迄今最大最全人肺细胞图谱公布
科技日报北京6月8日电 (记者张佳欣)迄今最大、最全面的人类肺细胞图谱8日发表在《自然·医学》杂志上。通过结合近40项研究的数据,一个国际研究团队创建了第一个完整的肺单细胞图谱,揭示了肺部细胞类型的丰富多样性,其突出了健康与患病肺部的关键细胞差异,将成为肺部研究人员的宝贵资源。
研究发现了肺纤维化、癌症和新冠肺炎之间的共同细胞状态,为理解肺部疾病提供了新的途径,有助于确定新的治疗靶点。
这项研究是全球人类细胞图谱计划(HCA)的一部分,该计划旨在绘制人体内的每一种细胞类型,以改变人们对健康、感染和疾病的理解。
研究团队使用先进的机器学习技术,成功地将来自近40项独立研究的49个肺部数据集组合成一个单一的综合图谱。通过汇集和整合迄今为止发表的每一项主要单细胞RNA测序肺研究的数据集,该团队创建了第一个整合的人类肺细胞图谱。这份图谱涵盖了来自486个个体的240多万个细胞,提供了对肺部生物学前所未有的新见解。
论文资深作者、德国亥姆霍兹慕尼黑研究中心计算生物学研究所所长法比安·泰斯教授介绍说,第一个人类肺部的参考图谱包括来自100多名健康人的数据,揭示了个人的细胞如何随着年龄、性别和吸烟史的变化而变化。而最新研究使人们能看到稀有的细胞类型,并识别以前没有发现的新细胞状态。
虽然人类肺细胞图谱的核心是来自健康肺部的数据,但该团队也从十多种不同的肺部疾病中提取了数据集,并将这些数据投射到健康数据中,以了解疾病状态。
该团队还发现,不同的肺部疾病具有共同的免疫细胞状态,在肺纤维化、癌症和新冠肺炎中,巨噬细胞(一种免疫细胞)的一种亚群具有相似的基因活动。其共同的状态表明,这些细胞可能在这3种疾病的肺部疤痕形成中发挥类似的作用,并为潜在的治疗靶点提供参考。
科技日报北京6月8日电 (记者张佳欣)美国俄亥俄州立大学的一项新研究显示,由成人皮肤细胞设计的治疗性纳米载体可抑制小鼠受损肺部的炎症和组织损伤,这意味着人们有望治疗因感染或创伤而严重受损的肺。这是一种局部治疗,可经鼻腔给药并留在肺里。相关研究在线发表于最近的《先进材料》杂志。
研究人员在细胞培养和小鼠身上进行了实验,以证明这些纳米颗粒的治疗潜力。这些纳米颗粒是细胞外囊泡,类似于在人类血液和生物体液中循环的小泡,在细胞之间传递信息物质。
论文资深作者、俄亥俄州立大学生物医学工程和神经外科副教授纳塔利娅·伊吉塔-卡斯特罗说,这些细胞外囊泡将是一种替代急性呼吸窘迫综合征(ARDS)疗法,它会给人体自身免疫系统带来战斗机会。这项技术成功的一个关键是,从一种称为真皮成纤维细胞的成人皮肤细胞开始。
为了产生囊泡,研究人员向供体皮肤细胞施加电荷,在其膜上瞬时打开孔洞,并将从外部获得的DNA输送到内部。供体细胞将遗传信息转化为两种抗炎蛋白之一,并转化为信使RNA,信使RNA分子翻译指令,制造更多这些功能蛋白。
在这项研究中,治疗材料装载于纳米载体内部,它们的表面被标记了一种分子,使其能够与特定细胞相互作用,在肺部更好地滞留。不同的纳米载体被填充了抗炎蛋白IL-4或IL-10,以及供肺内受体细胞处理和制造更多蛋白质的mRNA。
细胞培养实验表明,这些囊泡可作为ARDS高危患者的预治疗手段。研究人员人为在小鼠肺部引发高度炎症后,给它们注射了装满经过改造的纳米载体的针剂,纳米载体直接进入它们受伤的肺部并开始工作,使炎症如预期般减轻。重复动物实验表明,这些囊泡也减少了肺组织的损伤。
研究人员还发现,经治疗的肺部细胞会分泌具有额外治疗益处的物质,包括抗氧化剂和更多的抗炎分子。
及时补充,可将中年小鼠延寿百分之十二
科技日报北京6月11日电 (记者张梦然)根据美国哥伦比亚大学科学家领导的一项新研究,牛磺酸缺乏是动物衰老的驱动因素。而牛磺酸补充剂可减缓蠕虫、小鼠和猴子的衰老过程,甚至可将中年小鼠的健康寿命延长多达12%。该研究于8日发表在《科学》杂志上。
团队研究了小鼠、猴子和人类血液中牛磺酸的水平,发现牛磺酸丰度随着年龄的增长而显著下降。他们对近250只14个月大的雌性和雄性小鼠(按人而言约为45岁)开展了实验,每天给其中一半的小鼠喂食牛磺酸或对照溶液。实验结束时,牛磺酸使雌性小鼠的平均寿命增加了12%,雄性小鼠的平均寿命增加了10%。
研究发现,牛磺酸还能抑制雌性小鼠(即使在“更年期”中)与年龄相关的体重增加,增加能量消耗,增加骨量,改善肌肉耐力和力量,减少抑郁和焦虑行为,降低胰岛素抵抗,并促进免疫系统更年轻。
牛磺酸补充剂在中年恒河猴中也表现出类似的健康影响。每天给予牛磺酸补充剂6个月后,研究人员发现牛磺酸可防止体重增加,降低空腹血糖和肝损伤标志物,增加脊柱和腿部的骨密度,并改善免疫系统的健康。
研究人员虽然还不知道牛磺酸补充剂对人类是否有同样改善,但目前进行的两项实验表明牛磺酸具有一定潜力。
第一项研究调查了12000名60岁及以上的欧洲成年人的牛磺酸水平与大约50个健康参数之间的关系。总体而言,牛磺酸水平较高的人更健康。第二项研究测试了牛磺酸水平是否会对已知可改善健康的干预措施,如运动产生反应。由于运动后牛磺酸水平会有所提高,这或许表明运动的一些健康益处可能也来自牛磺酸的增加。
研究人员表示,牛磺酸有独特优势,它可在人体内自然产生,也可在饮食中自然获得,它没有已知的毒性作用,并可通过运动来增加。
【总编辑圈点】
事实证明,炼丹术士的熔炉里,并没有长生不老的秘诀。要想解开衰老之谜,找到关于健康延寿的靠谱答案,还得把目光投向现代科学实验室。在这里,从基因到饮食,从睡眠到运动,从情绪到炎症水平,科学家已发现一系列与衰老相关的机制和因素——牛磺酸水平是其中的新成员。正是它们,在不知不觉之中,悄悄扳动着我们身体的开关,决定着我们向衰老走得更快一点,还是更慢一点。这些发现,逐步提升着人类对衰老的认知,帮助我们在健康延寿上做出更明智的选择,而非误入歧途。
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