1月Nature杂志不得不看的重磅级亮点研究

yinfuhua

1月Nature杂志不得不看的重磅级亮点研究( y( j2 {0 H  ?
来源：本站原创 2019-02-24 22:21# m% W/ \% s/ R+ }3 A- r3 E
时光总是会在不经意间匆匆划过，不知不觉2019年2月份即将结束，在即将过去的2月里Nature杂志又有哪些亮点研究值得学习呢？小编对此进行了整理，与大家一起学习。
$ e* H( S! x9 E/ ^7 R( v4 }0 Y' m/ |( W1 d3 _% \
【1】Nature：揭示大脑干细胞转化成为新型神经细胞或引发脑癌的分子机制4 Y/ Q6 Q8 T5 Z$ W# S
doi：10.1038/s41586-019-0888-x
. ]; q6 T* D1 H: Q干细胞是我们身体的“万能钥匙”，因为其能转化为所有器官中许多不同类型的细胞，其能够帮助肌肉（甚至是大脑）等组织不断更新并进行损伤后愈合，这种神奇的多潜能性使得干细胞有望成为未来科学家们开发再生医学疗法的关键工具，近日，一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中，来自德国癌症研究中心的科学家们通过研究阐明了大脑干细胞如何制定决策转化成为新型神经细胞。" k/ c9 p6 b8 R
研究者Ana Martin-Villalba及其同事一直在沿着通往神经元细胞的路径来追踪干细胞的行为，他们追踪了每一个阶段基因的表达情况，并分析了哪些基因会进行表达并翻译成新型蛋白，研究者发现，干细胞只需要完全关闭干细胞的基因就能转变成为神经元细胞，但事实证明这一过程非常复杂，干细胞的基因并没有完全关闭，而是处于待命状态，即通过抑制制造使其处于细胞多潜能性的蛋白产物来实现这一状态。* F, t8 |4 t; C) d! r9 m& r* s
【2】Nature：揭示免疫系统保护机体抵御肠癌的新型分子机制
2 t* `" z; U: I0 c: `doi：10.1038/s41586-019-0899-74 T1 n7 f! f$ u8 |
近日，一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中，来自柏林大学夏里特医学院（Charité - Universitatsmedizin Berlin）的科学家们通过研究发现了一种机体保护肠道干细胞免于癌变的保护性机制，机体中的先天性免疫系统在其中扮演着关键角色。
% U$ i, M8 q" c; f3 c' O1 V# @3 X机体的肠壁细胞会面对外源性物质，比如细菌、被消化分解的食物等，特定的外源性物质会诱发肠壁上皮细胞发生遗传性改变，如果出现DNA损伤的积累（尤其是上皮干细胞出现这种损伤积累）就会导致肠癌的发生。为了抑制癌症的发生和进展，细胞就需要修复损伤的DNA，如果损伤面过大的话，细胞就会启动“细胞凋亡”程序来自救。, I2 w8 o% E% e$ u

' z8 s- Q- l  \- |* a【3】Nature：中美合作揭示增强抗肿瘤反应新方法，可让癌症对免疫疗法的反应率提高至将近100%
. B/ Y- {4 x) }4 Q; Pdoi：10.1038/s41586-019-0916-x
5 ]7 I% z: ?; |癌症免疫疗法---一种让免疫系统识别和杀死癌细胞的方法---已彻底改变了对许多癌症类型的治疗。比如，大约40％的黑色素瘤患者对免疫疗法作出反应，从而能够让免疫系统中的T细胞能够攻击癌细胞和控制疾病。在一项新的研究中，来自中国科学院、清华大学和美国芝加哥大学的研究人员以小鼠为研究对象，证实他们能够通过启动一条平行的途径，将肿瘤控制率由大约40%提高到将近100%。
4 M+ [# G0 J% W, L0 T这项新的研究依赖于操纵树突细胞，其中树突细胞是免疫系统的重要组成部分，它们的主要功能是加工抗原，并将它们呈递给T细胞，此外，它们起着信使的作用，将先天性免疫系统和适应性免疫系统连接在一起。
  J; ?' M+ u- h8 t然而，一种称为YTHDF1的蛋白影响树突细胞对抗原的加工。这种蛋白是何川博士在2015年发现和鉴定出的。YTHDF1控制着破坏潜在肿瘤抗原的蛋白酶水平。这限制了将它们呈递给T细胞。
( a  c6 ~8 J; E$ C9 X9 g【4】Nature：脂肪酸或会促进癌细胞对疗法产生耐受性5 g- A9 A9 M3 }6 s; g8 l
doi：10.1038/s41586-019-0904-12 I5 E  f! l' G% j
脂肪酸代谢是肿瘤生长和增殖的重要过程，尽管科学家们尝试通过阻断脂肪酸代谢来作为一种抑制肿瘤尺寸和生长的治疗性策略，但患者的预后往往差强人意；近日，一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中，来自比利时鲁汶大学的科学家们通过研究发现，特定的肿瘤细胞或会利用此前未知的一种替代途径来产生脂肪酸，相关研究结果或能解释为何特定的癌症类型会对脂肪酸代谢的抑制产生耐受性，同时研究者也希望开发出新型的治疗性策略来有效治疗癌症。
/ `, i7 ]& B8 K肿瘤如果要生长和增殖就需要构建出基本的结构元件，其中就包括利用核苷酸来制造DNA，同时利用脂肪酸来产生细胞界限（比如细胞膜），很多癌细胞会上调代谢反应从而增加核苷酸和脂肪酸的产量，当前的疗法能够重点抑制核苷酸和脂肪酸的产生从而阻断肿瘤的生长，而且在核苷酸的代谢状况下这种策略被证明是成功的，比如在当前癌症疗法中所使用的化疗制剂（比如5FU和甲氨蝶呤）就能通过靶向作用核苷酸的产生来抑制肿瘤生长，然而其并不能成功抑制脂肪酸的代谢过程。1 E) H, B$ y& @: L& A  s3 k

! Y  q) F$ F) w7 [1 F% L【5】Nature：重磅！HIV药物或能有效治疗阿尔兹海默病等年龄相关的人类疾病) w  r7 f  [/ T* @! I1 g
doi：10.1038/s41586-018-0784-9
0 O2 y/ N* A* y$ f3 ~+ T近日，一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中，来自纽约大学等机构的科学家们通过研究发现，一种HIV药物能明显降低小鼠机体中年龄相关的炎症及其它衰老症状，相关研究结果有望治疗年龄相关的疾病，包括阿尔兹海默病、2型糖尿病、帕金森疾病等。
( J5 V+ V" {# |6 h5 f9 }/ `: V( K6 j研究者表示，这种HIV药物能通过抑制老化细胞中的反转录转座子活性（retrotransposon activity）来发挥作用，反转录转座子是一种能复制并且移动位置的DNA序列，其组成了人类基因组的重要部分，反转录转座子与古老的反转录病毒有关，当其未受到抑制时就能产生DNA拷贝，并插入到细胞基因组的其它部位，细胞能够进化出多种方法让这些“跳跃基因”被隐藏起来，但随着细胞老化，这些反转录转座子就会逃脱这种控制。6 [. ]  G- X% k+ t! S* A
【6】Nature：科学家发现新型的CRISPR基因编辑工具：CasX
( W* a  Z- \' P; V+ rdoi：10.1038/s41586-019-0908-x
$ H/ y1 D6 ]8 c, I9 b( `在短短7年时间里，Cas9已经成为了在人类、植物、动物和细菌中能够被使用的强大基因编辑工具，其能快速并准确地切割和拼接DNA，其也有望帮助开发治疗多种人类疾病的新型疗法。日前，一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中，来自加州大学伯克利分校的科学家们通过研究发现了一种新型的小型CRISPR基因编辑工具：CasX，其与蛋白Cas9较为相似，但比Cas9小很多。
/ T6 A, r0 N6 M  {" l* S实际上，CasX是细菌和人类细胞中潜在的一种有效基因编辑工具，其似乎是在细菌中进化出的独立于其它Cas蛋白的一种特殊蛋白，CasX能够切割双链DNA，结合DNA并调节基因的表达，同时还能靶向作用特殊的DNA序列。由于CasX来自于细菌细胞中，因此相比Cas9而言，人类机体免疫系统或许能够更加容易地接纳CasX。" E+ T: W8 g& [& W" l

5 k/ |4 h3 a: r% b. Y; y8 X8 R3 x- c【7】Nature：重大发现！中性粒细胞或能促进癌症发生转移9 c: p5 v" w' V
doi：10.1038/s41586-019-0915-y
" _0 `7 L. Y5 a: P2 \" g% y" V- d肿瘤细胞会利用中性粒细胞来增强癌症转移的能力，近日，来自巴塞尔大学等机构的科学家们通过研究阐明了肿瘤细胞发生上述行为的机制，同时还发现了阻断癌细胞发生转移的特殊策略，相关研究结果刊登于国际杂志Nature上。7 {' I) O2 l0 v' w: y1 G
深入理解癌细胞和免疫细胞相互作用的特点或能帮助开发出新型的抗癌疗法，然而研究者需要关注的重点通常是原发性肿瘤和其微环境之间的相互作用，目前他们并未阐明患者机体癌症扩散期间免疫细胞在其中所扮演的关键角色。比如中性粒细胞会与肿瘤细胞联合来促进癌症转移的发生。7 s/ I$ a" I3 I( {
【8】Nature：科学家利用罕见癌症弱点有望开发出新型抗癌疗法
; ?1 q9 K2 Y* m8 Fdoi：10.1038/s41586-019-0945-51 _+ K3 C& o% u$ q1 z9 v
在某些方面，癌细胞令人印象非常深刻，其会无情肆意妄为地生长，通过长生不老的方式来避开衰老过程，并能有效躲避机体免疫系统的持续攻击，但在获得这种超能力的过程中，细胞偶尔就必须放弃一些更为普通的技能，包括产生特定营养物质的能力。近日，一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中，来自洛克菲勒大学的科学家们通过研究发现了一类无法合成胆固醇的罕见肿瘤，如果没有胆固醇细胞就无法生存。! H7 i; c( ?4 |5 x
研究者Kivanc Birsoy说道，这些癌细胞会依赖从环境中摄取胆固醇，因此我们就能利用癌细胞的这种依赖性来开发出阻断细胞摄取胆固醇的新型疗法。在极少数的情况下，癌细胞会失去制造关键营养物质的能力，比如某些白血病类型就无法合成天冬酰胺，作为对抗这些癌症的第一道防线，临床医生常会给患者服用一种名为天冬酰胺酶的药物，其能破碎天冬氨酸，将其从血液中移除，如果没有外部存储的营养物质，癌细胞就会死亡。
7 B* v5 \! k1 j5 U. ]) t1 \; X
, `' ^: J  [/ `8 x9 \4 ?【9】Nature：重磅！科学家在人类肠道中鉴别出将近2000种未知细菌7 Y7 l$ V6 s  ^3 G; X* ?% n! W
doi：10.1038/s41586-019-0965-1
: a; b/ g4 w% ?1 U0 D近日，一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中，来自欧洲生物信息研究所和桑格研究所的科学家们通过研究在人类肠道中鉴别出了近2000种细菌，目前这些细菌并未在实验室条件下培养出来，研究者利用一系列计算方法对来自全球的个体样本进行分析，尽管目前研究人员有望创建一份北美和欧洲人群肠道中常见微生物的全面清单，但仍然缺乏来自世界其它地区的数据信息。, I2 ~( [2 K  Q+ e4 d
人类肠道是许多微生物的定居场所，其被统称为肠道菌群，尽管科学家们对肠道菌群进行了大量研究，但目前他们还在继续深入寻找在人类健康中扮演关键角色的特殊微生物群落。到目前为止，研究人员仍然不清楚肠道菌群中的某些细菌，原因有很多，比如这些细菌的含量非常低，或者其在肠道外环境中无法生存，通过利用新型的计算方法，研究人员就能重建这些细菌的基因组信息。
! ~) d" U4 v& x( C1 L; v【10】Nature：几十年秘密终破解！揭示胰腺癌的两种独特的产生和生长方式. w0 }0 j' f* N
doi：10.1038/s41586-019-0891-2& h" y6 e" T3 k
胰腺是一种重要器官，位于胃部后面，在消化过程中起着关键作用。它依赖于与其他的消化器官连接在一起的导管网络，而且最为常见的胰腺癌是在胰腺导管中发现的。然而，在此之前，人们仅能够观察到胰腺导管癌（pancreatic ductal cancer）的二维切片，这些二维切片含有一些原因不明的异常形状。$ N9 q8 K. E, T+ f) o
在一项新的研究中，为了研究胰腺癌的起源，英国弗朗西斯克里克研究所的Hendrik Messal博士及其团队开发出一种新型方法，从而在三维水平下分析癌症活组织样本。这种技术揭示出胰腺癌是在胰腺导管壁中产生的，而且依赖于胰腺导管的尺寸，向内或向外生长。这就解释了几十年来人们在胰腺癌的二维切片中观察到的神秘形状差异。相关研究结果发表在Nature期刊上。（生物谷Bioon.com）
: E: d+ t- r- Z; K; ~8 d' ]