健康

生物传感器技术的一项重要进展使得能够快速、清晰地检测各种环境中的生物标志物，这得益于“结合激活荧光生物传感器”的发展。一项合作研究努力创建了一个合成生物学平台，简化了此前复杂且昂贵的发现、进化和生产这些生物传感器的过程，为生物医学和环境领域的众多新机会铺平了道路。 生物传感器——利用生物分子识别特定物质的设备——在识别疾病生物标志物、跟踪生物过程中的活性分子以及检测我们周围的毒素和其他有害物质方面具有很大潜力。在最常见的类型中，荧光生物传感器由一个靶标结合生物分子连接到一个发射荧光光的探针构成。然而，传统的荧光生物传感器通常提供的信号较弱，因为它们的荧光探针始终“开启”，需要洗去未结合的生物传感器分子才能获得准确的读数。 “结合激活荧光生物传感器”（纳米传感器）的发展标志着一项重大改进，因为这些传感器仅在与其靶分子结合时才会发光。然而，制造这种纳米传感器的过程相当复杂，因为需要将有效的靶标结合机制与激活荧光的开关结合，同时确保它们紧凑、易于传递且生产成本低。 来自哈佛大学韦斯研究所、哈佛医学院、麻省理工学院和爱丁堡大学的研究团队推出了一个合成生物学平台，简化了小型但强大的纳米传感器的发现、进化和成本有效生产。这些传感器能够通过在短短的几分之一秒内增强其荧光强度达到100倍来识别特定的蛋白质、肽和小分子。该平台的核心是使用新型的荧光氨基酸（FgAAs），这些氨基酸可以通过一种创新的方法集成到靶标结合的小蛋白序列（结合子）中，该方法能够实现遗传密码的体外扩展。该平台的高通量筛选、验证和定向进化过程促进了蛋白结合子向高对比度纳米传感器的快速且经济的发展，适用于基础研究、环境监测、医疗诊断和改进的治疗实践。该研究的结果在自然通讯上进行了报告。 韦斯核心教员成员和本研究的领导者乔治·丘奇博士表示：“我们长期以来一直专注于扩展细胞内的遗传密码，以赋予它们用于研究、生物技术和医学的新功能，而这项研究是在体外努力的有希望的延伸。这个尖端的合成生物学平台克服了许多之前阻碍蛋白质与新化学功能增强的障碍，导致更有效的即时生物传感器，可能影响众多生物医学领域。”丘奇还是哈佛医学院的罗伯特·温索普遗传学教授，并在哈佛大学和麻省理工学院担任健康科学与技术的联合职务。…

最近一项研究确定了与精神分裂症相关的基因，并揭示了一种改变受影响者突触可塑性的机制。研究人员指出，三种蛋白质参与了精神分裂症中突触可塑性受损的过程，这表明了潜在的新治疗选择。在坦佩雷大学研究人员主导的一项研究中，与精神分裂症相关的基因已被绘制出来，揭示了一种干扰此疾病个体的突触可塑性的机制。研究团队强调了三种蛋白质对精神分裂症中突触可塑性功能失调的贡献。这些见解可能为创新治疗策略铺平道路。尽管在揭示与精神分裂症相关的遗传联系方面取得了显著进展，但其潜在的遗传机制仍不清楚。这种不确定性源于研究各个基因或其表达的变异如何影响每位患者的精神分裂症症状或可观察到的特征的困难。最近在计算神经科学方面的发展使研究人员能够通过模拟来研究精神疾病。在一次合作努力中，坦佩雷大学与挪威和美国的研究人员合作，创建了一个计算模型，旨在评估遗传和分子变化对突触可塑性的影响。突触可塑性——神经元之间突触连接随时间增强或减弱的能力——对于学习和记忆至关重要。人们认为这种机制的干扰与精神分裂症的出现有关系。“我们的计算模型表明，某些与精神分裂症相关的基因表达变化可能导致突触可塑性缺陷。我们分析的结果证实了这一结论，在这项分析中，我们修改了全基因组关联研究中的多基因风险评分，以评估与可塑性相关的基因对发展精神分裂症风险的具体影响，”研究文章的首席作者、学院研究员 Tuomo Mäki-Marttunen说道。全基因组关联研究（GWAS）旨在寻找各个基因组区域与特定表型之间的统计联系。这些研究尤其适用于探索像精神分裂症这样的多基因疾病，这种疾病源于众多基因变异的相互作用。“调整后的多基因风险因素与对视觉刺激的反应减弱相关，如我们的合作伙伴进行的脑电图（EEG）所表明的。这说明了某些与可塑性相关的基因中的遗传变异可以预测较弱的 EEG 反应。因此，我们的计算模型已经证明能够更准确地预测精神分裂症的可塑性破坏，”Mäki-Marttunen…

前列腺癌的新治疗悖论出现了：阻断睾酮的产生可以在早期阶段停止肿瘤生长，而增加睾酮水平可能会减缓更晚期病例的疾病进展。这种关于不同睾酮水平如何影响前列腺肿瘤的相互矛盾的信息阻碍了利用这一现象的新的治疗方法的创造。 然而，在杜克癌症研究所的唐纳德·麦克唐纳（Donald McDonnell）博士指导下进行的一项最新研究，发表在《自然通讯》上，为这一问题提供了有价值的见解。 研究团队发现，前列腺癌细胞具有一个内置机制，使它们能够在睾酮水平极低时繁殖。相反，当睾酮水平上升到健康前列腺的典型水平时，癌细胞开始成熟。 “多年来，前列腺癌内分泌治疗的目标一直是完全抑制雄激素受体的功能，即检测睾酮水平的蛋白质，”首席研究员拉希德·萨菲（Rachid…

研究人员利用先进的X射线成像技术观察颈部在用力任务中的运动，发现长期的颈部劳损会导致肌肉疲劳，进而加重颈椎曲度并导致颈部疼痛。在当今世界，学习语言、发送电子邮件、参加在线课程或与全球的亲人联系等任务都可以通过智能手机上的一个按钮来完成。然而，这种便利却以增加颈部疼痛为代价。久坐的生活方式和长时间使用手持设备和电脑的增加，导致颈部不适显著增加。虽然长期以来人们怀疑颈部肌肉的疲劳会导致疼痛，但导致脊柱和肌肉虚弱的具体机械变化之前并不清楚。德克萨斯大学A&M分校的研究人员利用先进的X射线成像技术确定，持续的颈部用力导致肌肉疲劳，进而增加颈椎曲度并助长颈部疼痛。研究结果发表在《国家科学院院刊》上。“我们讨论的是颈部在保持某些姿势时的微妙运动，这些运动很难记录。由于颈部内部的众多组成部分或‘运动节段’，这些运动是复杂的，”工业与系统工程系的教授张旭东博士解释说。“我们的研究首次提供确凿的证据，证明疲劳导致机械变化，增加疼痛风险。”张博士指出，这一见解可以指导未来的工作习惯和旨在降低颈部疼痛风险的产品设计，例如头戴设备。颈部疼痛的普遍性颈部疼痛被列为最常见的肌肉骨骼疾病之一，全球大约每10万人中就有2500人受到影响。预测显示，到2050年，全球颈部疼痛病例将增加32.5%。导致颈部疼痛的一个关键因素是长时间保持不良姿势。长时间在电脑前工作或过度使用智能设备显著加剧了这一问题。颈部的位置由脊椎骨动态维持，这些骨骼由附着的肌肉固定在适当位置。虽然颈部相当灵活，但其本质上是不稳定的。“肌肉通过产生力量来启动运动，”张博士表示。“我们推测，当不同的肌肉减少其力量时，骨骼的位置会发生变化，而这种变化是可以被检测到的。”测量肌肉疲劳为了探索这一假设，他们邀请健康参与者进行“持续到疲劳”颈部用力任务。参与者被要求在规定的时间内保持颈部在中性、40°伸展（向后倾斜）和40°向前弯曲的位置。研究人员使用肌电图（EMG）测量肌肉电活动，通过肌电信号频率的变化客观评估肌肉疲劳。此外，他们还利用高精度动态X射线技术观察颈椎几个度数的小幅运动。“我们将颈椎可视化为一座悬臂桥，”张博士解释说。“过度或重复的压力可能导致桥梁下沉或屈曲；同样地，当肌肉疲劳时，颈椎可能会移动。”研究证实，长期的用力导致肌电信号表明疲劳。从生物力学的角度来看，肌肉疲劳改变了脊柱的力学特性，增加了受伤的可能性。未来研究方向作为后续，研究人员计划建立动态生物力学模型，这是一种新的方法，旨在提供对导致疲劳的肌肉活动更准确的理解。与当前研究的静态假设不同，动态模型将捕捉到肌肉和骨骼随时间的重要微小变化。

与运动相关的脑震荡（SRC）可能不会对业余运动员造成持久的认知风险，这一发现来自一项新的研究。值得注意的是，曾经历过SRC的参与者在某些领域的认知表现优于从未遭受过脑震荡的人，这暗示了参与运动可能带来的保护性好处。最近的研究，由新南威尔士大学（UNSW）的一位医学专家主导，表明与运动相关的脑震荡（SRC）可能对非职业运动员没有长期的认知风险。数据显示，经历过SRC的研究参与者在各个认知方面表现优于从未发生过脑震荡的同龄人，这暗示了运动参与的保护潜力。该研究发表在《神经学、外科和精神病学杂志》（JNNP）上，强调曾报告经历过SRC的个体在认知能力方面略优于没有脑震荡历史的人。这项研究是新南威尔士大学悉尼、牛津大学、埃克塞特大学和哈佛大学研究人员的联合努力，考察了来自英国PROTECT研究的15,000多名年龄在50至90岁之间的参与者的数据，该研究侧重于理解大脑衰老和认知下降。来自新南威尔士大学医学院和健康中心（CHeBA）的马特·伦农博士（MD，PhD）是该研究的主要作者，他表示：“我们的结果表明，即使经历过脑震荡，参与运动也可能对认知健康产生长期的积极影响。”他补充道：“虽然参与运动的个体可能具备更好的教育和资源，但我们在分析中调整了这些变量，排除了它们在我们的发现中的作用。我们提出，参与运动可能导致身体、社交和长期的行为改善，从而促进更健康的衰老。”关于运动脑震荡长期影响的最大研究该调查是迄今为止最大的一项，重点关注SRC的长期认知影响。研究人员通过脑损伤筛查问卷收集了15,214名参与者的终生脑震荡历史。在这些参与者中，6,227人（39.5%）承认至少发生过一次脑震荡，而510人（3.2%）报告过至少一次中度至重度脑震荡。参与者通常表示他们最近的头部受伤的平均发生时间为研究前约29年，第一次头部受伤则发生在39年前。研究人员比较了拥有不同脑震荡历史的参与者的认知能力，包括0、1、2次及3次或更多SRC，以及因跌倒、汽车事故、袭击和其他事件导致的非运动相关脑震荡（nSRC）。与未经历脑震荡的个体相比，经历过SRC的人在工作记忆方面提高了4.5个百分位数，并在推理能力上提高了7.9%。此外，经历过一次SRC的参与者在口头推理和注意力方面优于那些没有SRC的人。相反，遭受3次或以上与事故和袭击相关的nSRC的参与者在处理速度和注意力方面表现得更慢，且随着年龄增长口头推理能力出现下降。牛津大学和牛津健康国家医疗服务信托的教授范妮莎·瑞蒙特是该研究的高级作者，她指出：“这些发现表明，运动的长期益处可能超越脑震荡的负面后果，这可能对与参与接触性运动相关的政策决策产生重大影响。同样，非运动相关的脑震荡可能对大脑造成比运动相关脑震荡更严重的损害。”研究人员承认该研究存在一些局限性。瑞蒙特教授表示：“我们研究的回顾性特征，依赖老年参与者回忆发生在三十多年前的事件，可能影响了头部受伤的报告，尽管我们采用了经过验证的头部受伤筛查方法。”研究意义该研究聚焦于在中老年时经历了多年前SRC的个体，与大多数以往研究不同，后者往往侧重于伤后不久的年轻运动员，当时认知效应最为明显。伦农博士解释道：“虽然我们的结果并不保证任何特定运动的安全性，但它们表明，总体而言，参与运动对长期认知健康的积极影响可能大于其可能造成的损害，即使在经历过脑震荡的个体中。”他警告说：“这一结论不应被过度强调——其益处是微小的，而经历过两次或更多次与运动相关的脑震荡的个体并未看到额外的优势。此外，这些发现不适用于职业运动员，因为职业运动员通常会经历更频繁、更严重和更具伤害性的头部受伤。”埃克塞特大学的安妮·科贝特教授也是PROTECT研究的首席研究员，她表示：“我们观察到经历运动期间脑震荡的个体的脑健康结果模式与其他情况的个体明显不同。在运动中遭受的脑震荡似乎对脑健康的影响微乎其微，而其他类型的脑震荡则确实如此，尤其是对那些经历多次受伤的人。无论是否经历过脑震荡，参与运动的人表现出更好的脑健康。”

在怀孕期间，体内全氟和多氟烷基物质（PFAS）水平较高的女性，可能在长期内面临显著的体重增加和心脏问题，新研究在《临床内分泌与代谢学杂志》上发表。PFAS是常用于食品包装、炊具、服装、饮用水和各种个人护理产品的合成化学物质。这些内分泌干扰化学物质（EDCs）会影响激素功能，导致健康并发症，包括肥胖、不孕症和癌症。根据波士顿哈佛大学T.H. Chan公共卫生学院的研究首席作者乔丹·布尔多（Jordan Burdeau）博士的说法：“我们的研究结果表明，怀孕是PFAS暴露的关键时期，这可能导致女性长期体重增加和潜在的有害心代谢影响。”布尔多补充道，理解PFAS在怀孕期间对健康的影响可能有助于增强相关健康问题的早期预防和检测。这项研究对547名30多岁的女性进行了调查，分析了她们在怀孕期间的PFAS水平与她们在50岁时的心代谢健康之间的关系。研究显示，早期怀孕时PFAS水平较高的女性在50岁时更可能体重较重和体脂更高，相比之下，PFAS水平较低的女性则增加了她们未来肥胖和心血管问题的风险。布尔多强调减少PFAS暴露的重要性，以降低未来健康问题的可能性。其他的研究贡献者包括来自哈佛大学T.H. Chan公共卫生学院的布里安娜·斯蒂芬森（Briana Stephenson）、豪尔赫·查瓦罗（Jorge…

一项发表在《自然通讯》上的新研究揭示了在急性肾损伤（AKI）后受损细胞在有害环境中的行为。由于治疗选择有限，AKI往往导致慢性肾病（CKD），在美国影响超过七分之一的成年人，约3700万人。获得的见解可能有助于未来的策略，以阻止CKD的发生，从而潜在预防肾衰竭。这项研究是南加州大学Andy McMahon实验室与加州理工学院Long Cai实验室科学家合作的成果，得到了南加州大学博朗创新奖的支持，使这一跨机构项目得以实施。在这项研究中，首要共同作者加州理工学院的Michal Polonsky与南加州大学的Louisa Gerhardt采用了一种名为seqFISH的先进技术，该技术由Cai实验室创建。这种创新的方法使他们能够收集关于基因活动的数据，并检查经历AKI的小鼠完整肾组织中的细胞相互作用。借助这一技术，研究人员能够分析在受损肾组织中超过1000个基因的详细表达，确定与损伤相关的小环境，并预测与CKD进展相关的细胞相互作用。…

临床研究表明，由于Aggregatibacter actinomycetemcomitans引起的牙周病可能会加重类风湿性关节炎（RA）症状，但具体的分子机制尚未完全理解。最近的一项研究旨在通过对关节炎小鼠模型进行各种测试来阐明这种关系。结果强调了巨噬细胞和蛋白质caspase-11在这一过程中的显著参与，表明它们可能成为潜在RA疗法和其他与牙周感染相关疾病的有价值靶点。牙周病是影响牙龈和周围组织的最常见牙科问题之一，全球普遍存在。它通常是由于牙齿上细菌生物膜的积聚而引起的，如果不加以治疗，最终可能导致牙齿缺失。有趣的是，牙周细菌引发的炎症反应可以超越口腔，产生系统性的影响。近年来，研究表明，牙周病原体Aggregatibacter actinomycetemcomitans（A. actinomycetemcomitans）与类风湿性关节炎（RA）的发生和加重有关，这是一种严重的自身免疫性疾病，影响关节。然而，潜在的分子机制仍然基本未被研究。一项最近于2024年8月15日发表在国际口腔科学杂志上的研究，由日本东京医科牙科大学（TMDU）的研究团队开展，旨在通过对动物模型进行严格的机制研究来解决这一知识缺口。研究人员首先进行了初步实验，以确定A. actinomycetemcomitans感染是否影响小鼠的关节炎。他们采用了胶原抗体引起的关节炎小鼠模型，这是一种已知的实验设置，可以复制人类RA的多个特征。他们的发现表明，感染这种特定细菌导致四肢肿胀加重，细胞浸润进入关节内衬，并且四肢中炎症细胞因子白介素-1β（IL-1β）水平升高。有趣的是，通过给予一种称为氯喹的化学物质来减少对RA症状的不利影响，氯喹会耗竭巨噬细胞——一种免疫细胞。这一发现表明，巨噬细胞在与A.…

自婴儿期起，许多家庭因一种称为珠发症的遗传性脱发状况而一直饱受脆弱头发的困扰。来自波恩大学医院和波恩大学的研究人员现在发现了一个名为KRT31的角蛋白基因中的突变。他们希望这一发现能够改善对这一罕见疾病的诊断。他们的研究结果发表在英国皮肤病学杂志上。 珠发症是一种罕见的遗传性脱发类型，也称为脱发症，通常在生命的早期几个月开始。它主要影响头部后方的区域。特别值得注意的是，脱发的严重程度范围广泛，即使在家庭成员中也可以有从轻微变薄到完全秃顶的不同情况。受此疾病影响的头发通常呈现出“纺锤形头发”，其特征是正常粗度的节段交替，类似于一串珍珠。中间的细部分容易折断。在显性遗传的珠发症病例中，发现三个角蛋白基因——KRT81、KRT83和KRT86的突变破坏了对头发结构至关重要的角蛋白框架。 与“纺锤形头发”相关的无义（终止）突变 由英国波恩大学人体遗传学研究所的Regina Betz教授领导的研究小组，考察了四个被怀疑患有珠发症的家庭，其中没有已知基因的突变。因此，他们对六名受影响的家庭成员进行了外显子测序，分析了其遗传物质中的所有编码蛋白质的区域。…

一项最新研究表明，老年人在热浪期间面临最高的风险，尤其是老年女性，她们因与热相关的原因而死亡的可能性高于老年男性。这项研究澄清了这一差距并非源于女性的寿命较长，导致老年女性数量较多，而是源于老年女性特有的生理脆弱性。 这项研究由宾夕法尼亚州立大学运动学博士生奥利维亚·利奇及其导师、教授兼人类表现玛丽·安德希尔·诺尔主席的W·拉里·肯尼负责。研究表明，老年女性和40至64岁的中年女性对高温和高湿度的敏感性高于老年男性。这一结果发表在《美国生理学杂志-调节性、综合性和比较生理学》中，研究发现有些令人惊讶，因为以往的观察显示在30岁以下的成年人中没有这样的热脆弱性差异。 研究人员并未直接比较中年男性与中年女性，但注意到中年女性的生理反应类似于老年男性，这表明中年女性在热敏感性方面比同龄男性更为脆弱。 “这项研究不仅展示了中年和老年女性在极端热浪中的风险增加，还概述了随着年龄增长，女性的安全温度和湿度水平，”利奇说。“我们创建了一条反映这些阈值的温度/湿度曲线，可以根据年龄进行调整，这对制定旨在保护人们在热浪期间的政策非常有用。” 这项研究涉及在肯尼的实验室中对72名年龄在40到92岁的参与者进行了热阈值的测试。在试验过程中，参与者吞服了一个小装置，装在一个胶囊中，以监测他们在整个试验过程中的核心温度。…

《美国胃肠病学杂志》发布了关于幽门螺旋杆菌（H. pylori）感染管理的更新指南。对于从未接受治疗的患者，首选推荐是铋四联疗法。 《美国胃肠病学杂志》发布了治疗幽门螺旋杆菌（H. pylori）感染的更新指南。 这份指南的主笔是威廉·D·蔡（Dr.…

镉是一种有害的重金属，存在于环境中——空气、水、食物和土壤——与多种健康问题有关。最近的一项研究在2024年9月4日《神经学》（Neurology）在线版中突出介绍，该期刊由美国神经病学学会出版，探讨了镉暴露是否会影响思维和记忆等认知功能。尽管总体分析未发现关联，但对单独群体的深入调查显示，镉暴露可能与白人个体的认知问题相关，而在黑人参与者中没有观察到这种关联。这项研究并未建立因果关系，仅暗示白人个体间的联系。 镉是一种非常危险的重金属，主要通过吸烟、吸入受污染的空气和食用受污染的食物进入人体。它通过各种工业和农业过程释放到环境中。 “考虑到痴呆症的普遍性及其对家庭和社会的重大影响，确定早期认知风险因素至关重要，这些因素可能受到行为或环境因素变化的影响，”研究作者、来自纽约哥伦比亚大学的Liping Lu博士表示。 该研究涉及2,172名平均年龄为64岁的个体，所有参与者在最初均未表现出认知问题。在参与者中，39%为黑人，61%为白人。在研究开始时测量了尿镉水平，参与者接受了约10年的年度思维和记忆评估。…