研究人员发现耐力运动中的关键分子改变可以对抗慢性疾病
最近发表的一项研究 自然 提出了大鼠耐力训练时间效应的全有机体分子图。 学习： 耐力运动训练的多组学反应的时间动态。 图片来源：Min C. Chiu/Shutterstock.com 背景 定期锻炼有很多好处，例如降低患癌症、神经系统和心脏代谢疾病以及全因死亡率的风险。 运动几乎影响所有器官系统，由于组织和器官系统之间和内部的分子/细胞适应而产生有益的影响。 一些组学平台（omes），例如表观基因组学、转录组学、代谢组学和蛋白质组学，已被用来研究这些事件。 然而，研究往往集中于覆盖一两个基因组的单个组织，并且存在偏见。 需要一个全面的、整体有机体、多组学的运动效果图。 为此，身体活动分子传感器联盟成立，旨在构建动物不同组织以及人类血液、脂肪组织和骨骼肌运动反应的分子图谱。 研究和结果 本研究提出了大鼠耐力训练效果/反应的全有机体分子图谱。 首先，344 只大鼠接受为期 1、2、4 或 8 周的渐进式跑步机运动（耐力训练）。 最后一次训练后 48 小时收集组织。 性别匹配、未经训练、久坐的大鼠作为对照。 训练导致显着的表型变化，雌性和雄性大鼠的有氧能力在八周时分别提高了 16% 和 18%。 八周时，男性的体脂减少了 5%，而瘦体重没有明显变化。 经过四到八周的训练后，女性的体脂百分比没有变化。 使用多组学技术对全血、18 种实体组织和血浆进行了分析。 分子测定按生物学相关性和（可用）组织数量确定优先顺序。 总体而言，在 211 个组织组合和分子平台上进行了 9,466 次测定，产生了超过 60 万次非表观遗传测量和 1,430 万次表观遗传测量。 在所有组的大多数组织中都观察到了训练调节分子。 对于转录组学，腔静脉、睾丸、皮质和下丘脑的训练调节基因最少，而血液、结肠、肾上腺和脂肪组织则具有广泛的影响。 对于蛋白质组学，心脏、肝脏和腓肠肌在蛋白质丰度和翻译后修饰方面具有显着的差异调节。 对于代谢组学，所有组织始终表现出差异最大的代谢物。 接下来，选择具有广泛分子分析的六种组织（肾、肺、白色脂肪组织、腓肠肌、心脏和肝脏）来评估训练响应基因表达。 总体而言，为 7,115 个独特基因绘制了 11,407 […]
通过家庭蛋白质组学分析在干血斑中检测到 COVID-19 感染
自 COVID-19 出现以来的这些年里，科学家们已经了解了很多关于这种感染是如何发生的以及它对身体各个系统的一些长期影响的知识。 迄今为止，许多研究都集中在该疾病严重病例的影响上。 不太清楚的是感染对症状轻微或无症状的人的长期生理影响。 来自瑞典皇家理工学院和瑞典其他机构的科学家旨在通过分析使用家庭试剂盒收集的普通人群干血样本中的抗体来阐明这个问题。 在 Communications Medici 发表的一篇新论文中这是 标题为“家庭采样的干血斑的蛋白质组分析揭示了 SARS-CoV-2 感染的蛋白质，”作者解释了他们如何使用家庭采样的干血斑 (DBS) 的深度蛋白质组分析来评估 SARS-CoV-2 对瑞典城市地区轻度症状或无症状个体的影响。 研究人员写道：“在临床血浆和血清样本中，深入的蛋白质组学分析已经为了解 COVID-19 的病理学和发病机制提供了宝贵的见解。” “我们的 DBS 研究旨在证明自我采样的实用性，并通过考虑血清学表型来识别与 SARS-CoV-2 感染相关的循环蛋白。” 虽然这项研究的重点是 COVID-19，但转化蛋白质组学教授、HUPO 人类血浆蛋白质组项目主席、该论文的资深作者 Jochen Schwenk 博士指出，该方法可以适用于需要大量人群研究的其他情况。评估与疾病发展和治疗反应有关的各种遗传、表型和环境因素。 Jochen Schwenk 博士，KTH 皇家理工学院转化蛋白质组学教授，HUPO 人类血浆蛋白质组项目主席，该研究的资深作者 [Gustav Ceder]在这项研究中，该团队向瑞典两个主要城市的人们运送了数千个试剂盒，使他们能够在家中收集样本。 具体来说，他们于 2020 年春季向斯德哥尔摩的 2,000 个随机家庭发送了试剂盒。在 COVID-19 疫苗问世后，该团队于 2021 年夏季向斯德哥尔摩和哥德堡的随机家庭发送了另外 2,000 个试剂盒，使他们能够了解更多信息免疫反应和疫苗的效果。 该套件由瑞典医疗科技公司 Capitainer 开发。 该公司用于这项研究的 qDBS 系统具有安装在卡上的毛细管系统，用于从手指刺破处采集血液。 […]
阿尔茨海默氏症和癫痫症中发现的共享分子途径
最近 神经病理学学报 研究利用蛋白质组学确定了癫痫和阿尔茨海默病 (AD) 之间的共同机制。 学习： 阿尔茨海默病和癫痫症中相似的大脑蛋白质组学特征。 图片来源：meebonstudio / Shutterstock.com AD 与癫痫之间的复杂关系 多项研究表明，患有癫痫症的人更容易患 AD。 同样，与其他健康个体相比，癫痫患者会经历与年龄相关的认知能力快速下降，并且患痴呆症的风险更大。 AD 患者发生无端癫痫发作的风险也增加。 在针对 AD 的小鼠研究中，抗癫痫药物已被证明可以减少认知障碍并改善空间记忆。 在 AD 患者中，癫痫发作与认知能力加速下降和更显着的 AD 神经病理学相关，例如脑重量减轻、白质 β-淀粉样蛋白 (Aβ) 斑块病理升高以及磷酸化 tau (pTau) 表达增加。 AD 小鼠模型表明 Tau 蛋白过度表达与癫痫发作有关。 pTau 聚集体的形态与 AD 和慢性创伤性脑病重叠。 一些共有的形态包括神经元前缠结、神经原纤维缠结 (NFT)、细胞外沉积物、星形细胞 tau 病理学和软膜下带染色。 值得注意的是，并未在所有实验研究中观察到与癫痫相关的 pTau 病理学。 同样，在一些癫痫患者中也发现了 Aβ 斑块，但并非全部。 特定 pTau 水平的升高与 AD 患者和癫痫患者的保护功能相关，包括减少行为缺陷和死亡率。 尽管一些研究强调了 […]
蛋白质基因组学揭示了克服急性髓系白血病耐药性的新靶点
医生有近十几种新的靶向药物来治疗急性髓系白血病（AML）患者，但四分之三的患者仍会在五年内死亡。 尽管使用了一系列药物来治疗血细胞无法正常发育的侵袭性血液疾病，但仍有一些患者在一两个月内死亡。 一项新的研究利用蛋白质基因组学领域来试图改善前景。 1 月 16 日发表在《 细胞报告医学，科学家报告了关于一些 AML 患者如何产生耐药性以及医生有朝一日如何阻止或减缓这一过程的新发现。 该研究来自能源部太平洋西北国家实验室和俄勒冈健康与科学大学的研究小组。 近十年来，OHSU 和 PNNL 研究人员共同努力，填补了我们在癌症和其他疾病如何发生方面的知识空白。 一方面，我们身体的基因可能会出错，产生有害或致命的突变。 而另一端则是一个真实的人，他的生活因此受到影响甚至结束。 基因和人的健康之间发生了什么？ 答案是：科学家们正在努力理解数量令人眼花缭乱的复杂分子过程。 中心是人体的蛋白质和称为蛋白质基因组学的研究领域。 使用机器学习对数据进行排序 PNNL-OHSU 团队正在研究数千种可能在 AML 中发挥作用的蛋白质。 蛋白质是人体的分子主力，在细胞之间来回输送营养物质和其他物资，打开或关闭基因，并维持数十种基本的身体过程。 尽管基因获得了荣耀，但它们对维持我们身体的运转几乎没有直接作用。 这就是蛋白质的工作。 近 20 年来，该研究的作者、OHSU 的 Karin Rodland（曾就职于 PNNL）一直是探索蛋白质在健康和疾病中的作用的先驱，与 OHSU 和 PNNL 的同事一起建立了一个研究 AML 的项目。 在最新的研究中，由 PNNL 数据科学家和计算生物学家 Sara Gosline 领导的团队对 210 名 AML 患者的蛋白质活性进行了详尽的研究。 研究小组总共测量了患者血液样本中 9,000 多种蛋白质中近 50 […]
研究观察到转向纯素和酮饮食的个体出现快速免疫反应
在最近发表的一项研究中 自然医学, 一组研究人员评估了纯素和生酮饮食对人类免疫反应和肠道微生物群的影响。 学习： 纯素食与生酮饮食在人类中引起的差异性外周免疫特征。 图片来源：Boontoom Sae-Kor/Shutterstock.com 背景 营养显着影响生理过程，包括免疫调节，为癌症和慢性炎症等疾病的饮食疗法提供了潜力。 研究表明，低脂纯素食或素食饮食可以降低炎症和心脏病风险，而生酮饮食可能有益于某些癫痫类型并减少神经炎症。 然而，饮食对人体免疫力的确切影响仍不清楚。 饮食选择不仅影响营养摄入，还影响肠道微生物群，这对健康至关重要。 尽管动物研究表明饮食-微生物组-免疫之间存在明确的关系，但其对人类免疫的影响尚不清楚。 需要进一步的研究来充分了解不同饮食和人类免疫反应之间复杂的相互作用，从而能够开发定制的营养干预措施以改善健康结果。 关于该研究 本研究于 2019 年 4 月至 2020 年 3 月在美国国立卫生研究院 (NIH) 临床中心进行。 参与者年龄在 18 岁至 50 岁之间，没有代谢疾病和心血管疾病。 参与者在了解研究风险后表示同意，并被随机分配先遵循纯素或生酮饮食两周，然后改用替代饮食。 膳食按照膳食指南准备并监测摄入量。 收集参与者的血液样本用于各种分析，包括流式细胞术、转录组学、蛋白质组学和代谢组学。 该研究还利用收集的粪便样本研究了肠道微生物组。 然而，并非所有参与者都同意广泛的数据共享，限制了某些数据集的可用性。 尽管具体样本量是探索性确定的，但该研究具有统计效力来评估其主要和次要结果。 饮食干预包括设计膳食以确保遵守各自的饮食习惯。 研究人员分析了这些饮食对各种健康指标的影响，但研究人员并没有对饮食分配视而不见。 处理血液样本以进行多次分析。 分离外周血单核细胞 (PBMC) 用于流式细胞术和核糖核酸 (RNA) 分析。 对血液和血浆样本的分析提供了有关饮食对免疫系统和代谢途径的影响的见解。 研究结果 在这项研究中，20 名参与者接受了交叉饮食干预，即以随机顺序同时食用高脂肪、低碳水化合物生酮饮食和低脂肪、高碳水化合物纯素饮食，每人为期两周。 两种饮食都以非淀粉类蔬菜为基础，但在其他成分上存在显着差异：生酮饮食包括动物性产品，而纯素饮食则包含植物性食物。 不同饮食之间的营养摄入量（特别是脂肪酸和氨基酸）存在显着差异。 该研究评估了这些饮食对参与者的免疫细胞、基因表达、蛋白质组成、肠道微生物群和代谢特征的影响。 进行了各种分析，包括流式细胞术、蛋白质组学、微生物组测序、RNA 测序和代谢组学，但由于样本可用性，并非所有参与者都对每个数据集做出了贡献。 流式细胞术显示，无论饮食顺序如何，两种饮食都会引起免疫细胞组成的显着变化。 […]
使用机器学习预测多发性硬化症的疾病进展
仅 11 种蛋白质的组合就可以预测不同个体的多发性硬化症 (MS) 的长期残疾结果。 鉴定出的蛋白质可用于根据预期的疾病严重程度为个体定制治疗方案。 这项研究由瑞典林雪平大学的研究人员领导，已发表在该杂志上 自然通讯。 11 种蛋白质的组合可预测短期和长期疾病活动以及残疾结果。 我们还得出结论，测量脑脊液中的这些蛋白质很重要，与测量血液中的蛋白质相比，它可以更好地反映中枢神经系统中发生的情况。” Julia Åkesson，林雪平大学和舍夫德大学博士生 在多发性硬化症中，免疫系统攻击人自己的身体，损害大脑和脊髓的神经。 主要受到攻击的是一种称为髓磷脂的脂肪化合物，它包围并隔离神经轴突，以便传输信号。 当髓磷脂受损时，传输效率就会降低。 多发性硬化症的疾病进展因人而异。 对于那些预计病情会更严重的人来说，重要的是不要在疾病发作时浪费宝贵的时间，而要迅速获得正确的治疗。 目前这项研究是林雪平大学、卡罗林斯卡研究所和舍夫德大学合作进行的，研究人员希望了解是否有可能在疾病的早期阶段检测出哪些患者需要更强有力的治疗。 能够做到这一点对于医生和多发性硬化症患者都具有重要意义。 “我认为我们已经向一种分析工具迈进了一步，该工具可以选择哪些患者在疾病的早期阶段需要更有效的治疗。但这种治疗可能有副作用，而且相对昂贵，而且有些患者不喜欢这种治疗。”需要它，”领导这项研究的林雪平大学物理、化学和生物系生物信息学教授 Mika Gustafsson 说。 未来许多年寻找与疾病严重程度相关的标记物是一项复杂的挑战。 在他们的研究中，研究人员分析了 92 名疑似或最近诊断出多发性硬化症患者的样本中的近 1,500 种蛋白质。 蛋白质分析的数据与患者日记中的大量信息相结合，例如残疾情况、神经系统 MRI 扫描结果以及接受的治疗。 利用机器学习，研究人员发现了许多可以预测疾病进展的蛋白质。 “如果任何人想要对此进行分析，那么拥有一个仅包含 11 种蛋白质的组合就可以变得很容易。它不会像测量 1,500 种蛋白质那么昂贵，因此我们确实缩小了范围，使其对想要进行分析的其他人有用。林雪平大学生物医学和临床科学系博士生 Sara Hojjati 说道。 研究小组还发现，从受损的神经轴突中泄漏出的一种特定蛋白质，是短期内疾病活动的可靠生物标志物。 这种蛋白质称为神经丝轻链，NfL。 这些发现证实了早期使用 NfL 来识别神经损伤的研究，并且还表明该蛋白质可以指示疾病的活跃程度。 该研究的主要优点之一是，在林雪平大学医院采集样本的患者组中发现的蛋白质组合后来在斯德哥尔摩卡罗林斯卡大学医院采样的由 51 名多发性硬化症患者组成的单独组中得到了证实。 这项研究首次采用高度灵敏的方法（邻近延伸分析）结合下一代测序（PEA-NGS）来测量如此大量的蛋白质。 该技术还可以对非常少量的蛋白质进行高精度测量，这一点很重要，因为这些蛋白质的含量通常非常低。 该研究由瑞典战略研究基金会、瑞典大脑基金会、克努特和爱丽丝·瓦伦堡基金会、玛格丽特·阿夫·乌格拉斯基金会、瑞典研究委员会、NEURO瑞典和瑞典多发性硬化症研究基金会等资助。 来源： 期刊参考： […]