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2017年10月Cell期刊不得不看的亮点研究

来源:本站原创 2017-10-31 23:30

2017年10月31日/生物谷BIOON/---10月份即将结束了,10月份Cell期刊又有哪些亮点研究值得学习呢?小编对此进行了整理,与各位分享。

1.Cell:新发现挑战了存在将近100年的癌症代谢观点
doi:10.1016/j.cell.2017.09.019

图片来自Cell, doi:10.1016/j.cell.2017.09.019。

在一项新的研究中,来自美国德克萨斯大学西南医学中心(UT Southwestern)儿童医学中心研究所(CRI)的研究人员发现乳酸给生长中的肿瘤提供燃料,从而挑战了存在将近一个世纪的瓦尔堡效应(Warburg effect)。相关研究结果发表在2017年10月5日的Cell期刊上,论文标题为“Lactate Metabolism in Human Lung Tumors”。

瓦尔堡效应,以德国癌症生物学家Otto Warburg命名,具有三个主要的方面:(1)快速的葡萄糖摄取;(2)即便在氧气存在时,葡萄糖氧化发生下降;(3)将乳糖作为一种废弃物进行分泌。

在这项研究中,这些研究人员证实乳酸不仅是一种废弃物,而且也作为一种燃料被在患者和小鼠体内生长的肺癌细胞摄取。根据之前也发表在Cell期刊上的一项研究(Cell, 11 February 2016, doi:10.1016/j.cell.2015.12.034),DeBerardinis实验室已证实葡萄糖氧化在肿瘤中被激活。结合这一发现,这项新研究的结果对瓦尔堡效应学说提出挑战。

DeBerardinis说,“我们认为乳酸是促进生长、增殖,可能甚至是肺癌转移的燃料之一。癌症代谢在临床上是可操纵的,而且理解乳酸通路可能有助我们发现肺癌的治疗靶标。当作为一种成像追踪剂时,乳酸摄取可能也具有预测价值。”

2.Cell:糖尿病治疗新希望!鉴定出新型胰岛素敏感剂
doi:10.1016/j.cell.2017.09.045


2型糖尿病的根源在于胰岛素抵抗性(insulin resistance),即细胞停止对来自这种激素的指令作出反应。恢复胰岛素敏感性是预防和治疗糖尿病的一种有效的策略,但是市场上唯一销售的恢复胰岛素敏感性的药物也会促进脂质(脂肪)产生,这会导致一些严重的副作用。

在一项新的研究中,来自美国哥伦比亚大学、西奈山医学院和瑞典阿斯利康公司(AstraZeneca)的研究人员发现改善胰岛素敏感性同时避免这些副作用可能是可行的。相关研究结果于2017年10月19日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“Selective Inhibition of FOXO1 Activator/Repressor Balance Modulates Hepatic Glucose Handling”。

一种已被研究过的方法是抑制蛋白FOXO1。动物研究已表明当FOXO1遭受抑制时,肝脏产生更少的葡萄糖。但是正如其他的胰岛素敏感剂(insulin sensitizer)一样,抑制FOXO1也会促进脂质产生。Accili博士说,“因此,利用一种广泛作用的FOXO1抑制剂治疗胰岛素抵抗性能够导致一系列不想要的副作用,比如体重增加。不幸的是,有了FOXO1胰岛素敏感剂,你必须好坏都要承受。”

在当前的这项研究中,这些研究人员寻找一种部分抑制FOXO1的方法,从而使得葡萄糖水平下降,但是脂质水平未受影响。论文共同作者、阿斯利康公司创新药物与早期开发生物技术部门科学家Daniel Lindén说,“我们需要了解的是这两种FOXO1调节的机制如何存在差异,因此我们能够鉴定出选择性的抑制剂。”

在小鼠体内开展的研究中,Accili博士和他的同事们发现FOXO1与蛋白SIN3A一起限制脂质产生。Accili博士说,“这提示着如果我们能够发现作用于FOXO1的葡萄糖产生部分同时不会干扰SIN3A的分子,那么我们能够改善胰岛素敏感性,降低血糖,同时不会增加脂肪水平。”

3.Cell:开启癌细胞内的基因回路,触发免疫攻击
doi:10.1016/j.cell.2017.09.049

图片来自Cell期刊,doi:10.1016/j.cell.2017.09.049。

在一项新的研究中,来自美国麻省理工学院(MIT)的研究人员开发出一种合成基因回路(gene circuit),当该基因回路检测到癌症的迹象时,它激活体内的免疫系统来攻击这种疾病。这种基因回路仅当它检测到两种特异性的癌症标志物时才会激活一种治疗反应。相关研究结果于2017年10月19日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“Synthetic RNA-Based Immunomodulatory Gene Circuits for Cancer Immunotherapy”。

Lu、及其包括MIT博士后研究员Lior Nissim和Ming-Ru Wu在内的团队构建出一种编码在DNA中的能够区分癌细胞和非癌细胞的基因回路。这种基因回路能够经定制对不同的肿瘤作出反应。它是基于电子学中使用的简单的与门(AND gates)构建出的。这种与门仅当两种输入都存在时才会开启。

癌细胞与正常细胞的差异在于它们的基因表达谱。因此,这些研究人员开发出编码在这种基因回路中的合成启动子,即仅启动癌细胞中的基因表达的DNA序列。利用一种病毒,这种基因回路被运送到体内受影响的区域。肿瘤细胞中有活性的某些蛋白随后结合到这些合成启动子上,从而将它们激活。仅当这两种癌症启动子都被激活时,这种基因回路才会开启。这就允许这种基因回路比现存的疗法更加准确地靶向肿瘤,这是因为在作出反应之前,它需要两种癌症特异性的信号都存在。

当这些研究人员在体外测试这种基因回路时,他们发现它能够从其他的非癌卵巢细胞和其他的细胞类型中检测到卵巢癌细胞。他们随后在接受卵巢癌细胞移植的小鼠体内测试了这种基因回路,并证实它能够触发T细胞来寻找和杀死这些癌细胞,同时不会伤害它们周围的其他细胞。

4.Cell:来自野生小鼠的肠道细菌可改善实验室小鼠的健康
doi:10.1016/j.cell.2017.09.016


在一项新的研究中,研究人员报道接受野生小鼠肠道细菌移植的实验室小鼠要比拥有它们自己的肠道细菌的实验室小鼠能够显著更好地在致命性的流感病毒感染中存活下来和抵抗结直肠癌。相关研究结果于2017年10月19日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“Wild Mouse Gut Microbiota Promotes Host Fitness and Improves Disease Resistance”。论文通信作者为美国国家糖尿病、消化道疾病与肾脏疾病研究所(National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, NIDDK)肝脏疾病室免疫科主任Barbara Rehermann博士和NIDDK博士后研究员Stephan Rosshart博士。

实验室小鼠在严格控制的条件下经过精心培育、喂养和饲养,使得每只实验室小鼠具有可预测的性状和遗传特征。这在基础生物学研究中是一个很大的优势,但是产生这种可预测性意味着一种受控的环境,而不是来自外部世界的生存压力,影响着实验室小鼠的微生物群。因此,这些研究人员尝试着让实验室小鼠恢复它们失去的东西:天然地共同进化的野生小鼠肠道菌群。他们在马里兰州和哥伦比亚特区的8个地方捕获到800多只野生小鼠,从中找到健康的合适的候选对象用于提供它们的肠道菌群。

他们随后将野生小鼠(Mus musculus domesticus)和从多种来源获得的一种常见的实验室小鼠品种C57BL/6的肠道微生物组(即肠道菌群的宏基因组)进行测试和比较。他们证实C57BL/6小鼠具有与野生小鼠显著不同的肠道微生物组。

这些研究人员随后将野生小鼠的肠道菌群移植到怀孕的无菌的C57BL/6小鼠中。这些无菌的小鼠是在无菌的环境下长大的,没有它们自己的微生物组。为了对比,他们也将来自正常培养的C57BL/6小鼠的肠道菌群移植到作为对照组的一组怀孕的无菌的C57BL/6小鼠中。四代之后,这些小鼠仍然要么携带着野生小鼠的肠道微生物组,要么携带着从它们的母鼠祖先中遗传下来的实验室小鼠肠道微生物组。

当接触高剂量的流感病毒时,92%的携带着野生小鼠肠道微生物组的实验室小鼠存活下来,然而,在对照组中,仅17%的实验室小鼠存活下来。在其他的实验中,携带着野生小鼠肠道微生物组的实验室小鼠在患上诱导的结直肠瘤时具有更好的治疗结果,然而,作为对照组的实验室小鼠具有更多的肿瘤负荷和更加严重的疾病。野生小鼠肠道菌群的有益效果与这两种小鼠模型中的炎症减少相关联。

5.Cell:平均而言,一到十种突变足以促进癌症产生
doi:10.1016/j.cell.2017.09.042


在一项针对29种癌症类型的7500多种肿瘤的研究中,来自英国韦尔科姆基金会桑格研究所、欧洲生物信息学研究所和弗朗西斯-克里克研究所的研究人员首次对癌症产生所需的突变数量进行毫无偏见的估计。他们通过改进进化领域中的一种技术来证实平均而言,1~10种驱动突变(driver mutation)是癌症产生所必需的。这些结果也证实促进癌症产生的突变数量在不同的癌症之间存在着相当大的差异。相关研究结果于2017年10月19日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“Universal Patterns of Selection in Cancer and Somatic Tissues”。论文通信作者为韦尔科姆基金会桑格研究所的Peter Campbell博士和Inigo Martincorena博士。

在这项研究中,这些研究人员从进化角度对29种不同癌症类型的7664种肿瘤中的自然选择进行量化。

这项研究的一个突出的发现是体内的细胞对突变耐受性良好。这是令人吃惊的,这是因为个人从父母那里遗传的突变经常是耐受性较差的,而且通常会随着时间的推移从人类中消失。然而,在人体的细胞中,随着癌症的产生,几乎所有的突变都会持续存在,但不会影响细胞的存活。

这些研究人员也对导致29种不同癌症类型的主要癌基因进行登记。他们发现了几个新的癌基因,并确定了当前的癌基因清单的完整程度。

Campbell博士说,“我们解决了一个长期存在的从上世纪五十年代就开始引发争论的问题:一个正常的细胞需要多少突变才能转化为一个癌细胞?答案是一小部分。比如,平均而言,每名患者中的大约4种突变会触发肝癌产生,然而结直肠癌通常需要大约10种驱动突变。”

6.Cell:揭示细胞质DNA诱发人类细胞炎性反应的分子机理
doi:10.1016/j.cell.2017.09.039

图片来源:Veit Hornung

近日,一项刊登在国际杂志Cell上的研究报告中,来自慕尼黑大学的研究人员通过研究阐明了细胞质DNA诱发人类细胞炎症的分子机制,值得注意的是,这其中所涉及的信号网络或许与小鼠机体中表现的不同。

在真核细胞中,DNA被限制在细胞核中,而细胞质中DNA的存在是细胞非常危险的一个信号,细胞质DNA可能源于病毒或细菌,其能够提示一种感染、内源性来源或组织损伤;因此,先天性免疫系统对细胞质DNA的识别会诱发广泛的炎症对抗和机体防御机制。本文研究中,研究人员通过研究阐明了一种特殊机制,这种机制能够促进人类细胞中的先天性免疫系统识别诸如这种异味的DNA,并且诱发炎性反应。

研究者Hornung解释道,我们对人类髓系细胞进行最新研究发现,这种受体在上述过程中扮演着关键角色,其能够以一种不同的方式来识别外援或异位的DNA,相比小鼠而言,人类髓系细胞的炎性小体分子能够通过一种名为cGAS-STING的识别机制来激活,从而就能够帮助诱导应对病毒DNA出现的先天性免疫反应。

目前研究者发现,cGAS-STING通路的激活能够诱发程序性细胞死亡,这并不依赖于抗病毒反应,当cGAS-STING通路激活超过一定阈值后,STING蛋白就会诱导溶酶体破碎,其造成的细胞损伤就会激活炎性小体,通过分泌白介素1来发送紧急求救信号,通过这种炎症反应,死亡的细胞就会向附近细胞发送警报,从而招募免疫细胞进入到紧急位点发挥作用。

7.Cell:揭示DNA的三维包装调节细胞身份机制
doi:10.1016/j.cell.2017.09.018


胞如何保持它的身份(比如成为肌肉细胞或神经细胞)的基本机制并没有完全得到理解。癌症等多种疾病与细胞在成熟过程中选择错误的发育通路相关联。在一项新的研究中,来自美国宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院和西奈山伊坎医学院的研究人员提出干细胞分化为心肌细胞(以及其他的细胞类型)的能力依赖于基因组中哪些区域被激活,而这是由DNA在细胞核中的位置控制着的。相关研究结果于2017年10月12日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“Genome-Nuclear Lamina Interactions Regulate Cardiac Stem Cell Lineage Restriction”。论文通信作者为宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院执行副主任、首席科学家Jonathan A. Epstein博士和宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院心血管医学助理教授Rajan Jain博士。

这项研究也提示着了解控制干细胞在成熟期间如何快速地分化的方式对再生医学产生重要的影响。基因组的一些区域是无法表达的,这是因为它们被紧密地包裹在细胞核的内膜(即核纤层)上。这些被隔离和沉默的DNA区域被称作核纤层蛋白结合区域(lamin associated domains, LAD)。这项研究提示着这些位于细胞核边缘的特定DNA沉默区域有助确定细胞的身份。比如,如果LAD让神经元基因保持沉默而不会表达的话,那么这种细胞就不会成为神经元。然而,如果心脏细胞基因被释放出来而能够表达,就像在心脏发育过程中发生的那样,那么这些细胞就变成心肌细胞。多年来,细胞生物学家们就已知道在一些DNA在内核膜附近发现到,但是这种定位的功能是不清楚的。Jain说,“我们的研究提示着细胞通过将变成另一种细胞类型所必需的关键基因和程序储存在难以接近的区域中,确定着它的身份。换言之,细胞保持它的身份是通过抑制它变成其他的身份实现的。”

这些研究人员发现一种被称作组蛋白去乙酰化酶(Hdac3)的表观遗传酶将DNA附着到细胞核边缘上。Jain说,“我们问道:对DNA可接近性的精心控制会导致细胞变成某种细胞类型吗?”当他们在心脏细胞分化期间移除干细胞中的Hdac3时,它们释放含有心脏特异性基因的DNA区域,允许这些基因被激活,从而导致过早过快的分化。

8.Cell:全基因组测序揭示出自闭症新的基因变异
doi:10.1016/j.cell.2017.08.047


如今,在自闭症儿童中发现的基因组模式---细胞内完整的一套遗传指令---揭示这种出这种疾病的一种新的遗传特征。这种特征有助解释那些不存在自闭症其他遗传标记的病例。相关研究结果于2017年9月28日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“Genomic Patterns of De Novo Mutation in Simplex Autism”。

这些研究人员对516名没有自闭症家族史的自闭症儿童(利用当前的测试方法未检测这些儿童存在遗传异常)进行基因组测序。他们也对这些儿童的父母和一名未受这种疾病影响的兄弟姐妹(总共2064人)进行基因组测序。这些遗传信息被储存在Simons Simplex Collection(SSC)数据库中。

Eichler团队鉴定出导致基因功能受到破坏和蛋白表达发生改变的基因变化,以及基因缺失,这些发生缺失的片段太小而不能够利用当前的测试方法检测到。他们也发现不含有基因的但可导致基因激活的基因组区域发生变化。Turner 说,Eichler和同事们在SSC数据库中对所有的这些变化进行了标记以至于其他人能够将这些发现作为一种资源。

这些研究人员随后对自闭症儿童和他们的未受这种疾病影响的兄弟姐妹的基因组变异数量进行比较。他们发现,自闭症儿童明显更可能具有三种或以上的不同类型的基因变异。Eichler说,这提示着零星的基因变异组合可能导致自闭症。但是,他强调道,在将特定的基因或基因组合用于诊断之前,科学家们还需要在更多的家庭中重复这些发现。

9.Cell:绘制出人基因组自我折叠的四维图谱
doi:10.1016/j.cell.2017.09.026

图片来自Cell, doi:10.1016/j.cell.2017.09.026。

在一项新的研究中,来自美国贝勒医学院、莱斯大学、斯坦福大学和布罗德研究所等研究机构的研究人员首次构建出高分辨率的人基因组折叠的四维图谱,这样当它随着时间的推移进行折叠时,就可对它进行追踪。这一发现可能会带来研究遗传疾病的新方法。相关研究结果发表在2017年10月5日的Cell期刊上,论文标题为“Cohesin Loss Eliminates All Loop Domains”。论文通信作者为贝勒医学院基因组结构中心主任Erez Lieberman Aiden博士。论文第一作者为斯坦福大学医学生、Aiden实验室成员Suhas Rao。

为了追踪这种折叠过程,这些研究人员首先破坏黏连蛋白(cohesin),即一种位于几乎所有已知的DNA环状结构周围的环形蛋白复合物。在2015年,他们已提出黏连蛋白通过一种挤压(extrusion)过程在细胞核中产生DNA环状结构。

Rao说,“我们发现当我们破坏黏连蛋白时,成千上万个DNA环状结构消失了。随后,当我们导入黏连蛋白时,所有的这些DNA环状结构又出现了,通常在几分钟内就完成了。这正是这种挤压模型所预测的那样,而且它提示着黏连蛋白沿着DNA移动的速度在任何已知的人蛋白中是最快的。”

但是并不是所有的事情都像这些研究人员预期的那样发生。在某些情况下,DNA环状结构发挥的作用与这些研究人员预期的完全相反。

Aiden说,“当我们观察到基因组上的成千上万个DNA环状结构变得更弱时,我们注意到一种有趣的模式。有一些奇怪的DNA环状结构变得更强。随后,当我们导入黏连蛋白时,大多数DNA环状结构重新出现,但是这些异常的DNA环状结构再次做相反的事情:它们消失了。”

通过仔细观察这些图谱如何随着时间的推移发生变化,这些研究人员意识到挤压并不是将相隔远处的DNA序列元件连接在一起的唯一机制。第二种被称作区室化(compartmentalization)的机制并不涉及黏连蛋白。

Rao解释道,“我们观察到的第二种机制与挤压完全不同。挤压倾向于一次将两个DNA序列元件连接在一起,而且仅当它们位于同一条染色体上时。第二种机制能够将大群的序列元件彼此间连接在一起,即便它们位于不同的染色体上,也是如此。它看起来似乎与挤压一样快速。”

10.Cell:鉴定出弥漫大B细胞淋巴瘤的驱动基因
doi:10.1016/j.cell.2017.09.027


在一项新的研究中,来自美国杜克大学癌症研究所等研究机构的研究人员正在努力更好地理解这种癌症的最为常见形式---弥漫大B细胞淋巴瘤(diffuse large B cell lymphoma)---的基因基础,以及这些基因如何可能在患者对治疗作出的反应中发挥作用。

这些研究人员分析了来自1001名在过去10年已被确诊患上弥漫大B细胞淋巴瘤的患者的肿瘤样品。这些患者已在全球的12个研究机构中接受治疗。

利用全外显子组测序,这些研究人员确定了这种疾病的150个驱动基因,它们中的多数是新鉴定出的。他们随后进行测试以便观察这些基因是否与患者如何很好地对标准疗法作出反应之间存在任何关联。他们采用一种被称作CRISPR的基因组编辑技术敲除淋巴瘤细胞中的2万个基因中的每一个,以便鉴定出那些对淋巴瘤细胞生长至关重要的基因。通过评估遗传结果、CRISPR结果和临床结果,他们发现几种至关重要的基因关联可能有助指导治疗。相关研究结果发表在2017年10月5日的Cell期刊上,论文标题为“Genetic and Functional Drivers of Diffuse Large B Cell Lymphoma”。

11.Cell:对肌肉浸润性膀胱癌进行综合的分子特征描述,有助改进疗法
doi:10.1016/j.cell.2017.09.007


在一项新的研究中,一个来自美国贝勒医学院、布莱根妇女医院、德州大学MD安德森癌症中心、不列颠哥伦比亚癌症研究中心和布罗德研究所等研究机构的研究人员完成了对412种肌肉浸润性膀胱癌样品的综合分子特征描述,从而导致他们鉴定出5种不同的膀胱癌亚型,每种亚型对特定的疗法具有不同的敏感性。这些结果可能导致人们在未来开发出个人化疗法。相关研究结果于2017年10月5日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“Comprehensive Molecular Characterization of Muscle-Invasive Bladder Cancer”。这些研究机构都是癌症基因组图谱研究网络(The Cancer Genome Atlas Research Network, TCGA研究网络)的一部分。

2014年,这些研究人员已在Nature期刊上发表了一项针对131种膀胱癌样品的研究的结果:首次对这种癌症发生的分子变化的“多组学(multi-omic)”特征进行综合性描述,这是个人化疗法取得的一次重大进展,也是TCGA研究网络项目的一种特点(Nature, 20 March 2014, doi:10.1038/nature12965)。这项新的研究对2014年的那项研究进行扩大,涉及更大的研究群体,整合了更多的基因组数据类型,并且对膀胱癌的分子亚型进行了细化。

论文共同通信作者、德州大学MD安德森癌症中心生物信息学与计算生物学系主任John N. Weinstein博士说,“在这项研究中,我们将研究的膀胱癌样品数量增加了3倍,从2014年的141种增加到2017年的412种,这导致鉴定出另外32种经常发生突变的基因,并且添加不太常见的但似乎参与这种癌症的突变。这些发生变化的基因为开发新的治疗干预提供了多种机会。膀胱癌是一种发生最高的突变率之一的癌症,而且它似乎表明APOBEC特征性突变与这种较高的突变负荷相关联,而且参与高达70%的膀胱癌。具有最高突变数量和较高APOBEC水平的肿瘤与具有高于平均的存活率相关联。”

此外,对多种分子参数(如突变、基因扩增、RNA和蛋白图谱)的整合揭示出膀胱癌能够被细分为4种亚型,但是在2014年,这些研究人员鉴定出了5种亚型。他们提出每种亚型可能与对治疗作出的独特反应相关联,而且这需要在未来的临床试验中加以验证。

12.Cell:突破性成果!科学家开发出能有效发现癌症药物的新方法
doi:10.1016/j.cell.2017.08.051


最近,一项刊登在国际著名杂志Cell上的研究报告中,来自斯克利普斯研究所的研究人员通过研究开发出了一种新型策略或有望帮助发现新型的抗癌疗法。研究人员利用这种新策略就能够寻找到对非小细胞肺癌(NSCLCs)生长非常重要的蛋白小型分子抑制剂,非小细胞肺癌在所有肺癌中占到了85%的比例,而且其对于药物疗法并不敏感。

本文研究中,研究人员运用蛋白质组学的策略发现了NSCLCs的潜在靶点,NSCLCs能够被转录因子NRF2的过度激活支持,NRF2能够扮演强大的抗氧化反应的分子开关,有些癌细胞会利用这种反应来保护自身免受损伤性氧化副产物的影响,这些副产物通常具有不寻常的代谢活性以及失控产生的特性。

随后研究者利用蛋白质组学平台鉴别出了NRF2驱动的NSCLCs细胞中蛋白质内部的半胱氨酸分子,通过抑制细胞中NRF2的表达,研究者就能够观察到半胱氨酸的活性是如何被改变的。大多数NRF2相关的反应性的改变都来源于NRF2缺失时这些蛋白产生所引发的改变,但20%的反应性的改变似乎取决于蛋白质的氧化性修饰,其是细胞中活性氧分子的积累所引发的结果。

研究者Bar-Peled说道,通常情况下我们会认为,诸如NRF2的转录因子能够通过改变没类的水平来调节酶类的功能,在很多情况下,NRF2似乎会改变酶类所处的环境使其能够更好地发挥功能。下一步研究人员计划在NSCLC细胞中利用一对儿高度选择性的半胱氨酸结合探针来鉴别潜在的可用作靶向药物的半胱氨酸,其或许会满足两个标准:首先,其反应性会随着NRF2的活性改变而改变,其次宿主蛋白仅能够在NRF2过度激活所驱动的NSCLC细胞中进行表达。

有意思的是,满足上述两个标准的有一个名为NR0B1的蛋白,正常情况下该蛋白能够在肺癌细胞核中发挥作用,其能够作为调节基因表达的蛋白复合体的一部分,通过对小分子化合物文库进行筛选,研究人员发现了两种化合物能够附着在NR0B1蛋白反应性的半胱氨酸上,从而引发蛋白复合体的破坏。随后研究人员利用这些化合物作为探针来研究NR0B1蛋白的功能,结果发现,该蛋白能够促进NRF2基因活性的表达程序,此外研究人员还利用这些化合物证明了靶向作用NR0B1蛋白是具有一定治疗效应的。

13.Cell:重大突破!发现视网膜中感知光线强度的神经元群体
doi:10.1016/j.cell.2017.09.005

图片来自Cell, doi:10.1016/j.cell.2017.09.005。

在一项新的研究中,来自美国波士顿儿童医院的研究人员描述了我们能够检测环境中的整体光照程度的一种意想不到的方式。他们发现眼睛视网膜中的神经元分工协作,从而使得特定的神经元经过调节对不同的光照强度范围作出反应。相关研究结果于2017年9月28日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“A Population Representation of Absolute Light Intensity in the Mammalian Retina”。

不同于视网膜中主要用来检测形体和运动的视杆细胞和视锥细胞的是,专门用来检测“非图像(non-image)”视觉的其他感光神经元,被用来设置我们的生物钟,调节睡眠和控制激素水平。这些神经元被称作M1神经节感光细胞(M1 ganglion cell photoreceptors),即便在那些失明的人身上也能发挥作用。

Milner和Do发现尽管这些M1细胞似乎在视觉上彼此之间无法区分,但是它们经调节对不同的光照水平作出反应,而且当这些光照水平发生变化时,它们轮流向大脑发出信号。因此,大脑依据这些活跃的细胞的身份获得光照强度方面的信息,而不仅仅是信号大小。

有趣的是,这些M1细胞的轮流系统使用一种通常被认为异常的或病态的机制,即去极化阻断(depolarization block)。去极化阻断通常是在癫痫等某些疾病中观察到的。

当光照水平上升时,M1细胞中的一种被称作黑视蛋白(melanopsin)的蛋白捕获越来越多的光子。这会导致细胞膜电压变得更为正向,也就是“去极化”。随着细胞膜电压变得更为正向,这些M1细胞产生更多的电峰值(也称为动作电位),即发送到大脑中的信号。(生物谷 Bioon.com)

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