一种新的阿尔茨海默病药物在试验中显示出一些希望，但副作用的风险值得吗?一种受罗马历史和贝类启发的新型避孕方法……还有科学家们错过了一个多世纪的关于蚂蚁的惊人发现……
在这一集里
阿尔茨海默病治疗的突破
查尔斯·皮勒，科学杂志
随着预期寿命的延长，越来越多的人活到老年痴呆症等退行性疾病成为问题的年龄。近几十年来，制药行业一直在寻求各种方法，试图减缓或阻止这种疾病。本周，日本卫材公司宣布了一项对近2000名早期阿尔茨海默氏症患者进行的三期临床试验的结果，将他们的新药lecanemab与安慰剂进行了比较。这种药物是一种改良抗体，像海绵一样吸收和减少一种叫做“β -淀粉样蛋白”的蛋白质的积累，这种蛋白质在阿尔茨海默氏症患者的大脑中积累并杀死神经细胞。在试验中，服用该药18个月后，参与者的阿尔茨海默病症状的进展速度减缓了27%，但他们的病情仍然恶化。因此，这当然不是一种治愈方法，对于监管机构和卫生资助者来说，在这种情况下，判断药丸是否比病人好将是一个棘手的问题，因为除了昂贵之外，还有一些严重的副作用，包括致命的脑出血……
查尔斯-我叫查尔斯·皮勒，是《科学》杂志的记者。我所写的这项研究被许多人认为是长期以来该领域最有前途的发展之一。它涉及一种抗体，这种抗体被用来结合大脑中某些蛋白质的沉积，许多人认为这些蛋白质是导致阿尔茨海默病的原因。因此，通过使用这种抗体，我们希望它能阻止甚至最终逆转阿尔茨海默病的影响。事实上，不幸的是，在这个实验中，他们发现它并没有做这些事情，但他们认为它有减缓认知能力下降的作用。换句话说，服用这种药物的人的认知能力继续下降，但比服用安慰剂的人下降得慢一点。因此，在阿尔茨海默氏症研究的好奇世界里，这被认为是一个巨大的成功。显然，这听起来不像是一个了不起的巨大发展，但它是人们可以悬挂帽子的东西。
克里斯:任何药物都有副作用。在这个例子中，你指出在一个特定的接受者身上有最显著的副作用。
查尔斯:是的，这是一个妇女的案例，她接受了这种药物，在三次注射后，她中风了，用一种叫做TPA的东西治疗，这是一种非常强效的抗凝血剂，人们经常在中风后立即服用。在绝大多数情况下，它在减轻中风的影响方面非常成功。所以她服用了TPA，但发生的是莱卡耐单抗的结合，她在试验中服用的药物和TPA的结合导致了大面积的脑出血，并在可怕的情况下导致了死亡。这些不是我对所发生事情的判断。这些是神经学家和病理学家的判断，还有做尸检的人的判断。他们根据科学分析和尸体解剖得出结论，事情就是这样的。
中风很常见，尤其是在老年人中，就像阿尔茨海默病一样。那么我们怎么知道治疗阿尔茨海默病的药物会导致中风药物引起的出血?有什么机制可以解释这个现象吗?
查尔斯-是的，这是一个非常强大的科学机制。我之前提到过阿尔茨海默病的一个特征是斑块的沉积，这些蛋白质会附着在脑细胞和血管上。在这个例子中，这个中风的女人也有一种叫做脑淀粉样血管病的疾病，这种疾病会导致大量的斑块在这些为大脑服务的血管周围积聚。当她服用这种药物lecanemab时，科学家们认为它剥离了很多斑块，这样做会导致血管发炎和变弱，当TPA给药时，它们就破裂了。
克里斯:那么这意味着什么呢?这是否会阻止被质疑的药物lecanemab的上市?
查尔斯:美国食品和药物管理局，以及你们的监管机构将对这个问题进行评估。然而，我们所知道的是，长期以来人们一直担心这种药物与任何一种血液稀释剂一起使用会导致严重的脑出血，这些人服用这种药物和类似的抗阿尔茨海默病抗体药物。所以我们在等着看这种药物lecanemab的制造商是否会向监管机构建议，不应该给正在服用血液稀释剂或可能在中风的情况下使用血液稀释剂的人使用这种药物。这给一些病人造成了可怕的困境。所以我们不知道的是可以采取什么预防措施，可以发出什么警告。我想我们今天会在一个大型会议上听到更多的消息，该药物的制造商，卫材，是一家日本公司，将会谈论他们的临床试验结果。我希望，很多人也希望他们能直接解决脑出血和血液稀释剂的问题。
在贝类中发现新的避孕方法
剑桥大学比尔学院
瑞典科学家正在研究一种受罗马历史和贝类启发的新型避孕方法。许多女性目前使用避孕药，但有些人更愿意在不改变荷尔蒙的情况下防止怀孕。Ulrike Schimpf一直在开发一种使用壳聚糖物质的方法，壳聚糖是一种来自贝类等动物外骨骼的糖基分子，它可以增强女性子宫颈中形成的天然粘液屏障，可以暂时阻挡精子的通过。剑桥大学比尔学院生殖生理学教授一直在为我们研究这项研究结果……
比尔-他们已经有效地开发了一种屏障方法来阻止精子到达卵子并导致受精。他们使用了一种叫做壳聚糖的物质，这是一种很长的糖分子。它实际上来源于几丁质，它存在于昆虫和甲壳的外骨骼中。这种物质的作用是与女性生殖道内的粘液结合并有效地堵塞子宫颈的入口。但有趣的是，很长一段时间以来，人们都知道，罗马人曾经把半个柠檬放在子宫颈上，作为一种隔膜来阻止精子的渗透。他们用这个作为避孕手段。
James -是什么让壳聚糖如此适合这个用途?
比尔:它们是天然物质，被用于各种不同的应用，包括临床。所以我们对它们的安全性和有效性有很多了解。阴道内的粘液在整个月经周期中确实会发生变化，有些人将其作为一种正常的避孕方式。他们监测黏液，这被称为计费法。女性能做的就是在月经周期中监测黏液的黏度。当它们排卵期的时候，黏度发生了变化它变得更像蛋清。这个时候精子可以穿透粘液穿过子宫颈到达卵子。因此，这项研究实际上是在阴道中添加一些东西，这些东西会与黏液结合，改变黏液的厚度，从而阻止精子穿透。
詹姆斯:你提到过这是一种屏障避孕法。我能不能问一下屏障避孕法与其他避孕方法相比有什么好处，比如激素避孕法?
比尔:它的副作用会更小。所以女性服用避孕药，要么是黄体酮，要么是黄体酮，一点雌激素，情绪变化等等。然而这并不会导致没有激素参与。
詹姆斯-我是说，这一切听起来都很有希望。你注意到有什么东西可能会让我们的热情下降吗?
比尔:嗯，作者讨论了这项研究的各种警告和局限性。显然，这是非常早期的阶段。一个主要的警告是，他们的工作是用一只母羊作为模型完成的，羊的阴道和子宫颈与人类略有不同。所以当他们试图将其应用到女性身上时可能会有一些不同。他们还指出，他们没有考虑到性交的影响，这是一种非常物理的事情，所以这可能会限制其功效。他们没有考虑的另一件事是它能持续多久。所以他们给药，一小时后显示效果。我认为这种影响肯定会持续四个小时，这是研究的极限，但他们不知道这种影响会持续多久。所以我认为他们可能会，如果你使用这个，你可能必须在任何性交之前使用它，每次。
詹姆斯- 98%的有效率。你能把它和其他避孕方法对比一下吗?
比尔:激素避孕方法非常有效。如果使用得当，它们的比例高达90%，所以它是有效的。当然，他们只证明了它能阻止精子。他们还没有研究它是否会影响怀孕的能力。所以尽管98%听起来非常非常有效，你仍然会有2%的精子穿透。当然，你只需要一个精子和一个卵子就能生育。所以，在他们真正检查它对生育能力和活产的影响之前，我们不知道这是否足够。但与荷尔蒙避孕药相比，它们的功效相似，你会认为它同样有效。
蚁蛹以成年蚁和幼虫为食
Daniel Kronauer，洛克菲勒大学
数百年来，科学家和博物学家一直着迷于蚂蚁的勤劳和组织。我们认为我们了解了它们如何组织自己和它们的殖民地的大部分基本知识。那么，我们怎么忽视了这样一个事实:发育中的“小”蚁蛹为成年工蚁和其他发育中的蚂蚁提供了一种乳白色的物质，这种物质似乎对它们的生存至关重要?像我们这样的哺乳动物在哺乳过程中发生了非同寻常的逆转，蛹分泌出其他蚂蚁食用的乳白色物质。洛克菲勒大学的Daniel Kronauer发现了它…
丹尼尔-所以事实证明这种液体实际上是蛹的麦芽液。换毛液是一种所有昆虫都会产生的液体，因为它们必须蜕去它们的外骨骼，它们的皮肤才能生长。大多数独居昆虫会重新吸收并循环利用这种换毛液。但现在发现其实是蚂蚁分泌的。通常在独居昆虫中，它会聚集在旧外骨骼和新角质层之间的空间，新外骨骼。在蚂蚁体内，它是分泌出来的它从前角质层的直肠开口泄漏出来。所以它在蚂蚁蛹的腹部尖端积聚了一滴。
克里斯:然后呢?其他蚂蚁过来收集它吗?
丹尼尔:没错。事情就是这样。因此，成年蚂蚁会一边喝，一边积累汁液，除此之外，它们还会带来蚂蚁的幼虫，而蚂蚁的幼虫是无法独立移动的。成虫携带它们并将它们放在蛹的顶部。所以幼虫在分泌时也会吸收这种液体。
Chris -你可以证明他们不仅仅是在清理这些垃圾，因为很明显，如果这些垃圾堆积起来，如果这些垃圾富含很多潜在的食物，那么它就会滋生微生物和其他东西，这可能会导致疾病。你确定动物们在吃这个吗?
丹尼尔:你说得很对，因为液体富含营养，它会导致真菌生长，实际上，如果液体不清除，蚂蚁蛹就会死于真菌感染。我们展示的幼虫和成虫喝它的方法是我们把食用色素注射到蛹中，注射到这种液体中。然后我们可以通过追踪它进入成虫体内来证明幼虫实际上吸收了液体。
他们真的把它融入到自己的身体里了吗?他们不只是把它拿起来然后反刍，然后倾倒在某个地方。他们真的在用吗?
丹尼尔:是的。所以它们在使用它，它们在消化它。我们可以证明幼虫的生长和生存都依赖于这种液体。所以，如果幼虫没有接触到这种液体，它们就不能很好地生长，与很多接触到这种液体的幼虫相比，死亡率真的会上升。
克里斯:除了营养，它还有什么作用吗?它在决定谁是谁方面有什么作用吗?因为在这些群居昆虫的组织中是有等级制度的，不是吗?蚁后产卵并用各种信息素来指示其他工蜂的行为等等。这在角色确定系统中有什么作用吗?
丹尼尔:所以我们对未来的研究非常感兴趣。这是我们还没有明确研究过的东西，但因为这种社会流体富含激素，我们知道这对蚂蚁发展成蚁后和工蚁很重要。例如，我们在这种液体中发现的一种化合物在蜂王浆中也很重要，蜜蜂用蜂王浆喂幼虫，它们想把幼虫喂给蜂王。这似乎对决定蚁后的发育很重要。所以这似乎是一个很好的假设，我们想要继续研究。
Chris:关于蜜蜂，你提出了一个很好的观点，因为蜜蜂是我们经常想到的另一种主要的群居昆虫。他们会这样做吗?
丹尼尔:是的，这是一个有趣的问题，我们也问过自己，最后我们决定把一些蜜蜂带到实验室，取蜜蜂的蛹，把它们放在社会隔离中，看看它们是否会分泌这种液体。但事实证明蜜蜂不会。所以我们还不知道其他群居昆虫是否也有类似的行为，比如黄蜂等等，但至少蜜蜂没有。我认为其中一个原因可能是蜜蜂当然是在这些蜂巢中发育的，所以它们就像被封闭在一个细胞里。也许成虫在蚂蚁体内接触蛹的机会较少。所以这是非常不同的。蚂蚁不像蜜蜂那样造蜂巢。
克里斯-你知道这是怎么演变的吗?一种方法可能是考虑这样一个事实，我想我在什么地方读到过，有成千上万种不同种类的蚂蚁。如果它们都这样做，那么这一定是一种非常古老的行为，在它们进化的早期就开始了。那他们从哪弄来的?
丹尼尔-是的，这又是一个很好的问题。蚂蚁有很多很多种，就像你说的，大约有15000种。我们最初在我们的主要实验室模型系统中发现了这一点，它被称为克隆突袭蚁。但这个物种有点不寻常。所以我们所做的是，我们得到了另外四种蚂蚁，它们在系统发育上覆盖了蚂蚁的生物多样性。所以它们都是远亲蚂蚁。事实证明它们都分泌这种蛹液。因此，这种进化上的新奇现象似乎在蚂蚁进化的早期就出现了。所以这是一件非常古老的事情我们认为它可能对社会行为和蚂蚁的早期进化非常重要因为它在不同的发展阶段创造了这些依赖关系，对吧?它确实有助于整合蚁群的超级有机体结构，在这个结构中，个体确实依赖于群体中的其他个体。
贻贝记忆:重复一项65年前的研究
伊莎贝尔·奥拉德，剑桥大学
现在到了水生领域，贻贝的数量是河流健康的一个很好的指标。剑桥大学的动物学家伊泽贝尔·奥拉德开始复制半个多世纪前在雷丁附近的一段泰晤士河上进行的一项研究，看看发生了什么变化。令人震惊的是，贻贝数量下降了95%，有些物种完全消失了……
Isobel -肌肉是全球最受威胁的动物群体之一。但在英国，我们对他们的表现知之甚少。这个研究，我们在1964年进行了重复，这是世界上第一个对肌肉群体进行适当定量调查的研究之一。它发现，例如，在泰晤士河河床中，淡水肌肉贡献了超过90%的生物量。所以我们想回到那个地方，用同样的调查方法，找出在这段时间里发生了什么变化。
詹姆斯:除了人口减少95%的头条数据外，与50年前的研究相比，你的研究还有什么其他重要发现?
伊泽贝尔:所以我们发现一种物种，河蚌，已经从这个地方完全消失了。所以尽管我们发现了一些贝壳，但我们没有发现任何这种动物的活肌肉。另外两个物种的数量急剧下降。所以鸭贻贝下降了99%画家贻贝下降了97%这两种都是常见的物种。我们还发现，肌肉的个体大小也发生了变化。因此，它们现在的增长速度比1964年要慢，它们的规模比近60年前小了10%到35%。
詹姆斯:听起来很令人担忧。
伊泽贝尔-没错。有两个原因。首先，贻贝通常被视为生态系统健康状况的指示物种。因此，如果贻贝数量减少，这是一种坏消息，这表明栖息地的质量更普遍地可能正在恶化。第二个原因是贻贝在生态系统中非常重要。因此，他们被称为生态系统工程师，因为他们在更广泛的生态系统中发挥着支撑作用。所以它们是滤食性动物。它们从水柱中吸收藻类和其他有机颗粒，帮助保持水的清澈，一条肌肉一天可以过滤多达40升水。所以你可以想象河水的过滤量我们知道，肌肉密度高与河床生物多样性高有关。
詹姆斯-那原因是什么?这种急剧下降的背后是什么?
伊泽贝尔:我们发现的一个明显的原因是斑马贻贝入侵了这个地方，斑马贻贝是英国的一种非本地物种，现在在泰晤士河中发现了相当高的密度。1964年的时候他们并不在那里。它们是一个非常有问题的入侵物种，所以它们可以在坚硬的表面上定居，包括在本地肌肉的外壳上。这意味着它们不仅要与这些肌肉竞争食物，而且还可以使它们窒息，最终阻止它们打开壳。可能还有更广泛的生态系统退化，比如污染。我们还研究了河流中的营养物质水平，我们发现在这段时间里，特别是磷酸盐的水平下降了很多，这可能是由于对污水排放的控制更加严格。虽然这对生态系统总体上是有好处的，因为更少的营养意味着更少的机会产生有害的藻华，但这对肌肉来说可能是一个潜在的坏消息，因为这意味着贻贝的食物供应更少，我们认为这可能会导致它们的生长速度变慢。
詹姆斯-那你觉得我们该怎么办?我们能做点什么吗?
伊泽贝尔:所以我认为从中得出的一个关键问题是，我们需要更多的监测，特别是对我们认为常见的物种。我们真的不知道这张照片在英国有多普遍。为了确定原因，设计更好的干预措施，保护这些物种，我们需要对更多的物种进行更广泛的监测。
水母近亲的游泳技巧
俄勒冈大学的Kelly Sutherland和俄勒冈大学的Kevin Du Clos
仿生学是一个奇特的术语，指的是发明模仿自然世界的过程，它在我们的日常生活中发挥着关键作用。我们根据北极熊脚的质地设计了雪地轮胎，模仿鲨鱼皮设计了泳衣。现在，俄勒冈大学的研究人员认为，从水母的近亲——Nanomia bijuga身上获得灵感，可以极大地改善海洋交通工具的推进力。凯利·萨瑟兰(Kelly Sutherland)和凯文·杜·克洛斯(Kevin Du Clos)采访了威尔·廷格尔(Will Tingle)，讲述了这种动物的运动方式如此特别的原因，以及它希望为未来的船舶运动带来什么启发。
凯利:我们研究水母已经有一段时间了，我们一直在研究水母，它们只有一个游泳单元，通过喷射推进来游泳。所以它们把液体吸进身体，然后挤压肌肉带，把水从身体后部排出。它们像烟圈一样移动。事实证明，有些水母实际上有很多游泳单元。它有点像一堆小水母串在一起。所以很明显下一步就是开始研究有多个游泳单元的水母。这就引出了一系列有趣的问题当你有了分布式的游泳单元会发生什么，这会带来什么样的游泳模式?
威尔:凯文，拥有多架飞机而不是一架飞机的好处是什么?
Kevin -有多个喷气机，而不是只有一个，使他们更容易操作，所以他们实际上可以只脉冲一个喷气机，这可以使他们做一个非常小的转弯。这让他们更有适应能力。所以他们有冗余。如果其中一个喷流不能正常工作，它们基本上和其他喷流一样能游得很好。在这个研究中，我们感兴趣的是它们可以通过不同的喷流来改变推进的时间。这使得它们可以以不同的游泳模式游泳。所以它们有一种游泳模式，可以很好地躲避捕食者，快速地游开。他们有一种更适合日常游泳，需要更少的能量。
纯粹从水下航行器的设计来看，这种运动方式比我们现有的更好吗?
Kevin -我们在论文中建议的是通过改变推力产生的时间，你实际上可以制造出一种具有游泳模式的飞行器，它可以很好地适应不同的任务。所以在不改变硬件的情况下，只要一个有多个螺旋桨的水下航行器，只要改变推力产生的时间，加上软件的改变，你就可以让一个航行器从高速模式切换到节能模式。所以这是让交通工具适应环境的一个优势。
凯利:所以除了高速游泳和更经济的长距离游泳。在早期的工作中，我们也研究了这些群体的可操作性，以及游泳逆转。所以它们有各种各样的游泳动作。关键是要有多个相同的推进装置。
威尔:我们谈论的是水下航行器，但这似乎有点宽泛。您是否介意透露一下您认为哪些车辆会从这种特殊设计中受益最大?
Kelly -小型的交通工具，可能是用来勘测珊瑚礁之类的地方，那里有很多角落和缝隙。这是一种长而窄的设计，具有机动能力，可以经济地进行长距离或长距离游泳，也可以快速机动。通过这项工作，我们从根本上对这些生物以及它们如何成功地谋生感兴趣。很多时候，我们可以学到一些可以应用于设计的经验教训。很多时候我们学到的都是基本原理。所以这并不是说有一天要设计一辆看起来像纳米米亚的车。它更多的是利用我们所学到的一些原理，比如，‘哦，如果我们有分布的推进器，并且有很多推进器会怎么样?把这种设计元素融入汽车中怎么样?”
威尔:你还关注其他海洋生物来塑造未来的海洋推进系统吗?
我喜欢这个问题。因为事实证明，分布式道具实际上比人们意识到的要普遍得多。所以这对我们来说很难理解。但在开阔的海洋中，拥有多个推进器的策略并不罕见。所以它只出现在几个动物谱系中。所以它出现在管水母中，比如纳米水母，它出现在另一个叫做海鞘的群体中。但当我们在开阔的海洋中潜水时，很多时候水柱都是由这些群落生物主导的，这可能对长距离迁徙很重要。所以很多这些动物，包括虹吸管，每天晚上都要长途迁徙到海面上。所以它们进行了所谓的垂直迁徙，它们每天晚上迁移到水面觅食，然后在白天回到深处。所以这就相当于我们每天跑一场马拉松来增加他们的体重。 These colonial animals are of broad interest to our research and we are continuing to learn new things about the different arrangements of the swimming units, and how different arrangements underlie swimming performance.
- 以前的可爱的火星漫游者
- 下一个我们怎么知道地球的年龄?
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