在抗击癌症的斗争中，深入了解单个细胞对药物的行为是关键。毕竟，药物理想情况下应该只摧毁肿瘤细胞。然而，如果药物的效果只是作为较大细胞群的统计平均值而为人所知，那么对药物效果的分析可能无法发现某些肿瘤细胞由于其性质或获得的耐药性而存活下来，癌症将继续扩散。新方法可以识别出更大群体中单个细胞对药物的不同反应。了解细胞变异对于推进更有效的癌症治疗至关重要。
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麦加和麦地那：位于麦加的天房谢里夫是伊斯兰教最神圣的地方。当穆罕默德 (pbuh) 从麦加迁徙到麦地那时，麦地那也被 手机号码数据 认为是圣地，他的清真寺纳巴维清真寺 (Masjid Nabawi) 就坐落在那里。
“一组细胞内的多样性极大地影响了它们对变化的敏感性或抵抗力。我们的方法不是基于细胞群的平均反应来理解，而是可以精确描述甚至预测每个细胞对药物等干扰的反应，”苏黎世联邦理工学院和苏黎世大学医院的生物医学信息学教授 Gunnar Rätsch 说。
研究人员将细胞对化学、物理或遗传影响作出的分子反应称为扰动。此类干扰会改变受影响的细胞，例如，可导致其死亡。某种药物对癌细胞的影响也可视为扰动。
了解哪些癌细胞对药物有反应，并确定产生耐药性的癌细胞的特征，对于开发新的治疗方法和策略至关重要。此类新疗法可能更有效地抑制细胞生长，甚至导致致病细胞死亡。
研究人员在《自然方法》杂志上发表的研究中证明，他们的方法不仅适用于癌细胞，还适用于其他致病细胞——例如，包括红斑狼疮。这种自身免疫性疾病通常伴有红疹，并可能导致胸部、心脏或肋骨发炎。
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这项研究的另一个关键创新是预测能力：苏黎世研究人员将他们的新机器学习方法称为 CellOT。除了评估现有的细胞测量数据并从而扩展对细胞扰动反应的了解之外，CellOT 还可以预测单个细胞将如何应对尚未在实验室中测量其反应的扰动。
新方法为更有针对性和个性化的治疗铺平了道路：通过预测可以预测扰动对看不见的细胞的影响，从而表明患者细胞对相关药物的反应程度。在该方法应用于医院之前，仍需要进行全面的临床试验。目前，研究人员已经证明该方法能够提供高度准确的预测。
机器学习使此类预测成为可能。对于 CellOT，研究人员使用新颖的机器学习算法，并使用未受干扰细胞的数据和干扰响应后发生变化的细胞的数据来训练这些算法。在此过程中，该算法了解细胞干扰反应如何产生、如何进展以及改变细胞状态的可能表型。
研究人员与苏黎世大学细胞系统生物学教授 Lucas Pelkmans 领导的研究小组进行了合作。Gabriele Gut 曾是 Pelkmans 实验室的博士后，现为苏黎世大学医院肿瘤内科和血液科的资深科学家，他使用一种名为 4i 多重蛋白质成像的技术测量了特定的细胞变化。Pelkmans 表示：“CellOT 在处理通过该技术获得的数据时效果特别好。”此外，研究人员还从公共数据库获得了单细胞 RNA 数据。
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“从数学上讲，我们的机器学习模型基于细胞在受到干扰后逐渐发生变化的假设，”Charlotte Bunne 说道，她与 Stefan Stark 和 Gabriele Gut 是这项研究的主要作者，目前正在计算机科学教授 Andreas Krause 的指导下攻读博士学位。“细胞状态的这些逐渐变化可以用最优传输的数学理论很好地描述和预测。”
CellOT 现在是第一种使用最佳传输和机器学习来预测新样本中细胞的扰动响应的方法。“现有的 OT 方法不允许进行样本外或测量外的预测。但这正是 CellOT 可以做到的，”Bunne 说。这一发现挑战了人们对阿片受体的传统理解，为其在疼痛管理和成瘾之外的意义提供了新的见解为了确定肠神经系统 (ENS) 发育的关键基因，研究小组利用斑马鱼胚胎进行了一系列实验，这些胚胎与人类有许多遗传相似之处。ENS 是胃肠道中的神经元网络，在调节消化过程中起着至关重要的作用。
“我们发现阿片类信号通路是肠道神经发育形成所必需的，肠道神经是人体中一个研究不足的部分，称为肠神经系统，”莱斯大学生物科学助理教授、德克萨斯州癌症预防与研究所学者、PLOS ONE研究的主要作者罗莎·乌里韦 (Rosa Uribe) 说。
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研究人员利用基因编辑技术，选择性地从整个斑马鱼胚胎群中移除或敲除单个基因，以观察这些基因改变如何影响肠道神经的形成。这一过程揭示了与 ENS 发育有关的新基因，包括编码阿片类受体的基因。
与之前的假设相反，研究人员发现阿片受体不仅参与疼痛感知和成瘾，而且对肠神经的发育形成也是不可或缺的。“当这些受体失活时，肠 如何安装 WiFi CCTV 摄像机 道神经元沿肠道的迁移和成熟就会受到干扰，”乌里韦说。这种干扰表明阿片类药物信号通路在 ENS 发育中起着至关重要的作用。
研究小组的发现为了解消化系统健康和疾病开辟了新途径。许多出生时肠道神经缺失的婴儿排便困难，凸显了这项研究对儿科医学的潜在影响。了解阿片类药物在肠道发育中的作用可能为先天性消化系统疾病的创新治疗铺平道路。
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我们的研究揭示了阿片受体功能的一个新方面，并强调了它们在肠道发育中意想不到的作用，”乌里韦说。“这可能对理解消化系统疾 aub 目录 病具有深远的影响，并可能带来新的治疗方法。”此外，该研究还发现了其他与胃肠道健康有关的基因，如 VGF 。首席研究员兼博士后研究员 Rodrigo Moreno Campos 表示，在这一领域进一步研究可以揭示更多有关基因、神经系统和消化功能之间复杂相互作用的见解。
“我们的发现令人难以置信，为该领域的肠道神经发育生物学研究开辟了一条全新的途径，”莫雷诺·坎波斯说。“这对先天性疾病、神经系统疾病和代谢疾病具有重大影响。”美国国立卫生研究院和美国国家科学基金会资助了这项研究。资助者没有参与研究设计、数据收集和分析、发表决定或手稿准备。研究还发现，那些牛肉消费量不大的消费者更有可能查阅美国农业部的“我的餐盘”食品指导系统。
