高山书院_细胞死亡并非无法阻止,可以停止和控制科学Weekly

由 GASA 发表于2022-01-14 09:00:00



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01

细胞死亡不可逆吗?研究表明可以停止和控制


细胞焦亡过程中的合成图像,图片来源:Gary Mo

细胞焦亡是一种程序性细胞死亡,通常是由感染引起并导致体内过度炎症的过程,该过程长期以来被认为是不可逆转的。但在近日,发表在《自然通讯》杂志上的一项研究描述了一种分析细胞焦亡的新方法,并表明该过程实际上可以停止和控制的。

细胞焦亡过程中会发生一系列的生化反应,其中蛋白质gasdermin会打开细胞膜大孔道,破坏细胞的稳定性。但检查活细胞中发生的焦亡机制的方法很难控制,因为它们是由不可预测的病原体引发的,对不同的细胞和人产生不同的影响。

为了进一步了解这一过程,研究人员通过基因工程设计了一种“光控”gasdermin蛋白,该方法能够跳过不可预测的病原体行为和可变的细胞反应,精确激活gasdermin,可以观察各种情况下细胞膜的孔道变化。

研究人员发现,在某些条件如特定浓度的钙离子存在的环境中,仅需数十秒,细胞膜上的孔隙就会关闭。这种对外部环境的自动反应,证明细胞焦亡是动态自我调节的,细胞死亡不是不可逆的。

实际上,这个过程很可能是通过一个特定的“取消”按钮来“编程”的。如果能深入了解如何控制这一过程,意味着科学家们有了一种新的方法来研究与细胞死亡过程相关的疾病,比如癌症,以及该过程引起的失控性炎症并发的感染,如败血症和新冠肺炎的主要并发症之一:急性呼吸窘迫综合征。


02

严重抑郁症对女性和男性的影响不同,为什么?


图片来源:Pixabay

早先的研究表明,抑郁症在男性和女性中的表现大不相同:女性抑郁症发病率是男性的两倍,并且症状不同,对抗抑郁药的反应也不同。但这背后的机制到底是什么?

发表在《自然·通讯》杂志上的一项研究中,研究人员检查了抑郁症患者死亡时的大脑,发现不同性别大脑不同部位的变化。他们还确定了一种潜在的女性抑郁症生物标志物。

先前的研究表明,长期的社会压力削弱了雄性小鼠将大脑与外周血循环分开的血脑屏障,这是由于一种叫做claudin-5的蛋白质的丢失造成的,并且在伏隔核(大脑中与奖赏和情绪控制相关的部分)中很明显。研究人员在患有抑郁症的男性死亡时的大脑中发现了同样的情况。

当研究团队在雌性小鼠身上重复实验时,他们发现由claudin-5缺失引起的血脑屏障改变位于前额叶皮层。当他们检查患有抑郁症的女性死亡时的大脑时,也有同样的现象。然而,在男性中,前额叶皮层的血脑屏障没有受到影响。这些发现表明,慢性压力会根据性别而改变血脑屏障。

随着进一步调查,研究人员发现了一种与脑屏障健康相关的血液标志物——可溶性E-选择素,这是一种炎症分子,在应激性雌性小鼠的血液中浓度较高。它也存在于患有抑郁症的女性血液样本中,但不存在于男性中。

该研究首次展示了神经血管健康在抑郁症中的重要性,并建议可溶性E-选择素作为抑郁症生物标志物。它可能用于筛查和诊断抑郁症,也可以用来衡量现有临床治疗的疗效或开发新的治疗,不过首先需要进行大规模临床研究以确认生物标志物的可靠性。


03

细嚼慢咽为什么能够更好地保持身材?


图自网络

细嚼慢咽是个非常健康的饮食习惯。咀嚼过程会增加食物代谢相关的能量消耗并促进肠道运动,这个现象被称为食物诱导性产热 (DIT)。然而,长时间的咀嚼如何在体内诱发DIT,目前尚不清楚。最近,日本早稻田大学发表在《科学报告》杂志上的一项研究,提供了咀嚼和DIT之间的因果关系。

早些时候,研究小组已经发现,缓慢进食和彻底咀嚼不仅会增加DIT,还会促进了腹部内脏区域的血液循环。但是,进入消化道的食物大小是否导致了慢食后DIT增加?长时间咀嚼食物时产生的口腔刺激是否会增加DIT?

研究人员设计了一种新的解决方法来排除食物大小的影响。整个研究包括在不同日期里进行的三项试验。为了避免固体食物对口腔造成过大刺激而影响实验结果,试验中研究人员使用的是流体食物。

第一次试验中,志愿者正常饮用流质食物:每30秒正常吞下20毫升流体测试食物;在第二次试验中,志愿者品尝后饮用流质食物,将相同的测试食物含在嘴里30秒而不咀嚼,这样就可以在吞咽前长时间品尝;第三次试验中,志愿者品尝时加入咀嚼,以每秒一次的频率咀嚼相同的测试食物30秒,然后吞下。每次实验前及试验后90分钟内,研究人员还对饥饿和饱腹感、气体交换变量、DIT和内脏循环等变量进行数据测量。

每次实验前后,饥饿感和饱腹感评分没有差异。但研究人员发现进食后,DIT随着味觉刺激和咀嚼的持续时间而增加。气体交换和蛋白质氧化也随着味觉刺激和咀嚼的持续时间增加,内脏腹腔动脉中的血流也增加。由于这条动脉向消化器官供血,因此口腔刺激也会增加上消化道的运动。

结果表明食物诱导性产热 (DIT)是由于口腔刺激而不是食物团的影响。由咀嚼和味觉刺激引起的饮食诱导的产热增加可能有助于预防超重和肥胖。研究人员指出,虽然每餐的能量消耗差异很小,但在一年365天每天一日多餐的累积效应是巨大的。


04

倍速看视频,你到底能学到多少?


图自网络

在如今这个快节奏的社会中,很多人以正常速度的1.5倍、2倍甚至更快的速度观看视频,从而能在更短的时间内完成更多的学习,甚至由此打开了“新天地”。那么,在倍速情况下,人的理解力会受到影响吗?加州大学洛杉矶分校(UCLA)的一项研究表明,学生以2倍速看演讲时信息留存度相当不错,一旦超过这个速度就不一定了。

作为研究的一部分,85%的UCLA学生表示他们倍速观看讲座视频,研究人员让学生参与了一系列实验,以测试更快的速度如何影响学习和知识留存。研究人员将231名UCLA本科生分成四组,让他们观看两段13-15分钟的讲座视频,一组以正常速度观看,一组以1.5倍速观看,另一组以2倍速度观看,最后一组以2.5倍速观看。观看过程中,他们不能暂停视频,也不能做笔记。

观看后,他们立即接受了对各个视频的理解测试。正常速度组在40道题中平均有26道正确答案,而2倍速组得分为25分(与1.5倍速组大致相同)。2.5倍速组的表现不太好,只正确回答了约22个问题。一周后,相同的小组接受了与这两个视频相关的不同测试,以评估他们的知识留存度。正常速度组平均获得24分,1.5倍速组和2倍速组平均21分,2.5速组平均20分。

人们通常以每分钟大约150个单词的速度说话,该项研究结果表明,视频速度对即时理解和延迟理解几乎没有影响,但随着语音接近2倍速度(大约每分钟275个单词),理解力开始下降。

研究人员说,大学生可以通过以更快的速度观看预先录制的讲座来节省时间并提高学习效率,但不应超过正常播放速度的两倍,如果学生将节省的时间花在复习或参加练习测试等活动上,他们可以加强学习。但研究人员同时也指出,倍速看视频的策略可能对特别复杂或困难的课程材料无效。


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参考文献

[1]https://phys.org/news/2022-01-scientists-uncover-cellular-death-previously.html

[2]https://medicalxpress.com/news/2022-01-severe-depression-affects-women-men.html

[3]https://www.eurekalert.org/news-releases/939920

[4]https://www.eurekalert.org/news-releases/939815




整理丨李嘉
编辑丨朱珍
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作者:GASA

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发布时间:2022-01-14 09:00:00