是敌是友;蠕虫的益生菌能力能够预防克罗恩病

最近一项关于蠕虫和克罗恩病的研究,描述了毛首属鞭虫如何通过制造保护性肠道菌群、促进“有益”肠道菌类并抑制破坏性促炎细菌的繁殖从而调节免疫系统。这项研究支持关于罹患炎性和自身免疫性疾病的卫生假说,并打开药物开发的潜在新路径。 忘掉达能碧悠酸奶,丢开优诺酸奶,也放下那罐希腊酸奶吧。如果你想来一剂真正的益生菌精华,给自己来顿鞭虫餐吧。 最近一篇由Ramanan 等人发表的关于蠕虫和克罗恩病的文章,描述了毛首属鞭虫如何通过制造保护性肠道菌群、促进“有益”肠道菌类并抑制破坏性促炎细菌的繁殖从而调节免疫系统。这项研究支持关于罹患炎性和自身免疫性疾病的卫生假说,并打开药物开发的潜在新路径。 卫生假说 卫生假说形成于1989年,其被提出用于解释西方国家过去几十年中观察到的突然出现且快速增加的过敏、自身免疫性及炎性疾病。该理论认为,城市化和工业化所带来的卫生条件的改善和饮食及环境的变化,降低了儿童接触微生物和寄生虫的机会,这导致免疫反应性的提高以及过敏反应和自身免疫性疾病的发展。 就卫生假说早已开展了大量的研究,并得到越来越多来自流行病学调查、动物研究和早期临床试验方面的支持性结论。然而,若要阐明支撑卫生假说的庞杂机制还有很多工作要做。通过对该领域的研究可能会发现自身免疫性疾病治疗方法的新来源。 目前受到推崇的卫生假说机制包括: 1型、2型辅助T(Th1-Th2)细胞调节:Th1细胞产生炎性细胞因子,如伽马干扰素(IFN-γ)和白细胞介素2(IL-2),以激活细胞介导免疫并杀死细胞内病原体。与之相反,触发用于清理细胞外寄生虫的Th2具有某些抗炎性细胞因子,如IL-10 及IL-5。它们具有相反相成的互逆关系;降低Th2能够调节Th1,反之亦然。当不存在病原体时,这二者之间的不平衡与自身免疫性疾病有关。 抗原竞争:共存的抗原能够同时触发实际上相互抑制的不同免疫反应,这被称为抗原竞争。因此,针对一种病原体所产生的强烈免疫反应可能会抑制较弱的免疫反应。 非抗原性配体:病原体能够通过非抗原特异性受体,增强对于单独由其抗原所引起的过敏的防护作用。 基因与环境的相互作用:与感染控制关联的分子编码基因所具有的多态性,可能也与过敏及自身免疫性疾病有关。 宿主、蠕虫和微生物群 卫生假说的一个关键原理,与我们体内世代遗传的微生物所具有的免疫调节属性有关。人类、肠道菌群和肠内寄生虫共同经历了数千年的进化(参见我之前关于我们世代相传的寄生虫—毛首鞭形线虫的博文),这导致了复杂的物种间相互作用,而由于我们暴露于感染环境的机会日益减少,这种相互作用还有待确认。 我们已经知道蠕虫能够触发Th2免疫反应,由此下调Th1促炎性细胞因子。其还能够调节宿主的Th2反应,由此抵消免疫球蛋白E的活性。免疫球蛋白E是一种抗体,其能够防止蠕虫感染,但也与某些过敏反应有关,如湿疹、枯草热、食物过敏以及先天性过敏(一种遗传性易产生过敏症的体质)人群所患的哮喘。肠道菌群可能会受益于由蠕虫感染所触发的Th1下调。针对马来西亚感染蠕虫和未感染蠕虫的个体体内微生物群的构成和生物多样性的研究表明高蠕虫感染与增加的微生物多样性之间存在联系。 此类研究发现能够帮助我们了解自身免疫性疾病,如炎症性肠病(IBD)。有研究表明,在这些疾病中,微生物群的构成和多样性对IBD病理起着至关重要的作用。尽管克罗恩病等IBD,可能有不止一个起因,并受到多种遗传和环境因素的影响,研究显示,某些肠道菌群可能会加强或削弱IBD病理。 最近,一组研究人员开展了动物实验,以阐明宿主-蠕虫-微生物之间相互作用影响克罗恩病的复杂机制。作者们所使用的小鼠患有Nod2基因缺陷,已知这种缺陷会使宿主易于罹患回肠克罗恩病。Nod2基因缺陷的特点在于,在产生肠道保护性粘膜层的小肠杯状细胞中存在某种缺陷。弱化的粘膜层使得肠道中普通拟杆菌等促炎性细菌得以繁殖,这种繁殖是致病性的且与Nod2缺陷宿主具有较高IBD病变几率有关。 使具有Nod2缺陷的小鼠感染鼠鞭虫。结果表明,鼠鞭虫感染导致了小肠杯状细胞的囤积,由此抵消了遗传缺陷并加强了黏膜屏障。此外,他们还发现鼠鞭虫感染触发了Nod2缺陷小鼠的Th2反应。这使得微生物群中,普通拟杆菌的数量大幅减少,而梭菌目细菌的数量有所增多。 Ramanan等认为,由鼠鞭虫触发的免疫反应在具有Nod2缺陷的小鼠体内创建了一个适合于有益肠道的梭菌目细菌的繁殖环境,这种细菌或者在争夺营养方面超过拟杆菌目细菌,如普通拟杆菌,或者释放出一种对促炎性细菌有害的毒素。 通过将这些结果与在马来西亚农村(蠕虫病高发区)与城市(蠕虫病低发区)的居住人口进行关联,作者们观察到,与生活在城市地区的居民相比,农村地区居民体内肠道微生物群具有高水平的微生物多样性,特别是具有较高水平的梭菌目细菌,且具有低水平的拟杆菌目细菌。甚至更加吸引人注意,或者说更加令人担忧的是,在农村地区,驱虫活动导致梭菌目细菌的数量降低以及拟杆菌目细菌的数量增高!要了解这是否与使用阿苯达唑治疗后Th2免疫反应下调有关,还需要进一步的研究。 由Ramanan等进行的这项研究,证明了蠕虫感染如何通过调节免疫系统促进了有益健康的肠道细菌的繁殖,从而间接预防Nod2相关的克罗恩病。该研究还有助于解释蠕虫治疗为何不是总能获得期待的效果,其原因在于该种治疗可能仅在由Nod2 缺陷引起的IBD病例中有效。 此类研究将有助于阐明自身免疫性疾病的复杂性,并确定全新治疗目标,用于IBD等自身免疫性疾病的不同病因。该研究还对卫生假说及其机制提出了新的见解。  

同行评审周 – 再次归来!

鉴于大家对首届同行评审周的广泛支持和关注,我们非常高兴看到它再次归来,以图倡导同行评审在保持科学质量方面发挥的至关重要作用。 同行评审周设定为2016年9月19日-25日。作为一项越来越受到关注的全球活动,它将多样化的个人、机构、出版商和组织汇集一堂,致力于分享这样的核心思想:无论具体模式如何,可靠的同行评审都对科学传播具有至关重要意义。 今年的主题是“表彰评审”,旨在探讨从评审手稿、拨款、会议提案,到晋升和终身教职申请等评审活动中,如何认识到参与者做出的贡献。 在去年,BioMed Central和Springer参与到同行评审周活动中,并重点介绍了一些我们已经提供的资源,以及正在开展中的各项研究和举措。 我们不断寻求各种方法来改善同行评审过程。在BioMed Central,我们一贯支持多样化的同行评审模式,所发行的期刊有的以传统单盲同行评审模式(其中作者不知道审稿人是谁)运营,有的以双盲同行评审模式(其中作者与审稿人均不知道对方身份)运营,还有一些刊物采取完全公开同行评审模式(其中作者知道审稿人是谁,并且如果手稿得以发表,公众读者还可以随同文章阅读审稿人署名报告)。 尽管每种同行评审模式都有其优点和缺点,但开放性无疑会有助于同行审稿人培训,促进对同行评审如何运作的进一步研究,能够导致评审报告整体质量提升,并且当然,还会让审稿人所做工作的贡献得以彰显。 我们一些杂志提供的方案旨在消除同行评审过程中面临的其他困扰。例如,Biology Direct让作者走上前台,从而使他们能够提出由哪些编委会成员作为其手稿的潜在审稿人。Epigenetics & Chromatin支持加速同行评审,在此过程中,如果某些与高关注度杂志失之交臂的手稿连同原始评审报告、退稿信和简要辩驳一起投向本刊,编者们会考虑快速发表该文章。 BMC Biology为作者们提供了其自己的方案,通过允许作者退出稿件再审并让编者作出最终编辑决定,来避免没完没了的稿件再审回合。有关该编辑政策的进一步信息,请参见BMC Biology编者Miranda Robertson撰写的问题答疑。 在越来越多的情况下,同行评审已不再是各个刊物需要单独承担的事情。BioMed Central拥有多个合作伙伴来促进高效便捷的同行评审(例如,与Peerage of Science、Axios Review、eLIFE和Neuroscience Peer Review Consortium等开展合作)。 我们还愿意通过探索对同行评审过程的某些方面加以自动化,来加强对审稿人工作的支持。例如,能否通过统计软件来自动检查投稿的生物医学文章中的关键要素? 一项试点评估目前正在进行之中。此外,对于分享同行评审经验和知识也存在着需求,而BMC Medicine已经发表了由经验丰富的杂志编委会成员撰写的一系列专门文章来讲解同行评审技能。 为了鼓励更多的研究投入到同行评审当中,并帮助分享来自不同研究领域的成果,我们已经推出一本全新的开放获取型期刊Research Integrity and Peer Review。响应Drummond Rennie最近使同行评审科学化的号召,本刊欢迎广大作者就出版伦理、研究报道和同行评审等问题发来文章。 当然,呼应今年的同行评审周主题,我们还认识到出版机构需要做出更多努力来肯定审稿人做出的工作。近期的调查持续表明,比起更多的物质回报,审稿人更加看重自己的工作所获得的承认。出版机构能够在这方面发挥作用,提供可供引用的审稿人致谢从中列出最佳审稿人,或者建立单独的审稿人表彰平台。 但是,如同学术出版中其他问题的情况一样,为同行评审提供合适的承认并不仅仅是出版机构能够一手包办之事。今年九月,我们期望与广大研究人员、机构、资助团体、编者和出版商汇聚一堂,共同探讨针对表彰同行评审的复杂问题的全球性解决方案,以及为此可以采取的具体形式。  

六月博客文摘:肠易激综合征、再生医学、单细胞组学

战胜肠易激综合征 有关肠易激综合征性质和起因的很多未解之谜,无论是对饱受其折磨的患者,还是尝试提供治疗的医生而言,都特别令人沮丧的。继5月21日-24日在圣地亚哥举办的消化疾病周会议之后,Shanti Eswaran更详细解释了她在发现改善肠易激综合征症状的饮食调理方面所介绍的工作。 中国再生医学:当神话遇到现实 Burns & Trauma最近启动了主题为“创伤再生(Trauma regeneration)”的专题系列文章,旨在介绍中国和其他国家再生医学研究方面的最新发展。其中一篇文章特别着眼于中国再生医学的需求、能力和监管。共同作者程飚教授对此进行了具体说明。 我们能从单细胞中学到什么? Genome Biology关于“单细胞组学”的特刊聚焦于用于研究单细胞的最新方法,以及通过从个体层面上研究单细胞所能获得的启示。 从减肥锻炼到关节炎研究 成功减肥:锻炼如何帮助控制饮食:毫无疑问,减肥十分困难,而保持体重减轻则更加不易。锻炼在体重控制方面的首要价值来自于对持续参与锻炼项目所需的自律技能的保持;参与者利用这些技能来控制饮食。 特发性肺纤维化治疗逐渐走向成熟:ATS 2016:Marilyn Glassberg最近前往旧金山,与15,000名其他肺部、重症监护和睡眠研究人员一同参加了美国胸科学会(ATS)2016年度国际会议(2016年5月13日-18日)。她在本篇博客中更多地谈论到这次会议,并特别关注于特发性肺纤维化。 发表宏基因组学研究的新方式:宏基因组学或称环境DNA测序正变得越来越流行,有上万个小组正在利用它来研究多种多样的科学问题。宏基因组学研究在近些年的爆发式发展提出了对于全新发表形式的需求。Folker Meyer教授介绍了发表于Standards in Genomic Sciences上的宏基因组报告。 朋友还是敌人;蠕虫促进有益菌生长的能力可以预防克罗恩病:最近一项关于蠕虫与克罗恩病的研究描述了毛首鞭虫如何调节免疫系统,从而产生保护性的肠道菌群,促进‘有益’肠道微生物种群繁殖并阻止有害促炎细菌的繁殖。 公开同行评审面临哪些挑战?上周Stephanie Harriman加了由OpenAIRE举办的“公开同行评审:模式、优点和局限”研讨会。作为讨论小组的一员,她同与会者分享了自己对公开同行评审所面临挑战持有的看法。 犬类癫痫症:高水平研究的重要性:犬类癫痫症是最常报告的犬类疾病之一,仅在英国就有约50,000只狗受到该疾病的困扰。在本月的BMC Veterinary Research中,我们发表了有史以来首篇关于抗癫痫药物在狗身上副作用的系统综述和荟萃分析。 掌握关节炎研究:ISRCTN注册中心和Arthritis Research and Therapy journal受到其优秀研究工作的启发,联合力量对一些关于类风湿性关节炎和骨关节炎的近期临床研究进行考察。

重磅来袭|BMC Series六月热点回顾

心理学:心理学实验重复和更多 心理学因其通过令人质疑的研究活动得出结论而饱受诟病,并在历史上一直受到关于实验重复和无效结果的报道不足的困扰。有鉴于此,《BMC心理学》推出了强调提高心理学实验可重复性的一系列文章。在该主题下,所包含的文章对一些问题进行了探讨,其中包括对过去研究结果的重复实验,荟萃分析中的结果易变性及对证据进行三角验证的需求,“测验效应”对于在线研究和实验室研究所造成的影响,重复实验举措在提高心理学可信度方面的局限性,以及关于提高荟萃分析可重复性的一些建议。 基础及临床内分泌学:疑似垂体机能减退症的诊断测试选择 促肾上腺皮质激素(ACTH)不足是最严重且潜在危及生命的垂体机能减退症类型,是一种或多种垂体激素缺乏症。本文中,作者回顾了对疑似患有垂体机能减退症的患者进行的诊断,并着重指出对于谨慎考虑使用何种诊断测试的需求,同时对个体患者和临床情况加以考虑。此外,作者得出结论,有必要确保对结果的解释是在更大的临床背景下进行的,并考虑到所选诊断测试可能存在的缺点。 白内障手术:将虚拟现实作为白内障手术培训工具 白内障是一种十分普遍的常见视觉疾病,困扰着世界各地的大量患者。然而,在活体患者或动物尸体身上进行的传统白内障手术培训存在一系列问题,例如,成本高昂和供给有限。因此,通过使用虚拟外科手术模拟器,可以为医疗专业人士提供一个发展特定手术能力的机会,同时避免了传统手术培训的相关缺点。该项研究发表于《BMC眼科学》上, 其在一个配备视觉引导系统并具有一组操作能力参数的虚拟平台上,针对超声乳化白内障手术,对具有不同熟练程度的使用者的表现进行了对比。作者发现在这种形式的手术中,可以基于虚拟操作表现来评估并区分医疗受训者和经验丰富的眼科医生的熟练程度,这意味着虚拟现实平台可以成为用于超声乳化白内障手术的一种可行的熟练度评估工具。 认知与行为:手机会影响大脑发育吗? 随着通讯技术的发展和全球手机使用率的增长,手机辐射的潜在负面影响已成为公共健康领域一个备受瞩目的话题。特别受到孕妇普遍关注的是,在妊娠期暴露于这种辐射下是否可能会对胎儿的发育产生影响。此项研究旨在调查孵化期间暴露于手机辐射中是否会对小鸡在孵化后的社会行为产生影响。在该阶段被暴露于辐射中的小鸡在孵化后表现出受损的社会行为以及可能的脑发育迟缓,这说明暴露于手机辐射中可能会对大脑发育有负面影响。 医学伦理:“全民科学”在生物医学研究中的作用 主流医学研究中对于日益增大的参与者池的需求,使得很多企业、学术和政府研究项目采用诸如“全民科学”和“参与者驱动型研究”这样的概念来招募参与者。这一策略旨在鼓励公众同时以受试者和科学家的身份参与到研究探索中。在本文中,几位作者探究了这种招聘策略的道德和社会影响。他们调查了生物医学领域外的样本,讨论了“全民科学”在生物医学背景下的使用,并在最后着重查看了国家科学项目中使用的公民参与的两个特定实例。他们得出结论认为,这样的项目应当以政策框架为基础,并且关键在于需要公开并明确“公民科学”一词的全部含义、使用背景,及其对于参与、互动和管理的需求。 进化生态学与行为:倭黑猩猩交配活动中的混合信息   在雄性为争夺雌性而展开竞争的物种中,雌性往往会发出性信号,例如,生殖器周围的肿胀通常被视为生育能力变化的指征。这些信号可能会对雄性的行为产生影响,因为发现这些线索的雄性会改变其行为以最大程度地增大交配机会和繁殖成功几率。因此性信号展示的灵活性和欺骗性为雌性提供了一种操控雄性行为的有效策略,以使该行为对其有利,并将其从雄性行为中得到的利益最大化,例如减少侵略、增加父母抚养行为。该研究审视了在野生雌性倭黑猩猩身上卵巢激素和性肿胀之间的关系,并且发现雌性肿胀与实际排卵期并无联系,因此并不总是生育能力或即将排卵的信号。这提供了证据表明,野生雌性倭黑猩猩的性肿胀是一种其正在待孕的欺骗性信号,潜在防止了在黑猩猩中十分常见的雄性通过武力捍卫交配权的情形。 行为生态学:城市兔子与乡野兔子的公厕交流 公厕在哺乳动物的交流中起到十分重要的作用,因为这些固定地点使得信息能够在一个社会群体内以及相邻群体间传递。位于领地边缘的公厕可作为群间交流的手段,而位于一个种群领地核心区域内的公厕可以促进同一社会群体内部成员之间交流信息。每种标记行为的重要性应当会根据群体密度和社会群体规模而有所差异,在上述这两各方面,城市和乡村野生动物种群往往不同。本项研究检验了城市、郊区及乡村地区的公厕交流的不同之处。位于乡村的公厕中靠近洞穴的公厕具有最大的尺寸和最高的密度,而在城市和郊区群体中,其尺寸和密度都随着与洞穴之间距离的增大而增加。这意味着城市兔子种群所具有的更高的种群密度和更小的社会群体规模导致群间交流具有更高的重要性,从而表明人为造成的栖息地改变会直接或间接对野生种群产生影响。

BMC Medicine一周更新

一项以安慰剂为对照组的随机性双盲试验显示口服补充维生素D对于2型糖尿病患者的非酒精性脂肪性肝病无效 摘要:非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是全球最常见的肝脏疾病,其在高达90%的患有2型糖尿病(T2D)的肥胖患者身上可见,并是影响心血管疾病死亡率的独立风险因素。此外,同时患有T2D 和NAFLD更容易引发糖尿病并发症以及其他有害肝脏疾病。NAFLD与维生素D缺乏症之间存在紧密联系,以及维生素D的消炎和胰岛素增敏特性,已获大量报道,但是从未有随机对照试验对维生素D对肝脏脂肪含量的影响进行测试。我们评估了在患有NAFLD的T2D患者中24周口服补充高剂量维生素D的效力和安全性。 结论:超过24周的口服补充高剂量维生素D没有改善患有NAFLD的T2D患者的肝脏脂肪变性或新陈代谢/心血管参数。更长干预期的研究已获批准,以探索长期服用维生素D将产生的影响。 模拟脊髓灰质炎在IPV疫苗接种人群中的传播:2013年以色列南部疾病默然爆发带来的启示 摘要:根除脊髓灰质炎因其意义之重大、涉及范围之广泛而是一项全球通力协作的浩大卫生项目,其结果是野生脊髓灰质炎病毒(WPV)在全世界大部分地区的灭绝。2013年, WPV在以色列悄无声息地爆发,而以色列自2005年就开始全面使用灭活脊髓灰质炎疫苗(IPV)。这次爆发是通过使用对污水池的环境监测(ES)发现的。排泄物调查分析显示,这次爆发主要发生在以色列南部贝都因人群中10岁以下的儿童身上。为了抑制这次爆发,疫苗接种运动在全国范围内开展,这次运动使用口服脊髓灰质炎疫苗(OPV)并针对所有10岁以下儿童。 结论:即便在IPV覆盖率高的发达国家,OPV运动对于阻断WPV的传播仍然必不可少。在这种情况下,建立针对WPV传播的ES对于疾病爆发的早期发现和控制尤为重要。 超越HIV病毒抑制—品质生活的新前沿 摘要:2016年,世界卫生组织(WHO)启动了2016年–2021年全球卫生部门HIV新战略。其中列出了15项雄心勃勃的目标,包括号召卫生系统减少对HIV的漏诊、治疗更广泛确诊人群以及确保接受治疗人群达到病毒抑制的‘90-90-90’目标。 结论:世界各地的卫生系统需要更加团结一致并以人为本,以卓有成效地满足病毒得以抑制的艾滋病病毒携带者(PLHIV)的需求。由此,在全球大量人口患有多种并存症而又得以延长寿命的今天,卫生系统能够更好地满足其所有服务对象的需求—无论其处于何种HIV状态。

量子变化—健康与行为研究中的新前沿课题

如果有人说起物理学中的量子变化,这丝毫不令人奇怪。然而,在公共卫生领域,特别是在研究吸烟、饮酒、吸毒、高风险性行为、使用避孕套预防艾滋病(HIV)、参加锻炼强身健体等健康相关行为时,讨论量子变化就十分新奇了。事实上,人类行为与由例如波的连续成分和例如粒子的不连续成分组成的光线具有某种相似性。连续部分可以精确预测,许多研究人员通常使用回归模型实现。然而,不连续部分难以通过传统方法进行预测。 我在1989年出版的第一本中文著作《行为医学》中提出了量子变化的理念,这一理念来自于对这样一些事实的考虑:很多人知道吸烟会导致癌症却仍然吸烟,而几乎所有人都知道运动有益健康却只有少部分人实际定期参加体育活动。虽然这个理念很吸引人,但却缺乏合适的方法对其予以验证。直到2009年遇见了马凯特大学的Stephen Guastell博士,我得知了一种使用一个模型来分析行为连续及不连续部分的方法—尖点突变模型分析。更重要的是,复杂的尖点模型可以通过传统回归方法进行求解。 使用Guastello博士及其同事开发出的这种方法,我开展了一系列研究工作并发表了多篇论文,研究青少年与健康直接相关的行为,特别是吸烟行为。尽管运用了严谨的理论作为指导,传统回归分析得出的结果并非总是令人满意,因为R方过小,经常低于10%。然而,如果使用尖点模型方法分析相同的数据,R方可以增加到50-80%。这些结果的比较使我们得出结论,是传统分析方法的局限性而非行为理论限制了我们,使我们无法更好地了解人类健康行为,特别是青少年的健康行为。 我们最近在《世界健康研究与政策》中发表的研究涉及了保护动机理论(简称PMT)在理解青少年吸烟行为中的应用。该研究使用了以职业高中学生为样本收集的数据。职业高中学生是药物滥用及很多其它不健康行为的高危青少年群体。了解他们的行为是有效、准确干预的前提条件。我们分析的结果显示,PMT可以解释上报吸烟行为中82%的变动情况。正如我们在该项研究和2014年发表于《成瘾行为》的另一项研究中所报道的那样,如果使用线性回归或逻辑回归分析相同的数据,PMT理论仅可以解释最多20-25%的变动情况。 根据我们由尖点突变模型分析所得出的结论,防止青少年吸烟的有效行为干预必须(1)提供关于烟草危害的充分教育,以提高对于吸烟危害健康的认识,这是行为改变的基础;(2)强调关于应对技巧的训练,包括不吸烟的自我效能、吸烟导致的健康和社会代价以及不吸烟带来的社会和健康益处,这些构成了促进突然(量子)变化而不吸烟的驱动力。很多行为干预要么失败要么没能达到预想的效果,这是由于其缺乏促使发生量子变化的干预力量。 尖点模型方法在健康行为分析中的应用代表了公共卫生和流行病学研究中的一个重要方向。我们的健康在很大程度上由我们自身的行为所决定。我在健康风险行为中量子变化方面的持续研究使我在2013年获得了美国国立卫生研究院为期5年的大额研究基金,该基金用于正式建立并测试尖点模型方法在分析青少年患HIV风险行为中的应用(R01 HD075635, PI: Chen X和Chen D)。我们期待更多使用先进分析方法关注量子变化的研究的出现。 陈心广,博士,弗罗里达大学流行病学系教授。其研究方向为行为流行病学及先进模型分析,受持续资助研究达20年并发表超过220篇经同行评审的论文。

虎鲨的胎盘是如何消失的

虎鲨作为猎食范围最广泛的鲨鱼而臭名昭著,从鱼类到鸟类甚至海豚都难逃其“虎”口。但鲜为人知却一样不同寻常的是,它们是为数不多的几种在进化中失去胎盘的物种之一,而它们的祖先和现存的近亲都用胎盘来滋养发育中的幼体。在BMC Evolutionary Biology本周发表的最新研究表明,这种繁衍策略的巨大转变在虎鲨的基因中留下了清晰的印记。 鲨鱼是首批进化成产育活体的动物种类之一。现在,大约70%的鲨鱼产出活体幼鲨,而其余的则靠产卵繁殖。 所有发育中的鲨鱼胚胎最初都是通过胎卵黄囊来获取养分。对于产卵的鲨鱼物种,这样的卵黄足以支持胚胎直至孵化,到那时幼鲨将开始独立觅食。 然而,在胎生鲨鱼物种中,一旦卵黄囊养分枯竭,母体就会开始供应额外的营养。这种额外母体照料的具体形式在不同鲨鱼物种之间存在很大的差异。 一些鲨鱼物种在子宫内产生一种粘液来滋养生长中的胚胎,而其他一些鲨鱼物种则提供未受精卵给胚胎食用。还有很多种鲨鱼物种采用了对于我们哺乳动物而言更熟悉的策略,通过胎盘在母体与胎儿之间进行直接营养物质交换。 胎盘的安魂曲 据认为,胎盘发育在鲨鱼中只进化出了一次,仅见于真鲨目(Carcharhiniformes)所包含的270个种。 该目中的一个科是真鲨科(Carcharhinidae),包括诸如黑鳍鲨和牛鲨等很多为人熟知的种。真鲨科的所有60个种大都具有胎盘,只有一个例外:虎鲨。最近的研究显示,与其他真鲨科鲨鱼不同,虎鲨母体通过向卵囊内注入一种富含能量的液体来为其发育中的胚胎提供养分。 鉴于与虎鲨亲缘关系最为接近的鲨鱼是有胎盘的,很可能胎盘也存在于虎鲨的祖先身上,但却在其后来的进化过程中消失。这种繁衍策略上的巨大转变实属罕见。已知很少有哪个物种进化成胎盘繁殖,而其后代又丧失这一能力的情况。 因此,虎鲨提供了独特的机会来研究与胎盘消失相关的基因变化。在伦敦帝国理工学院一支以Vincent Savolainen为首的研究小组本周发表于BMC Evolutionary中的研究中,展示了针对这一课题的成果。 追寻基因轨迹 该小组从一条虎鲨个体和来自于有胎盘真鲨科的五个种的数条个体身上提取肌肉样品,所有取样均在巴哈马沿海进行。随后,他们对这6个种以及来自其他鲨科的2个种(一种有胎盘,一种没有胎盘)进行了转录物组测序,其中后2个种作为遗传外群用于与真鲨科物种进行比较。 通过建立物种之间关系的系统发生树,研究人员得以在某些虎鲨基因中寻找到正向选择的证据。虎鲨与其有胎盘的近亲相比,在转录物组中的差别暗示了这些基因与胎盘消失的相关性。 他们的研究结果在两个方面找到了与胎盘消失有关的基因正向选择证据:有性繁殖和脑发育。 牛鲨,在本研究中取样的有胎盘真鲨科的一个种。 关于有性繁殖的选择 研究人员在TCTEX1D2和VAMP4基因上检测到了正向选择的特征,这两个基因都已知与精子生成有关。由TCTEX1D2编码的蛋白质是纤毛功能所需的,并且广泛存在于包括人类、小鼠和硬骨鱼等许多类群的精子鞭毛中。同时,VAMP4的缺失与小鼠的精子异常有关。 根据对这些基因的已知了解,研究人员推测,它们在虎鲨体内表达的改变可能意味着胎盘的消失导致了性行为的改变。 由于妊娠期长达15-16个月(远长于其有胎盘的近亲),且在生产后的一年内没有性行为,雌性虎鲨大约每三年才交配繁殖一次。而与之相反,雄性虎鲨每年都交配繁殖。这表明,在繁殖期,雄性虎鲨之间将存在激烈的竞争。雌性有可能与多条雄性交配,因此这种竞争很可能在交配后通过精子竞争的形式发生。 以往的研究显示,虎鲨的精子与其他鲨鱼相比较短,而更短的精子通常意味着雄性的精子产量更多,这是精子竞争中的一种优势。因此,我们可以推断TCTEX1D2和VAMP4的变化反映了雄性虎鲨产生的精子数量的增多(以及随之造成的精子更短),以适应更加激烈的精子竞争,而这种竞争本身是由雌性因胎盘消失而引发繁殖模式的改变所导致的。 幼年虎鲨,拍摄于巴哈马   关于脑发育的选择 在与脑发育有关的两个基因ARL6IP5和YWHAE上发现了正向选择的特征。 脑是发育时消耗能量最多的器官之一,因此据预测,没有胎盘的鲨鱼具有相对更小的脑。值得注意的是,YWHAE基因在人类、小鼠和果蝇中都与脑发育有关。这一基因中的变化有可能是由于虎鲨对因胎盘消失而导致可用于发育胚胎的能量减少而作出的适应。 另外一个基因ARL6IP5编码了一种跨膜蛋白,该蛋白已知具有抑制谷氨酸在大脑中的转运的作用。当缺氧时,谷氨酸水平升高,从而会导致神经元死亡,并可能引起脑损伤。 虎鲨生活的水域几乎遍布全球,并且具有利用各种各样的栖息地和食物来源的能力,因此它们经常处于低氧的环境中。对于大多数鲨鱼物种而言,这些栖息地会导致进入脑的氧不足。那么,ARL6IP5表达的增强有可能使虎鲨能够适应于在贫氧环境下捕食猎物。 过去将会在未来愈加清晰 研究人员们很快指出,这些只是一些初步的结果。在未来,通过对来自更多种类的鲨鱼的DNA进行测序(特别是要与继发性地失去胎盘的少数其他鲨鱼物种进行对比),以及对来自于每个物种的更多个体开展研究,将会明显提高我们辨识由胎盘消失导致的遗传印记的能力。 直到最近,在基因组水平上对鲨鱼进行的研究还屈指可数,这主要是因为其基因组的庞大规模所致;其每个单倍体基因组有超过30Gb,与之相比,例如,斑马鱼每个单倍体基因组只有1.4Gb。然而,随着DNA测序的费用变得越来越低廉,我们很可能看到有越来越多的数据被收集用于此类研究。 目前,对由这一富有戏剧性且不同寻常的进化性消失所导致的基因变化和进化适应已经获得了一些诱人的初步了解,我们对此感到满意。

BMC Series 5月精彩集锦

BMC Evolutionary Biology:古者生存 洛桑大学的研究人员鉴别出使得某些物种比其它物种更容易灭绝的一些因素,并发现物种在沿着进化时间的尺度延续生存的能力方面存在着巨大差异。 现存最古老的脊椎动物,例如经历过过去极端环境事件的七鳃鳗和皱鳃鲨,将更有可能适应未来的气候变化;相反,最近进化出的类群则不能经受同等程度的检验。 他们发现具有不同颜色个体的物种,产下活体幼崽的物种,和/或在低纬度生存的物种在过去的环境变化中最具适应性。这些发现可能对于环保主义者是具有益处的,帮助他们预测哪些物种受到气候变化的最大威胁。 BMC Plant Biology:酸葡萄 与全球气候变化相关的干旱会严重影响一种世界范围内的主要作物—葡萄的生长。为了确定耐旱性涉及的基因,内华达大学的Grant R. Cramer及其同事从在实验室干旱条件下脱水的葡萄树叶中构建转录组图谱。某些基因—通常是脱落酸和乙烯激素信号涉及的基因—在物种中对脱水产生不同的反应。这些物种已知要么是耐旱的,如德克萨斯州的Ramsey葡萄,要么是对干旱敏感的,如生长在更加湿冷的北美气候中的Riparia Gloire。这些关于基因变化和干旱反应调控的宝贵数据集可在后续工作中使用,以防止葡萄作物遭受旱灾侵袭。 BMC Cancer:圣杯 由于在疾病早期明显不受肿瘤抑制基因缺失/突变的影响,慢性髓系白血病(CML)在过去被认为是一种独特的癌症。然而,现在有据可查,肿瘤抑制基因失活可能导致肿瘤发生(新肿瘤的生成)。 蛋白质水平的细微改变,细胞区隔化的变化以及转录后/转译后修饰会削弱肿瘤抑制基因的功能。显然,肿瘤抑制基因的失活提供了具有挑战性的治疗机遇。 失活且基因野生型(在自然界中天然存在)的肿瘤抑制基因的活化的确能够促使癌症细胞的选择性凋亡,而不影响正常细胞。 来自都灵大学的Sabrina Crivellaro及其同事的这篇综述对肿瘤抑制基因在CML发病机制中的作用及促进CML中肿瘤抑制基因活化的策略提出了新的见解。 BMC Infectious Diseases:2016年奥运会,带回家的不止是回忆 由Raphael Ximenes及其同事提出的数学模型计算外国游客参加2016年里约热内卢奥运会罹患登革热的风险。 传播登革热病毒的是同样作为传播寨卡病毒罪魁祸首的蚊子。 如果登革热在2016年以史上(2007年)最糟糕的月份—八月份中观测到的模式卷土重来,那么游客中有症状和无症状登革热病例的预计数量将分别为23例和206例。这种最糟糕的情况下每100,000人中将有5.75人(有症状)和51.5人(无症状)发病。 BMC Psychology:您有新邮件! 心理幸福感可以通过简单的举动提高,例如,例数一天中发生的好事或者做好事。Minna Torniainen-Holm及其他共同作者利用电子邮件这一简单举动,并以此作为提高幸福感的平台。 这些电子邮件包含一些任务,这些任务旨在加强乐观精神、减少胡思乱想、促进谅解、让过去成为过去、改变对消极经历的看法以及认识到自身的应对策略。 当参与者们全身心投入时,他们会在接下来的两年内持续受益。此项研究的更多内容详见本博客或全文。 本月最佳图片: 发表于BMC Evolutionary Biology的研究关注了小翅蛾科蝴蝶的前翅色彩图案。更多精彩图片请查看研究全文! BMC Medical Genomics:个性化拼图 精准医学纳入并整合了基因信息、微生物数据以及患者生活环境和生活方式相关信息,以更好地鉴别和归类疾病过程,并提供量身定制的治疗方案。 尽管其承诺种种,精准医学仍面临众多挑战。这篇由来自内布拉斯加大学奥马哈分校的研究人员所撰写的辩论文章确定了需要注意的四个主要领域:数据、工具和系统、规则以及人群。 他们对一些研究进行了讨论,这些研究突出初级保健内科医师和临床医师如何普遍感觉没有足够的设备用于解读基因测试和直接面向消费者的基因组测试。鉴于基因信息对于精确医学应用的重要性,这是一个亟待解决的紧迫问题。 一些策略建议增加具有正确解读病人基因组学图谱必要专业知识的专业人员的数量。此项研究的更多信息详见本博客或全文。 BMC Veterinary Research:抗癫痫药在犬癫痫中的使用是否安全尚无定论 皇家兽医学院犬癫痫门诊的研究人员对犬癫痫用抗癫痫药(AED)的耐受性和安全性进行了前所未有的系统综述和荟萃分析。 他们的结果确定,测试该疾病用AED安全性和耐受性的有效性低于预期水平,并且缺乏充分的证据以针对何种AED对犬癫痫具有最佳安全特性做出明确结论。仅近几年的针对AED的研究的质量才能被认为是充分的。 因此,对于临床医师而言,在选择合适的单一疗法或辅助AED疗法前,以个体为基础对AED的有效性和安全性进行评估是至关重要的。 BMC Medical Ethics and BMC Medical Genomics :跨杂志合集 由健康、法律和新兴技术中心(HeLEX)主办的2015年度“医疗保健转化:探讨新兴技术的影响”大会在牛津大学举行。大会集思广益,探讨了医疗保健领域中由新兴技术带来的技术、法律、伦理和社会挑战。我们向与会代表约稿,编撰成一份反映所涵盖广泛议题的跨杂志合集。 目前可获取该合集的前4篇文章:… 阅读更多 »

五月博文摘要:实施临床试验,植物小测验,应对论文撤回

您实施临床试验的时间表 今年,为了庆祝国际临床试验日,BioMed Central整理出了一份临床试验的实施阶段时间表。我们按时间顺序展示出一周内的各个阶段,直至该国际临床试验日。我们邀请了本领域中一些泰斗级的人物对为什么每个阶段对于试验具有重要意义,应该考虑什么问题以及为什么在试验时间表中的该时间点考虑该问题进行评论。 你真的了解植物吗? 5月18日是国际植物日。该节日成立于2012年,其目的在于引起全球人士对植物的兴趣以及对植物科学的热情。作为在BioMed Central工作的我们难以抑制自己对于植物世界的喜爱,因此,我们为您制作了这个小测验,看看您对于植物的了解究竟多少。 应对论文撤回 整个科学文献领域的论文撤回数量日益增多,我们如何才能及时知晓这些信息?以及甚至在撤回以后,我们如何才能确保其结果的影响不会继续蔓延?在Research Integrity and Peer Review上发表的新研究评估了撤回前后一篇论文的引用网络,而其共同作者Paul van der Vet在此对该研究进行了阐述。 从健康人体内的益生菌到决定肝炎携带者的命运 益生菌对健康成人是否有益?益生菌,也被称为“有益”细菌,通常被认为有益于我们的消化系统。但是摄入含有这些益生菌的食品究竟有多大的益处呢?一篇发表在Genome Medicine上的文章对益生菌究竟是否有益于健康人群进行了研究。Oluf Pedersen对此进行了详细介绍。 拉布拉多犬掌握了成功老龄化的秘诀吗?在与其同事在Acta Veterinaria Scandinavica上发表文章后,今天,Vicki Adams在本博文中对于他们的研究成果以及狗狗们可能如何帮助人们深入了解人类成功老龄化进行了更详细的解释。 鹰鹅对决:如何与令人讨厌的邻居相处:当一只身形巨大且愤怒异常的鹅想要占据你的巢穴时,你该怎么办?根据BMC Evolutionary Biology中发表的文章,黑雀鹰的对策是建造多个巢穴—并且可能在来年尝试早点繁育。 收集保存濒危昆虫物种—使用智能电话还是捕虫网?作为BMC Ecology濒危物种日庆祝活动的一部分,Josef Settele博士讨论了当代正在发生转变的针对自然历史研究的实践和态度。 无同行评审?自动方法学及统计学评审:同行评审是确保发表文献诚信的主要机制。然而,作为一种由人构成的系统,也必然充满各种人的缺陷。本文中,Daniel Shanahan探讨了我们能否使用文本挖掘将同行评审过程的一些方面自动化,从而解决其部分局限性,并引入全新的试点对软件进行评估。 英国引进素面香烟包装:随着香烟包装立法在英国的引进,香烟包装将运用单一颜色并且印有大幅健康警告图片。本博文关注针对标准化香烟包装对健康影响的一些研究。 临床试验数据和文章实现首次链接:经过多年努力,实现链接的临床试验终于问世!现在将关于一项临床试验的所有已发表文章通过CrossMark对话框进行链接成为可能。BioMed Central副发行人Daniel Shanahan在本博文中对其进行了详细讲解。 政府即将决定数百万病毒性肝炎携带者的命运:随着世界卫生大会于2016年5月23日至28日召开,世界肝炎联盟首席执行官Raquel Peck就病毒性肝炎历史中一个极有可能的关键性时刻发表讲话。

睡眠不足易发胖

日前,BioMed Central的期刊发展编辑Bex童鞋去温哥华参加了2016 International Congress on Obesity,听起来很洋气有木有。在会议中,有几个比较新颖的讨论,是科学也关乎我们的日常。比如小编最近就在坚持做一个特别火的运动APP软件(老板不让打广告),几组HIIT核心训练下来,整个人都不好了,那么从科学的角度上,这样的方法到底有木有用呢? 每天至少睡7个小时 睡眠的长短、质量、时间与控制体重有着密切的关系。研究者分别对孩童、青少年和成年人做了相应的调查,总结出一些会影响体重的参量。成年人每天睡眠少于5小时的更容易肥胖,五岁以下孩童建议每天睡眠不少于10小时。对于那些喜欢在睡觉前玩手机和平板电脑、或者夜猫子来说,更倾向消耗高热量食品。 如果你想拥有苗条的身材,那么先要睡得好、睡得香呀! 哺乳机制需要改进 哺乳对正在大哭的宝宝会起到一定安慰的作用。相较于资源极度匮乏的时代,现代的哺乳频率已经大大的提升了,有时候小宝宝甚至是被强迫哺乳。 如果哺乳太频繁会影响宝宝的睡眠,从而增加体重并且在日后会有新陈代谢紊乱的风险。根据大会上发布的初步研究成果,应急哺乳,即仅仅在宝宝需要的(真的饿了)的情况下哺乳,会延长宝宝的睡眠时间,减缓快速成长,控制其在1岁时候的体重。 更多后续发现,让我们拭目以待 你够坚持吗? 高强度间歇性训练(HIIT)在都市中日渐流行。与传统的有氧训练相比,HIIT能在规定的时间段内加速燃脂。 关于这方面的研究发现,更高强度的训练可以减轻体脂,重量以及胰岛素敏感度。 但是参加过HIIT训练的人都知道那个强度实际上是蛮大的,比如快速蹬脚踏车20秒再休息20秒。相比之下,健步走倒是一个不错的选择。每天走路45-60分钟可以防止体重增加,针对肥胖患者,每天走路60-80分钟可以减重,但是好习惯贵在坚持哟!