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生命科学
Life science
Trends in Endocrinology & Metabolism是Cell Press细胞出版社旗下的综述期刊,刊登分泌学与新陈代谢各领域令人兴奋的研究进展,并提供开放获取的论文发表形式。从内分泌疾病的最新治疗方法到分子生物学的新进展,Trends in Endocrinology & Metabolism海纳百川,汇集基础、转化和临床研究,探讨重大、变革性概念,是一个全球领先的学术平台。Trends in Endocrinology & Metabolism不是对文献的简单总结,而是囊括了数据的综合,洞见该领域未来的发展方向,为读者提供了新颖的视角。本合辑精选了中国作者新近在Trends in Endocrinology & Metabolism上发表的综述论文,希望大家会喜欢!
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ncRNA介导的HCC脂肪酸代谢重编程
肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)的发病机制、诊断、治疗和预后评估所面临的挑战十分明显。肝细胞特异性脂肪酸代谢重编程是肝癌发生和发展的重要标志;阐明其机制将有助于揭示HCC的复杂发病机制。非编码RNA(noncoding RNAs, ncRNAs)在HCC的发展过程中发挥着重要作用。此外,ncRNAs 还是脂肪酸代谢的重要介质,直接参与了HCC细胞中脂肪酸代谢的重编程。来自武汉大学中南医院的马魏杰(Weijie Ma)和袁玉峰(Yufeng Yuan)团队发表综述论文,重点研究ncRNA介导的代谢酶、代谢相关转录因子和相关信号通路中其他蛋白质的翻译后修饰,回顾了有关HCC代谢调控机制的新的重大研究进展,并讨论了靶向 ncRNA介导的HCC脂肪酸代谢重编程的巨大治疗潜力。
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m6A与巨噬细胞功能:代谢性疾病的新靶点
N6-甲基腺苷(N6-methyladenosine, m6A)是最常见的内部转录修饰之一。有证据表明,在代谢紊乱和各种代谢性疾病中m6A 均发生变化。但尚不清楚m6A在这些情况下发生变化的确切机制。巨噬细胞对固有免疫系统至关重要,在代谢性疾病中发挥着有益或有害的作用。值得注意的是,人们发现m6A 与巨噬细胞表型和功能障碍密切相关。来自桂林医科大学的尹凯(Kai Yin)团队在Trends in Endocrinology Metabolism发表综述论文,从巨噬细胞的发育、活化和极化,脓毒血症和代谢紊乱的角度,总结了m6A在巨噬细胞功能中的作用。此外,研究人员还讨论了m6A介导的巨噬细胞功能如何影响代谢性疾病,包括动脉粥样硬化和非酒精性脂肪肝,并讨论了利用“m6A与巨噬细胞和代谢性疾病”相关研究成果指导代谢性疾病治疗的前景和挑战。
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铁代谢与动脉粥样硬化
铁是否参与动脉粥样硬化的发生?尽管已经有数十年的相关研究,但这一问题仍有争议且尚未得到解决。来自复旦大学和南通大学的钱忠明(Zhong-Ming Qian)团队发表观点文章,重点关注了有关铁在动脉粥样硬化中作用的最新研究进展,并讨论了遗传性血色素沉着病(hereditary hemochromatosis)患者动脉粥样硬化发病率并未增加的可能原因。此外,几项流行病学和动物研究对于铁在动脉粥样硬化中的作用得出了相互矛盾的结果,研究人员对此进行了分析。研究人员认为,在遗传性色素沉着病患者中未观察到动脉粥样硬化,是因为动脉壁(动脉粥样硬化的实际发生部位)中的铁平衡未受到显著影响;研究人员认为动脉壁中的铁与动脉粥样硬化之间存在因果关系。
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代谢性疾病中细胞外囊泡介导的器官间通讯
在生理条件下,机体的部分代谢平衡是通过代谢器官之间的相互沟通来维持的。这种交流是由激素或代谢物介导的,但最近已被扩展到细胞外囊泡(extracellular vesicles)。在生理和病理条件下,细胞外囊泡通过包裹各种生物活性货物(包括蛋白质、代谢物和核酸)参与器官间的交流。来自武汉大学的闫卫(Wei Yan)团队发表综述论文,就细胞外囊泡生物生成、分泌和成分的代谢调控总结了最新发现,并强调了细胞外囊泡货物在癌症、肥胖症、糖尿病和心血管疾病的器官间交流中的生物学作用。此外,研究人员还讨论了细胞外囊泡作为诊断标记物的潜在应用,以及通过细胞外囊泡工程进行代谢紊乱早期检测和治疗的相应治疗策略。
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丝氨酸信号调节代谢稳态与健康
丝氨酸具有在病理或应激条件下参与新陈代谢稳态和健康的功能。值得注意的是,从头丝氨酸合成途径(de novo serine synthesis pathway)在靶向调节免疫反应、细胞增殖和脂质/蛋白质代谢方面发挥着重要作用。由丝氨酸合成途径衍生的丝氨酸残基的呈递可能是一种应激信号,并为代谢稳态与疾病之间的关系提供了新的见解。来自中国科学院亚热带农业生态研究所的何流琴(Liuqin He)、李铁军(Tiejun Li)和印遇龙(Yulong Yin)团队发表综述论文,总结了目前对丝氨酸代谢调控机制的研究进展,讨论了丝氨酸信号如何调控代谢和抗应激过程(包括氧化应激、免疫、能量和脂质代谢、肠道微生物群和神经系统),并提出了丝氨酸代谢维持代谢稳态和治疗人类疾病的可能框架。
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肿瘤代谢物的检测、机制和治疗意义
代谢异常是癌细胞的标志,也是肿瘤进展的关键。肿瘤代谢物对癌症生物学具有多向效应,影响从肿瘤发生、新陈代谢到治疗耐药性等一系列过程。因此,以肿瘤代谢物为靶点,可以为抑制肿瘤生长和抗药性提供有希望的治疗途径。表征癌细胞代谢特征方面的新近研究进展正在揭示肿瘤代谢物的潜在机制和相关代谢网络。来自海南医科大学的Shi Qiu、Yu Guo、唐宋琪(Songqi Tang)、谢毅强(Yiqiang Xie)和张爱华(Aihua Zhang)团队发表综述论文,总结了肿瘤代谢物的各种检测方法、分子机制和治疗靶点,这些进展或可带来以肿瘤代谢物为靶点的癌症疗法。
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p62通过调节新陈代谢在癌症治疗中发挥新的潜在作用
p62是一种重要的多功能衔接蛋白(adaptor protein),参与自噬和许多其他活动。许多研究发现,p62在多种癌症中高度表达,降低其水平可有效降低癌细胞的增殖能力。此外,许多研究还强调了调节癌细胞代谢对于肿瘤治疗的重要作用。最近的报告表明,p62可通过各种机制调节癌细胞的新陈代谢。然而,p62与癌细胞代谢的关系及相关机制尚未完全阐明。来自郑州大学的马亭(Ting Ma)和郑州大学附属第一医院的Zheng Zhou团队发表综述论文,介绍了肿瘤细胞中葡萄糖、谷氨酰胺和脂肪酸的代谢,以及由p62介导的一些可调控癌症代谢的信号通路。
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骨骼肌与脂肪交流中的细胞因子和外泌体 miRNA
骨骼肌和脂肪组织是分泌器官,可释放包括细胞因子和外泌体在内的分泌因子。这些因子通过旁分泌和内分泌途径,介导肌肉和脂肪组织之间的交流,调节全身代谢。骨骼肌分泌因子(myokine)和脂肪分泌因子(adipokine)是分别由骨骼肌和脂肪细胞分泌的细胞因子。外泌体含有核酸、蛋白质、脂滴和细胞器,可与靶细胞的细胞质融合,发挥调节功能。外泌体的主要调控成分是miRNA。此外,通过技术创新还发现了许多新型骨骼肌分泌因子和脂肪分泌因子。这些发现确定了新的生物标志物,并启发了对骨骼肌生长和脂肪沉积分子调控的新认识。来自中国科学院大学的印遇龙(Yulong Yin)和李凤娜(Fengna Li)团队发表综述论文,总结了有关骨骼肌分泌因子和脂肪分泌因子的最新研究进展,这些发现可能有助于开发代谢性疾病的潜在诊断和治疗靶标。
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MASLD全球负担的现状和未来趋势
代谢功能障碍相关脂肪性肝病(metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease, MASLD)已成为全球最常见的慢性肝病,影响着全球三分之一以上的成年人。来自温州医科大学的郑明华(Ming-Hua Zheng)团队发表专题综述论文,总结了MASLD的全球发病率和患病率,以及与之相关的肝内外不良后果。此外,研究人员还讨论了MASLD给医疗保健系统造成的巨大经济负担,进一步突出了采取全球行动应对这一负担沉重的常见肝病的紧迫性。为降低MASLD的全球影响,研究人员强调了早期干预的临床意义,以及包括公共卫生战略在内的整体方法。
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调节性细胞死亡与心肌缺血再灌注损伤
心肌缺血再灌注损伤最常见于冠状动脉疾病,是因必须对缺血心肌及时进行再灌注导致的。心肌细胞死亡是心肌缺血再灌注损伤的重要组成部分,既往认为该机制仅限于细胞凋亡和坏死。随着新型细胞死亡的发现,铁死亡(ferroptosis)、坏死性凋亡(necroptosis)和细胞焦亡(pyroptosis)已被证明与心肌缺血再灌注有关。这些新形式的调节性细胞死亡会导致心肌细胞丢失,并通过影响活性氧生成、钙应激和炎症级联反应加重缺血再灌注损伤,进而介导不良重塑、心脏功能障碍和心力衰竭。来自华中科技大学的魏翔(Xiang Wei )和蒋丁胜(Ding-Sheng Jiang)团队发表综述论文,回顾了铁死亡、坏死凋亡和细胞焦亡在心肌缺血再灌注中的作用,并讨论了它们的病理学贡献。
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赖氨酸乳酸化修饰与肿瘤生物学调控
赖氨酸乳酸化修饰(lysine lactylation)是一种新发现的赖氨酸残基翻译后修饰,它在肿瘤生物学中的关键作用正逐渐显现出来。越来越多的证据表明它通过组蛋白修饰和非组蛋白功能调节来调节转录。通过协调免疫状态的转换和增强肿瘤的恶性程度,赖氨酸乳酸化修饰以错综复杂的形式参与了肿瘤微环境中的大量事件。它对代谢蛋白的优先修饰凸显了其对代谢的特殊调节作用。来自复旦大学的高强(Qiang Gao)团队发表综述论文,重点探讨了赖氨酸乳酸化修饰介导的肿瘤代谢调控效应和潜在机制、决定赖氨酸乳酸化修饰强度的上游因素及其对肿瘤临床诊断和治疗的潜在影响。
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骨骼的能量稳态
骨骼是一个能量库,积极参与全身能量代谢。大量研究确定了骨在生理条件下的燃料需求和生物能特性,以及与骨代谢疾病相关的能量代谢失调。来自中南大学湘雅医院的周海燕(Hai-Yan Zhou)和罗湘杭(Xiang-Hang Luo)团队发表综述论文,回顾了骨细胞的主要能量来源及其调节,以及骨在全身能量平衡中的内分泌作用。此外,研究人员还讨论了骨质疏松症导致的代谢变化。这一领域的探索将有助于加深对骨能量代谢的理解,为解决代谢性疾病带去新的可能。
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老化时钟的滴答声
测量与实际年龄无关的生物年龄和衰老速度的计算模型被称为“衰老时钟”。这些时钟内在计时器的基本计数机制仍不明确。衰老速度的分子介质和决定因素表明,DNA 损伤、表观遗传漂移和炎症起着关键作用。持续的DNA损伤会导致细胞衰老和衰老相关分泌表型(senescence-associated secretory phenotype),从而诱发细胞毒性免疫细胞浸润;这会通过活性氧和活性氮进一步诱发DNA损伤。来自北京大学的韩敬东(Jing-Dong J. Han)发表观点文章,讨论了DNA损伤(或对DNA损伤的反应,包括表观遗传变化)作为细胞周期和细胞衰老基本计数单位并最终导致细胞组成变化和组织功能衰退的可能性,以及关键的干预点。
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细胞增殖过程中的氧化还原要求和调节
细胞内的代谢网络由各种还原氧化反应组成,这些反应发生的时间和空间截然不同。为了协调这些氧化还原过程,哺乳动物细胞利用了一系列在许多氧化还原反应中常见的带电荷分子,包括 NAD、NADP、辅酶 Q和谷胱甘肽。来自清华大学的朱佳俊(Jiajun Zhu)团队发表综述论文,通过分析细胞如何获取和利用电荷载体来维持定向碳通量、维持还原性生物合成和支持抗氧化防御,探讨了细胞增殖过程中氧化还原调节的代谢基础。阐明细胞增殖过程中的氧化还原需求可促进对癌症等人类疾病的了解,并为临床揭示有效的治疗机会。
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衣康酸与宿主炎症和防御
免疫细胞在炎症期间会发生快速而广泛的新陈代谢变化。除了满足能量和生物合成需求外,代谢物还可作为信号分子发挥作用。在感染性和无菌性炎症条件下,衣康酸(itaconate)会在髓样细胞中迅速积累到很高的水平。这种代谢物与细胞内多种蛋白质结合并调节其功能,从而影响新陈代谢、氧化反应、表观遗传修饰和基因表达,并通过与G蛋白偶联受体结合向细胞外发出信号。在临床前模型中,使用衣康酸可预防炎症性疾病,而阻断衣康酸的产生可增强抗肿瘤免疫力。来自复旦大学的叶丹(Dan Ye)和美国Cullgen Inc.的Yue Xiong团队发表专题综述论文,回顾了衣康酸的代谢及其调控,讨论了其靶蛋白和机制,并推测了基于衣康酸的炎症性疾病和癌症疗法的开发原理。
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糖尿病肾病的离子稳态
2型糖尿病并发症是一个重大的全球公共卫生问题,发病率和死亡率都很高,影响着全球几乎所有糖尿病患者。糖尿病肾病是其中一种主要并发症,已成为糖尿病患者终末期肾病的主要病因。从糖尿病发展为糖尿病肾病是一个复杂的过程,通常涉及多种机制。最近,钠葡萄糖共转运体 2(SGLT2)抑制剂在糖尿病和糖尿病肾病中取得了显著的临床疗效,凸显了肾脏离子稳态对疾病进展的重要影响。来自武汉大学人民医院的梁伟(Wei Liang)和丁国华(Guohua Ding)团队发表综述论文,全面探讨了离子稳态对糖尿病向糖尿病肾病过渡的影响,总结了可能的治疗干预措施,并探讨了这一快速发展的领域目前面临的挑战。
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RNAkines 是影响健康和疾病的分泌信使
细胞外非编码RNA(noncoding RNAs, ncRNAs)在细胞间通信中起着至关重要的作用。ncRNA的分泌过程受到高度调控,在不同的生理和病理情况下会产生特定的ncRNA。这些 ncRNA 主要通过细胞外囊泡从起源细胞运输到靶细胞,利用的是内分泌和旁分泌途径。细胞外ncRNA的细胞间影响对于体内稳态的维持和各种疾病的发病机制至关重要。鉴于细胞外ncRNA的独特性,来自南京大学的李菁( Jing Li)和张辰宇(Chen-Yu Zhang)团队以及剑桥大学的Antonio Vidal-Puig发表观点文章,提出将这些新近发现的分泌因子命名为“RNA分泌因子”(“RNAkine”)。研究人员探讨了RNA分泌因子作为细胞间调节因子的作用,特别是它们调节新陈代谢和影响肿瘤发生的能力,强调了RNA分泌因子作为一类独特的分泌因子的定义和重要性。
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探索高乳酸血症与贫血之间的关系
高乳酸血症和贫血症通常同时存在,它们之间的相互影响是一个长期存在的谜题,其机制难以捉摸,涉及体力活动、感染、癌症和遗传疾病。例如,高乳酸血症通过上调肝脏铁调素(hepatic hepcidin)的表达而导致铁限制。越来越多的证据还表明,乳酸是一种重要的信号分子,而不仅仅是一种代谢副产物。来自加州大学洛杉矶分校的Tomas Ganz和来自中国科学院大学的刘思金(Sijin Liu)团队发表观点文章,讨论了贫血与高乳酸血症之间的相互影响,呼吁人们重新考虑乳酸和乳酸化在贫血中的多方面作用,并强调需要填补知识空白,包括乳酸作用的剂量依赖性、乳酸的来源及其亚细胞定位。
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维生素 D 与主要慢性疾病
大量观察性研究表明,维生素D状态与主要慢性疾病(包括2型糖尿病、心血管疾病和癌症)风险之间存在显著的反向关系。然而,孟德尔随机研究和随机对照试验结果表明,提高维生素D水平的益处很小或没有益处。来自华中科技大学的潘安(An Pan)和刘钢(Gang Liu)团队发表综述论文,回顾了将维生素D与主要慢性疾病联系起来的最新文献。由于新出现的证据表明维生素D具备潜在的阈值效应,因此今后有必要对不同的维生素D缺乏或不足人群展开精心设计的研究,以便更全面地了解保持维生素D充足状态对预防主要慢性疾病的影响。
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淋巴细胞代谢失调与自身免疫疾病
淋巴细胞对于抵御感染和癌症的保护性免疫至关重要;但免疫失调可导致自身免疫性疾病,如系统性红斑狼疮和类风湿性关节炎。代谢适应(metabolic adaptation)控制着淋巴细胞的命运;因此,代谢重编程可能促进了自身免疫性疾病的发病。来自中山大学的张辉(Hui Zhang)团队发表综述论文,就代谢重编程如何决定系统性红斑狼疮和类风湿性关节炎中淋巴细胞的自反应性和促炎性,总结了最新研究进展,这些研究揭示了分子机制并为人类自身免疫性疾病提供了治疗靶点。
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二甲双胍作用的直接靶点丨Trends in Endocrinology & Metabolism综述
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