【生物医疗】一个人诚实与否并不是由认知控制；麻省理工科学家发现一类新的基因编辑酶在某些方面或胜过CRISPR

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研究称眼睛可能揭示患阿尔茨海默病的风险
研究：改变肠道细菌可能会让减肥变得更加容易
科学家利用添加醋酸钠提高骨骼干细胞的活性或能治疗与年龄有关的疾病
科学家开发的生物人工肾原型通过实验室测试有望取代透析治疗
在塞拉利昂进行的临床试验中埃博拉疫苗在儿童和成人中均产生强烈免疫反应
生物学家利用进化原理预防细菌发展出抗生素耐药性
研究表明被认为是阿尔茨海默病病因之一的有毒蛋白质或源自肝脏
研究：一个人诚实与否并不是由认知控制
麻省理工科学家发现一类新的基因编辑酶在某些方面或胜过CRISPR
有望成为应对MRSA超级细菌感染的新干细胞疗法

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研究称眼睛可能揭示患阿尔茨海默病的风险

淀粉样斑块是聚集在脑细胞之间的蛋白质沉积物，阻碍了功能并最终导致神经元死亡。它们被认为是阿尔茨海默病（AD）的一个标志，也是旨在减少或防止其形成的多项调查的重点，包括美国进行的一项全国性A4研究。但淀粉样蛋白沉积也可能发生在眼睛的视网膜上，通常发生在临床诊断为阿尔茨海默病的患者身上，这表明这两个器官有类似的病变。

在一项小型的横断面研究中，由加州大学圣迭戈分校医学院的科学家领导的研究小组比较了A4研究和另一项研究（淀粉样蛋白风险和神经变性的纵向评估）中的患者的视网膜和大脑淀粉样蛋白的测试，评估淀粉样蛋白水平低的人的神经变性风险。

研究人员观察到，眼睛中出现的视网膜斑点与大脑扫描显示较高的大脑淀粉样蛋白水平有关。这一发现表明，非侵入性的视网膜成像可能有助于作为检测早期阿尔茨海默病风险的生物标志物。

该研究结果发表在8月17日的《阿尔茨海默病与痴呆症》杂志上。

“这是一个来自筛选访问的小型初始数据集。”高级作者Robert Rissman博士说，他是加州大学圣迭戈分校医学院的神经科学教授，也是加州大学圣迭戈分校阿尔茨海默病合作研究和Shiley-Marcos阿尔茨海默病研究中心的生物标志物核心主任。“但这些发现是令人鼓舞的，因为它们表明有可能利用视网膜成像来确定阿尔茨海默病的发病、扩散和形态--一种临床前诊断，而不是更困难和昂贵的大脑扫描。我们期待看到更多时间点视网膜扫描的结果，以及solanezumab单抗（一种单克隆抗体）对视网膜成像的影响。不幸的是，我们将需要等待A4试验完成后看到并分析这些数据。”

Rissman表示，他们的下一步将是进行更大规模的研究，以更全面地记录和确定视网膜淀粉样蛋白和大脑淀粉样蛋白之间的关系，包括横断面和时间。

https://alz-journals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/dad2.12199

研究：改变肠道细菌可能会让减肥变得更加容易

众所周知，改变饮食也会改变肠道细菌，但一项新研究的发现不仅如此，另外它还发现肠道细菌在减肥的难易程度上也发挥了重要作用。研究结果表明，以一种有益的方式改变肠道细菌可能会让那些肠道微生物群更难减肥的人更容易减肥。

这项新研究由美国微生物学会(American Society for Microbiology)展开并发表，其揭示了一个人的肠道微生物群对一个人的减肥能力存在影响。在某些情况下，一个人的肠道细菌可能会使他们抵抗减肥；在其他情况下，如果采取正确的生活方式干预措施则可能有助于减肥。

这项研究涉及到宏基因组学，即从粪便和血液样本中获取遗传物质。两组人参与了这项研究：在一项减肥干预计划中，一组人在6-12个月内减掉了1%或更多的体重，而另一组人在同一时期内保持了稳定的BMI。

在考虑了年龄和性别等因素后，研究人员发现了31个跟减肥有关的“基线粪便元基因组功能特征”。多种基因在起作用。值得注意的是，那些没有减肥的人，他们的肠道微生物分解淀粉的能力则要比减肥的人强。

与此同时，研究人员注意到，体重减轻得更多的人体内的基因帮助肠道细菌生长、繁殖、复制和组装细胞壁的速度要快于没有体重减轻的人。该研究的论文首席作者Chrisitian Diener指出：

“在这项研究之前，我们知道肥胖者和非肥胖者的肠道细菌组成是不同的，但现在我们发现，我们肠道内的细菌中编码着一组不同的基因，它们也对减肥干预有反应。。肠道微生物群是调节减肥干预是否成功的主要因素。决定肥胖还是非肥胖的因素和决定你是否通过生活方式干预来减肥的因素是不一样的。”

科学家利用添加醋酸钠提高骨骼干细胞的活性或能治疗与年龄有关的疾病

研究骨骼退化背后的生物机制的科学家们取得了一项发现，通过使作为该过程核心的干细胞恢复活力，可以帮助治疗与年龄有关的疾病，如骨质疏松症。新发表的研究表明，随着这些干细胞的老化，某些变化会损害它们的性能，但也显示了如何利用醋酸钠来恢复它们驱动新骨骼材料发展的能力。

人体的某些部分不能像以前那样正常工作，这是衰老的一个自然功能，我们骨髓中的间质干细胞也是如此。像其他干细胞一样，这些细胞有能力分化成其他细胞类型，形成新的组织或其他生物材料，在这种情况下，它们是产生软骨、骨骼和脂肪细胞的核心。然而，它们这样做的能力会随着我们的年龄增长而退化。

德国马克斯·普朗克衰老生物学研究所和科隆大学的科学家们试图挖掘其中的原因，这使他们找到了所谓的表观遗传学。这一科学领域的核心是外部环境因素如何影响我们的基因活动以及我们的身体对它们的反应方式，而不改变基因本身的序列。

此前一些研究揭示了随着年龄增长而发生的表观遗传学变化可能塑造某些健康结果。这包括2017年的一项研究，该研究显示低卡路里饮食可以减缓一种叫做DNA甲基化的表观遗传变化，这是一种控制基因何时应该或不应该被表达的化学活动，导致寿命延长。

这项新研究的重点是另一种被称为组蛋白修饰的表观遗传学变化。组蛋白是帮助包装我们细胞中的DNA并控制其访问的蛋白质，通过研究它们与间充质干细胞的关系如何演变，作者可能已经找到了一种调节该过程的方法。

“我们想知道为什么随着我们的年龄增长，这些干细胞产生的用于发展和维护骨骼的材料越来越少，导致越来越多的脂肪在骨髓中积累，”该研究的第一作者Andromachi Pouikli解释说。“为了做到这一点，我们比较了年轻和年老小鼠的干细胞的表观基因组。我们可以看到，表观基因组随着年龄的增长而发生明显变化。对骨骼生产重要的基因尤其受到影响。”

该团队从小鼠的骨髓中分离出这些细胞，并用含有醋酸钠（一种常见的食品添加剂）的营养液处理它们。这种处理方法将醋酸钠转化为一种构件，然后由酶附着在组蛋白上，这增加了对基因的访问并提高了其活性。

Pouikli说：“这种处理令人印象深刻地使表观基因组恢复了活力，改善了干细胞的活性，并导致了骨细胞的更高产量。”

该团队随后研究了人类的这一过程，研究了从接受髋关节手术的患者身上提取的间质干细胞。从患有骨质疏松症的老年患者身上获取的细胞，表现出与在小鼠身上观察到的相同的表观遗传学变化，骨质疏松症是一种导致骨密度和骨质量下降的疾病。围绕着醋酸钠用于治疗这些类型的疾病的安全性仍有问题需要回答，但这些早期结果是有希望的。

领导这项研究的Peter Tessarz说：“醋酸钠也可以作为食品添加剂，然而，以这种形式使用它来治疗骨质疏松症是不可取的，因为我们观察到的效果对某些细胞非常特殊。然而，已经有了干细胞疗法治疗骨质疏松症的初步经验。在这种情况下，这种醋酸纤维的治疗方法也可能有效。然而，我们仍然需要更详细地调查对整个机体的影响，以排除可能的风险和副作用。”

该研究发表在《自然-衰老》杂志上。

https://www.nature.com/articles/s43587-021-00105-8

科学家开发的生物人工肾原型通过实验室测试有望取代透析治疗

肾衰竭患者需要定期透析，这是一种侵入性和具有潜在风险的治疗。但现在加州大学旧金山分校（UCSF）的研究人员已经成功地展示了一个可以植入的生物人工肾原型，并且不需要药物就能工作。

肾脏在体内发挥着几种重要的功能，最主要的是过滤血液中的毒素和废物，但也能调节血压、电解质浓度和其他体液。

因此，当这些器官开始衰竭时，复制这些过程是很复杂的。患者通常从透析开始，但这很耗时，而且不是很舒服。一个较长期的解决方法是肾脏移植，这可以恢复较高的生活质量，但也有风险的副作用，即需要免疫抑制药物来防止排斥反应。

对于加州大学旧金山分校的肾脏项目，该团队开发了一种生物人工肾脏，可以植入病人体内，发挥真实的主要功能，但不需要免疫抑制药物或血液稀释剂，而这些药物也经常需要。

该设备由两个主要部分组成。血液过滤器由硅半导体膜组成，可以去除血液中的废物。同时，生物反应器包含了工程化的肾小管细胞，它们调节水量、电解质平衡和其他代谢功能。这些膜还能保护这些细胞不被病人的免疫系统所攻击。

以前的测试已经让这些部分中的每一个独立工作，但这是该团队第一次测试它们在一个设备中串联工作。该生物人工肾连接到病人的两条主要动脉--一条将血液输送到体内过滤，另一条将过滤后的血液输送回体内--以及连接到膀胱，废物在那里以尿液形式沉积。

该团队现在已经进行了概念验证实验，表明生物人工肾脏仅在血压下工作，不需要泵或外部动力源。肾小管细胞在整个试验过程中存活并继续运作。

由于他们的努力，加州大学旧金山分校的研究人员现在已经获得了KidneyX公司的65万美元奖金，成为第一阶段人工肾脏奖的获奖者之一。

“我们的团队设计了人工肾脏，以可持续地支持人类肾脏细胞的培养，而不引起免疫反应，”该项目的首席研究员Shuvo Roy说。“现在我们已经证明了结合血液过滤器和生物反应器的可行性，我们可以专注于扩大技术规模，进行更严格的临床前测试，并最终进行临床试验。”

在塞拉利昂进行的临床试验中埃博拉疫苗在儿童和成人中均产生强烈免疫反应

据发表在《柳叶刀-传染病》上的两篇新论文称，强生公司的两剂埃博拉疫苗方案是安全的，耐受性良好，并在一岁以上人群中产生了强烈的免疫反应。EBOVAC-Salone研究为使用Ad26.ZEBOV和MVA-BN-Filo疫苗的方案提供了重要的进一步证据，该方案可作为儿童和成人预防埃博拉病毒疾病的保护措施。

该研究在塞拉利昂进行，是在受2014-2016年西非埃博拉疫情影响的地区首次评估该疫苗方案的安全性和耐受性，该疫情是有史以来最严重的一次，这也是第一个报告在儿童中评估这种疫苗方案的研究。

在坎比亚地区的研究是伦敦卫生与热带医学学院（LSHTM）和塞拉利昂的医学与联合健康科学学院（COMAHS）在EBOVAC1项目下的合作。作者发现，该疫苗方案的耐受性良好，并在第二剂量后的21天内诱发了98%的参与者对扎伊尔埃博拉病毒的抗体反应，这种免疫反应在成人中至少持续了两年时间。这项研究代表了儿童埃博拉病毒疾病疫苗方案开发的重要进展，并有助于公共卫生准备和应对埃博拉病毒的爆发。

在2014-16年西非埃博拉病毒爆发期间，报告了28652个埃博拉病毒病例和高达11325人死亡。大约20%的病例是15岁以下的儿童，5岁以下儿童的死亡风险比成人更高。

该临床试验从2015年9月至2018年7月招募参与者。该研究分为两个阶段。在第一阶段，旨在获得有关该疫苗方案的安全性和免疫原性的初步信息，43名18岁或以上的成年人接受了Ad26.ZEBOV疫苗，56天后再接受MVA-BN-Filo疫苗。在第二阶段，400名成人和576名儿童和青少年（1-3岁、4-11岁和12-17岁三个年龄组各192人）接种了埃博拉疫苗方案（Ad26.ZEBOV，然后是MVA-BN-Filo）或单剂量的脑膜炎球菌四价结合疫苗，然后在第57天接种安慰剂。参加该研究第一阶段的成人在第一剂量两年后获得了A26.ZEBOV的加强剂量，该剂量在7天内诱发了强烈的免疫反应。研究结果支持在埃博拉病毒疾病爆发之初向以前免疫过的人提供Ad26.ZEBOV强化剂的额外策略。

该研究结果已经促成了欧洲药品管理局在2020年7月批准和授权两剂量埃博拉疫苗方案的上市，用于儿童和成人。它还促成了2021年4月的世卫组织资格预审，这将促进这种疫苗方案在面临埃博拉病毒疾病爆发风险的国家正式注册。

2021年，世界卫生组织（WHO）免疫战略专家咨询小组（SAGE）提出建议，支持在埃博拉病毒爆发期间对有可能接触到埃博拉病毒的个人使用强生公司的两剂埃博拉疫苗方案以及默克公司生产的埃博拉疫苗（rVSV-ZEBOV-GP），并在爆发前对国家和国际第一反应人员进行预防。

生物学家利用进化原理预防细菌发展出抗生素耐药性

了解耐药率和交叉耐药性可以提高顺序抗生素治疗方案的效力。eLife杂志上的一项研究报告说，使用相似但经常互换的抗生素进行序贯治疗是杀死细菌和防止抗药性的有效方法。该结果挑战了一个广泛的假设，即使用类似的抗生素会促进药物的交叉耐药性，并表明现有的抗生素可以提供未开发的、高度有效的治疗方案。

含有人类病原体铜绿假单胞菌（绿色）和三种抗生素（标有A、B和C）的琼脂平板。

"我们目前正处于抗生素危机中，抗生素的过度使用正导致抗生素耐药性的增加，某些感染已经变得难以甚至无法治疗，"第一作者、马克斯-普朗克进化生物学研究所和德国基尔大学的一名研究生Aditi Batra说。"正是病原体进化和适应药物的能力是这种抗药性的基础，但进化理论预测，当环境快速变化时，适应是困难的。我们想测试一下，我们是否可以使用连续的抗生素治疗来减缓人类病原体的进化，并限制耐药性"。

该团队使用了名为铜绿假单胞菌（P. aeruginosa）的细菌，它能引起人类的肺炎和其他感染。他们在实验室条件下测试了三种不同序列的抗生素，并测量了它们在杀死进化的细菌细胞的不同亚群时的效力。两组抗生素属于一类叫做ß-内酰胺的药物，它们有一个共同的结构成分--ß-内酰胺环。另一组抗生素都通过不同的机制发挥作用。

令研究小组惊讶的是，使用这两套ß-内酰胺类抗生素治疗，比一些不相关的抗生素更能杀死细菌群体。此外，在单个抗生素之间快速切换产生的细菌种群杀灭效果比在抗生素之间缓慢切换时要好得多。这表明，抗生素之间的快速切换限制了细菌适应药物的能力。鉴于这个意外的结果，研究小组探索了导致这种进化制约的机制。

他们研究了用最有效的ß-内酰胺类抗生素序列处理的铜绿假单胞菌种群的生长、耐药性特征和全基因组序列的变化，该序列结合了羧苄青霉素、多瑞培南和头孢磺啶。他们注意到，当序列被快速切换时，切换到多里培南时的细菌生长要比其他两种抗生素低得多，这表明对这种药物的抗性可能出现得更慢。

他们还研究了因药物治疗而发生的生理变化是否使细菌对序列中的其他药物产生了抗性或更易受影响。他们发现，多里培南的自发耐药性发展要比其他两种药物低得多。对这种药物的交叉耐药性也比其他两种抗生素少。这种缺乏交叉耐药性的情况可能表明存在所谓的附带敏感性；这意味着已经对一种药物产生耐药性的突变体细胞至少对第二种药物保持着祖传水平的敏感性。众所周知，连带敏感性对序贯治疗的有效性很重要。

高级作者、马克斯-普朗克进化生物学研究所研究员、基尔大学教授Hinrich Schulenburg说："尽管用这种类似的抗生素进行序贯治疗应该加速耐药性的进化，但我们发现，如果对其中一种抗生素的耐药性不容易出现，而且抗生素之间表现出附带的敏感性，那么情况就不是这样了。"具有讽刺意味的是，ß-内酰胺类药物的不同交叉耐药性是影响治疗效果的一个关键因素，尽管这通常被用来拒绝专门使用这些药物的治疗。我们的研究表明，成分抗生素的自发耐药率可以作为序贯治疗的指导原则，并可以提高序贯方案的效力"。

研究表明被认为是阿尔茨海默病病因之一的有毒蛋白质或源自肝脏

一项令人印象深刻的新研究提出了强有力的证据，表明被认为是阿尔茨海默病病因之一的有毒蛋白质可能在肝脏中产生，并通过血液传播，然后进入大脑造成神经元损伤。几十年来，人们普遍认为阿尔茨海默病是由淀粉样蛋白在大脑中的积累引起的。这些蛋白质形成的有毒聚集物被称为斑块，正是这些斑块损害了大脑。

尽管人们对“淀粉样蛋白假说”的真实性越来越怀疑，但这些斑块的堆积仍然是阿尔茨海默病最突出的生理迹象。其中一个更有趣的假设表明，这些破坏性的淀粉样蛋白起源于肝脏。

调查这种肝脏-淀粉样蛋白假说的巨大挑战是，淀粉样蛋白也在大脑中产生。大多数用于阿尔茨海默病研究的小鼠模型涉及工程动物，以在中枢神经系统中过度表达淀粉样蛋白的产生，这只真正类似于少数患有家族性早发性阿尔茨海默病的人类。绝大多数患上这种疾病的人反而经历了所谓的散发性迟发性阿尔茨海默病，即在老年时发病，没有家族或遗传病史。

这项新研究的突破在于开发了一种新的阿尔茨海默病动物模型。在这里，研究人员设计了一只小鼠，使其仅在肝脏中产生人类淀粉样蛋白，这使得他们能够对这些蛋白如何进入血液并到达大脑进行新的观察。

来自澳大利亚科廷大学的该项目的首席研究员John Mamo说，这项新研究提供了 “血液到大脑途径”的明确证据。利用新开发的小鼠模型，该研究显示了在肝脏中产生的淀粉样蛋白如何能够移动到大脑中并造成损害，导致与阿尔茨海默病类似的病理征兆。

“正如我们预测的那样，这项研究发现，在肝脏中产生脂蛋白-淀粉样蛋白的小鼠模型在大脑中遭受炎症，加速脑细胞死亡和记忆丧失，”Mamo说。“这种‘血液到大脑的途径’意义重大，因为如果我们能够管理血液中脂蛋白-淀粉样蛋白的水平，并防止它们渗入大脑，这就为预防阿尔茨海默病和减缓记忆丧失开辟了潜在的新疗法。”

Mamo已经在推进基于这种肝脏-淀粉样蛋白假说的人体临床试验。之前的研究表明，一种用于管理高胆固醇的前期药物，即所谓的普罗布考（probucol），可以抑制肝脏中淀粉样蛋白的产生。

该临床试验于今年开始，计划招募约300名患有轻度阿尔茨海默病相关痴呆症的受试者。主要结果将是调查每日剂量的普罗布考在两年内是否会导致认知能力下降的临床显著减缓。

但是，如果这种肝脏-淀粉样蛋白假说在未来的研究中得到进一步验证，可能会出现一些其他结果。通过评估个人在肝脏中合成淀粉样蛋白的倾向，可以在年轻时估计阿尔茨海默病的风险。此外，假设可以通过饮食干预来改善肝脏健康并降低一个人患阿尔茨海默病的风险。

Mamo表示：“虽然现在需要进一步的研究，但这一发现表明，这些有毒蛋白质在血液中的大量沉积有可能通过一个人的饮食和一些可以专门针对脂蛋白淀粉样蛋白的药物来解决，从而降低他们的风险或减缓阿尔茨海默病的发展。”

这项新研究发表在《PLOS生物学》杂志上。

https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3001358

研究：一个人诚实与否并不是由认知控制

认知控制的能力使人类能够控制大脑的冲动如专注于人群中的一个人忽略干扰。另外，它还在做出道德决定方面发挥作用。但认知控制是否凌驾于诚实或不诚实的道德冲动之上呢？根据发表在《JNeurosci》上的一项新研究，这取决于一个人的道德违约。

研究人员利用脑电图发现认知控制的活动模式并将其跟作弊任务中参与者的大脑活动进行比较。参与者玩“发现差异”游戏，当他们报告发现三个差异时就会获得奖励。但只有几对图片实际上包含三种不同之处，而这促使了参与者的作弊行为。参与者的道德违约各不相同：一些人选择作弊几次，而另一些人只说几次真话。当参与者决定是否作弊时，θ脑电波的活动就会增强--这是一种代表认知控制的活动模式。更强的θ波活动意味着参与者更有可能违背他们的道德违约：骗子更有可能是诚实的，而诚实的人更有可能作弊。

麻省理工科学家发现一类新的基因编辑酶在某些方面或胜过CRISPR

作为本世纪最具革命性的发现之一，CRISPR基因编辑系统建立在一种细菌防御机制的基础上，允许科学家对DNA进行精确编辑。现在，麻省理工学院的科学家们发现了一类新的酶—OMEGA，它具有类似的功能--也许在某些方面更好。

尽管它们看起来很简单，但细菌是“狡猾”的生物。它们的一个了不起的能力是通过“剪下”其DNA的一小部分并将其储存起来以备不时之需，将其来对抗传染性病毒。这样一来，如果细菌再次遇到这种病毒，它就有了准备。

2012年，Emmanuelle Charpentier和Jennifer Doudna发现了细菌的这一特性（后来她们获得2020年诺贝尔化学奖），即这个过程可以被“劫持”来编辑DNA。她们采用了一种叫做Cas9的酶，它可以切割DNA，并设计了引导RNA序列，将其引导到DNA序列的一个理想部分。在十年内，这项技术已被用于寻找治疗癌症和艾滋病毒等疾病的新方法，改善农作物和牲畜，以及操纵细菌来做令人惊奇的事情。

这项新研究的共同第一作者Soumya Kannan说：“改变一个引导序列并设定一个新的目标是如此简单。因此，我们感兴趣的一个广泛的问题是试图看看其他自然系统是否也使用这种机制。”

而现在，他们似乎找到了一个。在新的研究中，麻省理工学院的科学家们发现了CRISPR之外的一类全新的酶，它们可能具有同样的基因编辑能力，甚至可能在某些方面胜过CRISPR。该团队将该系统命名为Obligate Mobile Element Guided Activity（OMEGA）。

研究小组首先被IscB蛋白所吸引，它具有DNA切割酶的外观，但不知道是否参与了CRISPR或与RNA有关。经过仔细检查，研究人员发现附近的RNA引导IscB蛋白在某些地方切割DNA。研究小组将这些命名为"ωRNAs"（发音为"Omega RNAs"）。

从那里，他们确定了另外两种利用ωRNAs的蛋白质--IsrBs和TnpBs。所有这三种蛋白质都存在于被称为转座子的"跳跃基因"中，它们可以在基因组中移动。当它们这样做时，它们会创建一个新的引导RNA，让酶切割DNA的不同部分。

研究人员设计了OMEGA系统，使其在人类细胞中工作，表明这种机制可以构成一个全新的基因编辑系统的基础。而且由于RNA的大小只有CRISPR酶的30%左右，它应该更容易挤入细胞。

有趣的是，该团队表示，这些蛋白质似乎是一些CRISPR的前身，如Cas9和Cas12。它表明，其他可编程的分子系统可能就在那里，等待着被发现，这可能带来它们自己的好处和用途。

该研究的共同第一作者Han Altae-Tran说：“我们一直在思考的很多东西可能已经以某种能力自然存在。这些类型的系统的自然版本可能是一个很好的起点，以适应该特定的任务。”

这项研究发表在《科学》杂志上。

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abj6856

有望成为应对MRSA超级细菌感染的新干细胞疗法

纽约州伊萨卡市康奈尔大学兽医学院下属的贝克动物健康研究所的研究人员在STEM CELLS Translational Medicine（SCTM）上发表了一项研究。在一个相关的体外模型中，详细说明了用一种叫做间质基质细胞(MSC)的干细胞分泌物处理伤口，如何有效地减少耐甲氧西林金黄色葡萄球菌--更好地称为MRSA的活力，并刺激周围的皮肤细胞建立起对细菌入侵者的防御。

根据美国疾病控制和预防中心的最新统计数据，2017年期间，美国有超过11.9万人患有由一种名为金黄色葡萄球菌（S. aureus）的细菌引起的血液感染--并且有近2万人死亡。金黄色葡萄球菌已经成为一个主要的医疗问题，因为这些细菌在某些情况下会变得具有威胁性，比如在免疫力低下的病人或受感染的伤口环境中，而且它们已经对许多抗生素--甚至是目前唯一可用于治疗细菌感染的药物--产生了抗药性。

然而，这项研究可能有助于改变这种状况，因为它指出了一种可能的新方法来治疗最危险的菌株之一--MRSA。虽然许多人携带MRSA而没有严重的后果，但对于那些健康受到损害的人来说，这种所谓的"超级细菌"可能是致命的。

马体外皮肤生物膜移植模型，其图像为培养中的皮肤移植体（左）和用阿尔西恩蓝（右上）和抗菌抗体（右下）染色的细菌生物膜，以显示皮肤生物膜移植模型中的细菌存在。

间充质干细胞是干细胞，可以从骨髓、脂肪(fat)、血液和其他组织来源中分离出来。"最初，人们主张使用间充质干细胞进行组织再生，是因为它们能够分化成各种组织类型。由于这个原因，预计注射的间充质干细胞会在损伤部位定植，分化成适当的组织类型，并使受损组织再生，"康奈尔大学微生物学和免疫学副教授、该研究的通讯作者Gerlinde R. Van de Walle, DVM, Ph.D. 说。"然而，研究显示，只有一小部分施用的间充质干细胞真正融入受伤组织。由于这个原因，人们开始普遍认为，组织修复和再生的有益影响更可能是间接的，取决于这些细胞所分泌的旁分泌物的影响。这一有趣的发现为开发无细胞再生疗法开辟了新的治疗前景，该疗法利用间充质干细胞的分泌物，包括可溶性因子和细胞外囊泡中释放的因子。这种无细胞疗法可能被证明是安全的，并且通过克服与异体使用细胞本身相关的风险和障碍，可能是更有利的选择。"

虽然多项研究显示间充质干细胞可以减少炎症，但还没有人研究过间充质干细胞的分泌物对皮肤细胞的抗菌防御机制的影响，或在生理上相关的马皮肤模型中测试其对生物膜的功效。这就是SCTM中描述的康奈尔研究的目的。

Van de Walle博士解释说："在马和人类中，特定类型的慢性伤口往往对治疗有抵抗力，并引起各种并发症，导致高发病率和死亡率，进而对经济产生重大影响"。该团队首先建立了一个马的皮肤生物膜模型。(生物膜是微生物在表面发展的"社区"。在这种状态下，即使细菌没有抗药性，也能很好地保护它们免受抗生素的伤害）。) 皮肤样本是在三天内从新鲜采摘的马皮上培养出来的。(研究中使用的皮肤是从因与本研究无关的原因而不得不被安乐死的动物身上采集的）。) 在培养期间，既没有观察到细胞死亡的明显增加，也没有观察到表皮厚度的减少。

接下来，通过在皮肤样本上制造均匀的伤口并接种MRSA或其不耐抗生素的对应物--甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌（MSSA），创建一个感染的伤口模型。然后用抗生素、DMEM（阴性对照）或MSC分泌物处理伤口24小时。在处理期结束时，通过评估每克组织的菌落形成单位（CFU）来测量细菌载量。

结果显示，在新型皮肤模型中，来自间充质干细胞的分泌因子明显降低了MRSA的生存能力。此外，实验还证明了马的间充质干细胞分泌物通过刺激周围常驻皮肤细胞的免疫反应来增加皮肤细胞的抗菌活性。

她补充说："总的来说，这些数据有助于我们了解间充质干细胞分泌物的抗菌特性，并进一步支持基于间充质干细胞分泌物的治疗感染伤口的价值，通过确定更多有效的治疗方法，我们可以为减少兽医和人类医学中的抗生素使用做出贡献，这对打击抗生素耐药性很重要。"

STEM CELLS转化医学》主编、维克森林再生医学研究所主任安东尼-阿塔拉医学博士说："这项研究调查了干细胞分泌的蛋白质的抗菌特性，作为减少皮肤伤口感染的一种潜在治疗方法。该数据支持干细胞疗法用于感染性伤口，这项工作应进一步审查。"