减肥神药会让心脏变小？科学家建议关注人心脏结构和功能的变化；40多篇论文齐发！“人类细胞图谱”发布重大进展

近期一项发表于《JACC：基础到转化科学》（JACC: Basic to Translational Science）的研究中，GLP-1受体激动剂类减肥药物（包括司美格鲁肽，Semaglutide）可能会缩小人的心脏和其他肌肉。为了探究为何司美格鲁肽主要的副作用是骨骼肌损失，研究人员利用小鼠进行了研究，发现在使用司美格鲁肽之后，肥胖小鼠和瘦小鼠的心肌都会减少。两种小鼠都出现了左心室质量和总体心脏重量下降，且心肌细胞面积减少的情况。这也显示引起的心脏尺寸减小与体重减轻无关。随后他们在培养的人类心脏细胞中，也观察到了类似的效应，比如心肌细胞面积减少。不过，研究人员表示，还没有观察到心脏较小的小鼠心脏有任何有害的功能影响，因此预计不会对人类产生任何明显的健康影响。不过，研究人员建议在正在进行的、有关这一减肥药物的临床研究中，仔细评估心脏的结构和功能。

而近期一项发表于《柳叶刀·糖尿病与内分泌学》（The Lancet Diabetes & Endocrinology）的评论文章也显示，在36至72周服用减肥药物的期间内，肌肉损失可占总体重损失的25%~39%。尽管 GLP-1 受体激动剂具有良好的代谢益处，包括改善脂肪组织与无脂肪组织的比例，但肌肉损失的潜在不利或也值得关注。肌肉质量下降与免疫力下降、感染风险增加、血糖调节不良和其他健康风险有关。论文作者认为，体重减轻导致的肌肉损失，可能会加剧肌肉减少性肥胖等疾病，这种情况在肥胖人群中普遍存在，并会导致较差的健康结果，包括心血管疾病和更高的死亡率。文章强调需要采用多模式减肥治疗方法，将 GLP-1 受体激动剂与运动和营养干预相结合，以保持肌肉质量。

光子与物质的相互作用在量子力学中非常重要，它驱动着许多不同的机制，其中一些机制是我们每天接触的许多技术的基础。在环境中传播的光具有无限的相互作用可能性，导致理解这种相互作用非常困难。最近，在一篇发表于《物理评论快报》（Physical Review Letters）的文章中，研究人员开发了一种计算机模型，能以前所未有的细节揭示光子的性质，展示它们如何由原子或分子发射并受电磁环境影响，并据此生成了单个光子几何形状的图像。

通过将光子与其他物质相互作用的可能性分组为不同的集合，研究人员创建了一个计算机模型，不仅能描述光子与发射光子的光子源之间的相互作用，还能描述这种相互作用产生的能量如何传播到遥远的“远场”。同时，这些计算也可以用来生成光子的几何形状。作者表示，环境的几何形状、光学特性对光子的发射方式有深远的影响，包括定义光子的形状、颜色，乃至它存在的可能性。这项工作有助于加深我们对光与物质之间能量交换的理解，以更好地理解光如何辐射到附近和远处的环境中。（University of Birmingham）

用光分解永久化学品的新方法

PFAS具有耐用性佳、防水、防油、防污渍和隔热的特点，因此常用于许多日常用品中。不过，带来这种耐用性的碳-氟键很难分解，PFAS因为会在环境中持续存在而被称为“永久化学品”。当前针对PFAS的回收方法很有限，需要使用很强的化学物质或很高的温度。近日在《自然》（Nature）发表的两项研究报道了两种新方法，能用光活化催化剂将多氟/全氟烷基物质（PFAS）分解成更可回收的副产物。

在第一篇论文中，中国科学技术大学的研究团队报道了一种利用光活化催化剂分解PFAS化学品的新方法。这种催化剂能吸收光，并利用这种光能使PFAS中很强的碳-氟键断裂。作者发现，这些反应能在40°C~60°C的温度发生，当他们用聚四氟乙烯（PFAS中的一类）做实验时，它会分解为碳和氟化盐。作者还将全氟化碳、全氟辛烷磺酸和多氟辛酸成功分解成碳酸盐、甲酸盐、草酸盐和三氟乙酸盐。他们认为，这种方法能让产品中的氟化物随后以盐的方式轻松回收。作者指出，仍需进一步研究能在相对低温下适用于这一方法的其他光活化催化剂。

在第二篇论文中，作者提出了用另一种光吸收催化剂分解永久化学品。与化合物四正丁基氟化铵结合后，这种吸收蓝光的催化剂能分解PFAS中的碳氟键。作者指出，他们的系统可以利用当前已有的化学物，或能成为分解这些永久性化学品的一个新方法。

模仿鸟类羽毛摆动的飞行机器鸟

图片来源：Eric Chang, Lentink Lab

飞机依赖垂直尾翼以稳定飞行，但为什么鸟类就不需要呢？为了揭开这一秘密，荷兰格罗宁根大学的大卫·伦丁克（David Lentink）通过研究鸟类的飞行方式，开发了一款仿生机器鸟“PigeonBot II”，研究论文近日发表于《科学·机器人》（Science Robotics）杂志。

该机器鸟使用了真实鸽子羽毛，通过算法控制九个伺服电机，实现翅膀和尾翼形状的连续变化，以模仿鸟类的飞行反射动作——这在1929年被德国科学家弗朗茨·戈培尔（Franz Groebbels）认为是鸟类实现稳定飞行的关键。近一个世纪后， PigeonBot II通过风洞测试和户外自主飞行，证实了这一理念。这项研究不仅揭示了鸟类的飞行机制，还为航空工业设计更节能、雷达反射更低的飞机提供了科学依据。（University of Groningen）

据估计人体由37.2万亿细胞组成，每种细胞类型都有独特的功能。在细胞水平上理解人体复杂性一直颇具挑战性，但这对医学科学的发展十分重要。11月21日，自然系列（Nature Portfolio）期刊发表了人类细胞图谱（HCA）计划论文合集，描绘了人体细胞的初步草图。研究结合了新数据、分析工具（其中一些基于人工智能和机器学习）以及对特定器官或系统的综合分析，帮助我们在细胞水平上理解人类健康和疾病，包括骨骼的形成过程和关节炎的起源，大脑成熟过程中的变化，胎盘如何发育并为胚胎提供营养和保护，胸腺在出生前后的组织结构变化，肠道和血管细胞的新状态，肺对呼吸道病毒的反应，基因变异对疾病的影响。

在其中一篇《自然》（Nature）论文中，惠康桑格研究所（Wellcome Sanger Institute）细胞遗传学负责人Sarah Teichmann和同事首张人类骨骼发育图谱，绘制出了对颅骨和身体骨骼生长至关重要的细胞类型，并揭示人体的骨骼如何形成、软骨如何为身体骨架的发育提供支持等。此外，在另一篇《自然》论文中，来自基因泰克公司的研究团队开发了一款名为SCimilarity的度量学习框架，可以根据表达谱搜索相似细胞。第三，多篇论文对特定器官或生物系统的可用数据进行了整合分析。例如，其中一篇提出了胃肠道图谱，涵盖范围从口腔组织到食道、胃、肠和结肠，还包括了克罗恩病等炎症性疾病患者的数据。此外，另一篇论文揭示了一个完整脑类器官图谱，让人们更深入了解了类器官呈现发育中大脑的各个方面已达到何种水平。这些发现共同代表了绘制首个HCA细胞草图的重要进展，对未来会产生诸多潜在影响。例如，它将改进我们对细胞多样性如何影响个体对治疗反应的理解，帮助研究细胞水平上疾病的遗传学基础。

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