尽管在医学领域不断出现发现,但某些疾病仍不适合研究人员治疗。 科学家正在经过充分研究的领域中寻找新的想法。
笼子既小又大。随着科学家对难以治愈的疾病(例如糖尿病或阿尔茨海默氏病)的潜在机制进行更深入的研究,他们越来越接近科学知识的前沿,寻求对科学最黑暗角落的答案。
但是,即使从不同的角度考虑,复杂问题的答案也不总是很明显,因此,您应该不时返回已知的问题,并复习熟悉的事实。
例如,最近有一个新的机构像这样“打开”,“隐藏在视线中”。
间质是充满流体的腔体的系统。 现在人们认为这是人体最大的器官之一。
以前,间质被认为是无关紧要的-像胶水那样支持执行重要功能的“真实”器官。 但是,由于使用了用于处理图像的先进技术,可以近距离观察他-它的大小和重要性显而易见。
科学家们在想,新的身体是否可以弄清水肿,纤维化和癌症迅速扩散的令人不快的能力的原因。
众所周知,在寻找发现时,我们可能需要检验每个假设-仔细观察每一块石头。 Interstitium告诉我们,一些“石头”需要定期更换许多次。
在本文中,我们将研究细胞生物学的已知方面,尝试重新思考它们,并提供了解疾病的非常规方法。
微管:不仅仅是细胞架
细胞骨架是每个细胞胞质中蛋白质的复杂网络。 该术语最早是由Nikolai Konstantinovich Koltsov在1903年使用的。 细胞骨架的主要成分之一是长管蛋白,称为微管。
微管不仅有助于维持细胞结构,而且在细胞分裂和化合物在细胞质周围的转移中也起着至关重要的作用。 微管功能障碍与神经退行性疾病有关,包括那些被称为帕金森氏病和阿尔茨海默氏病的疾病。
神经纤维性肾小球是tau蛋白的异常扭曲链,是阿尔茨海默氏病的标志之一。 通常,tau蛋白与磷酸盐分子结合有助于稳定微管。 然而,在阿尔茨海默氏症的神经元中,tau蛋白所携带的磷酸盐是平时的四倍。
过度磷酸化降低了微管的稳定性,微管的产生速度,还可能导致其破坏。
微管产量的变化究竟如何导致神经退行性变尚不完全清楚,但是,研究人员希望对这些过程的干预有一天能帮助治疗或预防阿尔茨海默氏病。
微管问题并不仅仅与神经系统疾病有关。 自1990年代以来,科学家一直在争论它们是否可能是导致心脏病发作的细胞变化的原因。 对此主题的最新研究得出结论,心脏细胞微管网络中的化学变化使它们变得更硬,收缩能力降低。
该研究的作者认为,开发针对微管的药物最终可以成为“改善心脏功能”的可行方法。
不仅电厂
如果您在学校的生物学课程中学习过线粒体,则可能只记得“线粒体是细胞发电厂”。 如今,科学家们想知道,早在1800年代发现的线粒体是否可能与多种疾病有关。
线粒体不仅仅是一个强国。线粒体在帕金森氏病发展中的作用受到了最广泛的关注。
多年来,隐含的工作中断被认为是帕金森氏病发展的原因。 例如,线粒体中能量产生的复杂化学途径可能发生破坏。 另一个问题是线粒体DNA的突变。
线粒体可能被活性氧的积累破坏,而活性氧是能量生产的副产品。 但是,这些失败如何导致帕金森氏病的严重症状? 毕竟,线粒体存在于人体的几乎每个细胞中。
答案似乎在于受帕金森氏病影响的细胞类型:多巴胺能神经元。 这些细胞非常容易发生线粒体功能障碍。 部分原因是由于它们对氧化应激特别敏感。 多巴胺能神经元也显着依赖钙,钙是一种受线粒体控制的元素。 没有线粒体控制,多巴胺能神经细胞受到不成比例的影响。
还讨论了线粒体在癌症发展中的作用。 恶性细胞无法控制地分裂和繁殖-这在能量上非常昂贵,这意味着主要的嫌疑人是线粒体。
除了线粒体为癌细胞产生能量的能力外,它们还帮助细胞适应新的或压力条件。 由于癌细胞具有从身体的一个部位移动到另一部位,在新的地方定居并继续不懈繁殖的超自然能力,因此线粒体是这里的主要嫌疑人。
除帕金森氏病和癌症外,还有证据表明线粒体与非酒精性脂肪肝疾病和某些肺部疾病有关。 关于这些努力工作的细胞器如何影响疾病的发展,我们仍有很多要学习的知识。
微生物组-下一级别
噬菌体是攻击细菌的病毒。 毫不奇怪,随着人们对肠道细菌的兴趣日益增加,噬菌体开始引起人们的注意。 毕竟,如果细菌会影响健康,那当然意味着杀死它们也会影响健康。
细菌存在于地球上的所有生态系统中。 他们的人数很难估计。 但是,噬菌体的数量要多于细菌。 一位作者称它们为“几乎无处不在”。
噬菌体-使本来就很复杂的细菌更加复杂微生物组对健康的影响是一个复杂的相互作用网络,我们才刚刚开始阐明。 如果我们添加一个sup(人体中的一组驻留病毒),那么任务的复杂性将成倍增加。
我们已经知道细菌在疾病和身体健康状况中的作用。 从这里仅需走一小步,就可以了解有用的噬菌体(特定于不同细菌菌株)如何可以用于医学领域。
实际上,噬菌体已被用于治疗1920年代和30年代的感染。 然而,随着易于存储和生产且更便宜的抗生素的出现,对噬菌体的兴趣下降了。 但是,由于细菌对抗生素具有抗药性的危险,有可能恢复用噬菌体治疗。
噬菌体还具有重要的优势-与抗生素相比,它们可以特异于一种细菌,而抗生素会立即影响多种细菌。
尽管对噬菌体的兴趣开始重新兴起,但一些研究人员已经看到它们在与心血管疾病和自身免疫性疾病,移植排斥和癌症的斗争中的潜在适用性。
乘坐脂质筏航行
每个细胞都涂有脂质膜,使某些化学物质可以进出,而另一些则不允许。 因此,脂质膜不仅仅是壳-它们是复杂的蛋白质复合物。
脂质筏是膜复合体中的独立岛。 它们包含通道和其他结构。 这些结构的确切目的引起了激烈的争论。 科学家们正在努力地弄清楚它们对包括抑郁症在内的许多疾病意味着什么。
脂质膜远不止是膜。最近的研究表明,了解这些区域的运作方式可以帮助我们弄清抗抑郁药的运作方式。
G蛋白是信号传递蛋白开关。 当漂入脂质筏时它们会失活。 一方面,当g蛋白活性降低时,神经元信号也会降低,从理论上讲,这可能会导致某些抑郁症状。 另一方面,抗抑郁药已被证明可以取代脂筏中的g蛋白,从而减轻抑郁症的症状。
有研究已经研究了脂筏在耐药性,胰腺癌和卵巢癌转移以及阿尔茨海默氏病认知能力下降中的潜在作用。
脂质膜的双层结构是在上世纪中叶首次发现的,但是脂质筏是一个相对较新的发现。 关于其结构和功能的许多问题仍未得到解答。
小包装好
细胞外囊泡是微小的囊,在细胞之间运输化学物质。 它们用于在细胞之间进行通讯,并在凝血,细胞衰老和免疫反应等过程中发挥作用。
由于它们在各处传输消息,因此某些东西可能破裂就不足为奇了,这意味着囊泡可能与疾病有关。
此外,由于它们可以携带包括蛋白质和DNA在内的复杂分子,因此它们很有可能运输疾病特异性物质,例如与神经退行性疾病有关的蛋白质。
癌性肿瘤还会产生细胞外囊泡,尽管其作用尚未完全了解,但它们很可能帮助癌细胞在偏远地区定居。
如果我们学会破译这些细胞间信号,就可以了解与疾病有关的许多过程。 从理论上讲,我们要做的就是破解代码。 但是,这并不排除任务的艰巨性。
不仅仅是凝结
如果您回想一下生物学的过程,那么也许您还对一个奇怪的拉丁词-内质网(ER)有了微弱的记忆。 如果幸运的话,也许您甚至会回想起这是一个位于细胞质内靠近核的扁平腔相互连接的网络。 ER最早是在19世纪后期在显微镜下发现的。 他从事蛋白质的凝结,并为细胞外部恶劣的生活条件做好准备。
正确进行蛋白质凝结很重要; 如果不是这种情况,ER将不会将其转移到最终目的地。 在压力期间,当ER发挥更大的作用时,可能会形成错误折叠的蛋白质。 这会导致一种反应,称为未折叠蛋白反应(UPR)反应。
UPR试图使细胞恢复正常功能。 它可以清除未折叠蛋白质的细胞。 为此,停止进一步的蛋白质生产,破坏折叠不良的蛋白质,并激活有助于中断错误凝结的分子机制。
如果ER没有时间使细胞恢复正常功能,而UPR无法使蛋白质恢复正常状态,那么细胞会被凋亡破坏-一种细胞自杀。 内质网应激和随后的普遍定期审议涉及许多疾病,其中之一就是糖尿病。
胰岛素是由胰腺β细胞产生的,由于该激素的水平在一整天都在变化,因此ER应激会随之升高或降低。 这意味着胰腺细胞非常依赖于UPR机制。
研究表明,高血糖对蛋白质合成具有压力作用。 如果UPR无法应对,则胰腺β细胞功能失调,并被凋亡破坏。 随着β细胞的消耗,在必要时将不再产生胰岛素-会发展为糖尿病。
对于那些从事生物医学研究的人们来说,今天是令人兴奋的时刻,从这篇简短的评论中可以看出,我们仍然有很多东西要学习,回顾已经研究的内容与开拓新视野一样有用。
资料来源:蒂姆·纽曼。
疾病战争:重温旧时代的困扰。 由Kostya Sviridov翻译