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自然综览

2017-01-26 中国科学报 唐一尘
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  《自然》

  异种器官再造移植成功

  《自然》在线发表的一篇论文报告,在大鼠体内生长,然后被移植回糖尿病小鼠体内的小鼠胰岛能长时间正常发挥功能。这项原理验证研究展示了一个物种的器官是如何在另一个物种体内生长的,或许有助于在未来生产出可供移植的人类组织——但首先仍需应对许多技术方面的挑战,以及伦理与法律领域的问题。

  美国加州斯坦福大学医学院中内启光及同事将小鼠多能干细胞注入无法长出胰腺的大鼠胚胎,在干细胞发育为胰岛细胞后将它们分离出来,移植到糖尿病小鼠体内。研究者在超过一年的时间中成功将小鼠的血糖值控制在了正常水平,且(除移植的最初五天外)不需要长期的免疫抑制。

  在患者丧失胰岛素分泌细胞、药物无法控制I型糖尿病病情的情况下,胰岛移植能为患者带来希望。然而,包括糖尿病患者在内,成千上万等待器官移植的患者都面临着难以找到合适的捐赠器官的问题。多能干细胞具有生产出无限量替代细胞和组织的潜力,但要在人类中应用,这项研究所描述的方法必须经过修正。作者表示,器官必须在与人类的体型和亲缘关系接近的动物中产生,比如绵羊、猪或非人类灵长动物。

  《自然》

  新算法可自动化系统分类皮肤癌

  《自然》在线发表的一篇论文描述了一种根据照片分类皮肤癌的新算法。这项研究突出展示了人工智能支持、简化和扩展皮肤癌诊断的潜力。

  皮肤癌是最为常见的人类恶性肿瘤,通常由肉眼观察诊断,然后通过活体组织切片和组织学检查确诊。研究者过去曾试图开发自动分类系统,但由于皮肤病变的外观差异很大,实现这一点并非易事。美国加州斯坦福大学Andrew Esteva及同事用来自2000例不同皮肤癌病例的129000张图像训练了一种深度学习算法,克服了这一难关。他们评估了系统识别最常见和死亡率最高的皮肤癌类型(分别为角质形成细胞皮肤癌和恶性黑素瘤)的能力,并发现系统与21位专业临床医生的表现相当。

  作者提醒,他们的系统还未在现实临床环境中得到验证,但它影响初级保健的潜力是巨大的。他们总结认为,这一系统可扩展到包括眼科、放射学科和病理学科在内的其他领域,如果安装在手机上,还能提供廉价而普遍的重要诊断服务。

  《自然》

  破解地球组成之谜

  《自然》本周发表的两篇论文提供了有关地球形成过程中加入地球的陨石物质组成的见解。地球是由不同来源的天体吸积而成的,这些天体的大小从类似月球到接近火星不等。但确定这些来自陨石的地球组成物质的同位素成分一直以来都并非易事。

  美国芝加哥大学Nicolas Dauphas表明,通过金属亲和力彼此不同的元素在地幔中的特征,地球组成物质在不同时期的同位素性质可以被破解出来。亲石元素(比如氧和钙)通常会留在石质地壳中,而亲铁元素往往会下沉到地核中。分析显示,地球吸积的陨石在不同时期差异不大,且始终包含大量同位素组成与顽辉石陨石类似的物质。这一发现还有助于解释地球与忒伊亚(撞击月球、导致月球形成的假想大天体)相似的同位素组成。

  在第二篇论文中,德国明斯特大学Mario Fischer-Godde 和Thorsten Kleine报告,地球似乎是在增大过程中获得包括水在内的挥发物质的,而不是在地球形成史晚期、在吸积球粒陨石或彗星的过程中获得的,此前,目前分布于地球地幔中的金、铁和钌等亲铁元素被认为来源于形成月球的大撞击后吸积的“后增薄层”。这项研究发现,所有球粒陨石的钌同位素组成都与地球地幔不同,且形成时距离太阳的距离越远,与地幔的组成差异就越大。这表明后增薄层实际上并不是地球挥发物和水的主要来源,而与顽辉石陨石有着相似的组成。

打印 责任编辑:侯茜

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