生命科学周报

来源: 中国科学报

发布日期: 2023-02-27 12:13:00

生命科学周报关注国内外近一周的生命科学热点、技术突破、政策发布等,涉及口腔细菌与类风湿性关节炎的关系、蘑菇替代塑料、3D打印巧克力、荷尔蒙波动与偏头痛、空气污染与骨质疏松、睡眠与学业成绩、花青素与糖尿病预防、干细胞诱导移植、酵母微纳生物机器人、3D打印复杂器官等多个研究领域。

生命科学周报为学术头条推出的图文新栏目,关注一切与生命有关的科学,旨在帮助读者快速了解国内外近一周发生的生命科学热点、技术突破、政策发布等。

科学家在一项小型研究中证实,口腔中某些细菌的高水平可能影响关节的免疫活动。也就是说,口腔细菌可以进入血液并触发涉及类风湿性关节炎的免疫活动标志物,这支持了牙龈疾病可能导致痛苦的关节状况的观点。

科学家发现,一种名为Fomes fomentarius的蘑菇或许可以在多个场景下取代塑料——坚韧的外层可以用来制作挡风玻璃的抗冲击涂层;柔软的中间层可以用于制造皮革的替代物;内层则具有类似木材的作用。这一发现具有重要的现实意义。一方面,使用蘑菇代替塑料可以减少人类制造的大量废物;另一方面,用蘑菇制成的材料是可生物降解的,并且可以在产品寿命结束时重新使用。

3D食品打印技术可以根据消费者的需求开发出具有定制口味、形状和质地以及最佳营养的定制化食用产品。如今,食品科学家使用3D打印机制成了人们可以想到的任何形状的低脂巧克力。与水果和肉类等其他食品材料不同,巧克力的3D打印通常涉及可可脂的熔化和再结晶,需要在打印过程中精确控制热和流体条件。这项工作预示着“功能性食品”——专门设计的具有健康益处的食品的重要成果。

女性患偏头痛的比例是男性的3倍,发作往往集中在月经前后,且症状更严重,在更年期开始时也是如此。在许多情况下,怀孕期间的症状会有所改善,而更年期后偏头痛的频率也会下降。此前研究已发现荷尔蒙波动和偏头痛之间存在联系,但这些变化究竟是如何引发偏头痛的,在很大程度上仍不清楚。如今,柏林夏里特大学的研究团队现在已经确定了一个可能的解释。

根据他们发表在《神经病学》杂志上的研究,经历偏头痛的女性在月经期间的CGRP水平更高。CGRP是一种神经递质,已知在引发偏头痛方面发挥着重要作用。

一项研究表明,部分空气污染物对老年人的骨密度、骨质疏松风险和骨折有不利影响。这项研究首次探讨了空气污染与骨密度,特别是绝经女性骨密度之间的联系,发现其对腰椎的影响最为明显,是正常老化的两倍。该研究同时也首次探索了空气污染物对骨骼的影响。研究表明,氮氧化物对腰椎骨密度的影响程度相当于每年减少1.22%,几乎是年龄对其影响的2倍。这些影响被认为是通过氧化损伤和其他机制导致骨细胞死亡而产生的。

卡内基-梅隆大学心理学和神经科学教授David Creswell带领一个研究小组评估了睡眠与GPA的关系。他们发现,大一学生在学期开始时每晚睡眠越少,预示着学期结束时(大约5-9周后)的GPA越低。睡眠不足可能会影响学生在大学课堂上的学习能力。“一旦睡眠时间少于6小时,你就开始积累大量‘睡眠债’。这会影响学生的健康和学习习惯,危及整个系统。

”Creswell说,“最让我惊讶的是,无论我们做什么来消除这种影响,它仍然存在。”

花青素对于许多爱美或注重保养的人来说并不陌生。有不少研究表明,这种在水果、蔬菜和其他植物块茎中蕴含的红、紫、蓝色色素,可以影响人体能量代谢、肠道微生物群和炎症过程,从而降低人们患糖尿病的风险。如今,科学家发现,花青素酰基化会增强其在2型糖尿病中的有益作用。

日常生活中,紫土豆、紫薯、萝卜、紫胡萝卜和紫甘蓝中都含有大量酰基化花青素。花青素酰基化后更稳定,是更有效的抗氧化剂,而且它们可以改善肠道屏障功能,使其吸收必要的营养物质。此外,酰基化花青素有助于维持肠道微生物群稳态,抑制促炎途径,并调节葡萄糖和脂质的代谢。

中国科学院广州生物医药与健康研究院王金勇研究团队和广州医科大学张梦云研究团队通过干细胞基因编辑手段操纵Runx1、Hoxa9和Hoxa10基因组合表达,高效诱导多能干细胞(PSC)定向分化再生造血种子细胞(induced hematopoietic progenitor cells,iHPCs)。

iHPCs移植后能在野生型(先天和获得性免疫系统正常)受体鼠中稳定嵌合长达6个月以上时间,输出完整的髓系细胞、B细胞和T细胞等细胞谱系,实现长期、稳定多谱系造血重建,且未发现致瘤现象。

中国科学院深圳先进技术研究院生物医药与技术研究所纳米医疗与技术研究中心蔡林涛团队开发了一款双引擎自适应的酵母微纳生物机器人——TBY-robot。

这一机器人能像“纳米快递员”一样通过生物酶与巨噬细胞引擎的切换(Enzyme-Macrophage-Switching,EMS)穿透人体多重生理屏障,实现精准地将药物递送到远程炎症病灶。在鼠结肠炎模型和胃炎模型中的研究显示,TBY-robot可提高药物的富集约1000倍,降低了炎症反应并缓解了疾病的症状。

清华大学机械系熊卓副教授、张婷副研究员课题组研发了一种逐级悬浮3D打印(Sequential Printing in a Reversible Ink Template,SPIRIT)技术,能够实现具有复杂外部结构和内部血管网络的组织器官快速构建,并成功打印了含可灌注血管网络的心室模型,有效拓展了常规挤出3D打印的技术边界,有望加速工程化组织器官在医学领域的转化应用。

此外,SPIRIT技术能够显著缩短复杂器官的打印时间,有助于提高打印活性,同时兼容现有的材料体系,为复杂器官的体外打印构建提供了新的解决思路。

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