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Search: #生物模拟

  1. 新型微针技术助力毛囊再生，有序“种”出自然毛发

    脱发一直是很多人关心的问题，现有药物或手术虽能缓解，但如何让新毛囊自然生长、有序排列，一直是技术难题。传统组织工程毛囊再生面临皮肤突破困难，且易出现簇状、无序生长，影响外观效果。近日，一项创新研究通过微针技术，为解决这一难题提供了新思路。

    研究团队开发了一种可降解的核心-壳微针（CryoMNs），其核心为可降解材料，外壳为生物相容性涂层，并带有多个微通道。将毛囊类器官（HFOs）负载于微针中，植入裸鼠皮下后，微针的降解过程为HFOs提供持续营养，同时引导毛发从皮肤表面突破，控制生长方向和密度。实验结果显示，该方法成功诱导出与自然毛囊单位相似的有序结构，实现了生物模拟的毛发再生。

    这项研究突破了传统微针仅用于药物递送的限制，为脱发治疗提供了组织工程新策略。不过，目前研究仍处于动物实验阶段，从裸鼠模型到人体应用还需更多验证，比如人体皮肤屏障、免疫反应等复杂因素可能影响效果。未来若能进一步优化微针材料和HFOs培养，有望为脱发患者带来更自然的再生方案。

    脱发党有救了？微针种毛囊，看来要告别秃头了🤫


    来源：Bioactive materials

    #毛囊再生 #微针技术 #脱发治疗 #组织工程 #生物模拟

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  2. 从干细胞培育精原细胞：科学家在非人灵长类动物中实现新突破

    男性不育是全球面临的健康挑战，传统模型难以模拟人类复杂的生精过程，限制了相关研究。为解决这一难题，科学家们开发出一种新方法，成功从人类和非人灵长类动物的诱导多能干细胞（iPSCs）中生成精原细胞。

    研究团队将人iPSCs与小鼠胎儿睾丸细胞共培养，使它们在异种重组睾丸（xrTestis）中自我组织形成类似生精小管的结构。将这种结构移植到免疫缺陷小鼠体内后，能够高效产生精原细胞，甚至进入减数分裂前期，并表现出与体内细胞相似的转录组和表型特征，包括piRNA生物发生证据。类似策略在恒河猴iPSCs中同样成功，生成了精原细胞和分化中的精原细胞。

    这一成果为研究灵长类生殖生物学提供了重要平台，可能加速男性不育治疗相关研究。不过，目前仍处于基础研究阶段，临床应用还需更多实验验证。

    终于不用等自然受孕了？干细胞造精子技术再进一步！🧬


    来源：Cell stem cell

    #干细胞 #男性不育 #生殖生物学 #精原细胞 #非人灵长类

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  3. 夜班工作或通过损伤线粒体升高血压，小鼠与人类研究揭示新机制

    很多人知道夜班工作对健康不利，比如容易疲劳、情绪波动，但具体如何导致高血压一直是个谜。最近一项研究通过小鼠和人类实验，发现了一个新的潜在机制——夜班工作可能通过损伤细胞内的“能量工厂”线粒体，进而升高血压。

    研究团队在小鼠模型中模拟夜班工作，发现这会导致血压升高，同时生物钟相关基因（如PER1、BMAL1）的表达紊乱。更重要的是，这种紊乱会引发线粒体功能障碍和氧化应激。在人类夜班工作者中，研究也发现，夜班暴露时间越长，收缩压和舒张压越高，同时生物钟和线粒体相关标记物的表达也异常。这些数据表明，生物钟紊乱可能通过损伤线粒体功能，最终导致血压升高。

    这项研究为夜班工作导致心血管风险提供了新的分子解释，可能为未来干预提供新靶点，比如通过调节生物钟或保护线粒体功能来降低风险。不过，研究仍需更多长期数据验证因果关系，且线粒体损伤可能只是多种因素之一，实际影响可能因人而异。

    熬夜加班不仅伤肝，还可能伤线粒体，血压都跟着飙升！🤯


    来源：Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)

    #夜班工作 #高血压 #线粒体 #生物钟紊乱 #心血管疾病 #小鼠研究

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  4. 人造“细胞”会进化吗？科学家用化学分子拼出了一个能繁殖的小生命模型

    我们常说“细胞是生命的基本单位”，但一个细胞到底需要具备哪些能力，才能算“像生命”？如果把所有成分拆开，用纯化学材料重新拼一个细胞，它还能像真正的生命一样生长、复制吗？这一直是生命科学里最难的问题之一。

    这篇研究给出了一个明确答案：科学家构建了一个拥有约9万碱基（90kb）基因组的“极简人工细胞”，把它装进脂质小囊泡中，模拟细胞结构。这个系统不仅能进行基因表达（把DNA变成蛋白质），还能复制自身DNA，并通过与“饲料囊泡”融合来获取营养，让膜不断长大。随后，它还能在特定条件下完成“分裂”，形成新的子代。更有意思的是，研究者人为增强了一段与“进食能力”相关的基因表达，结果这种“吃得更好”的细胞在连续5代实验中逐渐占据优势，比例从初始一半上升到超过一半，体现出一种类似达尔文自然选择的过程。简单来说：吃得多、长得快的“细胞”，繁殖得也更多。

    这意味着什么？这项工作首次把“生长—复制—繁殖—选择”这几个生命关键环节在一个完全可控的人工体系中串起来。不过要谨慎理解：这些细胞仍然高度依赖外部“投喂”，没有完整代谢能力，也不会自主产生突变或真正进化。因此，它更像一个“生命模型”，而不是独立生命。但它提供了一个前所未有的实验平台，帮助我们一步步接近“生命是如何从化学中产生”的核心问题。

    原来“生命”也能被一点点拼出来🧩


    📖BioRxiv
    📃A Chemically Defined Synthetic Cell Capable Of Growth And Replication
    🗓2026年

    #合成生物学 #人工细胞 #自我复制 #自然选择 #生命起源

    Via：乘风破浪派大星

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  5. 人类子宫首次在体外成功存活一天

    西班牙 Carlos Simon 基金会的研究团队开发了一种名为“PUPER”（被研究人员昵称为“母亲”）的灌注设备，首次成功将一枚捐赠的人类子宫在体外维持存活了一天。

    这台设备通过模拟人体系统，为子宫泵入改良的人造血液，并配备了类似心脏、肺和肾脏的组件来提供氧气、营养并清除废物。此前，该团队已在绵羊子宫上进行了初步测试，而这次是首次应用于人类器官。

    主要意义与未来目标：

    1. 延长器官保存时间：目前子宫移植面临器官在体外存活时间极短（仅几小时）的挑战，这项技术有望为寻找匹配供体争取更多时间。
    2. 研究子宫疾病与受孕机制：团队的短期目标是将子宫存活时间延长至28天（一个完整的月经周期），以研究子宫内膜异位症等疾病，并观察胚胎着床的全过程。为了避开伦理争议，他们计划使用由干细胞制成的“类胚胎”结构进行测试。
    3. “体外孕育”的终极设想：虽然目前离实现还很遥远，但项目负责人 Carlos Simon 设想，未来这台机器或许能支持人类胎儿从胚胎到新生的完整体外孕育过程，为无法怀孕的人群提供全新的生育途径。

    赛博子宫要来了？以后生孩子可能真就变成“把受精卵放进机器，十个月后来提货”了。


    📖 MIT Technology Review
    🗓 2026-03-28

    #医学研究 #器官移植 #生育技术 #人造子宫 #前沿科技

    Via：一往无前啊屁林

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  6. 科学家揭示毛囊生长的“拉力”机制：毛发生长原来是细胞被“拽”出来的

    我们常以为头发长长是因为细胞不断分裂，但一项新研究颠覆了这一认知。科学家通过3D活体成像技术，观察体外培养的人类毛囊，发现外根鞘细胞会以螺旋状向下移动进入毛囊底部，而毛囊底部的细胞则向上流动，最终形成毛发。这表明毛发生长可能涉及一种“拉力”机制。

    研究团队进一步发现，毛囊外层细胞的移动速度与细胞分裂率直接相关——移动越快的地方，细胞分裂越活跃。通过流体动力学模拟和实验干预，他们提出模型：外根鞘细胞的向下运动产生拉力，将毛囊底部的细胞向上“拽”，从而推动毛发向外生长。这种机制与动物毛囊中干细胞分化的模式一致，但首次在人类中验证。

    这一发现为理解毛发生长提供了新视角，可能有助于开发更有效的脱发治疗或毛囊再生技术。不过，研究是在体外培养的毛囊中进行，体内环境更为复杂，未来需要更多体内实验来验证这一模型。目前结果仍需更多样本和长期研究支持。

    头发原来是被“拽”出来的，这下剪头发后感觉头发更长得更快有科学解释了！


    来源：Nature communications

    #毛囊生长 #细胞动力学 #生物力学 #毛发生长机制 #科学发现

    via: 热心群友

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  7. 抑郁症患者的“能量危机”：大脑与血液中的ATP异常揭示疲劳根源

    你是否觉得抑郁症时总提不起精神？那种持续的疲劳感，不仅影响生活，还可能预示着更严重的健康问题。一项新研究揭示了疲劳背后的“能量密码”——大脑和血液中的ATP（三磷酸腺苷）异常。

    研究人员用高精度磁共振技术，测量了年轻抑郁症患者（MDD）与正常人的视觉皮层ATP生产率。结果显示，MDD患者的大脑皮层ATP生产速度更快，但与他们的疲劳程度（用量表评分）呈正相关。同时，从血液中提取的免疫细胞也显示，MDD组的ATP水平更高，且在模拟能量消耗后，细胞生产ATP的能力反而比健康人弱。这暗示，患者可能通过过度消耗能量来维持功能，但效率低下。

    这一发现首次为抑郁症的疲劳提供了分子层面的证据，可能为早期诊断和靶向治疗提供新思路。不过，研究样本量较小（仅18人完成脑部扫描），且机制仍需进一步验证。未来研究可能需要更大样本，并探索ATP调节剂是否能有效缓解疲劳。

    看来抑郁症患者的大脑和血液都在“加班”，但效率反而低了？🤯


    来源：Translational psychiatry

    #抑郁症 #疲劳 #ATP #磁共振成像 #生物能学

    via: 热心群友

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  8. 月球土壤也能种出鹰嘴豆？真菌共生实现太空农业新突破

    长期太空旅行中，食物可持续性是重大挑战。植物不仅能提供新鲜营养，还能减少对包装食品的依赖。

    科学家们正在探索如何在月球土壤模拟物（LRS）中种植作物，为太空农业铺路。研究团队利用鹰嘴豆、丛枝菌根真菌（AMF）和蚯蚓堆肥（VC），在LRS/VC混合物中栽培。

    结果显示，接种AMF的鹰嘴豆能在高达75%的LRS比例下成功结种，尽管种子数量随LRS增加而减少，但大小保持稳定。更关键的是，100% LRS中接种AMF的植物比未接种的存活时间平均延长两周。AMF在所有混合物中都能定殖根系，包括纯LRS，证明能在极端条件下建立共生关系。此外，LRS结构得到改善，形成抗极端条件的团聚体，可能降低颗粒危害。

    这项研究为长期太空任务提供了生物修复和植物共生的基础。它表明，通过生物技术辅助，月球土壤可被改造为适合作物生长的介质，是实现太空食物自给自足的重要一步。不过，研究仍需在更接近真实月球环境的条件下验证，且样本量有限，未来研究需进一步探索。

    看来月球土壤也能种豆子，真菌是太空农业的“老司机”🚀


    来源：Scientific reports

    #太空农业 #月球土壤 #生物修复 #丛枝菌根真菌 #鹰嘴豆

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  9. 吃辣可能影响孩子身高？新研究揭示一个与“辣”相关的身高机制

    特发性矮小（ISS）是儿科常见的难题，很多孩子身高不达标却找不到明确原因，甚至对生长激素治疗反应不一。最近一项研究却指向了一个意想不到的“元凶”——饮食中的辣椒素。

    研究团队发现，吃辣（尤其是高辣椒素饮食）会引发轻微肠道炎症，进而增加肠道细胞释放的miR-17-3p，这些miR通过外泌体进入血液，干扰生长信号通路（如ZNF148/SOS1），最终抑制软骨细胞增殖，影响身高。他们还用大鼠模型验证，高辣椒素饮食模拟出ISS特征，且通过沉默miR-17-3p的外泌体联合局部生长激素治疗，成功恢复生长板功能。

    这项研究为ISS的病因提供了新线索，提示高辣椒素地区的孩子可能需要关注饮食结构。不过目前研究样本以动物和部分儿童为主，还需更多临床数据验证，且个体差异可能影响效果，所以家长不必过度恐慌，但了解这个机制对科研和未来治疗有重要意义。

    辣条可能影响身高？看来得管住嘴了🌶️


    来源：Nature communications

    #特发性矮小 #辣椒素 #生长激素

    via: 热心群友

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  10. 给虚拟大脑请位“AI调音师”：新算法让生物模拟不再靠猜

    想要在电脑里造一个逼真的“虚拟大脑”，最难的不是画出结构，而是调参。真实的神经元极其复杂，拥有成千上万个控制离子流动和电化学反应的微小开关，过去科学家为了让模型符合生物学实验数据，只能像盲人摸象一样，依靠遗传算法进行低效率的随机试错 。这种方法一旦遇到拥有数百万突触的大型网络，计算量就会大到令人绝望，导致神经科学模型往往难以兼顾规模与精度 。

    Nature Methods上最近发表了一个名为JAXLEY的新工具，它给生物模拟器装上了AI的“大脑” 。该工具创造性地将深度学习的核心技术自动微分和反向传播引入生物物理模拟 。计算机能通过计算梯度，精确知道如何微调每一个离子通道或突触参数来减少误差 。实验显示，JAXLEY能同时优化拥有10万个参数的精细神经元网络，甚至能训练这些完全遵循生物定律的数字神经元去执行识别手写数字等任务，效率比传统方法快了几个数量级 。

    这项突破架让科学家首次能用AI的高效优化能力，去驾驭极其复杂的生物物理细节 。这意味着我们终于有能力构建大规模、数据驱动的精细大脑模型，从而深入研究微观结构如何涌现出宏观功能 。不过，虽然工具强大，科学家仍需警惕数学上的最优解可能并不唯一，因为在真实的生物系统中，往往存在多种不同的参数组合能产生相似的生理功能 。

    血肉苦弱，机械飞升🫡


    来源：Nature Methods

    #计算神经科学 #可微模拟 #生物物理建模

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  11. AI 版“生命预测师”：GPT 新模型可预测上千种疾病演变

    近日，《自然》报道了一个名为 Delphi-2M 的人工智能模型 。它的研究团队基于 GPT 架构，使其能理解并处理贯穿人一生的、带有时间顺序的健康事件。该模型通过对英国生物样本库中超过 40 万名参与者的健康数据进行深度学习，构建了一个能预测超过 1000 种疾病演变的复杂模型 。为了验证其可靠性，研究者将其直接应用于一个全新的数据集 ——190 万丹麦人的健康记录，在未做任何参数修改的情况下，模型依然展现出强大的预测能力 。

    Delphi-2M 的预测准确性令人瞩目。在评估死亡风险这项终极健康事件时，其准确率（年龄分层 AUC）达到了惊人的 0.97 。在与多种现行的临床单一疾病风险评估工具（如心血管疾病和痴呆症的评分）的比较中，Delphi-2M 的表现相当，甚至在某些方面更优 。然而，该模型最核心的突破在于其“生成”能力：它不仅能预测，还能模拟、创造出长达 20 年的个人未来健康轨迹的虚拟数据。更令人惊讶的是，当研究者用这些完全合成的、不含任何真实个人信息的数据来训练一个新模型时，新模型的性能仅比原版略有下降，这为在绝对保护患者隐私的前提下进行医学研究开辟了全新路径 。

    这项技术为我们描绘了个性化精准医疗的未来蓝图，但研究团队也明确指出，AI 会忠实地学习训练数据中的任何偏见，例如“健康志愿者偏见”（即研究参与者通常比普通人群更健康），因此将其直接用于临床诊断决策需格外谨慎 。
    AI 预测我 20 年后会不会生病，可我更想知道我下周的 deadline 能不能活过去。😭😭😭


    Nature
    #人工智能 #疾病预测 #生成式AI

  12. 科学家首次拍下胚胎如何用“蛮力”安家

    胚胎着床这一生命早期关键事件，因发生在母体深处而极难观测。近日，《科学进展》上的一项研究取得了突破。科学家们创造了一种富含胶原蛋白的凝胶，高保真地模拟了子宫内膜，并首次实时拍下了人类胚胎植入的震撼过程。

    影像颠覆了传统认知，显示胚胎不仅通过释放酶来“消化”子宫内膜，还会主动施加物理“蛮力”。画面中，人类胚胎主动拉扯、重塑周围的组织，将自己“拽”入深处安家，这与仅在表面附着的小鼠胚胎截然不同。研究者甚至一度以为是显微镜出了故障，足见其过程的惊人之处。

    这项开创性研究首次详细记录了着床过程的力学细节，揭示了这一早期生命关键节点的物理本质。它为理解为何部分健康胚胎植入失败提供了全新的机械视角，也为辅助生殖技术的发展开辟了新思路。
    看来“小房子”不是那么好住的，得自己动手，连拉带拽才能“装修”入住。
    Science Advance
    #胚胎着床 #生物力学 #生育健康