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多篇文章解读科学家们如何利用模型研究来改善人类健康?

来源:本站原创 2019-05-23 22:25

近年来,科学家们开发了多种模型来研究人类疾病,改善人类健康,那么近期相关研究进展又有哪些呢?本文中,小编就对近期的研究成果进行整理,分享给大家!

【1】eLife:科学家在丙肝病毒感染动物模型研究上获重大进展!

doi:10.7554/eLife.44436

近日,一项刊登在国际杂志eLife上的研究报告中,来自普林斯顿大学的科学家们通过研究表示,小鼠和人类机体中肝细胞蛋白的微小差异或会对丙肝病毒的复制产生明显效应,这或有望帮助开发丙肝病毒感染的小鼠模型。

如今在全球有超过7000万人遭受丙肝病毒慢性感染,这往往使得感染者面临肝癌和肝硬化的风险,目前并无有效的疫苗来预防丙肝病毒感染,这在很大程度上是因为丙肝病毒在天然状况下仅会感染人类和黑猩猩;研究者Jenna Gaska表示,我们想要更好地理解除了人类外,丙肝病毒在动物机体中进行复制还需要什么,这项研究中我们开发出了一种改进型的动物模型,其能帮助研究病毒的感染机制并帮助开发抵御丙肝病毒感染的新型疫苗。

【2】Science:新型麻疹模型有助于优化疫苗设计

doi:10.1126/science.aau6299

根据约翰霍普金斯大学公共卫生学院的科学家的一项研究,一个国家在消除麻疹方面取得的进展可以映射到一个“规范路径”,而这反过来可以指导疫苗接种策略。研究人员发现,各国遵循的消除麻疹的轨迹是由他们的出生率和疫苗接种覆盖率决定的。在5月9日发表在Science杂志上的一篇论文中,作者描述的新规范路径概念的采用可以帮助各国量身定制麻疹控制工作,因为它们可以逐步消除麻疹,也可以作为对疫情爆发的有效反应。

自20世纪60年代以来,儿童麻疹疫苗接种已成为许多国家的标准,麻疹被认为已在几个国家被消除,包括截至2000年的美国麻疹同时麻疹仍感染全球数百万人,其中大多数是儿童,估计每年10万。而最近在美国和全球爆发的疫情使2019年成为几十年来麻疹最严重的一年。

【3】JCIM:人类激酶计算机模型有望帮助开发新型癌症疗法

doi:10.1021/acs.jcim.8b00989

近日,一项刊登在国际杂志Journal of Chemical Information and Modeling上的研究报告中,来自加州理工州立大学的科学家们通过研究开发了一种人类MEK1蛋白计算机模型,MEK1是科学家们有望开发多种人类癌症疗法的潜在药物靶点。

当参与细胞增殖的分子信号错误时,癌细胞就会开始产生并不断进展,MEK1就在健康细胞和癌细胞的信号转导过程中扮演着关键角色,尽管研究人员知道MEK1在细胞信号事件中扮演的关键作用,但他们并不清楚到底是哪一种MEK1结构特性会促进这些事件的激活,这项研究中,研究人员就开发了一种计算机模型来分析人类MEK1酶的结构。

【4】Sci Rep:利用新型小鼠模型揭示I型糖尿病的奥秘

doi:10.1038/s41598-018-38341-5

最近,托莱多大学的研究人员建立了I型糖尿病实验室小鼠模型中,这一突破有可能重塑慢性疾病的研究方式。估计有125万美国人患有I型糖尿病。虽然这种疾病可以通过胰岛素进行治疗,但仍旧难以做到完全治愈- 部分原因是科学家没有可靠的动物模型来模仿人类I型糖尿病的全部特征。对此,作者进行了专门性的研究,相关结果发表在Scientific Reports杂志上。

在该研究中,作者研究了某种蛋白质如何影响胰腺中的T细胞以延缓糖尿病的发作。在新模型中,小鼠能够自发地发展为I型糖尿病,并且重要的是,该小鼠模型能够出现糖尿病患者经历的全部并发症。

【5】Brain:科学家们建立首个线粒体癫痫疾病模型

doi:10.1093/brain/awy320

根据最近一项研究,都柏林圣三一学院的研究人员首次建立了线粒体癫痫模型,这为患有这种失能状态的患者提供了更好的治疗方法。他们的论文发表在同行评审的国际神经病学期刊Brain上。线粒体疾病是最常见的遗传性疾病之一。四分之一的线粒体疾病患者患有癫痫,这种癫痫症状通常十分严重的并且对常规抗癫痫药物具有抗性。尽管如此,目前还没有动物模型能够提供对病情内在机制的理解。

迄今为止,星形胶质细胞,即脑和脊髓中发现的特征性星形神经胶质细胞,被视为“支持细胞”,在大脑中起着很大程度上被动的辅助作用。然而,该研究表明,它们实际上在驱动线粒体癫痫发作中起着重要作用。研究人员通过应用星形胶质细胞特异性乌头酸酶抑制剂,氟柠檬酸盐,伴随线粒体呼吸抑制剂,鱼藤酮和氰化钾,重建了一种新的脑切片模型。

【6】Cell Syst:新型模型有望加速人类癌症及其它疾病新型疗法的开发

doi:10.1016/j.cels.2018.05.018

近日,一项刊登在国际杂志Cell Systems上的研究报告中,来自加利福尼亚大学的科学家们通过研究开发出了一种新型模型,其能帮助预测实验室中设计的抗体抵御特殊人类疾病的能力或潜力;研究者表示,这是他们开发的首个全面深入的模型,其能帮助揭示抗体与免疫系统相互沟通的方式,或有望加速癌症、感染性疾病和自身免疫性疾病新型疗法的开发。

抗体是血液中的一种特殊蛋白,同时其也是机体免疫系统的重要组成部分;这些Y形分子(抗体)能够帮助寻找并中和潜在的病原体,比如细菌、病毒、感染性或癌变的细胞。抗体的关键祖坟是其位于长臂端的可变区域(variable portion),就像钥匙能打开锁子一样,这些特殊的抗体组分与病毒或细菌表面的抗原具有直接的相关性,一旦抗体吸附到靶向性病原体分子上,其就能够有效对其进行中和。

【7】J Neurosci:大鼠模型揭示大脑上瘾新机制

doi:10.1523/JNEUROSCI.1596-18.2018

根据最近发表在Journal of Neuroscience杂志上的对雄性大鼠的研究,大鼠脑部前岛叶皮质(涉及药物滥用的大脑区域)的激活能够预测在禁酒一个月后复发饮酒行为。这一结果可以解释为什么有些人比其他人更有可能出现戒酒后复发的情况。

使用最近开发的探究酒精上瘾机制的动物模型,作者等人研究了机体滥用酒精的一个明显特征:尽管已知这一行为导致的负面健康后果与社会后果,但仍存在禁欲后复发的倾向。使用酒精的大鼠在戒酒30天后更容易复发,因为他们之前曾受过足部休克的处理,这表明在逆境中机体产生酗酒行为的欲望更为强烈。这一发现与人类在经历令人痛苦的事件后(例如结束一段情感或失去工作)往往会倾向于饮酒的行为有相关性。

【8】Science:数学模型可提前两年预测病毒暴发疫情

doi:10.1126/science.aat6777

肠病毒是世界上威胁儿童健康的最为严重的病原微生物之一,进美国境内每年受到该病毒感染的儿童数量就达到了5000万人。最近来自伦敦皇家学院的研究者们鉴定出了肠病毒爆发的起因,这一发现或许有助于公共健康工作者们提前两年预测疫情的发生。相关结果发表在最近一期的《Science》杂志上。

能够感染人体的肠病毒数量有100多种,引发的症状也各不相同,包括慢性感冒,喉咙疼痛,发烧以及一些严重的症状,例如脑膜炎等。该疾病的发生高峰在于夏秋之交,尽管目前还没有有效的治疗手段,但已经有一种疫苗可供使用。近年来肠病毒疫情爆发十分频繁,2014年一类肠病毒毒株造成了美国严重的儿童呼吸道感染,波及人群达到了100万人。中国每年也有大量儿童出现手足口病的感染。

【9】Stem Cell Rep:突破!科学家成功开发出人类胎盘的3-D模型 有望研究胎盘功能障碍的原因

doi:10.1016/j.stemcr.2018.07.004

胎盘是连接母体和胎儿的器官,其主要功能是促进营养、气体、代谢产物以及激素和其它对胚胎发育非常必要物质的交换,胎盘功能障碍是导致孕妇孕期并发症的主要原因,其常常会导致流产和其它严重疾病的发生,会严重危及母亲和胎儿的健康,目前研究人员并不清楚胎盘功能障碍背后的分子机制,部分原因是目前研究人员并没有可靠的人类细胞培养模型系统可供研究。

近日,一项刊登在国际杂志Stem Cell Reports上的研究报告中,来自维也纳医科大学的科学家们通过研究就成功开发了一种人类胎盘的3-D模型。研究者表示,在过去几年里,研究人员已经能为许多不同的人类器官建立称之为“类器官”的3D组织培养模型,在很多情况下,这些类器官都会由各自组织的细胞类型组成,相比原始器官而言其也有着一种简单的结构,这项研究中,研究人员通过研究设法开发了胎盘的类器官模型,其就由称之为滋养层细胞的主流胎盘细胞群组成。

【10】Mol Carcinogen:人源化小鼠模型有助于抗癌药物的筛选

doi:10.1002/mc.22887

如果一类新的抗癌药在细胞水平得到了阳性的结果,那么往往下一步就是在小鼠水平进行验证。这一系统对于直接靶向癌细胞的药物可能是十分有效的,但对于免疫疗法来说却又有区别。这是由于人类肿瘤样本中的细胞能够在免疫系统受到抑制的小鼠体内生长,而免疫疗法的目的是激活机体的抗癌免疫反应。在免疫系统受到抑制的小鼠体内,根本就不会产生特异性的免疫反应。

解决这一问题的手段之一是建立“人源化”小鼠,即将人体的免疫系统移植到小鼠体内,并且接种人源化的肿瘤。然而,这一过程却并不简单。发表在Molecular Carcinogenesis杂志上的一篇文章中,作者开发出了一种更为完整的建立人源化小鼠模型的方法。利用人源的造血干细胞、前体细胞以及间质干细胞,能够向小鼠体内接种人源化的免疫系统。这一系统能够精确反映人体的真是情况,从而有助于得到更为准确的体内实验结果。(生物谷Bioon.com)

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