盘点:2015年CNS杂志亮点研究成果

日期: 2015年12月07日


    

 

Cell(共23篇)

 

【1】Cell:颠覆癌症教条—蛋白激酶C其实不是肿瘤推手

 

近日美国南加州大学在Cell杂志上发表的一篇研究颠覆了几十年的老教条。酶长久以来一直被科学家归类为促进癌症的。其实,肿瘤抑制和目前临床上大力发展抑制剂类药物应该着眼于恢复酶的活动。

 

蛋白激酶C(PKC)是一组能催化的宿主细胞功能的酶,包括催化与癌细胞有关的活动:例如细胞存活,增殖,凋亡和迁移。因为曾经发现肿瘤产生佛波醇酯能结合并激活PKC,因此有了这种说法-通过佛波醇酯激活PKC,促进致癌物诱导的肿瘤发生。

 

研究小组的牛顿博士表示,几十年来,研究人员基于这样的理念,试图抑制或阻断PKC信号从而阻止肿瘤的发展,找到新的癌症治疗方法。但PKC一直是一个难以实现的化疗目标。究其原因,可能是与传统观点相反的答案:PKC不会促进癌症的发展;相反,他们能抑制肿瘤的生长。

 

【2】Cell:首次发现染色体破碎或可导致罕见免疫疾病患者自愈

 

一篇发表在国际杂志Cell上的研究论文中,来自美国国立卫生研究院的研究人员通过研究表示,一种名为染色体破碎(chromothripsis,音译)的现象或会使得先天性骨髓粒细胞缺乏症(WHIM综合症)患者发生自愈。

 

WHIM综合症是研究人员在1964年首次发现的一种疾病,患者因机体免疫细胞,尤其是抵御感染的中性白细胞失去功能而导致感染及癌症不断复发,从而使得机体病原体或癌细胞进入骨髓及血液中;2003年时研究人员鉴别出了一种名为CXCR4的基因的遗传突变或许和该病的发生直接相关。

 

文章中,研究者对一名女性及她的两个孩子进行了相关研究,这三名个体被诊断为WHIM综合症;患者母亲表示,她是在30岁的时候发现机体的疾病症状消失了,这就意味着对于如今的她而言,她的疾病症状消失已经将近有20年了。

 

【3】Cell:HIV研究重大突破——病毒可自我控制

 

目前治疗个体HIV感染的最大障碍就是病毒可以在许多由休眠免疫细胞组成的细胞库中隐藏起来,而科学家们普遍认为HIV并不会在这些休眠的免疫细胞中复制,因为病毒必须依赖有活性的细胞器才能生存;而近日刊登在国际著名杂志Cell上的两篇文章中,来自美国国家过敏症和传染病研究所的研究人员通过研究发现,HIV可以通过自身来控制病毒是否进行复制,而潜伏期刚好可以给病毒的生存提供基础,相关研究或可揭示为何唤醒潜伏免疫细胞的HIV治疗策略会最终失败。

 

在第一篇研究中,研究者表示,当细胞从感染阶段过渡到其它阶段时HIV都会抑制处于活性状态,通过利用计算机模型技术,研究者发现名为Tat的HIV蛋白可以作为病毒开关的控制器,而且通过控制Tat蛋白的水平会持续性改变病毒的状态;相反修饰宿主细胞的状态对病毒的潜伏期没有任何影响。

 

【4】Cell:科学家发现天然免疫抗肿瘤新分子

 

来自意大利的研究人员在著名国际期刊cell发表了一项最新研究进展,他们发现固有免疫重要成成分PTX3能够通过调节补体依赖性炎症过程发挥抗肿瘤功能。这项成果进一步阐述了肿瘤与炎症之间的关系,对于研究如何通过调节炎症过程影响肿瘤发生具有重要意义。

 

研究人员指出,PTX3是固有免疫体液组成中的一个重要组成成分,在抵抗特异性微生物以及调控炎症方面发挥重要作用。PTX3能够通过与C1q和H因子相互作用,激活和调节补体级联反应。PTX3缺陷与间叶细胞和上皮细胞癌症发生的易感性增加具有明显相关性。

 

研究人员发现,Ptx3-/-小鼠会出现巨噬细胞浸润,细胞因子合成,血管生成以及Trp53突变增加等表型,这些变化都与癌症发生的易感性增加相关。

 

【5】Cell:取“雄”之长,补“癌”之短——肿瘤存活新机制

 

著名国际期刊Cell发表了美国科学家一项最新研究进展,他们发现肿瘤细胞能够劫持利用雄性生殖细胞特异性表达的泛素连接酶MAGE-A3/6促进AMPK降解,进而维持肿瘤细胞存活。这项研究成果说明肿瘤细胞能够通过劫持组织特异性机制为己所用,对肿瘤发生发展和存活具有重要意义。

 

研究人员指出,AMPK是细胞能量水平的一个主要感受器和调控因子。在代谢应激情况下,AMPK能够抑制合成代谢促进分解代谢过程以重新获得能量平衡。肿瘤细胞偶尔会对一个上游调控激酶进行突变抑制具有生长限制作用的AMPK。

 

在该篇文章中,研究人员发现一种在肿瘤细胞中通过泛素连接酶MAGE-A3/6-TRIM28促进AMPK泛素化降解抑制其生长限制功能的普遍性机制。MAGE-A3和MAGE-A6是具有高度相似性的蛋白,正常表达在雄性生殖细胞,同时发现在许多人类癌症中也会出现重新激活,MAGE-A3/6对于肿瘤细胞的存活是非常必要的,足以驱动非肿瘤细胞出现肿瘤细胞特性。

 

【6】Cell:个体化医疗新进展——DBP分析快速预测肿瘤化疗效果

 

来自哈佛大学医学院的研究人员在著名国际期刊cell发表了他们的最新研究成果。他们开发了一种叫做动态BH3分析(DBP)的检测方法,用于预测体内癌细胞对化疗药物细胞毒性的应答情况。这个方法的开发应用或可针对性提高化疗药物对癌症的治疗效果,对于肿瘤个体化治疗方案的开发具有重要作用。

 

研究人员指出,目前缺少有效的生物预测标记,为癌症病人准确选择最佳治疗方法。大部分的研究都集中在基于基因型推断药物应答表型,用药物直接扰乱癌症患者体内存活的癌细胞能给予我们非常集中而有用的表型信息,但目前对这方面的研究仍然较少。为解决这一问题,研究人员开发了动态BH3分析技术来分析化疗药物诱导的癌细胞线粒体促凋亡信号网络的早期变化,应用这一方法不需要长期的体外细胞培养过程。

 

【7】Cell:安静的环境有利于HIV潜伏

 

HIV是一种人类免疫缺陷病毒,能够摧毁人体免疫系统,导致各种疾病及癌症得以在人体内生存,最终导致艾滋病而使患者死亡。目前尚无有效的治愈艾滋病的方法。Nussenzweig团队发现HIV更容易在安静的环境中潜伏生存,这一发现使人类在攻克艾滋病的征途中又迈进了重要的一步。

 

HIV可与淋巴细胞表面的CD4分子结合进入淋巴细胞,从而破坏免疫系统。HIV感染人体后,常被划分为四个明显的阶段:急性感染期、潜伏期、艾滋病前期和典型艾滋病期。患者在HIV感染后无法治愈的主要原因是CD4+T细胞中存在静息态的前病毒。为了深入了解潜伏感染的细胞,作者研究了HIV感染的病毒血症患者、正在接受抗病毒治疗的患者以及对照人群的HIV病毒的基因组整合谱。结果表明,大部分整合均发生在克隆扩增的T细胞中,且随着抗病毒治疗这些细胞也出现增多。但是,在所有75个扩增的T细胞克隆中,没有一个克隆包含完整的病毒。

 

【8】Cell:健康免疫系统是这样的

 

科学家们已经发现了一些与自身免疫和感染疾病有关的遗传学变异。但他们对健康免疫系统的遗传学调控还并不了解。

 

美国NIH领衔的研究团队通过全面的免疫分型,在669对女性双胞胎中分析了78,000个免疫性状。他们在此基础上建立了大规模数据库,展现了人类免疫系统的遗传学构成,这项研究发表在三月十二日的Cell杂志上。

 

美国NIH过敏与传染病研究所(NIAID)和伦敦国王学院(KCL)的研究人员通过这项研究为其它研究者提供了宝贵的参考资源,有助于研究正常免疫功能的遗传学调控,以及遗传学改变对疾病易感性的影响。

 

【9】Cell:“垃圾”基因也可致癌

 

在过去几年里,科学家们在长非编码RNA功能研究方面取得了显著进展,lncRNA作为多种生物学过程的重要调控因子,目前已经发现其在多种疾病过程如癌症的发展过程中具有重要作用。

 

来自美国哈佛大学医学院的研究人员在著名国际学术期刊cell在线发表了他们的最新研究进展,他们发现lncRNA的一个亚型--假性基因可以作为竞争性内源RNA(ceRNA)促进BRAF表达和MAPK激活,导致癌症的发生。

 

假性基因是lncRNA的一个亚型,其来自于蛋白编码基因,但失去了编码蛋白质的能力,长期被当作基因组进化过程中产生的无功能性"垃圾"。但绝大多数假性基因都存在具有高度同源性并且具有蛋白编码功能的parental genes,并且能够参与其parental genes的转录后调控。

 

【10】Cell出品之显微镜下的生物艺术——你本来就很美

 

斑马鱼视网膜与人类视网膜不同,斑马鱼的能够响应损伤而再生。研究斑马鱼如何产生新的感光受体,可提供用于设计治疗逆转人类视网膜变性失明的线索。

 

为了最大限度地提高其吸收能力,肠道组织由数十亿的指状突起结构——肠绒毛组成。每个绒毛包含上皮细胞、内部的血管、神经、肌肉和免疫细胞。

 

基底层皮肤癌是人类皮肤癌最常见形式,并且可以在小鼠建模,因为其皮肤结构类似于人类。了解老鼠体内疾病的形式可能为防治人体皮肤癌提供线索。

 

【11】Cell:癌症免疫疗法和靶向疗法联合的前世今生

 

刊登在国际杂志Cell上的一篇研究论文中,来自德克萨斯大学MD安德森癌症中心的研究人员通过研究表示,利用免于免疫系统攻击癌症的药物同基因组靶向疗法相结合或许可以更好地帮助治疗癌症患者。

 

在过去30年里研究者已经阐明了许多参与癌症发生的分子机制,而同时研究者也鉴别出了许多可以诱发癌症的遗传突变,而针对这些致癌的遗传缺陷的靶向药物被证明在很多患者的初期治疗中是有作用的,比如靶向作用BRAF基因突变的药物在几乎一半的黑色素瘤患者中都可以抑制肿瘤的发生;然而耐药性随之而来,因为肿瘤拥有多种基因组缺失,其就可以帮助肿瘤细胞在药物疗法后产生一种耐药性,BRAF抑制剂在临床试验中可以将患者的生存中值延长至7个月。

 

【12】Cell:全体生物请注意,有癌症可以传染扩散!

 

癌细胞是不会传染的,这是生物学的一个默认公知。不过这一常识已经在北美的东海岸被打破,一种致命的白血病样的病情已经从加拿大爱德华王子岛一路蔓延到纽约州。这可能通过在水中自由漂浮的癌细胞,肆意在软壳蛤中传染。美国哥伦比亚大学的Stephen Goff,形容这种癌症的广泛传播是“处于超级转移状态,能扩散到全新的动物”。这篇研究发表在本周Cell杂志。

 

癌症,作为有机体的生命周期中的体细胞突变积累的结果,一般不会传染或传输给其他个体,受限于基于多态表面蛋白的免疫识别和拒绝,特别是在主要组织相容性复合体(MHC)的脊椎动物。不过一些肿瘤是受感染(如病毒)引起的。虽然这些感染源可以是传染性的,肿瘤仍然是在受感染的个体中通过体细胞的转化而形成。已知有两种情况下,肿瘤细胞本身作为传染性细胞可自然扩散传播:犬传染性性病肿瘤(CTVT)由性接触传播、塔斯马尼亚袋獾面部肿瘤病(DFTD)在个体之间通过传播。在这两种情况下,肿瘤显示出基因型不匹配它们的宿主——在所有受影响的动物中发现的肿瘤细胞是具有反映其原始主体的独特的基因型。

 

【13】Cell: 脱发人士的福音——发现治疗男性秃发的方法

 

如果有一种可以治疗男性秃发的方法,但这种方法可能有一点疼。来自USC干细胞所,由Cheng-Ming Chuong领导的研究团队近日发现,在老鼠身上,通过以一种特殊的方式和密度拔200根头发,他们可以诱导出1,200根替代性的头发生长。这些研究结果发表在4月9号的Cell杂志上。

 

"这是一个很好的例子,即 怎样把基础研究导向有潜在转化价值的工作,"USC Keck医学院病理系的主任Chuong说。"这项工作将发现潜在的新靶点治疗秃头症,脱发的一种。"

 

这项研究开始于几年前,当时本文的第一作者,访问学者Chih-Chiang Chen从台湾国家Yang-Ming大学,退伍军人总医院来到了USC大学。作为一个皮肤科医生,Chen知道毛囊的损伤可以影响它周围的微环境,Chuong的实验室已经发现,这种微环境的改变反过来,也可以影响头发的再生。基于这些理论,他们认为,可能可以通过利用微环境来激活更多的毛囊。

 

【14】Cell:tRNA碎片或可揭示恶性癌症发生转移之谜

 

很多年来科学家们一直非常好奇,不管是细菌还是哺乳动物(包括人类)为何其机体中的小段遗传物质总是“漂浮”在各式各样的细胞中,这些片段携带着细胞的遗传指令,用于制造蛋白质,但其长度太短并不足以发挥其正常的作用;近日一篇刊登在Cell上的研究论文中,来自洛克菲勒大学的科学家就发现了这些遗传片段在机体中扮演重要角色的重要线索,这或为后期开发抵御乳腺癌等疾病的新疗法带来帮助。

 

研究者Sohail Tavazoie表示,我们发现这些名为转移RNA(tRNA)的小片段遗传物质可以减少乳腺癌细胞的生长和扩散,于是我们就可以利用这一机理来控制乳腺癌的发展;tRNA碎片存在于生命发展的各个阶段,其数量可以持续性地增长,即便细胞暴露于低氧水平及其它细胞压力条件下;但tRNA在机体中的真正目的至今研究者并不清楚,那么这些小的遗传片段到底扮演着什么样的角色呢?

 

【15】Cell:抗体注射疗法可实现癌症的长期免疫保护

 

在治疗肿瘤的过程中我们可能会使用被动注射肿瘤特异性抗体的方法。这种方法的原理是依靠抗体的中和效应将病原体进行识别,从而进一步被体内的巨噬细胞吞噬消灭,即"抗体依赖性的细胞毒性效应(ADCC)"。所以说,本质上这是一种短期的治疗方法。这一特点导致ADCC无法对肿瘤造成持续性的免疫效应。

 

新的技术的出现帮我们寻找,鉴定肿瘤特异性的抗原,包括一些在肿瘤发生过程中新出现的抗原物质(neoantigens)。在最近的一项研究中,来自美国洛克菲勒大学的Jeffrey V. Ravetch与David J. DiLillo通过一种肿瘤特异性抗原的模型分析了被动注射抗体是否能够引起后续的免疫反应。

 

【16】Cell:要想记忆好 睡眠不可少

 

来自佛罗里达的Scripps研究所(TSRI)的研究人员们发现,睡眠可以抑制一些促进遗忘的神经细胞的活性,从而确保记忆得以保存。此项研究在线发表于Cell杂志上。

 

早前的研究认为,睡眠促进了记忆的保留,这个过程是通过阻止了一些来源于心理和行为活动的干扰。也就是说,睡眠可以将大脑与所有可以干扰记忆储存的刺激隔离开来。而此项最新的研究证明,睡眠促进记忆力保留是通过提高巩固记忆的能力。

 

研究人员们利用果蝇作为动物实验模型,他们发现了早前研究的生物学基础,即神经递质多巴胺的活性。多巴胺的活性可以调节多种"可塑性",例如,大脑学习和记忆的能力,及遗忘的能力。

 

【17】Cell:抗HIV-1天然免疫辅助受体新发现

 

天然免疫反应对于HIV-1的传播与致病过程中具有重要的作用,而HIV-1本身也进化出一系列机制逃逸ISG(IFN stimulated genes)的免疫反应。最近的一些研究发现天然免疫细胞内部可能存在一种或多种信号通路用于识别HIV-1的特征性分子物质,并引起下游的免疫反应,比如IFN的表达。

 

众所周知,树突状细胞(Dendritic Cell,简称DC)是天然免疫的重要屏障,也是连接天然免疫与后天免疫的重要纽带。人类的DC由于存在一类叫做SAMHD1的磷酸水解酶蛋白,因而能够降解胞内的核酸物质,从而使得DC本身对HIV-1十分耐受。之前的研究通过向DC内部导入一类HIV-2/SIV 分泌的Vpx蛋白(可以促使SAMHD1的泛素化与水解),从而成功诱导了DC的HIV-1感染效果。该实验证明这一条件不仅能够促使HIV-1在细胞内部的增殖,而且也能够促使细胞分泌IFN。

 

【18】Cell:科学家发现提高造血干细胞移植效率新方法

 

造血干细胞驻留在骨髓和脐带血的低氧环境中,但几乎所有的造血干细胞研究都是在非生理条件的环境空气中进行造血干细胞的分离和筛选。

 

在该项研究中,研究人员在低氧条件下对骨髓和脐带血进行了收集和操作,证明将骨髓和脐带血暴露在环境空气中会降低造血干细胞长期扩增过程的细胞得率,同时会增加祖细胞的数量,研究人员将这种现象称为非生理学氧气应激(EPHOSS,extraphysiologic oxygen shock/stress)。因此,骨髓和脐带血中造血干细胞的数量一直都被低估。

 

随后,研究人员通过亲环素d(cyclophilin d)和p53将ros的产生和线粒体通透性转换孔(MPTP)联系在一起作为EPHOSS的分子机制进行了实验探究。MPTP抑制剂--环胞素a能够保证在空气中收集小鼠骨髓和人类脐带血中的造血干细胞时避免发生EPHOSS反应,从而增加了可用于移植的造血干细胞数目。

 

【19】Cell:成年神经干细胞分化命运出生前已决定

 

近日,来自美国加州大学旧金山分校的研究人员在国际学术期刊cell发表了一项最新研究进展,他们发现在小鼠中,成年神经干细胞在小鼠出生之前就已经发生了基因的预编程,会形成特定类型的神经元细胞。

 

研究人员指出,这项工作从根本上改变了我们之前对于干细胞的认识,因为之前普遍认为成年神经干细胞能够向多种类型的脑细胞方向发育,可能对于神经修复有广泛的潜在作用,但根据这项研究来看,这种修复潜能的作用范围可能很窄,并且在胚胎发育阶段就已经被确定了。

 

与人类大脑类似,小鼠大脑中的神经干细胞驻留在脑室的壁上,研究人员利用复杂的DNA标记技术对小鼠成年神经干细胞的发育进行了追踪,并追溯到它们的胚胎祖细胞。研究人员发现大部分神经干细胞在小鼠胚胎13天到15天之间产生,处于胚胎期大脑发育的非常早期阶段,这些细胞形成之后一直处于静默状态,并在之后的生命阶段发生重新激活。

 

【20】Cell:重大突破!科学家发现天冬氨酸或是细胞增殖的限速器

 

大家都知道线粒体是机体细胞中的能量工厂,其会通过呼吸来释放我们摄入食物的能量,同时还能以三磷酸腺苷(ATP)的形式来收集能量。近日刊登在国际杂志Cell上的两篇研究论文中,来自MIT的科学家们揭示了机体细胞(包括肿瘤细胞在内)增殖需要线粒体呼吸作用的分子机制,当存在其它方式制造ATP时,细胞在没有呼吸作用提供的电子受体时并不会进行增殖。

 

对于增殖的细胞而言,其必须有足够的天冬氨酸存在才能够制造新细胞所需的RNA和DNA,以及蛋白质,而天冬氨酸作为一种氨基酸是组成蛋白质的最基本的元件,但其不像其它氨基酸一样,在机体血液中天冬氨酸并不容易获得,似乎机体会限制血液中天冬氨酸的水平,因此每一个哺乳动物的细胞都需要自己制造天冬氨酸,为了制造天冬氨酸及核酸,细胞就需要产生额外的电子,因为相比细胞摄取食物而言最终产物仅需要少量的电子。

 

【21】Cell:DNA损伤揭示抗癌新疗法

 

大自然中每一个有机体都会不惜代价保护自身的DNA,但细胞如何精确区分自身DNA的损伤还是入侵病毒外源DNA的损伤依然是个谜底,近日刊登在国际杂志Cell上的一篇研究论文中,来自索尔克研究所的研究人员通过研究揭示了细胞反应系统精确区分上述两种威胁的机制,相关研究或可帮助开发新型的癌症选择性病毒疗法,同样也可以帮助理解为何老化和某些疾病似乎总在为病毒感染敞开着大门。

 

研究者Clodagh O'Shea教授说道,本文研究阐明了一种基本的机制,即机体如何区分细胞和病毒基因组的DNA断裂来诱发不同的保护宿主的免疫反应,该研究或可帮助解释为何特定的状况,比如老化、癌症化疗以及炎症使我们机体对病毒感染变得更加敏感。

 

许多因子都会引发DNA断裂,研究者在文章中阐明了名为MRN复合体的一系列蛋白如何检测DNA和病毒的破裂,并且通过组蛋白来放大这种效应;MRN复合体蛋白会开启一种多米诺骨牌效应,激活染色体周围的组蛋白,最终引发一种广泛的效应来帮助机体细胞修复DNA。

 

【22】Cell:你和黑猩猩为什么长的不一样?

 

黑猩猩的面部明显不同于人类,尽管猿类在灵长类进化树中与人类是近亲;近日,一项刊登在国际杂志Cell上的一项研究论文中,来自斯坦福大学医学院的研究人员通过研究揭示了具有相同遗传背景的两个物种之间面部结构差异形成的分子机制。

 

研究者表示,关键点在于参与面部发育及人类面部多样性的基因如何被调节,调节水平、调节的时间以及地点等,尤其,研究者发现,人类和黑猩猩可以表达不同水平的控制面部发育的蛋白质,包括参与下巴、鼻子长度及皮肤色素沉积等。Joanna Wysocka教授说道,我们通过研究去理解现代演变过程中机体DNA发生的调节性改变,以及如何如何不同于黑猩猩;我们尤其关注与颅面的结构,其往往会在头型、眼部位置以及面部结构等方面存在一系列适应性的改变,这或许帮助我们拥有更大的大脑、笔直行走甚至利用喉来进行复杂的演讲。

 

【23】Cell:新技术助推HIV疫苗研发

 

近日,一项发表于国际著名杂志Cell上的研究论文中,来自墨尔本大学等处的研究人员利用一种新技术向开发潜在有效的HIV疫苗的道路又迈进了一步。文章中,研究者使用了一种类似的系统生物学的工具—系统血清学方法(Systems Serology),该方法将实验和计算分析相结合,可以对开发有效HIV疫苗所需的机体复杂免疫反应进行有效梳理。

 

文章第一作者Chung表示,这项新型技术可以为我们提供一种空前的深度来帮助理解机体潜在保护性免疫反应的发生机制;抗体是抵御诸如HIV等病毒的重要免疫系统组分,其可以利用多种不同的武器和机制来杀灭病毒,但研究者目前并不清楚是什么样的免疫反应或者组合来帮助机体诱导抵御HIV的免疫力的。

 

Nature(共24篇)

 

【1】Nature:肿瘤也有互联网

 

星形细胞瘤是一种难以治疗的脑瘤,因为这种疾病对标准化疗法并没有反应,这类癌症产生耐药性的原因就是肿瘤在患者大脑中已经形成了一种交流的网络了,而来自维也纳总医院等处的这项研究结论也于近日刊登在了国际著名杂志Nature上。

 

神经胶质瘤是一种中枢神经系统内发生的肿瘤,其可以被分为星形细胞瘤和少突神经胶质瘤,少突神经胶质瘤非常罕见,每年发病数量大约为40例,这类脑瘤对标准疗法和化疗方法反应良好;星形细胞瘤具有高度的侵袭性而且难以治疗,同时星形细胞瘤患者的预后一般也较差,患者一般只会存活几年,在奥地利大约每年就有400名个体被诊断为星形细胞瘤。

 

截至目前研究人员并不清楚相比其它脑瘤而言,星形细胞瘤为何对疗法的反应如此之差,本文研究中,研究者同海德堡大学的科学家进行合作,鉴别出了一个关键的突破口,或可帮助开发出治疗星形细胞瘤的有效疗法。研究者Matthias Preusser教授指出,星形细胞瘤可以形成互相连接的通信网络,为了完成此目标,肿瘤细胞会通过其细胞膜形成较长的通道,即所谓的肿瘤微导管,因此肿瘤微导管就会将多个肿瘤细胞进行连接。

 

【2】Nature:CRISPR-Cas也有天敌!

 

来自加拿大多伦多大学的研究人员在著名国际学术期刊Nature上发表了一项最新研究进展,他们在这项研究中首次发现了噬菌体合成的用以抑制细菌体内CRISPR-CAS系统的蛋白质。

 

细菌与感染细菌的病毒(噬菌体)之间的生存之战导致了许多细菌的防御系统得到进化,同时噬菌体也针对这些系统进化出了新的拮抗物。CRISPR-CAS系统是细菌保护自己防御噬菌体的一种最常见方法,它在许多细菌体内作为适应性免疫系统发挥重要作用。目前CRISPR-CAS9系统已经越来越广泛地得到科学家们的青睐,用于基因修饰和基因功能研究。

 

在这项研究中,研究人员利用生化和体内研究方法对噬菌体产生的三种抗CRISPR蛋白进行了研究,结果发现每一种蛋白质都通过不同的机制抑制CRISPR-CAS活性。其中两种蛋白通过与CRISPR-CAS复合体内的不同蛋白亚基发生相互作用,利用空间或非空间抑制效应阻断CRISPR-CAS复合体的DNA结合活性。 

 

 

【3】Nature:光,擦除小鼠记忆

 

发表于国际著名杂志Nature上的一项研究报告中,来自美国和日本的多位科学家通过联合研究开发了一种新型设备,该设备可以改变小鼠大脑中的神经树突棘,而神经树突棘可以被促进记忆形成的事件在天然状态下首次修饰,因此该研究表明,通过改变大脑中的神经树突棘或许就可以促进大脑中已经形成的记忆被遗忘。

 

作为理解人类大脑功能的一部分,科学家们目前将重点转移到了研究大脑中的亚类功能,其中一种就是记忆力,记忆如何形成、储存、改变以及被控制呢?目前在科学界依然是个谜题,但随着最新工作的开展,生物医学研究者们或许离真相又近了一步。

 

这项研究中,研究者教授小鼠让其停留在一个滚动的管子上,随后用光束照射在小鼠的部分大脑上,并且随着小鼠学习过程而不断改变光束,这样的操作或许就可以引发小鼠大脑恢复至学习前的状态,从而使得小鼠遗忘刚才已经学习过的内容。

 

【4】Nature:肿瘤抑制蛋白竟驱动恶性癌症

 

来自宾夕法尼亚大学等处的科学家通过研究发现,恶性肿瘤的生长及DNA序列未发生改变的基因活性的变化往往和突变的p53蛋白质直接相关,相关研究结果刊登于国际著名杂志Nature上,该研究或为开发应对难以治疗的癌症的新型策略提供帮助。

 

TP53是所有人类癌症中频繁突变的基因,其可以编码一种名为p53的肿瘤抑制蛋白,p53通常会通过调节细胞分裂的循环来抑制肿瘤,而p53蛋白也会通过维持细胞快速生长和分裂来完成抑制癌症的目的。当DNA损伤时,p53就会产生一系列保护效应来修复细胞DNA损伤,如果损伤过于严重就会引发细胞死亡,而TP53基因的突变往往会破坏其正常的功能,并且使得携带损伤DNA的细胞继续分裂,直至引发癌症发生。

 

【5】Nature:终于找到你!肝脏干细胞来源揭秘

 

Nature杂志最新在线的一篇研究中,Howard Hughes医学研究所(HHMI)的科学家确定了能够分化为功能性肝细胞的干细胞。这项研究解开了关于肝脏不断新生的细胞到底从何而来的老谜团。研究的通讯作者,斯坦福大学HHMI研究员Roel Nusse博士说:“我们解决了一个很老的问题.我们发现,就如同其他需要补充丢失细胞的组织,肝脏干细胞也会增殖和产生成熟细胞,甚至在没有肝损伤或疾病的情况下。”

 

肝脏主要由高度分化的肝细胞组成并完成许多任务,包括储存维生素和矿物质、去除毒素、调节血液中脂肪和糖。这些细胞的死亡后,由健康的新肝细胞取代。但这些新细胞的来源从来没有被确定。

 

干细胞,能在补充保持自己数量的同时发展成高度分化的细胞,为皮肤,血液等组织在随着时间丢失细胞的时候提供新的细胞。但是,在肝脏中还没有发现过干细胞的存在。一些科学家推测,成熟的肝细胞可能通过分裂保持其数量。

 

【6】Nature:不知道了吧?人类的手掌远比黑猩猩的要原始

 

近日,国际杂志Nature上刊登了一篇名为“The evolution of human and ape hand proportions”的文章,文章中,来自石溪大学的科学家通过研究发现,人类的手掌或许比黑猩猩地还要原始。

 

从人类和黑猩猩最后共同的祖先进化至今,人类手掌的大小仅发生了一点改变,本文研究结果表明,现代人手掌的结构从本质上来讲较为原始,而这并不是石器时代选择性压力所引发的的结果。

 

人类的手在手指上主要表现为较长的拇指,而这是人类相比猿类而言拥有的最为独特的特征,而通常这也被认为是一个物种获得成功的主要原因;然而目前有竞争性的理论揭示了人类的手掌随着时间流逝如何进行进化。

 

【7】Nature:科学家首次发现抑郁症相关基因

 

014年2月,当牛津大学遗传学家Jonathan Flint第一次发现某些基因序列和抑郁症的发生有关时,他非常吃惊。因为进行这种尝试的研究都相继失败,其中有研究从9000人重度抑郁症筛选敏感基因,也有对17000人进行随访分析的研究。而他自己项目的研究规模只有5303人。该项目中国合作单位有复旦大学、华东师范大学和中国医学科学院等。

 

但是Flint小组成功获得了结果。本周他们发表两篇论文报道其中2个重度抑郁症的基因标志。重度抑郁症是严重危害人类健康的重要疾病。这一发现将给寻找治疗抑郁症药物的研究提供重要线索,也能开发更准确的诊断抑郁症的重要工具。虽然这些好处目前还不好确定,但能确定的是,该研究给抑郁症研究提供了研究框架,作为将来大规模采集抑郁症患者的相关数据提供了重要依据。

 

【8】Nature:人类将继续进化 更高更聪明

 

一项发表于国际杂志Nature上的研究论文中,来自爱丁堡大学的研究人员通过研究表示,目前人类已经进化的比其祖先更加高更加聪明了;相比其他个体而言,那些父母具有多样遗传背景的个体身高易于变得更高,而且思维技能也会变得更加敏捷。

 

文章中,研究者对世界范围内进行的100多项研究进行分析汇总,他们分析了这些研究报告中参与对象的健康和遗传信息,其中就包括对来自乡村和城市社区超过35万名个体的详细信息进行分析。结果发现,较高的遗传多样性和个体身高增加直接相关,同时还和个体较好的认知技能以及较高的教育水平相关联。

 

【9】Nature:重大发现-大脑与免疫系统直接相连

 

来自弗吉尼亚大学的研究人员们的一项惊人的发现颠覆了几十年来教科书上的知识。他们发现,大脑通过此前一直被认为是不存在的导管直接与免疫系统相连。全身的淋巴系统已经可以被完全地绘制出来,然而,这些导管还是被漏掉了,这件事情本身就很令人惊讶。但是,这些导管被发现的重大意义在于,它可能对于神经疾病的研究和治疗产生影响,包括自闭症,老年痴呆症和多发性硬化症等。

 

“不要再问,‘我们如何研究大脑的免疫反应?’,‘为什么多发性硬化症患者受到免疫攻击?’,现在我们可以从机制上取得进展。因为大脑其实就像其他组织一样,是通过脑膜淋巴管与外周免疫系统相连通的,”弗吉尼亚大学大脑免疫和神经胶质细胞中心(BIG)主任,弗吉尼亚大学神经科学系教授Jonathan Kipnis博士说。“这项发现彻底地改变了我们对神经—免疫相互作用的认识。我们之前常常认为这种相互作用深奥的难以研究的。但是,现在我们可以提出一些机制性的问题。”

 

【10】Nature:人类表观基因组图谱顺利完成

 

十几年以来,科学家们一直在努力绘制人类基因组的图谱,即一张完整展现编码人类生活的DNA序列的图谱,但目前仍然有许多信息需要添加,比如对名为甲基团的化学标志物进行绘图,其影响着基因的表达。

 

一篇刊登于国际杂志Nature上的研究论文中,来自索尔克研究所的研究人员通过研究绘制出了表观基因组的全面图谱,其中包括来自捐献者超过12个不同的人类器官;甲基化并不会改变个体的遗传基因序列,但其对人类机体的发育和健康却至关重要。研究者表示,并不是所有我们调查的器官都存在相同的甲基化模式,甲基化特性在不同器官中并不够明显,而且我们可以观察一个组织的甲基化特性并且知道是否这种组织是肌肉,还是胸腺或胰腺。 

 

【11】Nature颠覆发现:中枢神经系统中的淋巴管

 

一项惊人的研究发现颠覆了数十年来的教科书,来自弗吉尼亚大学医学院的研究人员确定了:大脑是通过从前认为不存在的一些脉管直接与免疫系统相连。在全身的淋巴系统已得到如此彻底定位的情况下,这些脉管还可以逃避人们的检测本身就令人惊讶,而这一研究发现的真正意义则在于:它将有可能对从自闭症、阿尔茨海默氏症到多发性硬化症等一些神经系统疾病的研究和治疗造成重要的影响。这项重要的研究发布在6月1日的《自然》(Nature)杂志上。

 

弗吉尼亚大学医学院神经科学教授、脑免疫学和神经胶质(BIG)中心主任Jonathan Kipnis博士说:“不要再问‘我们要如何研究大脑的免疫反应?’‘为什么多发性硬化症患者会受到免疫攻击?’现在我们可以从机制上解答这些问题。因为大脑像所有其他的组织一样,通过脑膜淋巴管与外周免疫系统连接。这完全改变了我们认识神经—免疫互作的方式。在此之前我们一直将其视作是无法进行研究的深奥的东西。现在我们可以提出一些机制问题。”

 

Kipnis说:“我们相信每一个神经系统疾病都具有免疫因素,这些脉管或许扮演了重要的角色。很难想象,这些脉管会与具有免疫因素的神经系统疾病无关。”

 

【12】Nature:靶向MET治癌——生物版“阿喀琉斯之踵”

 

来自比利时的科学家在著名国际学术期刊nature在线发表了一项最新研究进展,他们发现肝细胞生长因子受体MET在中性粒细胞趋化以及发挥杀伤活性方面具有重要作用,但通过药物靶向MET治疗癌症的治疗效果可能因MET在中性粒细胞中的作用而部分抵消。

 

原癌基因MET的突变或异常表达与多种肿瘤的发生有关,同时MET信号途径的组成型激活对于肿瘤生长和存活具有重要作用。有研究发现MET不仅在癌细胞中表达,在肿瘤相关的间充质细胞中也存在表达,但MET表达在肿瘤相关的间充质细胞中究竟发挥什么作用仍不清楚。

 

【13】Nature:人类核糖体结构终于被解析!

 

核糖体是进行蛋白质翻译的机器,能够催化蛋白质合成。目前,许多研究已经对多种生物的核糖体结构进行了原子水平的结构解析,但获得人核糖体结构一直存在很大挑战,这一问题的解决对于人类疾病的深入了解以及治疗手段和策略的开发都有重要意义。

 

著名国际学术期刊nature在线发表了法国科学家关于人类核糖体结构解析的最新研究进展。

 

在该项研究中,研究人员利用高分辨率单颗粒低温电子显微镜以及原子模型构建的方法获得了人类核糖体接近原子水平的结构。

 

【14】Nature Review:抗癌药物新靶标——mRNA

 

当今大多数抗癌药物作用机理是靶向肿瘤细胞的DNA或蛋白质,而加州大学伯克利分校的科学家们最近推出了一整套新的潜在目标:DNA和蛋白质之间的中介物质-mRNA。

 

mRNA在细胞核中转录形成,而后被编辑、穿梭到细胞质中蛋白质制造工厂——核糖体。大多数科学家认为这些分子除了有其独特的序列外,并没有作为药物针对目标的显著特点。但是,加州大学伯克利分校研究人员发现,mRNA中有一小部分编码一些与癌症有某种联系的蛋白质,并且这些mRNA都有独特标签——这些短RNA标记能绑定到蛋白质eIF3(真核细胞起始因子3,调节核糖体内蛋白翻译),这使得mRNA上的结合位点成为了一种很有潜力的药物靶标。研究人员表示如果设计出一些小的分子可能破坏或稳定这种mRNA与eIF3之间的作用(某些标记 能开启mRNA翻译,有些却能关闭翻译功能),我们就可以控制细胞生长的方式。这项新的研究结果将被在线发表在Nature。

 

【15】Nature:癌症抗药新发现 防止肿瘤复发有新招

 

近日,著名国际学术期刊nature在线发表了美国科学家的一项最新研究进展,他们发现癌症靶向治疗药物会引起癌细胞产生分泌信号方面的变化,改变癌细胞生存微环境,最终导致肿瘤复发。这对于临床解决肿瘤抗药性以及癌症复发问题具有重要指导意义。

 

一直以来,癌症药物抵抗是限制临床应用激酶抑制剂靶向治疗癌症,提高治疗效率的主要因素。研究人员发现在人类和小鼠黑色素瘤以及人类肺腺癌细胞中,靶向BRAF,ALK和EGFR的激酶抑制剂会诱导细胞产生一个复杂的分泌信号调节网络。这种靶向治疗诱导的分泌信号会刺激产生药物抵抗的癌细胞克隆进一步生长,扩散和转移,并且促进药物敏感性肿瘤细胞存活,最终导致肿瘤的复发。

 

【16】Nature:肥胖基因确实存在,减肥真是无用功?

 

全球开展了大规模基因数据分析,来自世界各地近340000人参与了这项研究,这使我们对肥胖的遗传基础的理解又近了一步。

 

Dale Nyholt是来自昆士兰科技大学健康和生物医学创新研究所和昆士兰医学研究院的副教授,他是363个世界各地研究中心的483名科学家之一,他提供数据对人们的BMI(身体质量指数)遗传差异进行meta分析,BMI是常用的衡量肥胖和体内储存脂肪组织的方法。

 

研究结果发表在《自然》杂志上,该研究对治疗肥胖和代谢兼发病的预防给予了新见解。

 

【17】Nature:艾滋病病毒也挑剔

 

著名国际期刊nature在线发表了意大利科学家的一项最新研究成果,他们发现人类免疫缺陷病毒类型1(HIV-1)倾向于整合在靠近宿主细胞核核孔的核膜区域,选择在这部分区域进行活跃转录的基因进行整合。这项研究或为阻断HIV-1病毒的宿主基因组整合相关研究提供重要线索。

 

人类免疫缺陷病毒(HIV)是一类感染人类免疫系统细胞的慢病毒,属于逆转录病毒的一种,至今仍无有效的治疗方法能够完全治疗这一致命性传染疾病。HIV病毒能够破坏人体免疫力,导致免疫系统失去抵抗力,从而导致各种疾病以及癌症发生,最终使病人免疫系统全线崩溃,获得艾滋病。

 

【18】Nature:为你揭开DNA甲基化及表观遗传学的千古之谜

 

刊登在国际著名杂志Nature上的两篇研究论文中,来自瑞士巴塞尔弗雷德里希米歇尔研究所的研究人员通过研究鉴别出了沿着基因组设置表观遗传学标记的决定因子,研究者表示,基因活性和DNA序列对表观遗传标记的调节作用远比我们之前认识的要重要,基因表达可以通过表观遗传标记被外界的因素所影响。

 

当前对表观遗传比较流行的提法就是我们的经历会对机体基因的活性有一个较长的效应(除了改变DNA序列),而被广为讨论的观点则认为,我们或许有潜力来通过行为改变来控制机体基因的表观遗传标记,当然这种想法的吸引力在于它比较简单,我们的DNA标记是由外界的因素对基因的开启或关闭而产生的;基于这种想法,饥饿、压力、快乐的童年时光、重度吸烟以及健康饮食等诸多因素都会影响基因被调节的方式,然而这种流行的想法很大程度上缺乏令人信服的证据。 

 

 

【19】Nature:药物治疗可造成肿瘤适应性进化

 

来自美国的科学家在著名国际期刊nature发表了一项最新研究成果,他们通过对进行了PI(3)Kα抑制剂BYL719治疗的肿瘤转移病人进行基因测序,发现PTEN在基因组中的变化会导致肿瘤细胞出现对BYL719的抵抗作用。这项研究为临床应用PI(3)Kα抑制剂治疗肿瘤提供了重要参考价值。

 

大范围深度的肿瘤基因组测序已经发现肿瘤异质性特点,并为不同肿瘤细胞克隆的转移进化特性提供了重要见解。但在另一个层面上,肿瘤进化可能受到治疗方法的选择压力,类似于在感染性疾病方面发生的情况。研究人员对一名携带PIK3CA基因突变并发生肿瘤转移的乳腺癌病人的肿瘤基因组进化情况进行了研究。

 

【20】Nature:还是天然食物好!食品添加剂会诱导炎症和代谢综合征

 

乳化剂(Emulsifiers)作为常用的食品添加剂,被用于加工食品以帮助保存食物质地,延长保质期。近日在Nature杂志在线发表的一篇最新报道肯定了我们对于食品添加剂的担心。Georgia State University生物医学研究所的研究人员发现乳化剂可改变肠道菌群的组成和位置,以诱导肠道炎症,促进炎症性肠疾病和代谢综合征。

 

炎性肠病(IBD)包括克罗恩病和溃疡性结肠炎,影响了数百万人的健康。代谢综合征是一组非常常见的与肥胖相关的疾病,可导致2型糖尿病,心血管和或肝脏疾病。IBD和代谢综合征的发病率自20世纪中期开始有了增加。“肠道菌群”是指100万亿个栖息在不同肠道位置细菌。IBD和代谢综合征中,肠道菌群通常都被扰乱。而研究人员调查发现食用乳化剂可能部分导致这种菌群紊乱,使得炎性疾病和代谢综合征的发生率增加。

 

【21】Nature:全基因组测序可预测胰腺癌化疗效果

 

近日,国际顶尖期刊nature发表了澳大利亚科学家的一项最新研究进展,他们通过对胰腺癌病人进行全基因组测序以及CNV分析重新定义了胰腺癌突变图谱。

 

胰腺癌目前仍是致死率最高的恶性肿瘤之一,也是人类健康的一个主要负担。研究人员对100个胰腺导管腺癌(PDAC)病人进行了全基因组测序以及copy number variation(CNV)分析,结果发现染色体重排导致的基因破坏在胰腺癌病人中普遍存在,这会影响导致胰腺癌发生的关键基因比如TP53,SMAD4,CDKN2A,ARID1A和ROBO2,同时还会影响一些新的胰腺癌驱动因子比如KDM6A和PREX2。研究人员提出,根据结构变化的模式不同,可将PDAC分为具有潜在临床应用价值的4个亚型:稳定型,局部重排型,零散型和不稳定型。

 

【22】Nature:线粒体DNA损伤引发抗病毒固有免疫反应

 

近日,来自美国耶鲁大学医学院的研究人员著名国际期刊nature在线发表了他们的一项最新研究成果,他们发现在抗病毒天然免疫过程中,线粒体发挥了至关重要的作用。

 

在正常情况下,每个细胞内的线粒体DNA(mtDNA)有成千上万个拷贝,并且被包装成几百个高级结构,称为类核。大量mtDNA结合蛋白TFAM负责调控类核结构,数目以及相互之间的隔离。完全删除mtDNA会严重损伤氧化磷酸化过程,触发钙离子依赖的应激信号以及适应性代谢应答。但是在许多人类疾病以及衰老过程中观察到的细胞对mtDNA不稳定性的应答仍没有被很好地定义。研究人员通过实验证明因TFAM缺陷造成的适度mtDNA应激会参与细胞抗病毒信号途径,增强一系列干扰素刺激基因的表达。在机制上,他们发现mtDNA包装异常会促进mtDNA逃逸到细胞质内,被DNA感受器cGAS捕获,促进STING-IRF3依赖性信号途径,导致干扰素刺激基因表达增加,增强I型干扰素应答,促进细胞对病毒的抵抗效应。除此之外,孢疹病毒能够诱导mtDNA应激,增强感染阶段抗病毒信号途径和I型干扰素应答。

 

 

【23】Nature:利用CRISPR-CAS9进行全基因组基因转录激活筛选

 

来自美国的科学家在国际期刊Nature发表了他们的最新研究成果,他们利用结构导向的方法改造了CRISPR-CAS9复合物来系统性研究基因功能,并通过构建sgRNA文库大规模筛选抵抗BRAF抑制剂的激活基因。该文章利用CRISPR-CAS9技术研究基因功能,对后基因组时代的基因功能研究具有推动作用。。

 

在已完成人类基因组测序的后基因组时代,人们需要能够稳定并能广泛干扰基因表达的方法来进行基因功能探究,过去的研究中,关于系统性研究基因功能的方法主要集中在基因失活方面,比如干扰RNA,RNA导向的CRISPR-CAS9等方法,但针对利用基因功能激活进行系统性基因功能研究的方法研究较少。

 

【24】Nature:杀伤性T细胞广谱免疫反应可有效清除潜在的HIV

 

目前治疗HIV/AIDS的主要屏障就是在慢性感染患者机体细胞中存在隐藏的HIV,近日,一项发表于国际杂志Nature上的研究论文中,来自耶鲁大学等处的研究人员开发出了一种可有效清除残留病毒的新型策略。

 

尽管目前可以用抗逆转录病毒疗法来治疗HIV的感染,但是在患者机体中仍然存在大量潜伏的HIV,文章中研究者就提出疑问,是否杀伤T细胞可以被刺激用来有效靶向作用并杀灭包含休眠病毒的免疫细胞,相关研究结果对于设计并开发新型治疗性疫苗来治疗HIV患者具有非常重要的意义。

 

这项研究中,研究者首先对两组共25名HIV患者的病毒DNA进行研究,其中10名患者为在感染三个月内进行抗病毒疗法,另外15名患者为在接受治疗前已经处于慢性感染的状态;研究者发现,慢性感染个体机体中的HIV病毒库可以被“逃逸突变”所控制,或者说是突变促使HIV来躲避杀伤性T细胞的作用。

 

Science(共21篇)

 

【1】Science:科学家发现对抗“超级细菌”的“超级英雄细菌”

 

随着人们对耐抗生素的"超级细菌"关注度逐渐提升,Salk研究所的科学家们也许找到了能够解决这一难题的办法——即肠道部位寄生的、有时会移动到其它器官组织的"超级英雄"细菌。这些细菌能够减轻感染带来的长期负面效应。

 

在最近一期发表在《science》杂志上的一篇报告类文章中,salk研究所的研究人员发现小鼠微生物组中的一类大肠杆菌能够提高小鼠对肺部以及肠道感染的耐受性,具体体现在一般小鼠在受到感染时肌肉组织会出现消解,这一类细菌能够有效阻止这种情况的发生。如果人类体内能够找到具有相似特征的细菌,我们就有办法治疗由抗生素耐受性细菌引发的感染类疾病,比如脓毒症等。

 

 

"一直以来,我们对于治疗微生物感染的方案都集中在消除这些微生物上,然而真正具有致命性的并不是微生物感染本身,而是感染进一步引发的副效应。"该研究的主要作者,来自salk研究所的助理教授Janelle Ayres说到。

【2】Science:颠覆经典!血细胞生成新理论

 

近日,由Dr. John Dick领导的研究团队发现了人类血细胞生成的新理论,推翻了自上世纪60年代形成的观点,相关研究结果发表在国际学术期刊Science上。

 

经典的血液生成理论认为,不同的血细胞谱系通过一套逐级分化方案得到生成,这套分化方案开始于多能干细胞,之后形成寡能干细胞和单能干细胞,分化潜能得到逐步限制,最终通过这种自上而下的分化方式形成不同类型的血细胞。

 

Dr. John Dick这样说道:“这项研究表明,我们原以为我们已经了解了经典教科书理论,但现在研究结果证明那些理论可能并不正确。通过一系列实验,我们最终发现了造血干细胞如何快速形成各种类型的血细胞。”

 

【3】Science:科技改变生活——男用避孕药

 

近日,一项发表于国际杂志Science上的研究论文中,来自日本的科学家发现,帮助抑制器官移植患者机体免疫系统反应的两种药物或许在未来可以作为男性用的长期避孕药丸。这两种药物分别为:环孢霉素A(CsA)和FK506(他罗利姆),其被给予器官移植受体患者来帮助降低新移植器官的排斥反应。

 

研究者表示,这两种药物可以通过抑制机体免疫系统制造动员T细胞发动攻击的特殊蛋白来发挥作用,尤其是这两种药物可以通过抑制钙神经素酶来发挥作用。通过对小鼠进行研究,研究人员仅在精液中鉴别出了一种特殊版本的钙神经素,这种特殊版本包含着一对蛋白质,即PPP3CC和PPP3R2,为了探究这两种蛋白的作用机制,研究者制造了不能表达PPP3CC蛋白的雄性小鼠,随后对这类小鼠进行研究来观察其和其它正常小鼠的差异。

 

结果表明,这种敲除小鼠可以和雌性小鼠发生关系,但雌性小鼠并不会怀孕,因此这就意味着PPP3CC蛋白的缺失会使得雄性小鼠不育;随后研究者通过进一步研究发现,来自敲除小鼠的精子可以到达雌性小鼠的卵巢,尽管相比正常小鼠而言精子的数量明显下降了,但精子量足以让雌性小鼠怀孕。

【4】Science:争议中的“人兽胚胎”研究

 

人兽胚胎是一种嵌合体(chimera),所谓嵌合体是指含有不同动物细胞的组织生命体。“Chimera”这个单词来源于希腊神话中的怪物,厄喀德那和堤丰的后代,它拥有羊身、狮头(赫西奥德的《神谱》中记载有说它有三个头)和蛇尾,会喷火,最终被骑着飞马的贝勒洛方所杀。中国人自称龙的传人,殊不知龙也是一种嵌合体,因为它“角似鹿、头似驼、眼似兔、项似蛇、腹似蜃、鳞似鱼、爪似鹰、掌似虎、耳似牛”。

 

如下图所示,科学家在实验室中制造的人兽嵌合体通常是指将人胚胎干细胞注入到动物胚胎中,人胚胎干细胞和动物胚胎发生融合,再将胚胎植入动物子宫中,如果胚胎能够顺利发育成熟的话,那么生产出来的动物就会含有人类的细胞。可以想象如果有一头猪长了一颗人的心脏,那么这无疑会给那些心脏衰竭,急需心脏移植的病人带来希望。然而当你杀掉一头长了人心的猪的时候,你到底是不是在谋杀?法律伦理的边界在哪里?

 

【5】Science:女性福音——“伟姐”(女用伟哥)背后的故事

 

男人有“伟哥”(Viagra)助力重振雄风,而现在,针对女性人群的“伟姐”也将开始市售了。这种性欲增强药物——氟班色林(flibanserin,商品名Addyi)在上周终于通过了美国食品和药物管理局(FDA)的批准,并迅速成为了热议焦点。提倡者和质疑者们对“伟姐”的态度各种各样——建议、谨慎、批评、犹豫、好奇、围观。但究竟Addyi如何激发女性性欲,似乎大家仍然不太清楚。

 

这个药物有很长的背景故事。最初于1995年,药理学家Franco Borsini和一组意大利的研究人员将其作为抗抑郁药进行了测试。在那时,氟班色林被认为能够调节神经递质。具体地说,他们认为该药物能调节影响情绪三个关键神经递质:五羟色胺,多巴胺和去甲肾上腺素。而临床试验发现它对减轻抑郁没什么效果,却似乎对情绪影响更明显,只是这种情绪的变化并不是研究者所期待的。早期试验让临床医生了解氟班色林对性健康的作用更加突出——女性受试者的亚利桑那性体验量表(Arizona Sexual Experience Scale)分数增高。这个评分表要求参与者评价他们对各种性相关问题的满意度,比如参与者性欲望的频率和强烈程度。

 

【6】Science:为什么农村孩子不易过敏?

 

发表于国际杂志Science上的一项研究论文中,来自法兰德斯大学联办生物技术研究院等处的研究人员通过研究阐明了个体暴露于农场灰尘与个体机体受保护抵御哮喘症和过敏症之间的因果关联,该研究或可帮助研究人员开发新型抵御哮喘症及过敏症的疫苗。

 

很多年以前研究者就发现从小生活在农场的儿童或许会受到天然保护来抵御机体哮喘症和过敏症的发病,然而截止到现在科学家们并不清楚发生这一现象的原因是什么?研究者Bart Lambrecht表示,本文中我们阐明了农场灰尘和个体免于哮喘症和过敏症之间的因果关联,我们通过将小鼠暴露于来自德国和瑞士的农场灰尘提取物中发现了这一现象的机制,随后的相关研究表明,小鼠可以完全被保护来抵御灰尘中的螨过敏,而螨过敏是引发人类过敏症的常见原因。

 

【7】Science:免疫细胞杀敌新策略

 

近日,刊登在国际杂志Science上的一项研究论文中,来自美国罗切斯特大学的研究人员通过研究表示,就好象成群飞翔的鸟儿能够学会如何节约能量,蚂蚁能够开创殖民地来保护蚁王,免疫细胞也会参与协调行为来清除消灭机体中的病毒,比如流感病毒等。

 

文章中,研究者首次揭示了免疫细胞如何发挥作用来达到其目的地—感染或损伤位点,当机体处于开放状态时,病毒或细菌就会占据多个机体位点:肺部、咽喉、皮肤、胃部或者耳朵,而杀灭外来入侵者的免疫细胞如何达到病毒或细菌的据点让研究者非常着迷。于是研究者通过研究发现,一种免疫系统的第一反应员—中性粒细胞就是关键,中性粒细胞在感染数小时内可以到达损伤部位,并且留下多种化学踪迹,名为T细胞的杀伤性免疫细胞就会利用这些化学踪迹来寻找损伤位点并且最终杀灭入侵者。

 

【8】Science:乳腺癌治疗新风向——“铜”

 

人体中有几十种酶需要利用或者结合铜以发挥作用——金属捐出或接受电子时能催化关键生物化学反应。而肿瘤,可能属于特别依赖于金属的类别。比如说铜元素能促进血管生成,而血管的生长是伴随着肿瘤的膨大。瑞士Friedrich Miescher Institute的Nancy Hynes在2014年的Science Signaling就报告了铜结合并激活酶Memo,使肿瘤细胞能够独立移动,从而转移。

 

同在2014年,杜克大学研究组在Nature报道了突变的BRAF蛋白的信号转导需要铜,BRAF蛋白驱动一半的黑素瘤和许多其他癌症的信号。杜克大学最近还推出了I期临床试验,在黑色素瘤患者中试验BRAF抑制剂结合anticopper药的效果。哥本哈根大学Janine Erler发现了铜的另一个作用,含铜酶,称为赖氨酰氧化酶样2(lysyl oxidase-like 2)为癌细胞传播创建胶原蛋白支架。在在乳腺癌患者的临床试验中,使用铜螯合剂,该酶的水平下降。杜克大学药理学家Donita Brady说:“也许我们会发现一些特定类型癌症,它们更容易受到铜相关的通路的影响。”

 

【9】Science:HIV衣壳蛋白惊现水结构,抗艾药物新思路

 

 

全球约有35万HIV感染者,而HIV一直在不断地适应并发生变异。为了应对这一情况,科学家们试图找到清晰的HIV关键蛋白质,并解释其在病毒生命周期至关重要的作用。有了蛋白质的清晰图像,科学家们能够更好地了解身体如何对抗病毒,以帮助未来生产新的,更有效的抗病毒药物。在最近几年,科学家已经使用各种技术来确定HIV衣壳蛋白的结构。

 

Stefan Sarafianos是密苏里大学医学院分子微生物学和免疫学副教授,他和他的团队一直在确定衣壳蛋白在自然状态下的的详细结构图像。衣壳充当HIV病毒的“隐形斗篷”:病毒正在一个敌对的环境中复制的时候,它能帮助隐藏病毒的遗传信息。衣壳的稳定性微改变是感染成功的关键:太稳定的衣壳外壳,内部的“货物”就永远不会被正确传递;不够稳定的衣壳,其内容物会被身体的免疫防御检测,触发抗病毒反应。所以说衣壳的稳定性是攻克HIV一个关键。

 

【10】Science:为何HIV候选疫苗不能抵御感染?

 

近日,刊登在国际著名杂志Science上的一项研究报告中,来自杜克大学等处的研究者通过研究揭示了为何艾滋病病毒疫苗试验联盟(HVTN)505临床试验中使用的候选疫苗不能够有效保护机体抵御HIV的感染,尽管其可以潜在诱导机体产生抗HIV的抗体,这种特殊疫苗可以刺激抗体识别HIV及肠道中发现的微生物(部分是机体的微生物组成员)。

 

研究者表示,这些抗体的出现是因为疫苗会增强机体对肠道微生物存在的抗体效应,这或许可以帮助解释为何HVTN 505候选疫苗并不能够很好地发挥作用;然而理解候选疫苗不能保护机体抵御HIV感染的机制或许可以为后期HIV疫苗的研究提供很好的思路和线索。

 

【11】Science:人类基因突变地图

 

近日,刊登在国际著名杂志Science上的一篇研究论文中,来自华盛顿大学的研究人员通过研究表示,不同种族个体之间的遗传差异或许主要取决于名为基因拷贝数变异(CNVs)的结构元件,相比其它基因特性,比如单核苷酸突变(SNVs)而言,基因的拷贝数变异此前并没有被科学家们仔细研究过,因为研究者很难对基因拷贝数变异进行遗传测序。

 

文章中研究人员对236名个体进行研究,分析了参与者的基因拷贝数变异(CNVs)和单核苷酸突变(SNVs),研究者表示,基因拷贝数变异的中等大小被鉴别为7396个碱基对,随后他们对每一个基因组都进行了深入细致地测序研究并且获得了大量的基因组数据;利用测序数据研究人员就可以重建大约20万年前的人类祖先的基因组,并且将其同黑猩猩和猩猩的相关基因组序列进行对比。

 

对比分析后研究者发现,在远古的人类祖先的基因组中至少有4000万个额外的DNA碱基对,而这些碱基对在现代人的基因组中并未发现,这些序列中的一部分保留在多个现代非洲人机体中,这就说明额外序列的缺失或许是人类从非洲大陆迁移出去所造成的。

 

【12】Science头条:你的皮肤里早已有癌症突变

 

根据最近发表在Science的一篇研究分析,经常暴露于紫外线下的正常皮肤含有许多潜在的致病突变,包括至少6种癌症相关基因。英国Wellcome Trust Sanger Institute的研究人员研究了无癌的眼睑皮肤样本,发现上百个克隆细胞群穿插在整个正常组织,而重要的是,就这么小块的皮肤组织里的细胞里含有的癌症关联的突变。

 

为了找到体细胞突变是如何聚集在正常组织的,由Campbell和Philip Jones带领的剑桥大学医学研究中心癌症部,从暴露阳光下的眼睑真皮组织取样234个进行活检。这些样品来自四位55到73岁之间的健康人,他们在眼睑整容手术过程中去除了部分的眼睑组织。

 

采用能够捕获稀有突变的技术,该团队测序的74个与皮肤和其它癌症基因的外显子,以及一个活组织样品的全部基因组。研究人员选择采样皮肤细胞部分原因是有证据表明,正常皮肤中含有肿瘤抑制基因p53突变的细胞克隆。

 

【13】Science:一滴血检测病毒感染史

 

霍华德休斯医学研究所(HHMI)的研究人员开发了一项新的技术,使人们有可能通过一滴血来检测目前和曾经任何已知人类病毒的感染情况。这个方法称为VirScan,是一种有效的测试病毒感染的替代诊断方法。文章发表在最新一期的Science杂志上。

 

VirScan工作原理是筛查血液中存在的针对任何206种已知感染人类的病毒的抗体。我们的免疫系统在检测到病毒首次入侵的时候,会产生病原体特异性抗体,即使病毒感染清除后,它仍然可以继续生产那些抗体持续几年或几十年。所以说VirScan不仅能识别免疫系统正在积极应对的病毒感染,而且还提供了个人过去的感染史。

 

【14】Science:HIV家族树可揭示病毒传播机制

 

HIV病毒非常善于躲避免疫系统的追踪同时也让HIV的疫苗研究停滞不前。这种“特异功能”或许也正可以成为HIV病毒的致命弱点。

 

最新一期的《Science》发表了一篇评论文章,分析了如何通过分析HIV病毒的家族进化树来研究病毒的传播扩散。HIV病毒是一种RNA病毒,变异速率很快。这就导致每一代的新的HIV病毒和他们的父辈在遗传物质上略有差异。如果两株分离的HIV病毒遗传物质的核酸序列越接近,他们可能越晚从共同的祖先那分开。了解到这样信息,我们可以追踪病毒的传播扩散方式,进而制定精准的干扰治疗策略来针对HIV病毒。

 

这个方法的核心假设是,如果两个人携带的HIV病毒的核酸序列差异小于1.5%,那么很可能这两个人来自于同一个“传染群体”(transmission cluster),他们HIV感染事件是密切相关的。通常认为,HIV病毒在传代过程中的突变率是恒定的,研究者可以据此构建一个生物分子钟来估算携带者是何时感染病毒的。再结合在同一个地理区域内的HIV携带者那得到的信息,研究者能够构建类似航线图那样的图像来估测HIV病毒的传播方向和速率。已经有几个课题组进行了类似的研究。

 

【15】Science:科学家有望开发出强效的HIV疫苗 

 

近日,一篇发表在国际杂志Science上的研究论文中,来自贝丝-以色列-迪肯尼斯医疗中心 ( Beth Israel Deaconess Medical Center )的研究人员通过研究开发出了一种新型的HIV-1疫苗方案,其包含了一种由纯化的包膜蛋白增强的病毒载体,这种新型疫苗可以为一半已接种的非人类灵长类动物提供完全的保护作用,来帮助抵御猴免疫缺陷病毒(SIV)的六重攻击,SIV是一种和HIV类似的可以感染非人类灵长类动物的病毒。

 

基于临床前的研究数据,这种新型疫苗策略的HIV-1版本目前正在进行1/2a阶段的国际临床研究;研究者Dan H. Barouch说道,此前我们研究发现,基于腺病毒载体的HIV-1候选疫苗可以针对SIV提供部分保护作用,而本文中研究者进行了两项最新研究,他们评估了由纯化的包膜蛋白增强的26型腺病毒(Ad26)载体疫苗给机体提供的保护效力。

 

【16】Science封面故事: 快速3D打印技术

 

最近著名的《科学》杂志以封面文章的形式报道了革命性的3D打印技术。这种技术在连续的液态界面上利用可调控的光化学反应将3D模型变成一个实物模型,比如封面图片中的埃菲尔铁塔。紫外光可以触发液态树脂发生光聚合反应,然而氧气的存在却会抑制这样的反应。通过在这两者之间寻找一个平衡,研究人员可以从一个液态树脂中生长出一个物件来,相比于传统一层一层的3D打印技术,该打印的速度可以提高25到100倍。

 

【17】Science: 癌症免疫检查点疗法展望

 

免疫检查点疗法(immune chenkpoint therapy)是一类通过调节T细胞活性来提高抗肿瘤免疫反应的治疗方法。在最新一期的《科学》杂志中,来自美国MD.Anderson癌症中心的Padmanee Sharma与James P. Allison通过一篇综述文章分析了免疫检查点疗法的发展趋势。

 

目前,免疫检查点疗法已经加入了由手术,放疗,化疗,靶向治疗等组成的"抗癌大军"中。由FDA批准的三种免疫疗法药物中,一种是特异性结合T细胞表面CTLA-4受体的抗体类药物,叫做ipilimumab,于2011年得到批准。另外两种是特异性结合T细胞表面PD-1受体的抗体类药物,分别叫做pembrolizumab与nivolumab,于2014年得到批准。

 

【18】Science:抗病毒药物研发需要另辟蹊径

 

尽管目前可以导致人类疾病的病毒有数百种之多,而被批准的抗病毒疗法只有不到10种。大多数被批准的抗病毒药物针对的是病毒持有的酶类物质,包括蛋白酶与DNA聚合酶等。这类直接作用于病毒的抗病毒药物(direct acting antivirals,DAAs)在治疗HIV与丙肝病毒的过程中获得了巨大的成功,然而这一方式在推广时受到很大限制,尤其是一些反复流行的,目前没有很好的针对性疫苗或抗病毒疗法的病毒类型。

 

常规研发得到的DAA类药物主要的缺陷在于其覆盖面太窄。对于一个药来说,20亿美元的金钱成本与10到12年的研发周期使得这一研发思路变得既昂贵又低效。另外,由于病毒的出现往往是不可预测的,这一研发思路很难对全球的人类健康提供充分的保护。最后,常规的,单一类型的DAA类药物很容易使得病毒快速产生耐药性。

 

【19】Science:做爱的代价

 

 

两性之间的相互作用产生的自然选择是导致地球上物种多样性的原因之一。这种相互作用能够使得不同性别的物种发生动态的协同进化,例如雄性的鸟类在求偶过程中令人咋舌的行为以及雄性昆虫较少的美丽的交配附肢。然而交配行为影响的不仅仅是动物们的性生活。比如,人为地干预动物的性选择过程可能会导致天然物种的缺失,雄性动物对雌性动物的不当骚扰会提高该物种灭绝的风险。Science最近一期的文章中刊登了Mitchell等人研究的关于蚊子的性进化过程对人类健康的影响

 

该文章揭示了蚊子性进化的一些特征中为传播疟疾提供了便利。这些特征包括:雄性蚊子进化出一种叫做"交配囊"的东西,这种东西可以向雌性蚊子体内传输除精子以外的体液成分,其中包括一种叫做20E的激素类物质。20E作用于雌性蚊子的生殖腔内,可以引发一系列生理反应促进卵细胞的分裂并且降低该雌性蚊子与其他雄性的交配率。

 

【20】Science:人类蛋白质图谱分析大进展

 

最新一期的Science公布了基于人类蛋白质图谱的大分析结果,包括与癌症相关的详细蛋白质图片,血液中蛋白质种类和数量,以及市场上被批准的所有药物所作用的目标蛋白质。

 

人类蛋白质图谱(The Human Protein Atlas),是由Knut and Alice Wallenberg基金会于2014年11月支持的一个大型跨国研究项目。近期他们又开放了一个以人器官组织为基础的蛋白质图谱数据库。基于1300万个注释的图像,整个数据库涵盖了人体中的所有主要组织和器官的蛋白质分布,也标注了仅表达在特定组织,如脑,心脏或肝脏的蛋白。作为一个开放的数据资源,这个数据库提高了对人类生物学的基本见解,更有望帮助推动新的诊断和药物的开发。

 

【21】Science:颠覆教科书知识 首次发现不通过DNA转录翻译过程制造产生的蛋白质

 

翻开任何一本生物学教科书,首先我们要学习的就是机体的DNA可以给出制造蛋白质的指令,而蛋白质在机体多种功能的发挥中扮演着重要的角色;近日,一项刊登于国际杂志Science上的研究论文中,来自犹他州大学的研究人员通过研究首次揭示,制造蛋白质的氨基酸可以在没有DNA指令及信使RNA信息存在的情况下进行装配生成,该研究或将修改教科书中对蛋白质产生的说法。

 

研究者Peter Shen说道,这项研究非常有意义,同时其也反映出了生物学领域的博大精深。核糖体是蛋白质装配的机器,其可以根据特殊的遗传代码将不同的氨基酸连接起来,有时候当核糖体出错时其就会停止蛋白质的装配制造;本研究中,研究人员揭示了一种名为Rqc2的蛋白质的新角色,该蛋白质从酵母到男性等机体中都存在,在不完全蛋白质被循环之前,Rqc2可以促进核糖体将两种丙氨酸和苏氨酸(共20个)不断添加到不完全蛋白质上。

 

本文转载自生物谷,赛业生物特别分享!

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