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3月必看的重磅級研究Top10?
2017-03-27 T.shen 生物谷
不知不覺，3月份就要過去了，在馬上過去的3月里又有哪些亮點(diǎn)研究值得我們深入學(xué)習(xí)一下呢？小編根據(jù)本月新聞的點(diǎn)擊量、研究領(lǐng)域、熱度篩選出了3月份的Top10研究，分享給大家。
【1】Nat Chem Biol：重磅！科學(xué)家開發(fā)出新型化合物 有望促進(jìn)癌細(xì)胞自我毀滅
癌細(xì)胞的基因組中往往會充滿著多種遺傳突變，從而就會誘發(fā)細(xì)胞不經(jīng)意地制造多種異常蛋白質(zhì)，和其它細(xì)胞一樣，癌細(xì)胞也需要時刻進(jìn)行自我清理來得以生存，如今刊登在國際雜志Nature Chemical Biology上的一篇研究報告中，來自霍華德-休斯醫(yī)學(xué)研究所等機(jī)構(gòu)的研究人員通過研究開發(fā)了一種新方法來抑制癌細(xì)胞的自我清理機(jī)制，從而就會讓癌細(xì)胞中充滿不健全的蛋白質(zhì)，進(jìn)而引發(fā)癌細(xì)胞自我毀滅。
蛋白酶體是一種空心的圓柱結(jié)構(gòu)，其能夠作為一類細(xì)胞垃圾處理站，蛋白酶體會允許蛋白質(zhì)進(jìn)入其中并且對其進(jìn)行降解，當(dāng)有害蛋白被制造后，其就會被標(biāo)記上由至少四個拷貝的泛素組成的鏈狀結(jié)構(gòu)，這些標(biāo)記信號就提醒蛋白酶體需要破壞這些有害蛋白，當(dāng)有缺陷的蛋白質(zhì)被塞入垃圾處理站時，作為蛋白酶體的一部分結(jié)構(gòu)，Rpn11就能夠截斷這種特殊的泛素鏈，這個步驟非常關(guān)鍵，因?yàn)榉核劓満艽蠖荒茌p松“進(jìn)入”到蛋白酶體中。
【2】Science子刊：驚人發(fā)現(xiàn)！腸道細(xì)菌或可改變腸道和大腦的功能
日前，一項(xiàng)刊登在國際雜志Science Translational Medicine上的研究報告中，來自麥克馬斯特大學(xué)的研究人員通過研究發(fā)現(xiàn)，腸道中的細(xì)菌或許能夠影響腸道易激綜合征（irritable bowel syndrome，IBS）患者機(jī)體腸道和行為的癥狀，相關(guān)研究或?yàn)檠芯咳藛T開發(fā)微生物定向療法提供了新的思路和見解。
腸道易激綜合征是一種常見的胃腸道疾病，其會影響機(jī)體的大腸組織，而患者也會遭受腹痛以及排便習(xí)慣的改變，比如腹瀉和便秘等，通常患者還會伴隨出現(xiàn)慢性焦慮和抑郁癥等，當(dāng)前的療法目的就是改善患者的癥狀，但患者的病因并不清楚，所以這些療法的療效顯得非常有限。
本文研究中研究人員希望通過研究能夠深入闡明是否發(fā)生腹瀉的IBS患者機(jī)體的糞便微生物能夠影響受體小鼠機(jī)體的腸道和大腦功能，利用糞便移植，研究人員就將IBS患者（焦慮或者非焦慮患者）機(jī)體的微生物群落轉(zhuǎn)移到了無菌小鼠機(jī)體中，隨后研究者發(fā)現(xiàn)，相比接受健康個體微生物的小鼠而言，接受IBS患者機(jī)體中微生物的小鼠慢慢會表現(xiàn)出腸道功能和行為的改變。
【3】Science：重大突破！利用噴泉碼讓DNA高效地存儲數(shù)據(jù)
人類可能很快就會產(chǎn)生過多的數(shù)據(jù)以至于硬盤或磁帶不能夠存儲得下。為了解決這個問題，科學(xué)家們已將注意力轉(zhuǎn)向大自然的一個古老的信息儲存方法：DNA。
在一項(xiàng)新的研究中，來自美國哥倫比亞大學(xué)和紐約基因組中心的兩名研究人員證實(shí)一種為手機(jī)上的流式視頻開發(fā)的算法能夠通過將更多的信息壓縮到DNA的四種堿基上，從而揭示出它的幾乎全部的存儲潛力。他們證實(shí)這種技術(shù)也是非?？煽康摹Ｏ嚓P(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2017年3月3日的Science期刊上，論文標(biāo)題為“DNA Fountain enables a robust and efficient storage architecture”。
DNA是一種理想的存儲介質(zhì)，這是因?yàn)樗歉叨染o湊的，而且如果放置在陰涼和干燥的地方，它能夠持續(xù)保存幾十萬年。近期從在西班牙的一個洞穴中發(fā)現(xiàn)的一名43萬年前的人類祖先的骨頭中獲得DNA就可證明這一點(diǎn)。
【4】The Lancet：重磅！新型干預(yù)措施能使HIV療法成功率增加將近18%
近日，一項(xiàng)發(fā)表在國際雜志The Lancet上的研究報告中，來自阿伯丁大學(xué)等多個機(jī)構(gòu)的研究人員通過研究表示，他們能夠使得HIV療法的成功率增加幾乎18%的比例，文章中，科學(xué)家們設(shè)計出了一種新型的程序來幫助HIV患者進(jìn)行服藥有效控制病毒的復(fù)制。
由于目前HIV藥物并不能夠有效治療患者，其僅僅能夠使得HIV患者的預(yù)期壽命同健康個體一樣，很多進(jìn)行成功治療的HIV患者幾乎不可能將病毒轉(zhuǎn)移到其它個體中，然而有很顯著的一部分HIV患者的服藥并不規(guī)律，或者說是直接終止了服藥。藥物的不規(guī)律服用或者缺乏不依從就意味著患者機(jī)體的病毒會尋找機(jī)會再次復(fù)制，并且攻擊機(jī)體的免疫系統(tǒng)誘發(fā)艾滋病。
利用一種自我管理、咨詢以及追蹤患者藥物服用情況相結(jié)合的策略，研究者就發(fā)現(xiàn)，相比接受規(guī)律性護(hù)理的患者而言，這種新型組合策略能夠使得接受該方法的患者的治療成功率增加將近18%。文章中，研究人員對來自荷蘭7家醫(yī)院中超過200名患者進(jìn)行了長達(dá)15個月的干預(yù)程序治療，在進(jìn)行干預(yù)之前和之后研究者對患者機(jī)體中的病毒載量進(jìn)行測定，如果在干預(yù)后連續(xù)兩個時間點(diǎn)患者機(jī)體中都出現(xiàn)了可檢測到的病毒載量，那么就被認(rèn)為是“療法失敗”。
【5】Cancer Cell：重大發(fā)現(xiàn)！科學(xué)家闡明癌細(xì)胞重編程血管促進(jìn)癌癥擴(kuò)散的分子機(jī)理
血管在癌癥的生長和擴(kuò)散中都扮演著重要的角色，而且血管的內(nèi)皮細(xì)胞和癌細(xì)胞彼此能夠親密接觸，并且互相影響彼此，近日，刊登在國際雜志Cancer Cell上的一項(xiàng)研究報告中，來自德國癌癥研究中心和海德堡大學(xué)的研究人員就對內(nèi)皮細(xì)胞和癌細(xì)胞之間的相互作用進(jìn)行了深入研究。
文章中，研究者驚人地發(fā)現(xiàn)，腫瘤的血管中名為Notch的信號分子的活化形式的水平較高，相比健康器官而言，在肺癌、腸癌以及乳腺癌的血管內(nèi)壁細(xì)胞中，研究者同樣也發(fā)現(xiàn)了較高水平的激活受體，同時腫瘤內(nèi)皮組織中Notch激活水平越高，癌癥的擴(kuò)散就越為猖獗，患者的預(yù)后就會較差。
受體蛋白Notch通過配偶體激活是臨近細(xì)胞之間信號交流的關(guān)鍵通訊通路，不管是從線蟲到昆蟲，再到人類機(jī)體，Notch在胚胎發(fā)育期間能夠調(diào)節(jié)器官的發(fā)育，而在成年人機(jī)體中，這種信號蛋白卻能夠調(diào)節(jié)血液干細(xì)胞的活性。很多年前，癌癥研究人員就通過研究發(fā)現(xiàn)，異常的Notch信號會促進(jìn)細(xì)胞癌變，比如會將白細(xì)胞轉(zhuǎn)化成為白血病細(xì)胞；本文研究中，研究者Fischer與其同事通過研究首次發(fā)現(xiàn)，腫瘤微環(huán)境中細(xì)胞的Notch活性對癌癥或許也會產(chǎn)生一定影響。
【6】Neuron：40天記憶力提高一倍！
日常生活中，我們常常會因?yàn)檎也坏借€匙而煩惱。但人群中確實(shí)存在一些具有"超級記憶力"的人，他們能夠同時記住大量的信息，甚至能夠脫口而出圓周率的小數(shù)點(diǎn)后好幾千位的數(shù)字。
如今，研究者們發(fā)現(xiàn)這些"超級記憶者"其實(shí)與我們普通人并沒有多大差別，正常人的大腦經(jīng)過一個月左右的訓(xùn)練能夠達(dá)到相同的水平。
事實(shí)上，記憶力平平的人腦與超級記憶者的大腦在結(jié)構(gòu)上并沒有任何差異。這一信息給我們所有希望增強(qiáng)記憶的人提供了積極的信號。
為了探明其中的分子機(jī)制，來自荷蘭Radboud大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的研究者們招募了世界記憶冠軍組中的23名有力的競爭者，對他們的大腦進(jìn)行了研究。
【7】Oncotarget：重大發(fā)現(xiàn)！維生素C或可有效靶向殺滅癌癥干細(xì)胞
日前，一項(xiàng)刊登在國際雜志Oncotarget上的研究報告中，來自索爾福德大學(xué)的研究人員通過研究發(fā)現(xiàn)，相比諸如2-DG等藥物而言，維生素C能以10倍的高效率來有效阻斷癌細(xì)胞的生長，文章中，研究人員首次提出證據(jù)表明，維生素C（抗壞血酸）能夠被用來靶向并且殺滅癌癥干細(xì)胞（CSCs），癌癥干細(xì)胞能夠引發(fā)致命性的腫瘤。
研究者Michael P. Lisanti教授表示，如今我們通過研究闡明了如何利用一系列天然物質(zhì)來靶向作用癌癥干細(xì)胞，比如水飛薊素和蜜蜂衍生物CAPE等，但到目前為止最令我們興奮卻是維生素C的特殊功效。維生素C是一種便宜、天然、無毒且非常容易獲得的物質(zhì)，而且其能夠作為一種潛在的武器來幫助抵御癌癥。
癌癥干細(xì)胞被認(rèn)為是引發(fā)癌癥化療耐受性的根源，其會導(dǎo)致惡性癌癥患者的療法失敗，并且會誘發(fā)腫瘤復(fù)發(fā)以及轉(zhuǎn)移；文章中，研究者通過研究評估了癌癥干細(xì)胞的生物能學(xué)特性，該過程能夠促進(jìn)癌癥干細(xì)胞存活并且繁衍，而干擾其代謝或許就能夠有效抑制癌癥干細(xì)胞發(fā)展。
【8】Science特刊：7篇長文解讀人工合成酵母染色體——開啟合成生命新紀(jì)元！
來自4個國家的一個大科學(xué)團(tuán)隊(duì)一起合作合成了釀酒酵母中約1/3（約3500萬堿基對）的基因組（總1200萬堿基對），這個研究團(tuán)隊(duì)由紐約大學(xué)蘭貢醫(yī)學(xué)中心酵母遺傳學(xué)家Jef Boeke領(lǐng)導(dǎo)，分析了7條人工染色體的3維結(jié)構(gòu)，相關(guān)研究成果于3月10日以特刊的形式發(fā)表在國際頂尖雜志Science上，共7篇研究長文，其中4篇來自中國，其中天津大學(xué)元英進(jìn)課題組2篇，清華大學(xué)生命科學(xué)院戴俊彪課題組1篇，華大基因楊煥明院士與愛丁堡大學(xué)Yizhi Cai課題組合作發(fā)表1篇。
2010年，另一個研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了首個合成細(xì)菌生物體，含有一條長度達(dá)100萬對堿基對、同時具有生物學(xué)活性的人工合成基因組。“這一系列最新研究對于創(chuàng)造首個全合成真核細(xì)胞基因組具有里程碑式的意義。”加州拉霍亞Synthetic Genomics公司的Daniel Gibson在寫給The Scientist的郵件中如此評價這系列突破性研究，也就是他創(chuàng)造了首條人工合成細(xì)菌基因組及首個人工合成細(xì)胞。他為這系列研究寫了一篇編輯評論文章，但是并沒有參與相關(guān)工作。
2014年，Boeke及另一個研究小組的研究人員一起合成了首條真核細(xì)胞染色體：釀酒酵母染色體Ⅲ的精簡版本。此后，為了合成他們的“合成酵母2.0（Sc2.0）”計劃中設(shè)計的含有1130萬對堿基對的酵母基因組，Boeke的研究團(tuán)隊(duì)與其他研究團(tuán)隊(duì)一起組成了合成酵母基因組計劃團(tuán)隊(duì)，這個任務(wù)也是“基因組計劃-Write”中的首要任務(wù)。
【9】Science：癌癥免疫療法新突破！PD-1阻斷療法激活的T細(xì)胞還需依賴CD28共刺激
阻斷PD-1通路的抗癌藥物（也被稱作免疫檢查點(diǎn)抑制劑）如今被美國食品藥品管理局（FDA）批準(zhǔn)用來治療黑色素瘤、肺癌和幾種其他的癌癥。這些藥物經(jīng)常被描述為在功障礙的T細(xì)胞表面上“松開制動器”。
在一項(xiàng)新的研究中，來自美國埃默里大學(xué)醫(yī)學(xué)院埃默里疫苗中心和溫希普癌癥研究所（Winship Cancer Institute）的研究人員證實(shí)，即便松開強(qiáng)加在PD-1上的制動器，這些腫瘤特異性的T細(xì)胞仍然需要“燃料”進(jìn)行增殖和恢復(fù)有效的免疫反應(yīng)。這種燃料來自基于CD28分子的共刺激（co-stimulation）。相關(guān)研究結(jié)果于2017年3月9日在線發(fā)表在Science期刊上，論文標(biāo)題為“Rescue of exhausted CD8 T cells by PD-1–targeted therapies is CD28-dependent”。
盡管PD-1靶向藥物取得成功，但是很多病人的腫瘤并不對它們作出反應(yīng)。這項(xiàng)研究的發(fā)現(xiàn)表明存在于T細(xì)胞表面上的CD28可能是一種能夠預(yù)測PD-1靶向藥物是否有效的臨床生物標(biāo)志物。此外，對CD28的需求提示著共刺激可能在一些病人體內(nèi)丟失了，這可能有助指導(dǎo)設(shè)計組合療法。
【10】Nature：令人震驚！肺部也能造血！
在一項(xiàng)新的研究中，通過在活的小鼠肺部使用視頻顯微鏡，來自美國加州大學(xué)舊金山分校和加州大學(xué)洛杉磯分校的研究人員揭示出肺部在血液產(chǎn)生中發(fā)揮著一種之前未被識別出的作用。他們發(fā)現(xiàn)肺部產(chǎn)生小鼠血液循環(huán)中的一半以上的血小板，即形成止血的凝塊所需的血液組分。在另一項(xiàng)令人吃驚的發(fā)現(xiàn)中，他們還在小鼠肺部中鑒定出一種之前未知的造血干細(xì)胞庫，當(dāng)骨髓中的造血干細(xì)胞耗盡時，肺部中的這些造血干細(xì)胞能夠恢復(fù)血液產(chǎn)生。在此之前，人們認(rèn)為骨髓中的造血干細(xì)胞是血液產(chǎn)生的主要場所。相關(guān)研究結(jié)果于2017年3月22日在線發(fā)表在Nature期刊上，論文標(biāo)題為“The lung is a site of platelet biogenesis and a reservoir for haematopoietic progenitors”。
論文通信作者、加州大學(xué)舊金山分校醫(yī)學(xué)教授和實(shí)驗(yàn)室醫(yī)學(xué)教授、肺臟學(xué)家Mark R. Looney博士說，“這些發(fā)現(xiàn)明確地提示著肺部具有更加復(fù)雜的作用：它不僅用于呼吸，而且也在血液的重要組分形成中發(fā)揮著一種至為重要的作用。我們在小鼠體內(nèi)觀察到的結(jié)果提示著肺部可能也在人體的血液形成中發(fā)揮著一種關(guān)鍵性的作用。”
這些發(fā)現(xiàn)可能對理解血小板減少癥（thrombocytopenia）產(chǎn)生重大的影響。血小板減少癥影響著上百萬人，而且增加危險性不受控制出血的風(fēng)險。這些發(fā)現(xiàn)也對肺部中的造血干細(xì)胞如何可能影響肺部移植受者提出問題。
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