健康

基因组编辑迅速发展，治疗遗传病取得了有希望的结果——但仍有改进的空间。来自麻省总医院布莱根妇女医院的研究人员发表在《自然》杂志上的一篇新论文展示了可扩展蛋白质工程与机器学习的结合在基因和细胞疗法领域推动进展的强大能力。在他们的研究中，作者开发了一种名为PAMmla的机器学习算法，能够预测大约6400万种基因组编辑酶的特性。这项工作可能有助于减少非靶向效应，提高编辑安全性，增强编辑效率，并使研究人员能够预测用于新治疗靶点的定制酶。其结果已发表在《自然》杂志上。 “我们的研究是大幅度扩展有效且安全的CRISPR-Cas9酶的第一步。在我们的手稿中，我们展示了这些PAMmla预测酶在原代人类细胞和小鼠中精确编辑导致疾病的序列的实用性，”主要作者本·克莱因斯提弗（Ben Kleinstiver），麻省总医院（MGH）凯登-兰伯特研究奖学金副研究员表示，“基于这些发现，我们期待这些工具被社区使用，并将这一框架应用于基因组编辑工具箱中的其他特性和酶。” CRISPR-Cas9酶可以在基因组的各个位置编辑基因，但这项技术仍有限制。传统的CRISPR-Cas9酶可能会出现非靶向效应，在基因组中的意外位置切割或以其他方式修饰DNA。新发表的研究旨在通过使用机器学习更好地预测和定制酶，以提高特异性，从而改善这一点。这种方法还提供了一种可扩展的解决方案——其他对酶的工程尝试具有较低的通量，通常产生的酶数量少了几个数量级。 使用CRISPR-Cas9技术的关键要素之一是，酶必须定位并结合到称为“邻近基序”的短DNA序列（PAM）。研究人员使用机器学习预测了数百万种Cas9酶的PAM，确定了一组具有最佳靶向活性和特异性的全新工程Cas9酶。研究人员在人体细胞和视网膜色素变性小鼠模型中进行了概念验证实验，发现定制酶具有更高的特异性。…

一项临床前研究发现，已获得FDA批准用于治疗炎症状况的药物可能有助于减少酒精摄入和疼痛敏感性——这两个问题常与酒精使用障碍（AUD）共存。 研究结果于2025年4月22日在《JCI Insight》上发表，建议药物阿普米司特（apremilast）——一种磷酸二酯酶4（PDE4）抑制剂，或一种阻断参与炎症的酶的化合物——可以被重新用于AUD的双重作用治疗，特别是在饮酒时及饮酒后感到疼痛的个体中。 根据世界卫生组织的统计，AUD影响的是约4亿年龄在15岁及以上的人。慢性疼痛是酒精复发最强的预测因素之一，但在AUD治疗策略中往往被忽视。AUD患者常常也会体验机械性异常痛，即即使轻触也会感到疼痛。这种敏感性在戒酒期间可能持续存在，并导致持续的酒精使用和复发。 “我们的发现突出显示了阿普米司特在减少共存饮酒和机械性异常痛方面的治疗价值——这是有害饮酒和AUD心理病理学的重要组成部分，”高级作者、斯cripps研究所神经科学教授Marisa…

一个研究小组通过其与金属表面的相互作用操纵光线，使其展现出全新的特性。 位于斯图加特大学的一个研究小组通过其与金属表面的相互作用操纵光线，使其展现出全新的特性。研究人员已将他们的发现发表在《自然物理学》(Nature Physics)期刊上。 “我们的结果为新兴的斯凯尔缪子研究领域增添了另一章，”斯图加特大学第四物理研究所所长哈拉尔德·基森教授宣称，他的小组达成了这一突破。该团队在金属层的表面上展示了“斯凯尔缪子光包”的存在。 对物理现象的更好理解…

当接受肺移植时，最重要的并发症之一是慢性肺移植物功能障碍，称为CLAD。对于接受肺移植的人来说，预防这种并发症是最重要的优先事项，因为一旦确立CLAD，就没有普遍有效的治疗方法。 施用给肺移植接受者的免疫抑制药物中，最常见的是钙调素抑制剂。 目前只有两种钙调素抑制剂，即环孢素和他克莫司，现有的制剂包括每日一次的缓释他克莫司、每日两次的即释他克莫司以及每日两次的环孢素。 尽管这些药物的最终目标相同，都是预防排斥反应，但它们是否同样有效仍不清楚。 慢性肺移植物功能障碍是一个广泛的临床表现的标签，这些表现都导致移植的肺失去其正常功能。…

假设学生将使用人工智能和大型语言模型，如ChatGPT，来完成作业，研究人员在伊利诺伊大学厄本那-香槟分校的工程学院航空航天工程系，着手研究免费的ChatGPT版本在一个学期的本科学控系统课程中与人类学生相比的表现。 结果：在简单的数学作业中，ChatGPT得了A，但有一些古怪的回答。然而，在需要推理的高级问题上，它得了D。 “我们发现ChatGPT技术在结构化、简单的问题上可以得A。在开放性问题上得了62，使得ChatGPT的学期成绩降至82，即低B。人类学生的平均分为84.85%，因为他们能够处理需要更高层次推理的问题，”博士生Gokul Puthumanaillam说。 研究得出结论认为，付出最少努力、对学习材料没有投入的学生，可以完全依赖ChatGPT，得到B并通过课程。问题在于及格分可能是简单数学得A+和分析得D-的组合。他们并没有学到太多东西。…

抗体最为人所知的是它们结合并中和细菌、病毒及其他病原体的能力。但这些免疫蛋白不仅限于此：它们还激活免疫系统的其他组成部分，随后这些组成部分便开始清除感染。斯克里普斯研究所的一项新研究探讨了影响抗体与特定免疫细胞有效结合的因素。 他们的研究结果于2025年4月22日发布在《细胞报告》上，表明抗体与病毒蛋白（在这种情况下是HIV的一部分）的比率越高，与两种特定类型的免疫细胞的结合效果就越好。尽管这一发现主要适用于实验性HIV疫苗，但它对其他药物的开发也具有重要意义。 “许多治疗和疫苗利用抗体的免疫刺激功能，”该研究的主要作者、斯克里普斯研究所免疫学与微生物学系的副教授拉斯·汉格特纳表示。“理解这些机制将帮助我们开发出更有效的新版本，因为它们能得到这一辅助功能的最大支持。” 汉格特纳的团队利用人工智能（AI）工具进行这项研究的一个关键环节：设计改变后的HIV蛋白版本。这种基于AI的方法加速了他们的工作，也为未来的项目提供了同样的便利。 抗体经过免疫系统的精细调整，以在病原体的特定位点结合。Y形抗体通过它们的“手臂”与目标结合。同时，抗体的Fc区（或“干”）附着到其他免疫细胞上。这些包括吞噬细胞，它们会吞噬被感染的细胞，以及自然杀伤细胞，它们会刺穿并毒害这些细胞。…

研究人员开发了一种光诱导DNA检测方法，可以快速进行PCR-free基因分析。该技术在仅五分钟内提供超灵敏的突变检测，降低了成本并简化了测试。该方法在医疗、环境保护和个人健康监测方面具有重要潜力。 自COVID-19以来，PCR基因分析备受关注，但光现在进一步促进了PCR-free方法。 大阪市立大学的科学家们开发了一种光诱导DNA检测技术，使用异质探针颗粒，能够在无需PCR扩增的情况下实现超灵敏和超快速的基因分析。此项进展为医疗、环境科学和便携式诊断中的更快、更便宜和更精确的基因分析指明了方向。 作为分析DNA变化的一种手段，基因检测——这是诊断传染病、检测早期癌症、验证食品安全和分析环境DNA所必需的——长期以来一直依赖PCR（聚合酶链反应）作为金标准。自COVID-19疫情以来，“PCR”一词已成为我们共同的词汇。但正如那些经历过的人所知道的，PCR检测既不便宜也不快；它们通常需要集中实验室、笨重设备和经过特殊培训的人员。 “我们的方法可以在无需PCR的情况下检测DNA，”大阪市立大学光诱导加速系统研究所（RILACS）的项目讲师丰内修一、代理主任德永志保和主任饭田拓也作为本研究的主要作者写道。…

研究人员开发了一种新的人工智能（AI）技术，使机器视觉更接近人脑处理图像的方式。这种被称为Lp-卷积的方法提高了图像识别系统的准确性和效率，同时减少了现有AI模型的计算负担。 来自基础科学研究院（IBS）、延世大学和马克斯·普朗克研究所的研究团队开发了一种新的人工智能（AI）技术，使机器视觉更接近人脑处理图像的方式。这种被称为Lp-卷积的方法提高了图像识别系统的准确性和效率，同时减少了现有AI模型的计算负担。 弥合CNN与人脑之间的差距 人脑在复杂场景中识别关键细节方面表现出非凡的效率，而传统的AI系统在这方面一直难以复制。卷积神经网络（CNN）——用于图像识别的最广泛使用的AI模型——使用小的方形滤波器处理图像。虽然有效，但这种僵化的方法限制了它们捕获破碎数据中更广泛模式的能力。 最近，视觉变换器（ViT）通过一次性分析整个图像表现出更优的性能，但它们需要大量的计算能力和大数据集，使其在许多现实应用中变得不切实际。…

在能量限制下，可以观察到神经递质谷氨酸的不寻常释放。谷氨酸的过量最终会对神经细胞造成损害。 在能量限制下，可以观察到神经递质谷氨酸的不寻常释放。谷氨酸的过量最终会对神经细胞造成损害。 我们的大脑需要持续不断的能量供应。中断的能量供应，例如中风所造成的，可能会产生严重的并发症。德国鲁尔大学波鸿的细胞神经生物学研究小组与杜塞尔多夫大学和特温特大学的研究人员合作，调查了大脑中的能量缺乏如何影响神经递质谷氨酸的释放。他们观察到，在压力下，异常的谷氨酸释放事件会发生并自我放大，从而可能导致神经细胞的损伤。研究人员在蒂姆·齐巴特博士的领导下，于2025年4月18日在期刊iScience上报告了他们的发现。 在能量耗竭时，不寻常的谷氨酸释放更频繁发生 在正常情况下，脑组织能获得足够的能量，这在一定程度上是用于神经递质的选择性释放和再摄取。“然而，如果能量供应不足，这种神经递质释放和再摄取之间的平衡会迅速被打破，”蒂姆·齐巴特解释道。“特别是在中风的情况下，脑部的血液供应被中断，兴奋性神经递质谷氨酸常常在细胞外增加，这严重损害了突触的功能和受影响神经细胞的生存。”然而，背后的机制尚未完全理解。…

科学家们已经确定了一种简单的非侵入性方法，可以使用连续血糖监测（CGM）数据来评估血糖调节。他们的方法跟踪血糖波动，在预测糖尿病风险方面优于传统指标。为了扩大适用性，他们开发了一种网络应用程序，便于计算基于CGM的指标。 血糖的高低不仅仅是能量过山车；它们可能是早期检测糖尿病风险的关键，并为您省去一两次针刺。 东京大学的研究人员确定了一种简单的非侵入性方法来评估血糖调节，这是糖尿病风险的一个重要因素。该方法基于连续血糖监测（CGM）数据，可以在不依赖血样和昂贵或复杂程序的情况下，提高糖尿病的早期检测和风险评估。 这项研究发表在《通讯医学》上。 糖尿病常被称为“无声流行病”，是一种日益普遍的全球健康问题，带来了显著的健康和经济后果。早期检测血糖调节受损——这是一种正常血糖水平和糖尿病之间的中间阶段——对防止或延迟2型糖尿病的发生至关重要。然而，传统的诊断工具常常错过早期迹象，因为它们依赖定期的血样而不是持续监测。…

一项新的研究显示，视网膜中可以找到对精神分裂症的遗传易感性的证据。这一发现可能有助于改善该疾病的早期检测。 视网膜是中枢神经系统的一部分，因此是大脑的直接延伸。这就是为什么大脑的变化也可能在我们的眼睛中被检测到的原因。由苏黎世大学和苏黎世精神病医院领导的一个国际研究团队现在正致力于这个问题。在他们的研究中，研究人员检查了我们的神经连接的变化是否与精神分裂症的遗传风险有关，因为神经信息处理的损伤是该疾病的主要特征之一。 先前的研究表明，精神分裂症不仅减少受影响者大脑中灰质的体积，还会导致视网膜组织的损失。然而，这些变化是精神分裂症的原因还是该疾病的后果尚未得到解答。视网膜健康也可能受到精神分裂症本身的影响，例如通过抗精神病药物、生活方式因素或糖尿病。 对健康个体的大量数据使用 “为了调查发展精神分裂症的风险是否对中枢神经系统产生影响，我们检查了数万名健康个体，”…

口服激素疗法可能有益于绝经后女性的心脏健康。对女性健康倡议的数据的新分析发现，基于雌激素的口服激素疗法对心血管健康的生物标志物（包括胆固醇）有长期的有益效果。 在绝经过渡期间决定是否开始激素疗法，这是一个备受争议的话题。绝经是青春期的对立阶段，意味着女性月经周期的停止。尽管激素疗法或用合成药物替代身体之前产生的激素是用于管理如潮热和夜间出汗等烦恼症状的推荐方案，但宾州州立大学医学院的医学助理教授马修·努迪表示，对于激素疗法的长期效果，特别是对心血管健康的影响，存在一些混淆。 然而，根据努迪领导的一项新研究，长期使用基于雌激素的激素疗法可能对心脏健康有益。一个多机构团队分析了参与女性健康倡议（WHI）的一部分激素治疗临床试验的数据——这是一项专注于绝经后女性的长期国家研究，发现基于雌激素的激素疗法随着时间的推移改善了与心血管健康相关的生物标志物。特别是，研究表明，激素疗法可能降低与心脏病和中风风险增高相关的遗传风险因子脂蛋白（a）水平。 他们的研究结果发表在《妇产科学》杂志上。根据努迪的说法，这项研究增加了对激素疗法与心脏健康间复杂相互作用的理解，为患者和医生提供了更多指导。 努迪说：“关于激素疗法是否对绝经后女性安全，尤其是从心血管疾病的角度来看，舆论一直在摇摆不定。最近，我们认识到，激素疗法在绝经发生10年内的年轻绝经后女性中是安全的，她们通常身体健康，没有已知的心血管疾病。”…