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本周Nature论文推荐|18年12月20日刊

发布时间:20-11-18

封面图片:JVG

封面故事:2018年《自然》年度十大人物

随着2018年接近尾声,我们再次遴选出《自然》年度十大人物——今年在科研领域产生重要影响的十位人士。本期封面设计重点突出了具有特殊性能的原子厚度材料的研究进展。封面图片为双层石墨烯扭曲至一个“魔角”的结构,这一结构能让石墨烯在特定条件下成为超导体。

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论文Nature’s 10

鱼龙和鲸不止有“肤浅的”相似之处

本周《自然》在线发表的一篇论文描述了化石鱼龙的皮肤,该化石保留了真皮、表皮、皮下脂肪和颜色。这是关于化石鱼龙脂肪的首次报道,它意味着鱼龙是温血爬行动物。

鱼龙是已经灭绝的海生爬行动物,形似现代的齿鲸类,如海豚。它们相似的外形意味着龙鱼和鲸演化形成了相似的适应海洋生活的策略——趋同演化的一个例子。鱼龙一直被怀疑是温血动物,但是由于化石有限,一直难以验证这一点以及其它相似点。

瑞典隆德大学的Johan Lindgren及同事研究了狭翼鱼龙属的一个保存完好的鱼龙样本的皮肤组织成分,该样本具有1.8亿年左右的历史。他们发现了鱼龙原始光滑的皮肤的残留,其皮肤仍具有弹性,由真皮、表皮和皮下脂肪组成。皮下脂肪是现代海洋哺乳动物的一个特征,它可以抵御寒冷,帮助漂浮,相当于一个脂肪库。这是首次鉴定出了化石鱼龙脂肪,证实鱼龙为温血动物。

此外,作者还发现鱼龙皮肤的着色模式表明鱼龙是“反影”,即下腹部颜色较浅,而上表面颜色较深。这种着色模式可见于许多现代的海洋哺乳动物中,可以用来伪装,抵御紫外线,以及帮助调节热量。

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论文:Soft-tissue evidence for homeothermy and crypsis in a Jurassic ichthyosaur

β淀粉样蛋白病理传播的进一步证据 

本周《自然》在线发表的一篇论文报告称,曾有某些批次的尸源性人类生长激素(c-hGH)样本被β淀粉样蛋白污染。后来,这些样本能够在小鼠体内传播β淀粉样蛋白病理现象。之前曾有论文指出,四名接受c-hGH治疗身材矮小的病人出现了β淀粉样蛋白病理症状,而c-hGH可能是这一变化的来源。虽然这些新发现无法证明阿尔茨海默病的直接传播性,但是却提供了实验证据表明病人接受的c-hGH能够传播β淀粉样蛋白病理。

2015年《自然》发表的一篇论文报告称,曾有8名病人接受了被朊病毒污染的c-hGH治疗,且之后死于克雅病(CJD),其中4名病人的脑内出现了β淀粉样蛋白病理。β淀粉样蛋白病理是大脑淀粉样血管病(CAA)和阿尔茨海默病的一种标志。有几位病人表现出类似CAA的病理特征,但是无一完全符合阿尔茨海默病的神经病理学标准。虽然过去已有因为某种医疗手段而引起的CJD人际传播(医源性传播)的记录,但是这项研究表明,病人可能因为c-hGH疗法而产生了β淀粉样蛋白病理。尽管如此,还需要展开进一步的调查才能确定c-hGH样本是否被β淀粉样蛋白污染。

英国伦敦大学学院朊病毒疾病研究所的John Collinge及同事在过去这项研究的基础上,获取了病人曾被暴露的部分c-hGH样本。他们采用生物化学方式分析是否存在β淀粉样蛋白和tau蛋白,结果发现若干样本的检测结果为阳性。

之后,作者研究了样本中的β淀粉样蛋白是否有可能在活体生物内传播β淀粉样蛋白病理的潜力。研究采用了基因改造小鼠,这些小鼠会表达突变型人化淀粉样前体蛋白(APP)基因,并且会在6个月左右的月龄出现β淀粉样蛋白沉积的初始迹象。c-hGH样本被注射进这些小鼠体内。6-8周大的雌性小鼠直接接受原始c-hGH样本的脑内注射。注射240天后,接受原始c-hGH样本注射的小鼠产生了β淀粉样蛋白沉积和CAA,但是各种对照组小鼠(包括注射了当前使用的合成重组hGH的小鼠)几乎完全没有出现这种情况。作者强调需要通过单独的tau蛋白小鼠模型来检测c-hGH样本中的tau蛋白的种植潜力。

以上发现证明,原始批次的c-hGH包含能够在小鼠体内播种β淀粉样蛋白病理的β淀粉样蛋白,并且提供了实验证据支持这样一种假设:β淀粉样蛋白病理可以通过医源性方式进行人际传播。作者强调这项研究并不意味着阿尔茨海默病是一种传染病或可以通过输血传播,不过他们认为评估淀粉样蛋白病理的医源性传播风险具有重要意义。

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论文:Transmission of amyloid-β protein pathology from cadaveric pituitary growth hormone

新闻与观点文章:Amyloid-β ‘seeds’ in old vials of growth hormone

猪心脏移植进狒狒体内后可长期运作

根据本周《自然》在线发表的一篇论文,通过一种改良方法,基因改造的猪心脏移植进狒狒体内后,可长期运作。虽然还需要进一步的试验,但是这一方法——首个能屡次产生成功结果的方法——代表了在临床上进行猪心脏的人体移植又向前迈出了一大步。

对于心力衰竭晚期的病人而言,移植是唯一可用的长期干预手段。但是,可行的器官供应无法满足当前的临床需求。因此,有人提议采用基因改造的猪心脏来帮助解决这一短缺问题,并且已在狒狒模型中进行了临床前试验。但是,迄今为止,接受猪心脏移植的狒狒的最长存活期为57天。

现在,德国慕尼黑大学的Bruno Reichart及同事表明,可以屡次实现更长的存活期。作者利用连续三组移植被试(总计16只狒狒),改良移植。他们在最后一组中成功实现了长期移植,具体做法是:在移植过程中,让心脏借助血液循环充氧(而非静态冷藏);另外通过降低狒狒的血压以及使用已知可以控制细胞生长的化合物,防止移植器官出现有害扩大。最后一组共有5只狒狒,其中4只至少保持了90天的健康状态(实验终止),最长的保持了195天。

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论文:Consistent success in life-supporting porcine cardiac xenotransplantation

新闻与观点文章:Success for pig-to-baboon heart transplants

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