8月11日外媒科學網站摘要:“智能”凝膠讓糖尿病傷口癒合速度翻倍

8月11日(星期一)消息,國外知名科學網站的主要內容如下:

《自然》網站(www.nature.com)

自由交流與共享:單克隆抗體背後的成功密碼

1975年,《自然》(Nature)雜誌發表了一項改變現代科學與醫療的研究,首次描述了實驗室製備單克隆抗體的方法。單克隆抗體是免疫系統產生的特異性蛋白質,能夠精準識別病毒、細菌等外來抗原。由於其可大規模生產並針對任意靶標設計,現已成爲科研和臨牀的核心工具,廣泛應用於癌症、自身免疫疾病和過敏等疾病的診斷與治療。

截至2024年,全球已有212種抗體藥物惠及數千萬患者,市場規模達2500億美元,預計五年內將翻倍。這一產業的崛起源於科學家對抗體結構的長期探索。20世紀60年代,英國醫學研究理事會(MRC)分子生物學實驗室(LMB)的科研人員揭示了抗體的基本結構,但仍不清楚其如何特異性識別抗原。隨後,科學家提出體細胞突變理論,以解釋了抗體多樣性的來源,併成功在實驗室培養出抗體產生細胞,最終通過雜交瘤技術實現了單克隆抗體的無限生產。

這一突破的關鍵在於全球科學界的開放合作。MRC等機構並未急於申請專利,而是免費共享細胞系,加速了技術的推廣和產業化。儘管當時的管理模式較爲寬鬆,但自由的知識與材料交換推動了整個行業的誕生。如今,單克隆抗體產業仍在快速發展,科學家正探索利用人工智能設計更高效的抗體藥物。

這一歷程表明,重大科學突破往往源於基礎研究的積累與開放協作。當今科研生態雖更體系化,但資助機構與政策制定者仍需反思:過度複雜的資助和管理體系是否會阻礙創新?單克隆抗體的成功證明,科學進步的核心仍在於自由交流與共享。

《科學通訊》網站(www.sciencenews.org)

未來疫苗接種可能這樣:像刷牙一樣簡單,用牙線就能完成接種

美國德州理工大學和北卡羅來納州立大學的科學家通過給小鼠使用牙線,探索了一種新型疫苗接種方式。這些牙線上塗有滅活的流感病毒或實驗室製備的病毒片段,目的是通過牙齦遞送疫苗,使小鼠獲得免疫力。該研究成果發表於《自然-生物醫學工程》(Nature Biomedical Engineering)

這種方法的原理是,口腔和鼻腔等黏膜組織是病原體常見的入侵路徑,直接在這些部位激發免疫反應可能更有效。然而,黏膜組織的緊密結構使得疫苗難以滲透。研究人員此前已嘗試通過頰貼或舌下滴液等方式遞送疫苗,但效果有限。後來,科學家發現牙齦與牙齒連接處的結合上皮細胞排列較鬆散,可能是理想的疫苗遞送位點。但這一位置位於牙齦線下,精準靶向成爲挑戰。

實驗初期,牙線容易從小鼠下門齒滑脫。後來,研究人員利用鑰匙環固定小鼠下頜,成功實現了疫苗遞送。操作時,需兩人配合:一人固定麻醉後的小鼠,另一人使用疫苗塗層牙線清潔其牙齦。實驗結果顯示,四種流感疫苗塗層牙線均能有效激發小鼠的免疫反應,提高其存活率,且不影響正常進食。

與鼻噴疫苗相比,牙線疫苗的安全性更高,因爲鼻腔與大腦相連,可能引發神經副作用,而牙齦疫苗則無此風險。不過,鼻噴疫苗對黏膜的保護可能更全面,能更有效阻斷病毒傳播。未來,研究人員計劃在牙線疫苗中添加佐劑,以增強抗體的生成。

目前,該技術仍需優化。初步人體測試中,疫苗牙線僅能將60%的劑量遞送至目標位置。下一步,研究人員將開發更易操作且劑量穩定的工具。如果成功,這種無痛、無針的接種方式有望實現自我接種,在疫情期間大幅提高接種效率,避免人羣聚集。

《每日科學》網站(www.sciencedaily.com)

中國科學家研發“智能”凝膠:糖尿病傷口癒合速度翻倍

慢性糖尿病傷口(包括糖尿病足潰瘍)因血管生長受阻而難以癒合,給患者帶來沉重負擔。中國科研團隊在創傷專業期刊《Burns & Trauma》發表的最新研究提出了一種創新療法:通過將攜帶miR-221-3p(一種微RNA)的小細胞外囊泡(sEVs)與GelMA(甲基丙烯酰化明膠)水凝膠結合,靶向血管生成抑制蛋白TSP-1,開發出新型生物活性敷料。該技術不僅能加速癒合,還可促進血管形成,爲糖尿病最棘手的併發症之一帶來了革命性治療方案。

糖尿病傷口(尤其是足潰瘍)因血流減少和內皮細胞功能障礙導致癒合緩慢且不完全,其中抑制新血管生長的TSP-1蛋白是關鍵因素。儘管現有療法衆多,如何突破這一癒合障礙仍是未解難題。隨着全球糖尿病病例激增,針對傷口延遲癒合根本原因的新療法已成爲研究重點。

在最新研究中,研究人員公佈了一種結合miR-221OE-sEVs(可靶向降低TSP-1水平的工程化細胞外囊泡)與GelMA水凝膠的緩釋系統。動物實驗顯示,該技術使糖尿病小鼠傷口血管生成顯著增加,12天內癒合率達90%,遠超對照組。

研究發現,高糖環境會提升內皮細胞中TSP-1水平,抑制其增殖遷移能力——這正是血管生成的關鍵過程。通過應用靶向抑制TSP-1表達的miR-221-3p,研究團隊成功恢復內皮細胞功能。將工程化囊泡封裝於模擬細胞外基質的GelMA水凝膠中,可實現藥物在創面處的精準緩釋。

未來,該技術或可拓展至其他慢性傷口(如血管性疾病所致潰瘍)甚至骨與軟骨再生領域,成爲再生醫學的重要突破。隨着進一步研究和臨牀試驗的推進,這一智能凝膠有望爲患者帶來更高效的癒合方案。

《賽特科技日報》網站(https://scitechdaily.com)

大腦“重置鍵”被發現!科學家揭秘記憶分隔的奧秘

儘管生活是連續的,但記憶卻以獨立片段的形式存儲。美國加州大學洛杉磯分校和哥倫比亞大學的研究團隊在《神經元》(Neuron)期刊發表研究,揭示腦幹中的藍斑神經元(Locus Coeruleus)像“記憶重置按鈕”一樣工作,負責在經歷變化時將記憶分隔爲不同事件。

實驗中,32名參與者在覈磁共振掃描下觀看圖像,並通過左右耳交替的音調變化模擬環境變化。研究發現,藍斑在事件邊界處活動增強,導致跨事件邊界的順序記憶回憶能力下降,表明記憶被分隔存儲。這一結果通過瞳孔擴張數據得到驗證,因爲新事件發生時瞳孔會擴大。

藍斑的激活信號還影響海馬體——負責編碼新記憶和追蹤環境信息的關鍵腦區。藍斑可能向海馬體發送“開始”信號,提示進入新事件。此外,藍斑有兩種工作模式:爆發式模式用於標記重要事件,背景模式則調節警覺性。慢性壓力會導致藍斑過度活躍,削弱其對事件邊界的敏感性,從而擾亂記憶的組織。

研究人員指出,抑制藍斑過度活躍的方法可能包括藥物、慢速呼吸或壓力球,但長期解決方案仍需進一步研究和探索。藍斑雖小,卻對記憶和我們理解生活的方式具有深遠影響。(劉春)