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1月Nature杂志不得不看的重磅级亮点研究
  • 发布日期:2019-01-24      浏览次数:172
    • 时光总是会在不经意间匆匆划过,不知不觉2019年1月份即将结束,在即将过去的1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:重磅!在培养皿中培养出的人类血管

      doi:10.1038/s41586-018-0858-8

      在一项新的研究中,来自奥地利科学院分子生物技术研究所的研究人员在培养皿中成功地培养出的人血管作为类器官(organoid)。这种突破性的工程技术极大地促进了糖尿病等血管疾病的研究,从而确定了一种潜在地阻止血管变化的关键途径,其中血管变化是糖尿病患者死亡和发病的主要原因。相关研究结果于2019年1月16日在线发表在Nature期刊上。

      类器官是利用干细胞培养出的三维结构,它可模仿器官并且可以用于在培养皿中研究这种器官的各个方面。研究者Josef Penninger说,“能够利用干细胞构建出作为类器官的人血管是一种改变游戏规则的方法。我们体内的每种器官都与血液循环系统连接在一起。这可能潜在地允许科学家们揭示包括阿尔茨海默病、心血管疾病、伤口愈合问题、中风、癌症和糖尿病在内的一系列疾病的病因和治疗方法。

      【2】Nature:喝酒和吸烟诱发驱动基因突变,导致食管癌

      doi:10.1038/s41586-018-0811-x

      癌症被认为是由异质性的肿瘤细胞群体组成,这些肿瘤细胞在基因突变方面显示出复杂的层次结构。根据近期的研究,这个完整的癌症层次结构本身可能进一步嵌入到更别的由多轮正向选择递归产生的层次结构中,而在这些多轮正向选择中,获得驱动基因突变起着至关重要的作用。因此,人们猜测在癌症产生之前,很多独立的癌前克隆细胞群体存在于明显或生理学上正常的组织中。然而,针对这些克隆细胞在频率和大小方面如何从初期阶段过渡到生命的尽头,以及它们的动态变化如何受到环境和/或遗传因素的影响从而导致癌症产生,人们知之甚少。阐明这些问题的重大挑战包括此类事件的罕见性,较小的克隆细胞群体,以及更重要的是,很难对导致癌症产生的早期克隆细胞进行回顾性分析。

      食管鳞状细胞癌(esophageal squamous cell carcinoma, ESCC)是亚洲人群中最常见的食管癌,大量饮酒和吸烟在ESCC产生中的作用已得到证实;具有这些生活方式因素---以下称为“生活方式ESCC风险(lifestyle ESCC risk)”---的个体患上ESCC的风险显著增加,风险比(hazard ratio)高达6.12,并且经常患上多种癌症,或者在治疗原发性肿瘤后,患上第二种异时性癌症(metachronous cancer)。再者,在这些高风险个体中,发生TP53突变的细胞存在于生理上正常的食管上皮(physiologically normal oesophageal epithelia, PNE)中,这提示着在癌症发生之前或之时,很多癌前病灶就已存在着,这一现象称为“区域效应(field effect)”。

      【3】Nature:重磅!揭示嗅觉系统识别一万亿种气味之谜

      doi:10.1038/s41586-018-0845-0

      人鼻子能够区分一万亿种不同的气味---这一非凡的壮举需要鼻子中的1000万个专门的神经元和400多个专用基因。但是,长期以来,科学家们并不清楚这些基因和神经元如何地齐心协力来发现特定的气味。这在很大程度上是因为每个神经元内部的基因活性---在这1000万个神经元中,每个神经元仅选择激活这数百个专用基因中的一个---似乎太简单了而无法解释鼻子必须解析的气味数量。

      如今,在一项新的研究中,来自美国哥伦比亚大学的研究人员以小鼠作为研究对象,发现在每个专门的神经元中,通过在三维空间中自我重新排列,基因组对这些专用基因进行调节,从而产生检测我们所经历的气味所需的生物多样性。相关研究结果于2019年1月9日在线发表在Nature期刊上。

      【4】Nature:重大进展!构建出一种激活抵抗癌症的T细胞的蛋白---Neo-2/15

      doi:10.1038/s41586-018-0830-7

      在一项新的研究中,来自美国华盛顿大学和斯坦福大学的研究人员构建出一种新的蛋白,它能够模拟一种至关重要的称为IL-2的免疫调节蛋白的作用。IL-2是一种强效的抗癌药物,可有效地治疗自身免疫疾病,但是它的毒副作用限制了它的临床应用价值。相关研究结果发表在2019年1月10日的Nature期刊上,论文标题为“De novo design of potent and selective mimics of IL-2 and IL-15”。

      他们利用计算机程序设计出的这种蛋白在动物模型中具有与天然存在的IL-2相同的激活抗癌T细胞的能力,但不会引发有害的副作用。这一成就为设计治疗癌症、自身免疫疾病和其他疾病的基于蛋白的药物开了新途径。这种新的蛋白被称为Neo-2/15,这是因为除了能够模拟IL-2的作用之外,它也能够模拟IL-15的作用。

      【5】Nature:从结构上揭示DNA解链机制

      doi:10.1038/s41586-018-0840-5

      DNA是一本含有构建生命指令的分子手册。与任何手册一样,如果DNA保持未打开且未读取的状态,那么它完全是没有用的。为了让DNA进行转录,RNA聚合酶(RNA polymerase, RNAP)必须撬开DNA的两条链,这一过程称为“解链”或“解旋”。

      在一项新的研究中,来自美国洛克菲勒大学的研究人员阐明了RNAP的关键特征,揭示了DNA这本填充基因的分子手册是如何被读取的。相关研究结果于2019年1月9日在线发表在Nature期刊上。

      【6】Nature:组织常驻记忆CD8+ T细胞促进皮肤中的黑色素瘤-免疫平衡

      doi:10.1038/s41586-018-0812-9

      免疫系统通过消除恶性肿瘤细胞和阻止抵抗这种清除的癌细胞的生长和扩散来抑制肿瘤产生。临床和实验数据表明后面的一种控制方式---称为癌症-免疫平衡(cancer–immune equilibrium)---能够维持较长时间,甚至可能长达几十年。尽管癌症最常发源于上皮层,但在这些组织区室中维持癌症免疫平衡的免疫反应的性质和时空动态变化仍是不清楚的。

      在一项新的研究中,澳大利亚墨尔本大学、西澳大学、悉尼大学;德国马格德堡大学和波恩大学的研究人员利用皮肤黑色素瘤移植小鼠模型,发现组织常驻记忆CD8+ T细胞(tissue-resident memory CD8+ T cell, TRM细胞)促进持久的黑色素瘤-免疫平衡,并且这种平衡局限在皮肤的表皮层。大约40%的接受黑色素瘤细胞移植的小鼠在表皮下接种后很长时间内没有肉眼可见的皮肤病变,而且肿瘤特异性的表皮CD69+ CD103+ TRM细胞的产生与这种自发性的疾病控制相关。相比之下,TRM细胞没有形成的小鼠更容易产生肿瘤。相关研究结果于2018年12月31日在线发表在Nature期刊上。

      【7】Nature:揭示大脑调节性T细胞促进神经系统恢复机制

      doi:10.1038/s41586-018-0824-5

      除了维持免疫耐受外,FOXP3+调节性T细胞(regulatory T cell, Treg)在组织稳态和重塑中发挥着特殊功能。然而,大脑Treg细胞的特征和功能仍然是不清楚的,这是因为在正常条件下大脑中存在少量的Treg细胞。

      在一项新的研究中,来自日本庆应义塾大学和近畿大学的研究人员发现在发生缺血性中风后,大量的Treg细胞在小鼠大脑中堆积,这促进了慢性缺血性脑损伤期间的神经恢复。相关研究结果发表在2019年1月10日的Nature期刊上。尽管大脑Treg细胞与其他组织(比如内脏脂肪组织饥饿肌肉)中的Treg细胞相类似,但是它们显然是不同的,并且表达与神经系统相关的独特基因,包括编码血清素受体5-HT7的基因Htr7。

      【8】Nature:一种新型机制有望激活机体免疫系统抵御癌症

      doi:10.1038/s41586-018-0768-9

      近日,一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中,来自以色列巴伊兰大学的科学家们通过研究发现了一种激活机体免疫系统抵御癌细胞的新机制,这或能帮助促进免疫细胞来检测并且破坏癌细胞。

      文章中,研究者重点对一种特殊机制进行了研究,该机制能够帮助细胞标记人类病毒样的基因,从而避免机体将其识别为病毒而进行攻击。研究者Erez Levanon教授说道,我们通过研究发现,当抑制该机制后,机体免疫系统就能被调节,从而以一种非常有效的方式来抵御癌细胞,从而就有望有效治疗肺癌和黑色素瘤。

      【9】Nature:重磅!揭示HIV招募FTSJ3逃避宿主先天免疫识别机制

      doi:10.1038/s41586-018-0841-4

      在哺乳动物中,RNA的2'-O-甲基化是细胞的先天免疫系统区分内源性信使RNA(mRNA)和外源性mRNA的一种分子特征。然而,RNA的2'-O-甲基化的分子功能尚未得到充分的理解。

      在一项新的研究中,法国研究人员纯化出TAR RNA结合蛋白(TAR RNA-binding protein, TRBP)、它的相互作用搭档,并鉴定出一种不依赖于DICER的含有FTSJ3的TRBP复合物,其中据推测,FTSJ3是一种2'-O-甲基化转移酶(2′-O-methyltransferase, 2′O-MTase)。 体外和体内实验表明FTSJ3就是一种通过TRBP被招募到HIV RNA上的2'-O-甲基化转移酶。通过使用RiboMethSeq分析,这些研究人员在HIV基因组的特定位点上鉴定出主要依赖于FTSJ3的2'-O-甲基化。(生物谷)

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