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咖啡中的这种物质能缓解肌肉衰退;首例猪肾移植手术在美国完成,患者目前恢复良好 | 环球科学要闻
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2024.03.22 黑龙江

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· 健康 ·
咖啡中这种天然物质可改善肌肉衰退

图片来源:Pixabay

骨骼肌减少症(Sarcopenia)是一种在衰老过程中,由于细胞变化,人体内的肌肉力量逐渐削弱,进而导致肌肉质量、力量和身体独立性加速丧失的疾病。其中一个关键的分子机制是,随着年龄增长,细胞中一种辅助因子NAD+的水平会下降,导致细胞中线粒体产生的能量减少。据最新一项发表于《自然·医学》Nature Metabolism)的研究,新加坡国立大学和洛桑联邦理工学院等机构的研究人员发现,患有骨骼肌减少症的老年人体内葫芦巴碱(trigonelline)水平较低,而随着肌肉减少,他们血清中的葫芦巴碱水平也会进一步降低。此外,葫芦巴碱还和肌肉力量和骨骼肌中线粒体产生的能量呈正相关。

在秀丽隐杆线虫中,葫芦巴碱可以改善线粒体呼吸,减少与年龄相关的肌肉萎缩。在雄性小鼠的饮食中补充葫芦巴碱可以增强它们的肌肉力量,防止衰老过程中的疲劳。目前一些临床前模型证实,这种分子会促使细胞中NAD+的水平增加,线粒体活性增加,有助于维持衰老过程中的肌肉功能。研究人员表示,营养补充葫芦巴碱作为一种增加体内NAD+的方式,或具有治疗与年龄相关的肌肉衰退的潜力,例如可以通过饮食摄入必需氨基酸L -色氨酸(L-Trp)、维生素B3及其衍生物,例如烟酸(NA,在咖啡中存在,0.2~1.6mg/100ml)、烟酰胺(NAM)、烟酰胺核苷(NR,存在于牛奶中)和烟酰胺单核苷酸(NMN)。(新加坡国立大学)

· 医学 ·
首例猪肾移植手术在美国完成,患者目前恢复良好

3月21日,美国麻省总医院(Massachusetts General Hospital)的临床医生宣布进行了全球首例猪肾异种移植手术,他们将基因编辑猪的肾脏移植到了一名患有终末期肾病的62岁男性体内。手术在3月16日进行,手术时长约4个小时。此次接受异种移植的患者多年来一直患有2型糖尿病和高血压,此前曾接受过肾脏移植手术,但随着移植的肾脏出现衰竭,他开始重新接受透析,其生活质量也因此严重下降。

此次异种移植使用的基因编辑猪由美国的eGenesis公司提供,该公司通过CRISPR-Cas9技术对猪基因组上的69个位点进行了基因编辑,去除了一些有害的猪基因,并添加某些人类基因,以提高其与人类的相容性。此外,研究人员还灭活了供体猪体内的猪内源性逆转录病毒,以消除人类感染的风险。这项手术在获得美国食品与药品管理局(FDA)的单一扩展访问协议(EAP)后进行。目前患者恢复良好,预计很快就能出院。(Massachusetts General Hospital)

· 医学 ·
美国FDA批准首个用于治疗儿童罕见遗传病的基因疗法

异染性脑白质营养不良(metachromatic leukodystrophy, MLD)是一种罕见的遗传性疾病,在美国的发病率大约为四万分之一。MLD会影响大脑和神经系统,使脂质在脑细胞内过量堆积,导致运动和认知功能的衰竭,甚至死亡。3月18日,美国食品和药品管理局(FDA)批准了英国Orchard Therapeutics公司的基因疗法Lenmeldy(atidarsagene autotemcel),用于治疗处于该疾病特定进展阶段的儿童,这是FDA批准的首个用于治疗儿童罕见遗传病MLD的基因疗法。

Lenmeldy是一种一次性的单剂量注射剂,由患者自身的造血干细胞制成,这些干细胞经过基因改造,可以为患者提供产生ARSA酶的骨髓细胞,有助于分解有害的硫苷脂积聚,可能组织MLD的进展。治疗前,患者需接受高剂量的化疗,从骨髓中去除细胞,以便用Lenmeldy中经过修饰的细胞替换它们。据路透社(reuters)报道,此次批准基于Lenmeldy在两次开放性临床试验中对37名儿童的治疗数据,结果表明,与未接受治疗的对照组相比,该疗法显著降低了受试者运动障碍或死亡的风险。然而,该疗法有潜在的血癌风险,以及血栓形成或脑组织肿胀的风险。(reuters、FDA

· 计算机科学 ·
连接多台计算机,将运算时间从1年缩至10天

我们已经习惯计算机持续变得越来越快,但即使这样,涉及大量数据的复杂运算,比如有关一些化学反应的计算、蛋白质如何相变等分子动力学模拟问题,仍需要很长时间。最近,在一项发表在《美国科学院院刊》PNAS)的研究中,挪威科技大学的研究人员将多台计算机相连,优化了机器间的数据交换算法,将一些化学反应的计算速度提高了30~40倍。

通常情况下,计算机联网对于算力的提升并不会非常显著,因为一台计算机往往需要花费时间等待另一台计算执行计算。但研究人员用异步副本交换及无限交换,将最先进的路径采样算法优化,创建了高度并行化且能快速收敛的路径采样协议,能与各种高性能计算架构兼容。研究人员展示了他们模拟过热水中液-汽相变等反应的过程,此前这类研究需要一年多的计算时间,在新的框架中,只需要几天就能达到一定的统计准确性。这项研究意味着科学家或许可以执行此前不可能执行的计算。(NORWEGIAN UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY)

· 公共卫生 ·
美国环保署宣布全面禁用石棉

3月18日,美国环保署(EPA)确定了对温石棉(chrysotile asbestos,也称为白石棉)的禁令,意味着美国将全面禁止石棉使用。石棉是天然的纤维晶体状硅酸盐类矿物质的总称,最常见的包括温石棉、铁石棉和青石棉。其具有绝缘、绝热、耐高温以及耐磨等特性,此前广泛用于建筑、汽车制造以及纺织等行业。然而,石棉对人体有着极大的危害,接触石棉会导致人体肺部纤维化,还会导致肺癌以及喉癌等疾病。铁石棉和青石棉等致癌性较强,早已被大多数国家禁用,而温石棉致癌性较低。温石棉主要用于制造隔膜(用于氢氧化钠和氯的制造中)、垫片、制动块、售后汽车制动器/衬片、其他车辆摩擦产品以及其他垫圈。

早在1989年,美国环保署便尝试全面禁止石棉,但遭到了联邦政府反对。直到2016年,美国国会同意对1976年颁布的《有毒物质控制法(TSCA)进行修订。在宣布全面禁令的同时,美国环保署也给相关企业提供了充足的时间来淘汰温石棉,例如在氯碱行业中,公司最多拥有12年的过渡时间来淘汰石棉隔膜。(Environmental Protection Agency)


· 化学 ·
婴儿的味道为什么好闻?

近期,一项发表于《通讯·化学》communications chemistry)的小型研究,描述了婴儿和青少年体味化学组成的差异。研究人员通过让18个婴儿(0~3岁)和18个青少年(14~18岁)穿着衣物过了一夜后,收集了样本来自缝在棉质T恤和婴儿连体衫腋下的棉垫,并比较了混合体味样本的化学成分。青少年参与者和婴儿参与者的父母被要求在研究前48小时里避免食用味道强烈的食物和使用芳香产品及清洁剂。研究人员发现,虽然两组体味的化学组成相似,但从青少年那里收集的样品中含有更多的羧酸:3-甲基丁酸、2-甲基庚酸、辛酸、4-乙基辛酸、月桂酸和肉豆蔻酸,以及百秋李醇和一种未知气味。他们将这些羧酸的气味描述为“乳酪味”“果味和干李子味”“霉味、芫荽味和油脂味”、“山羊味”、“蜡味和肥皂味”,以及“泥土味、青草味和青椒味”,而那种未知气味则有“檀香和香氛”的味道,百秋李醇有“泥土”味。

作者还识别出两种甾体化合物雄烯酮仅存于青少年的样本中,他们报告这两种物质分别有“汗液、尿液和麝香”的气味,以及“檀香和麝香味”。α -异甲基紫罗兰酮,有一种“紫罗兰般的”气味,和一种未知的被描述为“肥皂和香氛”的气味,在婴儿体味样本中水平较青少年组更高。作者提到,因为分析的是混合样本,无法确定每个年龄组的所有个体体味样本中是否都含有这些化合物。研究人员认为,较高水平的羧酸和甾体的出现可能是由于青少年与婴儿皮脂腺及大汗腺(都与毛囊相关)活跃度差异所致。此外,他们还推测,婴儿体味样本中没有难闻的甾体气味,羧酸水平也较低,这可能导致人们通常认为婴儿比青少年体味更好闻。

撰写:李承泽、时小舟、不周、clefable
编辑:不周、clefable
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