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借助脑图谱先验知识的磁共振成像全生命周期通用颅骨剥离模型:解锁大脑影像分析新境界
在脑部磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)中,有一个成像预处理步骤是从图像中去除颅骨和其他非脑组织。然而,这种颅骨剥离(Skull-stripping)过程的方法,常常难以应对不同医学站点间存在的巨大数据异质性,以及人一生中组织对比度的动态变化。在此,有一种用于磁共振成像的颅骨剥离模型被报道,它通过利用来自脑图谱的个性化先验知识,实现了全生命周期的通用性。该模型包含一个大脑提取模块,可对图像中的脑组织进行初步估计;还有一个配准模块,能从特定年龄的脑图谱中导出个性化先验信息。研究人员利用从 18 个站点收集的、采用多种成像协议和扫描仪获取的 21334 个涵
来源:Nature Biomedical Engineering
时间:2025-01-23
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肠道微生物源苯乙酰谷氨酰胺(PAGln):加速宿主细胞衰老的关键 “推手” 及其抗衰老潜在疗法
摘要:肠道微生物群(Gut microbiota)在衰老过程中对宿主健康起着至关重要的作用。然而,肠道微生物群引发细胞衰老(cellular senescence)的机制以及对人类衰老的后续影响仍不清楚。在此研究中发现,苯乙酰谷氨酰胺(PAGln)—— 一种与肠道微生物群相关的代谢物,能够促使宿主细胞衰老。研究结果表明,肠道微生物群会随年龄变化,导致老年人苯乙酸(PAA)及其下游代谢物 PAGln 产量增加。在细胞模型和小鼠模型中均证实了 PAGln 诱导的衰老表型。进一步实验揭示,PAGln 通过肾上腺素能受体(ADR)- 腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)信号通路诱导线粒体功能障碍(mitoc
来源:Nature Aging
时间:2025-01-23
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体细胞突变揭秘表观遗传衰老:二者紧密关联为衰老研究开辟新径
DNA 甲基化标记(DNA methylation marks)近来被用于构建名为表观遗传时钟(epigenetic clocks)的模型,该模型可预测实际年龄。由于胞嘧啶(cytosine)的甲基化会促进 C 到 T 的突变,研究人员推测,随年龄增长而观察到的甲基化变化应反映体细胞突变(somatic mutations)的累积,且二者应能得出类似的衰老估算结果。在对 9331 名人类个体的多模态数据(multimodal data)进行分析时,研究人员发现,CpG 突变确实与甲基化变化相吻合,不仅在突变位点,而且在 ±10 千碱基范围内的整个甲基化组(methylome)都发生了普遍重塑。
来源:Nature Aging
时间:2025-01-23
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绝经后女性膝骨关节炎(KOA)高发之谜揭秘:17β- 雌二醇与孕酮缺失的关键影响
绝经引发的 17β- 雌二醇(17β-estradiol)和孕酮(progesterone)缺失会增加小鼠软骨的衰老标记物、导致细胞外基质分解和退化。绝经后女性患膝骨关节炎(KOA)的几率比男性更高,但造成这种差异的机制尚不明确。最常用的临床前模型缺乏与人类相关的绝经表型,这可能导致人们对 KOA 发病机制中的性别差异理解不全面。在这项研究中,研究人员用化学方法诱导中年(14 - 16 个月)C57/BL6N 雌性小鼠绝经。在追踪 KOA 随时间变化的轨迹时,他们发现,与未绝经的对照组相比,绝经会加剧软骨退化。网络医学分析显示,绝经导致的 17β- 雌二醇和孕酮缺失会增加细胞衰老和细胞外基质分
来源:Nature Aging
时间:2025-01-23
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构建小鼠 GATA2 缺陷模型:R396Q 突变如何搅乱正常造血?
在生命的长河中,造血干细胞(HSC)就像神奇的 “魔法种子”,能分化出各种血细胞,维持身体的正常运转。然而,有一种名为 GATA2 缺陷的疾病却像 “恶魔” 一般,威胁着 HSC 的正常功能。这是一种常染色体显性遗传的免疫功能障碍和骨髓衰竭疾病,极易引发白血病。目前,虽然发现了一些与 GATA2 缺陷相关的二次突变,可疾病进展的具体机制却一直是个谜。这就好比在黑暗中摸索,找不到前进的方向。为了揭开这个谜团,来自美国圣犹大儿童研究医院(St. Jude Children’s Research Hospital)等机构的研究人员踏上了探索之旅。研究人员构建了 Gata2R396Q/+小鼠模型,这个
来源:Leukemia
时间:2025-01-23
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AI 助力数字健康干预:改善血糖控制与体重管理的新突破
在当今数字化时代,健康管理正经历着巨大变革。随着生活方式的改变和人口老龄化加剧,糖尿病及其前期病症的患病率不断攀升,预计到 2050 年,全球将有 13 亿人患 2 型糖尿病(T2D) 。传统的糖尿病预防和管理方法,如糖尿病预防计划(DPP),虽有一定成效,能降低患 T2D 的风险,但存在诸多问题。其依赖定期临床就诊、一对一指导和自我报告数据,给用户带来沉重负担,导致参与度低,且成本高昂,限制了其普及。此外,连续血糖监测(CGM)系统虽为糖尿病管理带来新希望,可让患者及时调整饮食、运动和药物,但对于非胰岛素治疗的人群,长期使用不仅身体负担大,经济成本也高,且难以看到即时收益。在这样的背景下,开
来源:npj Digital Medicine
时间:2025-01-23
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大语言模型助力观察性研究病例判定:标准化患者档案审查的创新突破
在当今医疗研究领域,数据的二次利用已经成为一种趋势。行政索赔和电子健康记录(EHRs)这些原本并非为研究目的而收集的数据,被广泛应用于观察性研究中。然而,这些数据存在着诸多局限性,由于其并非为特定研究问题量身定制,往往缺乏精准信息 。比如在探究某些疾病的发生发展机制时,从这些数据中难以直接获取关键变量,研究人员不得不从现有的诊断代码、实验室测试等标记中推断重要信息 。为了提取有价值的健康结果,研究人员通常会制定概念性病例定义,进而推导出操作性定义,也就是所谓的表型算法。但这些算法的准确性至关重要,它直接关系到研究结果的可靠性。传统的验证方法是进行繁琐的图表审查,需要耗费大量时间和人力,而且审查
来源:npj Digital Medicine
时间:2025-01-23
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“AI-TA” 数字人文项目:助力年轻乳腺癌幸存者对抗早衰,促进性别健康公平
在全球范围内,乳腺癌是女性群体中最为常见的癌症类型。想象一下,那些正值青春年华的女性,原本有着美好的生活规划,却突然被乳腺癌的阴影笼罩。年轻乳腺癌幸存者(YBCSs)在战胜癌症后,却面临着一个严峻的问题 —— 早衰(premature frailty)。这可不是简单的身体虚弱,它包括身体、心理和社会功能等多方面的快速衰退。许多 YBCSs 在接受癌症治疗后,身体变得越来越差,容易疲劳、肌肉流失、身体活动能力下降;心理上,焦虑、抑郁等负面情绪时常袭来;在社会层面,她们因为身体和心理的变化,难以承担原本的家庭和社会角色,社交圈子变小,社会支持减少。这种早衰现象不仅严重影响了 YBCSs 的生活质量
来源:npj Digital Medicine
时间:2025-01-23
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人工智能二维图像法在体脂率评估中的突破性进展:与DXA金标准的对比验证研究
在健康管理和临床实践中,准确评估体脂率(Body Fat Percentage, BFP)对肥胖相关疾病的预防和干预至关重要。然而,当前金标准双能X线吸收法(DXA)虽精度高,却存在设备昂贵、辐射暴露和操作复杂等局限;而生物电阻抗分析(BIA)、皮褶厚度测量等便携方法又易受操作者经验、 hydration status(水合状态)等因素干扰。如何开发一种兼具准确性、便捷性和低成本的新技术,成为亟待解决的难题。为此,来自里约热内卢联邦大学的研究团队在《npj Digital Medicine》发表了一项突破性研究,首次系统验证了基于人工智能的二维图像分析法(AI-2D photo)与DXA的一致
来源:npj Digital Medicine
时间:2025-01-23
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MIIC-SDG 算法:平衡合成健康数据质量与隐私的创新之选
在医疗领域,随着临床试验患者招募数量的不断攀升以及现实生活中健康相关数据集的大量收集,数据隐私保护的重要性日益凸显。一方面,促进新的研究计划、推动数据共享对生物医学研究的发展至关重要;另一方面,现有的监管标准,如欧盟《通用数据保护条例》(GDPR),出于数据安全的考虑,对数据共享和二次数据使用施加了诸多限制。传统的匿名化技术,像 k - 匿名性、l - 多样性和 t - 紧密性等,不仅计算成本高昂,还会破坏数据分布,使得数据在许多情况下无法有效利用。近年来,机器学习和深度学习方法虽在合成健康数据方面展现出潜力,但在评估生成数据的质量和隐私时,缺乏统一的方法和指标。在此背景下,来自法国罗氏公司(
来源:npj Digital Medicine
时间:2025-01-23
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饮食与药物联合靶向代谢:为雌激素受体阳性乳腺癌肝转移患者带来新希望
在全球范围内,乳腺癌是女性中最为常见的激素依赖性恶性肿瘤,其中 luminal 雌激素受体阳性(ER+)乳腺癌占比超过 70%。在乳腺癌的诊疗过程中,虽然早期诊断率有所提高,但仍有相当一部分患者在确诊时已处于晚期,发生转移。对于转移性乳腺癌患者而言,他们不仅要承受疾病带来的痛苦,生活质量大幅下降,而且死亡率极高。目前,针对转移性 ER+乳腺癌的治疗主要基于抗雌激素干预,然而,约 40% 的转移性乳腺癌病例会出现 ER 信号改变,导致内分泌治疗耐药,这成为临床治疗的一大挑战。尤其是肝转移的患者,现有治疗手段效果不佳,患者的预后情况堪忧。在这样的背景下,来自美国伊利诺伊大学厄巴纳 - 香槟分校(U
来源:npj Breast Cancer
时间:2025-01-23
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基于自然语言处理与电子健康记录的严重精神障碍前驱期跨诊断动态网络分析
在精神健康领域,严重精神障碍(SMD)包括单相情感障碍(UMD)、双相情感障碍(BMD)和精神障碍(PSY),给患者和社会带来沉重负担。尽管已有研究描述了前驱期症状,但这些症状如何随时间动态演变并相互影响仍不清楚。传统研究方法受限于回顾性偏倚和小样本量,难以捕捉症状间的时序因果关系。英国伦敦国王学院精神病学研究所早期精神病干预与临床检测(EPIC)实验室的Maite Arribas团队联合多国机构,利用南伦敦Maudsley NHS基金会信托机构6462例患者的电子健康记录(EHRs),通过验证过的自然语言处理(NLP)算法提取61个前驱特征,每3个月为一个间隔构建了长达2年的动态时间网络。这
来源:Molecular Psychiatry
时间:2025-01-23
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高通量单细胞 3D 基因组结构与转录组同步解析:解锁大脑衰老奥秘
在生命科学的微观世界里,染色质结构就像一把神秘的钥匙,掌控着基因表达的大门,对生物的发育和疾病进程有着深远影响。过去十年间,虽然单细胞 3D 基因组映射技术取得了一定进展,但现有的单细胞高通量染色体构象捕获(scHi-C)方法在细胞通量上存在明显短板,限制了科研人员对复杂组织中细胞特异性染色质结构变化的深入探索。与此同时,衰老这个生命不可避免的过程,在细胞和系统层面引发着广泛而复杂的变化。特别是在大脑中,衰老不仅导致认知能力下降,还与阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病的发生发展密切相关。尽管单细胞基因组学已为衰老研究带来新的视角,但衰老过程中染色质结构的改变仍未被充分研究。为了攻克这些难题
来源:Cell Discovery
时间:2025-01-23
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解析衰老细胞凋亡启动机制,精准预测衰老细胞裂解疗法的有效性
细胞衰老(Cellular senescence)在与衰老相关的多种疾病中发挥作用,并且癌细胞在这种细胞状态下可能在治疗后存活。已报道的衰老细胞裂解药物(senolytic drug)通过不同的分子机制发挥作用,但在不同的细胞衰老环境中疗效各异,这表明需要预测衰老细胞裂解活性的生物标志物。研究人员利用多参数分析方法,检测衰老表型中常见报道的分子特征,对包括恶性和非恶性细胞在内的多种模型进行分析,这些模型由多种诱导衰老的因素触发。结果发现,这些传统的衰老标志物在识别衰老细胞裂解药物敏感性方面,单变量预测能力较弱。研究人员试图通过定量质谱技术,测量衰老细胞蛋白质组的变化,来识别对常用衰老细胞裂解疗
来源:Cell Death & Differentiation
时间:2025-01-23
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Tenascin-C:骨再生的关键 “助推器”—— 通过炎症巨噬细胞促进骨修复
在人体的骨骼系统中,骨损伤是一个常见且棘手的问题。它不仅威胁着骨骼的稳态,严重时甚至会危及生命安全。目前,虽然我们知道骨再生是一个复杂的过程,涉及血肿形成、炎症反应、抗炎阶段、新骨形成以及愈合组织重塑等多个环节,但对于不同细胞在这一过程中是如何协同作用,最终实现组织修复的机制,仍未完全明晰。尤其是巨噬细胞在骨再生过程中的调控机制,更是充满了未知。这就好比在一场精密的交响乐演奏中,我们知道有巨噬细胞这个 “乐器” 在演奏,但却不清楚它是如何与其他 “乐器” 配合,奏响骨再生这一美妙旋律的。为了揭开这些谜团,中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所、海南医学院以及上海交通大学附属第六人民医院的研究
来源:Cell Death & Differentiation
时间:2025-01-23
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长期摄入玉蕈(Pleurotus cornucopiae):对抗心血管衰老、延长健康寿命的新希望
在全球老龄化加速的浪潮中,许多国家都面临着 “老龄化社会” 的挑战,日本尤为突出,其健康预期寿命和平均预期寿命之间存在着约 10 年的差距,如何缩小这一差距,促进健康老龄化成为亟待解决的难题。年龄相关的身体机能衰退是影响老年人健康的关键因素,其中,心脏功能的衰退与健康寿命的缩短密切相关。即便是在非老年人群中,心脏功能的突然下降也会导致运动不耐受,限制日常活动。而且,衰老过程中,线粒体功能障碍、基因组不稳定、表观遗传变化、自噬功能障碍和慢性炎症等因素,都会导致心脏功能下降,其中活性氧(ROS)的积累起着尤为重要的作用。ROS 会与体内的生物聚合物发生反应,引发脂质过氧化、DNA 突变、蛋白质变性
来源:npj Aging
时间:2025-01-23
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线粒体 DNA 变异:解锁年轻成年期衰老密码的关键
随着全球人口老龄化趋势加剧,老年人在社会中的占比不断上升。如何延缓衰老、提升老年人生活质量成为了科学界关注的焦点。在衰老研究领域,虽然已经知道生物衰老的速度因人而异,且与实际年龄并不完全同步,但对于其背后的具体机制,尤其是线粒体在其中的作用,仍存在许多未知。线粒体作为细胞的 “能量工厂”,其功能异常被认为是生物衰老的关键标志。线粒体 DNA(mtDNA)与核基因组不同,它编码着与能量代谢密切相关的重要基因。然而,mtDNA 突变率较高,这些突变是否会导致年轻成年人过早衰老,此前尚未有明确结论。为了深入探究这一问题,来自捷克马萨里克大学中欧技术研究所(Central European Insti
来源:Translational Psychiatry
时间:2025-01-23
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脊髓损伤后心理社会因素与动态调整机制:基于多因素模型的临床启示
脊髓损伤(SCI)被称为"不死的癌症",患者虽经现代医疗技术挽救生命,却面临终身残疾的严峻挑战。传统康复模式往往聚焦于生理功能重建,却忽视了隐藏在轮椅背后的心理社会危机——约40%患者出现临床级心理困扰,18倍于常人的认知障碍风险,以及疼痛、睡眠紊乱和慢性疲劳的"恶性循环"。这种"身心割裂"的康复模式,正是当年脊髓损伤康复之父Sir Ludwig Guttmann极力反对的。他在1940年代就预见性地将体育运动纳入康复计划,试图通过增强心理韧性来促进社会再融入。然而大半个世纪过去,心理社会因素在SCI康复中的系统整合仍显不足。澳大利亚研究人员Ashley Craig在2023年Sir Ludw
来源:Spinal Cord
时间:2025-01-23
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精准预测美军士兵自杀企图:基于定期健康评估信息的关键突破
人群自杀风险筛查的价值尚不明确。美国陆军的年度体检 —— 定期健康评估(PHA)会对自杀倾向以及其他精神和身体健康问题进行筛查。在 2014 - 2019 年的队列研究中,研究人员使用 PHA 和陆军行政数据(来自 452473 名士兵的 1042796 次 PHA)开发了一个模型,用于预测 6 个月内的非致命和致命自杀企图(SAs) 。该模型旨在确定参与一项计划中的高风险 SA 预防干预措施的资格。PHA 自杀风险筛查问题的价值有限,因为 95% 的 SA 发生在否认有自杀倾向的士兵中。然而,一个包含多种行政预测因素的简单最小绝对收缩和选择算子(LASSO)惩罚回归模型,在测试样本中具有良好
来源:Nature Mental Health
时间:2025-01-23
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解析心理健康社会人口差异中的分析学应用:意义与突破
不幸的是,心理健康服务和治疗存在社会人口差异。为解决这一问题,近期研究开始应用分析方法(即广义的人工智能,尤其是机器学习和深度学习),以识别这些差异,并在可能的情况下,减轻心理健康研究中使用的模型内的偏差。然而,由于此类研究分散在众多期刊和研究背景中,很难了解其研究范围和现状。在此,研究人员对该领域的文章进行了分析。研究人员确定了 2017 年至 2023 年 7 月期间 40 篇与在心理健康社会人口差异背景下使用分析学相关的文章。研究发现,预测、聚类 / 分组和公平性模型在分析的文章中应用最为频繁。这些文章中识别出了许多与心理健康相关的社会人口差异,例如与种族 / 民族、性别、年龄和社会经济
来源:Nature Mental Health
时间:2025-01-23