《自然》及子刊綜覽

　　《自然》

　　通過神經刺激恢復大鼠膀胱功能

　　根據近日《自然》在線發表的一篇論文，一種通過電刺激和光輸入控制神經活動的生物光電子系統可以恢復大鼠的膀胱功能。經過進一步的研發和測試，該系統或能成為一種治療疾病和器官功能障礙的新方法。

　　生物電子醫學采用工程系統刺激神經系統，以緩解疾病癥狀。這類系統可能也融合了光遺傳技術，即利用光控制活細胞（一般是神經細胞）。但是，目前的生物電子系統缺乏靶向特定器官所需的特異性，因此有可能產生意外的副作用。

　　美國伊利諾伊州西北大學的John Rogers、Robert Gereau及同事開發了一個微型生物光電子系統，并將其植入患有藥物誘發的膀胱功能障礙的雌性大鼠體內。植入物包括一個閉環（自調節）系統和若干互聯組件：一個傳感器，用以監測膀胱充盈情況；一對微尺度LED，用以照射膀胱進行光遺傳學控制；一個無線單元，用以為系統提供動力；以及一個數據監測裝置。大鼠對上述裝置耐受良好，在植入后的7天內，未觀察到明顯炎癥反應或體重/運動變化。

　　該系統能夠實時自動識別排尿的病理類型，并觸發LED以光遺傳學方式刺激特定的膀胱神經作出反應。最后，大鼠恢復了正常的膀胱功能。雖然還需要經過進一步的測試和適當的擴展比例才有可能將該系統應用于人類，但是研究人員認為該技術原理有望帶來較為廣泛的生物學應用。

　　相關論文信息：DOI: 10.1038/s41586-018-0823-6

　　《自然》

　　科學家揭示瘧原蟲入侵人體機制

　　研究人員近日首次繪出惡性瘧原蟲相關蛋白復合物的三維結構，這對開發瘧疾疫苗具有重要意義。瘧疾每年導致全球約50萬人死亡，目前尚無經批準上市的有效疫苗。惡性瘧原蟲是常見的一種瘧原蟲，導致了許多瘧疾死亡病例。

　　澳大利亞沃爾特和伊麗莎·霍爾醫學研究所等機構研究人員近日在《自然》上發表論文說，他們利用低溫冷凍電子顯微鏡技術，首次描繪出惡性瘧原蟲體內由Rh5、CyPRA和Ripr3種蛋白質組成的蛋白復合物的三維結構圖。

　　這種蛋白復合物是瘧原蟲入侵人體細胞的“鑰匙”，瘧原蟲依靠它與人體血液中紅細胞內部的受體建立聯系，從而進入紅細胞內部并導致疾病。因此，揭示這種蛋白復合物的三維結構，有助深入理解瘧原蟲入侵細胞機制，并找出阻斷其感染的方法，在此基礎上有可能開發出針對惡性瘧原蟲的疫苗。

　　相關論文信息：DOI:10.1038/s41586-018-0779-6

　　《自然》

　　飲酒和吸煙是食管癌關鍵風險因子

　　根據近日《自然》在線發表的一篇論文，癌癥突變會發生在生理學特征正常的食管細胞內，并會隨著時間推移而積聚。包括飲酒和吸煙在內的風險因子會促使突變細胞數量增加，這證實了這些環境因子對于食管癌發展的重要影響。

　　食管鱗狀細胞癌（ESCC）是一種在亞洲人口中最為常見的食管癌類型。最新研究表明，癌前克隆細胞會在生理正常的組織內出現，但是這些細胞與已經確認的ESCC風險因子（如年齡、飲酒和吸煙）之間的關系卻不甚明了。

　　日本京都大學的小川誠司及同事檢測了139名患者（診斷為ESCC或無癌）的食管組織樣本以調查細胞突變。患者的飲酒和吸煙史也被記錄下來。作者報告表示，許多樣本中包含產生了突變的克隆細胞，尤其是癌相關基因NOTCH1的突變，而且此類細胞可能早在嬰兒期便出現。食管中的突變細胞數量隨機體年齡的增長而增加，在較年老（至少70歲）的患者體內，突變細胞占了食管上皮細胞的相當大的比例。

　　雖然有此觀察結果，但是研究人員報告稱許多這類細胞并不會發展成癌，ESCC的終生罹患風險依然不高。研究人員還指出，重度飲酒和吸煙似乎會加速突變的積聚過程，這意味著這些環境因子對于罹患ESCC的風險具有更關鍵的影響。

　　相關論文信息：DOI: 10.1038/s41586-018-0811-x