6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6月份即将结束，在即将过去的6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：Nature

【1】Nature：中国科学家从病人体内分离出SARS-CoV-2特异性的中和性抗体！

doi：10.1038/s41586-020-2381-y   doi：10.1038/s41586-020-2380-z

由SARS-CoV-2引起的2019冠状病毒病(COVID-19)在全球暴发，是目前的全球卫生紧急事件，急需治疗性药物以及预防性疫苗缓解疫情。抗体是治疗COVID-19的有效药物之一，目前已有不少临床试验正在使用恢复的病人的血清进行治疗，但是这种方法难以批量生产，同时病人血清中的抗体数量繁多，特异性不确定，因此效果如何未可知。所以从这些康复的病人体内找出SARS-CoV-2特异性的中和性抗体对于下一步的治疗性抗体的开发和批量生产至关重要。5月26日，Nature杂志同时上线了两篇中国科学家完成的最新研究，分别从病人体内分离出了SARS-CoV-2特异性的高活性中和性抗体。其中一项研究题为"A human neutralizing antibody targets the receptor binding site of SARS-CoV-2"，由中国科学院微生物研究所的严景华团队、高福团队、王奇慧团队与中科院武汉病毒所、国家疾病预防控制中心病毒病研究所、北京地坛医院等机构合作完成。在该研究中，研究人员报告了从一名恢复期COVID-19患者中分离出2种特异性人类单克隆抗体(MAbs)：CA1和CB6。研究人员发现CA1和CB6在体外对SARS-CoV-2表现出了强大的SARS-CoV-2特异性的中和活性。此外，在预防和治疗环境中，CB6都能抑制恒河猴的SARS-CoV-2感染。进一步的结构研究表明，CB6可以识别与SARS-CoV-2受体结合域(RBD)中的血管紧张素转换酶2 (ACE2)结合位点重叠的表位，从而通过空间位阻和直接的界面-残基竞争作用干扰病毒/受体的相互作用。这些研究结果表明，CB6值得进一步的临床研究和转化。

另一项研究题为"Human neutralizing antibodies elicited by SARS-CoV-2 infection"，由清华大学医学院张林琦团队和国家感染性疾病临床医学研究中心张政团队及清华大学生命科学学院和结构生物学高精尖创新中心王新泉团队合作完成。SARS-CoV-2进入靶细胞依赖于病毒刺突蛋白的受体结合域(RBD)和ACE2细胞受体之间的结合。在这项研究中，研究人员报告了从8例SARS-CoV-2感染者的单个B细胞中分离并鉴定206个RBD特异性单克隆抗体。研究人员鉴定了具有有效的抗SARS-CoV-2中和活性的抗体，这些抗体与ACE2结合RBD的竞争能力相关。

【2】Nature：肠道微生物组或会影响肌萎缩侧索硬化症患者的预后

doi：10.1038/s41586-020-2288-7

近日，一项刊登在国际杂志Nature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在神经退行性疾病肌萎缩性侧所硬化症（ALS）中识别出了一种新型的肠-脑连接，通过对常见ALS基因突变的小鼠进行研究，研究者发现，利用抗生素或粪便移植的方式来改变肠道微生物组或能抑制会改善机体的疾病症状。

相关研究结果或能帮助解释为何某些个体会携带诱发ALS的突变，同时基于微生物组研究人员或许也能开发出一种可能性的治疗性手段。研究者Kevin Eggan表示，本文研究中我们重点对ALS患者机体中最常见的突变基因进行研究，结果发现，相同的小鼠模型（相同的遗传特性）在不同的实验设施条件下或许会表现出显著不同的健康结果；随后研究者追踪了这些小鼠机体中不同肠道菌群的不同结局，他们假设，为何携带突变的某些个体会患上ALS，而其他个体则不会？

【3】Nature：重磅！科学家成功绘制出17，795个已测序人类基因组的结构突变！

doi：10.1038/s41586-020-2371-0

近日，一篇发表在国际杂志Nature上的研究报告中，来自美国、芬兰等国家的科学家们通过研究成果绘制出了17，795个测序的人类基因组中的结构变异，文章中，研究人员深入解析了这些结构变异的意义以及他们发现的其它研究结果。

正如研究人员指出的那样，科学家们对大量人群进行全基因组测序的主要目的之一就是了解更多关于遗传突变的信息，诸如此类变异可能是致病的、良性的或意义不明确的；基因组变异分为小型的插入-删除、单核苷酸突变或结构变异，随后研究者表示，目前虽结构变异的研究远远落后于其它研究，主要是由于研究人员缺乏专门用于进行相关研究的工具和资源。

【4】Nature：重磅！科学家利用人类胚胎干细胞成功开发出人类胚胎样模型！

doi：10.1038/s41586-020-2383-9

近日，一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中，来自剑桥大学等机构的科学家们通过研究利用胚胎干细胞开发出了一种新型模型来研究人类的早期发育阶段。这种模型类似于18-21天大小的胚胎的一些关键元素，其能帮助研究人员观察到人类机体形成的潜在过程，这是以前从未直接观察到的，而理解这些过程则能够帮助研究人员揭示人类出生的缺陷和疾病发生的原因，同时就能在孕妇群体中开展相关的检测。

这种计划或机体蓝图是通过一种名为“原肠胚形成”的过程开始的，在原肠胚形成过程中，胚胎会形成三层不同的细胞，这些细胞随后会转化成为机体的主要系统，即外胚层会形成神经系统，中胚层能形成肌肉，而内胚层则能够形成肠道。原肠胚阶段通常被称为人类发育的“黑箱期”（black box），因为法律限制禁止在第14天之后在实验室培养人类胚胎，而这一过程是从第14天开始的，这个限制设定在胚胎不能形成双胞胎的阶段。

很多出生缺陷都源于黑箱期，其原因包括酒精、药物、化学药品和感染等，深入理解人类原肠胚期间的分子事件也能够帮助解决很多医学问题，包括不孕症、流产和遗传性疾病等。研究者Alfonso Martinez-Arias教授说道，我们所开发的模型能够产生一部分人类蓝图，这项研究中，我们所开发的模型能利用人类胚胎干细胞来产生一种名为“类原肠胚”（gastruloids）的一种细胞三维组装模块，随后其能够分化为三层，其组织方式类似于早期人类机体计划那样。

【5】Nature：揭示中性粒细胞胞外诱捕网中的DNA通过特殊蛋白分子促进癌症转移的新型分子机制

doi：10.1038/s41586-020-2394-6

近日，一项刊登在国际杂志Nature上题为“DNA of neutrophil extracellular traps promotes cancer metastasis via CCDC25”的研究报告中，来自中国中山大学等机构的科学家们通过研究揭示了中性粒细胞胞外诱捕网（NETs，neutrophil extracellular traps）中的DNA如何通过CCDC25蛋白分子来促进癌症转移。

中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）由包裹着颗粒蛋白的染色质DNA细丝结构所组成，其能被中性粒细胞所释放来诱捕微生物；最近有研究表明，诱捕网中的DNA（NET-DNA）与小鼠模型机体中癌症转移直接相关，然而，目前研究人员并不清楚NET-DNA在患者机体癌症转移过程中所扮演的功能性角色及临床意义。

这项研究中，研究人员通过研究发现，NETs在乳腺癌和结肠癌患者机体的肝脏转移组分中水平较高，而患者血清中的NETs则能够帮助预测早期乳腺癌华智能和肝脏转移的发生状况， NET-DNA或许能扮演一种趋化因子来吸引癌细胞，而并不是仅仅扮演一种诱捕的角色；在多种模型中，研究者发现，肝脏或肺脏中的NETs往往能够吸引癌细胞来形成远端癌症转移。

图片来源：Nature

【6】Nature：肿瘤代谢产物阻碍DNA修复！原因在于局部染色体信号扰乱！

doi：10.1038/s41586-020-2363-0

19世纪末，在光镜下检测到的染色体异常揭示了一种大规模的基因组不稳定性，导致某些类型癌症的染色体数目异常。不久之后，生物化学家Otto Warburg观察到，肿瘤细胞倾向于使用与正常细胞不同的葡萄糖和能量代谢途径。我们现在知道，基因组不稳定和代谢改变是大多数肿瘤细胞的两个共同特征。基因组不稳定性自发现以来一直被研究；代谢改变直到最近才作为一个研究领域重新被发现。但是到目前为止，这两个过程在癌症治疗中的相互作用还没有被报道。6月4日，Sulkowski等人在《自然》（Nature）杂志上发表文章，揭示了几种在肿瘤细胞中积累到高水平的代谢物如何抑制DNA修复，从而揭示了代谢改变与DNA损伤引起的基因组不稳定之间的直接联系。

针对编码异柠檬酸脱氢酶1和2 (IDH1和IDH2)的基因的突变导致细胞积累高水平的代谢物2-羟基戊二酸盐(2-HG)。编码延胡索酸水化酶和琥珀酸脱氢酶的基因发生突变，导致细胞分别积累了高水平的延胡索酸和琥珀酸分子。这三种小分子通常被称为肿瘤代谢物，因为他们的积累促进肿瘤发展，它们在结构上类似于分子α-酮戊二酸(α-KG)。这是克雷布斯循环通路中的一个中间产物，也作为一个组件，称为共同底物，是一类叫做α-KG/Fe(II)依赖双加氧酶形式功能必须的物质。

【7】Nature：11个欧洲国家阻止SARS-CoV-2传播的封锁措施避免了300多万人死亡

doi：10.1038/s41586-020-2405-7

根据一项新的模型研究，随着大多数国家都在采取严格措施阻止新冠病毒（SARS-CoV-2）的传播，封锁防止了11个欧洲国家大约310万人的死亡。相关研究结果于2020年6月8日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Estimating the effects of non-pharmaceutical interventions on COVID-19 in Europe”。

正在就这种冠状病毒向英国政府提供建议的英国帝国理工学院科学家们发现，诸如禁止外出等限制措施对控制疫情起到了作用。通过使用欧洲疾病控制中心提供的截至5月4日11个欧洲国家的死亡数据，他们发现将在这些国家观察到的死亡人数与他们的模型所预测的在没有实施限制措施时的死亡人数进行了比较。他们估计，这些政策避免了大约310万人的死亡。这些研究人员还计算出，这些干预措施导致了再生数（reproduction number）---一个感染者可以感染的人数---平均下降了82%，降至1.0以下。

【8】Nature重大进展！瑞德西韦对感染SARS-CoV-2的恒河猴有效！

doi：10.1038/s41586-020-2423-5

COVID-19持续肆掠全球，目前急需有效治疗COVID-19的药物。虽然已经提出了许多研究、批准和重新使用的药物，但动物模型的临床前数据可以排除没有体内疗效的治疗，从而指导寻找有效的治疗方法。

瑞德西韦（Remdesivir， GS-5734)是一种核苷酸模拟前药，具有广泛的抗病毒活性，目前正在COVID-19临床试验中进行研究，最近获得了美国食品和药物管理局的紧急使用授权。在动物模型中，瑞德西韦治疗对MERS-CoV和SARS-CoV感染是有效的。在体外实验中，瑞德西韦抑制了SARS-CoV-2的复制。

【9】Nature：揭示CDK抑制剂CR8作为分子胶水降解剂杀死癌细胞

doi：10.1038/s41586-020-2374-x

在过去的几年里，人们对一类很有前途的药物产生了极大的兴趣，这类药物并不像大多数传统药物那样通过抑制分子靶标的作用来发挥作用，而是利用细胞回收系统来破坏靶标。然而，人们很难找到和设计这类不寻常的称为分子胶水降解剂（molecular glue degrader）的化合物药物。

如今，在美国布罗德研究所和瑞士巴塞尔弗里德里希-米歇尔生物医学研究所的科学家们的领导下，一个研究小组发现了一种称为CR8的的新型分子胶水降解剂。通过剖析CR8的分子作用机制的细节，这些研究人员展示了如何可能构建更多的这些独特的化合物作为各种疾病的潜在治疗方法。相关研究结果近期发表在Nature期刊上。大多数药物使用锁-钥（lock-and-key）机制来靶向蛋白（通常是酶），通过直接在靶蛋白中的独特沟槽内结合来阻止它们的活性。然而，许多其他种类的蛋白质，如转录因子，缺乏这样的结合位点，这就阻碍了针对这些传统上“无药可靶向的（undruggable）”靶标设计药物的努力。

【10】Nature重大发现！肥胖与肠道菌群紊乱有关，他汀类药物可以增强肠道菌群多样性！

doi：10.1038/s41586-020-2269-x

2012年，由来自6个欧洲国家的14个具有多学科专业知识的研究小组组成的欧盟MetaCardis联盟(European Union MetaCardis consortium)着手调查肠道微生物群在心脏代谢疾病发展中的潜在作用。该项目由法国INSERM的Karine Clement教授协调，研究了2000多名欧洲人的健康状态阶段的心脏代谢疾病(肥胖、糖尿病和心血管疾病)的表型。

近日，由Jeroen Raes (VIB-KU Leuven)和Clement教授(INSERM)领导的研究团队与Metacardis协会一起，在权威杂志Nature上发表了他们的第一个发现，确定常见的降胆固醇药物他汀类药物是一种潜在的微生物调节治疗药物。文章中，研究人员Metacardis队列群中对肠道细菌进行了研究，该队列群由来自三个国家(法国、丹麦和德国)的近900人组成，体重指数在18到73 kg/m2之间。虽然肥胖个体的肠道菌群此前已被证明与瘦的人不同，但Raes实验室在定量微生物组分析方面的独特经验，让研究人员对与肥胖相关的微生物群改变有了全新的认识。（生物谷Bioon.com）

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