2020年2月Cell期刊不得不看的亮点研究
来源：本站原创 2020-02-29 23:59
2020年2月29日讯/生物谷BIOON/---2020年2月份即将结束了，2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：强效抗体1-18可限制HIV耐药性产生doi:10.1016/j.cell.2020.01.010如今，在一项新的研究中，来自德国科隆大学和美国加州理工学院的研究人员鉴定出一种新的称为1-18
2020年2月29日讯/生物谷BIOON/---2020年2月份即将结束了，2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：强效抗体1-18可限制HIV耐药性产生
doi:10.1016/j.cell.2020.01.010
如今，在一项新的研究中，来自德国科隆大学和美国加州理工学院的研究人员鉴定出一种新的称为1-18的抗体。这种抗体是强效的，可抵抗97%的接受测试的HIV变体。因此，1-18是迄今为止描述的最好的HIV广泛中和抗体之一。相关研究结果于2020年1月30日在线发表在 Cell期刊上，论文标题为“Restriction of HIV-1 Escape by a Highly Broad and Potent Neutralizing Antibody”。论文通讯作者为科隆大学的Florian Klein博士。论文第一作者为科隆大学的Philipp Schommers博士、Henning Grüll博士和加州理工学院的Morgan E. Abernathy博士。
这些研究人员详细确定了1-18抗体的作用机制。1-18结合并灭活HIV的一个表面结构，这是特别有意义的，毕竟这个表面结构对这种病毒的感染和复制至关重要。
在一种可再现人体HIV感染的小鼠模型中，这些研究人员研究了这种新鉴定出的抗体1-18的治疗功效。在这种模型中，其他的广泛中和抗体因HIV对它们快速地产生耐药性而仅显示出短期效应。相反，用抗体1-18进行治疗可抑制病毒载量，而且在治疗期间维持这种抑制。 Grüll说，“这些结果表明与其他抗体相比，HIV对抗体1-18的耐药性受到限制。”
2.Cell：揭示动物瞬间作出决策的神经基础!大脑中的位置细胞实时地在当前路径和可能的未来路径之间来回切换
doi:10.1016/j.cell.2020.01.014
生存通常取决于动物在一瞬间做出决策的能力，这些决策依赖于对许多种未来的选择方案的设想：如果一只动物被饥饿的捕食者追赶，它是否会向左拐安全回家还是向右拐引领着捕食者远离它的家人？当两条路径在黄色的树林中分开时，哪条路会让它安全去吃食物，哪 条路让它成为捕食者的盘中餐？这两条路看起来几乎是相同的，但是设想让一切都不同。
在一项新的研究中，来自美国加州大学旧金山分校的研究人员通过研究在简单迷宫中行走的大鼠，发现了大脑如何可能产生这些设想的未来情境。这不仅为理解大脑如何做出决定提供新的基础，而且还会为这种设想如何更广泛地发挥作用提供了新的基础。相关研究结果 于2020年1月30日在线发表在Cell期刊上，论文标题为“Constant Sub-second Cycling between Representations of Possible Futures in the Hippocampus”。
论文通讯作者、加州大学旧金山分校整合神经科学中心生理学教授Loren Frank博士说，“大脑最令人惊叹的能力之一就是设想不在它眼前的东西。设想是决策的基础，但是到目前为止，神经科学还没有很好解释大脑如何实时产生设想的未来来为各种日常决策提供信息， 同时又关注现实。”
在这项新的研究中，Frank及其团队让大鼠探索了一个M型迷宫，同时记录了海马体中称为位置细胞（place cell）的神经元的放电。人们传统上认为位置细胞可追踪动物的位置，就像大脑GPS（全球定位系统）一样。但是，当这些大鼠接近迷宫中的分叉处时，他们发现了 它们的位置细胞活性开始以每秒八次的速率非常快地在代表动物的当前位置和它的两条可选择的未来途径之间来回切换，就好像在说，“我向左走，还是向右走？”
3.Cell：挑战常规！揭示细胞自噬体膜产生新机制
doi:10.1016/j.cell.2019.12.005
我们的细胞不断进行春季大扫除：细胞自己的回收系统，即所谓的自噬，将细胞废物填满垃圾袋，将它们运送到回收站（即溶酶体），使得分解的物质再次可用。如今，在一项新的研究中，来自德国马克斯普朗克衰老生物学研究所和科隆大学的研究人员能够在模式生物 酵母中证实称为自噬体（autophagosome）的垃圾袋的膜是在垃圾周围的地方新产生的，而不是由业已存在的成分构成的。相关研究结果近期发表在Cell期刊上，论文标题为“Local Fatty Acid Channeling into Phospholipid Synthesis Drives Phagophore Expansion during Autophagy”。
细胞通过自噬进行自我更新是身体中的一个至关重要的过程。它还在衰老和很多年龄相关性疾病中起作用。经验法则：回收越多，寿命就越长。论文通讯作者、马克斯普朗克衰老生物学研究所的Martin Graef解释道，“我们能够优化自噬机制，那么这可能改善老年时的 健康，但是我们当然首先需要准确地了解它的工作原理。”
因此，论文第一作者、Graef研究团队博士研究生Maximilian Schütter仔细研究了自噬体是如何产生的。这些所谓的自噬体由磷脂膜组成，磷脂膜在细胞废物周围形成，然后运输细胞废物进行循环利用。在此之前，人们总是认为细胞中已经存在的膜在细胞废物周围组装 ，从而形成自噬体。然而，如今，这些研究人员能够证实这种膜是当场新形成的。为此，位于自噬体膜上的蛋白会活化游离脂肪酸，让它们用于产生磷脂，随后将磷脂整合到扩大的膜中。
4.Cell：关于新型冠状病毒，我们都知道了什么？
doi:10.1016/j.cell.2020.02.027
冠状病毒SARS-CoV-2开始在全球蔓延，给不少国家都带来了严重影响。近日，来自中国在内的多国专家在Cell杂志上发文表达了他们对此次疫情的了解和看法，也许可以帮助我们更全面的了解此次疫情。
复旦大学上海公共卫生诊所中心、中国疾病预防控制中心 张永振表示：
2019年12月，中国湖北省武汉市出现严重呼吸道疾病。截至2020年2月27日，已报告至少78630例确诊病例，包括至少2747例死亡。不幸的是，这种疾病已经在全球蔓延。病原体是一种新型冠状病毒，现在被称为SARS-CoV-2，在中国很快被发现和鉴定。尽管我们知道自然 界中存在着前所未有的病毒遗传多样性，但此次疫情进一步表明，在预测新的致病病原体何时、何地以及如何出现方面存在相当大的不确定性。
系统发育分析表明，SARS-CoV-2与一组SARS样冠状病毒密切相关。然而，目前还不清楚这种病毒来自何处，以及最初是如何传播给人类的。与其他人畜共患病病原体如汉坦病毒和沙状病毒不同，到目前为止，我们还没有在动物体内发现与人类相同的SARS病毒。幸运的是 ，自2004年以来，SARS病毒就没有出现在人类身上。相比之下，这种新病毒似乎有更强的人际传播能力。与人类的主要病毒相比，我们对病毒是否变化、如何变化以及这些变化对人类流行的影响所知甚少。在中国和其他地方，如果感染者没有临床症状，控制和预防该病 就特别困难。
5.Cell重大突破：AI从超1亿个分子中预测强力抗生素，杀伤超级耐药细菌
doi:10.1016/j.cell.2020.01.021
一项开创性的机器学习方法已经从1亿多个分子中识别出了强大的新型抗生素，包括一种可以对付多种细菌的分子--包括肺结核和被认为无法治愈的菌株。研究人员表示，这种名为halicin的抗生素是第一个被人工智能发现的抗生素。尽管人工智能以前曾被用于协助抗生素发现过程的某些部分，但他们表示，这是人工智能首次在不使用任何人类假设的情况下，从零开始识别出全新种类的抗生素。这项研究由剑桥麻省理工学院的合成生物学家Jim Collins领导，发表在《Cell》杂志上。
宾夕法尼亚匹兹堡大学的计算生物学家Jacob Durrant说，这项研究意义非凡。他说，研究小组不仅确定了候选分子，还在动物实验中验证了有希望的分子。更重要的是，这种方法也可以应用于其他类型的药物，如用于治疗癌症或神经退行性疾病的药物。
细菌对抗生素的耐药性在全球范围内急剧上升，研究人员预测，除非紧急开发新的药物，否则到2050年，耐药感染每年可能导致1000万人死亡。但在过去的几十年里，新抗生素的发现和监管审批都有所放缓。"人们不断地发现同样的分子，" Collins说。"我们需要新的化 学反应和新的作用机制。"
6.Cell：新分子图谱有助于治疗子宫内膜癌
doi:10.1016/j.cell.2020.01.026
根据最近发表在《Cell》杂志上的一项研究，研究人员对引起子宫内膜癌的数十种分子过程进行了系统研究，提供了有关医生如何能够更好地识别需要积极治疗的患者亚群，并且提供一些线索，说明为什么对某些患者而言常规治疗无效。
这项研究还表明，目前已经批准的靶向CDK12，SMARCA4和PML蛋白的药物在其他类型的癌症中具有潜在的新作用。
该小组研究了95个子宫肿瘤和49个正常子宫组织样本，测量了一系列分子（包括基因，信使RNA，环状RNA，微小RNA和蛋白质）的丰度和修饰特征。之后，科学家们开发了一种有前途的新方法来鉴定目前尚未归类为侵袭性但同样具有浸润性的肿瘤亚型。
7.Cell：研究揭示自体免疫疾病的“起源”细胞
doi:10.1016/j.cell.2020.01.029
近日，Garvan医学研究所的研究人员首次从患者样本中确定了导致自身免疫性疾病的单个细胞类型。这些通过躲避“免疫检查点”导致疾病的发生。相关结果发表在《Cell》杂志上。
“目前针对自身免疫性疾病的治疗只能解决症状，而不能解决病因。要针对疾病的发生和发展做出更具针对性的治疗，我们首先需要了解病因，”文章作者Chris Goodnow教授说：“我们已经开发出一种技术，使我们可以直接观察引起自身免疫性疾病的细胞，通过显微成 像技术，比以往任何时候都可以了解有关自身免疫性疾病的更多信息。”
通过首先分离单个细胞，然后分离其遗传物质，研究人员分离出了产生“类风湿因子”的免疫细胞，这种蛋白靶向人体健康组织，并与最常见的自身免疫性疾病（包括类风湿关节炎）相关。
分离之后，研究人员便分析了每个“流氓”细胞的DNA和mRNA，以确定导致疾病发生的根源。通过他们的分析，研究人员发现，血管炎患者的致病免疫细胞在产生促炎性信号之前已经积累了许多突变。共同资深作者Joanne博士说：“我们首次在自身免疫性疾病的根源中确 定了细胞的逐步遗传变化特征。”
值得注意的是，研究人员发现，这些流氓细胞中发生的一些最初的基因突变已知会驱动淋巴瘤（癌免疫细胞）的发生。“此外，我们发现了'淋巴瘤驱动突变'的发生，其中包括CARD11基因的一个变体，该变体允许‘流氓’免疫细胞逃避免疫检查点并不受限制地繁 殖，”Goodnow教授解释说。
此外，研究人员发现，具有淋巴瘤驱动程序突变的细胞积累了更多的突变，这些突变导致它们产生的类风湿因子在较低的温度下聚集。“这解释了患者血管炎的发生机制。在这些患者中，血液中的类风湿因子在更冷的温度下聚集，靠近皮肤以及肾脏，神经和其他器官， 这会损害血管，通常很难治疗。”
8.Cell：科学家成功使得人体器官变得“透明化” 有望帮助开发用于器官移植的“人造器官”
doi:10.1016/j.cell.2020.01.030
近日，一项刊登国际杂志Cell上的研究报告中，来自德国环境健康研究中心等机构的科学家们通过研究首次成功使得完整的人类器官变得透明；利用显微镜成像技术，研究人员就能在细胞水平上揭示透明器官的复杂结构，虽得到的器官图谱就能作为3D生物打印技术的模板，未来研究人员或有望开发出患者所需要的“人造器官”。
由于多年甚至几十年来组织中积累了包括胶原蛋白在内的不溶性分子，人体器官会变得特别僵硬，因此，传统用于使得小鼠器官变得透明的洗涤剂对人体器官或许并不会起到作用，尤其是成人的器官。研究者Shan Zhao说道，我们必须彻底改变目前所使用的方法，从零开 始不断研究寻找能使得人类器官变得透明的新型化学物质；经过反复实验后，研究人员发现了一种名为CHAPS的清洁剂，其能在完整僵硬的人体器官中制造“小洞”，这种清洁剂能够允许额外的溶液渗透入几厘米厚的人体器官中，并将其转化称为透明的结构。
当使得人体器官变得透明后，研究人员就必须处理器官成像和大量数据分析所带来的额外挑战，随后研究人员通过联合研究开发了一种新型的激光扫描显微镜，其具有很大的样品容纳能力，同时这种显微镜还能对诸如肾脏等大型器官进行成像研究，基于此，研究人员开 发了一种深度学习算法来在3D模式下对数亿个细胞进行分析。
研究人员将这种技术命名为SHANEL (Small-micelle-mediated Human orgAN Efficient clearing and Labeling)，该技术有望在不久的将来发展成为绘制完整人体器官图谱的关键技术，这将会极大促进我们对大脑等器官的了解，同时分析其在健康和疾病过程中的发育和 功能。随着新型3D生物打印技术的出现和发展，目前人类器官的细胞图谱能用来制造大型的人体组织和器官，为了实现这一目的，研究者Erturk及其同时目前正在绘制人类主要的器官，比如从胰腺、心脏和肾脏开始。
9.Cell：揭示大脑制定决策的分子机制
doi:10.1016/j.cell.2020.01.001
近日，一项刊登在国际杂志Cell上的研究报告中，来自哈佛大学等机构的科学家们通过研究大脑如何忽略或作用于不同的信息和知识，相关研究或能帮助理解大脑神经回路的功能，同时帮助研究人员更好地理解并治疗神经性疾病。
文章中，研究人员发病了一种新技术，其能帮助研究人员首次在活体动物大脑中观察到流经神经元的电脉冲，实际上该技术还能帮助研究者了解大脑是如何真正工作的，研究人员利用大脑的顶层来测试其所开发的技术，由于光学工具能利用光来记录神经元何时会放电， 目前研究人员只能进行到这一层的研究，研究者Cohen说道，你或许只能看到表面，因为光线进入组织的时间很短，尽管如此，一些科学家们也认为这很困难。
从传统上来讲，科学家们能将超薄的玻璃探针随机插入大脑组织中，他们希望能够“刺中”神经元以便其能够记录单个信号，在第一层中，由于细胞过于稀少以至于这种技术无法有效发挥作用，研究人员所开发的技术能够照亮每个神经元，这样就能够有效锁定并同时分 析多个神经元的行为和功能。随着这种光发生工具记录了活体小鼠的神经信号后，研究人员基于两种主要的注意力添加了刺激，首先他们轻拂小鼠的胡须，从而激发一个自上而下的信号使其能报告最新的感觉信息，随后他们在小鼠脸上吹气，这就会激活一个自上而下的 信号，在该信号中目前已有的知识能够形成对刺激的感知。
在胡须轻拂实验中，刺激产生了预想的结果，即神经元的尖峰信号，但当研究人员使用激光人为地刺激相同神经元，随后在加上胡须弹动时，小鼠大脑的神经元就安静下来了，研究者发现，第一层的神经元能在激活和抑制之间保持一种谨慎的平衡性，如果一次触发的神 经元过多，其就会抑制其它神经元的活性，这种回路就好像一个新型的检测器一样，突然的输入就会触发大部分神经元激活，但在持续输入的情况下，大部分的神经元就会互相抑制并诱发整个回路几乎完全关闭。
10.Cell：我国科学家揭示灵长类动物卵巢衰老机制，有望开发治疗女性不孕症的方法
doi:10.1016/j.cell.2020.01.009
由于现代倾向于推迟生育，越来越多的女性正面临着不孕症的困扰。不孕可能源于与年龄相关的卵巢下降，但是导致这种下降的分子机制尚不清楚。如今，在一项新的研究中，来自中国科学院、北京大学、首都医科大学、中国国家老年医学中心和美国沙克生物研究所的 研究人员以前所未有的细节展示了非人灵长类动物中的卵巢如何衰老。这些发现解释了几个可作为生物标志物的基因，并指出了诊断和治疗女性不孕症和与年龄相关的卵巢疾病（卵巢癌）的治疗靶点。相关研究结果于2020年1月30日在线发表在Cell期刊上，论文标题为“ Single-Cell Transcriptomic Atlas of Primate Ovarian Aging”。论文通讯作者为中国科学院动物研究所的刘光慧（Guang-Hui Liu）教授、曲静（Jing Qu）教授、北京大学的汤富酬（Fuchou Tang）教授和沙克生物研究所基因表达实验室的Juan Carlos Izpisua Belmonte教授。
这些研究人员比较了来自年轻和年长的非人灵长类动物的2601个卵巢细胞，并确定了每种类型的灵长类卵巢细胞（包括卵母细胞和颗粒细胞）的基因活性模式。与先前在啮齿动物中的研究相类似的是，他们观察到了与非人灵长类动物中的细胞应激和细胞分裂有关的基因 功能变化。随着卵母细胞和颗粒细胞的衰老，一些与细胞应激作斗争的基因变得不那么活跃，从而导致功能受损。
这些研究人员随后将这些灵长类动物数据与年龄在21至46岁之间的健康女性的颗粒细胞进行了比较。他们观察到了与年龄相关的细胞应激损伤以及女性中的卵巢细胞死亡。正如在非人灵长类动物细胞中所观察到的那样，两个关键的抗氧化基因（IDH1和NDUFB10）显示出功 能下降。为了更好地了解卵巢衰老与这两个抗氧化基因之间的联系，他们测试了当这两个抗氧化基因失去功能后，人体卵巢细胞发生了什么。他们发现，如果没有IDH1或NDUFB10，那么这些人体卵巢细胞就会变得衰老而且类似于年老的非人类灵长类动物卵巢细胞。
这些结果提示着IDH1和NDUFB10在保护人类和非人灵长类卵巢细胞在衰老过程中免受衰细胞应激的影响中起着关键作用。这两个基因代表有希望的生物标志物或治疗靶标，用于诊断和治疗与年龄有关的卵巢衰退。（生物谷 Bioon.com）
1.Cell：强效抗体1-18可限制HIV耐药性产生
doi:10.1016/j.cell.2020.01.010
如今，在一项新的研究中，来自德国科隆大学和美国加州理工学院的研究人员鉴定出一种新的称为1-18的抗体。这种抗体是强效的，可抵抗97%的接受测试的HIV变体。因此，1-18是迄今为止描述的最好的HIV广泛中和抗体之一。相关研究结果于2020年1月30日在线发表在 Cell期刊上，论文标题为“Restriction of HIV-1 Escape by a Highly Broad and Potent Neutralizing Antibody”。论文通讯作者为科隆大学的Florian Klein博士。论文第一作者为科隆大学的Philipp Schommers博士、Henning Grüll博士和加州理工学院的Morgan E. Abernathy博士。
图片来自Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.01.010。
这些研究人员详细确定了1-18抗体的作用机制。1-18结合并灭活HIV的一个表面结构，这是特别有意义的，毕竟这个表面结构对这种病毒的感染和复制至关重要。
在一种可再现人体HIV感染的小鼠模型中，这些研究人员研究了这种新鉴定出的抗体1-18的治疗功效。在这种模型中，其他的广泛中和抗体因HIV对它们快速地产生耐药性而仅显示出短期效应。相反，用抗体1-18进行治疗可抑制病毒载量，而且在治疗期间维持这种抑制。 Grüll说，“这些结果表明与其他抗体相比，HIV对抗体1-18的耐药性受到限制。”
2.Cell：揭示动物瞬间作出决策的神经基础!大脑中的位置细胞实时地在当前路径和可能的未来路径之间来回切换
doi:10.1016/j.cell.2020.01.014
生存通常取决于动物在一瞬间做出决策的能力，这些决策依赖于对许多种未来的选择方案的设想：如果一只动物被饥饿的捕食者追赶，它是否会向左拐安全回家还是向右拐引领着捕食者远离它的家人？当两条路径在黄色的树林中分开时，哪条路会让它安全去吃食物，哪 条路让它成为捕食者的盘中餐？这两条路看起来几乎是相同的，但是设想让一切都不同。
在一项新的研究中，来自美国加州大学旧金山分校的研究人员通过研究在简单迷宫中行走的大鼠，发现了大脑如何可能产生这些设想的未来情境。这不仅为理解大脑如何做出决定提供新的基础，而且还会为这种设想如何更广泛地发挥作用提供了新的基础。相关研究结果 于2020年1月30日在线发表在Cell期刊上，论文标题为“Constant Sub-second Cycling between Representations of Possible Futures in the Hippocampus”。
论文通讯作者、加州大学旧金山分校整合神经科学中心生理学教授Loren Frank博士说，“大脑最令人惊叹的能力之一就是设想不在它眼前的东西。设想是决策的基础，但是到目前为止，神经科学还没有很好解释大脑如何实时产生设想的未来来为各种日常决策提供信息， 同时又关注现实。”
在这项新的研究中，Frank及其团队让大鼠探索了一个M型迷宫，同时记录了海马体中称为位置细胞（place cell）的神经元的放电。人们传统上认为位置细胞可追踪动物的位置，就像大脑GPS（全球定位系统）一样。但是，当这些大鼠接近迷宫中的分叉处时，他们发现了 它们的位置细胞活性开始以每秒八次的速率非常快地在代表动物的当前位置和它的两条可选择的未来途径之间来回切换，就好像在说，“我向左走，还是向右走？”
3.Cell：挑战常规！揭示细胞自噬体膜产生新机制
doi:10.1016/j.cell.2019.12.005
我们的细胞不断进行春季大扫除：细胞自己的回收系统，即所谓的自噬，将细胞废物填满垃圾袋，将它们运送到回收站（即溶酶体），使得分解的物质再次可用。如今，在一项新的研究中，来自德国马克斯普朗克衰老生物学研究所和科隆大学的研究人员能够在模式生物 酵母中证实称为自噬体（autophagosome）的垃圾袋的膜是在垃圾周围的地方新产生的，而不是由业已存在的成分构成的。相关研究结果近期发表在Cell期刊上，论文标题为“Local Fatty Acid Channeling into Phospholipid Synthesis Drives Phagophore Expansion during Autophagy”。
细胞通过自噬进行自我更新是身体中的一个至关重要的过程。它还在衰老和很多年龄相关性疾病中起作用。经验法则：回收越多，寿命就越长。论文通讯作者、马克斯普朗克衰老生物学研究所的Martin Graef解释道，“我们能够优化自噬机制，那么这可能改善老年时的 健康，但是我们当然首先需要准确地了解它的工作原理。”
因此，论文第一作者、Graef研究团队博士研究生Maximilian Schütter仔细研究了自噬体是如何产生的。这些所谓的自噬体由磷脂膜组成，磷脂膜在细胞废物周围形成，然后运输细胞废物进行循环利用。在此之前，人们总是认为细胞中已经存在的膜在细胞废物周围组装 ，从而形成自噬体。然而，如今，这些研究人员能够证实这种膜是当场新形成的。为此，位于自噬体膜上的蛋白会活化游离脂肪酸，让它们用于产生磷脂，随后将磷脂整合到扩大的膜中。
4.Cell：关于新型冠状病毒，我们都知道了什么？
doi:10.1016/j.cell.2020.02.027
冠状病毒SARS-CoV-2开始在全球蔓延，给不少国家都带来了严重影响。近日，来自中国在内的多国专家在Cell杂志上发文表达了他们对此次疫情的了解和看法，也许可以帮助我们更全面的了解此次疫情。
复旦大学上海公共卫生诊所中心、中国疾病预防控制中心 张永振表示：
2019年12月，中国湖北省武汉市出现严重呼吸道疾病。截至2020年2月27日，已报告至少78630例确诊病例，包括至少2747例死亡。不幸的是，这种疾病已经在全球蔓延。病原体是一种新型冠状病毒，现在被称为SARS-CoV-2，在中国很快被发现和鉴定。尽管我们知道自然 界中存在着前所未有的病毒遗传多样性，但此次疫情进一步表明，在预测新的致病病原体何时、何地以及如何出现方面存在相当大的不确定性。
系统发育分析表明，SARS-CoV-2与一组SARS样冠状病毒密切相关。然而，目前还不清楚这种病毒来自何处，以及最初是如何传播给人类的。与其他人畜共患病病原体如汉坦病毒和沙状病毒不同，到目前为止，我们还没有在动物体内发现与人类相同的SARS病毒。幸运的是 ，自2004年以来，SARS病毒就没有出现在人类身上。相比之下，这种新病毒似乎有更强的人际传播能力。与人类的主要病毒相比，我们对病毒是否变化、如何变化以及这些变化对人类流行的影响所知甚少。在中国和其他地方，如果感染者没有临床症状，控制和预防该病 就特别困难。
5.Cell重大突破：AI从超1亿个分子中预测强力抗生素，杀伤超级耐药细菌
doi:10.1016/j.cell.2020.01.021
一项开创性的机器学习方法已经从1亿多个分子中识别出了强大的新型抗生素，包括一种可以对付多种细菌的分子--包括肺结核和被认为无法治愈的菌株。研究人员表示，这种名为halicin的抗生素是第一个被人工智能发现的抗生素。尽管人工智能以前曾被用于协助抗生素发现过程的某些部分，但他们表示，这是人工智能首次在不使用任何人类假设的情况下，从零开始识别出全新种类的抗生素。这项研究由剑桥麻省理工学院的合成生物学家Jim Collins领导，发表在《Cell》杂志上。
图片来源：Cell。
宾夕法尼亚匹兹堡大学的计算生物学家Jacob Durrant说，这项研究意义非凡。他说，研究小组不仅确定了候选分子，还在动物实验中验证了有希望的分子。更重要的是，这种方法也可以应用于其他类型的药物，如用于治疗癌症或神经退行性疾病的药物。
细菌对抗生素的耐药性在全球范围内急剧上升，研究人员预测，除非紧急开发新的药物，否则到2050年，耐药感染每年可能导致1000万人死亡。但在过去的几十年里，新抗生素的发现和监管审批都有所放缓。"人们不断地发现同样的分子，" Collins说。"我们需要新的化 学反应和新的作用机制。"
6.Cell：新分子图谱有助于治疗子宫内膜癌
doi:10.1016/j.cell.2020.01.026
根据最近发表在《Cell》杂志上的一项研究，研究人员对引起子宫内膜癌的数十种分子过程进行了系统研究，提供了有关医生如何能够更好地识别需要积极治疗的患者亚群，并且提供一些线索，说明为什么对某些患者而言常规治疗无效。
这项研究还表明，目前已经批准的靶向CDK12，SMARCA4和PML蛋白的药物在其他类型的癌症中具有潜在的新作用。
该小组研究了95个子宫肿瘤和49个正常子宫组织样本，测量了一系列分子（包括基因，信使RNA，环状RNA，微小RNA和蛋白质）的丰度和修饰特征。之后，科学家们开发了一种有前途的新方法来鉴定目前尚未归类为侵袭性但同样具有浸润性的肿瘤亚型。
7.Cell：研究揭示自体免疫疾病的“起源”细胞
doi:10.1016/j.cell.2020.01.029
近日，Garvan医学研究所的研究人员首次从患者样本中确定了导致自身免疫性疾病的单个细胞类型。这些通过躲避“免疫检查点”导致疾病的发生。相关结果发表在《Cell》杂志上。
“目前针对自身免疫性疾病的治疗只能解决症状，而不能解决病因。要针对疾病的发生和发展做出更具针对性的治疗，我们首先需要了解病因，”文章作者Chris Goodnow教授说：“我们已经开发出一种技术，使我们可以直接观察引起自身免疫性疾病的细胞，通过显微成 像技术，比以往任何时候都可以了解有关自身免疫性疾病的更多信息。”
通过首先分离单个细胞，然后分离其遗传物质，研究人员分离出了产生“类风湿因子”的免疫细胞，这种蛋白靶向人体健康组织，并与最常见的自身免疫性疾病（包括类风湿关节炎）相关。
分离之后，研究人员便分析了每个“流氓”细胞的DNA和mRNA，以确定导致疾病发生的根源。通过他们的分析，研究人员发现，血管炎患者的致病免疫细胞在产生促炎性信号之前已经积累了许多突变。共同资深作者Joanne博士说：“我们首次在自身免疫性疾病的根源中确 定了细胞的逐步遗传变化特征。”
值得注意的是，研究人员发现，这些流氓细胞中发生的一些最初的基因突变已知会驱动淋巴瘤（癌免疫细胞）的发生。“此外，我们发现了'淋巴瘤驱动突变'的发生，其中包括CARD11基因的一个变体，该变体允许‘流氓’免疫细胞逃避免疫检查点并不受限制地繁 殖，”Goodnow教授解释说。
此外，研究人员发现，具有淋巴瘤驱动程序突变的细胞积累了更多的突变，这些突变导致它们产生的类风湿因子在较低的温度下聚集。“这解释了患者血管炎的发生机制。在这些患者中，血液中的类风湿因子在更冷的温度下聚集，靠近皮肤以及肾脏，神经和其他器官， 这会损害血管，通常很难治疗。”
8.Cell：科学家成功使得人体器官变得“透明化” 有望帮助开发用于器官移植的“人造器官”
doi:10.1016/j.cell.2020.01.030
近日，一项刊登国际杂志Cell上的研究报告中，来自德国环境健康研究中心等机构的科学家们通过研究首次成功使得完整的人类器官变得透明；利用显微镜成像技术，研究人员就能在细胞水平上揭示透明器官的复杂结构，虽得到的器官图谱就能作为3D生物打印技术的模板，未来研究人员或有望开发出患者所需要的“人造器官”。
图片来源：Singularity Hub。
由于多年甚至几十年来组织中积累了包括胶原蛋白在内的不溶性分子，人体器官会变得特别僵硬，因此，传统用于使得小鼠器官变得透明的洗涤剂对人体器官或许并不会起到作用，尤其是成人的器官。研究者Shan Zhao说道，我们必须彻底改变目前所使用的方法，从零开 始不断研究寻找能使得人类器官变得透明的新型化学物质；经过反复实验后，研究人员发现了一种名为CHAPS的清洁剂，其能在完整僵硬的人体器官中制造“小洞”，这种清洁剂能够允许额外的溶液渗透入几厘米厚的人体器官中，并将其转化称为透明的结构。
当使得人体器官变得透明后，研究人员就必须处理器官成像和大量数据分析所带来的额外挑战，随后研究人员通过联合研究开发了一种新型的激光扫描显微镜，其具有很大的样品容纳能力，同时这种显微镜还能对诸如肾脏等大型器官进行成像研究，基于此，研究人员开 发了一种深度学习算法来在3D模式下对数亿个细胞进行分析。
研究人员将这种技术命名为SHANEL (Small-micelle-mediated Human orgAN Efficient clearing and Labeling)，该技术有望在不久的将来发展成为绘制完整人体器官图谱的关键技术，这将会极大促进我们对大脑等器官的了解，同时分析其在健康和疾病过程中的发育和 功能。随着新型3D生物打印技术的出现和发展，目前人类器官的细胞图谱能用来制造大型的人体组织和器官，为了实现这一目的，研究者Erturk及其同时目前正在绘制人类主要的器官，比如从胰腺、心脏和肾脏开始。
9.Cell：揭示大脑制定决策的分子机制
doi:10.1016/j.cell.2020.01.001
近日，一项刊登在国际杂志Cell上的研究报告中，来自哈佛大学等机构的科学家们通过研究大脑如何忽略或作用于不同的信息和知识，相关研究或能帮助理解大脑神经回路的功能，同时帮助研究人员更好地理解并治疗神经性疾病。
文章中，研究人员发病了一种新技术，其能帮助研究人员首次在活体动物大脑中观察到流经神经元的电脉冲，实际上该技术还能帮助研究者了解大脑是如何真正工作的，研究人员利用大脑的顶层来测试其所开发的技术，由于光学工具能利用光来记录神经元何时会放电， 目前研究人员只能进行到这一层的研究，研究者Cohen说道，你或许只能看到表面，因为光线进入组织的时间很短，尽管如此，一些科学家们也认为这很困难。
从传统上来讲，科学家们能将超薄的玻璃探针随机插入大脑组织中，他们希望能够“刺中”神经元以便其能够记录单个信号，在第一层中，由于细胞过于稀少以至于这种技术无法有效发挥作用，研究人员所开发的技术能够照亮每个神经元，这样就能够有效锁定并同时分 析多个神经元的行为和功能。随着这种光发生工具记录了活体小鼠的神经信号后，研究人员基于两种主要的注意力添加了刺激，首先他们轻拂小鼠的胡须，从而激发一个自上而下的信号使其能报告最新的感觉信息，随后他们在小鼠脸上吹气，这就会激活一个自上而下的 信号，在该信号中目前已有的知识能够形成对刺激的感知。
在胡须轻拂实验中，刺激产生了预想的结果，即神经元的尖峰信号，但当研究人员使用激光人为地刺激相同神经元，随后在加上胡须弹动时，小鼠大脑的神经元就安静下来了，研究者发现，第一层的神经元能在激活和抑制之间保持一种谨慎的平衡性，如果一次触发的神 经元过多，其就会抑制其它神经元的活性，这种回路就好像一个新型的检测器一样，突然的输入就会触发大部分神经元激活，但在持续输入的情况下，大部分的神经元就会互相抑制并诱发整个回路几乎完全关闭。
10.Cell：我国科学家揭示灵长类动物卵巢衰老机制，有望开发治疗女性不孕症的方法
doi:10.1016/j.cell.2020.01.009
由于现代倾向于推迟生育，越来越多的女性正面临着不孕症的困扰。不孕可能源于与年龄相关的卵巢下降，但是导致这种下降的分子机制尚不清楚。如今，在一项新的研究中，来自中国科学院、北京大学、首都医科大学、中国国家老年医学中心和美国沙克生物研究所的 研究人员以前所未有的细节展示了非人灵长类动物中的卵巢如何衰老。这些发现解释了几个可作为生物标志物的基因，并指出了诊断和治疗女性不孕症和与年龄相关的卵巢疾病（卵巢癌）的治疗靶点。相关研究结果于2020年1月30日在线发表在Cell期刊上，论文标题为“ Single-Cell Transcriptomic Atlas of Primate Ovarian Aging”。论文通讯作者为中国科学院动物研究所的刘光慧（Guang-Hui Liu）教授、曲静（Jing Qu）教授、北京大学的汤富酬（Fuchou Tang）教授和沙克生物研究所基因表达实验室的Juan Carlos Izpisua Belmonte教授。
图片来自Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.01.009。
这些研究人员比较了来自年轻和年长的非人灵长类动物的2601个卵巢细胞，并确定了每种类型的灵长类卵巢细胞（包括卵母细胞和颗粒细胞）的基因活性模式。与先前在啮齿动物中的研究相类似的是，他们观察到了与非人灵长类动物中的细胞应激和细胞分裂有关的基因 功能变化。随着卵母细胞和颗粒细胞的衰老，一些与细胞应激作斗争的基因变得不那么活跃，从而导致功能受损。
这些研究人员随后将这些灵长类动物数据与年龄在21至46岁之间的健康女性的颗粒细胞进行了比较。他们观察到了与年龄相关的细胞应激损伤以及女性中的卵巢细胞死亡。正如在非人灵长类动物细胞中所观察到的那样，两个关键的抗氧化基因（IDH1和NDUFB10）显示出功 能下降。为了更好地了解卵巢衰老与这两个抗氧化基因之间的联系，他们测试了当这两个抗氧化基因失去功能后，人体卵巢细胞发生了什么。他们发现，如果没有IDH1或NDUFB10，那么这些人体卵巢细胞就会变得衰老而且类似于年老的非人类灵长类动物卵巢细胞。
这些结果提示着IDH1和NDUFB10在保护人类和非人灵长类卵巢细胞在衰老过程中免受衰细胞应激的影响中起着关键作用。这两个基因代表有希望的生物标志物或治疗靶标，用于诊断和治疗与年龄有关的卵巢衰退。（生物谷 Bioon.com）
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