新基因组图谱可为癌症重新“归类”
新基因组图谱可为癌症重新“归类”
美国科学家团队完成了对涵盖33种癌症的1.1万个肿瘤病例的基因测序和分析工作，得到迄今规模最大的癌症基因组图谱—泛癌症图谱。研究人员确认了约300种驱动肿瘤生长的基因，且其中一半以上肿瘤携带的基因突变可被现有疗法治疗。根据基因变异和表达的相似性，他们提出可以按照分子类型给癌症“归类”。例如，可出现在肺、食道、膀胱、子宫颈以及头颈部的鳞状细胞癌就具有很强的分子相似性，可归为一类；胃癌、结肠癌和直肠癌等属于同一系统的癌症也存在分子相似性。相反，有的癌症虽发生在同一器官，但可能属于完全不同的分子亚型，例如肾癌。分子水平上的新分类系统对临床有很大帮助，可以解释不同部位肿瘤的某些相似的临床表现，并为癌症诊断和治疗提供新思路。
让细胞“返老还童”
人体所有的细胞都是由干细胞发育而来。目前的研究认为，人体的生理性衰老是由包括干细胞衰退、DNA退化、衰老基因活跃等综合影响的结果。如果能够将各种细胞通过技术手段逆转回到类似于干细胞的状态，变成“诱导多能干细胞(iPS cell)”，则可实现生理上的“返老还童”。各国科学家不断地开辟新方法，但存在步骤多、时间长、效率低、机理不清楚等缺点。最近，中国研究人员开发出一套高效、简单的化学小分子诱导多能干细胞的方法，只需要给细胞用两种不同的“药水”依次“洗澡”，便可改变其化学结构，将细胞“返老还童”到具有多种分化能力的干细胞状态。这一过程是通过“药水”里的小分子先关闭体细胞染色质结构，然后开启多能性基因而实现。由于没有引入外源基因，所以操作简便、安全性有保证。
压力可能会传染
如果一个朋友来找原本心情大好的你倾诉他的烦心事，你会尽一切可能安慰他，但你可能没有意识到，他的压力由此被“传染”给了你。在一项以小鼠为实验对象的研究中，研究人员找到了个体间压力传播的确凿证据。研究人员对小鼠进行电击刺激，然后把它放回“家”，与未遭受过压力刺激的同伴相处30分钟，然后分别测试两只小鼠大脑神经突触的短时增强效应(STP)，以此作为压力的衡量指标(数值越高，意味着压力越大)。结果发现，原本无忧无虑的那只小鼠也出现了STP，数值与压力小鼠无异。大脑中的神经突触会发生和压力小鼠一样的变化—研究者称之为“神经突触印记”，这些印记能持续数日。不仅如此，被“传染”小鼠遇到下一个同伴时，压力会继续传导，效力不比上一次逊色。这也许可以解释，为什么那些没有亲身经历过创伤事件的人，在了解了别人所受的创伤后，也会产生创伤后应激障碍(PTSD)。
海洋哺乳動物体型为何那么大
尽管存在一些例外(如某些巨大的鲸类和体型较小的水獭)，但绝大多数海洋哺乳动物的重量都处于略高于500千克的水平。相比之下，与它们对应的陆地哺乳动物在体型上的差别要大得多。以往的观点认为，海水的浮力和海洋的广阔造就海洋哺乳动物庞大的体型。然而，一项新研究揭示了这种体型分布的背后原因：海水可以轻而易举地夺走哺乳动物体内的热量。为了不使自己全身的热量都流失到周围水体中，哺乳动物必须有相当大的体型。许多海洋哺乳动物还演化出了厚厚的脂肪层，以避免热量流失。据估计，海洋哺乳动物最小体型大约比陆生最小体型大三个数量级。
好斗暴躁行为或受生物钟调控
美国研究人员通过一项小鼠实验发现，生物钟参与了调控动物的“进攻性”行为。雄性小鼠间为保护领地而发生的好斗行为在一天中的强度和频率会随光照发生变化：在黄昏时最好斗，在清晨时最温顺。这表明进攻性行为接受光照后逐渐增强，在黄昏达到顶峰。研究人员操纵负责调控生物钟的神经元，发现让某一神经递质失去活性后，小鼠进攻性行为的昼夜起伏就会消失，而这些小鼠总体上会变得更好斗，进攻行为显著增加。患有阿尔茨海默病和其他老年痴呆症的患者常出现“日落症候”，即在白天结束时出现突发性暴躁。这一研究结果有望用于治疗这类患者的黄昏焦躁症状。
可变色的“心脏芯片”
中国科研人员受变色龙变色机制启发，构建出一种可变色的“心脏芯片”。研究人员将大鼠心肌细胞培养在反蛋白石结构的水凝胶薄膜上，开发出一种新材料。反蛋白石结构水凝胶具有有序的纳米结构，可像蛋白石一样反射特定的波长，表现为鲜艳的结构色。水凝胶像果冻一样很柔软，细胞在其表面固定生长后，细胞的收缩与舒张可引起水凝胶材料同步收缩与舒张，并伴随着有序纳米结构晶格的周期变化，表现为结构色的改变。将这种水凝胶材料集成到芯片中，就能通过芯片颜色变化来监测心脏搏动。这一新技术为药物筛选及单细胞生物学等研究提供了新平台。除心肌细胞外，平滑肌等具有收缩功能的细胞都可以用来实现这种功能。
美国科学家团队完成了对涵盖33种癌症的1.1万个肿瘤病例的基因测序和分析工作，得到迄今规模最大的癌症基因组图谱—泛癌症图谱。研究人员确认了约300种驱动肿瘤生长的基因，且其中一半以上肿瘤携带的基因突变可被现有疗法治疗。根据基因变异和表达的相似性，他们提出可以按照分子类型给癌症“归类”。例如，可出现在肺、食道、膀胱、子宫颈以及头颈部的鳞状细胞癌就具有很强的分子相似性，可归为一类；胃癌、结肠癌和直肠癌等属于同一系统的癌症也存在分子相似性。相反，有的癌症虽发生在同一器官，但可能属于完全不同的分子亚型，例如肾癌。分子水平上的新分类系统对临床有很大帮助，可以解释不同部位肿瘤的某些相似的临床表现，并为癌症诊断和治疗提供新思路。
让细胞“返老还童”
人体所有的细胞都是由干细胞发育而来。目前的研究认为，人体的生理性衰老是由包括干细胞衰退、DNA退化、衰老基因活跃等综合影响的结果。如果能够将各种细胞通过技术手段逆转回到类似于干细胞的状态，变成“诱导多能干细胞(iPS cell)”，则可实现生理上的“返老还童”。各国科学家不断地开辟新方法，但存在步骤多、时间长、效率低、机理不清楚等缺点。最近，中国研究人员开发出一套高效、简单的化学小分子诱导多能干细胞的方法，只需要给细胞用两种不同的“药水”依次“洗澡”，便可改变其化学结构，将细胞“返老还童”到具有多种分化能力的干细胞状态。这一过程是通过“药水”里的小分子先关闭体细胞染色质结构，然后开启多能性基因而实现。由于没有引入外源基因，所以操作简便、安全性有保证。
压力可能会传染
如果一个朋友来找原本心情大好的你倾诉他的烦心事，你会尽一切可能安慰他，但你可能没有意识到，他的压力由此被“传染”给了你。在一项以小鼠为实验对象的研究中，研究人员找到了个体间压力传播的确凿证据。研究人员对小鼠进行电击刺激，然后把它放回“家”，与未遭受过压力刺激的同伴相处30分钟，然后分别测试两只小鼠大脑神经突触的短时增强效应(STP)，以此作为压力的衡量指标(数值越高，意味着压力越大)。结果发现，原本无忧无虑的那只小鼠也出现了STP，数值与压力小鼠无异。大脑中的神经突触会发生和压力小鼠一样的变化—研究者称之为“神经突触印记”，这些印记能持续数日。不仅如此，被“传染”小鼠遇到下一个同伴时，压力会继续传导，效力不比上一次逊色。这也许可以解释，为什么那些没有亲身经历过创伤事件的人，在了解了别人所受的创伤后，也会产生创伤后应激障碍(PTSD)。
海洋哺乳動物体型为何那么大
尽管存在一些例外(如某些巨大的鲸类和体型较小的水獭)，但绝大多数海洋哺乳动物的重量都处于略高于500千克的水平。相比之下，与它们对应的陆地哺乳动物在体型上的差别要大得多。以往的观点认为，海水的浮力和海洋的广阔造就海洋哺乳动物庞大的体型。然而，一项新研究揭示了这种体型分布的背后原因：海水可以轻而易举地夺走哺乳动物体内的热量。为了不使自己全身的热量都流失到周围水体中，哺乳动物必须有相当大的体型。许多海洋哺乳动物还演化出了厚厚的脂肪层，以避免热量流失。据估计，海洋哺乳动物最小体型大约比陆生最小体型大三个数量级。
好斗暴躁行为或受生物钟调控
美国研究人员通过一项小鼠实验发现，生物钟参与了调控动物的“进攻性”行为。雄性小鼠间为保护领地而发生的好斗行为在一天中的强度和频率会随光照发生变化：在黄昏时最好斗，在清晨时最温顺。这表明进攻性行为接受光照后逐渐增强，在黄昏达到顶峰。研究人员操纵负责调控生物钟的神经元，发现让某一神经递质失去活性后，小鼠进攻性行为的昼夜起伏就会消失，而这些小鼠总体上会变得更好斗，进攻行为显著增加。患有阿尔茨海默病和其他老年痴呆症的患者常出现“日落症候”，即在白天结束时出现突发性暴躁。这一研究结果有望用于治疗这类患者的黄昏焦躁症状。
可变色的“心脏芯片”
中国科研人员受变色龙变色机制启发，构建出一种可变色的“心脏芯片”。研究人员将大鼠心肌细胞培养在反蛋白石结构的水凝胶薄膜上，开发出一种新材料。反蛋白石结构水凝胶具有有序的纳米结构，可像蛋白石一样反射特定的波长，表现为鲜艳的结构色。水凝胶像果冻一样很柔软，细胞在其表面固定生长后，细胞的收缩与舒张可引起水凝胶材料同步收缩与舒张，并伴随着有序纳米结构晶格的周期变化，表现为结构色的改变。将这种水凝胶材料集成到芯片中，就能通过芯片颜色变化来监测心脏搏动。这一新技术为药物筛选及单细胞生物学等研究提供了新平台。除心肌细胞外，平滑肌等具有收缩功能的细胞都可以用来实现这种功能。