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        人類

        2022-08-08 04:07:20
        生物進(jìn)化 2022年2期
        關(guān)鍵詞:新疆

        古DNA揭示五千年來新疆人群演化史

        新疆位于中國(guó)西北部,是聯(lián)結(jié)亞歐大陸的重要樞紐。公元前2世紀(jì)末,絲綢之路途經(jīng)新疆,此地成為了亞歐大陸東西部文化傳播、經(jīng)濟(jì)貿(mào)易以及人群交流的橋梁。然而,不同族群和文化在新疆的融合交流卻更為久遠(yuǎn)。這些在新疆交融的文化引起了廣大考古學(xué)家、語言學(xué)家、人類學(xué)家的極大興趣,他們提出了各種關(guān)于新疆地區(qū)早期人群來源和交流的假說。鑒于新疆考古學(xué)證據(jù)的復(fù)雜性,人群演化研究成為了解決這些迫切問題的有效手段。為了深入研究新疆早期人群的來源以及新疆不同時(shí)期人群的遺傳演化和交流互動(dòng),我國(guó)古人類學(xué)家從新疆的39個(gè)考古遺址中,成功捕獲、測(cè)序了201例新疆古代人類(矯正年代測(cè)定為距今5043—515年)的基因組。該研究確定了新疆青銅時(shí)代西北早期人群的組成情況,認(rèn)為其既含有塔里木盆地本地人群成分,也和周邊的人群有著不同程度的交流和融合,尤其是與亞歐草原西部文化有關(guān)的人群及中亞巴克特里亞-馬爾吉亞納文明區(qū)(BMAC)相關(guān)人群具有相似的遺傳成分??茖W(xué)家還在新疆北部發(fā)現(xiàn)了幾乎只含有古東亞和北亞混合人群成分(92%)的個(gè)體,說明在這個(gè)時(shí)期,古東亞和北亞混合人群可能已經(jīng)在新疆廣泛流動(dòng)了。也就是說,在青銅時(shí)代,亞歐草原人群、BMAC人群以及古東亞和北亞混合人群進(jìn)入新疆地區(qū),與當(dāng)?shù)厮锬九璧乇镜鼐用窠涣魅诤?,從而形成了新疆西北部青銅時(shí)代早期古代人群。到了鐵器時(shí)代,塞人(Saka)的遺傳成分出現(xiàn)在新疆人群中,這也解釋了為何他們所使用的印度-伊朗語系中的和闐塞語(Khotanese)出現(xiàn)在新疆塔里木盆地和田地區(qū)。東亞人群成分的增加是鐵器時(shí)代新疆人群的最大特點(diǎn)。從新疆的不同地域上來看,這些東亞人群成分呈現(xiàn)出自西向東逐漸增高的趨勢(shì)。這說明東亞有關(guān)的遺傳成分在鐵器時(shí)代大量地流入新疆,同時(shí)新疆人群中的東亞成分的多樣性也增加了。此外,古代新疆人群的表型研究也令人驚嘆。從青銅時(shí)代、鐵器時(shí)代到歷史時(shí)期,大部分居民都是深棕色或者黑色的頭發(fā)和棕色的眼睛。到了鐵器時(shí)代,伴隨著青銅時(shí)代亞歐草原安德羅諾沃(Andronovo)人群成分的出現(xiàn)和增加,新疆西北部少量個(gè)體的膚色和發(fā)色變得較淺。新疆塔里木盆地小河遺址兩例較早期個(gè)體仍擁有深棕色或者黑色的頭發(fā)以及深色的皮膚,而一例青銅時(shí)代中晚期干尸的膚色則介于深淺之間。(Science,2022,376(6588):62-69)

        查明人類干細(xì)胞衰老的驅(qū)動(dòng)力

        細(xì)胞衰老是機(jī)體衰老的重要標(biāo)志和驅(qū)動(dòng)因素,表觀遺傳改變是細(xì)胞衰老的重要特征之一。細(xì)胞衰老通常表現(xiàn)為細(xì)胞核形態(tài)異常、核纖層蛋白結(jié)構(gòu)紊亂以及核周異染色質(zhì)的缺失。然而,細(xì)胞衰老過程中表觀基因組的重塑規(guī)律以及基因表達(dá)改變的調(diào)控機(jī)制尚不明確。日前,動(dòng)物學(xué)家和基因組研究專家聯(lián)手解析了人類干細(xì)胞衰老的表觀基因組圖譜,解碼了衰老過程中不同層次表觀基因組重塑的規(guī)律,最終發(fā)現(xiàn)染色質(zhì)的“熵增”和胎盤相關(guān)基因的異常表達(dá)是細(xì)胞衰老的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力和分子標(biāo)志物。衰老細(xì)胞的表觀基因組中可觀測(cè)到染色質(zhì)“剛性”丟失和松弛性增加、表觀基因組“熵”和混亂度的增加、“區(qū)室化”特征減弱、全基因組表觀信號(hào)趨同性變化和“極性”降低(激活性基因組區(qū)域和抑制性基因組區(qū)域表觀特征丟失)等現(xiàn)象。表觀基因組的特定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和表觀狀態(tài)的改變(與核膜距離趨遠(yuǎn)、多維表觀基因組的去抑制和再激活)會(huì)導(dǎo)致胎盤發(fā)育相關(guān)基因簇——妊娠特異性糖蛋白(PSG)的協(xié)同激活表達(dá)。衰老過程中胎盤基因的異位激活是細(xì)胞衰老的驅(qū)動(dòng)因素,過表達(dá)PSG4(PSG家族成員)可以驅(qū)動(dòng)人類干細(xì)胞的衰老。PSG4在老年人血液中的表達(dá)豐度顯著升高也說明了這一點(diǎn)。研究者認(rèn)為,PSG4可以作為評(píng)估人類機(jī)體衰老程度的全新分子標(biāo)志物。(Developmental Cell,2022,57(11):1347-1368.E12)

        年輕血液可助機(jī)體返老還童

        衰老是全身多種組織器官系統(tǒng)性退化的過程,表現(xiàn)為漸進(jìn)性機(jī)體再生能力減弱及功能衰退。異體共生(Heterochronic parabiosis)是通過外科手術(shù)連接同物種年老和年輕生物個(gè)體的循環(huán)系統(tǒng)所構(gòu)建的模型。該體系提供了一個(gè)獨(dú)特的研究范式,可用于評(píng)價(jià)老化的機(jī)體受年輕血液影響后如何恢復(fù)活力,反之亦可用于研究年輕的組織和器官受衰老血液影響后加速退行的機(jī)制。迄今為止,年輕血液究竟靠何種力量使衰老個(gè)體重返“年輕態(tài)”的秘密還有待揭示。最近,科學(xué)家通過構(gòu)建年老小鼠和年輕小鼠的異體共生模型,繪制了系統(tǒng)水平的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組圖譜,并對(duì)骨髓、脾臟、外周血、腦、肝臟、骨骼肌和皮膚等7種組織器官進(jìn)行了深入解析。研究發(fā)現(xiàn),暴露于年輕血液可有效改善老年個(gè)體不同器官的組織微環(huán)境,并恢復(fù)多種成體干細(xì)胞的活力。其中,造血干(祖)細(xì)胞(HSPC)是對(duì)年輕血液最敏感的細(xì)胞類型之一,年輕的血液可以通過上調(diào)趨化因子CCL3的表達(dá)促進(jìn)衰老HSPC的“年輕化”。值得注意的是,異體共生系統(tǒng)中,外周血和脾臟細(xì)胞的互通程度較高,而骨髓HSPC卻很低(年輕個(gè)體中的HSPC僅有不到1%來源于年老個(gè)體,年老個(gè)體中年輕來源的HSPC也少于5%)。這一結(jié)果提示,年輕血液對(duì)老年HSPC的“促年輕化作用”是一種受到年輕血液影響后的細(xì)胞內(nèi)源性變化。除了造血免疫系統(tǒng),老年個(gè)體的外周實(shí)體組織也會(huì)被年輕血液所“年輕化”。此外,研究人員發(fā)現(xiàn)Gilz基因在成纖維細(xì)胞中的表達(dá)改變可能是系統(tǒng)衰老和年輕化的關(guān)鍵調(diào)控因素。這項(xiàng)研究揭示了異體共生引起的年老和年輕個(gè)體的細(xì)胞全景變化規(guī)律,指明了年輕體內(nèi)環(huán)境促進(jìn)年老組織再生的關(guān)鍵介導(dǎo)因子,為發(fā)現(xiàn)衰老預(yù)警和干預(yù)的關(guān)鍵標(biāo)志物提供了重要線索。(Cell Stem Cell, 2022, 29(6):990-1005.E10)

        用旱螞蟥治療腦中風(fēng)

        腦卒中又稱腦中風(fēng),是一類由腦血管循環(huán)障礙引起的疾病,可分為缺血性腦卒中和出血性腦卒中,其中缺血性腦卒中占腦卒中病例的80%以上。缺血性腦卒中發(fā)病機(jī)理復(fù)雜,研究表明血栓性炎癥在發(fā)病過程中起著關(guān)鍵作用,而接觸-激肽系統(tǒng)主導(dǎo)血栓性炎癥的發(fā)生。十二因子和血漿激肽釋放酶是接觸-激肽系統(tǒng)中兩個(gè)重要成員,也是血栓性炎癥治療的關(guān)鍵靶標(biāo)。從功能上抑制十二因子和激肽釋放酶,可有效抑制缺血性腦卒中發(fā)病過程中血栓性炎癥的發(fā)生,起到抑制缺血性腦卒中發(fā)病的作用。蛭類是我國(guó)的傳統(tǒng)中藥,《神農(nóng)本草經(jīng)》記載了蛭類,《本草綱目》介紹了蛭類在抗凝血方面的作用。森林山蛭(Haemadipsa sylvestris)為山蛭科山蛭屬的吸血?jiǎng)游?,體長(zhǎng)約3厘米。該物種分布于印度尼西亞、緬甸、印度、越南及中國(guó)云南等地,主要棲息于潮濕的山區(qū)草地或水域附近,當(dāng)人畜經(jīng)過時(shí),就會(huì)附著吸血。近日,中國(guó)科學(xué)家牽頭在森林山蛭中鑒定出一種可專一性抑制激肽釋放酶和十二因子的活性的活性多肽sylvestin。這種多肽對(duì)短暫性缺血性腦卒中及永久性缺血性腦卒中均表現(xiàn)出顯著的治療作用,同時(shí)在體內(nèi)也表現(xiàn)出良好的抗血栓形成作用。此外,sylvestin沒有溶血及細(xì)胞毒性,且不具有出血風(fēng)險(xiǎn),具有顯著的候選藥物開發(fā)特征。(Cell Mol Life Sci,2022, 79(5):35416530)

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