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2018年十大细胞科学新闻

典型的细胞图像:从胚胎干细胞生长的星形胶质细胞。图片来源:Isaac Canals

以成像、细胞和动物模型、3D打印和CRISPR为特色,这里是我们在2018年报道的最受欢迎的细胞科学新闻报道的总结。

虽然今年下订单有点晚,但现在是你对2019年发表意见的机会。明年你想听到什么细胞生物学主题?给我们写信!

圣诞快乐,新年快乐!

1.纤维肌痛可能的罪魁祸首:小胶质细胞激活

这张MR/PET联合图像突出显示了纤维肌痛患者大脑中神经胶质激活增加的区域,与未受影响的对照组志愿者相比。图片来源:Marco Loggia博士,马蒂诺斯生物医学成像中心,马萨诸塞州总医院)

大学/学院:麻省总医院,卡罗林斯卡学院

论文链接,发表于:大脑,行为和免疫

简而言之:使用位置发射断层扫描对31名纤维肌痛患者和27名健康对照进行扫描,以评估大脑神经胶质的激活。纤维肌痛患者皮层中[11C]PBR28信号水平升高,该信号与激活的小胶质细胞和星形胶质细胞中上调的蛋白质结合。

作者的见解:“我们在研究中观察到神经胶质细胞的激活会释放炎症介质,这些介质被认为会使疼痛通路敏感,并导致疲劳等症状。——marco Loggia,哈佛医学院放射学助理教授。

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2)禁食促进小鼠干细胞的再生能力


图片来源:Pixabay

大学/学院:麻省理工学院

论文链接,发表于:细胞干细胞

简而言之:24小时禁食被证明可以通过诱导脂肪酸氧化程序来改善小鼠的肠道干细胞功能。该程序的药理激活模拟了禁食的许多效果。这项研究为促进肠道再生提供了一种潜在的策略。

作者的见解:有趣的是,将这些细胞转换为脂肪酸氧化可以显著增强它们的功能。药理靶向这一途径可能提供了一个治疗机会,以改善组织内稳态在年龄相关的病理。——david Sabatini,麻省理工学院教授和资深作者。

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3)临床批准的抗生素破坏衰老细胞

培养中的正常人体结缔组织细胞。在500倍的放大倍率下,用暗场放大对比技术照射细胞。图片来源:美国国家癌症研究所

大学/学院:索尔福德大学

论文链接,发表于:老化

简而言之:为了重新利用fda批准的抗生素,对抗生素进行了选择性诱导衰老细胞死亡的能力的筛选。确定了两种候选药物,其中一种通常用于囊性纤维化患者,这引发了关于这种温和抗生素作用模式的问题。

作者的见解:“最初,人们认为阿奇霉素可以杀死囊性纤维化患者体内的有害细菌,但我们的测试现在对实际情况有了新的了解。我们的新解释是,抗生素可能消除了“炎性”成纤维细胞,换句话说,就是通常与衰老有关的衰老细胞。如果是这样的话,那么我们可能已经发现了一种非常便宜且唾手可得的方法,可以消除对身体有毒的衰老细胞。——Michael P. Lisanti教授。

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4)神经干细胞3d打印到潜在植入物上

明尼苏达大学的研究人员开发了一种带有活细胞的3d打印设备原型,可以帮助脊髓患者恢复一些功能。该设备的尺寸可以定制打印,以适应每个患者的脊髓。病人自己的细胞将被打印在指南上,以避免体内的排斥反应。图片来源:明尼苏达大学

大学/学院:明尼苏达大学

论文链接,发表于:先进功能材料

简而言之:诱导多能干细胞来源的脊髓神经元祖细胞和少突胶质细胞祖细胞被放置在3d打印的硅胶制成的生物相容性支架中。细胞随后分化并在微尺度的支架通道中延伸轴突——这是一个令人兴奋的观察,对于这个致力于开发一种治疗方法来帮助脊髓损伤的团队来说。

作者的见解:“3D打印如此精细的细胞非常困难,”McAlpine说。“困难的部分是保持细胞快乐和存活。我们在打印过程中测试了几种不同的配方。事实上,我们能够在3d打印过程中保持大约75%的细胞存活,然后让它们变成健康的神经元,这是非常惊人的。——michael McAlpine博士

帕尔说:“我们发现,在受伤部位传递任何信号都可以改善患者的功能。”“有一种观点认为,脊髓损伤的人只有在能再次行走时才会感到高兴。事实上,大多数人想要的只是一些简单的东西,比如控制膀胱,或者能够阻止他们腿部无法控制的运动。这些功能上的简单改进可以极大地改善他们的生活。——安·帕尔,医学博士,博士

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5)一个令人惊讶的新细胞结构发现

三维投影的癌细胞,即将进行细胞分裂,并粘附在基质与网状粘连。蓝色:染色质/ DNA;红色:细胞膜;细胞底部绿色/黄色:网状粘连。由John Lock拍摄的共聚焦显微镜照片

大学/学院:卡罗林斯卡医学院

论文链接,发表于:自然细胞生物学

简而言之:细胞-基质粘连的一个独特的类别已经确定,这是形态学和动力学不同于经典的局灶粘连。这些“网状粘连”在细胞分裂期间维持细胞-细胞外基质的附着位点。

作者的见解:“令人难以置信的是,2018年还有一种新的细胞结构有待发现……这种粘附复合物的存在已经完全被我们遗忘了。”-首席研究员Staffan Strömblad,卡罗林斯卡学院生物科学与营养学系教授。

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6)你的大脑是如何体验时间的

经验和记忆中的时间神经时钟。信息图:Kolbjørn Skarpnes & Rita Elmkvist Nilsen / NTNU & Kavli系统神经科学研究所

大学/学院:Kavli系统神经科学研究所神经计算中心

论文链接,发表于:自然

简而言之:挪威研究人员试图在大鼠身上找出负责编码时间信息的结构。结论是,外侧内嗅皮层神经元群通过对经验的编码来代表时间,而且这些信息可能与海马体中内侧内嗅皮层的空间输入相结合——允许海马体存储关于什么、何地和何时的统一表示。

作者的见解:“我相信分布式网络和活动结构的组合在未来可能值得更多的关注。通过这项工作,我们发现了一个与事件或经历的时间密切相关的活动区域,它可能会开辟一个全新的研究领域。——爱德华·莫泽教授。

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7)你的椎间盘是可以更换的

图片来源:Pixabay

大学/学院:宾夕法尼亚大学医学

论文链接,发表于:科学转化医学

简而言之:宾夕法尼亚大学医学院的研究人员试图开发一种治疗椎间盘退变的方法,解决退变的根本原因(不像椎间盘融合手术)。以组织为基础的椎间盘是通过将水凝胶和聚合物材料夹在中间,在聚合物终板之间播种软骨或干细胞来设计的。工程椎间盘被植入啮齿动物和山羊体内,并与这两个物种的原生椎间盘结合。两个物种的结构和“接近原生”的机械性能都保持不变(啮齿动物:植入5个月后;山羊:植入后两个月)。

作者的见解:“我认为我们已经走了这么远,从老鼠尾巴一直到人类大小的植入物,这真的很令人兴奋……当你看到机械设备的成功文献时,我认为我们有很好的理由乐观地认为,我们可以取得同样的成功,如果没有超过工程椎间盘的话。——Harvey E. Smith,医学博士,佩雷尔曼医学院整形外科和神经外科副教授,CMC VAMC的外科医生。

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8)微小的线粒体刺激脑细胞连接

左图:神经元及其所有突触以绿色显示。右图:白色显示的是同一个神经元及其线粒体。图片来源:Tommy Lewis/Polleux实验室/哥伦比亚大学祖克曼研究所

大学/学院:位于纽约市的哥伦比亚大学

论文链接,发表于:自然通讯

简而言之:在神经元中,线粒体的长度是不同的;皮质、长程投射的锥体神经元具有较长的线粒体,而轴突中的线粒体均较短。这种“短”的功能意义被探索使用在体外(人类胚胎肾细胞)和动物模型(小鼠)。一种名为“MFF”(线粒体裂变因子)的受体被认为是线粒体大小的关键决定因素。通过下调MFF,很明显MFF也影响线粒体Ca2 +摄取-从而确定了一种控制神经递质释放和轴突分支的新机制。

作者的见解:“这些轴突线粒体不同于身体其他任何地方的线粒体——它们甚至不同于神经元的其他部分。这就引出了一个问题:这么小的尺寸有什么功能吗?不深入研究大脑内部的工作原理,就像仅仅通过观察汽车在高速公路上行驶来理解汽车的工作原理一样。你必须打开汽车的引擎盖,仔细检查它的所有部件。“是。哥伦比亚大学欧文医学中心的神经科学教授Polleux说。

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9)在创纪录的时间内从干细胞中提取出星形胶质细胞

从胚胎干细胞中培养出来的星形胶质细胞。图片来源:Isaac Canals

大学/学院:隆德大学

论文链接,发表于:自然方法

简而言之:在人多能干细胞中过度表达转录因子SOX9和NFIB被证明能快速有效地产生同质星形胶质细胞群。这种新方法将生产细胞所需的时间从几个月缩短到两周。获得成人星形胶质细胞是推进星形胶质细胞在健康和疾病中的作用研究的关键。

作者的见解:“通过以这种方式结合CRISPR-Cas9和我们快速培养人类星形胶质细胞的方法,可以更好地研究星形胶质细胞在不同神经系统疾病中的作用,”henrik Ahlenius说。

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10)蜜蜂蛋白质使干细胞保持年轻

凯文·王(Kevin Wang)手里拿着一瓶经过工程改造的细胞,这些细胞可以产生里贾纳蛋白(Regina protein),这是一种哺乳动物蛋白质,结构类似于蜂王浆的活性成分。图片来源:Paul Sakuma

大学/学院:斯坦福大学

论文链接,发表于:自然通讯

简而言之:“蜂王浆”的主要蛋白质成分,即由蜜蜂产生并喂给幼虫/潜在蜂王的胶状胶质,维持小鼠胚胎干细胞的多能性。“Royalactin”激活了一个“基态”多能性样基因网络,并在细胞中诱导naïve-like状态。

作者的见解:“在民间传说中,蜂王浆有点像一种超级药物,尤其是在亚洲和欧洲……但蜂王浆中的活性成分皇家肌动蛋白的DNA序列是蜜蜂独有的。”现在,我们已经发现了一种结构相似的哺乳动物蛋白质,它可以维持干细胞的多能性……这很吸引人。我们的实验表明,Regina是一个重要的分子控制多能性和生产的祖细胞,产生的胚胎组织。我们把神话和现实联系起来了。-皮肤病学助理教授王凯文医学博士

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Michele Trott博士
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