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科学家如何利用尿液来进行诸如癌症等多种疾病的诊断?

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来源:本站原创 2018-01-19 15:20

近年来,随着科学家们不断深入的研究,如今科学家们能够成功利用尿液来对多种人类疾病进行诊断,近日来自名古屋大学的研究人员就通过研究开发了一种新型纳米线设备,该设备能通过对尿液进行测试来实现对癌症的检测;那么科学家们在利用尿液进行疾病诊断上都取得了哪些成果呢?本文中小编对相关研究成果进行了整理,分享给大家!【1】Sci Adv:突破!科学家仅利用1毫升尿液就能诊断出多种类型癌症!DOI:10.1126

近年来,随着科学家们不断深入的研究,如今科学家们能够成功利用尿液来对多种人类疾病进行诊断,近日来自名古屋大学的研究人员就通过研究开发了一种新型纳米线设备,该设备能通过对尿液进行测试来实现对癌症的检测;那么科学家们在利用尿液进行疾病诊断上都取得了哪些成果呢?本文中小编对相关研究成果进行了整理,分享给大家!

【1】Sci Adv:突破!科学家仅利用1毫升尿液就能诊断出多种类型癌症!

DOI:10.1126/sciadv.1701133

近日,一篇发表在国际杂志Science Advances上的研究报告中,来自名古屋大学的研究人员通过研究开发了一种新型纳米线设备,该设备能通过对尿液进行测试来实现对癌症的检测;细胞间能通过一系列不同的机制来互相“交流沟通”,其中有些机制是我们所熟知的,比如在动物之间,捕食威胁能够有效驱动去甲肾上腺素的产生,去甲肾上腺素是一种血液中的特殊激素,其能促进心脏和肌肉细胞开启“战或逃”的反应。

另外一种不太熟悉的细胞运输方式就是膜泡运输(extracellular vesicle,EVs),Evs被认为是细胞中的小型模块,其能够通过一定的修剪模式在机体中循环,从而将信号分子传递运输到别的细胞中,这些信号分子就被认为是细胞间交流沟通的关键介导子;这项研究中,研究人员所开发的新型纳米线设备能够有效捕获这些EVs,并且利用EVs来对癌症进行筛查。

研究者Takao Yasui解释道,EVs或许能够作为潜在临床标志物,EV中所包含的分子组分或能为诊断某些疾病提供一定的诊断标签,未来临床医生所面临的挑战就是如何寻找一种非侵入性的诊断工具来帮助他们基于某种手段对患者进行疾病监测,比如通过一种简单的尿液检测。

【2】Science子刊:重大突破!新的尿液测试方法可在12小时内诊断结核病

doi:10.1126/scitranslmed.aal2807

结核病(TB)是由结核分枝杆菌感染引起的慢性传染病,可侵及许多脏器,以肺部结核最为常见。2016年,新增的结核病感染人数超过1000万人,结核病杀死170万人。在大约40%的病例中,只有在症状明显之后才能发现这种感染。

结核病目前通过皮肤测试或培养来自人痰液的细菌(即细菌培养法)来加以诊断。但是这两种方法都需要数天时间才能给出结果,而且只能由经过培训的微生物学人员执行。

在一项新的研究中,来自美国、澳大利亚、秘鲁、英国和意大利的研究人员开发出一种新的结核病尿液测试方法,它的准确性比之前的尿液测试方法高出1000倍,而且它也比皮肤测试法和细菌培养法快得多。这种新的方法检测在结核分枝杆菌外壳中发现的脂肪阿拉伯甘露聚糖(lipoarabinomannan, LAM)。

【3】IJC:尿液中前列腺素E2水平的上升或会增加个体患胰腺癌的风险

DOI:10.1002/ijc.31007

近日,来自范德堡大学(Vanderbilt University)的研究人员进行一项前瞻性研究首次提供了流行病学证据来阐明,机体中前列腺素E2(PGE2)产生量的增加或许和个体胰腺癌风险增加直接相关,前列腺素E2是个体尿液中的一种特殊代谢产物(PGE-M)。

相关研究“Prospective study of urinary prostaglandin E2 metabolite and pancreatic cancer risk”于近日刊登在了国际杂志International Journal of Cancer上。文章中,研究人员对120,000名个体进行研究,在这些个体进行癌症诊断之前收集其尿液样本进行分析,随后研究人员选择了后期患上胰腺癌的239名患者,以及483名无癌患者进行深入研究。

【4】利用尿液代谢产物来预测个体患糖尿病的风险

新闻阅读:Urine metabolites may help predict which obese teens will develop diabetes

近日,在美国奥兰多举办的第99届内分泌学会会议上,来自杜克大学医学院的研究人员表示,他们在患糖尿病、肥胖的黑人青少年机体的尿液中发现了一种特殊的代谢标记物,这种新型标记物或有望帮助研究人员与有效预测青少年患2型糖尿病的风险。

医学博士Pinar Gumus Balikcioglu表示,在进行了详细的代谢分析后,我们发现,相比非糖尿病的肥胖青少年而言,肥胖的2型糖尿病青少年机体中一种名为血清素的主要代谢产物水平发生了明显降低,同时,相比非糖尿病青少年而言,糖尿病青少年机体中多种其它代谢产物的水平上升了。

2型糖尿病的主要决定子就是肥胖,肥胖会诱发机体对胰岛素的效应耐受,然而很多肥胖个体都不会产生胰岛素耐受性,而且仅会有一部分个体最终会发展成为2型糖尿病;为了鉴别出患糖尿病高风险的个体,研究者认为非常有必要寻找那些能够预测胰岛素耐受性和糖尿病发展的代谢标志物。

【5】SCTM:天啦噜!科学家从尿液中获得了研究工具

DOI:10.1002/sctm.16-0128

研究唐氏综合征面临的最大挑战之一就是缺少合适的研究模型。动物模型和细胞系模型在模拟人类疾病方面都比较局限,研究结果并不能很好地转化到病人群体。用干细胞作为研究工具具有很大优势,可以直接取自病人并且可以生长为众多细胞类型。但是干细胞的收集过程比较复杂且具有侵入性,当遇到儿童或者存在智力障碍的病人就难以通过相关审核。

现在来自凯斯西储大学医学院的研究人员开发了一种新技术可以直接从尿液中收集细胞并将其诱导成用于唐氏综合征研究的干细胞。他们将相关研究成果发表在国际学术期刊Stem Cells Translational Medicine上。

“我们首次利用唐氏综合征病人尿液中的细胞构建了诱导多能干细胞。我们的这种方法代表了ipsC技术的重要进步,也是在人类细胞平台构建方面迈出的重要一步,未来可以用这种方法筛选能够改善唐氏综合征病人生命质量的新药物。”文章作者Alberto Costa教授这样说道。

【6】Lancet子刊:简单的尿液检测就能知道你吃的是否健康?

doi:10.1016/S2213-8587(16)30419-3

日前,来自帝国理工学院等机构的研究人员通过研究开发了一种新型的尿液检测技术,或能帮助测定机体饮食的健康状况,研究者指出,利用五分钟的测试就能够对个体尿液中的生物学标记物进行测定,而这些生物学标记物是由个体摄入的食物破碎所产生的,比如红肉、鸡肉、鱼肉、水果和蔬菜等。

同时研究者表示,他们还能够通过检测发现个体摄入脂肪、糖类、纤维素和蛋白的水平。尽管当前研究还处于早期阶段,但研究者希望能通过后期更为深入的研究来追踪患者的饮食方式,同时这种检测手段还能够用于减肥程序中帮助监测减肥者的食物摄入情况。大量研究证据表明,当人们高报摄入水果和蔬菜水平的时候,他们往往会不正确地记录自身的饮食情况,而且会低报摄入不健康饮食的水平,进食记录不准确的可能性往往会增加个体过重或肥胖的风险。

【7】ACS Nano:突破!科学家利用来自尿液的生物标志物进行早期癌症筛查

DOI:10.1021/acsnano.6b06131

日前,来自韩国蔚山国家科学技术研究所的研究人员通过研究开发出了一种新技术,该技术能够有效在尿液或血液中有效鉴别出促进癌症发生的物质,相关研究刊登于国际杂志ACS Nano上。文章中,研究人员开发出了一种集成的离心微流体平台(Exodisc),这种设备能够对尿液中的胞外膜泡(extracellular vesicles,EVs)进行分离。

研究人员希望这种技术或能用于临床设备中来检测尿液中基于胞外膜泡的生物标志物,从而用于癌症诊断;胞外膜泡是一种细胞衍生的纳米囊泡结构,其尺寸仅有40-1000纳米,存在于几乎所有类型的体液中,同时胞外膜泡在细胞间的通讯中也扮演着关键角色,还能够参与调节多种细胞功能的生物信号的运输。尽管研究人员增加了胞外膜泡作为潜在生物标志物进行多种疾病的诊断以及预后评价,但当前分离和分析胞外膜泡的方法往往需要进行长时间复杂的处理过程,比如一种经常用于分离胞外膜泡的方法—超速离心法,其就需要多个耗时的步骤,包括离心作用,并且还需要获取较大的样本量,但最后往往纯度和产量较低。

【8】Journal of Proteomics:用尿液样本诊断早产儿呼吸道疾病

doi:10.1016/j.jprot.2016.06.012

来自v . i Kulakov产科,妇科,围产期学研究中心和莫斯科物理技术研究所的专家设计了一种方法,就是使用尿蛋白质组来诊断新生儿的状况。在未来,这种尿蛋白质组诊断方法不仅能帮助专家检测疾病,并且能控制康复期的治疗反应不会引起疼痛。该研究结果已发表在《Journal of Proteomics》杂志上。

大多数在新生儿重症监护病房的病患都是早产儿,他们经常会患呼吸道疾病。重要的是需要知道他们疾病感染的原因。生物体液的组成成分非常复杂。研究人员使用高性能的质谱分析,通过测量它们的质量来鉴别目标液体中的蛋白质,通过质谱分析测量峰值强度来确定蛋白质浓度。再仔细地进行生物信息学数据的处理。最终他们挑出了36种蛋白质,表明呼吸道疾病是感染性的(先天性肺炎)还是非感染性的(呼吸急促、婴儿呼吸窘迫综合征)。

【9】Sci Rep:哇!尿液气味改变可预测老年痴呆?!

doi:10.1038/srep19495

阿尔茨海默病是最常见的一种痴呆病症,在美国,65岁以上的患者大约有五百一十万。目前,在患者生前,并没有任何一种诊断方式可以确诊阿尔茨海默病。尽管现在我们并不能阻止或是逆转这种疾病的进程,然而,一种准确的诊断,可以让患者及他们的家庭为将来做好打算,并寻求减轻症状的治疗。

近日,来自于美国农业部,Monell中心的一项最新研究发现,在小鼠的阿尔茨海默疾病模型上,有一种特异的可识别的气味的特征。这种特异的尿液气味的出现,早于显著性的阿尔茨海默病大脑病理学的发展,这个发现提示,也许我们可以开发出一种非侵入性的工具,来早期诊断阿尔茨海默病。

这项研究结果最近在线发表在Scientific Reports杂志上,研究人员们利用APP小鼠模型,即模拟阿尔茨海默大脑病理特征的小鼠模型,开展了这项研究工作。利用行为学和化学分析,研究人员们发现,每一批app小鼠所产生的尿液气味谱,都可以与对照组区别开。而且,这种气味的改变,并不是因为新化合物的产生,而是尿液中现有化合物浓度的相对变化。另外,这种气味的改变与年龄无关, 且出现在大脑病理变化改变之前。这些发现表明,尿液的气味特征可能与某种潜在基因的表达有关,而不是由大脑的病理改变发展引起的。这种特征性气味的改变可以来预测阿尔茨海默病。

【10】BMC Cancer: 新技术可通过检测尿液来帮助诊断乳腺癌

doi:10.1186/s12885-015-1190-4

近日,刊登在国际杂志BMC Cancer上的一篇研究论文中,来自弗莱堡大学的研究人员通过研究开发了一种新技术,其可以通过分析尿液样本来帮助检测乳腺癌,这种方法可以确定调节细胞代谢的分子microRNAs的水平,而通常在癌细胞中microRNAs的水平会失调;通过确定尿液中microRNAs的组成,研究人员就可以使得该技术诊断乳腺癌的成功率达到91%。

世界上大约有170万女性患乳腺癌,同时乳腺癌有是女性常见的癌症之一,该病每年会造成超过52万人死亡,然而截止到目前研究人员一般是通过乳房x线摄影术或超声检查来进行乳腺组织癌症的检查诊断,但由于乳腺组织射线照射的暴露通常也会使得很多患者的疾病复发。

本文中研究者开发的这种新技术通过利用尿液样本就可以对乳腺癌进行检查,该技术基于患者机体代谢的改变,研究者对尿液中的9种microRNAs分子进行浓度测定,而microRNAs分子可以调节细胞的代谢,对比健康样本和疾病样本后,研究者发现,有4种microRNAs的水平表现出了明显的差异。(生物谷Bioon.com)

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