Rag GTPаз и mTORC1 регулируют активность стволовых клеток кишечника в ответ на доступность питательных веществ.

Пространственная и одноклеточная транскриптомика являются трансформирующими подходами в расшифровке клеточной динамики. Поскольку основной парадигмой для реконструкции путей развития клеток является вывод траекторий, этот процесс критически важен. Однако существующие методы требуют значительного ручного вмешательства и знаний о разнородных инструментах, что создает значительные барьеры для эффективного анализа траекторий. Чтобы преодолеть этот разрыв, мы предлагаем SpaCellAgent — автономную многоагентную структуру, которая автоматизирует анализ спатиовременных данных и генерацию нарративов от начала до конца. SpaCellAgent использует многоагентную архитектуру для стратегического планирования рабочего процесса, динамический движок оркестровки инструментов для адаптивного выбора алгоритмов и модуль самоэволюции, который поэтапно уточняет производительность на основе обратной связи. Мы оцениваем SpaCellAgent на шести разнородных наборах данных, охватывающих сложные временные траектории развития, различные платформы секвенирования и пространственно разрешенные архитектуры тканей. SpaCellAgent последовательно демонстрирует улучшение аналитической эффективности более чем на 40% при сохранении производительности, соответствующей экспертным стандартам. Конвертируя спецификации на естественном языке в оптимизированные аналитические рабочие процессы и полностью автоматизируя конвейер, SpaCellAgent демократизирует продвинутое спатиовременное моделирование и устанавливает масштабируемую, управляемую агентами парадигму для вычислительной биологии. Код и материалы доступны по адресу https://github.com/LittleXH-shw/SpaCellAgent.

EGFR L858R — это активирующая мутация, связанная с аномальным сигналингом EGFR, и молекулы, способные распознавать этот мутант, продолжают быть предметом исследований. В данном исследовании была проведена скрининговая оценка виртуальной библиотеки пептидов, содержащей 59 319 гептапептидов, с использованием кристаллической структуры EGFR L858R, что привело к выявлению четырех пептидов с благоприятными прогнозируемыми способностями к связыванию. Среди них Пептид-1 показал наибольшую аффинность связывания в исследованиях MST (= 0,35 ± 0,02 μM), что превышает аффинность референтного пептида DTP-1. Интегрированные структурные и динамические анализы продемонстрировали, что Пептид-1 может формировать относительно стабильную конформацию связывания с EGFR L858R. Пептид-1 снижал жизнеспособность клеток SKOV3, OVCAR3 и CaOV3, показывал более слабые эффекты на клетках IOSE-80, а его активность была значительно ослаблена после трансдукции shRNA, нацеленному на EGFR. Кроме того, Пептид-1 уменьшал экспрессию мРНК Cyclin D1 и увеличивал экспрессию мРНК Caspase-3. Эти результаты указывают на то, что Пептид-1 может быть дополнительно исследован как пептид, нацеленный на EGFR L858R.

Экстрацеллюлярные везикулы (ЭВ) стали многообещающим средством для доставки лекарств и терапии заболеваний благодаря своей врожденной биосовместимости и способности переносить функциональные биомолекулы. Однако ограничения существующих технологий хранения, включая структурную деградацию и потерю биологической активности во время длительного замораживания, а также несовместимость традиционных криозащитников, таких как ДМСО и глицерин, с внутривенным введением, создают серьезные барьеры для клинического применения. В этой работе мы разработали DDAS, формулировку биомиметического криозащитного агента, рационально спроектированного с использованием методов генеративного искусственного интеллекта (ГИИ) для приоритизации физиологически релевантных кандидатов из Базы данных метаболомов человека. DDAS состоит из декстрана, альбумина и салициловой кислоты, которые были выбраны за их синергетическую стабилизацию и врожденную биосовместимость. В сравнении с стандартными средами для хранения, DDAS значительно улучшила стабильность ЭВ во время продолжительной криоконсервации и многократных циклов замораживания-оттаивания, эффективно сохраняя морфологию везикул, концентрацию частиц и функциональность белков нагрузки, одновременно снижая агрегацию и повреждение мембраны. Особенно важно, что DDAS продемонстрировала незначительную цитотоксичность и отличную биосовместимость, позволяя проводить прямое внутривенное введение без повторной изоляции или промывания. Важно, что ЭВ, полученные из стволовых клеток и сохраненные в DDAS, полностью сохранили свою терапевтическую активность in vivo, значительно снижая воспаление и ускоряя заживление ран после системного введения. Таким образом, данное исследование разрабатывает и подтверждает DDAS, практический и клинически приемлемый биомиметический криозащитный агент, основанный на методах ГИИ. DDAS позволяет долговременное хранение ЭВ с сохранением их функциональности и значительно усиливает терапевтическую эффективность ЭВ стволовых клеток в заживлении ран, в конечном итоге раскрывая их полный клинический потенциал.

Точное восстановление генетических регуляторных сетей (ГРС) необходимо для понимания транскрипционных процессов в разработке и заболеваниях. MERLIN-SUITE (https://github.com/Roy-lab/MERLIN-SUITE) представляет собой набор алгоритмических расширений на базе MERLIN (Модульное обучение регуляторных сетей с учетом информации по генам), это вероятностная структура, которая позволяет выявлять специфические для генов и модуля регуляторные программы ко-регулируемых модулей, захватывая как детализированные, так и модульные аспекты транскрипционных сетей. Хотя восстановление, основанное на экспрессии, эффективно, зачастую оно плохо соотносится с экспериментально подтвержденными регуляторными взаимодействиями. MERLIN-P решает эту проблему, интегрируя внешние регуляторные приоритеты, такие как мотивы, ChIP и данные о perturbations, для повышения биологической значимости и предсказательной точности. MERLIN-P-TFA дополнительно развивает рамки, включая регуляризованную оценку латентной активности транскрипционных факторов (TFA), преодолевая ограничение, что уровни мРНК TF могут не отражать активность белков. Интегрируя данные экспрессии, заранее известные данные и моделирование с учетом активности, этот унифицированный подход поддерживает надежное восстановление ГРС как в пакетных, так и в одноядерных наборах данных. Эта глава представляет MERLIN-SUITE с акцентом на MERLIN-P-TFA и демонстрирует его использование на одномодальном многомодальном наборе данных о перетасовке клеток мыши для вывода ГРС и выявления ключевых регуляторов.

Для изучения эффектов Платикодина D (PD) на пролиферацию, миграцию и ангиогенез клеток эндотелия EA.hy926, стимулированных супернатантом из модели синовиальных клеток ревматоидного артрита (РА) (MH7A), данное исследование стремится предварительно выяснить его потенциальные механизмы. Клетки MH7A, стимулированные TNF-, были использованы в качестве модели клеток РА. Супернатант из этих клеток был собран и обозначен как кондиционированная среда (КС), которая затем использовалась для стимуляции клеток EA.hy926, тем самым создавая модель эндотелиальных клеток при РА; клетки EA.hy926 были трансдуцированы лентивирусом для суперэкспрессии или нокаута CD146; Экспериментальные группы включали: нормальная контрольная группа, модельная группа (группа с оптимальной стимуляцией КС), и группы лечения PD (PD при концентрациях 1.25, 2.5 и 5 мг/л); sh-CD146+КС, sh-NC+КС, sh-NC, lenti-CD146+КС, lenti-CD146-NC. Спасательный эксперимент включал следующие группы: КС, КС+PD группа, КС+lenti-CD146 группа и КС+lenti-CD146+PD группа лечения. Пролиферация клеток оценивалась с помощью анализа CCK-8; миграция клеток оценивалась через тест раневого заживления; ангиогенез определялся с помощью тестов формирования трубочек; уровень экспрессии CD146 измерялся методом вестерн-блоттинга. В сравнении с нормальной группой, стимуляция КС значительно увеличивала пролиферацию эндотелиальных клеток (<0.01). Однако после 24 часов обработки PD наблюдалось заметное снижение пролиферации клеток (<0.05). Кроме того, стимуляция КС улучшала способность клеток к миграции по сравнению с нормальной группой; это улучшение было значительно уменьшено после лечения PD (<0.01). Более того, способность к образованию трубочек была значительно увеличена при стимуляции КС по сравнению с нормальной группой, но показала значительное подавление после 24 часов лечения PD (<0.0001). Выражение CD146 было значительно увеличено в модельной группе по сравнению с нормальной группой и затем снизилось после лечения PD (<0.01), и зависело от дозы. В спасательном эксперименте, по сравнению с группой лечения PD (КС+PD 5 мг/л), пролиферация, миграция и способность образовывать трубочки клеток в группе суперэкспрессии CD146+группа лечения PD (КС+lenti-CD146+PD 5 мг/л) были значительно увеличены (<0.0001,<0.05,<0.001). Интересно, что по сравнению с группой суперэкспрессии (КС+lenti-CD146), эти способности в группе суперэкспрессии+группа лечения PD (КС+lenti-CD146+PD 5 мг/л) оставались значительно подавленными (<0.0001,<0.0001,<0.05). В этом исследовании мы также обнаружили, что CD146 проявляет значительные пронгиогенные, промиграционные и прополиферативные эффекты в клетках EA.hy926. В то же время, PD показал значительное подавление ангиогенеза, пролиферации и миграции клеток EA.hy926 в зависимости от дозы, и понизил уровень экспрессии CD146 в зависимости от дозы. Суперэкспрессия CD146 частично ослабила антиангиогенный эффект PD, но PD все еще проявлял сильную антиангиогенную активность в клетках с суперэкспрессией CD146, что указывает на то, что PD частично действует через регуляцию CD146 и, возможно, другие пути, отражая его многогранную природу. Это исследование впервые связывает антиангиогенный эффект PD с CD146, открывая перспективное направление терапии для РА.

В последние годы вирусы высокопатогенного птичьего гриппа подтипа H5 (HPAIV), особенно клада 2.3.4.4b, представляют собой глобальную угрозу для птицеводства, скота и общественного здоровья. Анализ вирусов подтипа H5 с 2000 по 2023 годы с использованием биоинформатики выявил прогрессивное увеличение мутации PA-X N193S, которая стала преобладающей как в авиатических, так и в млекопитающих изолятах клада 2.3.4.4b. С применением обратной генетики мы создали вирусы с PA-X 193N (rWT) и 193S (rWT-N193S). Мутация PA-X N193S значительно ингибировала активность вирусной полимеразы, одновременно усиливая shutoff хозяина. В то же время, rWT-N193S показал ослабленную репликацию в клетках птиц и млекопитающих, снижённую патогенность у мышей и подавление цитокиновых штормов. Однако он усиливал захват дендритными клетками (DCs), нарушая их созревание, активацию, секрецию цитокинов и пролиферацию CD4T-лимфоцитов. В экспериментах на носовой слизистой мышей мутация PA-X N193S снизила экспрессию CCL5, изменила набор DC и подавила сигналы IL-17/MAPK. Эти данные выявляют вирусный компромисс: мутация ослабляет эпителиальную репликацию и иммунопатологию, но усиливает захват DC и отключает функции слизистого иммунитета, что, вероятно, способствовало глобальному преобладанию мутации PA-X N193S в эпидемических вирусах подтипа H5.