首页 学者频道 学术频道 创新频道

泡茶包=喝塑料?打疫苗还要考虑生物钟?| 一周科技速览

科界 09月29日

编辑 | 杨文瑾 韩若冰 陈航

目  录

1. 不打针不抹药也能给小鼠除皱

2. 泡茶包=喝塑料?

3. 改变生活方式,三分之一的乳腺癌病例可以避免!

4. 为什么帕金森氏症男女有别?

5. 打疫苗还要考虑生物钟?

6. 中国国家基金委征集高能物理大科学装置合作项目

a03d3e.

不打针不抹药也能给小鼠除皱

为了追求更年轻的外貌,很多人会在脸上涂厚厚的护肤品或者注射皮肤填充物。然而外用产品往往因为无法深入肌肤而作用有限,而皮下注射不仅过程痛苦,效果也只能持续短短数月。现在,研究人员开发了一种无需针头注射的“外泌体”疗法[1],可以减少经过紫外线照射的小鼠的皱纹。

随着皮肤细胞的衰老,皮肤的再生能力和胶原制造能力逐渐丧失,而胶原正是皮肤的主要结构蛋白。科学家近来发现,用来自干细胞的外泌体处理培养皿中的人皮肤细胞可以增加胶原的产量,并促进其他年轻化的改变。外泌体是含有蛋白质和RNA的膜状囊泡,细胞释放这些囊泡以彼此沟通。

研究人员想知道,如果将人皮肤成纤维细胞的外泌体[2]施予小鼠皮肤,是否可以减少皱纹并恢复年轻的特征。为避免注射操作,研究人员试用了一种无针头装置,可以用气流把药物送达皮肤深层。

a03ea2.

紫外线暴露后,经过外泌体治疗的小鼠皮肤(右)比未经治疗的小鼠皮肤(左)的皱纹更浅。比例尺:100微米|图片来源[2]

研究人员将小鼠暴露于中波紫外线(UVB),以加速衰老和皱纹形成。经过8周的UVB照射,研究人员利用无针头注射装置将来自人皮肤成纤维细胞的外泌体施予部分小鼠。3周之后,相比于未经治疗的小鼠和只接受了外用维甲酸[3]的小鼠,经过外泌体治疗的小鼠的皱纹明显更细更浅,皮肤更厚而且炎症反应更少,胶原合成也有所增强。

[1] Needle-Free Injection of Exosomes Derived from Human Dermal Fibroblast Spheroids Ameliorates Skin Photoaging. Shiqi Hu et al, 2019.

[2] 自体经真皮注射人皮肤成纤维细胞疗法是美国食品和药物管理局批准的一项临床应用,旨在改善人类面部轮廓,减缓皮肤老化,但是其效果会因患者情况的不同而产生差异。本研究提出的人皮肤成纤维细胞外泌体疗法,有望弥补现今临床效果中存在的缺陷,促进更加广泛的人类应用。

[3] 一种常规抗衰老药品。

a09456.

泡茶包=喝塑料?

塑料污染是当今社会面临的最大挑战之一。微米和纳米级的塑料颗粒污染在环境[1]和食物链中的存在越来越受到人们的关注。加拿大麦吉尔大学Nathalie Tufenkji教授领导的一项研究表明[2],每冲泡一袋塑料茶包,相当于饮入116亿个微米塑料颗粒和31亿个纳米塑料颗粒。该成果已于9月25日在《环境科学与技术》杂志发表。

尽管健康的消费行为方式正在推动减少一次性塑料的使用模式,但一些制造商仍在创造新的塑料包装,比如塑料茶包[3],以取代传统的纸制茶包[4]。Nathalie Tufenkji教授采集市面上四种不同的塑料茶包商品进行分析。首先,将塑料茶包中的茶叶倒出,通过反渗透水(Reverses Osmosis water)的不断清洗,用以去除空茶包粘留的任何茶叶残渣或塑料碎片。随后,在95℃的温度下浸泡空茶包5分钟,通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)对浸泡液进行测量发现,浸泡液中释放出的塑料颗粒与原来的茶包材料(尼龙和聚对苯二甲酸乙二酯)相匹配,每袋茶包约释放出116亿个微米塑料颗粒和31亿个纳米塑料颗粒,这比之前报道的其他食品中的塑料颗粒含量高几个数量级[5]。在最后进行的一项初步急性无脊椎动物毒性评估显示,暴露于上述塑料颗粒的茶包浸泡液,会导致无脊椎动物的剂量依赖毒性和异常发育效应。

a0a61b.

实验结果[2]: 每冲泡一袋塑料茶包,相当于饮入116亿个微米塑料颗粒和31亿个纳米塑料颗粒

到目前为止,食用微米和纳米级的塑料颗粒对人类健康的影响仍然是未知的。Nathalie Tufenkji教授表示,虽然摄入微纳米塑料颗粒不太可能对人体健康造成急性毒性风险,但是长期接触后,更细微或慢性的影响并非不可能发生。总的来说,关于塑料微粒对人类健康的不良影响的相关知识仍然匮乏,因此,迫切需要我们研究高等脊椎动物和人类的潜在毒性机制,这在评估微纳米塑料颗粒对人类健康的风险时至关重要。

[1] 9月26日,英国纽卡斯尔大学Grant Burgess教授课题组证实了机洗衣物、尤其是洗衣机的精密洗涤模式产生是产生海洋微塑料污染的主要来源之一。

[2] Plastic Teabags Release Billions of Microparticles and Nanoparticles into Tea. Nathalie Tufenkji et al, 2019.

[3] 注:塑料茶包包含但不局限于市面上某些三角形状的茶包,某品牌的高档茶包即为塑料茶包。

[4] 注:纸质茶包包含但不局限于市面上某些方形结构的茶包。

[5] Potential Health Impact of Environmentally Released Micro- and Nanoplastics in the Human Food Production Chain: Experiences from Nanotoxicology. Bouwmeester, Hans et al, 2015.

a0b670.

改变生活方式,三分之一的乳腺癌病例可以避免!

最新研究显示[1]三分之一的乳腺癌病例可以通过改变生活方式来预防,所以快点开始运动和减肥吧!当然还要注重营养,最好把酒也戒了。这项来自世界癌症研究基金和美国癌症研究所的关于健康风险管理和生活方式推荐的最新研究,发表在9月25日-28日召开的北美绝经协会年会[2]上。

乳腺癌一直是全球女性发病率最高的癌症,因此有大量研究关注乳腺癌的预防,并得出一致结论:改变生活方式是最好也是最容易的预防方法。

世界癌症研究基金和美国癌症研究所2018年更新了按更年期状态分类的乳腺癌预防建议。建议包括运动、饮食、酒精和哺乳方式等的改变。这些建议是建立在大量已经证实的事实基础上,包括:已绝经妇女如果过度肥胖,患乳腺癌的风险将增加1.5-2倍;由于血胰岛素过多,以及雌二醇和炎症的增加,体脂会增加癌症风险;6.4%的乳腺癌病例与饮酒有关,无论喝酒多寡都会增加乳腺癌风险,喝酒越多,患乳腺癌的风险越大。2017年开始的癌症更新项目[3]观察到,非淀粉蔬菜饮食和乳腺癌风险之间有着显著的负相关关系。

除此之外,据疾病控制中心估算,仅运动一项就可以预防八分之一的乳腺癌病例。

考虑到乳腺癌的高发,越来越多的证据表明预防是降低乳腺癌发病率的最经济的长期策略。因此,医学家们认为向人们推荐健康的生活方式是预防乳腺癌的重中之重。 

[1] Simple Lifestyle Modifications Key to Preventing Large Percentage of Breast Cancer Cases.

[2] The North American Menopause Society (NAMS) Annual Meeting

[3] The Cancer Update Project

a0b12d.

为什么帕金森氏症男女有别?

越来越多的证据表明帕金森氏症对男女患者有着不同的影响。在最新一期《帕金森氏症期刊》上的一篇综述文章中[1],科学家们从临床症状、风险因素、治疗反应、帕金森氏症背后的病理生理机制等多个方面分析了男性和女性的不同,并重点提示了雌激素在其中起到的重要作用。

帕金森氏症是一个影响运动、肌肉控制和平衡的慢性进行性疾病。它是和年龄相关的神经退行性疾病中发病率第二高的疾病。65岁的老年人中有3%会患帕金森氏症,85岁以后发病率则增加到5%。男性患帕金森氏症的风险是女性的两倍,但女性的疾病进展更快,存活率更低。

“男女两性在帕金森氏症上的不同正变得越来越明显。最近的研究表明,性别也会影响帕金森氏症的风险因素和其发病机制中的分子作用机制。”这项研究的主导者,意大利帕维亚国立神经病学研究所蒙迪诺中心基金会的Fabio Blandini博士说。

研究显示,患上帕金森氏症后,随着疾病的发展,女性和男性有着各自独特的运动和非运动症状。对于女性来说,运动症状出现得较晚。震颤是常见的首发症状,伴有反复跌倒和更严重的疼痛综合征,其特征是强直性降低(reduced rigidity),更容易出现姿势不稳,以及左旋多巴(levodopa)相关运动并发症的风险增加。相反,男性患者表现出更严重的姿势问题和更差的认知能力。冻结步态,这个帕金森氏症最严重的运动障碍,在男性中出现较晚,然而,男性有更高的发生躯干前曲症(站立或行走时躯干前屈异常严重)的风险。

一项在950名帕金森氏症患者中进行的非运动症状研究还显示,诸如疲劳、抑郁、不宁腿(restless legs syndrome,RLS)、便秘、疼痛、味觉嗅觉丧失、体重变化和多汗对女性患者来说更普遍和严重。其他研究表明,男性患者则是认知能力更差,而且男性性别因素是轻度认知功能障碍和病程严重阶段发展速度的主要预测因素。此外,帕金森氏症合并痴呆对女性预期寿命的影响比男性更大。

作者指出,帕金森氏症在女性和男性身上可能有着不同的发病机理,或者有同样的发病机理但作用方式不同,雌激素在其中扮演着重要的角色。雌激素提供了一定的疾病保护,从男性和绝经后妇女的发病率相似就能证明这一点。

“性激素在男性和女性的整个大脑中都发挥着作用。现在,性别差异对于大脑区域和功能的不同影响得到认识和强调,这为更好地理解与性别有关的行为和功能打开了思路。”蒙迪诺中心基金会细胞和分子神经生物学实验室的负责人Silvia Cerri博士说,“神经炎症是帕金森氏症复杂病因中的一个重要因素。目前的证据表明,衰老过程中部分神经细胞的生理作用可能受到损害,从而导致帕金森氏症的发生和发展。由于雌激素具有抗炎作用,因此它在整个生命周期中的作用,恰恰可以部分解释为何帕金森氏症的发病率和症状会存在男女不同。”

通过提请关注帕金森氏症的性别差异,Blandini博士和同事们希望进一步促进科学界和决策者制定有针对性的干预措施,设计创新性的护理方案,来满足男女患者的不同要求。“女性在帕金森氏症患者中占相当大的比例,但她们的特殊需要仍然被部分忽视。性别之间的差异强烈地表明,帕金森氏症患者需要个性化的、男女不同的治疗方案。”

[1] Parkinson’s Disease in Women and Men: What’s the Difference? Cerri, Silvia et al, 2019.

aa7f70.

打疫苗还要考虑生物钟?

发表在《美国国家科学院院刊》上的一项最新研究显示[1],生物钟会影响免疫应答的功效。对于抵抗感染和癌症至关重要的细胞毒性T细胞[2],其功能随着一天之中时间变化会有很大不同。麦吉尔大学的Nicolas Cermakian博士和蒙特利尔大学的Nathalie Labrecque博士领导了这项研究。

科学家已经知道,动物的昼夜节律是由“时钟基因”(clock genes)产生的,这类基因会影响包括免疫系统在内的大多数器官和细胞。因此,睡眠、营养、荷尔蒙活动和体温等生理的诸多方面都存在昼夜节律。这有助于身体适应环境的周期性变化,如四季更替和昼夜轮回。

在早期的研究中,研究团队证明了T细胞对外源物的反应在一天内时强时弱,但是生物钟在这种现象中的作用尚不清楚。Cermakian教授解释说:“通过使用小鼠疫苗模型,我们观察到在接种疫苗后,细胞毒性T细胞的应答强度随一天中的时间变化而变化。相反,在细胞毒性T细胞存在时钟基因缺陷的小鼠中,这种昼夜节律消失了,白天时段对疫苗的免疫应答也削弱了。”

“我们的研究表明,T细胞在一天的某些时间更容易被激活。识别生物钟调节T细胞应答的机制,将有助于我们更好地理解T细胞最优应答的调节过程。这些知识还能够帮助我们改善疫苗接种策略和癌症免疫疗法。”Labrecque博士说道。

[1] The circadian clock of CD8 T cells modulates their early response to vaccination and the rhythmicity of related signaling pathways. Chloé C. Nobis et al, 2019.

[2] CD8 T cells,T细胞中的一类。

aaea3a.

中国国家基金委征集:高能物理大科学装置合作项目

本周,中国国家基金委发布与欧洲核子研究中心高能物理大科学装置合作研究项目的征集指南。

欧洲核子研究中心(CERN)是目前世界上最大的粒子物理研究中心,CERN建造的大型强子对撞机(LHC)是现今世界上能量最高的研究高能物理前沿科学问题的大型科学装置。目前LHC将为在更高亮度上运行而进行探测器的二期升级。根据中国国家基金委(NSFC)与欧洲核子研究中心(CERN)签署的合作协议,基金委将继续支持中国科学家参与大型强子对撞机中相关探测器的研发、升级工作。

据悉,本次征集主要涵盖以下三种类型的探测器:

(1) CMS探测器升级研发;(2) ATLAS探测器升级研发;(3) LHCb探测器升级研发。

该合作项目旨在促进我国探测器研发队伍的成长,为我国科学家进行大型探测器的研制和参与大型国际合作积累宝贵经验,也为国际高能物理前沿研究做出应有的贡献。

[1] 国家自然科学基金委员会。

特 别 提 示

1. 进入『返朴』微信公众号底部菜单“精品专栏“,可查阅不同主题系列科普文章。

2. 『返朴』提供按月检索文章功能。关注公众号,回复四位数组成的年份+月份,如“1903”,可获取2019年3月的文章索引,以此类推。


返朴

推荐资讯