盘点：2014年生物医学领域30项重大研究成果
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[1] Biomaterials：科学家成功开发出用于再生造血 干细胞的人工骨髓
一项刊登在国际杂志Biomaterials上的研究报告中，来自图宾根大学等处的研究者通过研究开发出了一种人工骨髓，其可以被用于产生造血干细胞，相关研究为揭示天然骨髓的必要特性以及用于开发治疗白血病的疗法提供了新的思路和希望。
血细胞，比如红细胞或者免疫细胞，都可以被位于特殊位置的造血干细胞替代；造血干细胞可以用于治疗某些血液疾病，比如白血病等，患者机体中受影响的血细胞可以被健康个体的造血干细胞所替代，从而治疗血液病患者。
由于适当的骨髓移植并不充分，所以并不是每位白血病患者都可以使用上述方法进行移植治疗，这种问题就可以通过造血干细胞的再生来解决；干细胞微环境是一种具有特性的复杂干细胞环境，骨髓中的相应区域高度疏松，类似于海绵，这种三维结构的环境不仅调节骨髓细胞和造血干细胞，而且还可以实现多种类型细胞之间信号物质的交换。
[2] Cell：改变肠道菌群和肠道间的共生关系或可延长机体寿命
刊登在国际杂志Cell上的一篇研究论文中，来自巴克研究所的研究人员通过对果蝇进行实验，改变其肠道中的细菌和吸收细胞之间的共生关系来促进果蝇的机体健康并且可以有效改善其寿命，这就为研究以肠道老化为特性的机体代谢异常提供了很好的研究模型，并且为揭示肠道细菌作为延长机体寿命的重要角色提供了一定的研究基础。
文章中，研究者Heinrich Jasper表示，尽管当前针对老年个体肠道中菌群的组成和老化疾病之间关系的研究非常多，但是并没有相关研究系统性地阐述机体的肠道从年轻健康到老化产生疾病的过程。这项研究中研究者就揭示了机体肠道中老化相关的改变，比如氧化应激性的增加、炎性增加啊以及免疫系统损伤程度的增加等；研究者将这些改变的因子标明而且对其进行分析列举，从而就可以从某些环节来进行干预改变肠道微生物失衡引发的负面作用。
Jasper表示，果蝇肠道中的细菌载量会随着果蝇机体老化而剧烈增加，最终引发炎性状况；而由压力效应基因FOXO的慢性激活就会诱发肠道菌群失衡，这就会抑制一系列特殊分子（PGRP-SCs）的活性，而这些分子可以调节果蝇机体对细菌的免疫效应。
[3] Cell Stem Cell：科学家成功将皮肤细胞重编程为产生胰岛素的胰腺β细胞
刊登在国际著名杂志Cell Stem Cell上的一篇研究报告中，来自格拉斯通研究所（Gladstone Institutes）的研究人员通过研究开发出了一种新型技术，其可以将皮肤细胞重编程为产生胰岛素的胰腺细胞，这就为开发新型的治疗1型糖尿病的疗法提供了一定思路和希望。
1型糖尿病通常在个体的童年时期表现出症状，其由于胰腺β细胞的破坏所致，β细胞可以产生胰岛素来调节血糖，一旦胰岛素缺失，机体器官就会明显降低对糖分的吸收，比如来自血液的葡萄糖。
研究者Ding表示，当代再生医学就可以潜在不受限制地提供β细胞，随后将其植入病人体内来发挥作用，但是当研究者并没有成功开发出一种运输β细胞的系统，因此使得糖尿病的治疗进程未出现较大进展。
这项研究中，研究者首先从实验小鼠身上收集名为成纤维细胞的皮肤细胞，随后利用特殊分子和重编程因子的混合物对其进行处理，进而将皮肤细胞转化成为内胚层样细胞，内胚层细胞是在早期胚胎中发现的一种细胞，其可以最终分化为机体的主要器官，包括胰腺等。
布莱汉姆女子医院的科学家开发出一种新型显微机器人技术，该技术能够组装符合材料，是3D打印和组织工程的基础。相关报道发表在近期的Nature Communications杂志上。
组织工程和3D打印无疑在未来医学中具有举足轻重的作用。由于缺少足够的器官供体，许多病人都不能恢复健康。用病人自身的细胞进行组织培养产生新器官不仅能够缓解器官供体的问题，还能解决排斥反应问题。
该新技术采用显微控制技术，能够在单细胞水平精确控制分隔细胞的水凝胶结构。该显微机器人由磁场控制，精确度高。这对组织工程有重要意义，因为人类组织结构非常复杂，组织不同层面，不同位置的细胞类型都有可能是有差异的。Tasoglu博士称，该新技术较以往技术的优势在于，能够精确控制，达到组织工程需要的精度。
斯坦福大学医学院的研究者近日揭开了衰老过程中肌肉损伤后自我恢复能力减弱的原因：随着年龄增长，肌肉组织中用于应对损伤修复的干细胞逐渐失去变成新生肌纤维的能力，几乎无法维持自我更新。这项研究在线发表在2月16日的Nature Medicine上。
本项研究的领导者，斯坦福大学微生物与免疫学教授，干细胞实验室主管Helen Blau教授说，"过去人们认为肌肉干细胞自身不会随衰老而发生变化，机能的缺失主要由于细胞所处的外部环境造成，然而，我们从年长小鼠中分离出的干细胞却发生了显著的变化。事实上，相较于年轻小鼠体内分离出的干细胞，三分之二的细胞失去了功能，即使将这些细胞移植入年轻小鼠体内也无法逆转这种功能缺失。"
Blau教授与她的合作者们更是首次鉴别出了使得衰老肌肉干细胞群体恢复年轻的过程。她们发现衰老肌肉干细胞的一个内在缺陷，并且找到了克服这一缺陷的方法。或许不久的将来，人们能用这个新的治疗靶点来帮助年长的病人从肌肉损伤中恢复。
[6] Nature：癌症疫苗研究获突破
疫苗的广泛使用已保护了数百万人的生命，随着人的老去，越来越多人可能成为癌症受害者，而积极开发癌症疫苗治疗可能将会创造奇迹。发表在Nature上的一项新研究中，科学家们在癌症疫苗开发中获得实质性突破。
癌症疫苗的使用会导致铺天盖地的副作用，如免疫系统转向不只针对病变细胞，同时也对健康细胞有影响。研究人员需要了解如何激活我们的免疫系统，使其只杀死癌细胞，但对正常细胞没有任何副作用。
在一项新的研究，奥地利科学院分子生物技术研究所Josef Penninger和他的同事已经确定了实现上述目标的分子机制。免疫系统可以保护人体免受病毒或寄生虫疾病的感染，甚至试图对抗癌症。它能从我们自己的健康组织中区分外部入侵者，并有杀死他们的能力。
近日，来自多伦多圣迈克尔医院研究者的一项最新研究表明，体重过轻个体的死亡风险或许和肥胖个体的死亡风险一样高，相关研究刊登于国际杂志the Journal of Epidemiology and Community Health上。
文章中，研究者Ray对51项揭示BMI（体重指数）和死亡风险之间关系的研究进行了综合分析，结果发现，体重过轻个体（BMI/=35）的死亡风险是正常个体的1.3倍；
研究者表示，他们还将对个体进行5年甚至更长时间的跟踪调查来确定过瘦个体的死亡风险指数，常见的引发过瘦的原因包括营养不良、滥用药物、酗酒、抽烟、低收入状况、心理健康等。
当精子和卵子相遇后受精作用就已经开始发生了，随后精子和卵子就会融合形成胚胎，2005年日本的研究者就发现名为Izumo的蛋白质对于精子识别卵子非常重要；近日，刊登在国际著名杂志Nature上的一篇研究报告中，来自英国桑格研究所（Wellcome Trust Sanger Institute）的科学家通过研究发现，精子和卵子细胞表面相互作用的蛋白质对于开启哺乳动物的生命过程非常重要，这些蛋白质可以帮助精子和卵子互相识别，相关研究为改善不孕症疗法以及开发新型避孕药提供了新的研究思路。
研究者Gavin Wright表示，我们发现的这种名为Juno的蛋白质可以和Izumo蛋白进行配对，没有精子和卵子细胞表面蛋白质的相互作用，受精作用就不会发生；文章中研究人员开发了人工的Izumo蛋白，并且利用该蛋白来识别卵细胞表面的配对蛋白Juno，利用这种途径，精子就可以很快和卵子进行融合开启受精作用。
[9] Cell Rep：最新研究揭开困扰科学家们30年来的 乳腺癌难题
来自美国西雅图Fred Hutchinson 癌症研究中心的研究人员通过研究表明，缺失基因CTCF一个拷贝的小鼠机体中往往存在异常的甲基化水平而且其更容易诱发癌症，相关研究成果刊登于国际杂志Cell Reports上。
CTCF是长期以来一直被众多科学家研究的一种DNA结合蛋白，其对于人类基因组的架构具有重要的影响作用，早在30年前科学家就首次报道了在乳腺癌患者中染色体16号上的CTCF基因的一个拷贝频繁发生缺失，于是科学家就克隆出了人类的CTCF基因并将其投射至人类16号染色体上的相同区域进行研究。
[10] PLoS ONE：科学家发现身材矮小的男性寿命更长
来自夏威夷大学的研究人员通过研究发现，在日本男性中矮小的身材和较长的寿命存在之间关联；研究者Bradley Willcox教授表示，我们可以将人类分为两种：身高5英尺2寸以下和5英尺2寸以上的两类，身高5英尺2寸以下的人们的寿命可以更长一些，而且个体身高越高其寿命越短。
研究者说道，矮个儿男性或许机体中更易出现保护性的长寿基因FOXO3，从而在早期发育和生活中导致身材尺寸更小，而且矮个儿男性血液中的胰岛素水平较低，患癌风险也较低；Willcox博士表示，这项研究中我们首次研究揭示身材尺寸和基因直接相关，此前我们只知道在动物模型中存在这样的关联，但是如今我们利用小鼠、蠕虫等进行研究发现身材尺寸和个体的寿命直接关联。
研究者并未指出特殊的身高或者年龄范围，部分是因为不管你多高，你依然可以保持健康的生活方式，或许这些人机体中会存在FOXO3的基因型但并不是用于增加寿命的基因类型。本文研究在一定范围内对于揭示身高和寿命之间的关联提供了一定的研究数据。
[11] Cell Rep：首次在猴子机体中实现将皮肤多能干细胞诱导分化形成新骨组织
来自国家心肺血液研究所的科学家通过研究首次在猴子机体中，利用来自其机体自身皮肤细胞的诱导多能干细胞（iPSCs）成功制造出了新生骨，相关研究成果刊登于国际杂志Cell Reports上。
研究者Cynthia Dunbar表示，我们已经设计出了动物模型，就是利用猕猴来检测这种多能干细胞疗法的有效性；由于猕猴和人类非常相近，因此如果该疗法的确有效，那么就可以将其也应用于人类机体中来治疗人类的疾病。
而且研究者还表示，利用这种模型也可以阐明一种来自未分化的自体iPSCs的确可以诱发畸胎瘤的形成，然而肿瘤的形成是非常缓慢的而且需要一定数量的iPSCs才能够发生，而本文主要对研究者利用自体的iPSCs产生新骨进行了报道，其对于临床研究具有重要的意义。自体细胞主要表现为iPSCs可以产生任何类型的组织，利用这些细胞进行组织修复并不需要较长的时间，而且也无需利用毒性免疫抑制药物来抑制机体的排斥反应。
[12] Cancer Cell：肿瘤干细胞存在的确凿性证据
一项研究首次遗传跟踪识别出人类患者中的肿瘤干细胞，在牛津大学和瑞典卡罗林斯卡研究所科学家带领的国际研究小组研究了一组骨髓增生异常综合征患者，骨髓增生异常综合征是一种恶性血液疾病，其经常发展为急性髓系白血病。他们的研究结果发表在Cancer Cell杂志上，为肿瘤干细胞的存在提供了确凿的证据。
肿瘤干细胞的概念已经引人注目多年，但一直是有争议的观点。任何癌症的根源是一小部分癌细胞，这一小部分癌细胞负责驱使病人的癌症生长和进化。这些癌症干细胞自我补充和产生其他类型的癌细胞，如正常干细胞产生其他正常组织一样。这个概念是很重要的，因为它表明，只有发展摆脱癌症干细胞的治疗，才能够根除癌症。同样地，如果能有选择地消除这些癌症干细胞，其它剩余的肿瘤细胞将无法维持癌症。
[13] Diabetes：他汀类药物或和糖尿病发生直接相关
刊登在国际杂志Diabetes上的一篇研究论文中，来自麦克马斯特大学的研究人员通过研究发现了一种抑制他汀类药物对机体副作用的新型方法，他汀类药物是一种降低胆固醇及抑制心脏疾病的药物；文章中，研究人员发现了一种连接他汀类药物和糖尿病之间的路径，这项研究或为开发新一代他汀类药物提供了一定思路。
大约1300万人或超过40岁以上的人群都使用过他汀类药物；研究者Schertzer说道，他汀类药物在降低心脏血管疾病事件上是非常受推崇的，但其由于会有副作用，近日有研究发现他汀类药物的服用和糖尿病风险增加直接相关；如果利用他汀类药物改善了机体的代谢情况，那么实际上就可以降低糖尿病发生的风险。
[14] Nature：关键促癌基因或成为新型癌症疗法的靶点
刊登在国际著名杂志Nature上的一篇研究论文中，来自美国明尼苏达大学等处的研究人员通过研究发现至少和20%的癌症发病相关的一种关键促癌基因也有其致病弱点；MYC是和癌症相关的一种基因，其同伙-一种名为PVT1的非编码RNA，其或许可以帮助科学家们理解MYC向癌细胞提供“燃料”的机制。
研究者Anindya Bagchi表示，我们都知道MYC的扩增会引发癌症，但是同时我们也知道MYC并不会单独扩增，其常常会和附近染色体区域的基因一起扩增；因此本文中研究者想知道是否MYC的“邻居”基因在MYC扩增中所扮演的角色。研究者发现MYC和PVT1可以同时进行基因扩增，在细胞中PVT1可以帮助增强MYC蛋白质的危险“活动”。
[15] PLoS Med：爱长痣？当心乳腺癌来袭
根据发表在本周PLOS Medicine杂志上的新研究证实：皮肤色素痣，俗称痣，可能是乳腺癌一种新的预测因子，研究人员Jiali Han和印第安那大学、哈佛大学以及法国INSERM同事报告说，拥有更多数量痣的女性，更容易患乳腺癌。
研究人员使用来自两个大型的前瞻性队列研究的数据，得出上述结论，这两项大型的前瞻性队列研究分别为美国的Nurses' Health Study，其中包括74，523名女护士，追访研究了24年，以及法国的E3N Teachers' Study Cohort，其中包括89，902名妇女，追访研究了18年。
[16] PNAS：缺乏睡眠的后果
刊登在国际杂志PNAS上一项研究表明，缺乏睡眠会影响人体的新陈代谢。这项研究对于在合适的时间去检查疾病比如癌症，心脏病还有对药物的有效管理是非常有用的。
研究者调查在睡眠缺乏，生物钟紊乱，新陈代谢与发现一天时间中一个清晰的代谢变化之间有一定的关系。
健康的成年男性志愿者被放置到一个环境中，在这个环境中，光线、睡眠、饮食和姿势都被有效控制。研究者每两小时收集一次血样为了观察一天之中代谢标记物如何改变。在开始的24小时当中，参与者经历了正常的睡眠与苏醒的循环。紧随24小时不休息的状态之后调查睡眠缺乏对代谢节律的影响。结果显示由于睡眠缺乏使得代谢过程显著增加。27种代谢物包括5-羟色胺，相比较于睡眠期，它在睡眠不足期会更高水平的出现。
食物不仅滋养身体，而且影响机体内部的生物钟。近日，研究人员在Cell Reports杂志上的一项报告为如何通过饮食控制来调节生物钟，帮助患者的各种疾病提供了新的见解，研究表明胰岛素也可能参与了生物钟的“重新设定”。
内部生物钟或“昼夜节律”调控身体众多生物学过程，生物钟使能基因在一天中合适的时间最大化表达，从而允许生物体适应地球的自转。
生理和环境之间的节奏慢性不同步，不仅降低生理性能，而且还给不同的疾病如糖尿病，心血管疾病，睡眠障碍和癌症带来显著高风险。
[18] Maturitas：锻炼是最好的良药
女性如果将坚持运动比作良药的话就会从中受益，根据昆士兰科技大学一项研究显示，中度到高强度的活动对于老年妇女来说是非常必要的，因为运动能够降低死亡的风险。
昆士兰科技大学健康和生物医学创新研究所教授黛布拉·安德森认为卫生专业人员除了对老年妇女身心健康常规治疗之外，也应为她们量身定制锻炼计划。
安德森教授和夏洛特赛博士合著的一篇发表在国际期刊有关中年健康的Maturitas杂志上的论文通过五年的研究调查得出结论：运动可以促进50岁以上的妇女身心健康的发展。“研究明确显示中度到高强度的运动对身心健康均有好处，特别是可以改善身体状况，促进身体健康。”安德森教授说。
纵观历史，人们一直在寻找长生不老之法，不管是从饮食还是服用维生素药片上，人们尝试了很多种方法；如今，来自英国巴斯大学的研究人员通过研究表示，抗老化疗法比如服用抗氧化剂或限制饮食等仅对抗衰老具有短暂的效应，而且其也存在一定的风险，相关研究刊登于国际杂志Evolution上。
近年来，一种名为间歇性禁食（Intermittent Fasting）或者5：2饮食的一种策略广为流行，名人和媒体都认为这种饮食方式可以降低血压、增加机体寿命以及保护机体抵御各种疾病，比如痴呆症等。
然而本文中，研究者认为这样的饮食方式或许会长期影响机体的免疫系统，使得人们对感染更加敏感；研究者在果蝇机体中研究了4种压力和免疫相关的基因，这几个基因被认为与长寿相关，并且可以帮助理解预期寿命和抵御感染能力之间的关系，相似的基因也会被抗老化疗法（比如绝食疗法或服用抗氧化剂）激活。
用于预防个体患高风险AIDS病毒感染的HIV治疗药片特鲁瓦达频频传来好消息，本周二，在澳大利亚墨尔本国际艾滋病大会上研究者们就讨论了HIV治疗药片特鲁瓦达的功效，研究人员表示，一系列的跟踪研究调查表明，HIV治疗药片的确具有明显的功效，但研究者并不鼓励进行风险性的性行为，如果风险个体偶尔错过服药的话该药物也可以维持有效的机制。
相关研究成果刊登于国际杂志Lancet Infectious Diseases上；该项研究中涉及1600名同性恋男性个体及变性妇女，其均参与了最初的研究，结果显示，每天服用药物特鲁瓦达可以明显降低其感染HIV的风险。
在随后17个月的研究中药物特鲁瓦达对这些参与者免费服用，其中有四分之三的个体坚持服药。一周中至少4天服药的个体几乎不会被HIV感染，而一周2天或者3天服药的个体相比服药时间更短的个体来讲感染风险较低；研究人员会根据患者血液样本的检测结果来告知患者是否需要服药。
[21] Am J Clin Nutr：饭菜飘香真的会让我们食欲大增吗？
我们尝到的美味是由我们的第五感所感知，也就是味觉，我们尝到的其他味道还有甜、咸、酸、苦。谷氨酸盐（它释放类似熏肉的味道）是发现在肉中的一种蛋白质。谷氨酸盐在一些开胃菜中也存在，例如马麦酱，帕玛森芝士和干香菇中。Sussex大学Una Masic博士说：“过去的研究表明，相对于碳水化合物和脂肪含量较高的食物，高蛋白含量的食物能够满足我们的饮食需求。所以，如果食物中蛋白质味道鲜美且能够满足人们的需求，那么在这项研究中我们不禁要问，食物本身的“美味”是否会影响人们随后的进餐量？”
近期刊登在《美国临床营养学杂志》上的一篇文章正在研究两种常见的食品添加剂对人们进食的影响。众所周知，味精和肌酐酸是产生“美味”的来源，在本研究试验中，这两种添加剂被放入到低能量的五香萝卜汤和高能量的五香萝卜汤（蛋白质和碳水化合物混合物）里， Masic博士测试了26个健康志愿者的饥饿程度，以及他们在后一顿饮食中会吃多少。
[22] Cell Reports：与干细胞-衰老-癌症三者相关的基因
一个生物体的健康得益于一个良好的维护系统。器官的正常运作和环境暴露所造成的组织损害，都需要不断进行修复和维护。
虽然我们已经知道器官中的干细胞在此过程中发挥着关键作用，但当修复失败时，机体生物年龄（衰老）会加速，对于这个过程目前还没有很好的理解。近日，西班牙国家癌症研究中心（CNIO）研究人员发现了组织维护机制中的关键基因之一。
这项研究发表在Cell Reports杂志上。尽管衰老、干细胞和癌症之间是相互关联的，但其中的关联机制还没有被明确了解，新研究为解答上述谜题或许带来了新的答案。本研究的重点是基因Sox4，Sox4在胚胎发育过程中表达，它有利于例如胰腺，骨和心脏，以及淋巴细胞的分化。也以一个非常有限的方式在成人有机体中活跃表达，且主要局限于一些干细胞中。
[23] II型糖尿病患者或比非糖尿病患者寿命更长
来自卡迪夫大学的研究人员通过研究发现，接受药物治疗的II型糖尿病患者或许比非糖尿病患者的寿命更长，相关研究刊登于国际杂志Diabetes，Obesity and Metabolism上。
文章中，研究人员对18万人进行了一项大规模的研究，结果发现药物二甲双胍可以用于控制糖尿病患者的机体血糖水平，二甲双胍是人们熟知的一种具有抗癌特性的药物，其可以给非糖尿病患者带来健康的预防作用。
这项研究中，研究者分析研究了服用磺脲（一种治疗糖尿病的口服药）和服用二甲双胍的糖尿病患者的生存情况，结果发现，相比非糖尿病患者来讲，服用药物二甲双胍的个体生存质量得到了明显改善；而服用磺脲的个体的生存质量却发生了明显的降低。研究者表示，这项研究中我们发现便宜广谱的糖尿病药物不仅会给糖尿病患者带来好处，而且也会给非糖尿病的患者带来有益影响，二甲双胍可以帮助抵御癌症以及抵御心脑血管疾病，其可以降低三分之一的糖尿病前期患者发展为糖尿病。
近日，来自明尼苏达大学等处的科学家们通过研究揭开了癌症研究领域的一个谜题，即当染色体老化时促使得恶性细胞绕过细胞正常死亡过程的机制，相关研究刊登于国际杂志Cell Reports上。
长期以来科学家们熟知当细胞不断地重复分裂时往往会引发染色体的缺陷，而染色体缺陷则和癌症发病直接相关，如今研究人员发现人类细胞需要一种特殊的基因来在众多缺陷环境中得以存活。研究者Hendrickson教授表示，我们鉴别出了一种新型基因，其可以调节细胞使其癌变或者正常生存。
随着细胞分裂过程中端粒的分离，染色体就会对彼此的吸附作用变得更加敏感；在正常细胞中，染色体的粘性是一种死亡信号，该信号可以帮助清除机体中不健全的细胞，然而恶性发育的细胞有时候就会躲避过此信号的作用。文章中研究人员发现了一种可以使得衰老细胞躲避死亡的必要组分，利用复杂的基因靶向技术，研究人员就可以将人类细胞中的特殊基因失活，并且研究其对端粒融合的影响，研究者们发现，当基因Ligase 3处于活化状态时衰老细胞就可以躲过死亡一劫。
[25] FASEB J ：1型和2型糖尿病发病机制的殊途同归
近日，曼彻斯特和奥克兰大学科学家发现，糖尿病的两个主要形式（1型和2型糖尿病）是由相同机制导致的。
研究结果发表在FASEB Journal杂志上，新研究提供了令人信服的证据，表明1型糖尿病和2型糖尿病，都是由胰岛淀粉样多肽毒性团块的形成所引起的。
研究结果是在新西兰科学家20年的研究工作基础上获得的，早期研究认为停止胰淀素（胰岛淀粉样多肽）形成这些有毒团块的药物不仅能减缓1型和2型糖尿病进展，而且有可能逆转糖尿病。
