時光易逝，5月份即將結束了，在即將過去的5月里Nature雜志又有哪些亮點研究值得學習呢？小編對此進行了整理，與大家一起學習。
【1】Nature：揭示血清素轉運蛋白的主要構象 有望讓成癮癥治療成為可能！
doi：10.1038/s41586-019-1135-1
近日，來自俄勒岡健康與科學大學等機構的科學家們通過利用一種原產(chǎn)于非洲灌木中的化合物揭示了5-羥色胺轉運體（血清素轉運蛋白）的三種主要形狀，5-羥色胺轉運體是大腦中與焦慮癥和抑郁癥相關的特殊蛋白，相關研究刊登于國際雜志Nature上。
利用冷凍電鏡技術，研究人員分析了與伊博格堿（ibogaine）結合的蛋白質的特性，伊博格堿是一種生物堿，其能改變大腦功能并天然存在于灌木中，利用伊博格堿，研究人員揭示了5-羥色胺轉運體的三種特殊結構，即向外張開、封閉狀及向內張開的形狀。研究者Eric Gouaux博士表示，這就意味著我們能夠靶向作用轉運體的不同狀態(tài)來調節(jié)其活性，同時也能幫助我們尋找與轉運體結合的新型分子。
【2】Nature：科學家成功揭示癌癥的代謝成癮特性
doi：10.1038/s41586-019-1150-2
癌變的腫瘤往往根據(jù)其組織來源來進行分類，然而近年來人類基因組測序和DNA測序技術的發(fā)展開創(chuàng)了精準腫瘤學的新時代，患者會接受定制化的療法，旨在針對其機體腫瘤內特定的突變來進行癌癥治療。這種新型療法往往會取得一些重要的成功，但是最近很多癌癥研究者開始懷疑患者體內癌癥的發(fā)生可能會影響特定突變的表現(xiàn)，而這在確定患者對靶向性療法產(chǎn)生反應上或許起著重要的作用，目前研究人員并不清楚組織環(huán)境塑造腫瘤遺傳組成的方式。
近日，一項刊登在國際雜志Nature上的研究報告中，來自加利福尼亞大學等機構的科學家們通過研究描述了一類新型規(guī)則，其能幫助預測組織起源影響腫瘤遺傳組成的關鍵方面，或具有潛在重要的治療價值。文章中，研究者對一類名為煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）的分子進行了研究，NAD是許多細胞反應需要的關鍵共因子，包括能量代謝、表觀遺傳學調節(jié)和DNA損傷反應等，研究人員闡明了細胞制造NAD的方式，其對于癌癥治療具有重要影響。
【3】Nature：中性粒細胞通過誘導平滑肌細胞死亡而加重動脈粥樣硬化
doi：10.1038/s41586-019-1167-6
許多慢性疾病都是由免疫反應失調引起的。在一項新的研究中，來自德國慕尼黑大學等研究機構的研究人員發(fā)現(xiàn)中性粒細胞通過誘導平滑肌細胞死亡而加重動脈粥樣硬化，而且一種定制的肽可抑制這一過程。
Sohnlein研究了包括動脈粥樣硬化在內的慢性炎癥性疾病的分子機制。這些疾病在很大程度上歸因于尚未查明的先天免疫反應。在這項新的研究中，他和他的同事們專注于中性粒細胞的作用，這些細胞構成了先天免疫系統(tǒng)的一個重要組成部分。他解釋道，“每一種炎癥反應都會導致一些附帶損傷，這是因為中性粒細胞也會攻擊健康細胞?！彼麄兠枋隽酥行粤＜毎绾瓮ㄟ^啟動一類先前未被識別的誘導性細胞死亡來破壞組織。S？hnlein團隊還開發(fā)了一種抑制這種有害過程的合成肽。
【4】Nature：重大發(fā)現(xiàn)！靶向鐵死亡有望增強免疫療法的療效
doi：10.1038/s41586-019-1170-y
在一項新的研究中，來自美國密歇根大學和Cayman Chemical公司的研究人員研究了一種鮮為人知的細胞死亡類型，即鐵死亡（ferroptosis）。他們發(fā)現(xiàn)鐵死亡在腫瘤細胞中發(fā)生，并且在癌癥免疫中發(fā)揮作用。這些發(fā)現(xiàn)表明靶向這一途徑有潛力讓最熱門的癌癥治療-免疫療法-更加有效。
研究者Weiping Zou博士說道，“鐵死亡之前已被定義，但是人們并不知道它與癌細胞死亡或免疫細胞有關。這將為科學家們探索開辟了一個巨大的窗口?！边@些研究人員發(fā)現(xiàn)當免疫療法增強T細胞的活性時，這會增加腫瘤細胞中的氧化脂質水平，從而導致鐵死亡。基于對小鼠和人癌細胞的研究，增加的鐵死亡會讓免疫療法更有效地殺死癌癥。鐵死亡是一種細胞死亡形式，不同于更為人熟知和充分研究的細胞凋亡。它依賴于鐵，但對它的理解知之甚少。已知它參與大腦和腎損傷。這項研究是首次將它與免疫介導的癌細胞死亡相關聯(lián)在一起。
【5】Nature：糖尿病治療新希望！新研究將干細胞產(chǎn)生的β細胞產(chǎn)率從30%提高至80%
doi：10.1038/s41586-019-1168-5
在一項新的研究中，來自美國哈佛大學等研究機構的研究人員通過使用生物和物理分離方法富集樣品中的β細胞，對一種將干細胞轉化為產(chǎn)生胰島素的β細胞的實驗室過程進行了改進。這一發(fā)現(xiàn)可能可用于改善針對1型糖尿病患者的β細胞移植。相關研究結果刊登在了近日的Nature期刊上。
研究者Adrian Veres說，“要從30％提高，我們需要真正了解剩下的70％的細胞。直到最近，我們才能拿出我們的細胞樣品，了解那里存在哪些細胞類型。如今，隨著單細胞測序的革命，我們能夠從一無所知到給出完整的細胞類型清單。我們采用了單細胞測序和分子生物學技術來描述我們能夠利用干細胞制造出的細胞類型。這種操作的開始總是要知道自己在處理什么?！?/span>
細胞含有一套相同的基因，但是細胞類型的不同取決于哪些基因是活躍的或表達。這些研究人員使用單細胞測序來鑒定數(shù)萬個細胞中表達的完整基因目錄。然后，他們根據(jù)細胞的表達模式對它們進行分組。
【6】Nature：細胞競爭促進健康的皮膚發(fā)育
doi：10.1038/s41586-019-1199-y
并非所有的細胞都伴隨機體成長。哪些被認為不適合在體內服務的細胞，在早期發(fā)育期間會通過稱為“細胞競爭“的過程被殺死。這種現(xiàn)象以前已在果蠅中已經(jīng)被報道，現(xiàn)在也在哺乳動物被發(fā)現(xiàn)。
在最近的一項研究中，洛克菲勒的科學家們表示，小鼠皮膚細胞參與兩種形式的競爭，一種發(fā)生在早期胚胎發(fā)育過程中，另一種發(fā)生在出生前。研究人員認為，這種殘酷的細胞沖突對于健康皮膚的培養(yǎng)至關重要。在果蠅的翅膀發(fā)育過程中，分裂緩慢的細胞 ，在與更快速分裂的細胞接觸時會出發(fā)死亡。盡管這一過程已得到廣泛研究，但科學家仍然不確定它可能起什么作用。
在該研究中，Elaine Fuchs實驗室的研究人員Rebecca C. Lancefield教授開始尋找小鼠發(fā)育過程中上皮細胞競爭的證據(jù)。他們通過操縱減緩細胞生長速度的基因并用綠色熒光標記這些細胞來創(chuàng)造了一群“失敗者“。然后他們用紅色熒光標記“獲勝者”，進而監(jiān)測兩個群體的生存情況。
【7】Nature：構建出僅使用61個密碼子的大腸桿菌
doi：10.1038/s41586-019-1192-5
在一項新的研究中，來自英國劍橋大學的研究人員利用他們在實驗室合成的基因組替換了大腸桿菌的基因。相關研究結果刊登于近日的Nature期刊上。
文章中，研究人員報道了通過在計算機上對大腸桿菌的DNA進行重新編碼，剔除了多個冗余密碼子，從而實現(xiàn)了這兩個目標。一旦這種所需的基因組被重新設計出后，就將它分裂成較小的DNA片段，隨后送至DNA合成儀中進行合成。然而，合成的DNA產(chǎn)量仍然需要調整，為此，他們不得不將較小的DNA片段拼接成較長的片段，隨后才能將合成出的基因組放入活的大腸桿菌中---他們將由此經(jīng)過編輯的大腸桿菌命名為Syn61，這是因為在64個可能的密碼子中，它僅使用61個密碼子。
【8】Nature：挑戰(zhàn)常規(guī)！胎兒中的所有腸道細胞都潛力發(fā)育成腸道干細胞
doi：10.1038/s41586-019-1212-5
在一項轟動性的新研究中，來自丹麥哥本哈根大學等研究機構的研究人員反駁了關于干細胞產(chǎn)生的傳統(tǒng)觀點。他們得出結論：胎兒腸道中的所有細胞都有潛力發(fā)育為干細胞。他們揭示出腸道細胞的命運并不是事先確定的，而是由這些細胞的周圍環(huán)境決定的。這種新的知識可能讓人們容易操縱干細胞用于干細胞治療。
研究者Jensen表示，我們過去認為細胞變成干細胞的潛力是事先確定的，但是我們的新結果表明所有未成熟細胞在完全發(fā)育的器官中變成干細胞的概率是相同的。原則上，這僅是一個在正確的時間出現(xiàn)在正確的地點的問題。來自細胞周圍環(huán)境的信號決定了它們的命運。如果我們能夠鑒定出未成熟細胞發(fā)育成干細胞所必需的信號，我們就會更容易在需要的方向上操縱細胞。
【9】Nature：揭示導致兒童腦癌產(chǎn)生的細胞早在胚胎階段就已出現(xiàn)
doi：10.1038/s41586-019-1158-7
腦瘤是加拿大兒童非意外死亡的主要原因，但人們對這些腫瘤何時形成或如何產(chǎn)生知之甚少。在一項新的研究中，來自加拿大多倫多病童醫(yī)院和多倫多大學等研究機構的研究人員鑒定出被認為會引起兒童患上某些腦瘤的細胞，并發(fā)現(xiàn)這些細胞首先出現(xiàn)在哺乳動物發(fā)育的胚胎階段-遠早于他們的預期。
研究者Michael Taylor博士表示，在開發(fā)更有效的腦癌治療方面的進展在很大程度上受到每種腫瘤內復雜的異質性或者說細胞多樣性的阻礙。我們認識到新技術可能讓我們解開這種復雜性中的一些，因此我們將我們的專業(yè)知識與加拿大麥吉爾大學和安大略癌癥研究所結合在一起來解決這個問題。通過使用小鼠模型，這些研究人員研究了不同類型的正常腦細胞以及它們在大腦小腦的不同時間點是如何發(fā)育的，其中小腦是兒童腦瘤最常見的出現(xiàn)部位。他們繪制了30多種細胞的譜系圖，并鑒定出隨后轉化為癌細胞的正常細胞，也被稱為起源細胞。
【10】Nature：科學家鎖定癌癥相關蛋白質，有望延緩癌癥進展
doi：10.1038/s41586-019-1118-2
近日，來自加州大學等機構的科學家們通過研究表明，鎖定一扇允許能源物質進入免疫抑制細胞的生化大門，可以減緩腫瘤的進展，并有助于治療多種癌癥。這項于近日發(fā)表在Nature雜志上的研究發(fā)現(xiàn)，在一種已知能夠抑制免疫反應、阻礙癌癥治療的細胞中，脂肪酸轉運蛋白2 (FATP2)水平升高。在從人類和小鼠身上分離出腫瘤細胞后，研究人員還發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)ATP2幫助產(chǎn)生并運輸進入細胞的能量供給脂質的數(shù)量顯著增加。
總的來說，這項研究的結果表明，F(xiàn)ATP2參與了對人體最常見的白細胞進行惡意重組的過程，導致這些白細胞無法在對抗感染時就會扮演第一反應者的角色。當研究人員剔除了與FATP2相關的基因后，他們發(fā)現(xiàn)幾種癌癥--淋巴瘤、肺癌、結腸癌和胰腺癌--在小鼠體內的生長速度明顯變慢。此前，內布拉斯加州的Concetta DiRusso發(fā)現(xiàn)了一種抑制FATP2的化合物--Lipofermata，在與一種破壞細胞復制的藥物配藥時，這種化合物同樣有助于減緩甚至抑制腫瘤生長。
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