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通过SLC12载体在原子尺度上实现的氯离子依赖性阳离子转运
SLC12基因家族编码了一类电中性氯离子依赖性阳离子转运蛋白,包括钠-氯(Na-Cl)、钾-氯(K-Cl)以及钠-钾-2氯(Na-K-2Cl)共转运蛋白。这些蛋白在维持细胞和机体的稳态中扮演着重要角色。近年来,通过原子级别的结构解析,我们对这些转运蛋白在健康与疾病状态下的运作机制以及它们如何成为治疗干预的目标有了新的理解。整体而言,SLC12转运蛋白的冷冻电镜(cryo-EM)结构确认了一些传统生化和分子方法已知的关键特征,如12个跨膜结构域(TMDs)的存在以及形成功能性二聚体的能力。此外,这些结构还揭示了一些此前未知的特征,例如战略性的盐桥,这些盐桥有助于解释转运蛋白如何保持在特定构象中。
来源:Annual Review of Physiology
时间:2025-08-12
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上皮Na+通道、免疫细胞与盐分
钠离子通道(ENaC)在调节血压方面起着重要作用,尤其是在肾脏的远端肾小管中。ENaC不仅在上皮组织中表达,还被发现存在于非上皮组织中,其活动可能影响血压调节机制。这种通道的结构由三个主要亚基α、β和γ组成,它们在细胞膜上形成一个通道孔,允许钠离子通过,同时限制钾离子的通透性。这些亚基之间通过特定的相互作用调控通道的开放状态,并且在某些情况下,可以被蛋白酶切割,从而改变其功能特性。例如,蛋白酶在特定位置对α和γ亚基进行切割,释放出抑制性结构域,使通道进入更高活性状态。这种机制在多种生理和病理条件下都可能发挥作用,包括高血压的形成。ENaC的调控涉及多个复杂的信号通路。其中,醛固酮是一个重要的调
来源:Annual Review of Physiology
时间:2025-08-12
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健康与疾病状态下人类红细胞的钙稳态:PIEZO1(质膜钙泵)与Gardos通道的相互作用
钙离子在人体红细胞(RBCs)的体积稳态调节中扮演着关键角色。红细胞在循环系统中通过钙离子的调控机制维持其正常的形态和功能,这一过程涉及一系列复杂的生理和病理反应。本文旨在通过回顾关键的实验发现,探讨钙离子如何通过其与红细胞膜上的相关通道和泵的相互作用,影响红细胞的水合状态,并进一步揭示钙离子在红细胞疾病中的作用,特别是镰状细胞病(sickle cell disease, SCD)的病理机制。红细胞是血液中最重要的细胞之一,其主要功能是运输氧气。红细胞的体积和渗透压调控对维持正常的血液循环至关重要。钙离子在这一过程中起到核心作用,其浓度的变化不仅影响红细胞的代谢,还可能引发一系列细胞形态和功能
来源:Annual Review of Physiology
时间:2025-08-12
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神经系统中由细胞自身调控的钙通道
细胞内的钙离子信号传导机制是神经系统的复杂功能之一,其中一种关键的机制被称为“存储激活钙离子进入”(Store-operated Ca²⁺ entry, SOCE)。SOCE通过细胞膜上的Orai家族钙通道,在细胞质内钙离子储备被耗尽后,从细胞外环境中摄取钙离子,从而维持细胞内钙离子平衡并触发一系列生理反应。这一机制不仅存在于免疫细胞,还广泛存在于神经元、星形胶质细胞和小胶质细胞中。SOCE的激活涉及与内质网(endoplasmic reticulum, ER)钙离子传感器STIM1和STIM2的交互作用,通过一种独特的“内向外”门控过程,将钙离子通过细胞膜通道引入细胞质中。随着研究的深入,S
来源:Annual Review of Physiology
时间:2025-08-12
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淋巴系统的运输与免疫功能
淋巴系统是人体内一个至关重要的生理结构,它不仅在维持组织间质液平衡、吸收肠道中的脂质,还承担着协调免疫细胞的相互作用和流动等多重功能。近年来,随着对淋巴系统研究的深入,其在多个生理过程中的作用被进一步揭示,例如逆向胆固醇转运、控制脑脊液的流出、眼房液的引流、干细胞的保护性微环境构建以及支持器官生长和修复的淋巴内皮细胞(LEC)来源因子等。这些新发现表明,淋巴系统在人体健康和疾病中扮演着更加复杂和关键的角色。在淋巴系统的运输功能方面,其主要任务是重新吸收多余的组织间质液和蛋白质,并将其送回中央静脉。淋巴系统中的毛细血管具有特殊的结构,如“按钮”形的LEC-LEC连接,这些连接不仅有助于液体的吸收
来源:Annual Review of Physiology
时间:2025-08-12
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从基于肌肉的非颤抖性产热机制到哺乳动物的恶性高热
肌肉是哺乳动物维持核心体温的重要器官,其核心体温通常维持在约37°C。在维持这一温度的过程中,肌肉通过一种称为非颤抖产热(nonshivering thermogenesis, NST)的机制来生成热量。这种产热机制并不依赖于肌肉的收缩,而是通过细胞内钙离子(Ca²⁺)的动态调控,协调细胞膜、肌浆网(sarcoplasmic reticulum, SR)和线粒体之间的活动,从而实现热量的持续生成。这种机制被称为基于肌肉的非颤抖产热(muscle-based nonshivering thermogenesis, MB-NST)。MB-NST在哺乳动物中具有重要的生理意义,同时也可能引发一些病理
来源:Annual Review of Physiology
时间:2025-08-12
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将运动视为一种“线粒体疗法”:运动处方如何影响线粒体对训练的适应性变化?
线粒体生物学视角下的运动处方优化研究进展摘要:运动作为线粒体医学的重要干预手段,其处方设计需系统考虑运动类型、强度、频率、时长及总负荷等变量对线粒体多维度特征的影响。最新研究表明,不同运动处方变量通过调节线粒体生物合成、呼吸功能及动态行为等途径产生差异化适应效应,为精准制定运动干预方案提供了理论依据。一、运动与线粒体互作的生物学基础线粒体作为细胞能量代谢的核心单元,其功能状态直接影响机体整体健康。运动通过机械负荷、代谢压力及氧化应激等多重机制激活线粒体适应应答。研究证实,持续运动刺激可诱导线粒体数量增加(生物合成)、酶活性提升(氧化磷酸化功能强化)、形态结构优化( cristae密度增加)及动
来源:Annual Review of Physiology
时间:2025-08-12
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心脏是一台“智能泵”:弗兰克-斯塔林定律与安雷普效应的机械转导机制
心脏作为人体循环系统的核心器官,其功能不仅依赖于神经和激素调控,还依赖于其内在的机械调控机制。近年来,研究者们发现心脏内部存在两种重要的机械调控机制:Frank-Starling机制和Anrep效应。这两种机制共同作用,使心脏能够根据外部负荷的变化自动调节其收缩力,从而维持心脏输出量的稳定。本文将从科学角度深入探讨这些机制的内在联系、作用方式、分子基础及其在健康与疾病状态下的意义。### Frank-Starling机制与Anrep效应的内在联系Frank-Starling机制和Anrep效应在心脏的收缩调控中具有不可分割的协同作用。Frank-Starling机制是一种长度依赖性激活机制,其
来源:Annual Review of Physiology
时间:2025-08-12
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缺血性心脏病中心脏功能电异质性的机制及其影响
心脏是人体中最为复杂的器官之一,其功能依赖于高度协调的电信号传递。正常的心脏组织中,电信号的传播并非完全均匀,而是存在内在的电生理异质性。这种异质性在维持心脏正常激活和复极化过程中起着关键作用,而当心脏疾病发生时,这种电生理特性会被改变,从而增加心律失常的风险,并影响心脏的整体功能。本文旨在探讨心脏电生理异质性在心脏功能和疾病发展中的作用,特别是以缺血性心脏病为例,说明不同阶段的不良电生理重塑如何导致患者临床表现的多样性。此外,文章还回顾了当前的心律失常机制、患者表型、风险评估方法和治疗策略,并介绍了计算方法如何利用人类电生理异质性促进基础和转化性研究。心脏的电生理异质性主要源于细胞类型差异和
来源:Annual Review of Physiology
时间:2025-08-12
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心房健康与心房颤动状态下电生理学及钙代谢的性别差异
在心脏疾病的研究和治疗中,生物性别差异一直被忽视。然而,近年来对心脏病理生理学中性别差异的重视,促使科学界在研究和临床试验中纳入两性样本,从而推动了对心脏疾病研究的进展。然而,关于正常心脏生理中的性别差异,尤其是心房(atria)方面,我们仍知之甚少。心房是心脏中最常见的心律失常——心房颤动(atrial fibrillation, AF)的主要发生部位,而AF与结构、电生理和钙离子处理的重塑有关,这些改变可能导致患者的疾病负担和死亡率增加。尽管已知AF在男女之间的发病时间、患病率、临床表现和预后存在差异,但目前对AF发生的性别特异性基础表型仍缺乏深入了解。因此,本文综述了当前关于心房生理学中
来源:Annual Review of Physiology
时间:2025-08-12
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综述:幼年特发性关节炎能否被治愈?
幼年特发性关节炎(JIA)作为儿童最常见的风湿性疾病,其治疗前景正迎来革命性转变。这种以慢性滑膜炎为特征的疾病,目前虽无法根治,但科学界正在从基因层面揭开其神秘面纱。Etiology and pathophysiology of juvenile idiopathic arthritis研究表明JIA的发病机制犹如精密仪器失控:高度多态性的HLA区域基因变异与LACC1、UNC13D等单基因突变共同构成遗传基础,非编码区SNPs通过染色质结构调控影响基因表达。免疫系统的"叛变"尤为关键——淋巴细胞、单核细胞等免疫细胞异常活化,IL系列细胞因子形成级联炎症反应,最终导致关节滑膜这个"润滑系统"发
来源:Current Opinion in Immunology
时间:2025-08-12
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综述:慢性淋巴细胞白血病治疗的心血管安全性结局:系统性和靶向文献综述
引言慢性淋巴细胞白血病(CLL)作为一种血液系统恶性肿瘤,主要影响70岁以上的老年人群。随着靶向药物如布鲁顿酪氨酸激酶抑制剂(BTKis)和BCL-2抑制剂(venetoclax)的应用,疗效显著提升,但心血管(CV)毒性问题日益凸显。本文通过系统性文献综述(SLR)和靶向文献综述(TLR),首次全面评估了CLL治疗与CV结局的关联。研究方法研究团队检索了2012-2023年Embase和MEDLINE数据库,纳入55项干预试验(SLR)和24项观察性研究(TLR)。CV结局包括房颤(AF)、心力衰竭、心肌梗死等,采用年度化发生率(AIRs/1000患者年)进行跨研究比较。关键发现1. 房颤风
来源:Critical Reviews in Oncology/Hematology
时间:2025-08-12
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综述:PD-1/PD-L1抑制剂在晚期不可切除食管鳞状细胞癌患者亚组中的疗效荟萃分析
背景食管癌是全球癌症相关死亡的第六大病因,其中鳞状细胞癌(ESCC)在亚洲和发展中国家占主导地位。由于早期症状隐匿,多数患者确诊时已属晚期,5年生存率不足20%。近年来,靶向PD-1/PD-L1通路的免疫检查点抑制剂(ICIs)通过阻断肿瘤免疫逃逸机制,为ESCC治疗带来突破。方法研究团队遵循PRISMA指南,系统检索截至2025年2月的13项随机对照试验(n=6672),采用随机效应模型评估风险比(HR)。重点分析一线(ICIs+化疗)与二线(ICIs单药)疗效差异,并基于年龄、吸烟状态、PD-L1表达(CPS/TAP评分)等8个亚组进行分层。结果生存获益:一线治疗中ICIs使死亡风险降低3
来源:Critical Reviews in Oncology/Hematology
时间:2025-08-12
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综述:区分人类食管和胃化生转变的细胞标志物图谱
【病理机制篇】化生作为组织对损伤和炎症的适应性反应,在食管和胃中呈现显著差异。食管鳞状上皮在Barrett's食管(BE)中转变为包含胃型和/或肠型细胞谱系的腺体组织,而胃化生则分为幽门化生(胃底腺向幽门腺转化)和胃肠化生(GIM)。GIM又依据细胞分化程度细分为完全型(形成成熟杯状细胞)和不完全型(保留胃黏液细胞特征),这种精细分类对预测癌变风险至关重要。【诊断技术突破】传统(H&E)染色和黏液组化虽能识别化生,但难以捕捉腺体异质性和分子级联事件。最新研究表明,联合检测(TFF3/CDX2/MUC2)等肠化标志物与(MUC5AC/MUC6)等胃型标志物,可准确区分:食管:胃型BE(S
来源:Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology
时间:2025-08-12
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解析Musashi-1蛋白RNA识别机制:基于结构设计的蛋白与RNA变体在体外和体内应用研究
RNA结合蛋白(RBP)在基因表达调控中扮演关键角色,其中Musashi-1(MSI-1)因在神经干细胞维持和癌症发生中的重要作用备受关注。然而,MSI-1长期以来被视为"不可成药"靶点,其RNA识别机制尤其是串联RNA识别基序(RRM)结构域的协同作用机制尚不明确。意大利佛罗伦萨大学磁共振中心(CERM)与多国团队合作,通过多学科方法揭示了这一难题的分子基础。研究采用核磁共振(NMR)解析MSI-1 RRM1-2串联结构域的动态特性,结合表面等离子共振(SPR)定量结合动力学,并创新性地运用计算工具RRMScorer设计蛋白突变体(如E180N/K182M双突变体)和RNA变体(如CAG修饰
来源:Nucleic Acids Research
时间:2025-08-12
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血清代谢组学揭示新型诊断标志物:胞壁酸等六种代谢物可精准鉴别黑色素瘤患者
在全球范围内,黑色素瘤的发病率和死亡率持续攀升,预计到2040年每年新增病例将达50万例。这种恶性皮肤肿瘤不仅威胁老年人健康,更成为青壮年群体中最常见的癌症之一。目前临床诊断主要依赖组织病理学检查,缺乏可靠的血清学标志物,而传统指标如乳酸脱氢酶(LDH)和S-100蛋白仅适用于疾病监测。面对这一临床困境,瑞士苏黎世大学医院(University Hospital Zurich)的研究团队开展了一项开创性研究,通过代谢组学技术揭示了黑色素瘤特异的血清代谢特征。研究人员采用非靶向代谢组学方法,在探索性队列(87例患者)和验证队列(37例晚期患者)中分析了1,466种血清代谢物。研究运用Agilen
来源:Cell Reports Medicine
时间:2025-08-12
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脓毒症中循环游离DNA清除障碍揭示肝脏功能受损主导疾病进程
脓毒症作为全球每年导致1100万人死亡的危重症,其病理机制和早期诊断始终是重症医学领域的重大挑战。传统生物标志物如CRP和降钙素原虽广泛应用,但难以反映器官特异性损伤。循环游离DNA(cfDNA)作为新兴液体活检标志物,在肿瘤和产前诊断中表现突出,但其在脓毒症中的生物学特征和临床价值尚不明确。牛津大学(University of Oxford)的研究团队通过创新性的多组学研究,揭示了cfDNA在脓毒症中的独特景观。研究采用十一种转化酶辅助吡啶硼烷测序(TAPS)技术,对46例脓毒症患者和12名健康对照的86份血浆样本进行全基因组甲基化分析,同步检测片段分布和末端基序特征。通过整合单细胞转录组数
来源:Cell Genomics
时间:2025-08-12
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跨祖先群体血浆蛋白质组与代谢组遗传调控图谱揭示2型糖尿病特异性分子效应物
在人类遗传学研究领域,2型糖尿病(T2D)一直是科学家们重点攻克的复杂疾病。尽管近年来全基因组关联研究(GWAS)已鉴定出数百个T2D风险位点,但一个关键问题始终悬而未决:这些遗传变异如何通过分子层面的变化最终导致疾病发生?更令人担忧的是,现有研究主要基于欧洲血统人群,占全球人口不到16%的群体数据能否真正指导全人类的精准医疗?这种"欧洲中心主义"的研究偏差,使得我们对于非洲等其它祖先群体中T2D发病机制的理解存在巨大空白。华盛顿大学医学院(Washington University School of Medicine in St. Louis)的研究团队在《Nature Communica
来源:Nature Communications
时间:2025-08-12
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tRNAProL中m1G37修饰通过抑制四碱基配对阻止+1移码的分子机制
12345678978854321在蛋白质合成过程中,核糖体必须严格维持mRNA的阅读框架以确保翻译准确性。然而,某些特殊序列如富含重复核苷酸的"滑动密码子"容易导致核糖体发生移码错误,产生功能异常的毒性蛋白。tRNAPro家族成员尤其容易在缺乏N1-甲基鸟苷(m1G37)修饰时诱发+1移码,但其分子机制尚不明确。美国埃默里大学(Emory University)的研究团队通过整合smFRET和冷冻电镜技术,系统研究了tRNAProL(GGG反密码子)在核糖体上的动态行为。研究发现m1G37修饰能显著改变tRNA的构象能量景观:在滑动密码子CCC-C背景下,未修饰tRNAProL更易形成P/E
来源:Nature Communications
时间:2025-08-12
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贝叶斯多模型推断提升细胞信号转导预测准确性:以ERK通路为例
在细胞生物学领域,理解复杂的信号转导网络如同破解生命活动的密码本。其中,细胞外调节激酶(ERK)信号通路作为调控细胞增殖、分化的核心通路,其动态特性一直是研究热点。然而,由于细胞内中间步骤难以完全观测,科学家们常需依赖简化假设建立数学模型,导致同一通路存在多种模型版本。这种"模型不确定性"严重影响了预测可靠性——就像用不同比例尺的地图导航,可能得到截然不同的路线规划。针对这一挑战,加州大学圣地亚哥分校(University of California, San Diego)的研究团队在《Nature Communications》发表创新研究。他们开发了贝叶斯多模型推断(MMI)框架,通过整合
来源:Nature Communications
时间:2025-08-12