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TUhjnbcbe - 2024/4/18 17:45:00
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光阴似箭,转眼八月份已经过去了,在8月里,Nature杂志又有哪些值得我们学习的亮点研究?笔者把相关的文章整理出来,和大家一起学习!

Nature:揭示内脏脂肪中的神经-免疫通路,有望开发出对抗肥胖的新策略doi:10./s---7

肥胖症至少与13种癌症有关,包括两种最常见的癌症(乳腺癌和直肠癌)。该病还与仍是世界各地主要死因的心血管疾病有关。所谓的深层脂肪(deepfat)是过多堆积的一种最有害的肥胖症。不像脂肪储存在皮肤下面,深层或者说“内脏”脂肪储存在我们的腹腔中,它们包裹着重要器官。通常,内脏脂肪(visceralfat)支持生殖等多种基本功能。但如果其含量过高,就会产生不健康的蛋白质和激素水平,对邻近组织器官造成不良影响。

葡萄牙Champalimaud研究计划共同主任HenriqueVeiga-Fernandes解释说,“过量的内脏脂肪非常危险,同时也非常难以消除。在这个研究计划中,我们的团队着手探索天然减少它的机制,希望能发现潜在的临床应用。”Veiga-Fernandes及其团队的探索被证明是成功的。在一项新的研究中,他们以小鼠为的研究对象,提出了第一个已知的神经-免疫过程,通过这一过程,大脑信号在内脏脂肪储存(visceralfatstore)中指导免疫功能。这一发现为对抗肥胖和肥胖相关疾病提供了几种新的方法。相关研究结果于2年8月18日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Neuro-mesenchymalunitscontrolILC2andobesityviaabrain–adiposecircuit”。

内脏脂肪可能看起来像均匀的黄色块状物,但它实际上是一种复杂的、异质的组织。除了脂肪细胞之外,它还包含神经纤维和许多不同的细胞类型,包括免疫细胞。Veiga-Fernandes团队对一种叫做ILC2(2型先天性淋巴细胞)的免疫细胞特别感兴趣。论文第一作者AnaFilipaCardoso解释说,“ILC2对许多组织和器官的各种免疫功能至关重要,包括维持脂肪组织的整体健康。然而,我们不知道哪些细胞控制着内脏脂肪中的ILC2,以及它们使用什么分子信息进行交流。”

Veiga-Fernandes实验室以前的研究结果已显示,在肺部,神经系统直接控制ILC2的活动。他们期望在内脏脂肪中找到一个类似的机制,但相反,他们发现了完全不同的东西。Cardoso回忆说,“神经元和免疫细胞没有相互交谈。因此我们调查了这种组织中的其他候选细胞,最后发现了一宗相当意外的‘中间人’。”

Nature:百岁老人的独特肠道微生物组可能有助于长寿doi:10./s---5

百岁老人较少受到老年相关慢性病的影响,并更容易在传染病中存活。一项新的研究表明,活到岁或更老的人有一个独特的肠道微生物群,这群可以保护他们免于感染某些细菌,包括那些由耐多药细菌引起的感染。这一发现将有助于开发治疗慢性炎症和细菌疾病的新方法。相关研究结果于2年7月29日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Novelbileacidbiosyntheticpathwaysareenrichedinthemicrobiomeofcentenarians”。

研究人员对来自名平均年龄为岁的日本百岁老人的粪便样本进行了研究。研究发现,与85到89岁的人和21-55岁的人相比,百岁老人的一些能产生被称为次级胆汁酸的分子的细菌数量更多。二次胆汁酸由结肠内的微生物产生,据信可帮助保护肠道免受病原菌的侵害并调节机体的免疫反应。

这些作者接下来在实验室里用百岁老人体内升高的次级胆汁酸来处理常见的致病细菌。其中的一种称为isoalloLCA的次级胆汁酸分子,强烈抑制了艰难梭菌的生长,其中艰难梭菌是一种抗生素耐药菌,会导致严重的腹泻和肠道炎症。给感染了艰难梭菌的小鼠喂食补充了IsoalloLCA的食物,同样抑制了这种病原菌的水平。他们还发现,IsoalloLCA有力地抑制了许多其他革兰氏阳性病原菌的生长或将其杀死,这表明IsoalloLCA可能有助于身体保持健康肠道中微生物群落的微妙平衡。

Nature:揭秘肠道细菌利用死亡细胞所释放的营养物质作为燃料来引发宿主机体感染的分子机制doi:10./s---9

调节性细胞死亡是生命中不可或缺的一部分,它对生物体的发育和平衡有着广泛的影响;调节细胞死亡过程中的调节细胞死亡过程的功能紊乱,即胃肠道在内的各种组织的病理症状。长期以来,人们一直重视但尚未澄清的细胞死亡与胃肠病变之间的关系,它们之间存在着潜在的微生物成分,但是研究者们还不清楚死亡的哺乳动物细胞对细菌生长的直接影响。

近日,一篇发表在国际杂志Nature上题为“Microbesexploitdeath-inducednutrientreleasebygutepithelialcells”的研究报告中,来自根特大学等机构的科学家们通过研究揭示了肠道细菌如何利用死亡细胞所释放的营养物质作为燃料来建立肠道感染。长期以来,研究人员一直在研究看似两个不同的研究领域,即特定细菌在人类机体肠道定植的机制,以及人类机体细胞死亡的机制。那么这两种过程之间存在着怎样的神秘关联呢?

研究者KodiRavichandran表示,数十年来,我们都知道细胞自身的死亡过程可以通过改变机体的免疫反应而间接影响细菌的感染;同时,研究者们也分析了死亡细胞与其“邻居”之间的沟通方式。假如那些死亡的细胞可以分泌特殊的因子,让邻近的健康细胞识别和感知,那么究竟有什么机制可以阻止其他生物,比如肠道菌群,从而识别同一分子?

利用细胞耒阳无和健康的小鼠组织系统,研究人员发现,当肠道上皮细胞开始死亡时,某些分子就会被主动产生并脱落;有意思的是,这些分子能被诸如沙门氏菌和大肠杆菌等肠道菌群直接感知和利用。研究人员表示,死亡细胞和肠道细菌之间的关联(研究者将其称之为死亡诱导的营养物质释放,DINNR),会发生在多个疾病背景下。肠道细菌能利用细胞死亡相关的分子来在多种情况下帮其定植,比如食物中毒、炎性疾病和化疗诱导的粘膜炎症;胃肠道毒性就是接受化疗的癌症患者所出现的一种主要的副作用,其或许需要改变剂量来降低疗效;此外,接受化疗的癌症患者发生后续感染的风险会明显增加。

Nature:SARS-CoV-2mRNA疫苗可快速稳定CD8+T细胞doi:10./s---4

SARS-CoV-2尖峰mRNA疫苗早在最初接种后10天就开始介导预防严重疾病的发生,此时中和抗体还很难检测到。因此,疫苗诱导的CD8+T细胞可能是这个早期阶段的主要保护介质。然而,与自然感染相比,疫苗的诱导机制、以及与诱导免疫的其他方面的联系仍然不清楚。在本研究中,研究人员在单个抗原决定基水平上,从接种疫苗3-4个月后加强疫苗过程中进行了连续的纵向分析,追踪bntb2疫苗诱导的尖峰特异性CD8+T细胞、尖峰特异性CD4+T细胞、B细胞、抗体及其中性活性的活动轨迹。

研究表明,在bntb2疫苗接种一周后,当循环CD4+T细胞和中和抗体仅被微弱检出时,具有稳定和完全功能的CD8+T细胞反应就被激发出来。加强接种疫苗诱导产生高度分化的效应器CD8+T细胞;然而,功能容量和记忆前体T细胞池均未受影响。与CD8+T细胞相比,在增强接种后首次检测到中和抗体和抗原特异性B细胞峰值向外围转移。这很可能说明次级淋巴器官(SLO)反应的成熟,随后释放到循环中。增强接种后,血清中存在高度交叉中和的抗体,明显增加了一个主要的保护效应机制,在早期转移的尖峰特异性CD8+T细胞反应之上。体液和CD8+T细胞反应可能是由早期诱导的尖峰反应CD4+T细胞协调的,这些细胞在第二次疫苗接种后发生有限扩张,并促进细胞协调作用。

该研究深入解析了bntb2疫苗的保护机制,这对开发针对新出现病原体和癌症的新型疫苗策略具有启示意义。为了评估CD8+T细胞免疫的寿命,显然需要包括更大队列的疫苗接种者和SARS-CoV-2恢复期在内的后续研究。而该项研究仅限于循环尖刺特异性的适应性免疫,而不涉及病毒进入位点呼吸道的局部免疫。

Nature:揭示衰老的骨骼干细胞干扰骨折愈合并促进炎性衰老doi:10./s---7

在一项新的研究中,来自美国斯坦福大学的研究人员发现衰老的骨骼干细胞(skeletalstemcell,SSC)的变化可能是导致骨折愈合不良、骨质疏松症、各种血液疾病的根本原因,以及以及全身细胞和系统的普遍炎症和衰老---有时称为“炎性衰老(inflamm-aging)”---的根本原因。不过,他们还发现他们如何使衰老的骨骼干细胞重新焕发活力,使它们重新变得年轻,从而有可能逆转这些变化。相关研究结果于2年8月11日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Agedskeletalstemcellsgenerateaninflammatorydegenerativeniche”。

Chan博士说,“骨骼干细胞产生骨细胞、软骨细胞和为造血干/祖细胞(haematopoieticstemandprogenitorcell,HSPC)发育提供了微环境或温床的基质细胞谱系。因此,如果衰老的骨骼干细胞表现不佳,它们会导致我们在老年人身上发现的各种各样的疾病。”

这些作者首先被衰老的骨骼干细胞如何导致老年人骨折愈合问题所吸引。骨骼愈合困难是导致老年人发病和死亡的主要原因之一。Chan和Longaker在之前的首次发现和表征了骨骼干细胞的研究工作基础上,研究了骨骼干细胞的行为如何随着年龄增长而改变。他们发现,与年轻小鼠相比,年老小鼠的骨骼干细胞的活性要低很多。Chan说,“当骨骼愈合时,它在骨折处形成骨痂(callus),其中通常充满了骨骼干细胞。但是在年老小鼠中,愈合部位的骨骼干细胞要少得多。”他们发现,与年轻的骨骼干细胞相比,衰老的骨骼干细胞在实验室培养皿中形成集落或骨骼的能力也较差。

正常情况下,骨骼是不断变化的,旧的骨组织被吸收,新的骨被补充来代替它,从而修复随着时间的推移出现的微小骨折。在年轻、健康的骨骼中,这一过程是平衡的。但在年老的骨骼中,这些作者发现,衰老的骨骼干细胞所表达的基因与骨形成减少和骨吸收(boneresorption)增加有关。这种骨形成和骨吸收之间的不平衡最终导致了骨质疏松症。

Nature:大脑中与记忆形成有关的海马体尖波波纹也可调节血糖水平doi:10./s---w

在一项新的针对小鼠的研究中,来自美国纽约大学的研究人员发现称为海马体的大脑区域中的一组已知与记忆形成有关的特殊信号模式也影响着代谢,即饮食营养物转化为血糖(葡萄糖)并作为一种能量来源供应给细胞的过程。相关研究结果于2年8月11日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Ametabolicfunctionofthehippocampalsharpwave-ripple”。这项研究围绕着称为神经元的脑细胞进行,这些神经元“放电”(产生电脉冲)以传递信息。近年来,科学家们已发现,海马体神经元群体在数毫秒的周期内相互放电,这种放电模式因它在脑电图(EEG)捕捉到时呈现出的形状而被称为“尖波波纹(sharpwaveripple)”,其中脑电图是一种用电极记录大脑活动的技术。

这项新的研究发现,成簇的海马体尖波波纹在几分钟内就会导致大鼠体内的血糖水平下降。虽然细节有待证实,但是这些研究结果表明,海马体尖波波纹可能调节胰腺和肝脏释放激素(可能包括胰岛素)以及脑垂体释放其他激素的时间。

论文共同通讯作者、纽约大学朗格尼医学中心神经科学与生理学系教授GyrgyBuzsáki博士说,“我们的研究首次显示了海马体中成簇的神经元放电可能直接调节代谢。我们并不是说海马体是这一过程的唯一参与者,而是说大脑可能通过尖波波纹在这一过程中有发言权。”

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