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单细胞基础模型在生物学洞察中的力量:一项全面基准研究揭示其优势与局限
随着单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术的飞速发展,研究人员能够以前所未有的分辨率探索细胞异质性和生物过程。然而,海量数据的高维度、高稀疏性和低信噪比特征对传统机器学习方法提出了巨大挑战。受自然语言处理领域基础模型成功的启发,单细胞基础模型(single-cell foundation models, scFMs)通过自监督学习从大规模数据中获取通用生物知识,展现出零样本学习和高效适应下游任务的潜力。尽管已有研究对scFMs进行了一些评估,但这些评估往往忽略了真实生物医学场景中的关键问题:模型捕捉生物学洞察的能力如何?在什么情况下应选择复杂基础模型而非简单机器学习方法?是否存在某种模型在
来源:Genome Biology
时间:2025-10-04
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xCell 2.0:基于稳健细胞比例估计算法预测免疫检查点阻断反应的新突破
在当今生物医学研究领域,理解复杂组织和疾病背后的细胞异质性至关重要。虽然单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术能够提供前所未有的细胞多样性分辨率,但其高昂的成本和有限的公共数据可用性仍然制约着广泛应用。更重要的是,单细胞实验通常需要新鲜分离的细胞,难以用于回顾性研究或预测患者对治疗的反应。因此,从批量基因表达数据中解析细胞组成仍然是一个迫切的需求。细胞反卷积(Cellular deconvolution)技术正是为了解决这一难题而发展的计算方法。随着单细胞RNA测序数据集的日益丰富,研究人员开始将这些高分辨率细胞图谱作为参考,推动着自动化签名学习和批量基因表达数据建模技术的不断发展。早在2
来源:Genome Biology
时间:2025-10-04
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RSL3通过双重机制调控PARP1介导的铁死亡-凋亡交叉对话并克服PARPi耐药性
在肿瘤治疗领域,程序性细胞死亡方式的调控一直是研究热点。铁死亡(ferroptosis)作为一种铁依赖性的新型细胞死亡方式,与传统的细胞凋亡(apoptosis)在生化特征和分子机制上存在本质区别。铁死亡主要表现为谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)降解导致的脂质过氧化,而凋亡则通过线粒体外膜通透化(MOMP)触发细胞色素c(CytC)释放和caspase蛋白酶级联反应。近年来研究发现,某些铁死亡诱导剂能够同时触发这两种死亡途径,形成协同抗肿瘤效应,但其背后的分子桥梁和调控机制尚不明确。RSL3作为经典铁死亡诱导剂,主要通过靶向GPX4触发铁死亡。然而越来越多的证据表明,RSL3还具有显著的促凋亡
来源:Cellular & Molecular Biology Letters
时间:2025-10-04
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单细胞钙信号图谱揭示癌细胞异质性:机器学习驱动的功能表征与表型预测新策略
钙离子(Ca2+)作为关键第二信使,通过时空振荡模式(即钙信号签名)调控细胞增殖、迁移和化疗抵抗等致癌功能。尽管测序技术揭示了肿瘤基因组异质性,但功能层面的动态表征仍存在空白。尤其钙信号工具包(ion channels, pumps, exchangers)在癌症中呈现异质性失调,如何将分子表达转化为功能信号特征成为关键科学问题。研究人员通过整合单细胞钙成像与机器学习算法,对16种前列腺癌和结直肠癌细胞系的27,439个激动剂诱导钙响应进行分析。利用图论无监督聚类识别出26种钙响应模式,构建了癌细胞特异性钙信号签名。平行开发的神经网络模型成功实现单细胞水平的耐药性判定和细胞类型区分,证实钙信号
来源:Cell Communication and Signaling
时间:2025-10-04
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索托拉西布通过FABP4-PPARγ-CPT1B轴诱导线粒体氧化应激导致间质性肺病的新型脱靶机制研究
在精准肿瘤治疗领域,KRAS G12C突变曾被认为是"不可成药"靶点,直到2021年索托拉西布(sotorasib)作为首个FDA批准的KRAS G12C抑制剂横空出世。这项突破性疗法在非小细胞肺癌(NSCLC)治疗中展现出显著临床效益,在CodeBreaK 100临床试验中达到41%的客观缓解率(ORR)和84%的疾病控制率(DCR),远优于传统化疗方案。然而,光鲜疗效的背后隐藏着致命威胁——约1.5-1.6%患者会出现危及生命的间质性肺病(ILD),这种剂量限制性毒性迫使临床医生不得不中止治疗,却苦于对其分子机制一无所知。更令人困惑的是,过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)信号通路在肺部
来源:Cell Communication and Signaling
时间:2025-10-04
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m6A调控肿瘤细胞VISTA通过STAT3/CCL22轴重塑非小细胞肺癌免疫微环境的作用与机制研究
肺癌,尤其是非小细胞肺癌(NSCLC),是全球范围内发病率和死亡率最高的恶性肿瘤之一。尽管近年来免疫治疗取得了显著进展,但免疫逃逸导致的治疗抵抗和预后不佳仍然是临床面临的重大挑战。深入研究NSCLC免疫微环境的调控机制,对于提高治疗效果具有重要意义。N6-甲基腺苷(m6A)是真核生物mRNA中最常见的转录后修饰之一,参与调控mRNA的稳定性、翻译效率和剪接等过程,在肿瘤发生发展和免疫微环境调控中扮演着关键角色。VISTA(V-domain Immunoglobulin Suppressor of T cell Activation)是一种重要的免疫检查点分子,既在免疫细胞上表达,也在肿瘤细胞表
来源:Journal of Translational Medicine
时间:2025-10-04
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FGF21通过调控SLC25A39介导的线粒体谷胱甘肽转运维持创伤性脑损伤后氧化还原稳态并促进神经元存活
当大脑遭受外力撞击时,创伤性脑损伤(Traumatic Brain Injury, TBI)不仅会造成即刻的物理损伤,更会引发一系列复杂的继发性病理过程。这些后续损伤包括线粒体功能障碍、氧化应激和神经元死亡,是导致患者神经功能缺损和长期残疾的主要原因。尽管医学技术不断进步,针对TBI的有效治疗手段仍然匮乏,这促使科学家们不断探索新的神经保护策略。近年来,一种主要由肝脏合成的多效激素——成纤维细胞生长因子21(Fibroblast Growth Factor 21, FGF21)引起了研究人员的极大兴趣。这种因子不仅参与代谢调节,还具有抗炎、抗氧化和保护线粒体功能的作用。临床研究表明,急性脑损伤
来源:Journal of Translational Medicine
时间:2025-10-04
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综述:CBP/p300——前列腺癌的一个有前景的治疗靶点
CBP/p300的结构与功能CBP(由CREBBP基因编码,又称KAT3A)和p300(由EP300基因编码,又称KAT3B)是高度同源且保守的转录共激活因子。它们包含11个保守的功能结构域,其中研究最广泛的是溴结构域(BRD)、组蛋白乙酰转移酶(HAT)结构域、激酶诱导结构域相互作用(KIX)结构域、植物同源结构域(PHD)、RING结构域、TAZ2结构域和ZZ型锌指结构域(ZZ)。HAT结构域负责乙酰化组蛋白上的特定赖氨酸残基,松弛染色质结构,促进基因转录的可及性。BRD结构域则形成一个疏水口袋用于结合乙酰化的赖氨酸,增强染色质可及性,促进转录因子募集。CBP/p300的功能主要包括三个方
来源:Journal of Translational Medicine
时间:2025-10-04
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组织蛋白酶K(CatK)与2型糖尿病葡萄糖不耐受、胰岛素抵抗及亚临床动脉粥样硬化的新颖关联性研究
心血管疾病(CVDs)一直是2型糖尿病(T2DM)患者死亡和发病的主要原因,尽管在管理传统风险因素方面取得了显著进展,但有效逆转或延缓动脉粥样硬化进展仍然困难重重。因此,深入理解糖尿病中心血管疾病的病因学,对于实现及时准确的风险分层和减缓疾病进展至关重要。在这一背景下,一类特定的半胱氨酸蛋白酶——包括组织蛋白酶B、C、K、L和S,以及它们的内源性抑制剂胱抑素C——在多种心血管疾病的发病机制中引起了广泛关注。其中,组织蛋白酶K(Cathepsin K, CatK)因其特异性降解胶原和弹性蛋白的能力而备受关注,其活性升高与动脉粥样硬化病变的发展和不稳定斑块的形成密切相关。然而,尽管在动物模型中发现
来源:Journal of Translational Medicine
时间:2025-10-04
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综述:线粒体动力学与线噬的分子机制及其与癌症耐药性的复杂关联
线粒体动力学与线噬的分子机制线粒体作为细胞能量代谢的核心细胞器,通过动态变化(融合、分裂)和质量控制(线噬)参与耐药性调控。线粒体融合由线粒体融合蛋白(MFN1、MFN2)和视神经萎缩蛋白1(OPA1)介导:MFN1/2负责外膜融合,其GTP酶结构域驱动同源/异源二聚化;OPA1通过蛋白酶解生成长型(L-OPA1)和短型(S-OPA1)异构体,协同卡迪olipin诱导内膜管状化融合。分裂则由动力相关蛋白1(DRP1)主导,通过受体(Mff、MiD49/51)招募至线粒体外膜,形成螺旋寡聚体收缩膜结构。线噬作为选择性自噬,通过泛素依赖(PINK1/Parkin通路)和泛素独立(BNIP3、NIX
来源:Journal of Translational Medicine
时间:2025-10-04
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药物基因组学关键结果识别与干预的创新模型
药物基因组学(Pharmacogenomics, PGx)检测结果在不同医疗环境中的返回方式存在显著差异,这种差异性可能导致临床挑战——特别是当检测结果需要立即采取干预措施以避免不良后果时。尽管现有文献中记载了多种结果返回模型,但尚未形成标准化的临床实践方案。研究者提出了一种适用于规模化、可持续PGx检测场景的结果安全返回模型:通过建立机构协议,将新发现的PGx结果系统性地整合至患者诊疗流程中。
来源:The Pharmacogenomics Journal
时间:2025-10-04
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量子增强纳米金刚石侧流检测技术突破SARS-CoV-2抗原早期临床诊断瓶颈
25)的样本中易漏检,导致错失感染早期干预窗口。传统荧光标记材料还存在光漂白、闪烁及背景自发荧光干扰等问题。为此,伦敦大学学院研究团队在《Nature Communications》发表了一项突破性研究,利用氮空位色心(NV center)纳米金刚石(FND)的量子传感特性,开发了自旋增强型侧流检测技术。该技术通过调控自旋依赖的荧光发射特性,有效消除硝化纤维素膜背景干扰,实现了对SARS-CoV-2抗原的超高灵敏度检测。研究采用多学科交叉技术方法:通过生物层干涉技术(Biolayer Interferometry)筛选高亲和力抗体对;利用600 nm聚甘油涂层FND与抗体共轭构建检测探针;结合
来源:Nature Communications
时间:2025-10-04
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非洲裔前列腺癌遗传易感基因新发现:DNA修复通路与种群特异性变异谱系研究
前列腺癌是全球男性最常见的恶性肿瘤之一,而非洲裔男性不仅发病率最高,更面临着极高的死亡率。这种健康差距背后,隐藏着遗传检测领域的重大空白——当前前列腺癌的种系检测(Germline Testing, GT)指南几乎完全基于欧洲裔人群的研究数据,导致非洲裔人群的遗传变异谱系被严重忽视。由于缺乏种群特异的遗传数据,许多非洲裔患者无法从精准医疗中获益,这种“一刀切”的检测策略进一步加剧了健康不平等。为了打破这一困境,由Vanessa M. Hayes教授领衔的国际研究团队在《Nature Communications》发表了突破性研究。通过对217例非洲裔前列腺癌患者进行全基因组测序(WGS),研究
来源:Nature Communications
时间:2025-10-04
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靶向叶酸受体α的双特异性嵌合体降解技术(FolTAC-dual)实现协同膜蛋白降解并克服癌症耐药性
癌症药物耐药性已成为肿瘤治疗领域的重要挑战,其背后机制往往涉及膜结合受体之间复杂的交叉对话,从而导致单一靶向治疗策略失效。例如,针对HER2阳性乳腺癌的曲妥珠单抗(Trastuzumab)治疗常因EGFR或HER3信号通路上调而产生耐药;而在免疫治疗领域,PD-L1阻断疗法也常因VISTA等替代性免疫检查点的补偿作用而失效。这些机制凸显了开发能够同时靶向多个膜受体、且能从根本上消除而非仅仅抑制靶蛋白的创新治疗平台的迫切性。近年来,靶向膜蛋白降解技术如LYTACs(溶酶体靶向嵌合体)的出现为这一领域带来了新思路。然而,现有技术仍存在局限性,包括难以实现多靶点同步降解、靶标适应性有限等。叶酸受体α
来源:Nature Communications
时间:2025-10-04
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系统性红斑狼疮风险位点中USP18作为干扰素反应负调控因子的跨组织eQTL定位研究
基因组关联研究(GWAS)虽已鉴定出大量疾病相关遗传位点,但如何将统计学信号转化为生物学机制仍是重大挑战。特别是在自身免疫疾病领域,多数风险变异位于非编码区,其通过何种基因调控途径影响疾病进程尚不明确。系统性红斑狼疮(SLE)作为一种典型的自身免疫性疾病,其发病与I型干扰素信号通路的异常激活密切相关,但遗传因素如何调控该通路仍缺乏系统研究。为破解这一难题,由Krista Freimann领衔的国际研究团队在《Nature Communications》发表了跨组织表达数量性状位点(trans-eQTL)研究。研究人员创新性地采用淋巴母细胞系(LCL)这一特殊细胞模型,因其具有EB病毒转化背景,
来源:Nature Communications
时间:2025-10-04
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靶向多抗原的通用型mSA2 CAR-T细胞治疗胶质母细胞瘤的研究突破
胶质母细胞瘤(Glioblastoma, GB)作为最具侵袭性的脑肿瘤,长期以来对传统治疗手段表现出顽固的耐药性。尽管嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)疗法在血液肿瘤领域取得突破性进展,但其在实体瘤治疗中仍面临巨大挑战。肿瘤异质性和抗原逃逸现象导致单一靶点的CAR-T细胞难以有效清除所有肿瘤细胞,就像"打地鼠"游戏一样,当一个靶点被抑制后,其他靶点的肿瘤细胞又会重新生长。这种动态变化使得GB患者在接受CAR-T治疗后往往出现复发。正是为了突破这一治疗瓶颈,德国癌症研究中心和海德堡大学医院的研究团队开展了一项创新性研究,其成果发表在《Neuro-Oncology》期刊上。研究人员采用的核心技术包括
来源:Neuro-Oncology
时间:2025-10-04
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基于微流控血脑屏障模型的单核细胞载体递送溶瘤HSV-1病毒治疗胶质母细胞瘤研究
胶质母细胞瘤(Glioblastoma, GBM)作为成人中最常见的原发性脑肿瘤,堪称最致命的实体瘤之一。虽然溶瘤病毒(Oncolytic Viruses, OVs)能够选择性在癌细胞中复制的特性为其治疗带来了新希望,但如何让这些病毒有效抵达中枢神经系统(CNS)却成为重大挑战——直接颅内注射难以重复操作且可能无法覆盖整个肿瘤,而静脉注射的疗法又必须跨越守护大脑的重要关隘——血脑屏障(Blood-Brain Barrier, BBB)。正是在这样的背景下,研究人员将目光投向了具有天然趋瘤特性的单核细胞,试图让这些细胞成为穿越BBB的"特洛伊木马"。为了验证这一创新设想,来自帕多瓦大学的研究团队
来源:Neuro-Oncology
时间:2025-10-04
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结构-功能多层网络整合特性与胶质瘤执行功能受损的关联:一项针对IDH突变亚型的研究
当我们谈论脑肿瘤对认知功能的影响时,传统观点往往聚焦于肿瘤的物理位置和大小。然而,在神经肿瘤学领域,一个令人困惑的现象日益凸显:许多胶质瘤患者表现出执行功能(Executive Functioning, EF)障碍,但这些缺陷无法单纯通过肿瘤位置来解释。这提示我们,大脑作为一个复杂网络系统,其功能紊乱可能涉及更广泛的网络级改变。近年来,神经影像学领域涌现出各种网络分析方法,为研究脑连接性破坏提供了有力工具。科学家们通过扩散磁共振成像(diffusion MRI, dMRI)绘制结构连接图谱,或通过静息态功能磁共振成像(resting-state fMRI, rs-fMRI)揭示功能连接模式,从
来源:Neuro-Oncology
时间:2025-10-04
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CAR工程化原代NK细胞靶向EGFR/EGFRvIII治疗胶质母细胞瘤展现治疗潜力
胶质母细胞瘤(Glioblastoma, GB)作为最常见且最具侵袭性的原发性脑肿瘤,一直是神经肿瘤学领域的治疗难题。尽管采用了包括手术切除、放射治疗和化学治疗在内的多模式治疗方案,患者的预后仍然极不乐观,中位生存期往往不足两年。这种治疗困境主要源于GB的高度异质性、血脑屏障的存在以及肿瘤微环境的免疫抑制特性。近年来,携带嵌合抗原受体(Chimeric Antigen Receptor, CAR)的免疫效应细胞疗法为GB治疗带来了新的希望,其中CAR-T细胞疗法已在血液肿瘤中取得突破性进展,但在实体瘤中的应用仍面临诸多挑战。与T细胞相比,自然杀伤细胞(Natural Killer cells,
来源:Neuro-Oncology
时间:2025-10-04
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利用尸检与体外模型揭示胶质母细胞瘤脊髓播散的分子机制及个性化治疗新策略
胶质母细胞瘤(Glioblastoma, GB)作为成人中最具侵袭性的恶性原发性脑肿瘤,以其迅猛的生长速度和局部浸润特性而令人闻之色变。更令人担忧的是,约有三分之二的患者在确诊后两年内会出现软脑膜播散(Leptomeningeal dissemination),其中超过90%的病例在疾病进展或复发时才被诊断。这种播散过程的临床表现千变万化,从稳定无症状到急性症状不一而足,但目前尚无行之有效的治疗方案,患者预后极差。正是在这一严峻的医疗挑战背景下,深入探索原发肿瘤与其脊髓软脑膜转移(Leptomeningeal metastasis, LM)之间的分子关联,成为实现早期诊断和开发新治疗策略的关键
来源:Neuro-Oncology
时间:2025-10-04