Иммунный кроссток микробиома при синдроме Шегрена: механистические инсайты и трансляционные перспективы.

Является основным зоонозным патогеном, вызывающим у людей фульминантный менингит и синдром, подобный стрептококковому токсическому шоку (STSLS). Последний обусловлен дисрегулированными воспалительными реакциями и взрывными цитокиновыми штормами. Остается неясным, действует ли PANoptosis как согласованная защитная реакция хозяина или же служит вредным фактором, провоцирующим цитокиновый шторм во время бактериальной инфекции. В данном исследовании мы выявляем аутофагию как верховного организатора PANoptosis во время зоонозной инфекции, переопределяя STSLS как болезнь, управляемую интегрированной программой клеточной смерти PANoptosis, а не параллельной активацией отдельных путей смерти. Механистически инфекция активирует метаболический путь iNOS/NO-Bcl-2-ауттофагия, который, в свою очередь, устанавливает PANoptosis в качестве доминирующего драйвера цитокинового шторма и повреждения хозяина. Нокаут iNOS, осуществленный с помощью CRISPR/Cas9 in vitro, вместе с ингибированием iNOS/NO с использованием селективного ингибитора 1400 W, заметно подавляет индуцированную аутофагией PANoptosis, ослабляет цитокиновые штормы и защищает мышей от летального STSLS, тем самым устанавливая PANoptosis как центральный драйвер повреждения хозяина в патологии STSLS. В этом исследовании мы раскрываем аутофагию как ранее нераспознанный верховный регулятор PANoptosis и выделяем путь iNOS/NO-ауттофагия как ключевую точку для PANoptosis и разумную мишень для терапии, направленной на хозяина, в случае STSLS.

Модификации РНК стали основными регуляторами контроля трансляции при раке. В отличие от транскрипционных перестроек, которые разворачиваются в течение часов, зависящее от модификаций перекрытие трансляции позволяет быстро адаптировать протеом к неблагоприятному микросреде опухоли с дефицитом питательных веществ, гипоксией и иммунологическим давлением. Тем не менее, большинство существующих обзоров структурируют механизмы эпитранскриптомики по типу модификаций или признакам рака, что затрудняет понимание механистической логики, по которой химические метки коллективно изменяют трансляционный аппарат. Этот обзор принимает ориентированный на трансляцию подход, исследуя, как наиболее распространенные модификации на мРНК, тРНК и рРНК регулируют каждую стадию синтеза белка в злокачественных клетках. Мы рассматриваем инструменты эпитранскриптомики, включая химические структуры модификаций, ферментные «писатели», «читатели» и «стиратели», а также технологии детекции, включая секвенирование РНК с использованием нанопор. Затем мы проследим, как модификации контролируют инициацию (циркуляция мРНК под управлением м6A, кап-зависимая трансляция eIF3 и eIF4G2, переключение капы на IRES под управлением 2'-O-метилирования рРНК), элонгацию (остановка рибосом, вызванная м6A, связанная с распадом мРНК, трансляция с уклоном в кодоны с участием тРНК mcm5s2U, набор фактора элонгации, зависящий от YTHDF1) и терминацию (чтение стоп-кодона через псевдоуридинизирование, избегание NMD). Критически важно отметить, что модификации мРНК, тРНК и рРНК не действуют изолированно, а формируют интегрированные сети. Например, м6A на мРНК и tRNA mcm5s2U действуют на противоположных сторонах одной и той же регуляторной оси, что имеет прямые последствия для разработки терапии. Мы оцениваем растущий портфель лекарств, начиная от ингибитора METTL3 STC-15, который сейчас находится на испытаниях 1b/2 фазы, и PROTAC для нацеливания на METTL3, до ингибиторов FTO и ADAR1, и утверждаем, что стратегии комбинированного лечения, основанные на биологии, нацеливающиеся на несколько осей модификаций, будут необходимы для обеспечения долговременного клинического ответа.

Гемоглобин (Hb) Бартс гидропс плода представляет собой серьёзную проблему общественного здравоохранения в Юго-Восточной Азии, особенно в Таиланде. Текущие стратегии скрининга нацелены на две самые распространённые делеции α-талассемии (-- и --). В данном исследовании мы разработали однотрубную мультиплексную реальную ПЦР для одновременного обнаружения четырёх клинически значимых делеции α-талассемии (--, --, -- и --). Метод был валиден с использованием 538 клинических образцов с разнообразными генотипами талассемии и сравнён с традиционной gap-PCR в качестве эталонного метода. Оценивались аналитические параметры, включая чувствительность, специфичность и предельное значение (LOD). Кроме того, клиническая полезность была оценена в 22 случаях пренатальной диагностики с риском Hb Бартса гидропса плода. В исследуемой когорте была продемонстрирована значительная генетическая гетерогенность, состоящая из 43 различных генотипов. Разработанный метод достиг 100% чувствительности и специфичности для всех целевых делеции, с полной согласованностью с результатами gap-PCR. Не было выявлено перекрестной реактивности с α-талассемией. Метод продемонстрировал высокую аналитическую чувствительность с LOD 9.76 × 10 нг на реакцию. В пренатальной диагностике все 22 фетальных генотипа были точно определены, включая пять случаев гомозиготной -- и один редкий составной гетерозиготный --/-- плод. Это исследование представляет собой быстрый, точный и экономически эффективный мультиплексный метод реальной ПЦР, способный обнаруживать как распространенные, так и редкие делеции α-талассемии в одной реакции. Метод демонстрирует высокий потенциал для внедрения в рутинные клинические лаборатории и массовый скрининг населения, что способствует улучшению превентивных мер и контролю тяжёлых синдромов талассемии в регионах с высокой предрасположенностью.

Аденозинтрифосфат-связывающий белок, семейство G, член 2 (ABCG2) является ключевым регулятором гомеостаза мочевой кислоты, и его дисфункция является основным генетическим фактором риска гиперурикемии и подагры как у людей, так и у животных. Изначально ABCG2 был известен своей ролью в множественной лекарственной устойчивости. Позже ABCG2 был идентифицирован как насос с высоким потенциалом для выведения мочевой кислоты, расположенный на апикальных мембранах проксимальных трубочек почек, энтероцитов кишечника и печеночных канальцев. Настоящий обзор охватывает молекулярную структуру, физиологические функции и патофизиологические эффекты ABCG2, с особо вниманием к распространенному варианту Q141K (rs2231142), который приводит к утрате функции. Вариант Q141K нарушает стабильность и транспортировку белка, снижая транспорт мочевой кислоты и увеличивая риск подагры и кардиоренальных сопутствующих заболеваний. В обзоре рассматривается центральная роль ABCG2 в транспортом мочевой кислоты, подчеркивая его контрастные и кооперативные взаимодействия с реабсорбтивными и секреторными транспортерами, а также его регуляцию новыми механизмами, включая кишечный микробиом и микробные метаболиты. Эти наблюдения имеют значительные клинические последствия для подходов в фармакогеномике, так как носители варианта Q141K демонстрируют сниженный ответ на урикозурические препараты. В обзоре также подчеркиваются новые методы лечения, выходящие за рамки стандартной терапии, снижающей уровень мочевой кислоты, включая активаторы ABCG2, модулаторы микробиома и методы редактирования генов, что может привести к переходу к персонализированным подходам к профилактике и лечению подагры. Понимание многогранной роли ABCG2 имеет ключевое значение для разработки целевых стратегий борьбы с первопричинами нарушения экскреции мочевой кислоты.

Понимание механистической функции гена является критически важной отправной точкой для биологии. Однако, для значительной части человеческого протеома эти знания разбросаны по тысячам первичных публикаций или остаются плохо установленными, в то время как кураторские базы данных, на которые полагаются биологи, могут отставать на годы от свежей литературы. Большие языковые модели теперь могут читать и синтезировать эту литературу по запросу, но делать это достоверно для многих генов — это дорогостоящая, неповторяемая сессия извлечения, которая не масштабируется среди пользователей. Здесь мы представляем Аффинаж, конвейер LLM, который выполняет это извлечение и механистическое рассуждение один раз для каждого гена — только на основе первичной литературы — и хранит результат в виде структурированной аннотации, которую можно повторно использовать. Программа чтения, разработанная биологами, извлекает только прямые экспериментальные доказательства, а синтетический этап рассуждает только на основе этих находок. Применяя анализ по всему геному, Аффинаж аннотирует 19 293 человеческих белок-кодирующих генов. Этот анализ предоставляет механизмы для тысяч генов, чей функционал в UniProt пуст или неполный, превосходя кураторские справочные материалы по 99.1% генов в прямом сравнении, оцененным независимо судьями LLM разных семейств. Аффинаж также определяет 10% протеома, которые остаются механистически не охарактеризованными, и будет служить постоянно обновляемым, основанным на литературе перепиской функций генов. Все записи доступны открыто по адресу https://affinage.wi.mit.edu. Более широко, Аффинаж служит примером того, как эксперты в области могут закодировать свои знания в масштабируемые конвейеры LLM, чтобы улучшить публично доступные данные, которые направляют биологические гипотезы и эксперименты.

Трансляция кишечных бактерий в кровоток является путем инфекции для позднего сепсиса (ПС) у недоношенных детей, подчеркивая потенциал профилирования фекальной микробиоты для ранней стратификации риска. Наша цель заключалась в выявлении и валидации специфических сигнатур кишечной микробиоты для ПС. Пятьдесят восемь недоношенных детей (срок гестации < 30 недель) с подтвержденным микробиологическим анализом ПС (исключая коагулазонегативные стафилококки) были сопоставлены с контрольной группой (1:1) в трех когортах (Открытие (DC) = 18; Валидация 1 и 2; VC1 = 12, VC2 = 28). Фекальные образцы, собранные до 10 дней до начала ПС, подвергались секвенированию гена 16S рРНК. Сравнивались микробный состав, разнообразие и дискриминационные таксоны среди подгрупп ПС. Модели Random Forest (RF) были обучены в DC и валидированы в VC1/VC2. Вариация микробиоты в значительной степени объяснялась патогеном ПС (R = 17%, <0.001). У детей с нестафилококковым ПС наблюдалось временное увеличение относительной абундантности. Модель RF, различающая ПС и контрольную группу, показала наивысшую дискриминационную способность (AUC = 0.99/0.78/0.61 для DC/VC1/VC2) по сравнению с нестафилококковым ПС (AUC = 0.96/0.46/0.41). Наши результаты показывают значительные сдвиги микробиоты, предшествующие ПС, с более высокой дискриминационной способностью по сравнению с нестафилококковым ПС. Хотя специфическая для патогена микробиота может предложить дополнительную клиническую ценность, сниженная производительность валидации подчеркивает ограниченную обобщаемость и подчеркивает необходимость дальнейших исследований перед клиническим применением.