撰文 | 雁南飞 小学森 庐州月
责编 | 既来知
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跑两步就跑不动了，你的肠道可能缺少这种细菌
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虽然训练可以提高人类的运动表现，但其他因素也不可忽视。例如，最近的几项研究表明，肠道微生物群可能有助于改善运动表现。日本庆应义塾大学先进生命科学研究所Shinji Fukuda通过分析25名男性长跑运动员的比赛成绩后发现，运动员粪便中单形拟杆菌（Bacteroides uniformis）的丰度与其3000米比赛成绩间存在相关性。在随后的一项随机、双盲、安慰剂对照研究中，研究人员让健康男性志愿者服用α-环糊精，以增加肠道中的单形拟杆菌总量。结果表明，补充α-环糊精可以提高人体的耐力运动能力。此外，在小鼠实验中，食用单形拟杆菌显著延长了动物游泳的持续时间；动物盲肠短链脂肪酸浓度以及肝脏中与糖异生相关酶的基因表达均上升，肝糖原含量降低。该研究表明，单形拟杆菌可能通过促进肝脏内源性葡萄糖生成，增强个体的耐力运动能力。
► 文章链接：https://www.science.org/doi/epdf/10.1126/sciadv.add2120
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抗抑郁药促进细菌耐药？
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细菌耐药已经成为全球性的公共卫生问题，导致病患死亡率上升和医疗费用增加。一般认为，细菌耐药主要由抗生素的不合理使用造成，但是，同样占据药品市场巨大份额的非抗生素类药物（例如抗抑郁药）对细菌耐药的贡献仍不为人知。最近，澳大利亚昆士兰大学水和环境生物技术中心Jianhua Guo团队使用不同浓度的常见抗抑郁药舍曲林、度洛西汀、依他普仑、阿戈美拉汀和安非他酮对大肠杆菌进行60天孵育后发现，诱导产生的突变菌株对环丙沙星、粘菌素、红霉素、卡那霉素、左氧氟沙星等抗生素产生不同程度的耐药性。有些菌株还表现出多重耐药性。数学模型预测，抗抑郁药可加速耐药菌的出现，并且这种耐药特性会在细菌休眠期保存下来。该研究首次披露了抗抑郁药的使用也会增加细菌耐药风险。
► 文章链接：https://doi.org/10.1073/pnas.2208344120
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睡眠不好为什么会引发疼痛？
神经性疼痛是一种与睡眠障碍高度相关的慢性疼痛。一方面，慢性疼痛患者经常受睡眠障碍困扰，如睡眠时间不足、睡眠质量差和失眠等。另一方面，睡眠障碍也会提升个体出现自发性疼痛症状的风险。近日，美国哥伦比亚大学医学中心Guang Yang课题组通过神经性疼痛的小鼠模型发现，外周神经损伤后，基底前脑基底前核（anterior nucleus basalis，aNB）中的胆碱能神经元在非快速眼动（NREM）睡眠期间越来越活跃。这些神经元直接激活初级躯体感觉皮层（S1）中表达血管活性肠多肽的中间神经元，导致锥体神经元的去抑制和异常性疼痛。aNB神经元的活跃是由受损的外周传入神经引发的臂旁核（parabrachial nucleus，PB）输入增加引起的。在NREM睡眠期间抑制这一通路便可纠正神经元过度激活，并减轻疼痛症状。该研究表明，睡眠期间的PB-aNB-S1通路对慢性疼痛的产生和维持至关重要，抑制这一途径具有治疗神经性疼痛的潜在应用价值。
► 文章链接：https://doi.org/10.1038/s41564-022-01301-x
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如何让肌肉细胞能量满满？
线粒体被称作细胞的“能量工厂”。位于线粒体内膜的呼吸链（包括复合物I~IV等成分）可将质子进行跨膜转运，并在ATP合成酶的作用下生成ATP，即能量。肌肉活动需要大量的能量，因此，增强线粒体活动可能成为治疗肌肉紊乱的干预措施。在线粒体，复合物I、III和IV可以进一步组装成超复合物（supercomplex），也叫呼吸小体（respirasome）。最近，日本东京都老人综合研究所Satoshi Inoue团队鉴定出一种在呼吸链超复合物组装过程中起关键作用的酶-脾酪氨酸激酶（spleen tyrosine kinase，SYK）。在小鼠成肌细胞中，抑制SYK可明显提升呼吸链超复合物的组装速度。腹腔注射一段时间的SYK抑制剂后，小鼠的运动能力更佳，表现为奔跑的距离和持续时间都明显增长，肌肉的耗氧率显著提升。该研究为线粒体呼吸链超复合物的功能提供了更深见解，也提示通过此方向开发具有临床应用前景的治疗诸如肌肉无力等疾病的方法。
► 文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-023-35865-x
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可对心脏进行连续成像的超声贴片
心脏功能的连续成像对于评估长期心血管健康、检测急性心脏功能不全以及优化危重症或手术患者的临床干预措施非常重要。传统的无创心脏功能成像法由于设备体积较大无法进行连续测量，而现有的可穿戴心脏设备只能采集到皮肤表面信号。最近，美国加州大学圣迭戈分校神经影像学系Sheng Xu团队研发出一种能对心脏功能进行连续、实时和直接评估的可穿戴超声设备。该设备由压电式传感器阵列、液态金属复合材料电极和三嵌段共聚物支持层构成，只有创可贴一般大小，与人体皮肤有良好的贴合作用，可在佩戴者运动时从不同角度对心脏进行检查。Sheng Xu团队还开发了一个深度学习模型，可从连续图像记录中自动提取左心室容积，生成心脏关键性能指标的波形（如心搏量、心输出量和射血分数）。总之，该超声贴片能够在多种环境中对人体心脏性能进行高精度动态监测。
► 文章链接：https://doi.org/10.1038/s41586-022-05498-z
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可以自己发电的伤口敷料
近些年，由于无创进行、副作用小和操作简单，电刺激（electrical stimulation）逐渐在创伤护理和促进伤口愈合方面得到越来越多的应用。但是，当前的电刺激治疗仍需患者住院，由专业医师进行，设备也需要外接电源。近日，中国台湾国立清华大学生物医学工程研究所Zong-Hong Lin团队开发出一种可以自己发电的伤口敷料，能有效促进伤口愈合，并可预防伤口感染。该敷料以上下两层壳聚糖水凝胶作为封装层，包裹两层碳纤维（电极层）和一层Bi2Te3纳米板（热催化层）。其中，电极层与可穿戴摩擦纳米发电机（TENG）相连，通过电刺激增强伤口部位细胞增殖、迁移和血管形成；Bi2Te3纳米板可通过感知伤口周围的温度差异合成过氧化氢，有效抑制细菌生长。该敷料的治疗效果已在动物实验得到很好证实，展现出广阔的临床应用前景。
► 文章链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adc8758
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