1月Nature杂志不得不看的重磅级亮点研究

时间总是匆匆易逝，转眼间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？小编对相关文章进行了整理，与大家一起学习。

图片来源：Laboratory of Chromatin Biology and Epigenetics at The Rockefeller University

【1】Nature：科学家鉴别出引发儿童肾脏癌症的新型机制

doi：10.1038/s41586-019-1842-7

随着胚胎的发育，细胞就必须学会如何处理其所携带的数千个基因，这就是为何每个细胞都有一个详细的基因表达手册，手册中详细列出了哪些基因应该被激活，激活到什么程度以及何时激活等信息。为了履行各自操作手册中的内容，细胞会使用染色质阅读蛋白来识别出哪些基因需要被表达，近日，一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中，来自洛克菲勒大学的科学家们通过研究发现了基因调节过程中的一个问题，其或会促进正常细胞恶变，并产生维尔姆斯瘤（Wilms' tumor，一种最常见的儿童肾癌），相关研究结果或能帮助开发新型疗法。

本文研究结果也引发了研究者关于其它类型癌症的问题，研究者发现，相关的阅读蛋白或能通过获得一种新的特性并变得活跃来引发问题。研究者Liling Wan说道，我们此前并未观察到过这种机制，如今我们提出了一个问题，即这种类型的分子机制是否也被其它类型的癌症劫持了？多年前，研究人员发现，名为ENL的阅读蛋白会通过激活促癌基因来参与儿童白血病的发病过程中，如今研究者转向对维尔姆斯瘤的研究，他们发现，某些维尔姆斯瘤患者也会携带编码ENL的基因的突变。

【2】Nature：静脉注射可显著提高结核疫苗的功效

doi：10.1038/s41586-019-1817-8

在全球范围内，尽管绝大多数人都接种了疫苗，但死于结核病的人数仍超过其他任何传染病。卡介苗（Bacille Calmette-Guérin， BCG）是唯一商业可用的人类结核病疫苗（TB疫苗），它是由减毒牛型结核杆菌悬浮液制成的活菌苗。卡介苗已有100多年的历史，是世界上使用最广泛的疫苗之一，但它的功效差异很大。

鉴于猴子极易感染结核杆菌（TB），在一项新的研究中，来自美国国家过敏与传染病研究所（NIAID）和匹兹堡大学医学院的研究人员以猴子作为研究对象，发现静脉注射TB疫苗可高度保护猴子免受结核杆菌感染，相比之下，作为现行标准的给送途径，将TB疫苗直接注射到皮肤中提供很小的保护作用。这一发现表明仅改变TB疫苗的给送方式就可能显著地增强它的保护能力。相关研究结果发表在2020年1月2日的Nature期刊上。

研究者表示，效果是非常显著的。相比于标准的通过皮肤注射给送TB疫苗的猴子，我们发现在通过静脉注射给送TB疫苗的猴子的肺部中，细菌负担减少了10万倍，而且在10只接受静脉注射的猴子中，有9只猴子的肺部没有炎症。

【3】Nature：诊断乳腺癌 人工智能完胜人类专家！

doi：10.1038/s41586-019-1799-6

近日，一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中，来自谷歌健康公司的科学家们通过研究开发出了一种新型的计算机程序，其能通过常规扫描，以比人类专家更高的准确率对乳腺癌进行诊断和检测。乳腺癌是女性群体中最常见的一种癌症类型，仅去年一年就有超过200万的新确诊病例，在没有明显症状的患者群体中，进行定期筛查对于发现疾病的早期症状至关重要；在英国，50岁以上的女性会被建议每三年进行一次乳腺X光检查，同时检查结果由两位独立的专家进行分析。

但对扫描结果的解读往往留有出错的余地，而且在所有乳腺X光检查中，有一小部分结果会被出现假阳性（将健康人群误诊为患有癌症）或假阴性（将疾病阳性误诊为阴性）。这项研究中，研究人员通过研究，成功利用人工智能模型对英国和美国的数千名女性进行乳腺癌的扫描检测；这些图像在现实生活中已经被医生分析检查过了，但与临床环境不同的是，机器（人工智能算法）并没有依据病人的病史来进行疾病的诊断。

【4】Nature：揭示胆汁酸在调节肠道免疫和肠道炎症中起关键作用

doi：10.1038/s41586-019-1785-z

胆汁是由肝脏和胆囊产生的汁液。胆汁中的胆汁酸能够溶解脂肪，它们还可能在免疫反应和炎症中起作用吗？根据美国哈佛医学院开展的两项独立的研究，答案似乎是肯定的。这两项以小鼠为实验对象的研究发现胆汁酸可促进参与调节炎症并且与肠道炎症性疾病相关的几种类型的T细胞的分化和活性。它们还揭示肠道微生物对于将胆汁酸转化为免疫信号分子至关重要。这就为调节肠道炎症提供了一种潜在的治疗途径，其中肠道炎症可导致诸如炎症性肠病（IBD）之类的自身免疫性疾病产生。

在第一项研究中，哈佛医学院免疫学家Jun Huh及其团队揭示出胆汁酸通过与肠道中的免疫细胞相互作用来发挥它们的免疫调节作用。一旦胆汁酸离开胆囊并完成它们的脂肪溶解作用，它们就会通过消化道，在那里肠道细菌将它们修饰成免疫调节分子。这些经过修饰的胆汁酸随后激活两类免疫细胞：调节性T细胞（Treg）和效应辅助性T细胞（特别是Th17），这两类免疫细胞各自通过抑制或促进炎症来调节免疫反应。相关研究结果近期发表在Nature期刊上。

在正常情况下，促炎性Th17细胞和抗炎性Treg细胞的水平相互保持平衡，从而在不引起过多破坏组织的炎症的情况下，对病原体维持一定程度的抵抗。这些细胞在肠道感染中起关键作用。Th17细胞会引发炎症来抑制肠道感染，一旦威胁消除后，Treg细胞就会抑制炎症。如果不加以限制，Th17细胞的活性还可以导致异常炎症，从而促进自身免疫性疾病并损害肠道。

【5】Nature：重大进展！揭示神药二甲双胍降低体重的分子机制

doi：10.1038/s41586-019-1911-y

几十年来，二甲双胍（metformin）一直是治疗2型糖尿病的一线药物，通过抑制肝脏中的葡萄糖产生来降低血糖水平。二甲双胍还可改善肌肉组织中的葡萄糖摄取和使用。作为世界上最常用的抗糖尿病药物，它还能有效预防高危人群的2型糖尿病。二甲双胍比其它降糖药更具临床优势，较少诱导低血糖症或体重增加的发生，同时具有逆转脂肪肝，改善胰岛素敏感性以及2型糖尿病相关心血管疾病的作用。此外，研究还发现，二甲双胍能够延长线虫和小鼠的寿命。同时，它还能够降低患者的癌症发病率。因此有人将二甲双胍戏称为“神药”。

此外，我国厦门大学生命科学学院林圣彩教授揭开了二甲双胍降血糖作用背后的机制：二甲双胍通过AXIN/ LKB1-v-ATPase-Ragulator通路不仅激活了AMPK，还抑制了mTORC1，为理解二甲双胍能够产生无数“益处”背后的机制提供了有价值的分子见解。另外，还有研究人员发现二甲双胍或可用于胰腺癌、乳腺癌等癌症治疗。二甲双胍治疗2型糖尿病疗效的60％以上归因于二甲双胍持续降低体重的能力。二甲双胍降低体重的分子机制尚不清楚。

人们最近描述GDF15通过一种脑干特异性的受体减少食物摄入并降低体重。在一项新的研究中，来自英国剑桥大学等研究机构的研究人员发现在野生型小鼠中，口服二甲双胍可增加循环GDF15水平，而且GDF15的表达主要在肠道末端和肾脏中增加。二甲双胍阻止了野生型小鼠因摄入高脂肪饮食而导致的体重增加，但在缺乏GDF15或其受体GFRAL的小鼠中却没有，相关研究结果近期发表在Nature期刊上。

图片来源：Ed Uthman, MD/Wikipedia

【6】Nature：重大进展！揭示调节人体脊椎发育的分节时钟

doi：10.1038/s41586-019-1885-9

20多年前，发育生物学家Olivier Pourquié的实验室在鸡胚中发现了一种细胞时钟（cellular clock），在那里，细胞时钟的每一次“滴答声”都会促进一种称为体节（somite）的结构形成，所产生的体节最终变成了脊椎骨（vertebra）。在随后的几年中，Pourquié和其他人利用小鼠细胞在实验室培养皿中构建出这种所谓的分节时钟（segmentation clock）的首批模型并开展其他实验，进一步阐明了这种存在于许多有机体中的分节时钟的运作机制。

尽管这些研究工作提高了人们对脊柱正常和异常发育的了解，但是直到现在，还没有人能够证实这种分节时钟是否存在于人类中。在一项新的研究中，Pourquié及其领导的研究团队报道在经过数十年的努力之后，他们在实验室培养皿中利用源自成年人类组织的干细胞构建出这种分节时钟的首批模型。这一成就不仅首个证据表明分节时钟在人体中滴答作响，而且还给科学家们提供了首批体外模型来研究人类的早期脊椎发育，相关研究结果发表在Nature期刊上。

【7】Nature：为何靶向作用EB病毒的免疫细胞会“嗅探”阿尔兹海默病患者的大脑？

doi：10.1038/s41586-019-1895-7

日前，一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中，来自斯坦福大学的科学家们通过研究在已故阿尔兹海默病症患者的大脑和阿尔兹海默病症患者的脑脊液中发现了无法摆脱病毒的免疫细胞。研究者不仅发现了高水平的免疫细胞，而且还发现，这些数量惊人的T细胞能被用来“瞄准”EB病毒的特征。

目前并没有有说服力的证据表明EB病毒和阿尔兹海默病存在关联，但好消息是，由于EB病毒（Epstein-Barr Virus，人类疱疹病毒第四型）比家庭宠物更为普遍，当我们5岁时其会感染大约50%的人群，一生中，十分之九的人群都会感染该病毒，通常其会静悄悄地隐藏在机体中，包括大脑，EB病毒通常并不会表现出症状，而最常见的就是会诱发单核细胞增多症。

【8】Nature：新发现！三级淋巴结构或能帮助改善黑色素瘤患者的免疫治疗反应和生存率

doi：10.1038/s41586-019-1914-8

近日，一项刊登在国际杂志Nature上题为“Tertiary lymphoid structures improve immunotherapy and survival in melanoma”的研究报告中，来自瑞典隆德大学等机构的科学家们通过研究发现，三级淋巴结构（Tertiary lymphoid structures）或能帮助改善黑色素瘤的免疫疗法和患者的生存率。

通过重新激活肿瘤相关T细胞的检查点阻断疗法或能诱导机体对肿瘤的持续控制，从而就能有效延长晚期癌症患者的生存期，当前预测患者对疗法反应的生物标志物包括高水平的肿瘤内免疫活性、较高的肿瘤突变负担和患者机体肠道菌群的特异性。尽管近年来科学家们通过大量研究阐明了T细胞在抗肿瘤免疫反应中所扮演的关键角色，但研究人员对其它免疫细胞所扮演的关键角色并不清楚。

【9】Nature：鉴别出结核分枝杆菌抑制宿主机体免疫力的新型分子机制

doi：10.1038/s41586-019-1915-7

近日，一项刊登在国际杂志Nature上题为“Host-mediated ubiquitination of a mycobacterial protein suppresses immunity”的研究报告中，来自中国同济大学医学院等机构的科学家们通过研究发现，宿主介导的分支杆菌蛋白泛素化或能抑制机体免疫力。

结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis）是一种胞内致病菌，其能利用多种策略来干扰宿主免疫分子的信号传递功能；目前研究人员发现，多种致病菌都能利用宿主自身的泛素化系统促进发病，但研究人员并不清楚相同的系统是否会调节结核分枝杆菌蛋白的泛素化。

【10】Nature：科学家揭示逆转HIV潜伏的新策略

doi：10.1038/s41586-020-1951-3

全世界大约有3800万人感染了艾滋病病毒（HIV），在美国大约有110万人感染了这种病毒。当前，HIV感染者接受抗逆转录病毒药物（ART）治疗，这种治疗可以将HIV抑制到血液中无法检测到的水平，但是这种病毒在潜伏感染的静止CD4+ T细胞中持续存在。免疫系统无法识别这些细胞，而且目前没有任何疗法可以消除它们。在停止ART治疗后，HIV病毒载量就会增加。这就是为何HIV感染者必须持续服用ART药物，而且这种潜伏的HIV病毒库被认为是治愈HIV感染的最大障碍。

如今，在第一项新的研究中，来自美国北卡罗来纳大学教堂山分校和埃默里大学的研究人员使用一种称为AZD5582的化合物来激活血液和很多不同组织中遭受HIV潜伏感染的CD4+ T细胞，这种激活达到了令人印象深刻的水平，而且没有或几乎没有毒性，相关研究结果发表在Nature期刊上。这项开创性的研究是由北卡罗来纳大学教堂山分校医学院的研究人员在具有功能完整的人类免疫细胞的小鼠模型中完成的，这些免疫细胞遭受HIV感染，并通过ART药物加以抑制。重要的是，这项研究随后在埃默里大学的一项纵向多剂量实验中得到了扩展。这项纵向多剂量实验以感染了猿猴免疫缺陷病毒（SIV）并可通过ART药物加以抑制的恒河猴为研究对象。（生物谷Bioon.com）

生物谷更多精彩盘点！敬请期待！