10月 Nature杂志重磅级亮点研究成果解读！

时光总是转瞬即逝，转眼间10月份即将结束，在即将过去的这个月里，Nature杂志又有哪些亮点研究值得一读呢？小编对相关研究成果进行了筛选整理，分享给大家！

【1】Nature：果蝇脑袋里的“记忆开关”—先踩刹车让路再挂挡锁方向，一道抑制闸门搞定工作记忆

doi：10.1038/s41586-026-11144-9

工作记忆是人类思考的草稿纸，记住刚看到的手机验证码、在心里默算一顿饭钱、听完一句话后理解它的意思，都依赖这套临时存储系统，但这张草稿纸不能一直摊着，大脑每天接收海量信息，如果每串数字、每个方向都牢牢记住，能量很快就会被烧光。所以工作记忆必须同时满足两个看似矛盾的要求：信息进来时要稳得住，不需要时要关得掉。神经科学界长期推测，大脑靠一种叫“循环吸引子网络”的结构来实现这种稳定性—一群神经元互相连接、彼此兴奋，直到某个信号稳定下来，像回音壁一样把信息留住。但这套网络究竟怎么被快速打开和关闭，一直缺少直接的实验证据。纽约大学朗格尼健康中心的一项果蝇研究把这个问题拆到了具体的神经元和突触层面。

果蝇大脑只有不到20万个神经元，人类有数百亿，但果蝇的神经元连接图谱已经被完整绘制，每一种神经元怎么连、连到哪，都有据可查。这种“全图可见”的优势，让研究人员可以直接观察特定神经环路如何产生行为。

循环连接的hΔK与PFG神经元对气味和目标导向行为表现出相似的编码

这篇发表在国际杂志Nature上题为“A split attractor design for rapidly writing a navigational goal”的研究报告聚焦于果蝇导航中枢里两个循环连接的神经元群体：h∆K和PFG。它们形成一个环形结构，表现出共享的持续性“凸包活动”。简单说，就是一群神经元一起保持一种稳定的放电状态。这种活动在果蝇闻到气味时启动，在它完成一段目标导向的奔跑后终止。研究人员用全细胞记录发现，h？K的持续性依赖循环连接，它从突触伙伴那里接收慢速的循环兴奋和快速抑制。计算模型显示，这种突触动力学能在一定范围的突触强度内产生持续的吸引子动态。

【2】一个催化酶找了30年，终于被“人肉”出来了！Nature：DHRS7就是那个失落的基因，还藏着炎症调控的双重开关

doi：10.1038/s41586-026-11121-2

炎症是人体对抗损伤、病原体入侵的重要防御武器，但这套防御体系自带天然短板，很容易发生过度激活，造成 “敌我不分” 的自身组织损伤。以炎症性肠病为代表的黏膜炎症疾病，全球患病人数已经突破 500 万，并且在发展中国家发病率仍在持续走高；哮喘影响全球大约 2.6 亿人口，每年造成超 40 万人死亡。这类疾病的共同底层特征，就是免疫系统在没有明确外来病原体入侵的情况下依旧过度活化，炎症的启动和终止调控机制彻底失衡。

三十多年来科学界已经知道，有一种脂质信号分子可以招募白细胞奔赴损伤位置，但负责合成该分子的关键编码基因始终悬而未决，限制了人们对炎症平衡调控的深入理解。

发表于Nature的重磅研究，来自纪念斯隆？凯特琳癌症中心的科研团队终于破解了这个尘封三十余年的科学谜题。研究结果刷新了既往认知，这条脂质信号通路并非只有召唤免疫细胞的单一功能，它是一套双向调控系统，在拉响损伤警报召集免疫细胞的同时，还会为周围健康上皮细胞建立保护屏障，抵御炎症带来的附带损伤。

【3】肺，不只是一块被动挨打的“海绵”！Nature：斯坦福团队造出带原生免疫系统的肺类器官，直接证明局部免疫足以抗病毒

doi：10.1038/s41586-026-11114-1

呼吸系统传染病每年夺走全球数百万人的生命，仅流感一项，世界卫生组织就估计每年会造成 300？500 万重症病例，约 29 万？65 万人死亡；新冠大流行更是让全社会深刻意识到，肺部黏膜免疫防线一旦失守，会带来极为严重的公共卫生后果。

但长期以来，研究人类肺部局部驻留免疫一直存在难以突破的实验瓶颈，传统动物模型、单纯上皮类器官、二维细胞培养，很难完整复刻人体远端肺的上皮组织结构，同时保留组织原生的驻留免疫细胞，学界对于肺部组织驻留记忆 T 细胞（TRM）的生物学特性一直存在重大争议，这类细胞究竟只是短暂经过肺部的过客，还是可以长期定植、在不依赖淋巴结的条件下独立完成抗病毒记忆应答，始终缺少直接的人体实验证据。

斯坦福大学医学院发表在Nature上的研究，搭建出一套“自带原生免疫系统”的三维人肺气液界面类器官平台，给出了迄今为止最贴近真实人类肺部生理状态的实验答案。该研究的核心技术突破，并非依靠干细胞重新诱导构建肺组织，而是直接取自 220 余名受试者的完整远端肺组织碎片，将其放置在模拟人体肺部气体交换环境的三维气？液界面（ALI）培养体系中进行体外培育。

【4】Nature：揭秘特殊转运RNA的沉默如何让前列腺癌“改头换面”？

doi：10.1038/s41586-026-11153-8

前列腺癌是男性最常见的恶性肿瘤之一，在欧美国家，其发病率长期位居男性癌症首位，在中国，随着人口老龄化和饮食结构变化，前列腺癌的发病率也在逐年攀升。对早期和局部进展期患者来说，雄激素受体是肿瘤生长的核心驱动力，也是内分泌治疗的主要靶点；但问题在于，相当一部分患者会在治疗过程中逐渐“脱敏”，肿瘤不再依赖雄激素受体，转而进入一种更具侵袭性的状态—神经内分泌前列腺癌。一旦走到这一步，患者对现有疗法反应很差，转移加速，生存期明显缩短。几十年来，科学家们一直在追问：这种身份转换究竟是怎么发生的？

近日，一篇发表在国际杂志Nature上题为“tRNA dosage regulates lineage dependency and resistance in prostate cancer”的研究报告中，来自Fred Hutch癌症研究中心等机构的科学家们通过研究，首次把一个长期被当作“配角”的分子推到了舞台中央—一种名为tRNA1Arg(UCU)的转运RNA。文章中，研究人员发现，这种单一tRNA的水平高低竟能决定前列腺癌细胞是继续依赖雄激素受体、保持对治疗敏感，还是转向更激进的耐药状态。

要理解这项发现的分量，得先回到生物学的基本流程。DNA上的遗传信息先被转录成mRNA，再由tRNA把mRNA上的密码子“翻译”成氨基酸，最终拼装成蛋白质。长期以来，tRNA被认为只是细胞里勤勤恳恳的“搬运工”，在疾病中最多算个旁观者。但这篇研究打破了这种刻板印象，研究人员对前列腺癌样本进行了无偏倚的小RNA测序，发现tRNA1Arg(UCU)在雄激素受体依赖型前列腺癌细胞中含量很高，而在去分化、耐药、侵袭性强的肿瘤中则明显下调。更关键的是，当研究人员把这种tRNA重新递送到耐药肿瘤中时，肿瘤竟然“回头”了—重新表现出对雄激素受体靶向治疗的敏感性。

【5】Nature：富含糖类的食物或会加重抗生素引起的肠道紊乱！

doi：10.1038/s41586-026-11077-3

抗生素是现代医学的支柱，但其对肠道微生物群的冲击同样不容忽视。一个疗程的广谱抗生素下去，肠道菌群的多样性往往骤降，原本被压制住的潜在致病菌趁机扩张，其中最常见的就是肠球菌。这种菌在健康人肠道里只是安分守己的少数派，一旦菌群失衡，它就能迅速坐大，甚至演变为耐药感染。临床上，抗生素相关菌群紊乱与艰难梭菌感染、血流感染、移植物抗宿主病等不良结局密切相关。问题在于，除了抗生素本身，还有什么因素在推波助澜？

饮食是塑造肠道菌群最日常的力量，长期来看，膳食结构决定了菌群的底色；但在急性扰动期，比如重症感染、大剂量化疗或造血干细胞移植期间，饮食究竟扮演什么角色，此前几乎没有被精确量化过。原因不难理解：在这些极端临床场景下，患者进食量波动大、食物种类受限，能坚持逐餐记录并同步采集粪便样本的研究极其罕见。正因如此，饮食与抗生素在菌群紊乱中的交互作用，长期停留在推测层面。

高分辨率营养摄入数据及纵向菌群组成

近日，一篇发表在国际杂志Nature上题为“Sugar-rich foods exacerbate antibiotic-induced microbiome disruption”的研究报告中，来自纪念斯隆凯特琳癌症研究中心等机构的研究人员用一组近乎“偏执”的精细数据填补了这一空白。研究人员在2017至2022年间，追踪了173名因血液肿瘤接受异基因造血干细胞移植的住院患者，逐餐记录了他们在住院期间吃下的全部食物，共计9419餐。每一餐按照标准化编码归类，按脱水重量计算宏量营养素和食物组，再与同期采集的1009份粪便样本的16S rRNA测序结果逐一对应。换句话说，研究人员不仅知道患者吃了什么，还知道吃下这顿饭之后两天内肠道里发生了什么变化。

【6】Nature：新发现！“免疫雾”或可提前数年预示肺癌发生风险

doi：10.1038/s41586-026-11066-6

肺癌是全球癌症死亡的头号原因，而非小细胞肺癌（NSCLC）占了其中的绝大多数，晚期NSCLC极少能治愈，五年生存率长期在低位徘徊，这就迫使研究人员把目光不断前移，能不能在肿瘤还没长成之前就动手？越来越多的研究证据表明，抗肿瘤的T细胞反应并非缺席，而是在早期癌变过程中被逐步“带偏”了；换句话说，免疫系统不是没看见敌人，而是被人按住了手。问题在于，这只手是谁的，什么时候按下的，又能不能松开。

近日，发表在国际杂志Nature上题为“A preinvasive regulatory T cell axis for lung cancer interception”的研究报告中，来自英国伦敦大学学院等机构的科学家们通过研究对肺癌发生前的免疫变化做了一次系统追踪，他们的研究对象很特殊：一批通过自体荧光支气管镜和CT影像长期随访的癌前肺病变患者。文章中，研究人员对这些患者进行了多组学、跨组织的免疫图谱分析，同时在小鼠模型中用致癌物驱动肺肿瘤发生，观察平行过程。

这项研究的核心发现可以用一个形象的词概括——“免疫雾”。具体来说，一种名为效应性调节性T细胞（eTreg）的CD4+ T细胞亚群，在高级别癌前气道病变中大量聚集。这些细胞表达一种叫BATF的转录因子，并且与血液循环中的eTreg细胞存在克隆相关性—也就是说，它们不是各自为战，而是同一批细胞在血液和气道之间形成了协调的网络；更关键的是，随着癌前病变进展，循环中的eTreg细胞逐步升高，这意味着通过外周血就能追踪肺肿瘤的发生过程。在CT筛查中发现的早期NSCLC患者里，这种克隆协调的eTreg细胞回路的出现，定义了快速进展的病例。

【7】Nature：183对手术样本揭示，IDH胶质瘤复发不是随机而是各有各的“进化剧本”

doi：10.1038/s41586-026-11150-x

在脑肿瘤患者的家族里，IDH突变型胶质瘤是个特殊的存在。它由异柠檬酸脱氢酶（IDH）基因突变定义，主要袭击30到40岁的中青年，包括星形细胞瘤和少突胶质细胞瘤两种亚型。这类肿瘤的生长相对缓慢，患者确诊后往往能存活多年，但几乎无一例外会复发，并最终对治疗失去响应。2024年，美国FDA批准了IDH抑制剂vorasidenib用于部分患者，被视为该领域的一大突破，但一个根本问题始终悬而未决：当肿瘤在放化疗后卷土重来，它的基因组究竟发生了什么变化？为什么有些复发来得更凶险？此前的研究多停留在单次活检的横截面上，缺乏对同一患者肿瘤前后配对的纵向追踪。

近日，刊登在国际杂志Nature上题为“Divergent genomic evolution in astrocytomas and oligodendrogliomas”的一项国际研究用183名患者的配对样本把这两种胶质瘤复发时的“进化路线图”分别画了出来。这项工作依托国际胶质瘤纵向分析（GLASS）联盟，样本来自北美、欧洲、亚洲、澳大利亚和南美的500多台手术。研究人员对183名IDH突变型胶质瘤患者的肿瘤标本进行了全基因组和全外显子测序，这些标本分别采集于初次手术和复发之后，使得研究者能够直接比对同一肿瘤在不同时间点的基因变化。Frederick Varn教授坦言，IDH突变型胶质瘤本身较为罕见，正是靠这种国际合作，才凑够了足够的样本量来刻画每种亚型最常见的复发路径。

胶质瘤纵向分析（GLASS）：一份关于IDH突变型胶质瘤演化的综合性全球数据集

研究人员首先验证了已知的肿瘤进展标志，包括超突变及CDKN2A或CDKN2B（合称CDKN2A/B）的纯合缺失。在此基础上，研究揭示了两种亚型在演化轨迹上的根本分歧。在复发的少突胶质细胞瘤中，研究者发现PI3K和NOTCH1基因的新发突变，且这一现象与患者接受过何种治疗无关。这类肿瘤的突变负荷随之升高，走的是“点突变累积”的路线—一个个基因位点发生改变，逐步推动肿瘤生长。这种变化模式相对集中，像是在原有基因组的基础上不断微调。

【8】Nature：科学家揭秘自闭症基因谜题里被忽略的“微缩密码”

doi：10.1038/s41586-026-11119-w

自闭症谱系障碍（ASD）的遗传学，一直是个令人头疼的拼图。目前已知与自闭症相关的基因组变异多达数百个，但所有这些变异加起来，也只能为大约15%的自闭症个体提供明确的遗传诊断。换句话说，剩下85%的人，他们的基因检测报告上写着“未发现明确致病变异”，而真正的原因仍沉在水下。长期以来，研究者的目光大多集中在基因的编码区和已知的调控元件上，那些基因组中功能尚不明确的区域，往往被当作“暗物质”搁置一旁。但恰恰是这些被忽略的角落，可能藏着丢失的拼图块。

近日，发表在Nature杂志上题为“ A microexon regulatory code reveals autism-linked genetic variation”的一篇研究报告中，来自来自多伦多大学等机构的科学家把镜头对准了一类极短的外显子—微外显子（microexon）以及它们周围那些此前无人细看的DNA序列，研究人员用人工智能从中打捞出大量与自闭症相关的新线索。

要理解这项研究，先得知道微外显子是什么。在基因表达过程中，一段前体信使RNA需要通过“可变剪接”把不同的片段拼接起来，才能生成最终用于制造蛋白质的模板。微外显子就是其中一类特别短小的片段，长度只有3到27个DNA字母。它们虽小，却被高度保守地保留在脊椎动物的演化历程中，并且富集于神经系统中发挥关键作用的基因里。此前的多项研究已经发现，自闭症患者大脑中微外显子的剪接常常出现异常；而缺乏微外显子剪接能力的小鼠，会表现出多种类似自闭症的行为。微外显子与自闭症的关联，并非新鲜事，但它的完整清单从未被系统地摸清，遗传变异对它的影响也一直缺乏全基因组层面的考察。

【9】Nature：科学家揭秘自闭症基因谜题里被忽略的“微缩密码”

doi：10.1038/s41586-026-11119-w

自闭症谱系障碍（ASD）的遗传学，一直是个令人头疼的拼图。目前已知与自闭症相关的基因组变异多达数百个，但所有这些变异加起来，也只能为大约15%的自闭症个体提供明确的遗传诊断。换句话说，剩下85%的人，他们的基因检测报告上写着“未发现明确致病变异”，而真正的原因仍沉在水下。长期以来，研究者的目光大多集中在基因的编码区和已知的调控元件上，那些基因组中功能尚不明确的区域，往往被当作“暗物质”搁置一旁。但恰恰是这些被忽略的角落，可能藏着丢失的拼图块。

近日，发表在Nature杂志上题为“ A microexon regulatory code reveals autism-linked genetic variation”的一篇研究报告中，来自来自多伦多大学等机构的科学家把镜头对准了一类极短的外显子—微外显子（microexon）以及它们周围那些此前无人细看的DNA序列，研究人员用人工智能从中打捞出大量与自闭症相关的新线索。

神经元微外显子的扩展图谱

要理解这项研究，先得知道微外显子是什么。在基因表达过程中，一段前体信使RNA需要通过“可变剪接”把不同的片段拼接起来，才能生成最终用于制造蛋白质的模板。微外显子就是其中一类特别短小的片段，长度只有3到27个DNA字母。它们虽小，却被高度保守地保留在脊椎动物的演化历程中，并且富集于神经系统中发挥关键作用的基因里。此前的多项研究已经发现，自闭症患者大脑中微外显子的剪接常常出现异常；而缺乏微外显子剪接能力的小鼠，会表现出多种类似自闭症的行为。微外显子与自闭症的关联，并非新鲜事，但它的完整清单从未被系统地摸清，遗传变异对它的影响也一直缺乏全基因组层面的考察。

【10】Nature：运动皮层如何主动发起学会的动作？答案藏在20个早启动神经元里

doi：10.1038/s41586-026-11174-3

学习一项新的运动技能，从弹钢琴到打乒乓球，大脑究竟发生了什么？神经科学领域早有观察：当我们掌握某个特定动作时，初级运动皮层（M1）第2/3层（L2/3）的神经元群会呈现出一套可重复的时空活动模式。这套模式就像一段被反复排练的乐谱，每次执行动作时都会被"演奏"一遍。但一个根本性的争论持续至今：这段"乐谱"究竟是运动皮层自己写出来的，还是仅仅被动反映了大脑其他区域发出的指令？换句话说，M1是在主动生成学会的动作，还是只是动作的旁观者？这个问题之所以关键，是因为它直接关系到未来能否通过干预运动皮层来帮助中风或瘫痪患者恢复运动。此前的研究受限于技术手段，难以在单个细胞的精度上同时"读取"和"写入"大脑活动，因果关系的证据始终不够硬。

日前，发表在国际杂志Nature上题为“Targeted stimulation of motor cortex ensembles drives learned movements”的一项研究报告中，来自来自加州大学圣迭戈分校等机构的研究人员用光学技术在小鼠身上做了一次漂亮的因果验证。文章中，研究者让小鼠执行一项需要技巧的压杆任务，同时结合了两种前沿技术：双光子钙成像用于精确"读取"神经元活动，全息光遗传学刺激用于精准"写入"活动。二者配合，使研究人员能在单个细胞的精度上观察并操控大脑。他们特别关注一类"早启动神经元"—这些细胞在动物自主运动开始之前就已经活跃起来，时间上像是动作的发起者而非跟随者。

实验结果干脆利落：短暂同步刺激约20个早启动神经元，就能诱发与学会动作相似的运动，同时在其他M1神经元中产生与学习时相似的活动模式。考虑到小鼠大脑约有7000万个神经元，用区区20个细胞撬动整套大规模活动和行为，这个比例着实令人意外。更妙的是，刺激所触发群体活动的逐次差异，与诱发运动的逐次差异相关，而这种差异可以被刺激前M1的初始状态所预测。换言之，运动皮层当时"准备"得如何，决定了这一脚油门踩下去能跑多远。

【11】不是所有脂肪都坏！Nature：棕色脂肪活性越高，心血管代谢越健康，腋窝部位效果最突出

doi：10.1038/s41586-026-11162-7

肥胖及其带来的各类并发症已经成为全球公共卫生沉重负担，2022 年全球成年人超重人数突破 25 亿，其中约 8.9 亿达到肥胖标准。在人体能量代谢体系中，脂肪组织并不是功能完全一致的整体。我们熟悉的白色脂肪组织主要负责储存多余能量，是身体的“能量囤积仓库”；而棕色脂肪组织（BAT）功能完全相反，它如同身体内置的小型锅炉，消耗能量、分解营养物质用来产生热量维持体温。

过去已有临床观察发现，体内可检测到棕色脂肪的人群，心血管代谢疾病的患病风险更低。但棕色脂肪究竟和全身多少类疾病存在关联，不同解剖位置的棕色脂肪活性是否会带来不一样的健康影响，一直缺少大规模、无偏向的人群证据，同时也缺少可以高效量化人体棕色脂肪活性的技术手段。

棕色脂肪组织（BAT）与临床诊断的关联

发表于Nature的这项重磅研究，来自洛克菲勒大学的科研团队，依托大数据与人工智能技术，补齐了这块关键的研究拼图。研究调用一家大型癌症中心共计 101243 名受试者的 ¹⁸F‑FDG‑PET/CT 影像档案，这类影像原本多用于肿瘤筛查与随访，却意外成为研究人体棕色脂肪的宝贵大样本资源。相比该团队 2021 年约 5 万人的前期工作，本次研究不再局限于心血管代谢相关疾病，对超过 500 种国际疾病分类编码开展无偏向的系统性分析。

大规模队列分析得到十分有启发性的结果，在全部疾病诊断类别当中，心血管疾病、精神心理疾病在存在可检测棕色脂肪的人群中患病率显著更低，其中棕色脂肪与焦虑、抑郁等精神类疾病的关联，属于这项研究新发现。仅仅区分“有没有棕色脂肪”远远不足以完整解读它的健康效应；人体内棕色脂肪分布在六个解剖位点：颈部、锁骨上、腋窝、纵隔、椎旁以及腹腔，不同部位的棕色脂肪，健康效应并不完全相同。

【12】不用吃药，肠道细菌自己会造“他汀”？Nature：单形拟杆菌分泌的十五烷酸，靶向和他汀同一个酶，小鼠动脉斑块减少约50%

doi：10.1038/s41586-026-11142-x

心脑血管疾病常年居于全球死亡原因首位，世界卫生组织统计数据显示，每年约有 1790 万人死于心血管疾病，动脉粥样硬化是这一类疾病最核心的病理推手。动脉粥样硬化本质是脂质不断沉积在血管壁，形成斑块逐步堵塞血管，最终诱发心肌梗死、脑卒中。目前他汀类药物是降低低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C，俗称坏胆固醇）的一线主力，但并非所有患者都能获得理想疗效，还有一部分人群会受副作用限制，无法长期坚持用药。

过去二十年大量流行病学研究提示，肠道菌群紊乱和糖尿病、肥胖、心血管代谢疾病存在很强的关联，但肠道微生物究竟依靠哪些分子、通过怎样的链条，远距离影响心脏和血管健康，一直缺少完整、确凿的因果实验证据。发表于Nature的这项研究，由中山大学、深圳湾实验室合作团队完成，为这条 “肠道？肝脏？血管” 的作用链条补上了关键实验证据。研究人员首先对比动脉粥样硬化心血管病患者与健康人群的肠道宏基因组数据，结合机器学习筛选，识别出多个在健康人群中丰度更高的肠道菌种，其中单形拟杆菌（Bacteroides uniformis）表现尤为突出。但队列分析只能看到相关性，无法分清因果：究竟是这种细菌能够保护血管，还是身体健康的人肠道里恰好富集这类细菌？

为厘清这一问题，科研人员选择遗传易感动脉粥样硬化、喂食高脂饮食的Apoe⁻/⁻雄性小开展动物干预实验，给实验组小鼠灌胃活的单形拟杆菌，持续 12 周。实验结果显示，接受活菌处理的小鼠主动脉斑块负担明显下降，血浆低密度脂蛋白胆固醇水平显著降低；而高温灭活后的同株细菌，无法产生这类保护效果。这就说明，发挥保护作用的并不是细菌菌体结构本身，而是活菌在代谢过程中向外分泌的活性小分子物质。（生物谷Bioon.com）

更多精彩阅读：

9月 Nature杂志重磅级亮点研究成果解读！