利用基于扩散模型的深度学习算法增强超结构成像与体积电子显微镜 背景介绍 电子显微镜（Electron Microscopy，简称EM）作为一种高分辨率成像工具，对细胞生物学取得了重大突破。传统的EM技术主要用于二维成像，尽管已经揭示了复杂的纳米级别细胞结构，但在研究三维（3D）结构时存在一定局限性。体积电子显微镜（Volume Electron Microscopy，简称VEM）作为一种更为先进的技术，通过串联切片和断层扫描技术（如透射电子显微镜TEM和扫描电子显微镜SEM）实现了细胞和组织的3D成像，可以提取细胞、组织甚至小模型生物体的纳米级3D结构。 尽管VEM技术突破了传统二维EM的局限性，但其成像速度和质量之间存在固有的权衡关系，导致成像区域和体积的限制。此外，生成各向同性（isot...
通过抑制TGR5介导的脂肪酸摄取预防糖尿病心肌病 背景与问题陈述 糖尿病性心肌病（Diabetic Cardiomyopathy, DBCM）是糖尿病患者经常面临的严重并发症，特点是心肌脂质积聚和心脏功能障碍。胆汁酸代谢在心血管和代谢性疾病中发挥着至关重要的作用。其中，TGR5（Takeda G蛋白偶联受体5）作为一种主要的胆汁酸受体，已被证实与代谢调节及心肌保护相关。然而，胆汁酸-TGR5通路在维持心脏代谢平衡中的具体作用尚不明确。 研究来源 这篇文章由多个研究机构合作完成，包括北京大学等。这项研究在2023年6月23日完成，并于2024年3月26日被接受，发表在《Nature Metabolism》上。 研究方法 实验流程 研究使用了心肌细胞特异性TGR5敲除小鼠（TGR5fl/fl，T...
微生物代谢产物乙胺作为FXR激动剂促进雌性小鼠的多囊卵巢综合征 一、研究背景与目的 多囊卵巢综合症（PCOS）是一种常见的内分泌和代谢疾病，影响全球6%-20%的育龄女性。PCOS的症状包括高雄激素血症、卵巢功能障碍和多囊卵巢形态，常伴随心血管疾病、2型糖尿病、高血压和血脂异常的风险上升。此疾病对患者及其家庭造成巨大经济和情感负担。然而，PCOS的病因和病理机制目前尚不明确，也缺乏基于病因的治疗方法。 近年来，肠道微生物群成为连接外界环境与人体健康的重要因素。肠道微生物通过细菌移位或产生各种活性代谢物如短链脂肪酸、胆汁酸和多胺等，直接影响全身代谢稳态。研究证实，肠道微生物群组成的变化，包括特定菌属的多样性和丰度的改变，与PCOS的发生密切相关。在多项临床队列研究中发现，PCOS患者的肠道中梭...
醋酸重编程肿瘤代谢并通过上调c-myc促进免疫逃逸及PD-L1表达 引言 肿瘤代谢的重编程在癌症研究中具有重大意义，而醋酸在此过程中扮演了关键角色。在肿瘤细胞中，醋酸是乙酰辅酶A(acetyl-CoA)的重要前体，用于能量生产、脂质合成和蛋白质乙酰化。然而，醋酸是否能够重编程肿瘤代谢并在肿瘤免疫逃逸中发挥作用仍然不清楚。因此，本研究旨在探讨醋酸在非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)中的作用及其潜在的机制。 论文来源 该研究由来自中国医学科学院和北京协和医学院的Juhong Wang、Yannan Yang、Fei Shao、Jie He以及浙江大学医学院的Ying Meng、Dong Guo和Zhimin Lu共同撰写。论文发表于2024年5月的...
这篇论文旨在探讨神经元代谢过程中糖酵解的生理学重要性。长久以来，尽管神经元的活动主要依靠葡萄糖提供能量，但神经元对葡萄糖的代谢相对较弱，主要通过糖酵解而不是其他代谢途径完成。这种现象可以归因于6-磷酸果糖-2-激酶-果糖-2,6-二磷酸酶-3（PFKFB3）这一促进糖酵解的关键酶的持续降解。PFKFB3在成人神经元中的低水平尚不清楚其生理学重要性；然而，理解这种“弱糖酵解”现象对脑功能的重要性具有重要意义。 研究来源 论文由Daniel Jimenez-Blasco及其合作研究团队完成，作者隶属于包括西班牙萨拉曼卡大学、比利时瑟克尔大学等多个研究机构。这篇论文发表在Nature Metabolism杂志，文章DOI为https://doi.org/10.1038/s42255-024-010...
Hippo-YAP/TAZ 信号通路对脂肪塑性和能量平衡的协调作用 脂肪组织不仅作为能量储存物，还扮演内分泌器官的角色。然而，协调这些功能的机制至今仍不清楚。本文揭示了转录共调节因子YAP和TAZ通过解耦脂肪质量和瘦素（leptin）水平来维持代谢稳态，并调节脂肪细胞的塑性。研究结果表明，通过删除上游调节因子LATS1和LATS2激活脂肪细胞中的YAP/TAZ信号通路，能够将成熟的脂肪细胞转化为无脂蛋白样细胞，而不引起脂肪代谢功能障碍。鉴于此现象，由于血循环中的瘦素水平增加，未导致脂肪消耗相关的代谢功能障碍。机制上，YAP/TAZ-TEAD信号直接结合瘦素基因上游增强子以调控瘦素表达。进一步研究表明，禁食和再进食期间，YAP/TAZ活性与瘦素调控密切相关且功能必需。 本文由韩国KAIST（K...
氧气是地球上所有后生动物（metazoan organisms）必不可少的物质，影响着各种生理和病理条件下的生物过程。虽然已经识别出诱导急性缺氧反应的氧感应系统，包括缺氧诱导因子（hypoxia-inducible factor, HIF）通路，但这些系统在长期缺氧中的作用机制仍然未被充分阐明。本文探讨了维生素B6生物激活酶，即吡哆醛5′-磷酸（pyridoxal 5′-phosphate, PLP），作为氧感应器在长期缺氧条件下调节巨噬细胞溶酶体活动的机制。 文章来源介绍 这篇论文由多个研究机构的科学家联合撰写，主要作者包括Hiroki Sekine、Haruna Takeda、Norihiko Takeda和Akihiro Kishino等。该研究发表在《Nature Metabolis...
体育锻炼时间对小鼠骨骼生长的差异性影响 引言 骨骼生长对于成年人的身高和骨骼健康至关重要。研究表明，体育锻炼能有效提高骨密度，但最佳的锻炼时间尚不明确。本研究通过比较不同时间段锻炼对小鼠骨骼生长的影响，探讨最佳锻炼时间。 研究由华中科技大学同济医学院口腔医学院和其他几所科研机构共同完成，发表于《Nature Metabolism》。 背景与目的 现有研究证实体育锻炼可增加骨质量和强度，但不同时间段锻炼对骨骼生长的差异性影响仍未明确。本研究旨在探讨一天中不同时间段的锻炼对小鼠骨骼生长的影响，揭示其背后的分子机制。 研究方法 实验对象与分组 研究对象为华中科技大学同济医学院实验动物中心提供的3周龄C57BL/6J小鼠，共计890只雄性和98只雌性。实验分为6组，其中早期静息期ZT1组、早期活跃期...
实时三维分析离子胶体结晶 背景与动机 在分子晶体研究中，结构通常通过散射技术来识别，因为我们无法直接观察内部结构。微米级别的胶体粒子由于其较大的体积，使得我们能够通过光学显微镜实时观察其结晶过程，然而，实践中这一过程仍然受到缺乏“X射线视野”的限制。为了解决这一问题，研究者们开发了一种折射率匹配的荧光标记胶体粒子系统，在水溶液中演示了离子晶体的稳定形成，并证明了其结构可以通过大小比和盐浓度进行控制。 研究来源 该研究由纽约大学（New York University）化学系的Shihao Zang、Adam W. Hauser、Sanjib Paul、Glen M. Hocky和Stefano Sacanna进行，并于2024年在《Nature Materials》期刊上发表。该论文的DOI...
无线可注射超声传感器用于颅内信号监测 背景介绍 颅内生理状态的直接、精确监测对于损伤的划分、预后评估以及疾病的预防具有极其重要的意义。然而，传统的有线临床设备，如经皮导线，虽然在数据采集的准确性方面表现出色，但却存在感染风险、病人活动受限以及在移除过程中可能面临的手术并发症等问题。无线植入设备提供了更大的操作自由度，却在检测范围有限、降解性能差以及在人体内缩小尺寸方面存在诸多挑战。 论文来源 本文由来自华中科技大学、南洋理工大学、新加坡科学技术研究局及武汉同济医学院等多个研究所的研究人员联合撰写，发表在《Nature》期刊2024年6月6日的第630卷上。本文的主要作者包括Hanchuan Tang, Yueying Yang, Zhen Liu, Wenlong Li, Yipeng Zh...