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磁刺激作为脑调节和修复的治疗方法：潜在的分子和细胞机制
摘要：神经和精神疾病通常无法治愈，因此创新的非药物治疗，包括非侵入性脑刺激，是令人感兴趣的治疗工具，因为它们旨在触发内在的神经修复机制。一种常见的脑刺激技术是将脉冲磁场应用于受影响的大脑区域。然而，由于使用了许多不同的刺激参数，对磁脑刺激的研究变得复杂。磁脑刺激通常分为两种联系不紧密的方法：（1）临床使用的高强度刺激（0.5-2 特斯拉，T）和（2）实验或流行病学研究的低强度刺激（µ T-mT）。据报道，这两种方法的人体试验都产生了有益的结果，但其背后的生物学原理尚不清楚，因此最佳刺激参数仍然不明确。在这里，我们旨在汇集来自人体、动物和体外研究的关于磁脑刺激生物学的已知信息。我们确定了不同刺激方案的共同影响；展示了不同类型的脉冲磁场如何与神经组织相互作用；并描述其效应背后的细胞机制——从细胞内信号级联，到突触可塑性和网络活动的调节，再到神经回路的长期结构变化。磁生物学的最新进展表明，可以解释低强度刺激对大脑的影响的明确机制。低强度局部磁刺激具有高强度刺激所不具备的广泛刺激参数，因此可能成为一种适用于人类的潜在强大治疗工具。
在没有错配修复的情况下，主要编辑的效率和保真度会得到增强
Prime 编辑 (PE) 是一种强大的基因组工程方法，能够将碱基替换、插入和删除引入任何给定的基因组位点。然而，PE 的效率差异很大，不仅取决于目标基因组区域，还取决于编辑细胞的遗传背景。在这里，为了确定哪些细胞因素会影响 PE 效率，我们针对 32 个 DNA 修复因子进行了有针对性的遗传筛选，涵盖了所有已报道的修复途径。我们表明，根据细胞系和编辑类型，错配修复 (MMR) 的消融可使 PE 效率提高 2-17 倍，涵盖多种人类细胞系、编辑类型和基因组位点。关键 MMR 因子 MLH1 和 MSH2 在 PE 位点的积累表明 MMR 直接参与 PE 控制。我们的研究结果为 PE 机制提供了新的见解，并提出了如何优化其效率。
基于CRISPR/CAS9介导的同源指导修复的有效标记基因切除策略
摘要：为了将转化的细胞与非转化细胞分离，抗生素可选标记基因通常用于遗传转化。获得转基因植物后，通常有必要从植物基因组中去除标记基因，以避免调节问题。但是，许多无标记的系统耗时且劳动力密集。同源性修复（HDR）是使用同源臂进行同源重组的过程，以实现DNA双链断裂（DSB）的精确修复。定期间隔间隔的短质体重复序列（CRISPR）/CRISPR相关蛋白9（CAS9）系统是一种强大的基因组编辑工具，可以有效地引起DSBS。在这里，我们分离了一个在茎，射击尖端和渗透性中高度表达的基因的水稻启动子（P SSI），并通过使用此P SSI驱动CRISPR/CAS9介导的HDR用于MarkerFree（PSSICHMF），从而确立了高耐高率序列 - 切除策略。在我们的研究中，在73.3％的T 0植物和T 1植物的83.2％中检测到PSSICHMF诱导的标记基因缺失。在T 1后代获得了高比例（55.6％）的纯合标记植物。重组GUS报告者ADAD分析及其对重组产物的测序显示由PSSICHMF方法介导的精确缺失和修复。总而言之，我们的CRISPR/CAS9介导的HDR自动拆卸方法提供了一种节省时间和有效的策略，用于从转基因植物中去除标记基因。
MUSICiAn：通过无控制突变谱分析对参与 DNA 修复的基因进行全基因组识别
动机：了解 DNA 双链断裂 (DSB) 修复所涉及的因素对于开发靶向抗癌疗法至关重要，但许多基因的作用仍不清楚。最近的研究表明，某些基因的扰动可以改变 DSB 修复后留下的序列特异性突变的分布。这表明全基因组筛选可以通过识别基因来揭示新的 DSB 修复因子，这些基因的扰动会导致在给定 DSB 位点观察到的突变分布谱与野生型有显著偏差。然而，为全基因组扰动筛选设计适当的对照可能具有挑战性。我们探索了这样一种想法，即全基因组筛选可能允许我们放弃使用传统的非靶向对照，方法是将分析重新定义为异常值检测问题，假设大多数基因对 DSB 修复的影响最小。结果：我们提出了 MUSICiAn（突变特征目录分析），这是一种组合数据分析方法，通过测量所有光谱分布与集中趋势的偏差，对没有对照的基因扰动特定突变谱进行排序。我们表明 MUSICiAn 可以有效估计现有 Repair-seq 数据集的伪对照，筛选 476 个基因和 60 个非靶向对照。我们进一步将 MUSICiAn 应用于全基因组数据集，该数据集分析了 CRISPR-Cas9 在三个靶位点诱导的突变结果，这些突变发生在细胞中，每个细胞的个体扰动为 18,406 个基因。MUSICiAn 成功恢复了已知基因，突出了剪接体在 DSB 修复中不太受重视的作用，并揭示了进一步研究的候选基因。可用：github.com/joanagoncalveslab/MUSICiAn。
评估基于 CRISPR 的 Prime Editing 在类器官中对癌症建模和 CFTR 修复的作用
Prime editing 是最近报道的一种基因组编辑工具，它使用与逆转录酶融合的切口酶 cas9，直接在目标位点合成所需的编辑。在这里，我们探索了 prime editing 在人类类器官中的应用。常见的 TP53 突变可以在人类成体干细胞衍生的结肠类器官中正确建模，效率高达 25%，在肝细胞类器官中高达 97%。接下来，我们功能性地修复了囊性纤维化 CFTR-F508del 突变，并将 prime editing 与 CRISPR/Cas9 介导的同源定向修复和腺嘌呤碱基编辑在 CFTR-R785* 突变上进行了比较。对 prime editing 修复的类器官进行全基因组测序未发现可检测到的脱靶效应。尽管在目标位点遇到不同的编辑效率和不良突变，这些结果强调了主要编辑在建模致癌突变方面的广泛适用性，并展示了该技术的潜在临床应用，有待进一步优化。
一种支持澳大利亚自然修复的生态知识系统 - 事实书2024年10月
•生态系统模型：状态和过渡模型（STM）用于综合有关不同生态系统类型的动态和恢复选项的知识。它们可以用于项目计划中，以识别当前的生态系统状态和状况。这些范围可能从高度修改状态较低的状态到状态很高的“参考”状态。STM还描述了通过恢复结构，功能和组成来改善生态系统条件所需的动作。咨询了一系列专家，以提供建议，知识和数据，以创建反映区域生态系统动态的STM。•国家生物多样性评估系统（NBAS）：NBA将来自生态系统模型，本地项目数据和国家规模映射的信息整合到预测本地和整个系统层面项目的预期生物多样性益处。系统水平的整体好处包括对景观连通性的贡献，恢复高度清除的植被类型以及生物多样性的整体持久性。•原住民的知识，价值和数据：CSIRO和DCCEEW认识到原住民人民1作为传统所有者和知识持有人的重要作用。正在进行的工作正在探索原住民知识，价值和数据如何与EKS适当相互作用。目前正在进行一个框架共同设计的过程，以指导这种交互。此过程认识到土著数据主权的重要性，支持土著领导力并使适当的治理系统领导共同设计。__________________________________________________________________________________________
小分子靶向治疗诱导残留肿瘤细胞对 DNA 双链断裂修复的依赖
* 通讯作者。kris.wood@duke.edu。贡献 MA、RSS、OML 和 KCW 概念化了该项目。MA、ML、CFB 和 KCW 负责方法论。MA、ML、HXA、RSS、HMH 和 CFB 进行了体外机制和验证研究 MA、ML、CEE 和 DLK 进行了体内机制和验证研究 MA、CG、CMB、CEM、TGB 和 KCW 对肿瘤标本进行分类和分析 MA、CJF、HAY 和 KCW 进行了肿瘤基因组序列和相关生存分析 数据由 MA 和 KCW 整理 原稿由 MA 和 KCW 撰写 所有作者审阅并编辑了论文。MA 负责可视化。KCW 监督该项目。资金由 MA、HXA、RSS、TGB 和 KCW 获得
小分子靶向治疗诱导残留肿瘤细胞对 DNA 双链断裂修复的依赖
* 通讯作者。kris.wood@duke.edu。贡献 MA、RSS、OML 和 KCW 概念化了该项目。MA、ML、CFB 和 KCW 负责方法论。MA、ML、HXA、RSS、HMH 和 CFB 进行了体外机制和验证研究 MA、ML、CEE 和 DLK 进行了体内机制和验证研究 MA、CG、CMB、CEM、TGB 和 KCW 对肿瘤标本进行分类和分析 MA、CJF、HAY 和 KCW 进行了肿瘤基因组序列和相关生存分析 数据由 MA 和 KCW 整理 原稿由 MA 和 KCW 撰写 所有作者审阅并编辑了论文。MA 负责可视化。KCW 监督该项目。资金由 MA、HXA、RSS、TGB 和 KCW 获得
小分子靶向治疗诱导残留肿瘤细胞对 DNA 双链断裂修复的依赖
经过靶向治疗后仍能存活下来的残留癌细胞，是最终产生耐药性疾病的“储存库”。尽管人们对靶向治疗残留细胞非常感兴趣，但由于我们对这种细胞状态中存在的脆弱性了解有限，因此努力受到了阻碍。本文，我们报告了各种致癌基因靶向疗法，包括表皮生长因子受体 (EGFR)、间变性淋巴瘤激酶 (ALK)、KRAS 和 BRAF 抑制剂，可诱导 DNA 双链断裂，从而诱导致癌基因匹配的残留肿瘤细胞中共济失调毛细血管扩张突变 (ATM) 依赖性 DNA 修复。在细胞系、小鼠异种移植模型和人类患者中观察到的这种 DNA 损伤反应是由涉及激活 caspase 3 和 7 以及下游 caspase 激活的脱氧核糖核酸酶 (CAD) 的途径驱动的。反过来，CAD 又通过 caspase 介导的其内源性抑制剂 ICAD 的降解而激活。因此，在 EGFR 突变型非小细胞肺癌 (NSCLC) 模型中，经小分子 EGFR 靶向疗法治疗后存活下来的肿瘤细胞在合成上依赖于 ATM，而与 ATM 激酶抑制剂联合治疗可在体内消灭这些细胞。这导致 EGFR 突变型 NSCLC 小鼠异种移植模型（包括来自既定细胞系和患者肿瘤的模型）中反应更具渗透性和持久性。最后，我们发现，与没有有害 ATM 突变的 EGFR 突变型 NSCLC 患者相比，携带 ATM 中同时发生的功能丧失突变的罕见 EGFR 突变型 NSCLC 患者在第一代 EGFR 抑制剂治疗中表现出更长的无进展生存期。总之，这些发现为基于机制的 ATM 抑制剂与现有靶向疗法的整合提供了理论依据。
小分子靶向疗法诱导残留肿瘤细胞中对DNA双链破裂修复的依赖性
用靶向疗法生存的残留癌细胞充当最终抗性疾病的储层。尽管对靶向残留细胞的治疗非常感兴趣，但由于我们对这种细胞状态中存在的脆弱性的有限了解，努力受到阻碍。Here, we report that diverse oncogene-targeted therapies, including inhibitors of epidermal growth factor receptor (EGFR), anaplastic lymphoma kinase (ALK), KRAS, and BRAF, induce DNA double-strand breaks and, consequently, ataxia-telangiectasia mutated (ATM)–dependent DNA repair in oncogene-matched residual tumor cells.在细胞系，小鼠异种移植模型和人类患者中观察到的这种DNA损伤反应是由涉及胱天蛋白酶3和7激活的途径以及下游caspase激活的脱氧核糖核酸酶（CAD）的驱动的。CAD又通过其内源性抑制剂ICAD的caspase介导的降解而激活。在EGFR突变非小细胞肺癌（NSCLC）的模型中，通过小分子EGFR靶向治疗的肿瘤细胞合成依赖于ATM，并与ATM激酶抑制剂在体内消除这些细胞。这导致EGFR突变体NSCLC小鼠异种移植模型的渗透性和耐用反应更多，包括源自已建立的细胞系和患者肿瘤的响应。最后，我们发现，具有携带共同发生的EGFR突变体NSCLC的罕见患者，ATM中的功能丧失突变在第一代EGFR抑制剂疗法中与EGFR突变NSCLC患者缺乏缺乏有害ATM突变的患者相对于第一代EGFR抑制剂疗法表现出扩展的无进展生存率。一起，这些发现为基于机制的ATM抑制剂与现有靶向疗法的基于机制的整合建立了理由。