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本月Nature杂志不得不看的重磅级亮点研究
  • 发布日期:2019-05-27      浏览次数:81
    • 时光易逝,5月份即将结束了,在即将过去的5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。

      【1】Nature:揭示血清素转运蛋白的主要构象 有望让成瘾症治疗成为可能!

      doi:10.1038/s41586-019-1135-1

      近日,来自俄勒冈健康与科学大学等机构的科学家们通过利用一种原产于非洲灌木中的化合物揭示了5-羟色胺转运体(血清素转运蛋白)的三种主要形状,5-羟色胺转运体是大脑中与焦虑症和抑郁症相关的特殊蛋白,相关研究刊登于国际杂志Nature上。

      利用冷冻电镜技术,研究人员分析了与伊博格碱(ibogaine)结合的蛋白质的特性,伊博格碱是一种生物碱,其能改变大脑功能并天然存在于灌木中,利用伊博格碱,研究人员揭示了5-羟色胺转运体的三种特殊结构,即向外张开、封闭状及向内张开的形状。研究者Eric Gouaux博士表示,这就意味着我们能够靶向作用转运体的不同状态来调节其活性,同时也能帮助我们寻找与转运体结合的新型分子。

      【2】Nature:科学家成功揭示癌症的代谢成瘾特性

      doi:10.1038/s41586-019-1150-2

      癌变的肿瘤往往根据其组织来源来进行分类,然而近年来人类基因组测序和DNA测序技术的发展开创了精准肿瘤学的新时代,患者会接受定制化的疗法,旨在针对其机体肿瘤内特定的突变来进行癌症治疗。这种新型疗法往往会取得一些重要的成功,但是最近很多癌症研究者开始怀疑患者体内癌症的发生可能会影响特定突变的表现,而这在确定患者对靶向性疗法产生反应上或许起着重要的作用,目前研究人员并不清楚组织环境塑造肿瘤遗传组成的方式。

      近日,一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中,来自加利福尼亚大学等机构的科学家们通过研究描述了一类新型规则,其能帮助预测组织起源影响肿瘤遗传组成的关键方面,或具有潜在重要的治疗价值。文章中,研究者对一类名为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)的分子进行了研究,NAD是许多细胞反应需要的关键共因子,包括能量代谢、表观遗传学调节和DNA损伤反应等,研究人员阐明了细胞制造NAD的方式,其对于癌症治疗具有重要影响。

      【3】Nature:中性粒细胞通过诱导平滑肌细胞死亡而加重动脉粥样硬化

      doi:10.1038/s41586-019-1167-6

      许多慢性疾病都是由免疫反应失调引起的。在一项新的研究中,来自德国慕尼黑大学等研究机构的研究人员发现中性粒细胞通过诱导平滑肌细胞死亡而加重动脉粥样硬化,而且一种定制的肽可抑制这一过程。

      Sohnlein研究了包括动脉粥样硬化在内的慢性炎症性疾病的分子机制。这些疾病在很大程度上归因于尚未查明的先天免疫反应。在这项新的研究中,他和他的同事们专注于中性粒细胞的作用,这些细胞构成了先天免疫系统的一个重要组成部分。他解释道,“每一种炎症反应都会导致一些附带损伤,这是因为中性粒细胞也会攻击健康细胞。”他们描述了中性粒细胞如何通过启动一类先前未被识别的诱导性细胞死亡来破坏组织。S?hnlein团队还开发了一种抑制这种有害过程的合成肽。

      【4】Nature:重大发现!靶向铁死亡有望增强免疫疗法的疗效

      doi:10.1038/s41586-019-1170-y

      在一项新的研究中,来自美国密歇根大学和Cayman Chemical公司的研究人员研究了一种鲜为人知的细胞死亡类型,即铁死亡(ferroptosis)。他们发现铁死亡在肿瘤细胞中发生,并且在癌症免疫中发挥作用。这些发现表明靶向这一途径有潜力让最热门的癌症治疗-免疫疗法-更加有效。

      研究者Weiping Zou博士说道,“铁死亡之前已被定义,但是人们并不知道它与癌细胞死亡或免疫细胞有关。这将为科学家们探索开辟了一个巨大的窗口。”这些研究人员发现当免疫疗法增强T细胞的活性时,这会增加肿瘤细胞中的氧化脂质水平,从而导致铁死亡。基于对小鼠和人癌细胞的研究,增加的铁死亡会让免疫疗法更有效地杀死癌症。铁死亡是一种细胞死亡形式,不同于更为人熟知和充分研究的细胞凋亡。它依赖于铁,但对它的理解知之甚少。已知它参与大脑和肾损伤。这项研究是首次将它与免疫介导的癌细胞死亡相关联在一起。

      【5】Nature:糖尿病治疗新希望!新研究将干细胞产生的β细胞产率从30%提高至80%

      doi:10.1038/s41586-019-1168-5

      在一项新的研究中,来自美国哈佛大学等研究机构的研究人员通过使用生物和物理分离方法富集样品中的β细胞,对一种将干细胞转化为产生胰岛素的β细胞的实验室过程进行了改进。这一发现可能可用于改善针对1型糖尿病患者的β细胞移植。相关研究结果刊登在了近日的Nature期刊上。

      研究者Adrian Veres说,“要从30%提高,我们需要真正了解剩下的70%的细胞。直到最近,我们才能拿出我们的细胞样品,了解那里存在哪些细胞类型。如今,随着单细胞测序的革命,我们能够从一无所知到给出完整的细胞类型清单。我们采用了单细胞测序和分子生物学技术来描述我们能够利用干细胞制造出的细胞类型。这种操作的开始总是要知道自己在处理什么。”

      细胞含有一套相同的基因,但是细胞类型的不同取决于哪些基因是活跃的或表达。这些研究人员使用单细胞测序来鉴定数万个细胞中表达的完整基因目录。然后,他们根据细胞的表达模式对它们进行分组。

      【6】Nature:细胞竞争促进健康的皮肤发育

      doi:10.1038/s41586-019-1199-y

      并非所有的细胞都伴随机体成长。哪些被认为不适合在体内服务的细胞,在早期发育期间会通过称为“细胞竞争“的过程被杀死。这种现象以前已在果蝇中已经被报道,现在也在哺乳动物被发现。

      在最近的一项研究中,洛克菲勒的科学家们表示,小鼠皮肤细胞参与两种形式的竞争,一种发生在早期胚胎发育过程中,另一种发生在出生前。研究人员认为,这种残酷的细胞冲突对于健康皮肤的培养至关重要。在果蝇的翅膀发育过程中,分裂缓慢的细胞 ,在与更快速分裂的细胞接触时会出发死亡。尽管这一过程已得到广泛研究,但科学家仍然不确定它可能起什么作用。

      在该研究中,Elaine Fuchs实验室的研究人员Rebecca C. Lancefield教授开始寻找小鼠发育过程中上皮细胞竞争的证据。他们通过操纵减缓细胞生长速度的基因并用绿色荧光标记这些细胞来创造了一群“失败者“。然后他们用红色荧光标记“获胜者”,进而监测两个群体的生存情况。

      【7】Nature:构建出仅使用61个密码子的大肠杆菌

      doi:10.1038/s41586-019-1192-5

      在一项新的研究中,来自英国剑桥大学的研究人员利用他们在实验室合成的基因组替换了大肠杆菌的基因。相关研究结果刊登于近日的Nature期刊上。

      文章中,研究人员报道了通过在计算机上对大肠杆菌的DNA进行重新编码,剔除了多个冗余密码子,从而实现了这两个目标。一旦这种所需的基因组被重新设计出后,就将它分裂成较小的DNA片段,随后送至DNA合成仪中进行合成。然而,合成的DNA产量仍然需要调整,为此,他们不得不将较小的DNA片段拼接成较长的片段,随后才能将合成出的基因组放入活的大肠杆菌中---他们将由此经过编辑的大肠杆菌命名为Syn61,这是因为在64个可能的密码子中,它仅使用61个密码子。

      【8】Nature:挑战常规!胎儿中的所有肠道细胞都潜力发育成肠道干细胞

      doi:10.1038/s41586-019-1212-5

      在一项轰动性的新研究中,来自丹麦哥本哈根大学等研究机构的研究人员反驳了关于干细胞产生的传统观点。他们得出结论:胎儿肠道中的所有细胞都有潜力发育为干细胞。他们揭示出肠道细胞的命运并不是事先确定的,而是由这些细胞的周围环境决定的。这种新的知识可能让人们容易操纵干细胞用于干细胞治疗。

      研究者Jensen表示,我们过去认为细胞变成干细胞的潜力是事先确定的,但是我们的新结果表明所有未成熟细胞在完全发育的器官中变成干细胞的概率是相同的。原则上,这仅是一个在正确的时间出现在正确的地点的问题。来自细胞周围环境的信号决定了它们的命运。如果我们能够鉴定出未成熟细胞发育成干细胞所必需的信号,我们就会更容易在需要的方向上操纵细胞。

      【9】Nature:揭示导致儿童脑癌产生的细胞早在胚胎阶段就已出现

      doi:10.1038/s41586-019-1158-7

      脑瘤是加拿大儿童非意外死亡的主要原因,但人们对这些肿瘤何时形成或如何产生知之甚少。在一项新的研究中,来自加拿大多伦多病童医院和多伦多大学等研究机构的研究人员鉴定出被认为会引起儿童患上某些脑瘤的细胞,并发现这些细胞首先出现在哺乳动物发育的胚胎阶段-远早于他们的预期。

      研究者Michael Taylor博士表示,在开发更有效的脑癌治疗方面的进展在很大程度上受到每种肿瘤内复杂的异质性或者说细胞多样性的阻碍。我们认识到新技术可能让我们解开这种复杂性中的一些,因此我们将我们的专业知识与加拿大麦吉尔大学和安大略癌症研究所结合在一起来解决这个问题。通过使用小鼠模型,这些研究人员研究了不同类型的正常脑细胞以及它们在大脑小脑的不同时间点是如何发育的,其中小脑是儿童脑瘤最常见的出现部位。他们绘制了30多种细胞的谱系图,并鉴定出随后转化为癌细胞的正常细胞,也被称为起源细胞。

      【10】Nature:科学家锁定癌症相关蛋白质,有望延缓癌症进展

      doi:10.1038/s41586-019-1118-2

      近日,来自加州大学等机构的科学家们通过研究表明,锁定一扇允许能源物质进入免疫抑制细胞的生化大门,可以减缓肿瘤的进展,并有助于治疗多种癌症。这项于近日发表在Nature杂志上的研究发现,在一种已知能够抑制免疫反应、阻碍癌症治疗的细胞中,脂肪酸转运蛋白2 (FATP2)水平升高。在从人类和小鼠身上分离出肿瘤细胞后,研究人员还发现,FATP2帮助产生并运输进入细胞的能量供给脂质的数量显着增加。

      总的来说,这项研究的结果表明,FATP2参与了对人体最常见的白细胞进行恶意重组的过程,导致这些白细胞无法在对抗感染时就会扮演第一反应者的角色。当研究人员剔除了与FATP2相关的基因后,他们发现几种癌症--淋巴瘤、肺癌、结肠癌和胰腺癌--在小鼠体内的生长速度明显变慢。此前,内布拉斯加州的Concetta DiRusso发现了一种抑制FATP2的化合物--Lipofermata,在与一种破坏细胞复制的药物配药时,这种化合物同样有助于减缓甚至抑制肿瘤生长。(生物谷)

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