特殊模型如何助力科学家们进行多种疾病的研究？

本文中，小编整理了多篇研究成果，共同解读科学家们如何利用特殊模型来助力多种疾病的研究，分享给大家！

图片来源：es.wikipedia.org

【1】

doi：10.1101/2020.02.26.961938

近日，一篇发表在预印版平台bioRxiv上题为“Predictions for the binding domain and potential new drug targets of 2019-nCoV”的研究报告中，来自北京科技大学的研究人员通过研究成功预测了新型冠状病毒（2019-nCoV）的结合域和新型潜在的药物靶点。

研究者表示，通过对冠状病毒进行进化分析，他们发现，2019-nCoV可能起源于蝙蝠，2019-nCoV的S蛋白或能通过与人类细胞ACE2受体相互作用来进入宿主细胞，这或许就揭示了2019-nCoV的发病机制；另一方面，2019-nCoV还与蝙蝠冠状病毒RATG132共享了大约96.2%的序列，通过对比2019-nCoV的S蛋白（GenBank：MN908947.3）的氨基酸序列与蝙蝠SARS样冠状病毒分离株bat-SL-CoVZC45和蝙蝠SARS样冠状病毒分离株Bat-SL-CoVZXC21，后两者分别与2019-nCoV具有89.1%和88.6%的序列一致性，因此就有用一种假设认为，2019-nCoV或许与蝙蝠SARS样冠状病毒拥有相同的致病通路。

【2】

doi：10.1016/j.isci.2020.100865

艰难梭菌是已知会引起腹泻等肠道紊乱的病原菌。在西方国家，梭状芽胞杆菌感染病例的流行已逐渐严重，仅在美国，每年报告的死亡人数就达到了29，000例。最近，加利福尼亚大学圣地亚哥分校的生物学家正在从新开发的普通果蝇模型中寻找艰难梭菌感染的机制，以帮助开发对抗病原体的新疗法。他们相关结果发表在《iScience》杂志上。

研究者表示，艰难梭菌感染给住院患者带来了严重风险。这项研究揭示了这种病原体如何通过产生毒性因子而在于其他益生菌的竞争中取得优势。这些机制可以帮助制定控制这种病原体感染并减少其症状的新策略。与大多数细菌病原体一样，艰难梭菌会分泌毒素，这些毒素会进入宿主细胞，破坏关键的信号传导途径并削弱宿主的正常防御机制。其中，致病力最强的艰难梭菌菌株会释放出两组毒素，触发一系列复杂的细胞反应，最终形成长膜突起，使更有效地附着在宿主细胞上。

【3】与损伤背后的机制

doi：10.1016/j.neuroimage.2019.116412

近日，一项刊登在国际杂志Neuroimage上的研究报告中，来自布法罗大学的一名神经影像研究人员开发了一种人类大脑的计算机模型，该模型比现有方法更真实地模拟了实际的大脑损伤模式。这项进步代表了两种建立数字模拟环境的方法的结合，该数字模拟环境可以作为特定神经损伤假设的试验场，从而帮助受害者和其他脑损伤患者。

研究者表示，这种模型与大脑的功能连接精确地联系在一起，并能够证明认知障碍的现实模式。由于该模型反映了大脑的连接方式，因此我们可以以提供洞察力的方式来操纵它。例如，深入研究可能受损的患者大脑区域。这些发现为识别和理解大脑网络及其功能提供了强有力的手段，这可能导致曾经无法实现的发现和理解的可能性。

【4】

doi：10.1101/565531

近日，一项刊登在国际杂志Journal of Theoretical Biology上的研究报告中，来自阿尔伯塔大学的科学家们通过研究开发出了一种新型模型，其或能帮助解释机体免疫系统如何与癌症相互作用，这在某些情况下或能帮助癌症扩散到机体其它部位。

研究者Thomas Hillen表示，此前研究表明，有时候机体免疫系统的作用或许会与我们的预期相反，然而有很多不同的机制会使得这种情况发生；一般来讲，肿瘤会诱骗免疫系统让其误认为肿瘤是健康身体系统的一部分，免疫系统能帮助提供血液供给并为肿瘤提供生长因子，其还能抵御其它免疫细胞对的破坏，并促进癌细胞扩散。

【5】

doi：10.1016/j.ebiom.2019.10.051

近日，一项刊登在国际杂志EbioMedicine上的研究报告中，来自赫尔辛基大学等机构的科学家们通过研究开发了一种新型计算模型—结合重要性评分(CES，Combined Essentiality Scoring)模型，其能准确识别出癌细胞中必要的基因，从而帮助开发新型抗癌药物。

癌症是全球引发人群死亡的主要原因，其生长速度极快且会表达多种特殊基因，目前研究人员正在研究新型靶向性疗法来抑制仅在癌细胞中被激活的关键基因（对机体正常细胞副作用较小）。高通量的遗传筛查能够帮助评估维持癌细胞生存的基因的重要性，诸如这种方法就能帮助研究人员确定多种类型癌细胞系中几乎所有基因的评分。然而，评估基因重要性的可复制性的挑战常常会阻碍科学家们对药物靶点的探索和发掘；研究者Wenyu Wang表示，shRNA和CRISPR-Cas9是两种用来进行高通量筛查的常用技术，尽管改进了质量控制，但这两种技术所产生的基因重要性评分在同一种癌细胞系上往往存在一定的差异。