为什么说大脑是两个独立器官？

来源 | 环球科学（ID：huanqiukexue）

作者：王昱、冬鸢

· 生物技术·

“表观遗传”编辑技术问世：基因标记技术消灭乙型肝炎病毒

慢性乙型肝炎是一种由乙型肝炎病毒（HBV）引起的慢性肝脏感染。基因编辑疗法已被广泛研究，但对于乙型肝炎而言，它可能会增加患癌风险。因此，研究人员正转向表观遗传编辑。发表在《自然·生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering）的新研究中，研究人员成功将化学标签添加到乙型肝炎病毒基因组上，从而抑制其基因活性，阻止病毒颗粒的产生。

该疗法名为CRMA-1001，来自美国生物技术公司nChroma，包含一种CRISPR Cas9酶的变体，该变体缺乏正常的酶切活性。它还包含引导该酶到达HBV基因组中特定靶点的RNA链。该疗法被封装在脂质纳米颗粒中，通过用甲基标记，可以同时抑制游离的和整合的HBV DNA，从而发挥双重作用。在携带两种类型HBV DNA的小鼠模型中，单次注射CRMA-1001可降低病毒DNA和HBV蛋白的水平，这些蛋白是病毒活性的标志。在接受一次或三次注射的60只小鼠中，有25只在6个月后检测不到上述病毒水平。研究人员还测试了对食蟹猴（Macaca fascicularis）每月进行三次递增剂量CRMA-1001输注的安全性，发现动物接受最高剂量后血液中肝酶水平升高，但在4周内恢复正常水平。研究团队未观察到任何不良副作用。nChroma Bio公司目前已在香港和新西兰启动一项临床试验，以测试该疗法的不同剂量。首位受试者于今年1月接受了静脉输注治疗。（Nature News）

· 神经科学·

人脑是两个器官，具有两种独立的发育来源

几个世纪以来，科学家一直将大脑视为一个统一的器官，并认为在生物演化早期，存在一个单一的祖细胞，由它产生了整个大脑。但最近一篇发表在《自然·神经科学》（Nature Neuroscience）上的论文通过小鼠胚胎和人多能干细胞实验发现，人脑由两个神经系统构成，更为原始的部分负责调节我们的心跳、呼吸和其他功能；另一个则使我们成为独特的人类，能够创作诗歌、进行数学运算。大脑可能是由两类发育潜能不同的祖细胞构成的复合器官。

研究者追踪小鼠胚胎细胞的去向，发现两类祖细胞在原肠胚形成期同时出现：表达Otx2的细胞形成前脑和中脑，表达Gbx2的细胞形成后脑（也被称为脑干）。人多能干细胞实验进一步显示，两类细胞的染色质开放区域不同，预先限定了各自的发育方向，在所测试的条件下无法相互转换。循着后脑的发育路径，团队培育出了过去难以在体外获得的后脑特定节段运动神经元，并检测到动作电位。这为研究影响吞咽、呼吸的神经退行性疾病提供了细胞模型。跨物种比较还提示，这种双重发育来源可能已保留约5.5亿年。（STANFORD MEDICINE）

· 环境·

纳米塑料可能对生殖和发育健康构成广泛风险

图片来源：Liyao Huang, Wanjing Liu & Chunhua Zhan

塑料污染日益被视为一个严重的环境问题。微小的塑料颗粒可以进入生物体，在生物系统中循环，并有可能到达生殖组织。一项发表于《新污染物》（New Contaminants） 的综述汇总了越来越多的证据，表明聚苯乙烯纳米塑料可能以不同的方式影响男性和女性的生殖健康，并对发育中的后代构成风险。

该综述考察了聚苯乙烯纳米塑料（PSNPs）的研究，PSNPs是研究最广泛的纳米塑料之一。在男性中，实验研究表明，PSNP暴露与睾丸损伤、血睾屏障破坏、精子数量和活力下降、精子形态异常以及睾酮水平变化有关。在女性中，已报道的影响包括卵巢功能改变、激素紊乱、卵泡发育减少、卵母细胞生成减少以及胚胎着床受损。在动物模型中，亲代暴露于PSNP与受精成功率降低、发育异常、幼虫或胚胎发育受损以及存活率下降有关。一些研究还表明，PSNP可以穿过生物屏障，影响胎盘或胚胎发育过程。在分子水平上，研究人员发现氧化应激是连接这些效应的核心机制 。PSNP暴露会增加活性氧的产生，并扰乱细胞氧化还原平衡。该综述中确定的其他重要机制包括内分泌紊乱、炎症、自噬和细胞凋亡。然而，研究人员提醒，不应将实验室动物的研究结果直接推广到人类。 目前尚缺乏确凿证据表明PSNP暴露会导致人类生殖障碍 ，而且许多实验研究使用的颗粒浓度或材料并不能完全反映真实世界的暴露情况。（SHENYANG AGRICULTURAL UNIVERSITY COLLABORATIVE JOURNALS）

· 化学·

可吞服纸电池在临床前研究中给医疗装置供电

可吞服电子装置能帮助医疗专业人员监测健康水平，递送治疗药物，采集体内信息，但这类装置需要一个安全可靠的电源。《自然·化学工程》（Nature Chemical Engineering）发表的一项研究指出，一款能在体内给医疗装置供电并最终降解的可吞服纸电池在临床前研究（包括在猪体内开展的研究）中展现出应用前景。

研究团队开发了一种由镁和三氧化钼制成的纸基电池，并评估该电池在在一系列猪的临床前研究中的表现。该电池能产生1.84伏的峰值电压，在猪胃里能正常工作最多三天，并在猪的食道里给一个无线标签供电，该标签能与1.5米外的接收器稳定通讯。该电池还能给一个胶囊供电，该胶囊能用电刺激胃20分钟，这种方法被用于治疗会影响胃排空的胃肠道疾病。作者未观察到与这种刺激相关的显著组织损伤。研究结果表明，生物可吸收电池可以给用于健康监测和电治疗的临时可吞服装置供电。但作者也指出，测试中只使用了少数动物，且电刺激使用的电路板不能生物降解，需要自然排出体外。用于人体测试前，仍需开展进一步研究评估长期安全性，并开发出完全可生物降解的装置。（Nature）

· 医学·

RNA疗法可能有助于在GLP-1减重期间保持肌肉

司美格鲁肽等GLP-1类药物能帮助减重，但脂肪减少的同时，肌肉也可能流失；停药后，体重还容易反弹。如何在减脂时保留更多肌肉，是改进这类疗法的重要问题。美国西北大学团队在《美国科学院院刊》（PNAS）报告了一种实验性RNA疗法：通过促进脂肪产热，增加能量消耗。在小鼠中，将其与司美格鲁肽联用，既能增强减脂效果，也能减少瘦体重损失，为改善减重期间的身体组成提供了新思路。

该疗法利用一小段RNA抑制ZFP423基因，解除它对白色脂肪“米色化”的限制，让原本主要储存能量的脂肪获得消耗能量、产生热量的能力。研究者先在普通饮食和高脂饮食小鼠中测试单药效果，再开展联合治疗实验。与单用司美格鲁肽相比，联合组小鼠的瘦体重损失从约10%降至5.5%；治疗结束时，体内脂肪约为4克，单药组则接近8克，联合组的葡萄糖耐量也有所改善。目前结果仍来自动物实验，团队正在人类细胞中测试类似疗法，人体效果尚待验证。（NORTHWESTERN UNIVERSITY）

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