健康

宾州州立大学的研究人员发现，人类细胞衰老的速度可以受到多种相互关联的因素的影响。在最近的一项研究中，他们探讨了限制卡路里的摄入如何影响端粒长度和生物学衰老。这项研究由宾州州立大学健康与人类发展学院的研究人员主导，重点研究了卡路里限制如何影响一个人的端粒，端粒是位于染色体末端的保护性帽子。研究小组的发现已发表在期刊上。研究人员发现，在对人类进行为期两年的卡路里限制研究中，那些限制卡路里摄入的人与对照组相比，端粒的流失速度有所不同，尽管两个组的端粒长度在研究结束时相似。之前的研究表明，限制卡路里摄入20%至60%可以促进许多动物的长寿。当人体细胞在其一生中复制时，端粒在染色体复制到新细胞时会被丢失，导致细胞的端粒整体长度缩短。细胞进行一定次数的分裂和复制，直到端粒的保护帽完全耗尽。在这一点上，染色体中的遗传物质可能会受到损害，导致细胞繁殖和功能可能出现问题。有趣的是，拥有更长端粒的细胞被认为在生物上比拥有较短端粒的细胞更年轻，这意味着两个年龄相同的个体可能在生物年龄上存在差异，具体取决于端粒的长度。衰老、压力、疾病、遗传和饮食等多种因素都会影响细胞复制的速度和端粒的长度，正如生物行为学副教授伊丹·沙莱夫所解释的那样。沙莱夫是宾州州立大学的研究人员，他领导了对CALERIE研究的基因样本分析。这项研究是首个通过随机临床试验探讨卡路里限制对人类影响的研究。沙莱夫研究的重点是调查卡路里限制如何影响个体的端粒长度。端粒长度反映了一个人细胞衰老的快慢，是科学家研究卡路里限制对人类衰老潜在影响的关键指标。 “通过卡路里限制可能有助于延长人类寿命的因素有很多，这仍是一个活跃的研究领域，”研究团队成员韦伦·海斯廷斯说道。“史密斯博士于2020年在宾州州立大学获得生物行为健康博士学位，并且是这项研究的主要作者。生存时间延长的主要原因与细胞内的代谢过程有关。当细胞使用能量时，该过程的副产品可能导致氧化压力，这可能损害DNA并导致细胞退化。然而，当一个人的细胞由于卡路里限制而消耗较少的能量时，副产品较少，细胞不会那么快地分解。” 科学家们在CALERIE研究开始时、一年后和24个月的卡路里限制结束时，检查了175名参与者的端粒长度。大约三分之二的参与者参与了卡路里限制，而剩余的三分之一作为对照组。研究结果显示，在研究期间端粒流失的轨迹发生了变化。在第一年，限制卡路里摄入的参与者体重减轻，并且相较于对照组，端粒流失的速度较快。然而，一年后，限制卡路里摄入的参与者的体重稳定，继续限制一年。在第二年，限制卡路里摄入的参与者的端粒流失速度比之前慢。 在两年后，对照组和限制卡路里摄入组的端粒长度相似，表明两个组之间没有统计学上显著的差异。 “这项研究强调了卡路里限制如何影响端粒流失的复杂性，”沙莱夫解释说。“我们最初的假设是，限制卡路里摄入的个体端粒流失会较慢。然而，我们的发现揭示，限制卡路里摄入的个体最初经历了更快速的端粒流失，随后在体重稳定后流失速度放缓。”…

两名拥有关键基因独特突变的兄弟姐妹正在提供宝贵的见解，这些见解可能推动1型糖尿病治疗的研究进展。 1型糖尿病，也称为自身免疫糖尿病，是一种严重的终身疾病。患者的免疫细胞错误地攻击胰腺中产生胰岛素的β细胞。 自身免疫糖尿病患者必须定期监测血糖水平，并在余生中注射胰岛素以管理血糖，避免并发症。 在儿童早期发病的自身免疫糖尿病并不常见，可能由多种基因变异引起。然而，早期发病的糖尿病案例中，许多没有已知的基因原因。此外，接受免疫疗法（如免疫检查点抑制剂）的癌症患者也可能面临发展自身免疫糖尿病的风险，因为这些药物针对与糖尿病突变相关的相同途径。癌症免疫疗法引发的自身免疫糖尿病的原因尚不清楚，并需要终身胰岛素替代治疗。目前，对这种类型的糖尿病没有治疗方法，类似于1型糖尿病。在最近发表在《实验医学杂志》上的研究中，重点关注两名在生命的最初几周被诊断为一种罕见的自身免疫糖尿病基因形式的兄弟姐妹。埃克塞特大学为九个月大之前被诊断为糖尿病的婴儿提供免费的基因检测。该服务在全球范围内提供。据估计，每30万个婴儿中就有一个因基因突变而出生为糖尿病患者，对于大约一半的这些婴儿，得到基因诊断可以促使治疗改变。研究人员对参与研究的两名兄弟姐妹进行了测试，但没有发现已知的自身免疫糖尿病病因的突变。随后团队利用全基因组测序寻找以前未识别出的自身免疫糖尿病原因。这使他们发现了兄弟姐妹中编码PD-L1基因的突变，这表明这可能是他们在如此年轻时出现自身免疫糖尿病的原因。来自英国埃克塞特大学的研究作者之一马修·约翰逊博士强调，PD-L1由于其在调节免疫系统中的作用，已在动物模型中进行了广泛研究。 研究人员强调了PD-L1在信号传递免疫系统停止方面的重要作用，特别是在癌症免疫治疗的背景下。然而，他们指出迄今为止尚未发现携带致病突变的PD-L1基因的人类。尽管在全球大规模数据集中的搜索，未能发现其他具有此类突变的家庭。研究人员强调，研究这些兄弟姐妹提供了一个独特且至关重要的机会，以理解在人体中关闭该基因的影响。…

密歇根大学罗戈癌症中心的研究人员创建了一种新的尿液检测，旨在解决前列腺癌的一个重要问题：区分不太可能造成伤害的缓慢生长型癌症与需要立即治疗的更具侵袭性的癌症。该测试名为MyProstateScore2.0（MPS2），分析18种不同的基因。研究发现，不同的基因与高等级前列腺癌相关。在对来自前列腺癌男性的尿液和组织样本进行的各种测试中，该测试成功检测到被分类为Gleason 3+4=7或等级组2（GG2）或更高的癌症。这些类型的癌症比Gleason 6或等级组1的前列腺癌更有可能生长和扩散，后者不太可能扩散或造成其他影响。超过三分之一的前列腺癌诊断为这种低级别形式。Gleason和等级组都用于分类前列腺癌的侵袭性。 结果已发表在《美国医学会肿瘤学杂志》上。 “我们目前的标准测试在准确识别这些更具侵袭性的前列腺癌形式方面存在不足，”首席研究员史密斯博士说。过去二十年，检测显著癌症的能力大大提高。以前，重点是检测任何类型的癌症，但现在人们了解到，缓慢生长的癌症可能不需要治疗。共同高级作者约翰·T·韦（John…

科学家在一篇新文章中表示，思想是通过数百万个神经元的节律性和空间协调活动在大脑中生成和调节的。要了解认知及其障碍，就必须在该层面进行研究。关键是在于理解屏幕上视频的完整内容。根据麻省理工学院神经科学家的一组专家，认知是大脑中一个类似的涌现特性，只能通过观察数百万个细胞的协调行动来理解。在最近的一篇文章中，他们提出了一个框架，用于理解思想如何源于神经活动的协调，这种活动由振荡电场驱动，通常被称为大脑“波”或“节律”。 皮考尔教授厄尔·米勒及研究科学家表示，之前被认为只是神经活动副产品的大脑节律实际上对于组织神经活动至关重要。作者斯科特·布林卡特和杰佛逊·罗伊在《行为科学当前观点》中写道，神经科学家通过研究单个脑细胞及其连接，以及它们是否以及何时发出冲动，获得了宝贵的知识。然而，他们也强调了在大脑节律规模下承认和应用新概念的重要性，这可以涵盖单个或多个脑区域。 高级作者米勒是皮考尔学习与记忆研究所及大脑系的教职工，他表示：“脉冲和解剖学很重要，但大脑中绝不仅仅是这些。”麻省理工学院的认知科学系强调理解高级认知功能及其在精神分裂症、癫痫和帕金森等疾病中的干扰的重要性。他们认为，解释和介入这些干扰将对开发有效治疗至关重要。 “思想的涌现与单个神经元的尺度和许多细胞的协调密切相关，”研究人员解释道。他们强调电场在连接这两个尺度中的作用，称为“电耦合”。这个过程涉及到神经元活动产生的电场影响附近神经元的电压，从而在它们之间创造同步。因此，电场不仅反映神经活动，还影响它。在2022年的一篇论文中，米勒及其团队通过实验和计算机建模演示了信息如何在这些电场中被表示。由神经元电场组成的集合所传递的信息比单个细胞的脉冲载体的数据更可靠。在2023年，米勒的实验室提供了证据，表明节律电场能够在不同脑区域之间同步记忆。在更广泛的范围内，这些电场负责在脑区域之间传递信息。米勒的实验室进行了多项研究，表明“β”波段的低频节律起源于大脑皮层的较深层，并似乎控制较表层的快速频率“γ”节律的强度。这表明电场在协调大脑活动中发挥了关键作用。实验室对参与工作记忆游戏的动物大脑中的神经活动进行了研究。结果表明，β波节律负责发送“自上而下”信号，以调节γ波节律的时机和位置，后者编码动物在游戏中需要记住的诸如图像等感觉信息。 实验室的最新发现表明，β波节律控制着皮层特定区域的认知过程，基本上充当编码感觉信息为记忆或检索的时机和位置的模板。米勒称这个理论为“空间计算”，它表明β波节律可以建立认知过程的空间组织。研究发现，尽管特定信息可能会变化，例如组合锁中的数字，但任务的一般规则仍然相同，例如打开组合锁所需的步骤。这种结构允许神经元同时编码多种类型的信息，这是一种称为“混合选择性”的神经属性。例如，一个编码锁组合中数字的神经元也可以根据其在大脑中的位置分配到解锁过程中的特定步骤。在米勒和布林的最新研究中，凯特和罗伊提出了另一个与认知控制依赖于大规模协调节律活动组合的概念一致的好处：“子空间编码”。这个理论建议大脑节律组织可能发生的众多潜在结果，例如，当1,000个神经元参与独立脉冲活动时。由于神经元的协调，而非独立性，实际上发生的“子空间”活动的数量远远少于许多组合可能性。这可以与鸟群的协调运动相比，其中神经元的脉冲类似于它们的同步运动。大脑节律的各种相位和频率在这一过程中发挥作用。…

剑桥大学进行的一项研究发现，人工智能模型GPT-4在评估眼部问题和提供建议方面的表现优于非专业医生。研究显示，GPT-4的临床知识和推理能力几乎与眼科专家相当。该模型与不同职业级别的医生进行了测试，包括没有专业化的初级医生以及培训和专家眼科医生。每位参与者都被给予87个涉及特定眼部问题的患者场景，并被要求给出他们的评估。 在给出诊断或推荐治疗时，有四个选项可供选择。 在测试中，GPT-4的表现优于没有专业化的初级医生，他们的眼科专门知识水平与全科医生相同。 GPT-4的成绩与培训和专家眼科医生相似，尽管表现最佳的医生仍然得分更高。 根据研究人员的说法，大型语言模型不太可能取代医疗专业人员，但它们有潜力在临床工作流程中增强医疗服务。…

约翰霍普金斯医学领导的一个团队进行的新研究表明，大麻中自然存在的一种化学物质可能会减少四氢大麻酚（THC）引起的焦虑。这一发现可能对THC的医学使用产生影响，并有助于减轻其负面效果。 这种被称为d-柠檬烯的化合物在大麻植物中浓度很高，已在啮齿动物研究中显示出减少焦虑行为的潜力。萜烯，包括d-柠檬烯，在植物的味道、香气和颜色中起着作用。然而，关于d-柠檬烯和其他萜烯对人类的影响的研究有限。 最近一项研究首次在《药物和酒精依赖杂志》上在线发表，调查了单独气化d-柠檬烯以及与THC结合时的减焦虑效果。研究发现了令人鼓舞的结果，表明d-柠檬烯在减少焦虑方面可能具有潜力，尤其是在与THC结合时。 他们发现，加入d-柠檬烯显著减少了整体的“焦虑/紧张”和“偏执”感，相比仅使用THC。 随着大麻合法化的日益增加，其用于医学和非医学目的的使用迅速扩展。近年来，经过选择性培育的大麻植物已导致含有20%…

韦尔康奈尔医学院的研究人员创造了一种强大的新方法，可以以每秒高达50帧的速度生成不断演变的蛋白质结构的“电影”。这一技术由资深作者西蒙·舍灵博士开发，使人们能够更好地理解生物分子随着时间的推移所经历的结构变化。在这一领域，研究人员定期捕捉静止蛋白质和其他分子的详细图像，精确到可以看到单个原子的位置信息。然而，创建分子结构的动态可视化，实质上制作“电影”，却困难得多。论文的主要作者是韦尔康奈尔生物医学科学研究生院的博士候选人姜昕宁。 他们的研究于4月17日在《自然结构与分子生物学》上发表，科学家们利用了一种相对新的测量方法，称为高速原子力显微镜（HS-AFM），该方法利用极其敏感的仪器。科学家们开发了一种新的方法，利用高速原子力显微镜（HS-AFM）扫描分子表面。他们找到了一种方法来隔离目标分子，一个单一的蛋白质，以避免蛋白质间相互作用的影响，并使扫描过程更快、更精确。 新的单分子HS-AFM方法被用于研究一种称为GltPh的蛋白质，这是一种位于细胞膜中的转运蛋白。该转运蛋白负责将神经递质分子导入细胞。结构生物学家特别希望研究这些转运蛋白，因为它们的动态复杂而且对人类健康非常重要。研究人员能够收集GltPh的结构的详细实时数据，以前所未有的准确性和稳定性，从而观察蛋白质结构在较长时间内的小幅波动。他们发现了GltPh的一种新状态，其中转运蛋白处于非活跃状态，揭示了“流浪癖”现象，即蛋白质在高活动状态和低活动状态之间切换而没有明显原因。科学家们强调，他们的新方法正在不断改进，可以应用于研究各种蛋白质，包括嵌入膜中的蛋白质。一般来说，他们表示这项研究开启了新的机会，以监测蛋白质在其活动和休眠周期中逐时的具体结构。这项研究得到国立卫生研究院（NIH）、国家互补与整合健康中心（National Center for…

一项关于老鼠的研究表明，父亲的饮食可能在儿子出生前影响其焦虑水平以及女儿的新陈代谢健康。该研究发表于《自然通讯》，发现雄性老鼠饮食中宏观营养素的平衡可以影响其儿子的焦虑样行为和女儿的新陈代谢健康。这项研究代表了对父亲饮食如何通过其精子对未来几代人产生持久影响的理解的进展。它还表明，未来父亲的饮食指南可能需要调整，以促进他们未来孩子的健康。根据来自国际研究团队的一项新研究，下一代患代谢疾病和情绪障碍的风险可能会受到父母饮食的影响。该研究确认，父亲可以通过自身的饮食塑造其后代的健康，类似于父母试图塑造孩子兴趣和行为的方式。先前的研究表明，雄性老鼠的饮食可以影响其自身的生殖健康以及后代的健康。过量或不足喂养雄性老鼠可能会影响其后代的新陈代谢、行为和癌症风险。 国际GECKO联盟的研究人员希望调查雄性老鼠在受孕前的饮食是否对其后代产生不同的健康影响。该研究由来自哥本哈根、悉尼和芝加哥的科学家领导。 在澳大利亚悉尼大学的查尔斯·帕金斯中心，雄性老鼠被喂以十种不同的饮食，比例各异的蛋白质、脂肪和碳水化合物。在与食用标准饮食的雌性老鼠交配后，随后对结果幼崽的行为和生理进行了检查。 饮食成分与摄入的卡路里数量一样重要 根据研究人员的说法，给予低蛋白质和高碳水化合物饮食的雄性老鼠，更有可能生育出焦虑水平较高的雄性后代，这可以通过它们在迷宫的安全区停留时间来体现。此外，他们观察到，食用高脂饮食的雄性老鼠更有可能生育出体脂含量更高和代谢疾病标志物更明显的女儿。…

每年在美国，有许多患者需要长期药物输送，如癌症患者。不幸的是，这种常见的程序可能导致近百万个病例中的许多并发症。为了解决这个问题，研究人员创建了一个机器人模拟培训程序，旨在为受训医生提供额外的实践以执行该程序。在实施该程序一年后，团队发现所有类型的并发症显著减少，包括机械问题、感染和血块。这标志着对患者安全和整体程序成功的积极影响。美国每年都看到许多患者特别是接受癌症治疗的患者需要长期药物输送。然而，这种常见的程序几乎在一百万个病例中可能导致并发症。为了减少与放置中心静脉导管相关的感染、血块和其他问题的发生率，宾州州立大学的研究人员创建了一个在线课程和实践模拟培训，使受训医生能够获得更多的实践。 该培训于2022年在宾州州立大学医学院实施，研究人员通过比较2022-23年的错误率（在培训完全实施后）与之前的两年2016-17和2017-18（培训尚未进行）来研究中心静脉导管放置培训对减少并发症的影响。研究人员发现所有类型的并发症——包括机械问题、感染和血块——在培训开始后显著减少。他们的发现发表在《外科教育杂志》上。研究人员拥有本研究中使用的技术的专利。他们还采用相同的方法改进其他常见但并发症率高的程序，包括结肠镜检查和腹腔镜手术。斯卡雷特·米勒（Scarlett Miller），宾州州立大学的教授，认为他们的新方法可以显著减少临床实践中的可预防错误。这种方法旨在弥合临床教育与实践之间的差距，确保住院医师在放置中心静脉导管等基本技能上的完全熟练。这反过来可以最小化对患者生命的风险。针对这些发现，传统的例行外科程序培训方法正在重新考虑。 该过程通常始于一名初级医生观察一名经验更丰富的医生进行操作。之后，初级医生需要独立执行该程序，最终，他们会教导其他人如何进行。但是，这种方法有其缺点，因为几乎没有安全检查，初级医生只能通过在实际患者身上练习来提高，而这些患者面临并发症的风险，米勒解释道。“而模拟方法则允许个人在不危害任何患者的情况下，反复练习该程序数百次甚至数千次。” 根据米勒的说法，这种新方法是工程师和临床医生合作的结果，结合了在线和模拟技术。基于模拟的培训用于教授标准化的超声引导内颈静脉中心静脉导管置入术（US-IJCVC），该程序涉及通过颈部将中心静脉导管放置到内颈静脉中。…

来自多伦多大学的科学家发现了一种DNA修复机制，这增强了我们对人类细胞如何维持健康的了解，并有可能导致新的癌症和早衰疗法。 这项研究发表于期刊自然结构与分子生物学，也为某些化疗药物的作用提供了洞见。 “我们相信这一发现有潜力彻底改变我们对癌症治疗和与衰老相关疾病的研究方法，”参与该研究的一位研究人员说。负责该研究的共同首席研究员、多伦多大学Temerty医学院实验室医学与病理生物学教授Karim Mekhail表示，该研究揭示了人类细胞中DNA双链断裂与核膜修复之间的联系。他还强调，这一发现将通过将其他生物中的先前发现应用于人类DNA修复的背景，来加速科学进展。DNA双链断裂是由于辐射和化学物质的暴露，以及如DNA复制等内部过程所导致，使其成为一种高度重要的DNA损伤形式。 损伤可能会阻碍或加速细胞生长，从而导致衰老和癌症。…

人工智能技术已被研究人员用于显著加速对帕金森病治疗方案的搜索。 来自剑桥大学的团队开发并实施了一种基于人工智能的方法，以识别可以防止α-突触核蛋白聚集的化合物，该蛋白与帕金森病有关。 该团队利用机器学习技术迅速分析了一个拥有数百万条记录的大型化学库，并确定了五种极为强效的化合物进行进一步研究。帕金森病在全球影响超过六百万人，预计到2040年这一数字将增加到三倍。目前，没有可用的治疗方案能够改变疾病。筛选大量化学库以寻找潜在药物的过程非常耗时且成本高昂，需要在潜在治疗可以在患者身上进行测试之前较早进行。通过使用机器学习，研究人员能够将初步筛选过程加速十倍，并将成本降低一千倍，这可能会使患者更快获得帕金森病的治疗。研究结果已发表在《自然化学生物学》期刊上。 帕金森病是全球增长最快的神经系统疾病。在英国，当前生活中的每37人中就有一人将在其一生中被诊断为帕金森病。除了影响运动症状外，帕金森病还可能影响胃肠系统、神经系统、睡眠模式、情绪和认知。 帕金森病可能导致生活质量下降和显著的残疾。…

研究人员已经开发出四种源自大麻的CBN类似物（相似化学物质），具有改善的神经保护特性。这些类似物展示了治疗阿尔茨海默病、帕金森病和创伤性脑损伤等神经系统疾病的潜力。该研究揭示了CBN保护神经系统的能力的新信息，并强调了检查其类似物的重要性。 大约每10个人中就有1个超过65岁的人经历与年龄相关的神经系统疾病，例如阿尔茨海默病或帕金森病。然而，这一人群可用的治疗选项有限。科学家们现在正在研究大麻植物衍生的化合物，如THC和CBD的类大麻素如何提供解决方案。研究人员现在正在研究一种较不为人知的类大麻素，称为CBN或大麻酚，它较温和且不太具精神活性。在最近的一项研究中，苏克研究所的科学家发现CBN可以保护大脑免受衰老和神经退化的影响，并利用他们的发现开发潜在的治疗方案。研究人员开发了四种以CBN为灵感的化合物，显示出更强的神经保护特性。该研究的发现于2024年3月29日发表在《氧化还原生物学》上，表明CBN在治疗创伤性脑损伤、阿尔茨海默病和帕金森病等神经系统疾病方面可能具有潜力。该研究还表明，进一步研究CBN对大脑的影响可能导致新治疗的开发。研究人员确定了CBN的衍生物，这些衍生物在创伤性脑损伤的果蝇模型中比标准CBN分子更有效。这一发现突显了CBN及其衍生物由于其神经保护特性而成为各种神经系统疾病的新型治疗剂的潜力。研究教授帕梅拉·马赫是该研究的资深作者，她解释道：“我们能够识别出CBN中提供神经保护的活性基团，并增强它们以开发具有更大神经保护能力和药物样有效性的衍生化合物。” 许多神经系统疾病导致神经元即大脑细胞的死亡，原因是其线粒体的功能障碍，而线粒体负责产生能量。CBN防止这种线粒体功能障碍，从而产生神经保护效应。然而，CBN如何实现这一点的确切机制以及其神经保护能力是否可以改善仍然不清楚。 苏克团队之前发现，CBN通过调节线粒体功能的各个方面来保护神经元免受一种称为氧功能性死亡/铁死亡的细胞死亡类型的影响。一旦他们识别出CBN的神经保护活性的这一机制，他们就开始利用学术和工业药物发现方法进一步研究和增强这种活性。 首先，他们将CBN分解成更小的部分，并分析这些片段的化学特性，以确定哪些部分在保护神经元方面最有效。其次，他们创造出四种新的CBN类似物，这些类似物与原化合物非常相似，以进一步研究其神经保护特性。…