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哺乳动物原肠胚形成时空模型的挑战与机遇:从单细胞多组学到系统生物学整合
哺乳动物原肠胚形成的时空建模挑战与机遇引言:细胞多样性的系统生物学探索细胞如何多样化并形成胚胎是生物学领域最具吸引力的挑战之一。随着生物学进入基因组时代,技术计算方法的快速融合使得构建定量启发式发育模型变得越来越可行。原肠胚形成作为胚胎发育的关键阶段,一群具有多能性的干细胞以高度规范的方式快速多样化,形成基本的身体蓝图。本综述重点讨论了建立时间分辨模型所需的考量,该模型需反映这一过程中涉及的细胞和分子特征。哺乳动物原肠胚形成的主要特征连续且规范的分化特性脊椎动物胚胎发育涉及分化和广泛细胞增殖的并发过程。虽然发育过程随时间呈现明确的向前轨迹,但在细胞水平上,动力学更为复杂。胚胎遵循高度可预测的连
来源:Annual Review of Cell and Developmental Biology
时间:2025-10-09
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斑马鱼原肠胚形成:母源因子、形态发生素梯度与自组织机制塑造脊椎动物胚胎蓝图
母源和胚外环境:提供极性和背景架构斑马鱼胚胎发育的极性建立始于卵子发生期。动物-植物极轴(AV轴)的形成依赖于Balbiani小体介导的RNA-蛋白复合物不对称分布,其中跨膜蛋白Huluwa作为关键的母源背侧决定因子,通过降解Axin蛋白促进β-连环蛋白(β-catenin)核定位,激活胚胎组织者(organizer)基因表达。受精后,肌动蛋白(actin)驱动的细胞质重组推动母源物质向动物极移动,形成胚盘(blastodisc)与卵黄分离的典型端黄卵(telolecithal egg)架构。胚外组织包括卵黄合胞体层(YSL)和外包层(EVL)在囊胚期即时分化。YSL作为中内胚层诱导信号的分泌
来源:Annual Review of Cell and Developmental Biology
时间:2025-10-09
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Nodal信号通路:TGFβ在胚胎发育中的信号传导范式
Nodal信号通路作为TGFβ超家族的重要成员,在双侧对称动物早期进化中便已出现,并在脊椎动物胚胎发育过程中扮演着不可或缺的角色。它精确调控中胚层与内胚层的特化、身体轴向模式建立、左右不对称性的决定以及多能性的维持。其功能具有高度的组织特异性,并常通过与其他信号通路的交互来实现。Nodal已成为研究形态发生素的典范,其采用多种机制进行组织模式形成,包括浓度依赖性效应、持续时间依赖性效应、反馈调节、反应-扩散相互作用以及尺度不变性。Nodal信号激活一系列广泛的靶基因,这些基因指定细胞类型、重塑细胞内外的微环境,并驱动细胞运动和形态发生。尽管Nodal的发育功能在脊椎动物中高度保守,但其引发转录
来源:Annual Review of Cell and Developmental Biology
时间:2025-10-09
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卵母细胞蛋白质储存机制:从保守策略到女性生育力的分子基础
卵母细胞作为女性生殖细胞,其独特的蛋白质储存机制对维持细胞质量和胚胎发育潜能具有决定性作用。近年来研究发现,这种储存不仅涉及营养储备,更包含功能蛋白的精准调控与休眠保护。本文将从多个层面解析卵母细胞蛋白质储存的策略、机制及其在生殖生物学中的重要意义。蛋白质储存的多样策略卵母细胞采用多种方式储存蛋白质,其中包括纤维状聚合、淀粉样纤维形成、脂滴包裹以及膜性区室化等。这些策略在不同物种中既存在保守性,又表现出物种特异性适应。以纤维为基础的蛋白质储存是目前研究较为深入的一种方式。在哺乳动物卵母细胞中,细胞质晶格(cytoplasmic lattices)是重要的蛋白质储存结构。这些晶格由重复单元构成纤
来源:Annual Review of Cell and Developmental Biology
时间:2025-10-09
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科学、教育与领导力:Bruce Alberts与Paul Nurse对话录——探索科学家在社会中的角色与使命
摘要Science, Education, Leadership, and Politics: An Interview with Bruce Alberts and Paul Nurse科学常被描绘为客观的知识探索,但它也嵌入复杂的社会结构中,既受社会影响又反哺社会。本次对话中,美国国家科学院(NAS)前主席Bruce Alberts与皇家学会前主席Paul Nurse探讨了科学及科学家在社会中的角色。他们分享了对理解自然世界的热情与发现之喜悦,强调领导力在构建支持科学与证据决策的机构中的重要性,并表达了对当前科学教育未能充分传授科学方法的失望,呼吁科学家组织起来向公众阐明观点、对抗错误信息
来源:Annual Review of Cell and Developmental Biology
时间:2025-10-09
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整合应激反应通过自噬降解RISC复合体抑制抗病毒RNA干扰的机制研究
小干扰RNA(siRNA)通路在脊椎动物和无脊椎动物中是一种高度保守的抗病毒防御机制。尽管该通路的核心组分已被充分表征,其上游调控网络仍知之甚少。本研究鉴定出整合应激反应(ISR)可作为siRNA通路的负调控因子,并证明类小RNA病毒CrPV(Cricket Paralysis Virus)利用这一机制进行免疫逃逸。从机制上,该病毒通过转录抑制真核起始因子2α(eIF2α)去磷酸化的关键调节因子ppp1r15,触发ISR通路。ISR激活后以ATF4依赖的方式上调Atg1转录,诱导自噬-溶酶体途径,导致Argonaute 2(Ago2)及RNA诱导沉默复合体(RISC)其他核心组分的选择性降解,
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-10-09
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SPEG磷酸化RYR1 Ser2902位点抑制骨骼肌Ca2+泄漏并挽救恶性高热易感性
骨骼肌中的兰尼碱受体1(RYR1)是肌质网(SR)钙离子(Ca2+)释放通道,同时参与肌肉收缩和基础Ca2+泄漏过程。RYR1基因突变会引发恶性高热易感性(MHS)和热卒中敏感性(ESHS),患者在暴露于挥发性麻醉剂或高温时可能因骨骼肌产热失控而死亡。本研究聚焦于激酶SPEG对RYR1第2902位丝氨酸(Ser2902)的磷酸化调控机制。在SPEG缺陷小鼠中引入模拟磷酸化的S2902D突变后,骨骼肌的SR Ca2+火花频率显著降低。纯合S2902D突变小鼠虽表现出轻微的肌力变化和Ca2+瞬变减弱,但表型总体温和。研究人员进一步将S2902D小鼠与MHS/ESHS模型小鼠(YS小鼠,携带RYR1
来源:Science Signaling
时间:2025-10-09
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异位Hedgehog信号轴驱动遗传性多发性骨软骨瘤定向生长的机制研究
在儿童罕见病遗传性多发性骨软骨瘤(HMO)中,良性骨肿瘤起源于生长板软骨膜,其定向生长会侵袭周围组织。研究人员利用生长板和软骨膜特异性Ext1条件敲除小鼠模型发现,发育中的肿瘤软骨部位存在活跃的Hedgehog(Hh)信号传导,远端边缘则表达甲状旁腺激素相关蛋白(PTHrP),从而形成与正常骨骼延长轴正交的异位Hh-PTHrP信号轴。在Ext1突变体中,敲除Hh信号效应蛋白Smoothened(Smo)可抑制肿瘤生长,而杂合缺失Smo抑制剂Patched1(Ptch1)则促进肿瘤生长。研究进一步证实,两种硫酸肝素(HS)结合因子BMP2和activin A在Hh信号被阻断时无法发挥促软骨生成作
来源:Science Signaling
时间:2025-10-09
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亚马逊微生物组研究:基于信任的科学探索与土著社区参与
在亚马逊微生物组研究中,将土著居民纳入科研范畴既是科学必然要求,也是伦理责任的核心体现。研究者与秘鲁亚马逊Matsés族群建立的长期合作伙伴关系,揭示了与人类协同进化(covolved)的微生物谱系特征——这类研究唯有通过基于信任的伦理协作方能实现。面对历史不公造成的信任危机,社区参与式研究(Community-Based Participatory Research, CBPR)成为关键方法论。团队通过实施文化适应性协议(culturally informed protocols)与公平利益共享(equitable benefit-sharing)机制,构建了尊重本土文化的包容性微生物组研究
来源:TRENDS IN Microbiology
时间:2025-10-09
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末次冰期河马向中欧扩散的古DNA与测年证据揭示气候避难所种群动态
在波澜壮阔的第四纪历史中,欧洲大陆的动物群曾随着冰期与间冰期的交替而不断更迭。其中,河马(Hippopotamus amphibius)作为一种典型的热带、亚热带物种,其化石在欧洲的出现一直被古生物学家视为温暖间冰期的标志。传统观点认为,河马在末次间冰期(Eemian,距今12.9-11.5万年)结束时,随着末次冰期(Weichselian)的到来而于欧洲灭绝。然而,关于这些欧洲河马的演化来源、它们与现生非洲河马的确切关系,以及它们在中欧地区确切的灭绝时间,长期以来存在着诸多疑问。为了解开这些谜团,由Patrick Arnold、Doris Doppes和Michael Hofreiter等领
来源:Current Biology
时间:2025-10-09
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褪黑素联合成骨负荷对绝经后骨质疏松前期人群骨健康的干预效应:MelaOstrong随机对照试验初步研究
一项为期1年的随机对照试验评估了成骨负荷(Osteogenic Loading, OL)与褪黑素(Melatonin)联用对绝经后骨质疏松前期(Osteopenia)人群肌肉骨骼健康的影响。受试者被分为四组:模拟负荷(Mock Loading, ML)+植物纤维安慰剂、ML+5 mg褪黑素、OL+安慰剂、OL+5 mg褪黑素。负荷方案针对上肢、核心肌群、下肢及姿势肌群设计,分别施加1-2倍(ML组)或1.5–4.2倍(OL组)体重(MOB)的力学刺激。通过双能X线吸收测定法(DXA)检测骨密度(BMD)及T值,功能测试采用计时起立-行走(Timed-Up-and-Go, TUG)和坐站重复(S
来源:Journal of Pineal Research
时间:2025-10-09
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核应激小体:抑制致死性炎症细胞因子的新型表观遗传机制
当细菌或病毒引发全身性感染时,免疫系统会过度产生炎症细胞因子,形成致命的"细胞因子风暴",这是脓毒症患者死亡的主要原因。尽管医学界早已认识到控制炎症因子暴发的重要性,但如何精准调控这一过程仍缺乏有效手段。近期发表在《Cell》上的突破性研究揭示了细胞核内一种神秘结构——核应激小体(nuclear stress bodies, nSBs)的全新功能,为对抗炎症性疾病提供了全新视角。核应激小体是细胞在热休克、化学物质或氧化应激条件下形成的无膜细胞器,其形成依赖于着丝粒周围卫星III(Sat III)长链非编码RNA与热休克转录因子1(HSF1)的相互作用。虽然科学家三十多年前就发现了nSBs,但其
来源:Signal Transduction and Targeted Therapy
时间:2025-10-09
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生理学前沿视角:从纤维化免疫治疗到mRNA疫苗设计的跨学科突破
本期《Physiology》杂志精选六篇深度综述,全面梳理当前生理学领域证据体系并指明未来研究方向。首篇综述由He团队深入解析多器官纤维化(fibrosis)的病理生理机制,重点关注免疫细胞在纤维化形成与消退过程中的作用,并总结免疫治疗新进展。纤维化作为组织损伤后纤维结缔组织异常增生的病理过程,是全球发病与死亡的重要诱因,其涉及肝脏、肺脏、肾脏及心脏等多器官,由肌成纤维细胞(myofibroblasts)产生的细胞外基质过度沉积导致器官功能障碍。第二篇综述中,Li团队探讨进化保守的Hippo信号通路在心脏发育与再生中的调控功能。该通路通过调节细胞增殖等生物学过程,为治疗缺血性心脏病(ische
来源:PHYSIOLOGY
时间:2025-10-09
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泛亚ESMO临床实践指南:胰腺癌诊断、治疗及随访的循证共识与区域适应性研究
胰腺癌作为最具侵袭性的恶性肿瘤之一,全球五年生存率仅约10%,在亚洲地区其疾病负担呈现持续上升趋势。根据2022年GLOBOCAN数据,胰腺癌在亚洲年龄标准化发病率为3.64/10万,但死亡率高达3.27/10万,位居癌症死亡原因第十位。亚洲地区存在显著的流行病学差异:西亚地区年龄标准化发病率达5.46/10万,而中南亚地区仅1.19/10万。更严峻的是,在韩国2020年的数据中,约50%的患者在确诊时已处于转移阶段,其5年生存率骤降至5%。这种晚期诊断率高、生存率低的现状,凸显了亚洲地区胰腺癌防控体系面临的巨大挑战。传统的欧洲肿瘤内科学会(ESMO)临床实践指南虽然为胰腺癌诊疗提供了重要参考
来源:ESMO Open
时间:2025-10-09
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综述:羟氯喹的多样化靶点:精准医学的新前沿
1 引言羟氯喹(HCQ)作为一种经济可及的多效性药物,广泛应用于自身免疫病和感染性疾病领域。在风湿病学中,它是系统性红斑狼疮(SLE)的基础治疗药物,通过抑制Toll样受体(TLR7/9)介导的核酸识别、升高溶酶体pH值和减少I型干扰素分泌发挥作用。在类风湿关节炎(RA)治疗中,HCQ抑制B细胞活化及促炎细胞因子(如IL-6、TNF-α)的产生,与甲氨蝶呤联用可显著改善疾病活动度。此外,HCQ还能通过抑制中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)的形成降低抗磷脂综合征的血栓风险。然而,HCQ的临床应用受限于其复杂的剂量依赖性毒性。长期使用会因视网膜色素上皮细胞中的药物蓄积导致不可逆的光感受器损伤,20年
来源:Frontiers in Immunology
时间:2025-10-09
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屏障免疫中2型固有淋巴细胞的组织特异性调控与功能多样性研究
在人体与外界环境接触的第一道防线上,黏膜组织和皮肤不断面临着各种抗原的挑战。这些屏障组织中的免疫细胞扮演着守卫者的角色,其中2型固有淋巴细胞(ILC2)作为先天免疫系统的重要成员,近年来受到越来越多关注。这些细胞最初被发现是过敏免疫的中心介质,但随着研究的深入,科学家们发现它们的功能远不止于此——它们参与组织修复、维持黏膜完整性,甚至还与微生物群保持着密切的对话。然而,事情并非总是如此美好。当ILC2s过度激活或功能失调时,它们就从保护者变成了破坏者,导致慢性炎症、组织纤维化等一系列病理过程。更复杂的是,不同组织中的ILC2s表现得像是具有不同性格的个体:在肺部、肠道、皮肤和胃中,它们对激活信
来源:International Immunology
时间:2025-10-09
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综述:利妥昔单抗在肾小球疾病中的应用:适应症、长期使用、并发症及研究空白
引言利妥昔单抗(Rituximab, RTX)是一种靶向B细胞表面抗原CD20的嵌合单克隆抗体,在肾小球疾病的治疗中扮演着重要角色。它最初被批准用于治疗非霍奇金淋巴瘤和类风湿关节炎,在过去十年中,其在肾病学中的应用大幅增加。这归因于B淋巴细胞在许多系统性或肾脏局限性自身免疫疾病的发病机制中的核心作用。RTX通过静脉输注给药,能持续耗竭循环中的B细胞(程度较轻地耗竭组织中的B细胞)长达12个月。其作用机制涉及与B淋巴细胞上的CD20抗原结合,触发细胞介导和补体介导的细胞毒性作用以及细胞凋亡。此外,B细胞耗竭改变了抗原呈递,从而破坏了T细胞反应。除了免疫抑制作用,RTX还通过靶向肌动蛋白细胞骨架调
来源:Autoimmunity Reviews
时间:2025-10-09
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通过突触门控与亲和力优化设计三特异性抗体实现T细胞衔接器双靶向选择性的突破
引言背景T细胞衔接器(TCE)作为一种革命性的免疫治疗策略,能够重新定向患者自身的T细胞识别并清除癌细胞。虽然TCE在血液肿瘤治疗中展现出显著疗效,但其在实体瘤中的应用仍面临重大挑战,主要源于肿瘤特异性抗原的缺失导致的靶向脱肿瘤毒性(on-target, off-tumor toxicity)和较低的治疗指数(therapeutic index, TI)。近年来,通过双抗原靶向策略选择性杀伤双阳性癌细胞而非单阳性正常细胞,被认为是提高TCE治疗指数的有效途径。研究设计理念本研究创新性地开发了一种条件性双靶向三特异性抗体TCE平台——TriMab。其核心设计包含三个关键要素:首先是一个高亲和力的
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AbDesign数据库:抗体点突变体与相关结构揭示机器学习模型在结合预测中的泛化局限性
AbDesign数据库的构建与意义抗体作为天然进化的分子识别支架,能够结合多种表面,其可设计性对于生物制剂的发展至关重要。计算方法的进步有望加速抗体药物研发进程,但抗体-抗原相互作用的建模仍面临巨大挑战,其中数据匮乏是主要障碍之一。现有的亲和力数据集通常包含少量实验测量值,且不同分子间的测量方法缺乏标准化。为了应对这些问题,研究人员开发了AbDesign数据库,该数据库包含7种抗原(每种抗原对应两种抗体),并通过ELISA技术测量了CDR-H3结合残基的多种点突变。每个母体复合物均具有已知的晶体结构,为后续计算分析提供了坚实基础。材料与方法抗原/抗体选择与突变策略研究团队基于蛋白质数据库(PD
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靶向MCL1单药及联合AKT抑制策略揭示前列腺癌分子分层治疗新路径
转移性去势抵抗性前列腺癌(mCRPC)是一种高度致命的疾病,中位总生存期仅2-3年,亟需新的治疗策略。细胞凋亡逃逸是癌症的重要特征之一,而抗凋亡蛋白MCL1(Myeloid Cell Leukaemia 1)作为BCL2(B-cell lymphoma 2)家族成员,在多种恶性肿瘤(包括前列腺癌)中促进癌细胞存活。尽管MCL1是人类恶性肿瘤中最常扩增的基因之一,但其在mCRPC中的作用机制尚未明确。此外,MCL1可能参与对雄激素剥夺疗法(ADT)和DNA损伤化疗的耐药过程,并在治疗诱导的衰老前列腺癌细胞中促进存活,这些细胞通过衰老相关分泌表型(SASP)促进肿瘤增殖和转移,近年来被发现在内分泌
来源:Nature Communications
时间:2025-10-09