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内容提要

  1. 癌症新发现:《自然》杂志一天发布3份新论文,深入探究ecDNA的起源和影响,并发现其对癌症发生发展的重要影响。这一发现为系列新疗法指明方向。

  2. 科学与艺术:由科学家和艺术史学家组成的国际团队于《乳房》杂志撰文报道称,米开朗基罗在16世纪初绘制的壁画《大洪水》中夹带了乳腺癌的线索。有人怀疑画中那位疑似患乳腺癌的女性代表的就是他母亲。

  3. 生活有科学:一项发表于《神经元》杂志的研究表明,当我们观看电影时,大脑要做非常多的工作。研究者通过绘制大脑图谱的方式,展示了人脑观影时的运作过程。

Nature连发3文:顽固癌症,根在ecDNA

在某些类型的乳腺癌、脑癌和肺癌中,染色体外DNA更为常见
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在某些类型的乳腺癌、脑癌和肺癌中,染色体外DNA更为常见

人类细胞的大多数基因都由细胞核内的 23 对染色体携带。但有时,染色体上会脱落一些碎片,形成与染色体本身分离的所谓“ecDNA环”,即染色体外环状DNA。在很长时间里,科学界认为ecDNA是罕见的,对癌症发展无关紧要,直到近几年,观点转变了。

近期,《自然》杂志发布了3份新论文。这些论文的作者团队深入探究ecDNA的起源和影响,在对近1.5万名英国患者的39种不同肿瘤类型进行大规模测序与分析后发现,他们观察的肿瘤中有17.1%含ecDNA;这种异常遗传物质在特定形式的乳腺癌、脑癌和肺癌患者中更常见。

ecDNA片段携带致癌基因以及其他抑制免疫系统的基因。前者促进肿瘤生长,后者则可帮助肿瘤逃避人体自然防御,抵抗旨在引导免疫系统火力攻击癌细胞的现代免疫疗法。

研究人员发现,ecDNA能够进行快速而混乱的复制,进而导致肿瘤发生。当癌细胞分裂时,分裂出的每个细胞都会继承相同数量染色体。但如果母细胞含多个ecDNA,这些ecDNA可能不均匀地传递,使得某个子细胞比其他子细胞继承更多。这增加了肿瘤的遗传多样性,以及它们针对抗癌药物的抵抗力。

上述工作由英国癌症研究中心和美国国家癌症研究所共同发起的“癌症大挑战”(Cancer Grand Challenges)计划资助。

除了对ecDNA的更深刻见解,研究团队还发现,CHK1抑制剂可以选择性破坏含ecDNA的肿瘤细胞。

在对少数小鼠开展的实验中,初创公司Boundless Bio开发的一种CHK1抑制剂与传统抗癌药物配合使用,可缩小肿瘤并防止其产生耐药性。

Boundless Bio的创立者之一保罗·米歇尔(Paul Mischel)是斯坦福大学的病理学教授,也是几篇《自然》新文章的作者之一。

米歇尔指出:“新工作不仅仅发现了癌症的严重性,还为一系列新疗法指明方向。ecDNA与众不同,它的弱点也比较独特,相应治疗需另辟蹊径。”

英国癌症研究中心癌症大挑战项目主任戴维·斯科特(David Scott)表示:“许多最具侵袭性的癌症都依赖ecDNA存活。随着癌症发展,ecDNA会强化肿瘤对治疗的抵抗力。通过靶向ecDNA,我们能切断这些顽固肿瘤的生命线,让患者预后良好。”

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米开朗基罗画下了自己的乳腺癌母亲?

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米开朗基罗在西斯廷教堂的天顶上创作了壁画《创世记》,通过9幅画面描绘了9个来自《圣经》的故事。

在其中一幅画面《大洪水》中,许多注定遭受苦难的人努力逃离不断上涨的洪水,另一些人则到诺亚方舟上寻求庇护,而在画面左下角部分,一处过去不为观者察觉的微妙细节眼下正惊奇浮现。

那是名衣着简单的年轻女子,她捂着靠近胸口的区域,表情似乎因痛苦或其他原因而显得僵硬。如果是因为痛苦,那么她的痛苦可能来自绝症折磨而非自然之怒。

2024年10月18日,一个由科学家和艺术史学家组成的国际团队于《乳房》(The Breast)杂志撰文报道称,米开朗基罗在16世纪初绘制的《大洪水》中夹带了乳腺癌的线索,也就是上述这位女性的乳房所显示的症状:乳头回缩变形、乳晕皮肤变色、乳头上方出现类似疤痕的凹陷。从医学专业角度看,这些都是乳腺癌典型症状

研究团队采用了一种所谓图像诊断(iconodiagnosis)的跨学科方法,即检查艺术品是否存有疾病迹象,并将重点放到这名女性的右侧乳房上。

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米开朗基罗的壁画《大洪水》(1A、1B、1C、1D)所绘制的可能是一位罹患乳腺癌的女性。1C是该女性的右侧乳房特写,画面显示:乳头回缩,上部和内侧乳晕缺陷,上部内侧(一颗星)和腋窝(两颗星)处可见凸起肿块。1E:西斯廷教堂《最后的审判》右侧描绘的拥有健康乳房的年轻女子。1 F:《最后的审判》(西斯廷教堂)右上方所描绘的乳房健康的老妇人,即使衰老,仍保持自然外观,没有病理迹象

根据梵蒂冈博物馆方面的描述,《大洪水》中许多人背负沉重财物,在面对上帝的愤怒时仍抱希望,但这名女性与她周围混乱、绝望的气氛格格不入,似乎处于内省状态。她捂着胸口,仿佛感受着巨大天灾中的私人的痛苦。而她身后,有个孩子正哭泣,可能出于对她的关心,而非洪水造成的恐惧。

爱丁堡大学医学史学家艾格尼丝·阿诺德-福斯特(Agnes Arnold-Forster)认为:“有理由推测,它与不可避免的死亡有关。癌症难以治愈(尤其在那个时代),会给人带来巨大情感创伤。如果一位女性发现自己乳房有肿块,她很可能已经了解了结局。”

相较于这名疑似乳腺癌患者,米开朗基罗其他作品里对女性身体的描绘更加健康对称。例如另一幅西斯廷教堂壁画《最后的审判》(1E)以及美第奇陵墓雕像《晨》与《夜》中的女性,都拥有健康乳房,其轮廓对称而平滑。

鉴于此,我们似乎有理由推测,米开朗基罗刻意将该女性的乳房描绘成畸形。

根据现有证据,这位伟大艺术家从17 岁开始协助尸检,有多年的人体解剖学研究和解剖实践经验,这使他能够接触各种疾病的标志物,当然也包括乳腺癌的。

最早的乳腺癌相关描述可追溯到公元前1600年左右的古埃及《艾德温·史密斯纸草文稿》(Edwin Smith Papyrus)。该医学著作描述了用烧灼疗法治疗的乳房肿瘤或溃疡,并明确指出此类病症无法治疗。

古希腊人也了解乳腺癌。公元前5世纪,医学之父希波克拉底在一名乳腺癌患者身上发现,其肿瘤附近分布着扩张的静脉,就像螃蟹腿一般,因此将癌症称作“karkinos”(希腊语中的螃蟹)。

到了米开朗基罗所处的文艺复兴时期,乳腺癌已广为人所知,但医学界对它的认知仍在初级阶段,并将其归因于体液失衡,因此,大众认为过量的“黑胆汁”(black bile)会导致癌症。16世纪的治疗方法有限,主要包括非常初级的手术以及烧灼和草药疗法,但大多无效。

值得一提的是,米开朗基罗的母亲弗朗西斯卡在他6岁时就去世了。根据历史记载,这位母亲长期患有疾病——可能是癌症。

《大洪水》中的乳腺癌女性是否代表了弗朗西斯卡?而她身后的小孩会不会就是年幼的米开朗基罗呢?

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看电影时,你的大脑如何运转?

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当我们观看电影时,大脑要做非常多工作:了解情节、解读对话、吸收视觉信息,等等。最近,科学家们通过绘制大脑图谱的方式,展示了人脑观影时的运作过程。

该研究于2024年11月6日发表在《神经元》(Neuron)杂志,由麻省理工学院的神经科学家礼萨·拉齐姆哈尔(Reza Rajimehr)等人完成。

他们利用功能性磁共振成像(fMRI)数据,绘制出参与者观看一系列电影片段时不同大脑网络的激活情况。他们还观察了大脑在观看简单场景和困难场景时,其不同执行网络的优先级。

大脑内不同区域相互连接;这些不同连接形成功能网络,与我们对周围世界的感知以及行为方式有关。大多数关于大脑功能网络的研究都基于对静息状态下的人进行fMRI扫描。然而,如果缺乏外部刺激,许多脑区就无法完全活跃。

在拉齐姆哈尔等人的工作中,研究人员尝试通过在fMRI扫描期间放映电影以了解大脑功能网络如何对一系列复杂的音频和视觉刺激做出反应。

拉齐姆哈尔表示:“在没有刺激的静息态下,人们的思维运作是内在的,你无法确知对方在想什么,当然也不知道是什么激活了他们的脑区并导致你所得到的fMRI数据。但通过电影放映,通过提供一系列特定、复杂的音频和视觉刺激,我们可以分析不同大脑网络如何对不同方面的电影信息做出反应。”

研究团队使用了人类连接组计划此前收集的fMRI数据集。数据包括176名年轻人观看多部电影片段时的全脑扫描信息。所有片段合计时长60分钟,其来源有好莱坞大片,如《小鬼当家》和《盗梦空间》,也包括独立电影,如《两个男人》。

拉齐姆哈尔与同事对所有参与者的大脑活动做了平均化,并借助AI将大脑活动分组,同时又精确定位被激活的大脑网络(特别是大脑皮层内的)。大脑皮层是大脑最外层,参与许多高级功能,包括记忆、学习、推理、解决问题和情绪。接着,他们分析这些不同网络内的活动如何与每个电影场景的内容相关联,包括人物、动物、物品、音乐、语音和叙述。

结果表明,人脑中24个不同的网络与感觉或认知处理的特定方面相关,包括识别人脸或身体、运动、地点和地标、社交互动、无生命物体以及台词。此外,大脑中负责计划、解决问题和确定信息优先次序的区域,即执行控制区域,与负责更具体功能的脑区之间存在此消彼长的反向关系。

面对较易理解的场景(如片中角色正进行含义清晰的对话),大脑中具有特定功能(如语言处理)的脑区最活跃。当电影内容难以理解或模棱两可(如《盗梦空间》),大脑执行控制区域的活动会增强。在复杂场景中,若还有大量背景信息、难懂的措辞以及不明确的含义,观影者需要付出更大认知努力。

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