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生物谷推荐:11月必看的重磅级研究Top10

来源:本站原创 2017-11-27 23:03

转眼间11月份已经接近尾声了,这个月又有哪些亮点研究值得我们深入学习一下呢?小编根据本月新闻的点击量、研究领域、热度筛选出了11月份的重磅级研究Top10,供大家学习交流。

【1】JBC:如何有效增强机体免疫功能来有效抵御癌症?

DOI:10.1074/jbc.M117.809053

近日,一项刊登在国际杂志Journal of Biological Chemistry上的研究报告中,来自约克大学的研究人员通过研究阐明了如何增强机体免疫系统来有效抵御癌症;文章中,研究者发现,健康细胞能利用一种特技来抑制机体免疫反应被过度抑制,相关研究或有望改善研究人员对癌症免疫疗法的使用和管理。

机体免疫系统能够有效清除癌变细胞或癌细胞,然而通常情况下癌细胞会产生一种能力使得免疫系统对其视若无睹;这些“关闭”信号称之为免疫检查点,在过去5年里,研究人员通过开发新型药物改变了治疗癌症的方式,这些药物试图阻断癌细胞所发出的信号并且重新唤醒机体免疫系统。

研究人员对PDL1进行了研究,其是一种免疫检查点蛋白,也是癌症免疫疗法的靶点;免疫检查点并不仅仅存在于癌细胞中,其在机体中天然存在来抑制免疫细胞产生延长或不必要的免疫反应,比如自身免疫反应等。基于此前的研究结果,本文中,研究人员阐明了在正常的非癌变细胞中PDL1是如何被控制的。

【2】Nat Cell Biol:突破!科学家有望利用干细胞来开发出根治糖尿病的新型疗法

doi:10.1038/ncb3628

日前,一项发表在国际杂志Nature Cell Biology上的研究报告中,来自哥本哈根大学的研究人员通过进行一项新型的干细胞研究,阐明了如何有效增加糖尿病患者机体中胰岛素的产生,这项研究发现或能帮助研究者更加有效地以低成本通过人类干细胞来制造产生胰岛素的β细胞,同时也能开发出治疗糖尿病的有效疗法,对于开发治疗其它疾病的新型疗法也具有重要的意义。

目前全球有4.15亿糖尿病患者,而且这一数字仍在继续上升中,糖尿病患者的共同点就是机体中缺乏制造足够胰岛素的能力,进而诱发患者出现一系列并发症和致死性疾病等;胰岛素能够调节机体的血糖水平。文章中,研究者阐明了如何利用人类干细胞来制造产生胰岛素的β细胞,未来或有望移植到糖尿病患者中发挥作用。

研究者Henrik Semb教授说道,通过鉴别出关键信号,来指导小鼠机体祖细胞转化成为能制造产生胰岛素的β细胞,我们就能够将相应的方法应用于人类干细胞中,使其更加强劲地制造β细胞。此前研究人员想通过研究阐明机体如何产生复杂的管道系统来运输机体器官中的体液和气体。

【3】Nat Med:重磅!靶向白脂素有望治疗肥胖和糖尿病

doi:10.1038/nm.4432

新生儿型类早衰症(neonatal progeroid syndrome, NPS)是一种罕见的遗传病,仅影响着全世界的一小部分人。这种疾病的最为显著的特征是极度消瘦和因皮肤下的脂肪层缺失而出现的衰老容貌。

如今,在一项新的研究中,来自美国贝勒医学院和德克萨斯大学健康科学中心的研究人员报道一种参与这种疾病的葡萄糖释放激素跨过血脑屏障和靶向调节小鼠食欲的神经元。这项研究提示着通过靶向这种被称作白脂素(asprosin)的激素来治疗肥胖和糖尿病是有可能的。相关研究结果于2017年11月6日在线发表在Nature Medicine期刊上,论文标题为“Asprosin is a centrally acting orexigenic hormone”。论文通信作者为贝勒医学院的Atul Chopra和Yong Xu。

【4】Cell Rep:重磅!科学家发现新方法能有效阻断癌细胞摄取葡萄糖生存繁殖的能力!

DOI:10.1016/j.celrep.2017.10.058

癌细胞会消耗大量的葡萄糖,而长期以来,科学家们一直认为,关闭这种葡萄糖的消耗或许是一种有效治疗癌症的新思路,然而目前研究人员并未发现能够阻断癌细胞摄入并且代谢葡萄糖能力的新型药理学靶点,最近,一项刊登在国际杂志Cell Reports上的研究报告中,来自科罗拉多大学癌症中心(University of Colorado Cancer Center)的研究人员通过研究鉴别出了一种新方法或能有效抑制癌细胞利用葡萄糖作为其生长繁殖能量的能力。

CDK8基因的过量表达和一系列癌症的发生直接相关,包括结直肠癌、黑色素瘤乳腺癌等,同时该基因还能够调节驱动癌细胞生长和生存的特殊通路,尽管目前研究人员正在开发多种药物来靶向阻断CDK8的活性,但目前他们并不清楚如何才能有效治疗多种癌症,这项研究中研究人员希望通过研究更好地理解CDK8在癌症生物学中所扮演的关键角色,从而能够开发出基于CDK8的新型抗癌疗法。

研究者指出,CDK8或许能够帮助促进癌细胞利用葡萄糖来作为生长的能量来源,随着癌细胞快速增殖,其生长唱长会超越血液供给,从而引发癌细胞生长环境中氧气和其它营养物质(比如葡萄糖)的缺乏。早在2013年,研究人员就发现,当癌细胞处于氧气含量较低的环境中时,基因CDK8对于很多基因功能的开启都非常重要。

【5】PNAS:突破!科学家阐明HIV拦截宿主细胞实现病毒不断增殖的分子机理

DOI:10.1073/pnas.1706600114

日前,一项刊登在国际杂志Proceedings of the National Academy of Sciences上的研究报告中,来自芝加哥大学的研究人员利用计算机模拟技术成功揭示了此前关于HIV的一种未知细节,即HIV是如何强迫宿主细胞扩散病毒从而进入到其它细胞中的,相关研究发现有望帮助研究人员开发治疗HIV感染的新型疗法。

HIV能够成功感染宿主的一个关键技巧就是其能在宿主细胞内部不断进行病毒繁殖,一旦病毒感染细胞后,其就会驱动细胞利用自身的膜来制造胶囊结构,而胶囊结构中充满着HIV病毒,这种胶囊能够进行修剪(即芽殖过程),同时不断漂流感染更多宿主机体细胞,一旦进入到另一个值得信任的细胞中,胶囊就会破裂从中释放出HIV的RNA结构。

科学家们都知道,芽殖过程主要涉及了HIV中名为Gag的蛋白复合体,但其中所涉及的具体分子过程研究人员并不清楚;如今研究人员已经知道了最终的组装结构,但所有的细节信息他们不得而知。研究者Gregory Voth表示,利用成像技术我们很难获取该蛋白复合体在分子层面上的图像,而这项研究中,我们构建了一种计算机模型技术来模拟Gag蛋白复合体的作用方式,模拟技术能够让研究者对模型进行调节以使其更清楚地观测到分子过程的构建过程,随后研究人员在实验室中进行实验对观察到的结构进行了证实。

【6】Nat Biotechnol:重磅!科学家开发出能携带CRISPR系统的新型纳米颗粒 可实现对细胞基因组的精准编辑

doi:10.1038/nbt.4005

近日,刊登在国际著名杂志Nature Biotechnology上的一篇研究报告中,来自MIT的科学家开发出了一种新型纳米颗粒,这种纳米颗粒能够运输CRISPR基因编辑系统,并对小鼠机体的基因进行特异性修饰;因此研究人员就能够利用纳米颗粒来携带CRISPR组分,从而就消除了使用病毒的需要。

利用这种新型的运输技术,研究者就能对大约80%的肝脏细胞进行特定基因的切割,这或许就能达到目前在成体动物中应用CRISPR技术的最佳成功率。 研究者Daniel Anderson教授说道,让我们非常激动的是,我们制造了这种特殊的纳米颗粒,其能被用来永久特异性地编辑成年动物机体肝细胞中的DNA;本文研究中,研究者所研究的一种名为Pcsk9的基因能调节机体胆固醇的水平,而人类机体中该基因的突变或许和一种名为家族性高胆固醇血症的罕见疾病有关,目前FDA批准的两种抗体药物能够抑制Pcsk9基因的表达,然而这些抗体药物需要在患者后半生中定期服用,而新型的纳米技术或能永久性地对该基因进行编辑,同时就为治疗这种罕见疾病提供了新的治疗思路。

【7】两篇Science解决40年难题!终于鉴定出具有微管蛋白去酪氨酸化活性的酶!

doi:10.1126/science.aao5676    doi:10.1126/science.aao4165

可逆的α-微管蛋白去酪氨酸化在微管动态变化、微管功能和缺陷中发挥着至关重要的作用。微管缺陷与癌症、大脑功能障碍和心肌病相关联。科学家们几十年来一直在寻找将酪氨酸从细胞骨架的一个重要部分切割下来的酶,即微管蛋白酪氨酸羧肽酶(tyrosine carboxypeptidase, TCP)。

如今,在一项新的研究中,来自荷兰癌症研究所的研究人员鉴定出这种神秘的酶。这可能在理解细胞功能和分裂以及在理解癌症中起着至关重要的作用。相关研究结果于2017年11月16日在线发表在Science期刊上,论文标题为“Vasohibins encode tubulin detyrosinating activity”。论文通信作者为荷兰癌症研究所的Vincent A. Blomen和Thijn R. Brummelkamp。论文第一作者为荷兰癌症研究所的Joppe Nieuwenhuis。

就像作为整体的人体一样,每个人细胞都有它正常运作所需的细胞骨架。这种细胞骨架允许细胞维持它的形状,移动到不同的地方和在内部转运分子。微管构成细胞骨架中的一个重要的组成部分,并且起着用于转运分子的高速公路的作用。比如,微管在通过细胞分裂产生子细胞之前允许它们精确地对齐它们的染色体,从而在细胞分裂中发挥着关键性的作用。它们对细胞的至关重要性很容易通过一类被广泛使用的被称作紫杉烷(taxane)的抗癌药物的作用机制来加以说明:它们破坏微管功能,从而杀死分裂细胞。

【8】Science:揭示免疫系统如何识别入侵的病原菌

doi:10.1126/science.aao1140

人体的安检机构比任何机场安检处更加周密。如今,在一项新的研究中,来自美国加州大学伯克利分校和西班牙最高科研理事会(Consejo Superior de Investigaciones Cientificas, 简称CSIC)瑞卡索拉诺物理化学研究所(Rocasolano Physical Chemistry Institute)的研究人员首次观察到一种小鼠免疫系统蛋白搜查入侵细菌的鞭毛蛋白。这种搜查力度比科学家们想象中的更加广泛:与人体中相类似的是,这种免疫系统蛋白以六种不同的方式扫描这种细菌蛋白,从而确保正确的识别。相关研究结果发表在2017年11月17日的Science期刊上,论文标题为“The structural basis of flagellin detection by NAIP5: A strategy to limit pathogen immune evasion”。

加州大学伯克利分校结构生物学家、霍华德-休斯医学研究所研究员Eva Nogales说,“这是非常令人吃惊的。这种免疫系统蛋白使用许多蛋白片段,包括一些之前功能未知的片段。”

【9】Science:重大突破!利用细菌CRISPR/Cas系统构建出世界上最小的磁带录音机

doi:10.1126/science.aao0958

在一项新的研究中,来自美国哥伦比亚大学医学中心的研究人员通过一些巧妙的分子黑客技术,将一种天然的细菌免疫系统转化为一种微型数据记录器,从而为开发将细菌细胞用于疾病诊断和环境监测等用途的新技术奠定基础。相关研究结果于2017年11月23日在线发表在Science期刊上,论文标题为“Multiplex recording of cellular events over time on CRISPR biological tape”。

这些研究人员对人体肠道中普遍存在的大肠杆菌的一种普通的实验室菌株进行基因修饰,使得它们不仅记录与它们与环境之间的相互作用,而且还记录这些事件发生的时间。

论文通信作者、哥伦比亚大学医学中心病理学、细胞生物学系统生物学系助理教授Harris Wang说,“这些被病人吞下的细菌可能能够记录它们在整个消化道中经历的变化,从而对之前无法观察到的现象产生前所未有的认识。”其他的应用可能包括环境监测,生态学和微生物学领域的基础研究

Wang和他的同事们利用很多细菌物种中存在的一种免疫系统---CRISPR-Cas---来构建这种微型数据记录器。CRISPR-Cas系统复制来自入侵病毒的DNA片段,因此随后的细菌后代能够更加有效地抵抗这些病原体。结果就是细菌基因组中的CRISPR位点按时间顺序记录着在病毒感染中存活下来的细菌和它的祖先遭遇到的病毒感染。当这些相同的病毒试图再次感染时,这种CRISPR-Cas系统能够识别和消除它们。

【10】Front Neurosci:瘫痪小鼠在接受干细胞移植之后恢复知觉

DOI:10.3389/fnins.2017.00589

工程化的、含有人源干细胞的组织能够让瘫痪的大鼠重新恢复知觉并且恢复行动能力。移植后的小鼠表现出了脊椎神经愈合的表型。相关研究结果发表在最近一期的《Frontier of Neuroscience》杂志上。该研究表明干细胞对于治疗脊椎损伤具有一定的潜力。

脊椎损伤往往会导致瘫痪的发生,而到目前为止脊椎的移植仍是挑战性巨大的手术。最近,来自以色列的Shulamit Levenberg博士等人将人源的干细胞移植入大鼠受损脊椎中,这些干细胞是由口腔黏膜上皮的细胞去分化形成的,它能够分化形成支持性细胞,并且通过分泌因子促进神经元的生长与存活。

这一研究并不仅仅是将干细胞移植进入脊椎中那么简单,研究者们同时建立了三维的支架结构,从而提供适宜的环境供干细胞贴付、生长以及分化形成支持性细胞。这些工程化的组织中同时还有人源的凝血酶以及胶原酶,从而能够稳定以及支撑大鼠脊髓中的神经元。(生物谷Bioon.com)

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