6月18日(星期三)消息,國外知名科學網站的主要內容如下:
《自然》網站(www.nature.com)
科學家揭示壓力加速衰老的真相:“僵尸細胞”可能是關鍵
衰老生物學中存在一個矛盾現象:隨著年齡增長,人體新陳代謝減慢,肌肉量減少,整體能量消耗降低,但某些衰老細胞(又稱“僵尸細胞”)的能耗反而增加。這些細胞已停止分裂,卻表現出代謝率翻倍的現象。美國哥倫比亞大學的研究團隊發現,衰老細胞積累DNA損傷并觸發炎癥信號,可能是衰老的重要驅動因素。他們提出“大腦-身體能量守恒模型”,認為隨著部分細胞衰老并消耗更多能量,大腦會從其他生物過程“抽調”資源,這最終導致如頭發變白、肌肉減少等可見的衰老特征。
盡管該假說仍有許多待證實之處,科學家們正試圖破譯大腦與衰老相關過程(如細胞衰老、炎癥、端粒縮短)之間的精確機制。端粒是染色體末端的重復DNA序列,能夠保護基因組的穩定性,端粒會隨生命進程逐漸縮短,這一過程已被證明與細胞衰老及其他年齡相關變化有關。部分研究者指出,這一領域的探索還幫助揭示了心理壓力如何在分子層面加速衰老。
研究表明,長期壓力(如照顧患病子女)會加速端粒縮短,而端粒縮短與細胞衰老直接相關。后續研究還發現,童年創傷、工作壓力等也會引發類似效應。研究進一步揭示,壓力激素(如皮質醇)可能通過改變DNA甲基化等表觀遺傳標記,激活促炎基因,加速細胞衰老。
另一些學者則在動物模型中研究壓力與衰老的關系。研究發現,遭受社會壓力的嚙齒類動物心臟健康受損,壽命縮短,同時體內衰老標志物(如p16蛋白)水平升高。對獼猴的研究則顯示,社會地位較低的猴子免疫細胞中炎癥相關基因表達上升,但當它們的社會等級被調整后,免疫細胞的基因表達也隨之發生變化,顯示這些效應至少在一定程度上可以逆轉。
這些發現進一步指向大腦,大腦正是調節機體應對心理與生理壓力的核心。研究人員認為,生長分化因子15(GDF15)可能是連接壓力與衰老的關鍵分子。最新研究發現,心理壓力會顯著提升人體內GDF15水平,提示其可能是大腦調控衰老的信號分子之一。
目前,科學家正探索通過藥物或行為干預(如運動)延緩壓力相關的衰老過程。有研究表明,持續身體活動可通過多種機制促進長壽,例如幫助長期承受壓力者延長端粒。這類研究對抗衰老藥物臨床試驗也有重要啟示——許多科學家認為,未來測試這類藥物時必須將壓力作為變量加以考量。
當然,許多謎題仍待解答。未來研究的一項重點,將是厘清不同類型、不同時間壓力對衰老進程的具體影響,以及各類衰老生物學變化如何、何時交疊。
《科學》網站(www.science.org)
4億年進化密碼:鯊魚用胰腺對抗微生物入侵
鯊魚及其近親已在地球上存活超過4億年,擁有強大的免疫系統。雖然鯊魚缺乏淋巴結及其他有助于識別和抵御微生物入侵的免疫器官,但它們仍能產生多種與人類相似的保護性細胞,并釋放包括不尋常的微型抗體在內的抗體。最新研究發現,鯊魚的胰腺不僅是調節血糖和分泌消化酶的器官,還參與制造抗體和調控白細胞以對抗微生物威脅。這項研究由《免疫學雜志》(The Journal of Immunology)發表,揭示了胰腺在免疫防御中的新角色。
次級淋巴組織(如脾臟、淋巴結和扁桃體)在人類免疫系統中至關重要,負責監測不同部位的病原體。鯊魚雖具有脾臟,但缺乏淋巴結等關鍵免疫器官。此前研究曾推測鯊魚胰腺可能參與抗體生成,但一直未被證實。
美國馬里蘭大學醫學院的研究團隊以鉸口鯊(Ginglymostoma cirratum)為研究對象,發現其胰腺中存在免疫細胞簇,這些結構通常見于次級淋巴器官,并作為B細胞篩選場所,優選出能有效對抗特定病原體的B細胞。為驗證胰腺的免疫功能,研究人員向鯊魚注射異物顆粒或新冠疫苗,數周后在其胰腺中檢測到針對注射抗原的特異性抗體,提示該器官確實參與抗體生產。科學家推測,鯊魚可能將胰腺產生的抗體釋放到腸道中,以抵御腸道病原體。
專家認為,該成果有助于理解人類免疫系統,并可能揭示胰腺易發炎癥的原因。這項研究提示,其他物種的胰腺或其他器官可能也具有未被發現的免疫功能,未來研究或將為免疫學帶來新的突破。
《每日科學》網站(www.sciencedaily.com)
暴雨未必致洪?研究揭示:土壤濕度才是洪水真正推手
美國西海岸的洪水主要由大氣河流引發,這類天氣現象在帶來急需水分的同時,也可能導致嚴重災害。然而,洪水風險并非僅取決于風暴強度,地表條件同樣至關重要。最新研究發現,土壤濕度是決定洪水規模的關鍵因素之一。
這項發表于《水文氣象學雜志》(Journal of Hydrometeorology)的研究分析了1980至2023年間美國西海岸122個流域的4.3萬次大氣河流風暴。結果顯示,當土壤已處于濕潤狀態時,后續降雨引發的洪峰高度平均為干燥土壤時的2-4.5倍。這一發現解釋了為何某些較弱的風暴會引發大洪水,而更強的風暴反而可能無害——關鍵在于降水是否落在已經濕潤或飽和的土壤上。
研究指出,在美國加州和俄勒岡州西南部等干旱地區,淺層黏土質土壤蓄水能力有限,由于降水較少且蒸發率高,土壤濕度變化劇烈。一旦土壤飽和,后續降雨極易引發洪水。相比之下,華盛頓州及喀斯喀特山脈、內華達山脈等濕潤地區因深層土壤和積雪覆蓋,蓄水能力較強,土壤濕度對洪水的影響相對較小。
該研究強調,洪水預測需結合風暴強度和地表條件,尤其是土壤濕度臨界值。現代天氣預報已能提前數天預測大氣河流,若配合土壤濕度數據,可顯著優化預警系統。這一成果為跨學科研究提供了重要參考,有助于更精準地評估洪水風險。
《賽特科技日報》網站(https://scitechdaily.com)
下一場大流行來自農田?專家警告:殺菌劑或催生致命真菌
真菌感染病例在全球范圍內不斷增加,美國加州大學戴維斯分校的傳染病專家近期在《新英格蘭醫學雜志》(New England Journal of Medicine)最新評論文章中警告,專為殺滅有害真菌而設計的新型農業殺菌劑,反而可能讓人類和動物的危險真菌感染更加難以治療。
真菌已對健康和經濟造成嚴重影響。盡管抗真菌藥物在醫學和農業中不可或缺,但過度使用或開發過程缺乏協調可能加速耐藥性演化,使現有治療手段失效。專家呼吁采用“一體健康”(One Health)策略,統籌人類、動物和環境健康,以科學應對真菌及細菌等病原體。
研究表明,抗生素在畜牧業中的濫用曾導致細菌耐藥性快速出現,而抗真菌藥物的環境使用同樣可能引發類似危機。氣候變化、風向變化及人類活動(如旅行和物品流通)進一步加速了真菌的傳播。過去幾十年,致病性真菌種類顯著增加,例如難治性“耳念珠菌”(C. auris)。由于真菌與人類細胞結構相似,抗真菌藥物常常伴隨副作用,而臨床可選藥物有限,因此預防耐藥性至關重要。
專家指出,耐藥性與每種藥物的使用量直接相關,需通過全球協同監管延緩其發展。協同決策不僅能降低成本,還可幫助避免耐藥性病原體擴散所帶來的高昂風險。這一挑戰需全球共同應對,以防止真菌超級病原體成為下一場大流行的導火索。(劉春)