2026年2月Science期刊精华

2026年2月份即将结束，2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：跳跃的人类DNA片段与肿瘤形成的早期阶段有关

DOI: 10.1126/science.aee4513

发表在《科学》期刊上的一项研究揭示了跳跃的人类DNA片段（一种遗传寄生因子）如何破坏癌症基因组的稳定性。不稳定的基因组是癌症进化的沃土，为恶性细胞提供了更多生长、适应和逃避治疗的机会。

研究人员分析了LINE-1元件活性异常高的肿瘤的基因组序列，LINE-1元件是DNA片段，可以复制自己并将副本粘贴到基因组内的其他位置。

此前认为，LINE-1元件是在插入错误位置时偶尔破坏单个基因的局部突变的来源，现在研究人员发现有证据表明，LINE-1元件的活性也可以驱动大规模的架构改变，这些改变播下了基因组混乱的种子。

"癌症基因组受到这些跳跃的DNA寄生因子片段的影响比我们以前认为的要大。"圣地亚哥德孔波斯特拉大学分子医学与慢性病研究中心的研究员、该研究的协调员José Tubio教授解释说。这一发现挑战了长期以来的假设，即LINE-1元件的活性已经是混乱的癌症基因组的副产品。该研究发现，LINE-1元件事件并非仅出现在癌症晚期，三分之二的事件发生在肿瘤进化的早期阶段。

2.Science：作为CAR-T细胞的表亲，HIT细胞疗法有望更好治疗实体瘤

DOI: 10.1126/science.adv7378

CAR T细胞疗法已经革新了许多血液癌症的治疗方法，但在占所有癌症85%以上的实体瘤方面却收效甚微。哥伦比亚大学的研究人员现在发现，一种新型细胞疗法——HIT细胞，作为CAR T细胞的"表亲"，具有增强的敏感性——克服了用细胞疗法治疗实体瘤的一个主要障碍，并且可以完全消除小鼠体内的肾癌、胰腺癌和卵巢癌。该研究发表在《科学》期刊上。

这项工作由哥伦比亚细胞工程与治疗倡议的研究人员进行。CICET主任Michel Sadelain是当今CAR T疗法的先驱，该疗法重新编程患者自身的免疫细胞，使其成为训练有素的"刺客"，寻找并摧毁患者的癌症。在过去的几年里，他的实验室也领导了HIT细胞疗法的开发

传统的CAR T细胞只能检测到拥有高水平靶分子的癌细胞。Hanina在实验室测试针对实体瘤的CD70 CAR T细胞时观察到了这一点，这也解释了为什么以CD70为靶点的CAR T疗法在实体癌患者中效果不佳。

"HIT细胞是下一代CAR T细胞。它们可以像CAR T细胞一样被编程，但它们拥有天然T细胞的敏感性，能够检测到只有极微量靶分子的癌细胞。"Hanina说。

Hanina发现，经过编程靶向CD70的HIT细胞完全根除了患有胰腺癌、肾癌和卵巢癌小鼠体内的肿瘤，而传统的常规CAR T细胞只消除了部分细胞。HIT细胞也避开了小鼠体内的健康细胞，因为身体中的大多数其他细胞不表达CD70分子。

3.Science：肠道健康指数通过测量微生物相互作用来追踪疾病

DOI: 10.1126/science.ady1729

科学家们已经确定了一种通过测量肠道细菌如何相互作用来区分健康肠道与患病肠道，并追踪某些疾病进展的新方法。根据发表在《科学》杂志上的一项研究，罗格斯大学、西班牙格拉纳达大学和普林斯顿大学的科学家合作发现，健康和患病的肠道微生物组表现为两种不同的生态状态，其驱动因素不是单个微生物，而是整个细菌群落如何竞争和合作。

为了衡量细菌群落在健康和疾病之间如何转变，团队开发了一个称为生态网络平衡指数的新指标，该指数捕捉微生物群落是以竞争性还是合作性相互作用为主。

应用于现有数据时，ENBI能一致地将健康个体与多种疾病患者区分开来。在结直肠癌中，该指数随着疾病进展而上升。

"我们的新指标可以通过使用粪便样本等方式捕捉这种转变，区分健康人和病人。"环境与生物科学学院生物化学与微生物学系Henry Rutgers微生物组与健康教授、该研究的作者Maria Gloria Dominguez-Bello说。

4.Science：新的图谱描绘了衰老如何重塑整个哺乳动物身体的细胞

DOI: 10.1126/science.adw6273

随着年岁渐长，我们变得更容易患癌症、心脏病和痴呆症等慢性疾病。长期以来，科学家们专注于逐一对抗这些疾病。然而，最近许多人开始思考是否能减缓衰老本身。但要抵御身体与年龄相关的变化，他们首先必须理解是什么触发了这些变化。

现在，在发表在《科学》杂志上的一项研究中，洛克菲勒大学的研究人员创建了迄今为止最全面的图谱，揭示了衰老如何影响21种哺乳动物组织中数千个细胞亚型。通过分析来自三个不同年龄段小鼠的近700万个单个细胞，团队识别出哪些细胞最易受衰老影响，以及导致它们衰退的原因。

"我们的目标不仅是理解随着年龄增长发生了什么变化，更是理解为什么会发生这些变化。"单细胞基因组学与群体动力学实验室负责人Junyue Cao说。"通过绘制细胞和分子变化的图谱，我们可以识别出驱动衰老的因素。这为干预衰老过程本身打开了大门。"

这项新研究中一个最令人惊讶的发现是，许多与年龄相关的变化在不同器官中是同步的，而且近一半的变化在雄性和雌性之间存在差异。

5.Science：实验室闭环框架使复杂的多突变蛋白快速进化

DOI: 10.1126/science.aea1820

蛋白质工程的搜索空间随着复杂性呈指数级增长。一个仅有100个氨基酸的蛋白质就有20¹⁰⁰种可能的变体——比可观测宇宙中的原子数量还要多。传统的工程方法可能测试数百种变体，但将探索限制在序列空间的狭窄区域内。最近的机器学习方法通过计算筛选实现了更广泛的搜索。然而，这些方法仍然需要数万次测量，或者5-10轮迭代。

随着这些基础蛋白质模型的出现，蛋白质工程的瓶颈又回到了实验室。对于一个单一的蛋白质工程项目，研究人员只能有效地构建和测试数百种变体。如何选择这数百种变体，才能最有效地发现功能显著增强的进化蛋白质？为了解决这个问题，研究人员开发了MULTI-evolve，这是一个高效的蛋白质进化框架，它应用在约200种变体的数据集上训练的机器学习模型，这些变体特别专注于功能增强突变的成对组合。

这项发表在《科学》杂志上的工作，代表了Arc研究所首个用于生物设计的"实验室-循环"框架，其中计算预测和实验设计从一开始就紧密集成，反映了对人工智能引导研究的更广泛投入。

6.Science：通过使用核糖体RNA连接让失活的核糖体配对是应激细胞的生存策略

DOI: 10.1126/science.adr4287

核糖体是细胞的蛋白质制造工厂，它们在构建维持细胞存活和功能的蛋白质时消耗大量能量。当细胞遇到压力（例如缺乏营养或温度骤降）时，它们会迅速切换到生存模式。位于法兰克福的马克斯·普朗克脑研究所Schuman实验室的新研究揭示了一种细胞管理这种转换的意外方式：通过使用核糖体RNA连接将失活的核糖体配对在一起。这种基于RNA的机制揭示了核糖体RNA在细胞应激反应中一个先前未知的作用。这项新研究发表在《科学》杂志上。

位于法兰克福的马克斯·普朗克脑研究所突触可塑性系的Erin Schuman及其团队使用先进的成像技术发现，受压的动物细胞（包括神经元）会将失活的核糖体组装成紧密连接的配对，称为核糖体二聚体。这些核糖体配对并非偶然的碰撞或人为产物，而是对压力的一种受调控且可逆的反应。

"令人惊讶的是，这两个核糖体并非像细菌中常见的那样由蛋白质结合在一起。相反，这种连接是由一个称为扩展区（expansion segment）的特定核糖体RNA片段实现的。"主要作者之一、博士后研究员Andre Schwarz解释道。

7.Science：mRNA片段揭示了一个保护细胞免受有害突变的隐藏过程

DOI: 10.1126/science.aea1272

一些预计会完全阻止基因工作的基因突变，令人惊讶地只导致轻微甚至没有症状。研究人员在先前的研究中发现了一个原因：细胞可以提升执行相似功能的其他基因的活性，以弥补一个重要基因功能的丧失。来自怀特黑德研究所成员Jonathan Weissman实验室的一项新研究揭示了细胞如何协调这种补偿反应的见解。该研究结果发表在《科学》期刊上。

研究人员首先研究了一个特定的基因，科学家们知道当它的mRNA被破坏时，会通过导致一个密切相关的基因变得更活跃来触发补偿反应。为了找出细胞内哪些分子辅助了这一过程，研究人员系统地逐个关闭其他基因。

就在那时，他们发现了一种名为ILF3的蛋白质。当编码这种蛋白质的基因被关闭时，细胞在mRNA衰变后无法再提升备份基因的活性。

经过进一步调查，研究人员识别出支撑这种反应的小RNA片段——这些片段是在有缺陷的mRNA被破坏后留下的。这些片段包含一个特殊的序列，起到"地址"的作用。研究团队提出，这个地址引导ILF3找到与有缺陷mRNA共享相同序列的相关备份基因。

事实上，当他们在这个序列中引入突变时，细胞的补偿反应下降了，这表明该系统依赖于精确的序列匹配来靶向正确的备份基因。

8.Science：新研究揭示“看不见的”疫苗支架如何增强针对HIV的免疫反应

DOI: 10.1126/science.adx6291

开发HIV疫苗的最大障碍之一是诱导身体产生正确种类的免疫细胞和抗体。在大多数疫苗中，HIV蛋白被附着在一个模拟病毒的、更大的蛋白支架上。随后，人的免疫系统会产生一系列抗体，识别这些蛋白的不同部分。然而，通常这些抗体中的一部分并非针对HIV本身，而是针对用于递送疫苗的支架。

现在，斯克里普斯研究所和麻省理工学院的研究人员开发出一种由DNA制成的新型疫苗支架，免疫系统会忽略这种支架，从而消除了这些脱靶抗体。

在发表于《科学》杂志的一项新研究中，团队表明，与使用蛋白支架的疫苗相比，使用这些基于DNA的支架制成的疫苗，针对HIV脆弱位点的免疫细胞数量增加了10倍。这表明对基于DNA的疫苗产生了更强、更具针对性的免疫反应。

9.Science：非奈利酮有望让早发性卵巢功能不全患者恢复生育能力

DOI: 10.1126/science.adz4075

根据发表在《科学》杂志上的一项研究，一种常见的肾病药物可能是治疗一种影响多达3%的40岁以下女性不孕症的关键。

早发性卵巢功能不全（premature ovarian insufficiency，POI）是一种卵巢停止正常运作的疾病，导致雌激素水平低，卵泡通常无法发育或对生育治疗无反应。这使得卵子处于休眠状态。目前的治疗仅限于控制潮热和盗汗等症状。

他们筛选了近1300种FDA批准的药物。他们将药物应用于小鼠卵巢细胞，这些细胞被设计成在产生试剂盒配体蛋白时会发光。为了让卵泡苏醒，他们需要看到这种蛋白质的增加。

大多数药物没有效果，有些甚至使环境恶化。然而，有几种药物成功提高了蛋白质水平，但非奈利酮（一种用于治疗与2型糖尿病相关的慢性肾病的药物）成为最有希望的候选药物之一。

那么，它是如何起作用的呢？研究人员发现，在POI中，卵巢含有过多的胶原蛋白（瘢痕组织的主要成分），使其变得僵硬和厚实。当他们给小鼠服用但非奈利酮（finerenone）时，它阻断了导致这种瘢痕形成的受体。结果，胶原蛋白被清除，卵巢组织软化并发生化学变化。

10.宠物猫癌症基因与人类高度同源！Science 500只猫咪测序揭秘：FBXW7 突变提示疗法跨物种通用

DOI: 10.1126/science.ady6651

首个针对猫多种癌症类型的研究识别出了可能有助于治疗人类和动物癌症的基因变化。通过对来自五个国家的近500只宠物猫的不同类型肿瘤进行分析，维康桑格研究所、加拿大安大略兽医学院、伯尔尼大学及其合作者的专家们发现了驱动猫癌症形成的基因变化，并发现了这些变化与人类中观察到的变化之间的相似性。

猫与其主人暴露于某些相同的环境致癌风险中，这意味着某些致病原因至少在一定程度上可能是共通的。

通过对兽医此前为诊断目的而收集的组织样本中的DNA进行测序，这项发表在《科学》杂志上的研究突出了猫癌症中常见的一些基因变化，这些变化与人类癌症中观察到的变化相呼应。例如，他们发现了猫乳腺癌与人类乳腺癌之间的相似性。

总体而言，这项研究表明，存在多种基因变化可以通过基因组学和临床试验进一步探索，以确定是否有可能开发出针对这些变化的癌症治疗方法，使猫和潜在的人类都受益。（生物谷Bioon.com）