“通用熊貓血”研制成功

3月21日，一項(xiàng)發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》的研究顯示，中國(guó)科研人員通過(guò)細(xì)胞膜錨定分子在紅細(xì)胞表面構(gòu)建聚唾液酸—鹽酸酪胺的凝膠網(wǎng)絡(luò)，成功研制出“通用熊貓血”，實(shí)現(xiàn)了“通用熊貓血”的人工構(gòu)建和安全輸血。

人的血型已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)有超過(guò)30種。而Rh血型系統(tǒng)是已分類的紅細(xì)胞血型系統(tǒng)中最復(fù)雜的一類。RhD陽(yáng)性的人群占世界人口的絕大部分，RhD陰性是非常少見(jiàn)的，如在亞洲，超過(guò)99.5%的人為RhD陽(yáng)性，只有不到千分之五的人是RhD陰性，因此被稱為“熊貓血”。

目前常見(jiàn)的輸血辦法有三種：一是通過(guò)同樣是“熊貓血”的人捐獻(xiàn)，二是患者提前抽出自己的血液以備不時(shí)之需，三是一次性輸入RhD陽(yáng)性血液應(yīng)急。盡管如此，稀有的血源一直困擾著“熊貓血”人群。有沒(méi)有能“一勞永逸”地解決輸血難題的辦法呢？

中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)想到了用“易容術(shù)”將RhD陽(yáng)性的紅細(xì)胞“改造”成RhD陰性的。他們通過(guò)在細(xì)胞膜上引入特殊設(shè)計(jì)的錨定分子，用類磷脂分子復(fù)制出一根根“柱子”錨定在紅細(xì)胞膜表面，然后再通過(guò)復(fù)制細(xì)胞膜最外層唾液酸分子的材料，將聚唾液酸—鹽酸酪胺的凝膠網(wǎng)絡(luò)均勻地構(gòu)建在細(xì)胞表面?？茖W(xué)家通過(guò)引入固定酶分子并借助酶催化反應(yīng)將兩者“粘住”形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。由此，原來(lái)紅細(xì)胞膜上探出頭來(lái)的觸角，也就被掩蔽在了“防護(hù)網(wǎng)”中。有了這樣一層“偽裝”，抗體就識(shí)別不出抗原了，不會(huì)引起免疫反應(yīng)，也就不會(huì)發(fā)生排異了。

科學(xué)家所設(shè)計(jì)的三維凝膠網(wǎng)絡(luò)對(duì)紅細(xì)胞表面的修飾是一種全新的策略，由于其優(yōu)越的生物親和性和對(duì)細(xì)胞膜表面抗原的掩蔽作用，可將RhD陽(yáng)性的紅細(xì)胞轉(zhuǎn)換為可供RhD陰性受血者輸血的“通用熊貓血”，針對(duì)RhD陰性稀有血型的臨床輸血問(wèn)題給出了新的化學(xué)生物學(xué)解決方案，體現(xiàn)了化學(xué)和醫(yī)學(xué)的交叉融合。

目前，“通用熊貓血”已經(jīng)在小鼠體內(nèi)實(shí)現(xiàn)了安全的單次及多次輸血，具有正常的體內(nèi)循環(huán)時(shí)間；同時(shí)也在兔子體內(nèi)驗(yàn)證了RhD抗原的完全掩蔽，且不具備免疫原性?？傮w來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)研究展示了良好的臨床轉(zhuǎn)化前景。據(jù)科研人員透露，下一步除了繼續(xù)推進(jìn)“通用紅細(xì)胞”的研究工作之外，臨床上血小板的輸注也要考慮配型，面臨的問(wèn)題比紅細(xì)胞配型更麻煩，目前相關(guān)的延伸研究正在籌劃。

中國(guó)科學(xué)家在體外重構(gòu)小鼠“人工胰島”

近日，中國(guó)科學(xué)家成功鑒定了小鼠胰島中的干細(xì)胞類群，并借助干細(xì)胞體外培養(yǎng)的方法，獲得了有功能的小鼠“人工胰島”，為下一步人體“人工胰島”的研究提供了理論依據(jù)和技術(shù)支持。

糖尿病是威脅人類健康的三大主要慢性非傳染性疾病之一，中國(guó)的糖尿病患者數(shù)量已達(dá)全球4.3億總病患數(shù)的1/4。因?yàn)橐葝uβ細(xì)胞功能失常導(dǎo)致胰島素分泌不足，許多患者需要終生使用胰島素進(jìn)行治療。近年來(lái)，胰島移植作為新興的糖尿病治療方法取得了一定的成功，但供體胰島的嚴(yán)重不足極大地限制了這種方法的普及。如何源源不斷地獲得可用于移植的胰島β細(xì)胞？一種思路是利用器官或組織自身的成體干細(xì)胞，在體外“仿造”有類似功能的器官。這類基于成體干細(xì)胞獲得的“人工”器官，其安全性、操作簡(jiǎn)單性已在腸道等多個(gè)系統(tǒng)中得到驗(yàn)證。但是，胰島中是否存在成體干細(xì)胞一直飽受爭(zhēng)議，發(fā)現(xiàn)并鑒定胰島干細(xì)胞是培養(yǎng)功能性胰島類器官的先決條件，也是長(zhǎng)期難題。

中國(guó)科研人員在小鼠中開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，在尋找胰島中成體干細(xì)胞的過(guò)程中，在實(shí)驗(yàn)小鼠身上發(fā)現(xiàn)了一群新的細(xì)胞類別——Procr+細(xì)胞。在確認(rèn)這群細(xì)胞與其他已知的胰島分化細(xì)胞截然不同，可能處于未分化的狀態(tài)后，研究人員通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，Procr+細(xì)胞在體內(nèi)正常生理狀態(tài)下可以分化形成胰島的全部細(xì)胞類型，證明這群Procr+細(xì)胞是胰島中的成體干細(xì)胞。

為進(jìn)一步把體內(nèi)的發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化成為體外的應(yīng)用，研究人員建立了一種Procr+胰島干細(xì)胞與血管細(xì)胞共培養(yǎng)的3D培養(yǎng)體系，成功獲得有功能的小鼠胰島類器官。在體外“復(fù)刻”的“人工胰島”包含胰島所有的細(xì)胞類型，與真正的小鼠胰島在功能、形態(tài)等方面都非常相似，能夠迅速地響應(yīng)糖刺激、分泌胰島素。這種小鼠胰島類器官能夠在體外代代“繁衍”到20代以上，每次傳代保持3～7倍的細(xì)胞數(shù)目增長(zhǎng)，即一個(gè)“人造”器官每一周傳一代，每代可以“繁衍”3？7個(gè)“后代”。當(dāng)把這些長(zhǎng)期培養(yǎng)的類器官移植到糖尿病小鼠模型體內(nèi)，小鼠的血糖水平恢復(fù)，糖尿病病征減輕，展示了Procr+胰島干細(xì)胞的應(yīng)用潛力。

該研究首次鑒定了小鼠胰島中成體干細(xì)胞的“身份”，回答了長(zhǎng)期以來(lái)成體胰島是否存在干細(xì)胞這一爭(zhēng)議性問(wèn)題，是干細(xì)胞基礎(chǔ)研究的重大突破。這項(xiàng)工作建立的小鼠胰島類器官的培養(yǎng)體系，能夠作為體外的模型，研究生理及病理?xiàng)l件下胰島細(xì)胞的增殖、分化及其與微環(huán)境的相互作用。該研究為將來(lái)能在體外獲得大量有功能的人的胰島β細(xì)胞開(kāi)拓了新的思路。

科學(xué)家首次CT掃描新中國(guó)“第一龍”

近日，中國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)通過(guò)合作，首次利用CT掃描獲得青島龍奇特的頭飾組成部分——鼻骨內(nèi)部結(jié)構(gòu)及頭飾重建的最新研究成果。該研究3月19日在線發(fā)表于《歷史生物學(xué)》。

自棘鼻青島龍被研究以來(lái)就受到廣泛關(guān)注，其頭飾的有無(wú)、形態(tài)特征、是否中空及其屬種的有效性等存在較大爭(zhēng)議。

在綜合前人研究的基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)棘鼻青島龍的頭飾進(jìn)行了重新復(fù)原重建，認(rèn)為棘鼻青島龍鼻骨內(nèi)部雖為實(shí)心結(jié)構(gòu)，但其與上頜骨共同組成了比目前正型標(biāo)本所顯示的更大的向前上方伸展的中空頭飾，與典型的賴氏龍亞科向后上方伸展的頭飾不同。

此次研究還發(fā)現(xiàn)了棘鼻青島龍鼻骨的另外一個(gè)形態(tài)學(xué)特征，在鼻骨根部也分成兩支，有一個(gè)窄條狀結(jié)構(gòu)夾于其中，無(wú)論外部觀察還是CT掃描均顯示這一結(jié)構(gòu)與周?chē)谋枪呛皖~骨均有明顯界限，且密度也有所不同。

C T掃描還顯示其矢狀面向腹側(cè)變小，近似于半圓形，其尾部與棘鼻青島龍更年輕的副型頭骨的兩個(gè)額骨的鼻骨關(guān)節(jié)面中間的裂隙相似?？茖W(xué)家認(rèn)為這一結(jié)構(gòu)為一個(gè)被沉積物填充的窄溝，是從鴨嘴龍超科基干類群和一些較原始的賴氏龍亞科成員所具有的額骨鼻骨囟演化而來(lái)，而并非此前學(xué)者認(rèn)為的額骨前突。

棘鼻青島龍是新中國(guó)成立后我國(guó)發(fā)現(xiàn)的第一具完整恐龍化石骨架，被稱為新中國(guó)第一龍，也是世界上最為著名的鴨嘴龍類恐龍之一，正型標(biāo)本陳列在中國(guó)古動(dòng)物館。這一重要恐龍化石于1951年由楊鐘健帶領(lǐng)的考察隊(duì)，在山東萊陽(yáng)上白堊統(tǒng)王氏群金剛口組的陸相地層中被發(fā)現(xiàn)并采集，是萊陽(yáng)鴨嘴龍動(dòng)物群的代表物種。

高海拔基因或使喜馬拉雅狼成為新物種

在地球最高山脈的高原草地上，生活著一群以長(zhǎng)鼻子、蒼白色皮毛和低沉嚎叫聲而聞名的動(dòng)物——喜馬拉雅狼。令人驚奇的是，這群具有典型狼群特征的家伙，似乎在基因上有了不同，并很有可能成為一個(gè)新物種。

據(jù)《科學(xué)》報(bào)道，一項(xiàng)新研究表明，這些分布在印度北部、中國(guó)和尼泊爾的狼，與生活在附近的灰狼在基因上存在不同，而導(dǎo)致不同的，正是幫助喜馬拉雅狼適應(yīng)4000米以上低氧高海拔環(huán)境的基因。

喜馬拉雅狼此前一直被認(rèn)為是灰狼的亞種，但兩者實(shí)際上存在著很大差別。喜馬拉雅狼生活在高海拔地區(qū)?；依莿t分布在中國(guó)東部、蒙古和吉爾吉斯斯坦。此外，它們的習(xí)性也不同。灰狼主要捕食嚙齒動(dòng)物，而喜馬拉雅狼偶爾也會(huì)將藏羚羊加入食譜中。喜馬拉雅狼和灰狼還有著各自嚎叫的聲調(diào)，前者比后者的嚎叫聲要持續(xù)時(shí)間短、頻率低。

現(xiàn)在，在中國(guó)、塔吉克斯坦和吉爾吉斯斯坦采集的狼糞樣本提供了它是不同物種的基因證據(jù)。研究人員從樣本中提取了86只喜馬拉雅狼的DNA。分析表明，與灰狼不同，喜馬拉雅狼攜帶的特殊基因可以幫助它們克服缺氧，增強(qiáng)心臟功能、促進(jìn)血液中氧氣輸送，這與藏族人和其馴養(yǎng)的狗、牦牛類似。該研究小組近日在《生物地理學(xué)雜志》上報(bào)道了上述發(fā)現(xiàn)。

研究人員表示，上述發(fā)現(xiàn)證明，生活在高海拔的狼應(yīng)該被視為一個(gè)獨(dú)特的物種，或者至少是一個(gè)“進(jìn)化的重要單元”。他們還支持此前認(rèn)為的，這些很少被研究的犬科動(dòng)物擁有現(xiàn)代狼中最古老的血統(tǒng)，它們?cè)?0萬(wàn)到63萬(wàn)年之前開(kāi)始走上不同于其他狼的進(jìn)化道路。