腦科學日報:腸道微生物或可防輻射;吸菸與精神問題有什麼關係?

2021-01-09 騰訊網

1，Nature | TERRA lncRNA通過形成R-loop結構定位到端粒

來源：BioArt

端粒的主要作用是保持染色體的完整性和控制細胞周期，與衰老和腫瘤的發生密切相關。研究表明，端粒區域具有轉錄活性，可產生一類稱為TERRA (telomeric repeat-containing RNA)的長鏈非編碼RNA (long noncoding RNA)。

近日，來自瑞士洛桑聯邦理工學院的Joachim Lingner教授在Nature發表題為 「RAD51-dependent recruitment of TERRA lncRNA to telomeres through R-loops」的研究，首次揭示了TERRA通過RAD51的作用在端粒區域形成R-LOOP結構，並定位到端粒的機制。該研究提供了一種新的關於lncRNA定位的反式作用(in trans)方式。

2，Kataoka院士Biomaterials：腫瘤微環境pH觸發的藥物作用可增強納米藥物對膠質母細胞瘤的療效

來源：奇物論

如何增強藥物的血液循環穩定性和實效腫瘤特異性給藥被認為是納米醫學實現臨床轉化的關鍵挑戰之一。川崎工業振興研究所Sabina Quader和Kazunori Kataoka院士開發了一種超分子激活、腫瘤細胞內(Tex)pH觸發的納米結構，它可以在體循環中維持膠束結構，並通過感知腫瘤的異質性pH以在瘤內逐步釋放藥物。

實驗將抗癌藥物長春花鹼的衍生物去乙醯長春鹼醯肼(DAVBNH)與脂肪族酮功能化的聚(乙二醇)b-聚(胺基酸)共聚物進行結合以構建了該聚合物膠束。實驗結果表明，這種對Tex-pH敏感的DAVBNH膠束(Tex-micelle)在原位膠質瘤(GBM)模型中是有效和安全的。與游離的DAVBNH相比，該膠束可以使得移植型GBM腫瘤模型的中位生存期延長1.4倍，同基因GBM模型的中位生存期延長2.6倍。

3，《科學》突破性發現：腸道微生物或可防輻射

來源：小柯生命

電離輻射會導致急性輻射綜合症，從而導致造血、胃腸道和腦血管損傷。美國北卡羅萊納大學教堂山分校Jenny P. Y. Ting研究組，利用輻射倖存者的多組學分析發現了能夠輻射保護的微生物和代謝物。研究成果發表在10月30日出版的《科學》上。

研究人員調查了從高劑量輻射中恢復到正常壽命的小鼠種群。細菌類群Lachnospiraceae和Enterococcaceae成員的豐度升高與放射後造血功能恢復和胃腸道修復有關。代謝組學揭示了這些小鼠糞便中微生物來源的丙酸和色氨酸代謝產物的濃度增加。這些代謝物的使用可引起長期的放射防護，減輕了造血和胃腸症候群，並降低了促炎反應。

4，吸菸與精神問題有什麼關係？84萬人數據揭示相關遺傳因素

來源：學術經緯

是否吸菸和是否曾經吸過煙與是否飲酒、抑鬱、精神分裂或肺病、冠狀動脈疾病、糖尿病、肥胖症之間存在顯著正相關

最近，由耶魯大學科學家主導的一支研究團隊，開展了一項大型的全基因組關聯研究（GWAS），總共對842717人的吸菸軌跡（當前吸菸，過去吸過煙，從未吸過煙）和基因組測序數據進行了薈萃分析。研究人員由此揭示了與引發吸菸有關的99個基因位點，以及與戒菸有關的13個基因位點。這項研究發表於《自然》旗下子刊Nature Communications。

這些結果一方面驗證了先前已知的一些基因與吸菸有關，例如CHRNA3，一種編碼乙醯膽鹼受體亞基A3的基因，它與尼古丁的作用有關。更重要的是，這項研究還找到了18個新的基因位點和吸菸有關。有一些基因引起了研究人員的特別關注。例如，DRD2和BDNF的變異體與染上菸癮有關，而它們同時也是在精神病學中被廣泛研究的兩個基因。Xu教授指出，一個人的吸菸軌跡與其他精神障礙和疾病有很高的遺傳相關性。

5，MIT用19個神經元實現自動駕駛控制，靈感來自秀麗隱杆線蟲

來源：量子位

最近，來自MIT CSAIL、維也納工業大學、奧地利科技學院的團隊已經開發了一種基於線蟲大腦的新型AI系統。研究成果登上了最近的《自然·機器智能》雜誌。

他們發現，具有19個控制神經元的單個算法，通過253個突觸將32個封裝的輸入特徵連接到輸出，可以學習把高維輸入映射到操縱命令。這種新的AI系統用少量人工神經元控制車輛轉向。而基於CNN和LSTM的神經網絡打造同樣的自動駕駛系統，網絡結構則要複雜得多。

6，蘇州大學Nat. Electron.封面: 基於二維材料、用於人工神經網絡的高密度憶阻陣列的晶圓級集成！來源：知社學術圈

h-BN基憶阻器的雙極型阻變，及其在神經態計算中的應用

近日，蘇州大學Mario Lanza課題組在Nature子刊Nature electronics上發表了題為「Wafer-scale integration of two-dimensional materials in high-density memristive crossbar arrays for artificial neural networks」的封面文章。二維材料六方氮化硼（h-BN）可以作為高密度憶阻陣列的阻變材料，構建可用於圖像識別的人工神經網絡的器件。

所用二維材料h-BN由化學氣相沉積法（CVD）獲得，由該方法所獲得h-BN基憶阻陣列器件成品率高達98%，且表現出超低的周期間差異性（低至1.53％）和出色的器件間差異性（低至5.74％）。圖像分類器的仿真結果表明，所測得的器件I-V曲線的均一性足以匹配理想軟體實現所需的精度。

7，文獻進，產物出！"AI化學家"顛覆傳統化學研究過程，有望在製藥行業激發變革性突破

來源：學術頭條

多步驟化學合成自動化

近年來，自動化在化學領域的應用在一定程度上幫助化學家簡化了繁複的實驗研究，尤其是隨著人工智慧的發展，基於機器學習的 「AI化學家」 更是提升了實驗的效率和準確性，在化學研究領域釋放出更多紅利。

如今，來自英國格拉斯哥大學（University of Glasgow）Cronin 實驗室的化學家們在自動化化學合成領域取得了開拓性成果——他們開發了一個軟體，可以將學術論文轉化為可執行的程序，即實現了「文獻進，產物出（Paper in, product out）」的過程，且研究人員無需學習代碼就可以編輯。相關工作以 「A universal system for digitization and automatic execution of the chemical synthesis literature」 為題，在線發表在頂級科學期刊《科學》（Science）上。

8，什麼時間運動最好？

來源：MedSci梅斯

對於女性來說，女性最常見的癌症是乳腺癌。對於男性來說，前列腺癌是男性最常見的癌症之一。最近發表在International Journal of Cancer的一項病例對照研究表明，與不運動的參與者相比，清晨（8-10點）運動對乳腺癌和前列腺癌均有保護作用。

前文閱讀

1，腦科學日報：調控大腦尺寸的基因；孕婦為什麼吃的多?

2，腦科學日報：NHGRI人類基因組學新計劃；一腦多用的後果

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    2，Nature | 腦腸軸的又一新證據——腸道菌調控交感神經節活動性來源：BioArt存在感受腸道菌的環路，可控制投射至腸道的交感神經活動性外周神經系統中，自主神經系統(也稱植物神經系統)其中，腸道菌組成的改變足以激活腸投射神經元。此外，交感神經系統所釋放的信號也可影響基因轉錄水平的改變。
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    來源：轉化醫學 韓國大腦研究所(KBRI，由Suh Pann-ghill領導)近日宣布，由Mun Ji-young博士領導的研究小組揭示了由人類腸道微生物失衡導致自閉症的機制。這一發現發表國際科學雜誌Molecular Brain上。
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  • 張志剛：沉浸在腸道微生物研究中的科學痴迷者
    人體內大約有30萬億個細胞，微生物的數量大約為39萬億，它們與所有生命體共生共存，是這個星球真正的主人。自17世紀列文虎克發現微生物以來，再到19世紀中期微生物學科的建立，腸道微生物學研究逐漸成為這門學科的一個重要分支，在各個領域研究中充當著跨界者的角色。無數的科學家們不惜窮盡一生去探尋腸道微生物學中的奧秘，而雲南大學研究員張志剛便是其中的一個。
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    浙江大學腦科學與腦醫學學院段樹民院士和高志華教授的團隊巧妙地將逆向示蹤病毒注射至大鼠的神經垂體，利用病毒沿軸突高效逆向轉運的特性，點亮整個下丘腦-神經垂體系統（HNS）。團隊繼而與華中科技大學武漢光電國家研究中心龔輝教授團隊合作，利用自主開發的螢光顯微光學切片斷層成像（fMOST）技術，對大鼠全腦進行成像並首次完成了HNS高解析度的三維重構。
  • 腦科學日報：機器人也開始"怕疼"了；午睡時間與代謝疾病的關係
    ，並將其移植到免疫缺陷小鼠腦區（前額葉皮層）後可建立皮層下跨腦區投射，移植後的人腦類器官與宿主神經環路發生整合併促進免疫缺陷小鼠行為學改善。研究發現自閉症兒童的解毒酶及其通路存在明顯缺陷，腸道微生物排毒功能受損導致毒素積累和線粒體功能障礙，這是自閉症發病機理的核心組成部分。這項研究為腸道菌群與自閉症之間的關聯提供了新的證據，也為通過恢復自閉症患者微生物排毒能力來治療自閉症患者鋪平了道路。
  • 抑鬱症,恐懼,壓力和腸道微生物群脫不開的關係
    從腸道內的微生物和細胞釋放的化學物質可直接導致迷走神經和迷走神經支配的大腦區域的電活動變化。迷走神經的活動眾所周知會影響人類行為。實際上，植入刺激該神經的電子設備（迷走神經刺激器）可以有效地治療患有嚴重的，對治療有抵抗力的抑鬱症和癲癇症的患者。越來越多的研究表明，與健康對照組相比，患有多種精神疾病的人傾向於具有不同的腸道菌群模式。
  • 《科學》突破性發現！腸道微生物也許可以防輻射
    Ting研究組，利用輻射倖存者的多組學分析發現了能夠輻射保護的微生物和代謝物。這一研究成果發表在2020年10月30日出版的《科學》上。研究人員調查了從高劑量輻射中恢復到正常壽命的小鼠種群這些「精英倖存者」擁有獨特的腸道菌群，這些菌群在輻射後壯大，並在無菌和常規飼養的小鼠中免受輻射引起的損害和死亡。細菌類群Lachnospiraceae和Enterococcaceae成員的豐度升高與放射後造血功能恢復和胃腸道修復有關。
  • 腦科學日報:「乙醯輔酶A」可逆轉衰老;維生素D不能預防抑鬱症
    研究發現：1）益生菌給藥對腦神經肽組的重塑呈現時空和菌株特異性模式，腦肽與腸道微生物組改變顯著相關，其中，腸血管活性肽與Anaerotruncus顯著相關；2）海馬區對益生菌給藥的響應最為敏感；3）熱滅活的益生菌也具有活性，4）調控呈現「腸-腦」和「微生物-腸-腦」模式。