医疗科研前沿技术盘点:海外AI医疗/基因研究态势良好
干预外周感觉神经元可缓解自闭症相关症状
2019年8月8日,来自哈佛医学院DavidD.Ginty实验室的研究人员发现,外周感觉神经元特异缺失Shank3的小鼠,同整体缺失Shank3的小鼠类似,对碰触和刺激更加敏感,无法区分不同材质,并伴随焦虑表现。从这些结果可以看出,触感神经元异常,是自闭症的基本特点之一。通过引入不能通过血脑屏障的GABA受体激动剂异四氢烟酸(Isoguvacine),发现异四氢烟酸可以有效的活化a型GABA受体,降低Mecp2缺失和Shank3缺失小鼠的过度应激反应。进一步研究发现,异四氢烟酸可以降低外周感觉神经元的活化和放电水平。接下来,作者采用感觉神经元特异性缺失GABA受体基因Gabrb3的小鼠,异四氢烟酸的各种作用,在这种小鼠上都减缓或消失。由此可以说明,异四氢烟酸可以通过作用于外周感觉神经元的GABA受体,起到缓解小鼠过度应激的作用。
最后,作者探究了异四氢烟酸是否有希望可以作为治疗和缓解自闭症的药物。作者给Mecp2和Shank3自闭症小鼠长期低剂量注射异四氢烟酸,发现与仅给予安慰剂的小鼠相比,给药组的小鼠体重增加,健康指数较高,自闭症相关的焦虑,过度应激和社交障碍等症状也有不同程度的减轻,记忆衰退和无法区分材质这些症状却没有明显改善。这些结果说明,虽然仍存在问题,但异四氢烟酸十分有希望成为治疗和缓解自闭症的新药。
深度学习方法可协助临床医生准确诊断糖尿病视网膜病变
近日,来自芬兰阿尔托大学的科学家们通过研究发现深度学习方法可以协助临床医生准确诊断糖尿病视网膜病变及黄斑水肿,通过深度学习的方法可以快速诊断糖尿病视网膜病变及黄斑水肿,并且同时能够采集患者视网膜及黄斑的高分辨率图像,对于糖尿病相关眼部并发症的诊断及治疗具有重要的临床意义。
深度学习是机器学习领域中一个新的研究方向,它被引入机器学习使其更接近于最初的目标——人工智能。深度学习是学习样本数据的内在规律和表示层次,这些学习过程中获得的信息对诸如文字,图像和声音等数据的解释有很大的帮助。深度学习使机器能够模仿视听和思考,解决了很多复杂的模式识别难题,使得人工智能相关技术取得了很大进步。
基于多尺度螺旋纤维束的仿生可伸缩性生物组织支架
近日,美国麻省理工学院、北京航空航天大学和浙江理工大学科研人员在国际著名期刊《美国科学院院刊》(PNAS)在线发表了螺旋纤维束用于高度可伸缩的人造微组织的研究论文。该研究提出了一种简单普适性的制备多级结构螺旋纤维的方法,对其力学性能进行了理论模拟,并研究了其作为细胞生物组织支架的动态拉伸细胞生物活性。
研究者受天然生物组织多尺度纤维的启发,通过纺丝技术结合加捻方法仿生设计并制备了多尺度结构螺旋纤维束,研究了原始纤维束和多尺度结构螺旋纤维束的力学性能,通过优化不同的材料成分,获得了具有高达1500%的超高应变多尺度纤维束,进而探讨了不同结构纤维束在动态拉伸状态下作为细胞支架的生物活性稳定性。研究表明,多尺度螺旋纤维束由于具有独特的螺旋圈结构,在动态拉伸细胞活性方面明显优于一级纤维束,材料表面的多尺度周期性拓扑结构不但可以改变细胞的物理特性,同时还可以通过调控特定转录因子向细胞核的运输,诱导充间质干细胞朝肌肉细胞的定向分化。
论文提出的方法为制备先进柔性材料、工程设计材料、细胞生物学的发展等提供新的技术支持,所制备的材料在人类健康监测、可穿戴电子、可伸缩性制动器、人造生物器官等领域具有潜在的应用。
PLoSOne:虚拟现实技术可以减轻患者的疼痛
近日,来自美国Cedars-Sinai医疗中心的医务人员通过研究发现VR可以作为一种安全有效的方式帮助患者减轻疼痛,这是一项前瞻性随机对照研究,共纳入了120名患者作为研究对象,其中VR组61人,对照组59人。医生利用三星公司研发的VR设备给予VR组患者21种VR体验,对照组患者观看普通的电视节目,之后分别由护理人员在治疗前、治疗后24小时及治疗后48小时记录患者的疼痛分数。
研究结果表明,与对照组相比,VR组患者的疼痛分数明显降低。研究人员认为VR技术可作为一种有效的、无创的治疗方式减轻患者的疼痛,该技术为临床治疗疼痛提供了新的方式。
转基因微型肝脏组织首次在实验室培育成功
近期,匹兹堡大学的研发团队在国际期刊CellMetabolism上发表文章报道了首次实验室转基因微型人类肝脏培育成功,有望帮助模拟人类肝脏疾病的进展及新型治疗手段的开发。文章阐明了研究者们如何将遗传工程化的人类细胞转化成为功能性3D肝脏组织,并模拟了非酒精性脂肪肝。动物模型是目前进行药物研究的主要方法,但动物的基因多态性与人体存在很大差异从而导致药效差异,因此在实验室中培育出的遗传工程化微型肝脏组织有望为疾病进展的不同阶段提供一个更可靠的药物试验平台。
目前这种微型肝脏组织在短期内还无法应用于移植的临床试验中,但有望通过后期深入研究,开发出可用于人类临床试验的人造肝脏组织。
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