素,但夸张自我、过度自信的一方获得的利益却大于付出的成本,过度自信常常会有利于获胜。

参考文献:Nature 2011

一项研究显示,男性通过非正式的工作场所社交活动获得的就业机会比女性更多。北卡罗来纳州立大学社会学家Steve McDonald对1979-1998年间美国劳工部所收集的3200人如何转换工作的相关资料进行分析,发现男性在一个领域工作时间越长,他们就越容易通过工作场所的社交获得新的就业机会。女性则不然,可能是因为她们在工作场所的沟通交流较少涉及就业话题,且她们的交流不具有决定人事招聘和录用的权利。

参考文献:Nature 2011

美国国家参议员 Sen Herb Kohl和Sherrod Brown建议对老年黄斑变性(AMD)治疗中一些昂贵治疗手段的报销加以控制,以缩减医保开支。之前的研究显示,Avastin单次剂量费用大约50美元,疗效与目前临床金标准药物Lucentis相当,而后者单次剂量费用高达2000美元。他们呼吁医疗保险覆盖的AMD患者选择药物经济学价值更高的Avastin进行治疗。由于大多数人群医疗保险的标准取决于所在地的情况和标准,当一种治疗措施将在全国医保受益者中推广时,建立全国范围的医保决策体系的必要性也就不言而喻,如果医保系统能迈出这一步,AMD患者将会接受更加经济、合理的治疗,而美国的纳税者也将从中获益。

参考文献:JAMA 2011

羟基自由基(OH)是大气光化学过程中最重要的氧化剂,在大气污染物的去除过程中占据核心地位。气态亚硝酸(HONO)的光解是近地面大气层中OH的重要来源之一。北京大学和德国马克斯普朗克化学所等处的研究人员最近在土壤-大气间 HONO 交换新机制研究中取得了重要突破,他们发现,土壤能够直接向大气中释放HONO。土壤中的微生物能够将含氮养分通过硝化和反硝化作用产生亚硝酸根,在土壤中氢离子的存在下形成亚硝酸,并通过地气交换过程释放到大气中,成为大气中OH自由基的重要来源。研究指出土壤中氮含量越高、酸性越强,排放HONO越多。这一研究将对大气光化学以及全球陆地生态系统产生重要影响,对大气与土壤的氮循环研究也具有重要的启示意义。

参考文献:Science 2011

冰岛“拉基”(Laki)火山曾于18世纪喷发,因烟雾造成的饥荒最后导致冰岛1/5居民丧生。为预测火山喷发对现在欧洲人口密集地区的影响,英国利兹大学地球与环境学院的Anja Schmidt等采用流行病学研究方法,对Laki火山未来爆发造成空气污染从而影响健康的程度作出了量化分析。 结果显示,一旦Laki火山爆发,前3个月内欧洲中部、西部和北部地区空气中直径在2.5微米以下的颗粒物浓度将增加一倍,而在整个欧洲内陆地区,空气中悬浮颗粒物浓度超标的天数将达到74天(正常应少于38天);严重的空气污染将在欧洲引发大范围的心肺疾病,根据目前的人口基数预测,将有14.2万人因此丧命。

参考文献:PNAS 2011

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