【生物医疗】新发现的精子运动形式可以帮助诊断和治疗男性不育症；1期试验数据显示CRISPR用于治疗罕见基因疾病极具前景

原创 shrimp小小白 Science科学

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新发现的精子运动形式可以帮助诊断和治疗男性不育症
1期试验数据显示CRISPR用于治疗罕见基因疾病极具前景
日本研究人员制造出可以食用的米制霍乱疫苗
新研究发现人工甜味剂的危害或导致严重的健康问题
用于降低胆固醇的他汀类药物与患痴呆症的风险成倍增长有关
新研发的脊椎植入物可以膨胀成小型气垫来缓解剧烈疼痛感
器械辅助“管住嘴”：DentalSilm Diet Control装置被证实有减肥奇效
我们对阿尔茨海默氏症的看法是错的吗？研究人员有了新发现

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新发现的精子运动形式可以帮助诊断和治疗男性不育症

托莱多大学的科学家们发现了精子中的新运动，为男性不育症的诊断和治疗策略提供了创新途径。发表在《自然通讯》上的研究发现，精子颈部的非典型中心粒作为一个传输系统，控制着精子头部的抽动，机械地使精子尾部运动与新的头部运动同步。中心粒历来被认为是一种刚性结构，像一个减震器。

UTOLEDo自然科学和数学学院生物科学教授Tomer Avidor-Reiss博士说："我们认为精子颈部的非典型中心粒是一种进化创新，其功能是使精子运动得更好。生殖成功取决于精子游过女性生殖道障碍物的能力，同时超越它们的对手使卵子受精。"

博士生Sushil Khanal（左）和生物科学教授Tomer Avidor-Reiss博士从保持在零下196摄氏度的液氮罐中取出冷冻的精液样本。研究人员发现，精子中的中心粒的作用从充当减震器演变为传输系统，这一发现可能会带来帮助诊断和治疗男性不育的创新方法。

该发现改变了生殖生物学的教条。在受精过程中，父亲通过精子捐赠的不是一个而是两个中心粒，新发现的精子结构称为非典型中心粒，可能导致不孕、流产和出生缺陷。

Avidor-Reiss认为这一发现可以为帮助家庭了解他们可能难以怀孕的原因打开新的可能性。如果精子的头部和尾部没有一起移动，精子就不会有效地移动到卵子上。如果中心粒有缺陷，精子尾部和头部之间的耦合就会有缺陷。在一个病人身上，当不知道哪里出了问题时，可以看看精子尾部的运动方式，并通过逆向工程来确定中心粒的功能，从而确定夫妇的不孕症。发现这种运动可以在未来用于预测哪些精子有一个好的中心粒，可以支持生命。

使用UToledo仪器中心的STORM免疫荧光显微镜，研究人员能够显示非典型中心粒的左右两边相对移动约300纳米。新的研究表明，在哺乳动物的精子中，在颈部的非典型远端中心粒、典型的近端中心粒和周围材料中存在着一连串的内部滑动形成，将尾部跳动与不对称的头部扭结联系起来。

1期试验数据显示CRISPR用于治疗罕见基因疾病极具前景

科学家报告称，首次临床数据显示，CRISPR基因编辑可以在体内安全有效地进行。CRISPR被直接注射到一种罕见遗传病患者的血液中，这似乎比目前的治疗方法更有效且没有严重的副作用。

资料图

CRISPR基因编辑工具可以对细胞内的基因组进行精确的剪切-粘贴编辑，它在治疗各种疾病方面显示出了巨大的前景。这是目前许多人体试验的主题，但几乎所有的实际编辑都是在体外进行的--从病人体内取出细胞、编辑后再返回人体。最近的另一项研究将CRISPR注入眼睛以纠正一种遗传性失明，但结果尚未发表。

目前，研究人员公布了Intellia Therapeutics和Regeneron Pharmaceuticals正在进行的一项1期临床试验的前6名患者的临时数据，这是一项涉及人体基因编辑的CRISPR临床试验的首次公布结果。

该试验正在研究一种名为NTLA-2001的CRISPR候选药物，用于治疗一种名为转甲状腺素淀粉样变性（ATTR淀粉样变性）的疾病。这种罕见的遗传性疾病发生于TTR基因突变，导致患者产生错误折叠的转甲状腺素(TTR)蛋白。这些异常蛋白质会在神经和器官周围积聚，从而导致疼痛和并发症甚至是致命的。

在新试验的第一部分，研究人员给6名ATTR淀粉样变患者静脉注射了NTLA-2001。其中一组的剂量为每公斤体重0.1毫克，而第二组的剂量为每公斤0.3毫克。然后，在28天的时间里测量他们血清中TTR蛋白的水平。

结果显示，0.1毫克组的参与者平均TTR水平降低了52%，而0.3毫克组平均TTR水平降低了87%。高剂量组的一个病人则实现了令人印象深刻的96%的减少。

研究人员表示，高剂量组比目前治疗该疾病的标准疗法patisiran效果更好，后者通常能将TTR水平降低约80%。另一个主要优势是NTLA-2001是单剂量治疗，而patisiran需要持续的剂量。该研究还指出没有严重的副作用。

“ATTR淀粉样变是一种进行性的致命疾病，通常需要长期的、终身的治疗，”这项研究的国家协调调查员Julian Gillmore指出，“这些过渡期的1期数据支持NTLA-2001作为市场上或开发中的唯一一次性治疗药物。”

下一步，研究人员计划在一个新队列中测试更高剂量的1毫克/公斤。在那之后，试验将扩大到一个更大的群体作为在今年晚些时候的试验的第二部分。

日本研究人员制造出可以食用的米制霍乱疫苗

霍乱，一种经常因饮用受污染的水而致命的疾病开始成为一种以可食用转基因大米形式制成的独特疫苗的目标。据东京大学称，这种可食用的疫苗已经成功地完成了其第一阶段的人体试验，证明能够有效地对霍乱产生免疫反应。

大多数疫苗是以注射的形式出现的，尽管有些疫苗已经被开发为鼻腔喷雾剂和其他非侵入性媒介。然而，最独特的也许是可食用的大米疫苗，它是由大学的MucoRice项目中的转基因大米组成。

目前存在多种不需要注射的霍乱疫苗；它们以滴在病人舌头上的方式给药，但有一个主要的缺点：它们是由霍乱细胞制成的，需要冷藏，让接种疫苗时让很多人困惑。基于大米的疫苗则不同--它被设计为产生霍乱毒素B的一个无毒部分。

当人食用这种大米时，他们身体的免疫系统会对无毒的CTB产生反应，CTB通过肠道膜进入身体。这种活动刺激免疫系统对入侵者产生两种不同的抗体，这比注射疫苗有利，因为它们通常只触发一种类型的抗体的产生。

据研究人员说，这种疫苗与大多数替代品不同，不需要冷藏，可以 "从头到尾"在室温下保持稳定。大米被简单地晒干磨碎然后被包装成小剂量。当有人准备服用疫苗时，将米粉与一些水混合就可以实现疫苗接种。

第一阶段的人体试验被证明是有希望的，研究人员指出，大多数参与者对疫苗有 "良好的免疫反应"，没有经历任何明显的副作用。在30名志愿者中，研究人员发现有11人经历了很少或没有免疫反应。

进一步分析发现，这可能是由于他们的肠道微生物组造成的。研究人员发现，对疫苗反应良好的参与者拥有更多样化的肠道细菌，而反应不佳的参与者的肠道细菌多样性较差。这些发现强调了肠道细菌对人类健康的重要性，类似于吃富含益生菌食品和纤维食物带来的好处。

新研究发现人工甜味剂的危害或导致严重的健康问题

一项发表在《国际分子科学杂志》上的研究首次显示了一些最广泛使用的人工甜味剂--糖精、三氯蔗糖和阿斯巴甜--对两种类型的肠道细菌--大肠杆菌（Escherichia coli）和粪肠杆菌（Enterococcus faecalis）的致病作用。

以前的研究表明，人工甜味剂可以改变肠道中细菌的数量和类型，但是由安格利亚鲁斯金大学（ARU）的学者领导的这项新的分子研究表明，甜味剂也可以使细菌致病。它发现这些致病细菌可以附着、侵入并杀死Caco-2细胞，这些细胞是排列在肠壁上的上皮细胞。

众所周知，像粪肠杆菌这样穿过肠壁的细菌可以进入血流并聚集在淋巴结、肝脏和脾脏中，引起一系列的感染，包括败血症。

这项新研究发现，在相当于两罐饮食软饮料的浓度下，所有三种人工甜味剂都明显增加了大肠杆菌和粪肠杆菌对肠道Caco-2细胞的粘附，并不同程度地增加了生物膜的形成。

在生物膜中生长的细菌对抗菌剂抗性治疗不太敏感，而且更有可能分泌毒素和表达毒力因子，这是可以导致疾病的分子。

此外，所有三种甜味剂都导致致病性肠道细菌入侵在肠壁中发现的Caco-2细胞，但糖精除外，它对大肠杆菌的入侵没有明显影响。

论文的高级作者、安格利亚鲁斯金大学生物医学科学高级讲师Havovi Chichger博士说：“人们对食用人工甜味剂有很多担忧，一些研究显示，甜味剂会影响支持肠道的细菌层，即所谓的肠道微生物群。”

“我们的研究首次表明，食品和饮料中最常见的一些甜味剂--糖精、三氯蔗糖和阿斯巴甜--可以使正常和‘健康’的肠道细菌变得致病。这些致病性变化包括生物膜的更大形成以及细菌对人类肠道细胞的粘附和入侵增加。”

“这些变化可能导致我们自己的肠道细菌入侵并对我们的肠道造成损害，这可能与感染、败血症和多器官衰竭有关。”

“我们知道，过度消费糖是肥胖和糖尿病等疾病发展的一个主要因素。因此，我们必须增加对饮食中甜味剂与糖的了解，以便更好地了解对我们健康的影响。”

用于降低胆固醇的他汀类药物与患痴呆症的风险成倍增长有关

在轻度认知障碍患者中，与不服用他汀类药物的人相比，服用亲脂性他汀类药物使他们患痴呆症的风险增加一倍以上。根据在核医学和分子成像协会2021年年会上发表的研究，亲脂性他汀类药物使用者的正电子发射断层扫描（PET）显示，首先受到阿尔茨海默病影响的大脑区域的新陈代谢有非常明显的下降。

他汀类药物是用于降低胆固醇和减少心脏病发作或中风风险的药物。它们是发达国家最常用的药物，75岁以上的美国人中有近50%使用他汀类药物。根据病人的健康需求，有不同类型的他汀类药物，包括专注于肝脏的亲水型他汀类药物和分布于全身组织的亲脂型他汀类药物。

亲脂性他汀类药物包括辛伐他汀、氟伐他汀、匹伐他汀、洛伐他汀和阿托伐他汀。亲水型他汀类药物包括罗苏伐他汀和普伐他汀。

加州大学洛杉矶分校分子和医学药理学学生研究项目的他汀类药物和认知的项目负责人Prasanna Padmanabham说："关于他汀类药物对认知的影响，已经有许多相互矛盾的研究。虽然有些人声称他汀类药物可以保护使用者免受痴呆症的影响，但其他人则断言它们会加速痴呆症的发展。我们的研究旨在澄清使用他汀类药物和受试者的长期认知轨迹之间的关系"。

研究人员根据三个参数将研究参与者分成几组：基线认知状态、基线胆固醇水平和使用的他汀类药物类型。参与者接受了18F-FDG PET成像，以确定每个他汀类药物组内任何脑代谢下降的区域。对八年的受试者临床数据进行了分析。

发现使用亲脂性他汀类药物的轻度认知障碍或正常认知的患者与不使用他汀类药物的患者相比，患痴呆症的风险高出一倍以上。随着时间的推移，亲脂性他汀类药物使用者的PET成像也显示后扣带皮层的代谢大幅下降，该区域是已知在阿尔茨海默病的早期阶段下降最明显的大脑区域。相比之下，其他他汀类药物的使用者或基线血清胆固醇水平较高的他汀类药物使用者没有发现临床或代谢下降。

Padmanabham指出："通过描述与使用他汀类药物相关的代谢影响，我们正在提供一种新的PET应用，以进一步了解最常用的一类药物与大脑老化的最常见病症之一之间的关系。"这些扫描的结果可用于告知病人关于哪种他汀类药物最适合用于保护他们的认知和独立运作能力的决定。

新研发的脊椎植入物可以膨胀成小型气垫来缓解剧烈疼痛感

剑桥大学的工程师们已经展示了一种新的医用植入物，它可以缓解其他类型的剧烈疼痛，其原理跟硬膜外麻醉控制分娩疼痛的原理相同。该装置使用一根针，一旦就位，它就会像充气床垫一样充气，它的工作原理是让脊髓受到轻微的电流，这样就无需进行侵入性手术了。

这种新型植入物本质上是一种先进的脊髓刺激器，它位于脊髓和脊椎动物之间、发出电脉冲干扰疼痛信号。它们呈现的形状通常像桨，需要熟练的外科医生通过复杂的程序植入。另一种可以用针头植入，只需要局部麻醉，但效果不如更小的区域。

这项研究的论文资深作者之一Damiano Barone博士表示：“脊髓刺激(SCS)是那些疼痛严重到无法进行日常活动的患者的最后一种治疗方法。然而，这两种主要类型的SCS设备都有缺陷，这可能是它们的使用受到限制的原因之一，尽管数百万人每天都在跟慢性疼痛作斗争。”

剑桥大学的研究人员正试图通过结合软机器人技术、微型化电子技术和微流体技术在这两种治疗方案之间找到最佳平衡点。他们的解决方案是使用一种跟人类头发宽度相仿的超薄设备并安装一组电极。它可以卷成圆柱体并放入针中以植入脊柱的硬膜外腔。

在那里，该设备会被泵入水或空气，从而使其像一个微型充气床垫一样展开并覆盖脊髓的相当大一部分。跟脉冲发生器连接后，这些电极就开始向脊髓发出温和的电流，这会干扰剧烈疼痛的信号。

该研究的论文资深作者Christopher Proctor博士说道：“我们的目标是制造出一种两全不美的设备--既能在临床上有效又不需要复杂和危险的手术。这将有助于为更多的人提供这种改变生活的治疗选择。”

科学家们只在体外和人体尸体模型上展示了他们的设备，所以在它进入临床应用之前还有很多工作要做。接下来，它可以用于治疗腿部和背部等部位的剧烈疼痛，但也可以治疗瘫痪和帕金森氏症等疾病。该团队希望通过进一步的测试和临床试验来探索这些可能性。

“我们制造这种设备的方式意味着我们还可以加入额外的组件--我们可以添加更多的电极或使它更大以提高精度覆盖脊椎的更大区域，”Barone说道，“这种适应性使我们的SCS设备成为治疗脊髓损伤、中风或帕金森病等运动障碍的潜在疗法。一种不需要进行侵入性手术的有效设备可以为这么多人带来解脱。”

器械辅助“管住嘴”：DentalSilm Diet Control装置被证实有减肥奇效

奥塔哥大学的一支研究团队，刚刚介绍了一种相当“别致”的减肥装置。由近日发表于《英国牙科杂志》上的文章可知，DentalSlim Diet Control 是一款具有定制缩进螺栓设计的磁性装置。通过将之安装于患者的上后牙与下后牙，牙医便能防止患者张嘴超过 2 毫米。

（来自：University of Otago）

1980 年代的时候，面向肥胖患者的下颌锁定类手术，有可能导致一些危险的境况，比如可能因呕吐而意外窒息。

不过本文介绍的 DentalSlim Diet Control 装置，具有侵入性较小、危险性较低、且相对人性化等特点。

因其旨在限制佩戴者进食流质食物以达成有效的减肥效果，而不会限制呼吸或讲话。

Paul Brunton 教授

为避免意外发生，研究团队还是为 DentalSlim Diet Control 配备了一款紧急解锁工具，以供用户随身携带。

在 14 天的实验期内，七名健康 / 肥胖参与者接受了每日 1200 大卡的流质食物，最终拿到了平均 6.36 公斤（14 磅）减重成绩。

据悉，受试者均未在期间偷偷使用解锁工具来暴饮暴食，但还是有一人承认悄悄摄入了一些融化的巧克力与汽水来“作弊”。

（来自：BDJ）

奥塔哥大学副校长、首席研究员 Paul Brunton 教授指出：减肥最大的障碍，就是难以克制自己的口欲。

而作为一种非侵入性、可逆、经济、且极具吸引力的外科手术替代方案，DentalSlim Diet Control 能够帮助患者建立新的习惯，让他们在一段时间内遵循低热量的饮食。

我们对阿尔茨海默氏症的看法是错的吗？研究人员有了新发现

预计有超过600万美国人患有阿尔茨海默氏症痴呆症。但最近由辛辛那提大学领导的一项研究，为这种疾病和一种备受争议的新药物疗法提供了新的启示。由加州大学领导的这项研究是与瑞典卡罗林斯卡学院合作进行的，它声称，阿尔茨海默病的治疗可能在于使一种叫做淀粉样β肽的特定脑蛋白水平正常化。

这种蛋白质需要以其原始的可溶性形式来保持大脑健康，但有时它会硬化成 "脑石"或结块，称为淀粉样斑块。

这项研究出现在《EClinicalMedicine》杂志上（由《柳叶刀》出版），紧接着美国食品和药物管理局有条件地批准了一种治疗淀粉样斑块的新药--阿杜卡单抗。

"不是斑块导致认知受损，"新研究的高级作者、加州大学神经病学教授阿尔贝托-埃斯佩说。"淀粉样斑块是阿尔茨海默病的结果，而不是原因，"埃斯佩说，他也是加州大学加德纳神经科学研究所的成员。

阿尔茨海默病在20世纪末被广泛称为 "漫长的告别"，这是因为该病对大脑功能和记忆的缓慢恶化。然而，正是在100多年前，科学家阿洛伊斯·阿尔茨海默首次在该疾病患者的大脑中发现了斑块。

从那时起，科学家们一直专注于消除斑块的治疗。但他说，加州大学的团队以不同的方式看待这个问题。认知障碍可能是由于可溶性淀粉样蛋白-β肽的减少，而不是淀粉样蛋白斑块的相应积聚。为了测试他们的假设，他们分析了参加阿尔茨海默病神经影像倡议研究的600人的大脑扫描和脊髓液，他们都有淀粉样斑块。从那里，他们比较了认知正常的人和认知障碍的人的斑块数量和肽的水平。他们发现，不管大脑中斑块的数量如何，肽水平高的人在认知上是正常的。

Alberto Espay, MD, MSc, 加州大学医学院神经学教授，James J. and Joan A. Gardner家庭帕金森病和运动障碍中心的主任和捐赠主席

他们还发现，可溶性淀粉样β肽的水平较高与海马体较大有关，海马体是大脑中对记忆最重要的区域。

根据作者的说法，随着年龄增长，大多数人都会出现淀粉样的困扰，但很少有人会出现痴呆症。他们说，事实上，到85岁时，60%的人将有这些困扰，但只有10%的人发展成痴呆症。

"我们分析的关键发现是，阿尔茨海默病的症状似乎取决于正常蛋白质的耗损，而不是当它聚集成斑块时，处于可溶状态，"来自卡罗林斯卡研究所的共同作者Kariem Ezzat说。

未来与阿尔茨海默氏症项目最相关的治疗方法将是将这些大脑可溶性蛋白补充到其正常水平。研究小组现在正致力于在动物模型中测试他们的发现。如果成功的话，未来的治疗方法可能与过去20年尝试过的治疗方法非常不同。埃斯佩说，治疗方法可能包括以一种保持大脑健康的方式增加蛋白质的可溶性版本，同时防止蛋白质硬化成斑块。