内分泌系统,肠道微生物群和内分泌干扰物之间的相互作用是多方面的研究领域,对人类健康具有重要意义。研究主题“肠内内分泌中的内分泌破坏者”旨在提供这些组件及其互连的最新概述。内分泌系统中的破坏损害激素的产生,可能导致各种健康问题,包括肥胖,糖尿病,胃肠道和生殖疾病以及与内分泌相关的癌症。相反,肠道菌群起着几种重要作用,包括免疫和激素调节,影响全身性障碍和对感染的敏感性,并帮助消化复杂的碳水化合物,脂肪和蛋白质,产生短链脂肪酸(SCFAS)(SCFAS)和其他代理机构,并贡献了贡献的蛋白质和其他系统。由于肠道和口服微生物群的密切联系,任何肠道营养不良都可能改变口服的生理状态,影响局部和全身状况(1)。因此,在某些临床状况下,肠道菌群可能是诊断和治疗的有用工具(2)。
随着人工智能 (AI) 和物联网 (IoT) 的融合重新定义了行业、商业和经济的运作方式,对边缘节能和高性能计算的需求呈指数级增长。神经形态计算是一种新兴的计算范式,受到生物大脑的低功耗和并行处理能力的启发,克服了传统计算机架构的许多限制。最重要的是,通过在内存中执行计算,神经形态计算克服了冯·诺依曼瓶颈,从而提高了计算能力,同时节省了更多的面积和功耗。虽然已经开发出几种具有出色能效的独立神经形态芯片来运行特定的人工智能算法,但这种数字系统在与边缘传感器连接时仍然会受到影响。这是因为传感输入是非结构化的、非规范化的和碎片化的,这会给具有分离的传感和处理单元的数字系统带来巨大的能源、时间和布线开销。这就需要融合传感、内存和处理功能的内存传感技术,以充分发挥生物电子学和机器人学中使用的高度复杂的传感器和执行器系统的潜力。尽管内存传感和计算的概念还处于起步阶段,但它已经在电子皮肤和仿生眼等专业领域取得了重大进展。然而,这些主要是软件实现,与之相辅相成的硬件挑战尚未得到解决。要充分利用仿生边缘处理能力,仍存在硬件层面(材料和设备)的基本挑战需要解决。因此,“内存传感和计算:新材料和设备迎接新挑战”于去年启动,引发了对最新发展和观点的讨论。来自微电子、材料和计算机科学等多学科背景和不同地区的研究人员已经发表了与此相关的意见和/或原创作品
2型糖尿病(T2DM)在21世纪(国际糖尿病联合会(IDF),2022年)以惊人的速度增长。T2DM及其并发症在所有地区都带来了沉重的疾病负担(Ali等,2022)。确定与T2DM发展有因果关系的因素可以为预防疾病提供重要的证据基础,并促进新治疗策略的发展。肠道菌群(GM)是一个复杂的生态系统,由大约4×10 13种共生细菌,原生动物,真菌,古细菌和病毒组成(Chen等,2021; Martino等,2022)。gm参与了人体的各种生理活性,例如代谢,炎症过程和免疫反应(Fan and Pedersen,2021; Gill等,2022)。越来越多的证据表明,转基因在T2DM等代谢疾病中起重要作用(Gurung等,2020)。T2DM患者患有代谢疾病和慢性炎症状态,并伴有GM障碍(Yang等,2021)。还发现了GM组成的变化与T2DM的发展以及相关并发症的显着关联(Iatcu等,2021),例如,门类细菌群/企业的不平衡与近距离渗透性相关联,与近距离渗透性相关联,并渗透性渗透性,伴有细胞质,伴有细胞质,并渗透性,并伴有细胞处理效果。随后的DM的炎症反应特征(Iatcu等,2021)。也已经报道了几种细菌,例如发酵乳杆菌,足底和酪蛋白,罗斯伯里亚肠道,akkermansia muciniphila和fragilis菌丝,通过降低流量疗法和维持肠道的速度(IIAT)(降低dm)的风险,通过降低DM发育的风险来发挥保护作用(20)。 尽管如此,有必要区分引起疾病的GM的特征以及疾病或其治疗引起的疾病的特征。 孟德尔随机化(MR)是评估可观察到的可修改暴露或危险因素与临床相关结果之间观察到的关系的因果关系的宝贵工具(Sekula等,2016)。 由于孟德尔的种族隔离和独立的分类法,它可以消除与传统观察性流行病学研究相比,可以消除混杂的偏见,并促进了出现的因果途径的分离表型分组风险也已经报道了几种细菌,例如发酵乳杆菌,足底和酪蛋白,罗斯伯里亚肠道,akkermansia muciniphila和fragilis菌丝,通过降低流量疗法和维持肠道的速度(IIAT)(降低dm)的风险,通过降低DM发育的风险来发挥保护作用(20)。尽管如此,有必要区分引起疾病的GM的特征以及疾病或其治疗引起的疾病的特征。孟德尔随机化(MR)是评估可观察到的可修改暴露或危险因素与临床相关结果之间观察到的关系的因果关系的宝贵工具(Sekula等,2016)。由于孟德尔的种族隔离和独立的分类法,它可以消除与传统观察性流行病学研究相比,可以消除混杂的偏见,并促进了出现的因果途径的分离表型分组风险
众所周知,农业和森林生态系统充当陆地生态系统中的重要碳。了解面对气候变化时生态系统碳周期的基本过程和机制对于量化陆地生态系统的碳汇至关重要。生态系统碳循环不能与水和氮循环分开,因此不能在农业和森林生态系统中对气候变化的碳水氮过程的反应和适应性进行进一步研究。该研究主题发表了10篇论文,以获得对农业和森林生态系统中碳 - 水氮相互作用的基本机制和过程的新见解,以响应气候变化。垃圾分解是一个关键的生物地球化学过程,它对森林和草原生态系统中的碳和氮循环深刻影响。气候因素可以显着影响垃圾分解速率,碳固换以及CO 2和N 2 O.CO 2和N 2 O.的温室气体的排放。对37个发表研究的351个样本进行了全面的元分析,以探讨太阳辐射和降水对垃圾分解和CO 2发射的互动效应。他们发现太阳辐射显着增加了垃圾分解,这取决于降水状态。同时,Li等人。通过对青海藏高原上的长期操纵变暖实验,研究了变暖和开垦对N 2 O发射的影响。他们的结果表明,通过增强土壤硝化和相关的
在不懈地追求可持续的农业实践时,社会已经凝视着替代合成化肥的替代方案,并认识到它们对它们施加的显着环境影响。在众多替代方案中,使用促进植物生长的细菌(PGPB)的使用已成为一种有前途的解决方案,鼓励以既有效又具有环境可持续性的方式彻底改变植物营养的潜力。植物与PGPB之间的相互作用是自然界的奇观,其中包括各种相互作用,这些相互作用远远超出了简单的营养提供。这些显着的微生物通过利用不可用的营养素并合成必需的植物激素的能力,对植物代谢产生了深远的影响,即使在具有挑战性的条件下,增强了生长和韧性。挑战的核心是植物 - 微生物相互作用的神秘性质,充满了使甚至最经验丰富的研究人员混淆的复杂性。寻求阐明各种环境条件的植物与微生物之间的动态相互作用仍然是一项艰巨的任务,但对于释放PGPB在可持续农业中的全部潜力至关重要的任务。在他们对知识的不懈追求中,研究人员利用了奥米奇技术的力量破译了基于植物与细菌之间共生关系的生化,遗传,基因组和分子相互作用的复杂网络。,尽管取得了进展,但许多谜团仍未解决,令人着迷的发现正在等待探索。在我们坚定地致力于提高作物改善和促进可持续农业的承诺中,我们很自豪地提出一个研究主题,致力于揭开植物 - 细菌关系的奥秘。当前的研究主题包括一份综述,一份简短的研究报告文章和10项针对(i)选择有效的微生物菌株的原始研究及其在减轻非生物压力的潜力方面的表征; (ii)利用有效的微生物物种增强
与许多其他环境一样,海洋和沿海环境容易受到气候变化的影响(IPCC,2023年)。海洋占据了世界表面的70%,具有巨大的生物量生产潜力,但是气候压力源会影响生态系统功能以及水生生物的健康和生长。了解气候变化将如何影响海洋粮食生产,因此可能的适应策略至关重要。虽然木磨坊的产量稳定或下降,但据信水产养殖在粮食安全中起着越来越重要的作用,有助于供应高质量的粮食,以满足不断增长的地方和地区社区以及全球人口的需求(Aksnes等人,2017年,2017年; FAO,2024年)。因此,我们必须考虑不断变化的海洋环境如何支持可持续的粮食生产。海洋热含量的观察记录表明,海洋变暖正在加速(Cheng等,2019)。海洋热浪(MHW)是异常的温暖海水事件,可能会对海洋生态系统产生重大影响(Oliver等,2021)。全球海平面上升和沿海流量的预测显示,随着极端事件变得更加激烈,许多物种的脆弱性水平增加了(Voustdoukas等,2018)。但是,关于气候变化对粮食生产的影响有许多知识差距,从根本上讲,由于影响暴露,风险水平和适应潜力的因素有许多不同的因素(Falconer等,2022)。研究主题,例如“不断变化的海洋中的粮食生产潜力”,以增加该主题的重点和相关性。结果该研究主题包含七个原始研究文章和一个观点。两篇研究文章考虑捕获猎犬,而其他研究则关注水产养殖。研究包括一系列实验,分析和建模方法,以解决与整体研究主题保持一致的问题。对粮食产量增加的需求正在给全球野生种群带来额外的压力,而捕虫的开发过多是一个主要风险。挑战之一是影响人口水平的多种因素,Yulianto等人研究了这一研究主题。Yulianto等人专注于印度尼西亚的蓝色游泳蟹(Portunus pelagicus)。结合了一系列方法来评估填充性的可持续性,并通过多个方面的方法来改善实践,从而整合技术,政策,监管和监测。在对Bigeye Tuna(Thunnus obesus)的薄片的分析中,Ding等人。使用鱼类库存的预测模型来分析气候变化对捕获的影响。
人类免疫系统与细胞内细菌之间的战斗是一种复杂而有趣的生存和破坏舞蹈。先天免疫力,是人体针对入侵微生物的第一条防御线,在这种冲突中起着关键作用。本社论探讨了对抗细胞内细菌的先天免疫的机制和策略,强调了免疫系统在维持人类健康中的关键作用。先天免疫是对传染剂的非特定,快速和有效的反应。它依赖于对微生物(称为病原体相关的分子模式(PAMP)的保守分子模式的识别(1)。这种认可触发了一系列旨在消除威胁的免疫反应。先天性免疫对细胞内细菌的关键策略之一是检测和消除感染细胞的能力。此过程涉及通过模式识别受体(PRR)在吞噬细胞(例如巨噬细胞和树突状细胞(Sankar和Mishra))表面检测PAMP。PRR识别细菌成分并启动信号级联,从而导致细胞因子和其他免疫介质产生。这些细胞因子然后募集并激活其他免疫细胞以消除受感染的细胞。另一个重要的策略是抗菌肽(Duarte-Mata和Salinas-Carmona)靶向和破坏细胞内细菌。这些由各种免疫细胞产生的肽具有破坏细胞膜或干扰必需细胞过程的能力。一些抗菌肽甚至充当信号分子以协调免疫反应(Duarte-Mata和Salinas-Carmona)。凋亡是一种最近发现的机制,其先天免疫与细胞内细菌作斗争。此过程的特征是感染宿主细胞的裂解和细胞内含量的释放,这使免疫系统警告感染的存在(2)。凋亡是通过caspase-1激活引发的,响应于PAMP或与损伤相关的分子模式(DAMP)。caspase-1激活导致加油蛋白D的寡聚化,该dasdermin d在细胞膜中形成毛孔,从而导致细胞裂解。细胞内细菌或其成分通过这些毛孔触发
糖尿病会影响全球4.25亿个人,预计在未来20年中,数字将增加到6亿人(1)。在1型糖尿病(T1D)中,患者经历胰岛素产生降低引起的胰岛素缺乏症,而在2型糖尿病(T2D)中,患者经历了胰岛素抵抗(IR),通常与肥胖有关(2)。导致IR发展的主要因素是增加氧化应激,高血糖和脂质水平升高(3)。尽管有助于控制血糖水平的疗法进步,但心血管并发症仍然是该人群发病率和死亡率的主要原因(2、4、5)。在心脏中,IR会导致钙处理,线粒体功能障碍和代谢不足的失调,导致一系列病理,其中包括心肌 - 心脏情感功能障碍,舒张性障碍功能障碍,心肌细胞死亡,心肌死亡和内膜骨化(6,7,7,7,7,7,7)。与IR相关的血管事件通常与高血压和增强的血栓形成环境有关(8、9)。虽然阻塞性血凝块可以导致心肌梗塞,脑血管事件或关键的肢体缺血,并且由于血小板与止血蛋白之间的复杂相互作用而发生(10)。在这种高度异质的人群中,发展此类并发症的风险是可变的,并取决于一系列因素,包括年龄,糖尿病持续时间,血糖控制和IR。在内分泌学领域的这一研究主题中,我们介绍了8篇文章,旨在探索IR与心血管健康之间的关系。他等人。动脉硬化是糖尿病的众所周知的并发症(11)。检查了放射线间脂肪组织(IMAT)分析是否可以用作指示T2D患者动脉硬化的诊断措施。总共包括549例新诊断的T2D患者,并使用颈动脉斑块负担来表明动脉粥样硬化。构建了三个模型以评估动脉粥样硬化的风险:临床模型,一个放射组学模型(基于胸部CT图像的IMAT分析)和临床放射线组合组合模型(一种整合临床放射学特征的模型)。使用曲线和DELONG测试下的区域比较了这三个模型的性能。临床 - 放射线组合模型和放射线学模型表明,在表明动脉粥样硬化方面的性能更好。作者
微纳器件与技术研究是信息科学与生命科学交叉领域的重要前沿,在神经科学和医学应用领域具有重要的战略意义和良好的应用前景(Liu et al.,2020)。随着微纳加工技术的快速进步,创新的智能化、微型化、集成化器件不断涌现,在检测和调控方面具有独特的优势。值得注意的是,将微纳器件与神经科学和临床医学相结合,可以解决科学前沿问题并培育新的研究热点。癫痫是一种主要的神经系统疾病,影响着全球超过六千万人,严重影响他们的健康和生活质量(Bernhardt et al.,2019)。研究相关神经回路内神经活动的变化对阐明癫痫的发病机制和治疗方法至关重要。可植入微电极阵列能够高质量地记录信号和解码神经信息,在脑机接口方面具有巨大的应用潜力(Wang 等人,2024 年)。Han 等人设计并制造了一种可植入微电极阵列,专门用于癫痫大鼠基底神经节纹状体区域的电生理信号检测和分析。对癫痫发作期间纹状体的电生理数据的分析为了解颞叶癫痫发作初期和潜伏期期间纹状体神经活动的动态过程提供了宝贵的见解。这一理解有助于揭示癫痫的神经机制,同时促进相关治疗方法的进步。疼痛是一种情绪和不愉快的感官体验,会对生活和工作的各个方面产生重大的生理和心理影响。纳米技术的最新进展为利用各种纳米材料和靶向表面的创新止痛策略铺平了道路
结核分枝杆菌(MTB)引起的结核病(TB)仍然是强大的全球健康威胁,在世界上近四分之一的人口中占据了巨大的健康威胁。完全了解与MTB的自然保护防御涉及的免疫成分是控制这种流行病的关键步骤。不幸的是,尽管有数十年的免疫学和结核病研究共同开发,我们仍然缺乏有效的疗法和疫苗,这些疗法和疫苗可赋予免疫力。两家科学的平行进展使一个领域的历史进步对另一个地区产生了很大的影响,反之亦然。例如,构成细胞免疫学基础的大部分是基于MTB作为研究延迟型超敏反应的理想模型。结果,从TB场得出的观察结果通常被推广到免疫病理学和疫苗学的其他领域。这样的概括之一是假设T细胞反应(免疫系统的非常破坏性的武器)是针对细胞内细菌的主要保护机制。因此,结核病研究强调了细胞介导的免疫(CMI),尤其是CD4+和CD8+ T细胞在对抗MTB中的作用(1-14)。然而,旨在促进一级T助手(TH1)细胞反应的疫苗候选者未能控制这种感染(15-17),这表明免疫系统的其他组件对于保护至关重要。的确,新兴的证据(18-27),包括我们自己的发现(28 - 30),正在通过强调对宿主防御TB的官能免疫的关键贡献来重塑这一观点。本社论综合了对结核病中体液免疫的当前理解,增强诊断和疫苗策略的潜力以及细胞和体液反应之间的相互作用。我们的目的是提供一系列选定的手稿,以阐明B细胞和抗体对MTB等细胞内病原体无效的误解,这一假设受到了最近的研究,表明体液免疫不仅是相关的,而且在TB中具有潜在的保护性。在结核病研究中挑战当前教条所需的一种令人发指的反射是组织作为针对入侵微生物的免疫反应类别的关键策划者的想法(31)。因此,肺必须确定效应机制的最终组合,以确保杆菌清除率,同时保留组织的局部结构。考虑到这一点,在局部微环境中唤起这种破坏性刻板印象的反应有什么好处,以允许气体交换的重要功能?也许是
