2026年1月Science期刊精华

2026年1月份即将结束，1月份Science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.Science：开启肥胖炎症的分子开关指向新的治疗靶点

DOI: 10.1126/science.adq9006

全球近9亿成年人（约八分之一）患有肥胖症（定义为身体质量指数至少为30）。不受控的低度炎症是肥胖的一个标志，导致了许多慢性疾病。由德克萨斯大学西南医学中心研究人员领导的团队揭示了一条将肥胖与全身性炎症联系起来的分子通路，为长期以来关于肥胖为何增加2型糖尿病、心血管疾病、脂肪肝疾病和某些癌症风险的问题提供了关键见解。这项发表在《科学》杂志上的研究，确定了一个触发这种炎症的分子"开关"，并指出了潜在的新治疗靶点。

"长期以来人们都知道肥胖会导致不受控的炎症，但没有人知道其背后的机制。我们的研究为这种炎症为何发生以及我们如何可能阻止它提供了新的见解，"德克萨斯大学西南医学中心免疫学助理教授Zhenyu Zhong博士说。Zhong博士与其实验室前博士后研究员Danhui Liu博士共同领导了这项研究。

Zhong博士及其同事比较了从瘦削和肥胖的人类志愿者以及喂食正常饮食和高脂肪饮食的小鼠体内分离出的巨噬细胞。在来自肥胖患者的巨噬细胞和喂食高脂肪饮食的小鼠巨噬细胞中，NLRP3都表现出过度活化。

研究人员还观察到一个令人惊讶的现象：在这两组细胞中，线粒体（作为细胞内动力发生器并拥有自身遗传物质的细胞器）中存在异常大量的DNA。

这些额外的线粒体DNA（mtDNA）大部分被氧化，这是细胞在压力下常常产生的一种受损形式。当研究人员使用一种化学物质阻止氧化的线粒体DNA附着到NLRP3炎症小体上时，其过度活化就停止了。

2.米色脂肪是控制血压的“天然开关”！Science：缺失会激活 QSOX1 酶，引发血管纤维化与高血压

DOI: 10.1126/science.ady8644

肥胖导致高血压，高血压诱发心血管疾病，而心血管疾病是全球首要死亡原因。尽管脂肪与高血压的关联是这一致命链条的核心，但背后的生物学机制长期悬而未决——脂肪究竟如何影响血管功能和血压调控？

如今，发表在《科学》杂志上的一项研究给出了明确答案：产热米色脂肪（一种能燃烧能量而非储存卡路里的脂肪组织）是血压调控的关键 “调节器”，其缺失会通过激活一种名为 QSOX1 的酶，引发血管重塑和高血压，而靶向这一酶就能恢复血管健康。

“我们很早就知道肥胖会增加高血压风险，但从未完全厘清其生物学原理，” 韦斯理・R・詹韦分子代谢实验室主任保罗・科恩表示，“现在我们发现，影响血压的不只是脂肪多少，更是脂肪类型——米色脂肪的存在与否直接决定了血管的健康状态。”

产热脂肪（包括棕色脂肪和诱导型米色脂肪）早已被证实与心血管健康相关。科恩实验室此前的研究显示，拥有可检测到的棕色脂肪的人群，患高血压等心脏代谢疾病的几率显著降低。但这只是相关性证据，要证明因果关系并解析机制，还需严谨的实验室验证。

研究团队构建了一种特殊的小鼠模型：通过特异性敲除脂肪细胞中的 Prdm16 基因，选择性去除了米色脂肪特征——这种模型排除了肥胖、炎症等混杂因素，仅保留 “脂肪类型” 这一变量，模拟了健康但缺乏米色脂肪的个体状态。米色脂肪是成年人类可诱导棕色脂肪在小鼠中的对应物，其功能依赖 Prdm16 基因。

3.Science：揭示核蛋白复合物mSWI/SNF如何控制癌症及其他疾病的特殊基因调控

DOI: 10.1126/science.aeb3627

基因表达的精确性和时序性对于正常的生物学功能至关重要，当其被扰乱时，可能导致包括癌症在内的多种人类疾病。然而，那些控制基因表达的分子机器——蛋白质复合物——如何在我们细胞的细胞核内，于特定时间定位到特定基因，一直是个谜。

现在，丹娜-法伯癌症研究所的科学家发现了一个新的蛋白质结构域SWIFT，它存在于一个名为哺乳动物SWI/SNF复合物 的主要染色质重塑复合物家族中，有助于这些调控机器靶向特定基因以激活其表达。

这项发表在《科学》杂志上的发现，揭示了mSWI/SNF复合物上的SWIFT平台如何与转录因子 结合，从而在正常发育和癌症期间实现特化的细胞功能。尤其在人类癌症中，SWIFT-TF的结合维持了促进癌症的基因表达和细胞生长。值得注意的是，通过突变破坏这些相互作用会阻止癌细胞生长，这标志着这个新的SWIFT-TF平台是一个有前景的小分子药物开发靶点。

丹娜-法伯Kadoch实验室研究的一个关键基因表达调节因子是mSWI/SNF染色质重塑复合物。这个大型的多组分蛋白质机器有助于协调我们基因组变得可访问的方式，使得基因能在正确的时间被激活，反之，其他基因则被保持"关闭"状态，以避免基因表达的异常触发。

4.面部表情藏神经密码！Science：大脑用“动态+稳定”双模式编码微笑与威胁，颠覆百年认知

DOI: 10.1126/science.aea0890

当一个婴儿对你微笑时，你几乎不可能不回以微笑。这种对面部表情的自发反应，是我们理解彼此情绪和心理状态的核心社交互动过程。面部对于社交沟通的重要性不言而喻——洛克菲勒大学的 Winrich Freiwald 早已发现，人类进化出了专门识别面部的脑细胞。

过去十年，他的团队在面部感知神经科学领域屡获突破，而现在，他们将目光转向了其对应面：面部表情的产生机制。正如发表在《科学》杂志上的研究所示，Freiwald 团队首次揭示了面部运动的皮层网络及神经编码规则，推翻了流传百年的 “情感与随意运动分离编码” 假说，为社交沟通神经机制及脑机接口研发提供了全新视角。

研究团队采用创新方法：先通过功能磁共振成像（fMRI）定位猕猴产生面部表情时的激活皮层区域，精准锁定四个核心区域——外侧的初级运动皮层（M1）、腹侧运动前皮层（PMv）、内侧的扣带运动皮层（M3），以及顶叶的初级体感皮层（S1）。随后，他们通过植入微电极阵列，在猕猴产生三种典型面部动作时记录神经活动：具有社交意义的威胁表情（直视、张嘴露齿）、咂嘴（噘嘴 + 贴耳，传递顺从或合作意愿），以及非社交性的随意运动——咀嚼。为模拟自然社交场景，研究团队用动态刺激引发这些表情，包括猕猴互动、同类视频、人工虚拟形象等，同时通过无标记追踪技术捕捉面部关键点的协调运动。

核心发现彻底颠覆传统认知：所有皮层区域都会参与情感性和随意性面部动作的编码，不存在严格的功能分离。但更关键的是，每个区域都有独特的编码策略，形成 “动态-稳定” 的层级结构：外侧的 M1 和 S1 采用快速动态编码，神经活动毫秒级变化，实时调控面部运动学细节（如嘴唇开合幅度、耳朵位置），通过偏好性子空间识别（PSID）分析证实，这两个区域对运动学特征的解码准确率最高；内侧的 M3 则是稳定编码，神经状态在运动前和运动中保持一致，持续传递社交情境等抽象信息；PMv 处于中间状态，编码稳定性介于两者之间。

5.Science：新研究揭示一种罕见的基因变异如何保护一些人不患血癌

DOI: 10.1126/science.adx4174

血癌是影响血液、骨髓和淋巴系统的一系列疾病的总称。像大多数癌症一样，其病因通常是DNA中的突变，这些是随着年龄增长而累积的遗传错误。然而，有些人即使携带癌症风险突变，也更不容易患上血液癌症。

在一项发表于《科学》杂志的新研究中，研究人员发现了原因。他们鉴定出一种罕见的遗传变异，该变异通过减缓一个称为克隆造血（clonal hematopoiesis, CH）的过程，降低了包括白血病在内的几种血液癌症的风险。

当能够发育成任何类型血细胞的造血干细胞发生突变，并生长成大量相同的突变细胞时，CH就发生了。在他们的研究中，团队对超过640,000名个体进行了大规模分析。通过比较43,000名有CH突变的个体和600,000名没有的个体，他们精确找到了能抵御CH的遗传变异。

他们在染色体17q22上发现了一个非编码调控变异rs17834140-T。为了确定它如何提供保护，团队在实验室进行了多项实验，包括将该变异编辑到人类干细胞中，然后将这些细胞植入小鼠体内生长以观察其行为。

实验显示，rs17834140-T减少了一种名为MSI2的蛋白质的数量，这种蛋白质在干细胞中充当生长促进剂。在癌症中，MSI2导致突变细胞迅速增殖并占据骨髓。然而，这种保护性变异导致该蛋白质水平降低，迫使这些突变细胞生长得更慢，并降低了它们进展为白血病的机会。根据研究作者的描述，携带该变异的个体发生CH的风险降低了高达30%。

6.Science：科学家将神秘的细胞结构转化为记录RNA活动的设备

DOI: 10.1126/science.adz9353

科学家可以使用显微镜和其他工具窥视细胞，有限地了解它们的活动。然而，细胞及其内部的分子事件是动态的，发育过程、疾病进展和某些分子信号仍然难以辨析。理想情况下，科学家可以利用一个系统来获取基因组功能输出的无偏记录，显示细胞如何随时间响应不同条件，从而获得有用的见解。现在，一组研究人员似乎已经找到了一种方法来实现这一目标。

一项发表在《科学》杂志上的新研究描述了一种技术，利用称为"vault颗粒（vault particle）"的神秘细胞结构，通过包裹并保护mRNA使其免于降解来收集它。这形成了一种能够捕获信息（如瞬时应激反应和基因表达变化）并在稍后时间读取的能力。

这项新研究描述的技术利用vault颗粒——在真核细胞中发现的大型核糖核蛋白颗粒，其在细胞中的作用在很大程度上仍不清楚——在mRNA降解之前将其捕获。由此产生的结构被团队称为"TimeVault"，它能够将mRNA稳定存储超过七天。这些被包裹的mRNA（传递遗传指令）是稳定的、在细胞谱系中保留的，并且可以在以后被取出进行分析。

为了创建TimeVaults，团队在vault颗粒中将一个与主要穹窿蛋白结合的蛋白质结构域添加到一个能与mRNA结合的蛋白质上。然后，该结合蛋白将被捕获的mRNA附着在vault颗粒的内部。这形成了一种遗传活动的"时间胶囊"。研究作者表示，该系统对细胞的干扰极小，并允许进行高保真、全转录组范围的记录。

7.Science：长期接触农药会加速鱼类老化，缩短寿命

DOI: 10.1126/science.ady4727

长期暴露于一种常见农业杀虫剂的低浓度环境中，会加速鱼类的生理衰老并缩短其寿命——这是由圣母大学生物学家Jason Rohr领导的一项新研究的发现，该发现可能对环境监管和人类健康产生深远影响。

这项发表在《科学》杂志上的研究表明，长期暴露于浓度低到不足以引起直接毒性的毒死蜱，会导致鱼类在细胞水平上更快衰老。

这项研究始于中国的实地研究，合作者们检查了数年间从不同农药污染水平的湖泊中收集的数千条鱼。Rohr及其同事观察到，生活在受污染湖泊中的鱼类缺乏年长个体，而相对未受污染湖泊中的种群则包含许多年长的鱼。这种模式表明，鱼类并非繁殖失败，而是在生命早期就死亡了。

"当我们检查鱼类肝脏中的端粒长度和脂褐素沉积（公认的衰老生物标志物）时，我们发现，相同实际年龄的鱼类在受污染湖泊中比在清洁湖泊中衰老得更快，"Rohr说道。他是圣母大学生物学系的Ludmilla F., Stephen J. and Robert T. Galla教授兼系主任。

化学分析揭示，毒死蜱是在鱼体组织中发现的唯一与衰老迹象持续相关的化合物。这些迹象包括端粒缩短（端粒就像鞋带末端的塑料帽，能减少染色体的磨损）以及脂褐素沉积（在长寿细胞内积聚的如老化蛋白质和金属等'垃圾'）。

8.Science：深度对比学习使全基因组虚拟筛选成为可能

DOI: 10.1126/science.ads9530

人类可成药基因组中仍有相当一部分未被小分子药物靶向。随着AlphaFold等蛋白质结构预测技术的发展，全基因组范围的药物发现已成为一个更可实现的目标。然而，目前使用的虚拟筛选工具远不能满足这一需求。现有方法，无论是经典的分子对接还是深度学习方法，计算成本都过高，无法覆盖全基因组范围的靶点。为了解决这个问题，他们们的目标是开发一种有效的全基因组虚拟筛选方法，能够快速识别人体基因组中每个可成药靶点的小分子配体。

在一项新的研究中，他们国研究人员开发了DrugCLIP，这是一个用于快速、准确虚拟筛选的对比学习框架。DrugCLIP将蛋白质口袋和小分子编码到一个共享的潜空间中，并使用大规模合成数据和实验确定的蛋白质-配体复合物结构进行训练。然后，可以像现代搜索引擎一样，利用密集检索技术，用蛋白质靶点快速查询大型化合物库。为了促进其对AlphaFold预测结构的适用性，他们们开发了GenPack，一个生成式口袋优化模块，可以提高口袋检测的精度。他们使用基准数据集和湿实验室实验验证了DrugCLIP。为了进一步展示其潜力，他们们进行了一项全基因组虚拟筛选活动，并将所有结果公开。

在DUD-E和LIT-PCBA这两个广泛使用的虚拟筛选基准数据集上，DrugCLIP在速度和准确性方面均优于传统分子对接和最先进的深度学习基线。它还表现出跨化学支架和蛋白质家族的强大泛化能力，以及对结构扰动的鲁棒性。

在实验验证中，DrugCLIP为5-羟色胺2A受体（5HT2AR）和去甲肾上腺素转运蛋白这两个精神疾病的关键靶点鉴定出了高效力的配体。两个5HT2AR激动剂的半数有效浓度值低于100 nM，两个NET抑制剂的结构通过冷冻电镜得到了验证。

9.Science：揭示少突胶质前体细胞不断尝试制造新的产生髓磷脂的脑细胞

DOI: 10.1126/science.adu2896

在针对小鼠的实验中，约翰斯·霍普金斯医学院的科学家报告了新的证据，表明髓磷脂产生细胞（myelin-producing cells）的前体细胞——少数在成人大脑中持续产生的脑细胞类型之一——以广泛且恒定的速度进行分化，而不是根据需要"随叫随到"地响应损伤或衰老。科学家们表示，这些发现表明，对抗多发性硬化症等髓磷脂损伤性疾病的治疗方法可能受益于最大化这种内在潜力。

这项发表于《科学》杂志的新研究，聚焦于大脑中称为少突胶质细胞的细胞。这些细胞产生一种富含脂肪的绝缘涂层，称为髓磷脂，包裹在神经细胞的轴突上，以加速中枢神经系统中的电信号传输。

脱髓鞘疾病通常由自身免疫攻击、感染或遗传因素引起，会导致人们出现视力问题、虚弱、麻木、疼痛以及协调和平衡能力丧失。与神经元不同，少突胶质细胞在人脑中产生数十年，这得益于一类可以转化为新少突胶质细胞的少突胶质前体细胞（oligodendrocyte precursor cells, OPCs）群体。

10.Science：PITTs的发现表明血小板可以从凝血转变为驱动血管炎症

DOI: 10.1126/science.adu2825

维尔茨堡大学的一个团队从根本上改变了我们对血小板生物学的理解。研究人员证明，表面蛋白整合素αIIbβ3不仅是凝血的关键分子，在严重疾病过程中还可以作为促炎效应因子。在这些条件下，αIIbβ3转换功能，成为一种此前未知的细胞器：PITT（platelet-derived integrin- and tetraspanin-rich tether, 血小板衍生的富含整合素和四跨膜蛋白的栓系结构）的结构成分。

PITTs由血小板释放，沉积在发炎的血管壁中，并进一步驱动炎症过程。用单克隆抗体阻断αIIbβ3可以减少PITT的形成。这项研究发表在《科学》杂志上。

血小板是小型、无核的血细胞，在止血过程中起着至关重要的作用。它们的首要任务是识别血管损伤，被激活，并通过其表面受体整合素αIIbβ3聚集。这导致形成稳定的血小板栓，以封闭伤口并止血。然而，当这个过程失调时，可能导致血管闭塞性血凝块——即所谓的血栓形成——这可能引起心肌梗死或中风。

血小板在止血和血栓形成中的经典作用几十年来已被充分理解。然而，来自维尔茨堡大学医院实验生物医学研究所和维尔茨堡大学Rudolf Virchow中心的一个团队，现在发现了一个惊人的细胞机制。在严重病理状态如感染或梗死期间，血小板可以切换到一种完全不同的功能程序。在此背景下，整合素αIIbβ3作为一种新型细胞器的构件，由血小板释放并驱动破坏性的炎症过程。

研究人员观察到，在此类条件下，血小板形成并脱落微小的丝状膜延伸物——即所谓的PITTs。这些PITTs与免疫细胞和血管壁结合并激活它们，而脱离的血小板本身在血流中保持较弱且粘附性较低的状态。（生物谷Bioon.com）