Cell Metabolism:溃疡性结肠炎缓解后,组蛋白乳酸化“疤痕”经肠-肝轴传递代谢与表观遗传记忆
Dong 等人在 Cell Metabolism 报告,溃疡性结肠炎缓解后仍残留 LCN2+ 巨噬细胞,其糖酵解增强并携带 H3K9la 表观遗传记忆。高脂饮食挑战下,这些细胞通过染色质重塑程序促成肠到肝的炎症传递,并提高脂肪性肝病易感性。该机制为既往临床观察提供了分子解释。
Dong 等人在 Cell Metabolism 报告,溃疡性结肠炎缓解后仍残留 LCN2+ 巨噬细胞,其糖酵解增强并携带 H3K9la 表观遗传记忆。高脂饮食挑战下,这些细胞通过染色质重塑程序促成肠到肝的炎症传递,并提高脂肪性肝病易感性。该机制为既往临床观察提供了分子解释。
周等人发现肠道真菌根霉(Rhizopus arrhizus)在MASLD相关肝细胞癌中具促肿瘤作用,其产生的犬尿喹啉酸直接结合肿瘤细胞并激活致癌MAPK信号通路。阻断这一宿主-真菌相互作用可抑制MASLD-HCC发展,提示潜在治疗方向。
Zhao 等在 Cell Metabolism 报告,肠道菌的乙醛-乙醇脱氢酶(AdhE)会降解二甲双胍,降低 2 型糖尿病患者的药物暴露量并影响血糖控制。一项临床试验进一步显示,膳食植物化学物大豆苷元(daidzein)可抑制微生物 AdhE,改善二甲双胍疗效。该结论基于摘要信息,具体样本量与效应量未在摘要中给出。
推荐理由:该研究把二甲双胍疗效差异指向肠道菌 AdhE 降解药物,并给出抑制该酶的膳食干预线索。
Karagiannis 与 Theodorou 等人在 Cell Metabolism 报告,肥胖中的脂质过载通过乙酰辅酶 A 羧化酶 1(ACC1)损伤脂肪组织 2 型固有淋巴细胞(ILC2)。小鼠中敲除 ACC1 会破坏柠檬酸穿梭与 NAD+/NADH 平衡,导致 ILC2 丢失和脂肪组织肥大;补充烟酰胺核糖(NR)可挽救 ACC1 缺失并恢复 ILC2 与脂肪组织稳态。
Cell Metabolism 发表研究,揭示脂肪组织中存在 FcRn 依赖性 IgG 积累,并据此阐释肥胖的病理生理机制。该发现将脂肪组织免疫球蛋白蓄积与肥胖发生发展联系起来。
Zhang 等人在 Cell Metabolism 报道,SIRT2 是位于肝小叶门静脉周围肝细胞的分区胆固醇传感器;慢性胆固醇过载使 SIRT2 过度激活,抑制 CYP7B1 介导的胆汁酸合成,导致 27-羟胆固醇蓄积,最终驱动代谢功能障碍相关脂肪性肝病向肝细胞癌进展。该结论来自机制性实验研究。
NEJM 刊出 REACT 研究,报告无症状动脉粥样硬化在成年各年龄段的患病率,作者为 Henning Bundgaard、Borja Ibanez 等,文章位于第 395 卷第 18 期 1818-1829 页。目前仅见摘要与卷期信息,具体样本量、影像学检查方式与各年龄段患病率数值尚未在材料中给出。
推荐理由:基于人群影像筛查数据呈现无症状动脉粥样硬化随年龄的分布,读者可据此理解亚临床心血管风险的年龄梯度。
Buck Institute 研究科学家 Emma Glass 在 James Yurkovich 实验室开发全细胞模拟软件,用计算模型预测大肠杆菌在不同环境及抗菌药物下的行为,无需培养皿即可算出抑制细菌生长所需抗生素浓度。该工作由 DARPA 资助,同时为 TIME 临床试验提供数据分析,其框架被视为未来模拟人类细胞、理解细胞衰老的蓝图。她预计未来十年将出现首批高保真人类细胞数字模型。
Hengist 等在 Cell Metabolism 观点文章中提出“bedside-to-outside”转化模型,将高度受控的居住式供餐与同一批受试者的自由生活干预相结合,用于人体营养研究。该模型旨在解决实验环境之间效应量难以转化的问题,并可作为方法验证平台。
Buck Institute 衰老研究所博士后 Parminder Singh 获 Larry H. Hillblom 博士后奖学金,研究内源性代谢物如何影响细胞衰老与胰岛素抵抗。他利用双侧卵巢切除(OVX)动物模型发现,下丘脑对卵巢信号丢失尤为敏感,相关神经元功能下降、邻近支持细胞反应性增强,或可解释绝经后睡眠障碍、代谢紊乱与认知变化。其另一研究方向是过量糖摄入如何加速衰老。
Buck研究所科学家Chaska Walton正工程化改造免疫细胞,使其识别淀粉样蛋白斑块并就地分泌FDA已批准的抗体Leqembi,相关研究获NIH 240万美元Transformative Research Award,全美仅9项。该策略属临床前探索,目标是让细胞在症状出现前持续监测并精准递送多种药物。Walton称工程化细胞可自我更新、在体内存活数年,未来有望让治疗成为身体的内置功能。
Buck研究所Julie Andersen实验室的Chaska Walton获得240万美元NIH变革性研究奖,全美仅9人获此奖项,用于开发治疗阿尔茨海默病多重病理的智能递送系统。他正工程化改造免疫细胞(包括可编程CAR-Treg和智能细胞递送平台),使其识别阿尔茨海默病特定病理并原位合成、递送治疗药物。其研究基于成熟神经元可重新进入细胞周期的发现,横跨神经科学、合成生物学与转化医学。
Buck Institute 的 Vineeta Tanwar 正在主导其首个临床研究 GRACE(Glycation Reduction and Aging, a Clinical Evaluation),针对绝经后女性评估降低糖化应激能否支持健康衰老。
Buck Institute 的 Taylor Valentino 在 Dan Winer 实验室研究饮食与运动如何影响衰老过程中的免疫系统,聚焦肌少症的年龄相关肌肉流失机制。他所在团队通过肠道微生物组鉴定出两种由运动诱导的微生物代谢物,在小鼠实验中帮助维持了衰老过程中的肌肉体积与力量。其目标是开发一种简单补剂,用于住院制动或老年肌少症人群的临时性肌肉保护。
Buck Institute 衰老研究所发布"Faces of Discovery"专栏,介绍在该所工作13年的科学家 Kenny Wilson,其研究聚焦神经元内蛋白质运输随衰老而衰退的机制,并发现一个可改善该过程的基因,效率提升后还能保护包括 DNA 在内的多种神经元结构。Wilson 已获俄亥俄州立大学 Wexner 医学中心神经内科教职,其目标是据此寻找预防或治疗阿尔茨海默病的细胞靶点。
Buck Institute 的 Jennifer Garrison 团队在小鼠模型中发现,衰老小鼠进食时 subfornical organ(SFO)的口渴信号受损,导致进食时口渴感减弱;SFO 向 nucleus accumbens 的信号传递在老年小鼠中反而保持良好。研究还显示,老年小鼠下丘脑中产生血管加压素的区域活动受损,注射血管加压素后肾脏反应不佳,与其尿液浓缩能力下降一致。
Buck Institute 研究团队在 Nature Aging 发表观点文章,提出“替代干预”(replacement interventions)框架,将置换衰老细胞、器官或脑系统的疗法统一归类为生物性替代与合成性替代,并按细胞、器官、脑三个尺度细分。
NIA 内部研究项目联合 Jackson Laboratory 和印第安纳大学公共卫生学院,基于 10 项常规血液指标用机器学习开发出生物钟,可预测小鼠死亡与衰弱风险。
Buck 研究所多位科学家正利用 UK Biobank 探索人类健康与衰老问题,该数据库自 2006 年启动,收录 50 万名 40–69 岁英国居民的遗传、生化与临床数据,含逾 3,000 项测量特征。
NIH 资助、西奈山伊坎医学院团队发现,PLXNB1 基因编码的 Plexin-B1 蛋白通过调节星形胶质细胞在 β-淀粉样斑块周围形成胶质网,影响斑块大小与毒性,成果发表于 Nature Neuroscience。
NIA 资助、发表于 PNAS 的研究显示,南非农村一项随机月度现金转移干预与7年后认知衰退减缓、痴呆风险降低相关。干预为每月300兰特(约36美元)、持续三年,随访7年后现金转移组痴呆概率评分比对照组低3%,记忆衰退程度相当于年轻7岁。研究基于 HAALSI 队列862名40岁及以上参与者,作者指出结果限于当地农村老年人群,且入组家庭须有参与现金转移试验的年轻女性。
推荐理由:基于南非农村随机现金转移试验的7年随访,给出了痴呆概率评分与记忆衰退的量化差异,可作为社会经济干预影响认知衰老的参考。
Buck Institute 的 Lithgow 实验室在秀丽隐杆线虫中发现,阿尔茨海默病相关的淀粉样蛋白β会加速蛋白错误折叠,其聚集的蛋白中有 66% 与正常衰老过程中聚集的蛋白重叠,研究者将这批易聚集蛋白命名为"核心不溶性蛋白组"。
一项基于 2017–2019 年逾 6000 万 Medicare 受益人的数据分析显示,约 9%(530 万人)可能患有阿尔茨海默病或相关痴呆,若合并不同程度的诊断证据则超过 800 万人。
基于 ARIC 队列 1.5 万余名 55 岁时无痴呆的参与者,研究团队估算 55 岁后终生痴呆风险为 42%,高于此前 11%–23% 的估计;风险随年龄上升,75 岁前为 4%,85 岁前为 20%,大部分风险出现在 85 岁之后。
推荐理由:基于 ARIC 队列 1.5 万余人更新终生痴呆风险估计,并给出 2020 至 2060 年新发病例预测,可供判断疾病负担。
NIH 资助、加州大学旧金山分校(UCSF)团队的小鼠实验发现,母源 X 染色体偏斜会加速海马脑细胞衰老并损害晚年学习记忆,老年偏斜雌鼠在多项学习记忆测试中表现持续差于对照。研究发表于 Nature,海马 DNA 甲基化显示母源 X 活跃细胞衰老迹象更多,母源 X 至少印记关闭 9 个基因;用 CRISPR 提升其中 3 个基因活性后,老年小鼠学习记忆表现优于安慰剂组。
美国 NIA 与西班牙国家癌症研究中心(马德里)构建出轻度 mTORC1 过度激活小鼠模型,可复现人类衰老的全身性炎症与多器官损伤,且不出现胚胎早死或肿瘤,仅寿命轻度缩短,成果发表于 Nature Aging。该模型血液促炎分子升高,肾、胰、肝、肺受损并伴白细胞浸润;抑制特定白细胞活性的抗体治疗延长了小鼠寿命。研究为靶向免疫浸润、缓解衰老相关健康衰退提供了动物实验层面的治疗线索。
NIA 部分资助、发表于 JAMA Network Open 的一项基因组研究显示,与脑白质高信号(WMH)水平较高相关的基因组区域也与阿尔茨海默病风险升高相关,而血压和卒中在本研究中未与阿尔茨海默病风险直接相关。
推荐理由:基于全基因组关联分析,原文区分了脑白质高信号与血压、卒中各自和阿尔茨海默病风险的关联强度。
NIA 资助、发表于 Federal Reserve Bank of New York Staff Reports 的一项研究分析近 250 万老年人 17 年的 Medicare 与 Equifax 征信数据,其中约 50 万人最终被诊断为阿尔茨海默病或相关痴呆。
推荐理由:基于近 250 万老年人的医保与征信数据,给出诊断前 5 年信用卡与房贷逾期的具体风险变化,可作为财务行为预警的量化参考。
Buck Institute 教授 Julie Andersen 团队正借助 Hevolution 基金会去年提供的 2100 万美元资助,转向以人类医学记录数据库为起点,反向寻找与衰老及相关疾病相关的暴露因素。
Buck Institute 的两位博士后研究员正在研究肠道健康变化如何影响神经退行性疾病进展。Schmidt 在秀丽隐杆线虫模型中发现,乳酸可抑制 alpha-synuclein 的有害聚集;Makhijani 在小鼠中发现部分肠道免疫细胞可能迁移至脑部外层的硬脑膜。
Buck 研究所副教授 Akos Gerencser 开发的 Image Analyst 软件通过实时活细胞成像与机器学习定量分析线粒体等细胞组分,用于揭示衰老与疾病进程中的细胞变化。
Buck Institute 衰老研究所的 Simon Melov 团队已从 10 头鲸(主要为座头鲸,部分蓝鲸)获取组织样本,培养并冻存细胞,正推进将其植入工程化肌肉组织(EMT)以研究鲸类肌肉功能。团队计划用化学或环境刺激对鲸类 EMT 施压,观察其收缩力变化并寻找鲸类应对损伤的相关蛋白。Melov 强调该研究目标是鲸类肌肉的基础生物学,并未预设能否转化到人类肌肉与衰老。
Buck Institute 于 2020 年开设全球首个聚焦生殖衰老的核心设施 Reproductive Biology Hub,为所内外研究者提供培训与智力支持,帮助其研究卵巢衰老机制及延长女性卵巢功能与健康寿命的干预手段。
Buck 研究所的 Benz 实验室与 Ellerby 实验室合作发现,靶向 PRODH 的小分子抑制剂 N-PPG 在严重亨廷顿病小鼠模型中可穿过血脑屏障,将伴随疾病的转录组变化逆转约 50%,且未观察到明显毒性副作用。该药物还通过影响肝脏草酸代谢通路,在一种罕见肾结石小鼠模型中完全清除结石并显著降低草酸水平。相关结果已发表,团队称这一跨肿瘤学、神经生物学与肾脏病学的发现源于偶然。
Buck Institute 的 Eric Verdin 与 Birgit Schilling 团队在 Nature Metabolism 发表研究,发现 sirtuin 5 在小鼠肝线粒体中通过去除蛋白质赖氨酸琥珀酰化修饰,调控尿素循环与氨解毒。该机制此前被领域内认为反应速率过低而无生物学意义,研究则显示其与“碳压力”及衰老相关。团队目前正尝试激活 sirtuin 5 以靶向长寿。
Buck Institute 衰老研究所 Schilling 实验室在小鼠骨细胞中发现,维持骨稳态的信号蛋白 TGFβ 缺失会破坏胶原的正常维护,进而导致骨质量与骨强度随衰老下降,成果发表于 Bone Research。该研究用质谱分析在分子层面首次将一条特定分子通路与骨机械强度变化联系起来。研究者下一步将把质谱方法用于骨关节炎等疾病中的骨分子改变,并建议通过力量训练维持骨强度。
Buck 衰老研究所的 David Furman 与 Daniel Winer 团队在 Nature Communications 发表了首个单细胞层面调查,记录免疫细胞在模拟微重力下发生的细胞与分子变化。
Buck 衰老研究所教授 David Furman 就纳米塑料的健康风险发出警示,指出这类比微塑料小数百倍的颗粒可穿过肠道、血脑屏障进入人体组织,毒性可能更强。
Buck Institute 衰老研究所 Webb 实验室将下丘脑作为脑衰老研究的最新重点方向,博士后 Kaitlyn Hajdarovic 正用单细胞测序技术在培养皿中培育人下丘脑神经元,首批聚焦调控食欲与血糖稳态的 POMC 神经元。
Buck Institute 衰老研究所 Ashley Webb 实验室正以小鼠模型研究海马神经发生,已发现衰老神经干细胞中蛋白质调控与代谢相关的有害变化,并锁定若缺失就会降低神经发生的直接靶点。团队下一步是验证能否提升这些靶点,同时在阿尔茨海默病小鼠模型中探索增强神经发生以改善海马功能。人类海马神经发生目前仅在死后脑样本中被观察到,其功能作用尚待确定。