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2017年度巨献:国内科学家不容错过的重磅级研究成果

来源:本站原创 2017-12-22 08:18

2017年马上就要过去了,迎接我们的将是崭新的2018年,2017年我国科学家们取得了很多意义重大、影响深远的研究成果。本文中小编整理了2017年我国科学家发表的一些重磅级研究,分享给大家。

【1】Cell:清华大学颜宁研究组报道电鳗激活态电压门控钠离子通道Nav1.4与β1复合物三维结构

doi:10.1016/j.cell.2017.06.039

2017年7月20日,国际著名学术杂志《Cell》杂志在线发表了清华大学生命科学学院、生命中心颜宁研究组题为《来自电鳗的电压门控钠离子通道Nav1.4-β1复合物结构》(Structure of the Nav1.4-β1 complex from electric eel)的研究论文,研究首次报道了带有辅助性亚基的真核生物电压门控钠离子通道复合物可能处于激活态的冷冻电镜结构。清华大学医学院博士后闫浈、医学院副研究员周强、生命学院博士生王琳、生命学院博士毕业生吴建平为本文的共同第一作者,颜宁教授为本文的通讯作者。

电压门控钠离子通道(以下简称“钠通道”)位于细胞膜上,能够引发和传导动作电位,参与神经信号传递、肌肉收缩等重要生理过程。顾名思义,钠通道感受膜电势的变化而激活或失活。对于可激发的细胞,细胞膜两侧由于钠离子、钾离子、钙离子、氯离子等离子的不对称分布,产生跨膜电势差。在静息状态下,细胞膜内电势低,膜外电势高,3-5纳米厚的细胞膜两侧电势差大概为-70毫伏左右。通常情况下,钠通道在细胞膜去极化状态,也就是细胞内相对电势升高时激活(即钠通道中心通透孔道打开,钠离子由高浓度的胞外侧流向胞内),从而引发动作电位的起始;而其又具备特殊的结构特征,使之在激活的几毫秒内迅速失活,从而保证通过与钾离子通道的协同作用结束动作电位,以及由钠钾泵介导的静息电势的重建,为下一轮的动作电位产生做好准备。

【2】Cell:中国科学家发现人类Piwi基因突变导致男性不育

doi:10.1016/j.cell.2017.04.034

中科院生物化学与细胞生物学研究所刘默芳研究组与上海市计划生育科学研究所施惠娟研究组合作研究,首次发现人类Piwi基因突变可导致男性不育,并深入揭示了其致病机理,为相关男性不育症的早期分子诊断及精准医疗提供了理论依据。5月26日凌晨,国际著名学术期刊《细胞》(Cell)在线发表了该项研究成果。

据悉,该项研究成果得到了《细胞》编辑部和3位审稿人的高度评价。中科院院士王恩多表示,这项研究工作是一项从人类遗传学到动物模型、分子机理及治疗策略探索的系统研究,代表了遗传学研究的新高度及新深度。

近年来,随着全球人口出生率持续缓慢增长及人口老龄化加剧,不孕不育已逐渐由单纯的医学问题演变为备受关注的社会问题。据不完全统计,在我国的不孕不育夫妇中,男性因素约占50%,非梗阻性无精、弱精及精子畸形是造成男性不育的重要原因,但其致病原因及机制尚不清楚,临床诊断和治疗策略也极其有限。

【3】Cell:中国科学家在钾离子通道结构方面取得重要进展

doi:10.1016/j.cell.2016.12.028

国家蛋白质科学研究(上海)设施电镜分析系统用户北京大学分子医学所陈雷研究组与清华大学生命科学学院高宁研究组在《细胞》杂志联合发表题为《胰岛细胞ATP敏感的钾离子通道结构》(Structure of a Pancreatic ATP-sensitive Potassium Channel)的研究论文,解析了ATP敏感的钾离子通道(KATP)的中等分辨率(5.6A)冷冻电镜结构,揭示了KATP组装模式,为进一步研究其工作机制提供了结构模型。

生物体进化出多种方式来感知细胞内能量状态,从而维持能量稳态。KATP通道可以在细胞内ATP水平升高时关闭,从而使钾离子无法外流,进而使膜的兴奋性增加。通过这种方式,它们将细胞内的代谢水平转化为电信号。这些离子通道广泛分布于很多组织中,并且参与多种生命过程。在胰岛β细胞中,KATP可以间接感受血糖浓度,控制胰岛素的释放:当血糖升高时,由于β细胞对血糖的主动摄取和代谢,细胞内ATP浓度升高,ATP直接结合在KATP上并抑制其活力,使钾离子无法外流,导致细胞膜的去极化,从而激活电压门控的钙离子通道,进而导致钙离子的内流。钙离子浓度的升高会引起胰岛素的释放,从而降低血糖浓度。KATP的突变会导致很多遗传性代谢疾病。例如,KATP的抑制剂可以用于治疗二型糖尿病,其激活剂可以用于治疗高胰岛素症。

【4】Cell Rep:清华科学家发现促进高脂饮食摄入的特殊神经元

doi:10.1016/j.celrep.2017.06.007

肥胖是一个全球性问题,很多人认为食物摄入过多是导致肥胖的主要原因。但是影响食物摄入的可调节性神经回路还没有得到充分的研究。在一项发表在国际学术期刊Cell Reports上的研究中,来自清华大学麦戈文脑科学研究院的宋森研究院带领研究团队发现位于基底前脑的生长激素抑制素神经元(somatostatin neurons,SOM)和伽马氨基丁酸能神经元(GABAergic neurons,VGAT)在调节进食方面发挥着特定作用。

就目前来说,人们可以轻松获得相对便宜且可口并富含能量的食物,不用担心食物匮乏,这是导致肥胖流行的一个非常关键的环境因素。有研究认为在这种环境下享乐饮食行为是导致食物过度摄取的主要贡献力量,在这种情况下食物的摄入并非代谢所需而是受进食过程中的奖赏体验所推动。许多科学家对于神经对进食的调控进行了大量研究,但是哪些特定神经元群体负责脂肪摄入的调控目前还不清楚。

【5】Nature:清华大学科学家发现T细胞重编程新方法,有助治疗一系列免疫疾病

doi:10.1038/nature23475

当免疫系统因过度活跃的细胞或抑制它的功能的细胞而失去平衡时,它导致一系列疾病,如牛皮癣和癌症等。通过操纵某些被称作T细胞的免疫细胞的功能,人们可能有助恢复免疫系统的平衡和开发出靶向这些疾病的新疗法。

在一项新的研究中,来自中国清华大学、美国格拉斯通研究所、加州大学旧金山分校和Agios 制药公司的研究人员首次揭示出一种重编程特定T细胞的方法。更加准确地说,他们发现如何将增强免疫系统的促炎性T细胞转化为抑制免疫系统的抗炎性T细胞,而且反之亦然。相关研究结果于2017年8月2日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Metabolic control of TH17 and induced Treg cell balance by an epigenetic mechanism”。论文通信作者为清华大学药学院院长丁胜(Sheng Ding)教授、清华大学医学院的董晨(Chen Dong)教授和Agios 制药公司的Edward M. Driggers。丁胜同时也是加州大学旧金山分校药物化学教授和格拉斯通研究所高级研究员。

【6】Nature:重磅!中国科学家解析出一种B类G蛋白偶联受体全长结构,有助开发出新的2型糖尿病药物

doi:10.1038/nature22363

2型糖尿病病例在不断增加。当人体微妙的葡萄糖调节受到破坏而导致血糖水平上升(即高血糖症)时,这种复杂的疾病就会产生。随着时间的推移,这种疾病能够破坏心脏、血管、眼睛、肾脏和神经。

在一项新的研究中,中国科学院上海药物研究所研究员吴蓓丽(Beili Wu)教授领导的一个国际团队研究了葡萄糖调节中的一种至关重要的组分。他们的发现揭示了一种胰高血糖素受体的结构。这种胰高血糖素受体是糖尿病药物开发的一种高度有希望的靶标。相关研究结果于2017年5月17日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Structure of the full-length glucagon class B G-protein-coupled receptor”。

美国亚利桑那州立大学分子科学学院生物设计研究所研究员Wei Liu说,“这篇论文的最大亮点是我们如今获得一种B类G蛋白偶联受体(G Protein-Coupled Receptors,GPCR)的全长结构。”Liu提到这种特殊的细胞表面受体能够结合信号分子,从而影响血糖调节。这种胰高血糖素受体属于B类GPCR。

【7】Nat Med:中国科学家发现新型前列腺癌生物标志物 有望改善癌症的个体化疗法

doi:10.1038/nm.4379

近日,一项发表在国际杂志Nature Medicine上的研究报告中,来自中国复旦大学和梅奥诊所的研究人员通过联合研究鉴别出了前列腺癌对疗法产生耐受性的一种新机制,相关研究或为后期开发新型前列腺癌疗法提供思路和希望。文章中,研究者解释了SPOP基因中的突变在前列腺癌对药物产生耐受性上所扮演的关键角色,SPOP基因突变是原发性前列腺癌中出现最为频繁的遗传突变,这些突变在癌症对BET抑制剂药物产生耐受性上扮演着重要的角色。

BET(bromodomain and extra-terminal domain,溴域和额外末端结构域)抑制剂是一类能够抑制BET蛋白活性的药物,而这些蛋白能够帮助指导癌细胞的异常生长。作为一种疗法,BET抑制剂非常具有治疗潜力,但经常会发生药物耐受性。前列腺癌是美国男性最常患的恶性肿瘤之一,其也是引发美国男性死亡的第三大癌症,改善前列腺癌的治疗是美国重大的公共健康目标之一。

研究者表示,SPOP基因的突变能够稳定BET蛋白抵御BET抑制剂的活性,而且该基因突变还能够促进癌细胞增殖、侵袭及生长;研究者Haojie Huang博士表示,本文研究发现对于后期开发前列腺癌的新型疗法具有非常重要的意义,因为SPOP突变或BET蛋白表达水平的升高都能够用作生物标志物,来改善BET抑制剂导向疗法治疗SPOP突变或BET蛋白过表达相关癌症的效率。SPOP突变也能够被用来指导前列腺癌患者的抗癌疗法。

【8】Mol Psych:重大发现!中国科学家阐明新型毒品改变大脑的可塑性机制

doi:10.1038/mp.2017.143

近日,中国科学家袁逖飞教授团队通过研究发现,新型毒品的滥用会影响大脑可塑性,并损伤皮层的学习功能。相关研究成果发表在精神病学领域的顶尖期刊Molecular Psychiatry(影响因子13.2)上。

这项研究中,研究人员首先在甲基苯丙胺(冰毒)自身给药的大鼠模型上进行了行为学研究与电生理记录,特异性地鉴定了皮层到背外侧纹状体通路的可塑性损伤。他们发现,可塑性损伤的可能分子机制是突触上出现了含有GluN3A蛋白的NMDA受体。该类受体对钙离子通透性较弱,因此会极大地改变突触可塑性。该可塑性相对应的运动学习功能也受到了扰乱。

研究人员进一步在吸食冰毒的成瘾人群中进行了转化验证研究。与南京大连山强制隔离戒毒所合作,研究团队结合了非侵入的经颅磁刺激与表面肌电电生理记录,对上述皮层-背外侧纹状体通路进行可塑性记录。数据显示,吸食冰毒的成瘾人群皮层可塑性也出现了损伤,并出现了一定的运动学习障碍。而在戒毒康复的个体中,相关可塑性得到了一定的恢复。这提示皮层可塑性可能为成瘾康复效果评定提供了重要指标。

【9】Nat Commun:清华大学医学院李海涛等人揭示YEATS2 在非小细胞肺癌发生中的促癌作用

doi:10.1038/s41467-017-01173-4

2017 年 10 月 20 日,生命中心李海涛研究组和美国德克萨斯大学安德森癌症中心石晓冰课题组合作于《自然通讯》(Nature Communications)发表题为“YEATS2 links histone acetylation to tumorigenesis of non-small cell lung cancer”(YEATS2 关联组蛋白乙酰化至非小细胞肺癌肿瘤发生)的研究论文。

该论文发现酰基化“阅读器”蛋白 YEATS2 在非小细胞肺癌中高表达,通过识别组蛋白 H3 赖氨酸 27 乙酰化(H3K27ac)促进组蛋白 H3 赖氨酸 9 乙酰化(H3K9ac),进而维持下游核糖体基因的活跃转录并促进非小细胞肺癌发生。该研究首次报导了 YEATS2 的促癌作用,并揭示出一种染色质层面乙酰化信号放大机制,为 YEATS 家族蛋白在肿瘤发生中的机制研究提供了新线索。

【10】Nat Commun:中国科学家揭示食管癌早期病变与食管癌演化特征

doi:10.1038/s41467-017-00650-0

2017年9月12日,北京大学生物动态光学成像中心白凡课题组与中山大学肿瘤防治中心曾木圣课题组合作在Nature Communications上在线发表了题为“Genomic comparison of esophageal squamous cell carcinoma and its precursor lesions by multi-region whole-exome sequencing”的研究成果,该研究揭示了食管鳞状上皮细胞癌的癌前病变基因组特征及其与肿瘤的演化发展关系。

中国食管癌以鳞状上皮细胞癌(简称食管鳞癌)为主,每年全世界近二分之一的食管鳞癌病例来源于中国。食管鳞癌的发生发展被认为是多步骤过程,其中食管鳞状上皮非典型增生被认为是食管鳞癌的癌前病变,显着增加食管鳞癌的发生风险。然而目前对于食管鳞癌的非典型增生病变组织研究十分有限,其基因组特征不明确,并且与食管鳞癌之间具体的克隆演化关系更是知之甚少。

研究团队通过对来自同一病人内的多个位置的非典型增生与浸润癌样本进行全外显子测序,绘制了食管鳞状上皮非典型增生的突变图谱,同时探究了非典型增生与浸润癌的克隆演化关系。另外,该研究也对取样时非癌病人的非典型增生样本进行了全外显子测序,确定出了食管鳞癌发生恶性转化起始的分子事件。

【11】Cell Res:清华大学研发新型非病毒CRISPR/Cas9递送系统 能在体内进行靶向基因治疗

doi:10.1038/cr.2017.16

2017年1月24日,清华大学谭旭研究组与美国俄亥俄州立大学董一洲研究组合作在《Cell Research》上发表了题为《A non-viral CRISPR/Cas9 delivery system for therapeutic gene targeting in vivo》,在国际上首先研发出一种新型CRISPR/Cas9递送系统,其能够在体内递送CRISPR/Cas9至肝脏,并在单链引导RNA(sgRNA)的引导下靶向切割外源或内源致病基因从而达到治疗肝病的目的。该种新型递送系统为CRISPR/Cas9这一强有力的基因编辑工具,在临床上的实际应用开辟了新途径。

自上个世纪90年代以来,基因治疗逐渐兴起,其通过补偿基因缺陷或修正异常致病基因从而达到治疗的目的。CRISPR/Cas9是在细菌中发现的一种DNA剪编辑系统,由于其高效特异的DNA剪切和编辑能力在科研领域已经得到广泛应用,而在临床治疗中其应用前景也非常值得期待。已有的CRISPR/Cas9体内输送是通过运用腺病毒表达体系来表达Cas9和guide RNA,如同腺病毒在基因治疗历史中的巨大作用一样,但也存在诸如腺病毒缺乏靶向性,本身免疫源性较高,病毒在体内有一定重组突变机率等问题。而且,腺病毒在细胞内的长期稳定表达Cas9 DNA酶,也有可能带来长期的毒副作用。

【12】Science:中国科学家发现恢复西红柿更好风味的基因密码

doi:10.1126/science.aal1556

超市里的西红柿有什么问题?消费者说,它们缺乏风味,因此中国农业科学院深圳农业基因组所黄三文研究团队努力鉴定出现代西红柿中丢失的重要因子,以便将这些因子放回到它们当中,让它们恢复它们原有的风味。

在一项新的研究中,黄三文研究团队鉴定出具有更好西红柿风味的化学物组合。相关研究结果发表在2017年1月27日那期Science期刊上,论文标题为“A chemical genetic roadmap to improved tomato flavor”。

中国农业科学院深圳农业基因组所园艺科学教授Harry Klee说,“我们刚修复了在过去半个世纪内西红柿中遭受破坏的因子,从而让这些西红柿具有一个世纪前的风味。我们能够让超市里的西红柿的风味变得更好。”

第一步就是找出在西红柿中上百种化学物中,哪些物质在风味中作出最大的贡献。

【13】Science:中国科学家揭示病原菌攻击宿主细胞新机制

doi:10.1126/science.aam8659

创伤弧菌是一类让人类谈“菌”色变的病原细菌,俗称“吃人肉细菌”。如处理海鲜时如不小心扎了手,创伤弧菌就有可能趁虚而入,迅速引发败血症、组织坏死等,致死率极高。浙江大学生命科学研究院教授朱永群团队近日发现这类病原菌的一项“攻术”,它分泌的毒素会定向“冻”住宿主细胞的信号通路,让细胞动弹不得甚至“散架”。

相关成果论文在10月27日上线的《科学》杂志发表,该项研究推动了人们对于病原菌致病分子机制的深入理解,将有助于研发针对创伤弧菌和霍乱弧菌等致病菌的新型抗菌药物。

记者了解到,这项研究不仅促进了人类对于致命细菌致病机制的深入了解,而且也加深了人们对于宿主本身细胞信号转导通路的认识。

【14】Science:中国科学家揭示“胜利者效应”脑机制

doi:10.1126/science.aak9726

2017年7月,《科学》杂志刊登浙江大学求是高等研究院和医学院神经科学研究中心胡海岚团队的研究成果,该成果第一次指出大脑中存在一条介导“胜利者效应”的神经环路,它决定着“先前的胜利经历,会让之后的胜利变得更加容易”。

这篇题为《胜负经历重塑丘脑到前额叶皮层环路以调节社会竞争优势》的文章,由博士生周亭亭、朱鸿和范郑晓等在胡海岚教授的指导下共同完成。

胡海岚团队引入“钻管测试”来研究小鼠的等级地位:在一段只能让一只小鼠通过的玻璃管道中,两只小鼠狭路相逢,一场不进则退的较量在所难免,而优势者会在30秒内将对方推出管道。一群小鼠经过两两竞争,等级高低便一目了然。当科学家定向增强内侧前额叶脑区的突触强度,处于劣势的小鼠就像服用了“大力神丸”,勇气倍增,有如神助地将优势小鼠逼出玻璃管道,成功逆袭。

【15】Science子刊:中国科学家 ICU 杀手脓毒症上取得重大突破,每年数千万患者或因此受益

doi:10.1126/scitranslmed.aan5689

2017年10月19日,《科学》子刊《Science Translational Medicine》发表了广州医科大学附属第三医院唐道林博士课题组联合陆军军医大学蒋建新教授课题组的一项重磅研究成果!

该研究首次揭示了肿瘤相关激酶 ALK,竟然能够调节免疫细胞(例如巨噬细胞)的过度活化,从而导致脓毒症的发生。更重要的是,研究人员发现抗肿瘤药物色瑞替尼(ALK 激酶抑制剂)能够显着抑制这种免疫系统的过度活化,降低脓毒症的发生风险。

《STM》的评审专家认为,这项研究建立了 ALK 介导脓毒症发病的全新学说!

唐教授表示,「脓毒症作为重症监护室内死亡率最高的疾病之一,已经成为世界范围内的医学难题。我们的研究揭示了 ALK 激酶抑制剂的免疫新功能,阐明了 ALK 激酶介导炎症活化致脓毒症的新机制,为治疗和检测脓毒症提供了新思路!

脓毒症(过去又叫败血症)其实是一种致命疾病。平时我们有个感冒、发烧、头疼的,吃个药消消炎症可能就好了,感染严重的最多去医院打上几天点滴。但对于再严重点的,由局部感染发展成脓毒症这样全身感染的,就没那么简单了。

【16】Science:科学家们发现调控“痒”感觉的中枢神经回路

DOI:10.1126/science.aaf4918

痒的确是一种十分令人不爽的感觉,使我们不由自主地想去挠;另一方面,痒也是动物自我保护的一种重要机制。然而,慢性的发痒(常见于皮肤病与肝脏疾病患者中)会导致抓痒的行为失去控制,进而造成严重的皮肤或组织的损伤,因此它是一个值得关注的临床问题。

目前临床上对于治疗慢性发痒的手段十分有限,其中原因是缺乏对其中具体机制的了解。因此,发痒的信号转导对于神经学家们来说是一个十分值得研究的方向。最近一些研究提高了我们对痒的感觉信号在脊髓中传输的机制的理解,但大脑是如何传递这一信号的仍不太清楚。

最近,来自中国科学院神经学研究所的孙衍刚博士课题组发现了痒信号在大脑中传递的中枢神经回路特征。利用光遗传学、化学遗传学、膜片钳以及体内纤维光度测定技术,研究者们证明了"脊髓-臂旁区(spino-parabrachial)"信号对于痒信号从脊髓向大脑传递十分关键,并且他们鉴定出了臂旁核(PBN)是第一个负责痒信号的中枢中转站。相关结果发表在《Science》杂志上。

【17】Science:开发出一种强力胶粘剂,有望修复多种潮湿的组织遭受的损伤

doi:10.1126/science.aah6362

曾经试图将创可贴粘在潮湿的皮肤上的任何人都知道结果是令人失望的。对医用胶粘剂来说,湿皮肤并不是唯一的挑战:人体充满着血液、血清和其他的液体,它们都会使得对众多内部损伤的修复复杂化。如今使用的很多胶粘制品对细胞是有毒性的,当处于干燥时,它们缺乏弹性,而且不能够强力地结合到生物组织上。

如今,在一项新的研究中,来自中国清华大学和美国哈佛大学等研究机构的研究人员制造出一种超强的“强力胶粘剂(tough adhesive)”。这种强力胶粘剂是生物相容性的,能够结合到组织上,而且这种结合强度与人体自身的有弹性的软骨相比拟,此外即便当组织湿润时,这种强力胶粘剂也能够发挥作用。相关研究结果发表在2017年7月28日的Science期刊上,论文标题为“Tough adhesives for diverse wet surfaces”。

论文通信作者、哈佛大学威斯生物启发工程研究所(Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering)创始核心成员、哈佛大学约翰-保尔森工程与应用科学学院(John A. Paulson School of Engineering and applied Sciences, SEAS)教授Dave Mooney博士说,“我们的强力胶粘剂的关键特征是将一种非常强的粘合力与转移和释放压力的能力结合在一起。在此之前,这种整合是不能在一种胶粘剂中实现的。”

【18】PLoS Med:历时7年 中国科学家发现多吃新鲜水果或能降低糖尿病及并发症风险!

doi:10.1371/journal.pmed.1002279

最近,一项发表在国际杂志PLoS Medicine上的研究报告中,来自牛津大学的研究人员通过对中国人群进行大量研究发现,大量摄入新鲜水果或和糖尿病发生率降低直接相关,同时还能够降低糖尿病患者并发症的发生率。

尽管人们广泛已经接受了含有新鲜果蔬的饮食所带来的的健康效益这种理论,但水果中所含的糖分却会给糖尿病患者带来不确定的风险以及糖尿病的血管并发症;文章中,研究者Huaidong Du及其同事对中国慢性病前瞻性研究(The China Kadoorie Biobank)中将近50万名参与者进行了大约7年的跟踪研究,在研究同时,研究者记录了新发的糖尿病患者信息并且记录了糖尿病患者的死亡以及心血管疾病的发生状况。

研究人员发现,相比其他参与者而言,摄入较多新鲜水果的人群患糖尿病的风险会明显下降(校正危险比为0.88,95%CI 0.83-0.93),这相当于未来5年糖尿病的绝对风险下降0.2%;在糖尿病患者中,较高水平新鲜水果的摄入和患者的死亡率下降直接相关(校正危险比为0.83,95%CI 0.74-0.93/100g水果/每天),这相当于未来5年绝对风险降低1.9%,同时患者的微血管和大血管并发症风险也会降低。

【19】重磅!中国科学家NEJM发文报道 非洲发现的首个耐青蒿素疟原虫

doi/pdf/10.1056/NEJMc1612765

近日,由中国江苏寄生虫病研究所的曹俊领导的研究团队首次报道他们在非洲发现了一种可以耐受现有最好的抗疟疾药物青蒿素的疟原虫,使得人们对数年来为对抗这种每年危害数百万人的疾病付出的努力感到担忧。这项发现意味着非洲及东南亚地区现在都有这种蚊媒疾病的耐药疟原虫。据统计,2015年疟疾感染了超过2亿人,杀死了约438000人,其中大部分为非洲的儿童。

“青蒿素耐药性在非洲的传播将为对抗疟疾带来致命的打击,因为ACT(基于青蒿素的联合疗法)是目前唯一有效并广泛使用的抗疟疾疗法。”研究第一作者、阿卜杜拉国王科技大学教授Arnab Pain说道,“因此,进行全球青蒿素耐药性的常规监测至关重要。”

据这项由江苏寄生虫病研究所的曹俊领导的研究报道,这种耐药疟原虫在一名由赤道几内亚旅游回中国的中国人体内检测到,这项研究于2017年2月22日发表在新英格兰医学杂志上。

【20】Nature:中科院蔡时青课题组揭示出衰老速度存在自然差异之谜

doi:10.1038/nature24463

衰老的特征是生理功能的逐渐衰退,而且是神经退行性疾病、癌症和糖尿病的一种主要风险因素。先前关于衰老的研究主要集中在对长寿的调节上,有超过100个基因和许多小分子化合物已被鉴定出能够调节酵母和哺乳动物等有机体的寿命。

近期的研究已表明基因突变诱导的寿命延长并不会延缓年龄相关的行为衰退,这提示着寿命和行为衰老可能是两个可分离的过程。随着预期寿命的增加,预防年龄相关性功能损伤成为一个主要的挑战。尽管在动物寿命的遗传控制方面取得了巨大的进步,但是人们对健康衰老(即衰老的同时伴随着有限的生理功能丧失)的调节机制仍然知之甚少。

如今,在一项新的研究中,来自中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心、神经科学研究所蔡时青(Cai Shiqing)博士实验室的研究人员揭示出衰老速度存在自然变化的遗传基础。相关研究结果于2017年11月8日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Genetic variation in glia–neuron signalling modulates ageing rate”。

【21】Nat Cell Biol:乳腺癌转移究竟选择肺还是骨?中科院科学家揭示隐藏机制

doi:10.1038/ncb3613

乳腺癌相关死亡病例中多数发生了癌细胞向远端器官的转移,比如肺和骨。之前研究曾经发现乳腺癌转移灶存在器官特异性的基因特征,表达特异性的功能性分子,说明不同器官可能存在微环境的差异导致扩散的癌细胞进行克隆增殖的能力出现差别。但是目前的研究通常局限于特定的癌症转移靶器官,转移决定因素在多器官中发挥的作用还没有得到深入了解。

最近来自中国科学院上海生命科学研究院(上海健康院)的胡国宏研究员带领研究团队在国际学术期刊Nature Cell Biology上发表了一篇文章,对乳腺癌细胞如何选择转移靶器官进行了深入细致的研究。山东大学齐鲁医院的杨其峰教授也参与了该研究,文章第一作者为壮雪倩博士。

在这项研究中,研究人员发现肿瘤分泌的DKK1是乳腺癌细胞发生转移时进行器官选择的一个血清标志物,该分子能够抑制乳腺癌细胞向肺的转移。DKK1能够通过中和癌细胞非经典WNT/PCP-RAC1-JNK信号途径,抑制PTGS2诱导的巨噬细胞和嗜中性粒细胞向肺转移灶的招募。除此之外,DKK1也会在肺部抑制WNT/Ca2+—CaMKII—NF-κB信号,抑制癌细胞内LTBP1介导的TGF-β分泌。

【22】Cell:中科院生物物理研究所范祖森课题组揭示ILCreg细胞调节先天性肠道炎症

doi:10.1016/j.cell.2017.07.027

肠道含有广泛而又多样性的微生物群落,包括潜在的病原体和需要宿主产生免疫耐受性的食物性抗原。肠道粘膜免疫反应调节异常可能导致耐受性丢失,从而导致肠道炎症,如人炎症性肠病(inflammatory bowel disease, IBD)。

先天淋巴细胞(innate lymphoid cells, ILC)位于肠道粘膜表面中,增强免疫反应,维持粘膜完整性和促进淋巴器官形成。迄今为止,人们已确定了三个ILC亚群:ILC1、ILC2和ILC3,而且一旦遭受有害的应激,它们就会产生大量的细胞因子效应物。这些ILC在调节I型、2型和3型(或者说Th17细胞)免疫反应中发挥着至关重要的作用,这些免疫反应控制着宿主保护性免疫反应和肠道稳态。

【23】Cell:中科院生物物理所王艳丽/章新政课题组从结构上揭示Cas13a切割RNA机制

doi:10.1016/j.cell.2017.06.050

在一项新的研究中,为了理解Cas13a如何被激活和切割靶RNA,中科院生物物理所中国科学院核酸生物学重点实验室创新课题组组长王艳丽(Yanli Wang)课题组和中科院生物物理所生物大分子国家重点实验室创新课 题组组长章新政(Xinzheng Zhang)课题组解析出来自口腔纤毛菌(Leptotrichia buccalis)的Cas13a(以下称LbuCas13a)结合到crRNA和它的靶RNA上时的晶体结构,以及LbuCas13a-crRNA复合物的冷冻电镜结构。

他们证实 crRNA-靶RNA双链结合到LbuCas13a中的核酸酶叶(nuclease lobe, NUC)的一种带正电荷的中心通道内,而且一旦结合靶RNA,LbuCas13a和crRNA经历显著的构象变化。这种crRNA-靶RNA双链形成促进LbuCas13a的HEPN1结 构域移向HEPN2结构域,从而激活LbuCas13a的HEPN催化位点,随后LbuCas13a就以一种非特异性的方式切割单链靶RNA和其他的RNA。

这些发现揭示出VI型CRISPR-Cas系统的Cas13a抵抗RNA噬菌体的作用机制,这就为将它作为一种RNA操纵工具加以应用铺平道路,如将它的RNA切割和附带切割活性用于基础研究诊断和治疗。

【24】Science:我国科学家解析出DNA修复关键组分Mec1-Ddc2的三维结构

doi:10.1126/science.aan8414

细胞不断地复制以便修复和替换受损组织,而且每次细胞分裂都需要复制DNA。 当DNA复制时,错误不可避免地发生,这会造成DNA损害,如果不加以修复的话,那么这可能导致细胞死亡。

作为DNA损伤的第一个线索,一种被称作ATR激酶的蛋白激活细胞的内在修复系统。如今,在一项新的研究中,来自中国科技大学、中科院分子细胞科学卓越创新中心和南京农业大学的研究人员以前所未有的分辨率解析出这种蛋白的结构图,并开始理解它对DNA损伤作出的反应。相关研究结果发表在2017年12月1日的Science期刊上,论文标题为“ 3.9 A structure of the yeast Mec1-Ddc2 complex, a homolog of human ATR-ATRIP”。

论文通信作者、中国科学技术大学生命科学博士生导师蔡刚(Gang Cai)教授说,“ATR蛋白是应对DNA损伤和复制应激(replication stress)的顶端激酶。长期以来,一个关键的问题是确定ATR激酶的激活机制---它如何对DNA损伤作出反应,以及它如何被激活。”

【25】The Lancet:我国35-75岁人群高血压检出率37%

10.1016/S0140-6736(17)32476-5

2017年10月,《柳叶刀》杂志同期在线刊发国家心血管病中心、阜外医院蒋立新教授团队开展的迄今为止我国覆盖最广、规模最大的两项高血压管理现况调查结果。

作者指出,此次发表的两项研究结果为各项政策的细化和深化提供了清晰的靶点。

China PEACE成人高血压患病、知晓、治疗和控制情况调查累计筛查35~75岁城乡社区居民超过170万人,结果发现年龄性别调整后高血压检出率为37%。

检出的高血压患者中知晓率、治疗率和控制率分别为36%、23%和6%。

研究还发现,教育水平低、收入少、年龄轻,以及男性患者的血压管理情况较差,西部地区和农村地区问题尤为突出。

此外,最常用的药物类是钙拮抗剂,使用率为55.2%。接受治疗但血压未控制的高血压患者中,有81.5%只使用一种药物。

【26】Science:重大突破!我国科学家证实寨卡病毒发生单个突变导致婴儿出生缺陷

doi:10.1126/science.aam7120

在一项新的研究中,来自中国科学院、北京微生物流行病研究所、安徽医科大学和泰山医学院的研究人员报道,寨卡病毒已经存在了几十年,但直到最近才开始导致出生缺陷,这是因为这种蚊媒病毒可能在2013年获得一种突变。相关研究结果于2017年9月28日在线发表在Science期刊上,论文标题为“A single mutation in the prM protein of Zika virus contributes to fetal microcephaly”。

在这项新的研究中,中国科学家首次解释了这种曾经相对无害的病毒如何转变为一种全球的健康威胁。

中国科学家报道,在2013年法属波利尼西亚发生寨卡病毒流行病之前,它的一种名为pRM的结构蛋白发生了突变。

在这项新的研究中,中国科学家开展的一系列实验证实,相比于较老的寨卡病毒版本,这种病毒的保护性外壳发生的这种突变使得它更可能杀死小鼠和人类中正在发育的脑细胞。(生物谷Bioon.com)

本文研究仅仅是2017年我国科学家发表的部分重要研究成果,相信2018年我国科学家会再创辉煌,取得更多重要研究成就!

生物谷2017年度盘点正在进行!更多精彩敬请持续关注!

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