抗体“路障”可微调心脏恢复,降低心力衰竭的风险

每年有100多万美国人经历心肌梗死,即通常所说的心脏病发作,以及此后不久开始的愈合和重建阶段,这是一个涉及心脏重塑和修复的复杂过程。

这个过程被称为肉芽形成阶段,对愈合至关重要。但由于身体反应以炎症和瘢痕的形式出现,这一阶段同时降低了心功能,显著增加了未来心脏事件的风险,包括心力衰竭。

现在,范德比尔特机械生物学研究人员发表的一项新研究详细说明了微调炎症和细胞活动在心脏恢复中的可能解决方案——这要感谢一种最初为类风湿关节炎开发的抗体。

这篇论文发表在JCI Insight杂志上。

研究,由一个协作团队的丑角范德比尔特大学力学生物学实验室和医学研究实验室范德比尔特大学医学中心,看着炎症阶段后心肌梗死事件和是第一个目标一个特定的蛋白质,称为cadherin-11——在心脏纤维化炎症的主要因素。

这些新发现具有重要意义,因为它们建立在现有研究cadherin-11的基础上,其中包括范德比尔特团队2017年发表的一篇论文,该论文显示了这种特殊抗体如何针对cadherin-11预防钙化性主动脉瓣疾病。

“一定程度的炎症在心肌梗死中是必要的,但会变得过度,并导致不良副作用,”高级作者w·戴维·梅里曼(W. David Merryman)指出。“这项抗体的最新研究显示出一种新的能力,可以更精确地控制纤维化重塑过程中的炎症程度,从而减少疤痕,改善心功能。”

David Merryman(范德比尔特大学)

它是这样发生的:在心肌梗死后,免疫细胞首先被招募来帮助稳定和清除心脏碎片。一旦这个过程完成,炎症信号就开始发挥作用,被称为肌成纤维细胞的细胞开始重塑。通过使用用于阻止类风湿性关节炎患者钙粘蛋白-11的抗体,研究人员能够以类似的目标和微调心脏恢复中的炎症水平,从而使心脏能够更好地恢复,并以更健康的速度恢复运作。

据Merryman说,这种抗体已经经过临床测试,多亏了这项新研究,作为一种心肌梗死后的治疗手段,它很可能会让人兴奋。

“我们使用这种抗体的研究发现,每一项指标都有所改善,”Merryman说。“从钙化性主动脉瓣疾病开始,到现在的心肌梗死,我们已经看到了从短期心脏功能到长期预防进展为心力衰竭的显著改善。这种抗体是心脏康复的重要一步。”

这项工作由美国国立卫生研究院(HL135790、HL115103、HL146951和HL007411)、美国国家科学基金会(1055384和ge -0909667)、美国心脏协会(15PRE25710333)和Leducq基金会资助。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.vanderbilt.edu/2019/09/19/antibody-road-block-enables-fine-tuning-for-cardiac-recovery-decreases-risk-of-heart-failure/

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研究成果来自国家博士后研究员课题为期两天的研讨会

9月5日至7日,来自美国各地大学的博士后办公室主任和经理在范德比尔特大学举行了一次研讨会,讨论一项针对全国博士后研究的研究结果。(苏珊Urmy /范德比尔特)

9月5日至7日,美国各地大学的博士后办公室主任和经理在范德比尔特大学开会,讨论一项针对全国博士后研究的研究结果,其中包括范德比尔特大学和范德比尔特学术路径倡议(Vanderbilt’s Academic Pathways initiative)的研究人员。

理查德·皮特,社会学副教授(苏珊·乌尔米/范德比尔特)

这项研究由社会学副教授理查德·皮特(Richard Pitt)领导的超越博士研究小组(Beyond The PhD Research Group)进行,由美国国家科学基金会(National Science Foundation)研究生教育联盟(alliance for Graduate Education)和教授项目提供的一笔拨款资助。为期两天的会议作为一个论坛,传递了研究的前三年的研究成果,并告知范德比尔特学术路径计划以及其他大学的类似模式,如何更好地服务博士后群体,促进教师的转变。范德比尔特学术路径项目由教务长办公室和美国国家科学基金会AGEP拨款资助,是一个博士后培训项目,旨在解决教授内部对更多样化的迫切需求。

研究生院院长马克•华莱士(Mark Wallace)在致与会者的开幕词中强调了AGEP参与的重要性。他说:“这确实是我们建立这个学术途径管道项目的催化剂,这个项目旨在发现年轻人才,非常强调多样性,并为他们过渡到学术职位提供培训。”“AGEP是种子,它给了我们如何建立一个机构项目的想法。我们很高兴他们提供的支持使我们能够做到这一点。”

,研究生院院长马克·华莱士(Susan Urmy/Vanderbilt)

会议向与会者介绍了自2017年启动该计划以来,他们对STEM博士后研究员的认识。通过分析职业动机、学术和专业身份、研究生和博士后经历,研究小组希望更好地理解学术研究身份,特别是在STEM学科中的女性和少数族裔中。

皮特和研究生院副院长、范德比尔特大学博士后事务办公室(Vanderbilt Office of postph . d. Affairs)和学术路径项目(Academic Pathways program)主任克莱尔·麦凯布(Clare McCabe)牵头的讨论,集中在制定策略,扩大未来学者对STEM学术职业的参与。一系列报告和白皮书计划十大研究成果,解决职业目标等主题超出了博士后的任命,学术创业,博士后职位作为一个训练的过程,学术职业的利弊,随行配偶,茎博士后学者和教学经验,种族和性别如何影响博士后经历,工作和生活的平衡,在学术界有问题的主要调查人员,以及个人的择业偏好。

Clare McCabe (Susan Urmy/Vanderbilt)克莱尔·麦凯布,研究生院副院长、范德比尔特大学博士后事务和学术途径项目主任(苏珊·乌尔米/范德比尔特)

这次会议是由国家科学基金拨款号HRD-1647196促成的。学术路径计划由范德比尔特大学教务长办公室赞助,另外还有美国国家科学基金会AGEP项目的资助。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.vanderbilt.edu/2019/09/18/research-findings-from-national-study-of-postdoctoral-fellows-subject-of-two-day-symposium/

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星形胶质细胞和癫痫

由利麦克米伦

神经发育障碍结节性硬化症(TSC)的特征通常是严重的癫痫,以及自闭症和精神疾病。星形胶质细胞是一种星形胶质细胞,在大脑中具有多种功能。

Robert Carson医学博士和他的同事提出,对星形胶质细胞功能起重要作用的水通道aquaporin-4 (AQP4)参与了TSC疾病的病理过程。

他们在《疾病神经生物学》上发表的报告中发现,在癫痫手术期间,TSC患者的皮质脑组织中AQP4的表达增加。利用小鼠模型和培养的星形胶质细胞,他们证明Tsc1或Tsc2基因失活(这些基因的突变导致TSC)导致AQP4表达增加。

先前有报道称,AQP4在颞叶癫痫中表达增加,这支持了该蛋白在导致癫痫活动的星形胶质细胞功能障碍中发挥更广泛的作用。AQP4可能是治疗TSC癫痫和其他癫痫性疾病的一个新的治疗靶点。

本研究由美国国立卫生研究院(赠款NS083710, NS056872)资助。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:http://news.vumc.org/2019/09/09/astrocytes-and-epilepsy/

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早期精神病患者的关系记忆

凯尔西Herbers

关系记忆——个体之间形成上下文关系的能力——在慢性精神分裂症中受损,并与海马功能障碍有关。关系记忆障碍是否存在于早期精神病并随疾病进展尚不清楚。

苏珊娜·艾弗里博士和同事们研究了眼动作为关系记忆的一种内隐测量方法在早期精神病患者和健康患者中的应用。参与者观看了人脸场景对,并被要求记住哪张脸与每个背景场景配对。然后,研究人员向参与者展示了三张脸叠加在一起的背景场景,并要求他们将眼睛集中在匹配的人脸上,以识别哪张脸之前是成对的。

据《精神分裂症研究》报道,研究结果显示,健康的对照组在识别之前见过的配对和拒绝未见过的配对方面更准确。在早期精神病患者中,对匹配面孔的优先观察时间更长,而且从未达到与健康对照组相同的程度。

结果表明,早期精神病患者存在部分但不完全的关系记忆缺失。

这项研究由夏洛特和唐纳德测试基金、国家精神卫生研究所(拨款MH70560)、范德比尔特精神基因型/表现型项目和范德比尔特临床和转化研究研究所资助。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:http://news.vumc.org/2019/09/10/relational-memory-early-psychosis/

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移动中的癌细胞更喜欢“舒适的巡航”,遵循可预测的阻力最小的路径

范德比尔特大学(Vanderbilt)生物医学工程师团队的一项新研究显示,虽然癌细胞在转移过程中移动迅速,但它们在选择路径时却相当懒惰。

研究人员称,癌细胞的迁移决定了身体的哪条路径,这取决于它需要多少能量,它们选择在更广阔、更容易导航的空间中移动,而不是在更小、更狭窄的空间中移动,以减少移动过程中的能量需求。这些研究结果表明,能量消耗和代谢是转移转移的重要因素,这为近年来代谢组学和细胞代谢靶向研究作为一种预防转移的方法提供了依据。

这一发现发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上的一篇新论文中,论文题为《细胞力学和约束调节的能量成本可以预测决策过程中的迁移路径》(energy costs regulated by cell mechanics and are predictive of migration path during decision)。

这项研究由科尼利厄斯·范德比尔特大学工程学教授辛西娅·雷哈特-金领导,是第一个对癌细胞转移过程中的能量消耗进行量化的研究,从而能够预测特定的迁移路径。这些新发现建立在莱茵哈特-金实验室(Reinhart-King Lab)今年早些时候发表的类似研究的基础上,该实验室发现了癌细胞在迁移过程中用来保存能量的“绘图”技术。

Cancer cell migration illustration一种癌细胞在胶原蛋白轨道上迁移,带有荧光生物标记物,显示细胞能量水平。(范德比尔特大学莱茵哈特-金实验室)

“这些细胞很懒。他们想搬家,但是他们会找到最简单的方法。”“通过操纵许多不同的变量,我们能够根据细胞移动所需的能量,追踪并预测细胞对体内阻力最小的路径的偏好。”

这篇论文的第一作者、研究生马修·扎诺特利(Matthew Zanotelli)使用了多种方法来测试和绘制细胞运动图,包括在细胞操纵每个癌细胞的机械特性、甚至是路径本身的物理特性时,通过一个迷宫状的路径跟踪细胞。

虽然这项新研究的范围主要集中在转移性癌细胞上,但扎诺泰利指出,这项研究的结果可能很快会对癌症之外的各种情况产生更广泛的影响。

扎诺泰利说:“这种细胞运动在其他情况下也会发生,比如在发炎和伤口愈合的时候。”“我们很高兴对能量和细胞迁移有了初步的了解,希望它能为未来更广泛的研究奠定基础。”

这项工作得到了美国国立卫生研究院GM131178基金的资助,并获得了辛西娅·雷哈特-金(Cynthia Reinhart-King)获得的NSF-NIH PESO奖(1740900);国家科学基金会研究生奖学金。dge – 1650441;NSERC发现奖助金(RGPIN-2018- 06214)和癌症研究协会下一代科学家奖学金。这项工作的一部分是在康奈尔纳米尺度设施(Cornell NanoScale Facility)进行的,康奈尔纳米尺度设施是国家纳米技术协调基础设施(National nano – coordination Infrastructure)的成员之一,由国家科学基金会(NSF)资助的ECCS-1542081。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.vanderbilt.edu/2019/09/13/on-the-move-cancer-cells-prefer-a-comfort-cruise-follow-predictable-paths-of-least-resistance/

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美国国家科学基金会资助范德比尔特大学研究生培训生项目,为自闭症患者开发工作场所创新

史蒂文森物理学和天文学教授Keivan Stassun (Susan Urmy/Vanderbilt University)

范德比尔特大学(Vanderbilt University)将培训新一代工程师和科学家,以开发创新,将21世纪的劳动力需求与神经多样性个体的才能和能力联系起来,比如那些生活在自闭症谱系障碍中的人,这要感谢美国国家科学基金会(National Science Foundation)提供的300万美元拨款。

该基金将建立一个名为“神经多样性激发科学与工程”的研究生培训项目。NISE将在未来五年内为大约50名工程和科学专业的研究生提供奖学金。其他学科的研究生将能够加入该计划并参与培训机会。

史蒂文森大学物理学和天文学教授、计算机科学教授Keivan G. Stassun说:“许多神经多样性的个体,包括自闭症患者,在许多领域都有很高的需求,但他们的潜力仍未得到充分利用。”“NISE将培训研究生设计新的技术和方法,这些技术和方法将受到自闭症患者需求和能力的启发。”

Stassun是工程学院新成立的第一个自闭症和创新中心的主任,他将担任NISE项目的主任,该项目由NSF研究培训计划资助;研究生院院长马克·华莱士(Mark Wallace)和听力和语言科学教授露易丝·b·麦克加沃克(Louise B. McGavock)将担任该基金的首席研究员。华莱士指出,这是范德比尔特大学在研究生院开设的第一个跨学科的博士培训项目。

范德比尔特大学研究生院院长马克·华莱士

华莱士说:“我们认识到,我们生活在一个由神经多样性个体组成的社区中,这一认识启发了NISE的概念,但我们往往无法认识到神经多样性思维方式所带来的非凡创造力。”“我们计划培养一批新的学者,他们完全接受神经多样性,并利用它推动科学和工程领域的发现。”

该项目呼吁传统上独立的STEM学科的学生从事有三个总体目标的研究:了解成年自闭症患者的独特能力,并学习如何将这些能力与21世纪的劳动力需求相匹配;为自闭症患者创造就业和工作场所成功的原型辅助技术;探索有助于更好地利用自闭症患者的才能和促进组织创新的商业实践。

除了常规的研究生课程要求,学员还将完成三个跨学科的新课程核心:暑期学校、研讨会、工业和政府实习、创业和商业化培训,以及通过浸入式教学与本科生互动。

该计划的一个核心部分是招募、指导和提升妇女、弱势群体和残疾人。该计划的合作伙伴包括菲斯克-范德比尔特硕士至博士。桥梁计划,一个国家在STEM毕业生多样性的典范,和第一个自闭症和自闭症中心创新学院的暑期实习项目吸引了一大批神经系统多样化的STEM新生。

NISE将与工程学院和文理学院的STEM博士项目紧密合作。此外,许多受训者的项目将涉及与数据科学研究所合作分析大数据集。其他项目将包括与正在加大神经多样性招聘力度的大公司一起测试工作场所创新;欧文管理研究生院(Owen Graduate School of Management)领导力发展项目的学者将成为关键合作伙伴,帮助NISE学员与这些公司的领导者建立联系。

在皮博迪教育与人类发展学院(Peabody College of education and human development)、范德比尔特·肯尼迪中心(Vanderbilt Kennedy Center)和范德比尔特大脑研究所(Vanderbilt Brain Institute)等多个学院和神经多样性研究中心,该大学拥有悠久的知名专业知识。

Stassun说:“由于培训具有很强的企业家精神和商业化方面的特点,我们成功获得这一独特的培训拨款,是对该校创新投资的有力支持。”

赠款提案由杠杆提案组织和发展(L-POD)计划支持,该计划为联邦政府资助的大规模和/或战略性机会提供提案发展援助。L-POD是副教务长办公室研究发展和支持的一部分。

有兴趣招募和指导NISE学员的教师可能希望成为第一自闭症中心的成员创新。

想了解更多信息,请发邮件给Julianne Vernon。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.vanderbilt.edu/2019/09/11/nsf-funds-vanderbilt-graduate-trainee-program-to-develop-workplace-innovations-for-those-with-autism/

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合作将寨卡病毒疗法引入临床

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比尔斯奈德

范德比尔特大学医学中心(Vanderbilt University Medical Center)的研究人员正与荷兰生物制药公司Batavia Biosciences和总部位于纳什维尔的IDBiologics合作,将三年前分离出的一种强效齐卡病毒中和抗体带到临床。

蚊子传播的寨卡病毒被认为会导致小头症,异常小的头部,以及其他先天畸形的儿童出生的感染妇女。目前还没有办法预防寨卡病毒感染及其后果。

Batavia Biosciences宣布,它已经签署了一份许可协议,将使用Horizon Discovery开发的一套细胞系表达系统,用于开发高产、表达抗体的细胞系。Horizon Discovery是一家总部位于英国剑桥的生命科学公司。

巴达维亚最初将部署该系统,与VUMC和IDBiologics合作生产抗寨卡抗体。IDBiologics正在使用一个专有平台,发现和开发用于治疗和预防传染病的人类抗体。

范德比尔特疫苗中心(Vanderbilt Vaccine Center)主任、IDBiologics联合创始人、医学博士小詹姆斯·克罗(James Crowe Jr.)说,“我们很高兴能与巴达维亚合作,让这种有前景的寨卡抗体疗法更接近临床。”“制备最先进的抗体药物需要跨学科的团队,巴达维亚、IDBiologics和范德比尔特将实现这个项目的重要元素结合在一起。”

2016年,VUMC研究人员与圣路易斯华盛顿大学医学院(Washington University School of Medicine In St. Louis)的同事合作,报告分离出一种人类单克隆抗体,这种抗体在小鼠模型中“显著减少”了寨卡病毒的感染。

这种抗体被称为ZIKV-117,它以一种前所未有的方式与寨卡病毒的“表位”或部分抗原结合。

范德比尔特抗体和蛋白质资源中心主任罗伯特·卡纳汉博士说:“这种病毒的‘致命弱点’是抗体结合的抗原决定基。”“这是一种非常特殊的抗体。我们对此非常兴奋。”

大多数抗体药物是在中国仓鼠卵巢(CHO)细胞系中产生的。标准化生产流程在美国受到美国食品和药物管理局(Food and Drug Administration)的高度监管,是获得批准在人体中进行新的抗体药物临床试验的关键一步。

生产秋线是非常困难和昂贵的实现。Horizon Discovery开发的GS敲除CHO K1细胞系表达系统是一种高效的选择高表达克隆细胞产生所需单克隆抗体的方法。

克劳是范德比尔特大学医学院儿科学、病理学、微生物学和免疫学安·斯科特·卡里尔教授。卡纳汉是儿科、放射学和放射科学的副教授。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:http://news.vumc.org/2019/09/04/partnership-to-help-bring-zika-virus-therapy-to-clinic/

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斑马鱼帮助修复受损的视网膜

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比尔斯奈德

范德比尔特大学(Vanderbilt University)的研究人员上周在《细胞报告》(Cell Reports)杂志上发表报告称,这种微小的斑马鱼可能掌握着在人类身上再生受损视网膜的秘密。

目前,治疗视网膜退行性疾病的有效方法很少,比如老年性黄斑变性(AMD),这是数百万55岁以上美国人失明的最常见原因。另外10万名患有色素性视网膜炎的美国人的预后也同样不乐观。他们中的许多人在40岁时法定失明。

哺乳动物不能自发地再生因疾病而丢失或受损的视网膜神经元。但是对于像1英寸长的斑马鱼这样的硬骨鱼类,视网膜损伤会引发自发的再生反应,恢复视网膜结构和功能。斑马鱼在生物学和医学研究中被广泛用作“模型生物”。

由于视网膜的细胞和结构在脊椎动物(从鱼类到人类)中高度保守,了解斑马鱼如何再生受损的视网膜,可能会带来增强人类视网膜再生的新方法。

范德比尔特大学生物科学系的James Patton博士及其同事探索的一个关键因素是microRNA, miR-216a,它调控Dot1l的表达,Dot1l是一种参与调控基因表达的酶。

他们发现,抑制miR-216a可以启动Muller glia (MG)的分化和增殖,MG是斑马鱼视网膜再生神经元的来源,部分通过释放抑制Dot1l。下一步是测试抑制miR-216a是否可以诱导MG重编程和哺乳动物增殖。

史蒂文森大学生物科学教授、范德比尔特大学跨学科研究生项目主任巴顿说:“穆勒神经胶质构成了斑马鱼视网膜上的一个成年干细胞,我们的目标是确定可以激活的途径和基因,以诱导人类视网膜上类似的行为。”

巴顿的合著者包括研究生Nergis Kara、Matthew Kent和Kamya Rajaram、生物科学研究副教授Dominic Didiano博士、本科生Anna Zhao和Emily Summerbell。

这项研究由美国国家眼科研究所(NEI)资助的EY024354和EY019759,范德比尔特视觉研究中心核心资助的EY008126,以及“大胆目标倡议”资助的EY027265,旨在通过再生眼睛和视觉系统中的神经元及其连接,找到恢复视力的方法。

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微管的正负

比尔斯奈德

《细胞生物学杂志》9月号的封面刊登了Marija Zanic及其同事的研究成果。这张图片是动态微管延长(teal)的蒙太奇从稳定的微管种子(红色)体外生长。

微管是一种蛋白质聚合物,它可以组装成动态的结构,对细胞分裂、形状、运动和细胞内货物的运输至关重要。

调控微管功能和活动的蛋白质已被认为与阿尔茨海默氏症(Alzheimer ‘s disease)和癌症等疾病有关。通过研究微管的工作原理,科学家们希望找到治疗这些疾病的新方法。

微管的“正”端和“负”端在生长和收缩之间切换,这种现象被称为“动态不稳定性”。现在Marija Zanic博士和他的同事们已经发现,微管蛋白亚基分裂的不同速率(微管蛋白的“非速率”)是两个端之间关键动态差异的基础。

研究人员还发现,一种负极定向运动蛋白,即人类的kinesin-14 HSET,通过抑制负极微管蛋白的“失速”来促进负极的稳定性,即使在受到失稳的kinesin-13 MCAK运动的挑战时也是如此。

他们的报告发表在9月份的《细胞生物学杂志》(Journal of Cell Biology)上,并登上了杂志的封面。报告指出,正负微管末端的调控被整合在一起,形成了细胞微管动态结构的基础。

该研究由美国国立卫生研究院(赠款GM119552、GM086610、GM008554)、人类前沿科学项目和塞尔学者项目资助。

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盐如何增加血压

由利麦克米伦

盐敏感型高血压影响了大约一半的高血压患者,但饮食中盐如何导致血压升高、肾脏损伤和心血管疾病的确切机制仍不清楚。

Annet Kirabo, DVM, MSc, PhD和他的同事们最近发现,钠进入免疫系统抗原呈递细胞(APCs),并促进了IsoLG (isolevandin)蛋白加合物的形成,导致炎症和高血压。他们现在发现,盐敏感激酶SGK1在这一途径中起着关键作用。

他们发现,在过量盐的作用下,SGK1增加了APCs上上皮性钠通道的表达和组装。这增加了NADPH氧化酶的激活,这是一种参与孤立体形成的酶。APCs中缺乏SGK1的小鼠可以保护肾脏免受炎症和血管功能障碍的影响,并且与高盐饮食相关的高血压也较少。

发表在《高血压》9月刊上的研究结果为盐敏性高血压定义了一条新的途径,并表明SGK1可能是治疗这种疾病的一个重要靶点。

这项研究由美国心脏协会和美国国立卫生研究院(赠款HL142937, HL130497)支持。

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