2019年6月7日Science期刊精华
来源：本站原创 2019-06-18 23:22
2019年6月18日讯/生物谷BIOON/---本周又有一期新的Science期刊（2019年5月31日）发布，它有哪些精彩研究呢？让小编一一道来。图片来自Science期刊。1.Science：探究类器官癌症模型在癌症研究中的作用doi:10.1126/science.aaw6985在一篇新的综述类型文章中，作为干细胞和类器官领域的专家，荷兰胡布勒支研究所的Hans Clevers和美国冷泉港实
2019年6月18日讯/生物谷BIOON/---本周又有一期新的Science期刊（2019年5月31日）发布，它有哪些精彩研究呢？让小编一一道来。
1.Science：探究类器官癌症模型在癌症研究中的作用
doi:10.1126/science.aaw6985
在一篇新的综述类型文章中，作为干细胞和类器官领域的专家，荷兰胡布勒支研究所的Hans Clevers和美国冷泉港实验室的David Tuveson总结了类器官（organoids，也称为微型器官，即mini-organs）在癌症研究中的使用，并对未来前景进行了展望。相关结果发表在 2019年6月6日的Science期刊上，文章标题为“Cancer modeling meets human organoid technology”。
类器官是由干细胞在体外培养时形成的微观自我组装的三维结构。它们概括了它们的体内对应器官的许多结构和功能方面。这种多用途的技术已导致许多新的人类癌症模型的开发。
如今人们有可能利用来自患有多种癌症的个体的肿瘤组织作为起点，构建出无限扩展的类器官。另外，基于CRISPR的基因修饰允许依据癌基因变化的任何组合来设计癌症的类器官模型。
当与免疫细胞和成纤维细胞混合在一起时，肿瘤类器官变成肿瘤微环境的模型，这就使得免疫肿瘤学应用成为可能。新出现的证据表明在个性化治疗环境中，类器官可被用于准确预测药物反应。
这些微型器官可用于研究肿瘤生物学特性，模拟肿瘤产生，以及以患者特异性的方式测试现有疗法和新疗法。
2.Science：正常细胞随着衰老发生基因突变
doi:10.1126/science.aaw0726; doi:10.1126/science.aax5525
细胞分裂并不是完美的过程。随着年龄的增长，正常细胞的基因在分裂过程中往往会发生突变。大多数这些突变细胞及其后代对我们的健康没有影响，但是一小部分确实会导致癌症生长或促成其他疾病的发生。最近，来自Broad Institute的科学家领导的研究小组现已创 建了一种强大的新方法，通过分析正常组织的RNA测序数据，检测许多不同类型正常细胞的突变。
“从RNA中鉴定突变并不容易，因为RNA数据中存在大量”噪音“，我们所有的工具都已开发并调整用于调用DNA中的突变，论文主要作者Keren Yizhak开发了一种基于我们的DNA分析工具的管道，但它分析了RNA序列，称为RNA-Mutect，并添加了将误报数量降低到极低水平 的步骤。”
“从RNA中鉴定突变并不容易，因为RNA数据中存在大量‘噪音’，我们所有的工具都已开发并调整用于调用DNA中的突变，Keren开发了一种基于我们的DNA分析工具的管道，但它分析了RNA序列，称为RNA-Mutect，并添加了将误报数量降低到极低水平的步骤。”
通过分析来自GTEx数据库中488人的29种健康组织的RNA序列，“我们发现95％的个体至少有一个组织中有突变，这意味着每个人都存在这些突变细胞。”
该团队认识到他们发现的突变中的几种模式与早期研究一致。例如，研究人员发现，肺部，食道和阳光照射的皮肤比其他组织具有更多的突变。更高的突变率不仅出现在老年人的细胞中，也出现在迅速增殖的细胞类型中。
此外，RNA数据显示正常组织含有已知癌基因突变的细胞。 “我们预计这些克隆大多数都不会导致癌症的发生。它们会增长，但可能会在某些时候停止，”作者说。
3.Science：新研究揭示未分化细胞命运决定的机制
doi:10.1126/science.aas9536; doi:10.1126/science.aax7917
众所周知，人体的所有细胞都是由原始的干细胞群体分化而来。这些原始的，未分化的细胞如何选择他们的最终命运？几个世纪以来，这个问题引起了生物学界的关注。根据6月7日发表在《Science》杂志上的一篇文章，基于对小鼠神经嵴组织的研究，作者表明细胞在“ 成年之旅”中面临着多种竞争选择，并在达到最终目的地之前执行一系列“二元决策”。
“一个祖细胞可以成为任意类型的细胞，但这种选择是如何实现的？”哈佛医学院Blavatnik研究所生物医学信息学副教授，高级研究员Peter Kharchenko说。 “我们的研究反映了细胞选择背后的分子逻辑。我们相信我们的研究结果可以帮助我们了解细胞如何将自己定 位于特定的命运以及细胞分化过程中可能出现的问题。”
研究表明，神经嵴细胞的决定分三个阶段进行：竞争遗传程序的激活争夺细胞的偏好，逐渐偏向其中一个程序。研究人员警告说，在这一点上，他们的研究结果仅与神经嵴细胞有关，但可以探索相同的方法来了解其他组织中的细胞分化。他们补充说，尚不清楚其他组织 ，器官和生物是否遵循类似的细胞分化机制。他们说，除了揭示生物学中的一个基本问题之外，这项研究结果还可以帮助说明干细胞中出现的错误，进而导致细胞恶化事件的发生。因此可以培育治疗用途的人工神经组织提供新技术。
4.Science：出生前胎儿大脑中的触觉就已经形成
doi:10.1126/science.aav7617; doi:10.1126/science.aax8048
大脑的躯体感觉皮层（somatosensory cortex）包含反映触觉输入的地形图。在胚胎发育期间，来自中脑丘脑的轴突在没有感觉输入的情况下与躯体感觉皮层建立柱状连接。通过以小鼠为研究对象，Antón-Bolaños等人发现这些丘脑皮层连接负责组织躯体感觉皮层。躯体感觉皮层中的地形图结构取决于胚胎丘脑中的自发钙波。因此，在实际感觉输入开始细化细节之前，躯体感觉图就已经绘制出来了。
5.Science：食物安全的社会传播依赖于前额皮质的突触可塑性
doi:10.1126/science.aaw5842
食物偏好的社会传播是一种研究非空间记忆的模型。在小鼠身上，食物可以安全食用的信号是通过它的气味与同种动物呼吸中的分子一起传播的。气味本身是如何被编码和赋值的，人们对此知之甚少。Loureiro等人在两个大脑区域---梨状皮层（piriform cortex）和内侧前额叶皮层（medial prefrontal cortex）---之间发现了一条单突触通路在这个过程中发挥了核心作用。 这种连接在社交互动期间得到加强，从而允许小鼠向其伴侣提供食物安全信息。
6.Science：探究来自巴塔哥尼亚的山毛榉科植物化石
doi: 10.1126/science.aaw5139
山毛榉科（Fagaceae）被认为有其在北温带森林和东南亚的进化起源。Wilf等人报道来自南半球的5200万年前的属于至今仍然存在的栲属（Castanopsis）的植物化石。针对山毛榉科起源的假设仅集中在北半球。古老的栲属植物可能代表了如今与栲属一起在东南亚热带雨林中发现的众多古南极植物属中的一种。（生物谷 Bioon.com）
图片来自Science期刊。
1.Science：探究类器官癌症模型在癌症研究中的作用
doi:10.1126/science.aaw6985
在一篇新的综述类型文章中，作为干细胞和类器官领域的专家，荷兰胡布勒支研究所的Hans Clevers和美国冷泉港实验室的David Tuveson总结了类器官（organoids，也称为微型器官，即mini-organs）在癌症研究中的使用，并对未来前景进行了展望。相关结果发表在 2019年6月6日的Science期刊上，文章标题为“Cancer modeling meets human organoid technology”。
类器官是由干细胞在体外培养时形成的微观自我组装的三维结构。它们概括了它们的体内对应器官的许多结构和功能方面。这种多用途的技术已导致许多新的人类癌症模型的开发。
如今人们有可能利用来自患有多种癌症的个体的肿瘤组织作为起点，构建出无限扩展的类器官。另外，基于CRISPR的基因修饰允许依据癌基因变化的任何组合来设计癌症的类器官模型。
当与免疫细胞和成纤维细胞混合在一起时，肿瘤类器官变成肿瘤微环境的模型，这就使得免疫肿瘤学应用成为可能。新出现的证据表明在个性化治疗环境中，类器官可被用于准确预测药物反应。
这些微型器官可用于研究肿瘤生物学特性，模拟肿瘤产生，以及以患者特异性的方式测试现有疗法和新疗法。
2.Science：正常细胞随着衰老发生基因突变
doi:10.1126/science.aaw0726; doi:10.1126/science.aax5525
细胞分裂并不是完美的过程。随着年龄的增长，正常细胞的基因在分裂过程中往往会发生突变。大多数这些突变细胞及其后代对我们的健康没有影响，但是一小部分确实会导致癌症生长或促成其他疾病的发生。最近，来自Broad Institute的科学家领导的研究小组现已创 建了一种强大的新方法，通过分析正常组织的RNA测序数据，检测许多不同类型正常细胞的突变。
“从RNA中鉴定突变并不容易，因为RNA数据中存在大量”噪音“，我们所有的工具都已开发并调整用于调用DNA中的突变，论文主要作者Keren Yizhak开发了一种基于我们的DNA分析工具的管道，但它分析了RNA序列，称为RNA-Mutect，并添加了将误报数量降低到极低水平 的步骤。”
“从RNA中鉴定突变并不容易，因为RNA数据中存在大量‘噪音’，我们所有的工具都已开发并调整用于调用DNA中的突变，Keren开发了一种基于我们的DNA分析工具的管道，但它分析了RNA序列，称为RNA-Mutect，并添加了将误报数量降低到极低水平的步骤。”
通过分析来自GTEx数据库中488人的29种健康组织的RNA序列，“我们发现95％的个体至少有一个组织中有突变，这意味着每个人都存在这些突变细胞。”
该团队认识到他们发现的突变中的几种模式与早期研究一致。例如，研究人员发现，肺部，食道和阳光照射的皮肤比其他组织具有更多的突变。更高的突变率不仅出现在老年人的细胞中，也出现在迅速增殖的细胞类型中。
此外，RNA数据显示正常组织含有已知癌基因突变的细胞。 “我们预计这些克隆大多数都不会导致癌症的发生。它们会增长，但可能会在某些时候停止，”作者说。
3.Science：新研究揭示未分化细胞命运决定的机制
doi:10.1126/science.aas9536; doi:10.1126/science.aax7917
众所周知，人体的所有细胞都是由原始的干细胞群体分化而来。这些原始的，未分化的细胞如何选择他们的最终命运？几个世纪以来，这个问题引起了生物学界的关注。根据6月7日发表在《Science》杂志上的一篇文章，基于对小鼠神经嵴组织的研究，作者表明细胞在“ 成年之旅”中面临着多种竞争选择，并在达到最终目的地之前执行一系列“二元决策”。
“一个祖细胞可以成为任意类型的细胞，但这种选择是如何实现的？”哈佛医学院Blavatnik研究所生物医学信息学副教授，高级研究员Peter Kharchenko说。 “我们的研究反映了细胞选择背后的分子逻辑。我们相信我们的研究结果可以帮助我们了解细胞如何将自己定 位于特定的命运以及细胞分化过程中可能出现的问题。”
研究表明，神经嵴细胞的决定分三个阶段进行：竞争遗传程序的激活争夺细胞的偏好，逐渐偏向其中一个程序。研究人员警告说，在这一点上，他们的研究结果仅与神经嵴细胞有关，但可以探索相同的方法来了解其他组织中的细胞分化。他们补充说，尚不清楚其他组织 ，器官和生物是否遵循类似的细胞分化机制。他们说，除了揭示生物学中的一个基本问题之外，这项研究结果还可以帮助说明干细胞中出现的错误，进而导致细胞恶化事件的发生。因此可以培育治疗用途的人工神经组织提供新技术。
4.Science：出生前胎儿大脑中的触觉就已经形成
doi:10.1126/science.aav7617; doi:10.1126/science.aax8048
大脑的躯体感觉皮层（somatosensory cortex）包含反映触觉输入的地形图。在胚胎发育期间，来自中脑丘脑的轴突在没有感觉输入的情况下与躯体感觉皮层建立柱状连接。通过以小鼠为研究对象，Antón-Bolaños等人发现这些丘脑皮层连接负责组织躯体感觉皮层。躯体感觉皮层中的地形图结构取决于胚胎丘脑中的自发钙波。因此，在实际感觉输入开始细化细节之前，躯体感觉图就已经绘制出来了。
5.Science：食物安全的社会传播依赖于前额皮质的突触可塑性
doi:10.1126/science.aaw5842
食物偏好的社会传播是一种研究非空间记忆的模型。在小鼠身上，食物可以安全食用的信号是通过它的气味与同种动物呼吸中的分子一起传播的。气味本身是如何被编码和赋值的，人们对此知之甚少。Loureiro等人在两个大脑区域---梨状皮层（piriform cortex）和内侧前额叶皮层（medial prefrontal cortex）---之间发现了一条单突触通路在这个过程中发挥了核心作用。 这种连接在社交互动期间得到加强，从而允许小鼠向其伴侣提供食物安全信息。
6.Science：探究来自巴塔哥尼亚的山毛榉科植物化石
doi: 10.1126/science.aaw5139
山毛榉科（Fagaceae）被认为有其在北温带森林和东南亚的进化起源。Wilf等人报道来自南半球的5200万年前的属于至今仍然存在的栲属（Castanopsis）的植物化石。针对山毛榉科起源的假设仅集中在北半球。古老的栲属植物可能代表了如今与栲属一起在东南亚热带雨林中发现的众多古南极植物属中的一种。（生物谷 Bioon.com）
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