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2020年终盘点:Science杂志重磅级突破性研究成果!

来源:本站原创 2020-12-31 23:34

时至岁末,2020年已经接近尾声,迎接我们的将是崭新的2021年,2020年三大国际著名杂志Cell、Nature和Science(CNS)依旧刊登了很多重磅级的研究成果,本文中小编就对2020年Science杂志发表的亮点研究进行整理,分享给大家!

图片来源:Adobe Stock

【1】Science:重大进展!RNA疫苗让claudin-CAR-T细胞更有效地抵抗实体瘤

doi:10.1126/science.aay5967

利用经过基因改造后表达嵌合抗原受体(CAR)的T细胞(CAR-T)进行过继性T细胞治疗已在B细胞恶性肿瘤中取得了临床成功。然而,在实体瘤患者中,CAR-T细胞疗法遭遇挑战,并不那么有效。一个关键的障碍是允许高效根除肿瘤的癌症特异性高表达和较低脱靶毒性风险的细胞表面靶标在数量上的有限性。

科学家们近期已报道了紧密连接蛋白6的癌症相关表达。CLDN6是一种参与紧密连接形成的四跨膜蛋白。 在一项新的研究中,为了评估CLDN6是否可作为CAR-T细胞疗法的靶标,来自德国生物制药新技术公司的研究人员在一套完整的人类和小鼠组织中分析了它的表达。分析结果表明在人类中,CLDN6转录本水平在胎儿胃部、肺部和肾脏组织中较高,但在正常的成年人组织样本中检测不到。此外,与之前相一致的是,CLDN6转录本水平在诸如睾丸癌、卵巢癌、宫颈腺癌和肺腺癌之类的多种人类癌症中通常较高。而在小鼠中,CLDN6在胎儿器官中广泛表达,但在产前发生下调,从而导致它在成年小鼠的大多数器官中缺乏表达。这就表明CLDN6是一种严格意义上的癌胚细胞表面抗原,具有适合于CAR-T细胞靶向的理想表达谱。相关研究结果近期发表在Science期刊上。

【2】Science:新发现!肥胖、心脏病和糖尿病或许是可以传染的!

doi:10.1126/science.aaz3834

包括心脏病、癌症和肺部疾病在内的非传染性疾病是引发人群死亡的常见原因,其占到了全球死亡人数的70%,这些疾病被认为是非传染性的,因为其是由于多种因素组合所引发的,包括遗传、生活方式和环境因素等,近日,一项刊登在国际杂志Science上的研究报告中,来自英属哥伦比亚大学等机构的研究人员通过研究发现,很多疾病或许都是通过生活在我们体内的微生物来在人群之间进行传播的,包括细菌、真菌和病毒。

研究者表示,如果我们的假设被证实的话,其或将会改写关于公共卫生的整本书,他们将其假设建立在三条不同证据线之间的联系上,首先,研究者发现,患多种疾病的人群机体中的微生物组会发生改变,比如肥胖、炎性肠病、心血管疾病等;其次,当从患者体内提取改变的微生物组移植到动物体内后也会诱发动物患病;最后,研究者还给出证据表明,微生物组在自然状态下是可以传播的,比如,同住在一个房子里的夫妻要比分开居住的双胞胎有更多相似的微生物菌群。

【3】Science:构建首个人类胸腺细胞图谱,揭示人类免疫系统起源,为开发新型癌症免疫疗法打开大门

doi:10.1126/science.aay3224

人类胸腺的首个细胞图谱可能会导致新的免疫疗法来治疗癌症和自身免疫疾病。如今,在一项新的研究中,来自英国纽卡斯尔大学、韦尔科姆基金会桑格研究所和比利时根特大学等研究机构的研究人员绘制出胸腺组织在人类一生中的图谱,以了解它如何发育和产生重要的称为T细胞的免疫细胞。在未来,这些信息可能有助于科学家们构建出人造胸腺和设计改进的治疗性T细胞。相关研究结果发表在Science期刊上。

这种人类胸腺图谱揭示了新的细胞类型和鉴定出指示未成熟的免疫细胞如何发育为T细胞的信号。它还可能有助于科学家们理解影响T细胞发育的疾病,比如重症综合性免疫缺陷(SCID),并加入到正在构建的人类细胞图谱(Human Cell Atlas)计划中。胸腺位于胸部,可产生T细胞,即抵抗感染和疾病的关键白细胞。这些T细胞随后离开胸腺进入血液和身体其他部位以便进一步成熟。T细胞寻找并消灭入侵的细菌和病毒,还可以识别癌细胞并杀死它们。

胸腺发育出现问题导致有缺陷的T细胞产生。这可能会导致严重的免疫缺陷(比如SCID),从而使得人们容易感染。或者,它可以影响T细胞调节,从而导致自身免疫疾病,比如1型糖尿病。尽管已经对成熟的T细胞进行了充分的研究,但尚未完全了解人类胸腺和其中的T细胞发育。

【4】Science:新发现!母亲机体的肠道微生物或能塑造后代机体的代谢状况

doi:10.1126/science.aaw8429

近日,一项刊登在国际杂志Science上的研究报告中,来自东京农工大学等机构的科学家们通过对小鼠进行研究发现,目前的肠道微生物或能塑造后代后期生活中机体的代谢状况,文章中,研究人员描述了他们对小鼠的研究结果以及该研究结果的意义。研究者表示,目前研究人员进行了大量研究来阐明母亲机体肠道微生物组对婴儿健康的影响,但却很少有人研究母亲肠道微生物组和婴儿肠道微生物组之间的关联,基于此,研究人员就想通过研究来阐明母亲机体微生物组在后代后期生活中患代谢性疾病(与母亲孕期微生物组所发生的改变相关)上所扮演的关键角色,研究人员对生活在正常和无菌状况下的怀孕小鼠进行研究来观察其二者之间是否存在差异。

研究者发现,随着后代发育,出生自孕期生活在无菌环境下的母亲的后代或许更易于患多种疾病,包括肥胖和葡萄糖耐受等,为了阐明引发这一结果的原因,研究人员对短链脂肪酸(SCFAs,short chain fatty acids)进行了深入研究,SCFAs是肠道微生物所驱动产生的一种代谢产物,其能帮助促进细胞生长和发育;同时其还能作为机体中肠道微生物和其它器官之间彼此交流沟通的信号分子。

【5】Science:新突破!科学家在白血病发生之前就能成功对其进行阻断!

doi:10.1126/science.aax5863

急性髓性白血病(AML,Acute myeloid leukemia)是一种影响成年人和儿童的血液癌症,其需要多个遗传变异才能发生,随着机体年龄增长,很多人都会产生一些突变,这些突变会使得特定的血细胞比其它细胞增殖地更快,从而形成自己独特的细胞群体,这一过程是第一次“打击”,其称之为“具有不确定潜能的克隆性造血”(CHIP,clonal hematopoiesis of indeterminate potential),其不一定是有害的。如果第二次打击使这些细胞变得恶性,这基本上就能确保机体在不远的将来肯定会患上白血病了,其结果将是不成熟、功能失调的血细胞发生迅速积累。近日,一项刊登在国际杂志Science上的研究报告中,来自波士顿儿童医院等机构的科学家们就利用临床前研究似乎安全的一种特殊化合物对“第二次打击”过程进行了干预,这或许就能在AML发生之前有效抑制疾病的进展。这样一来,研究人员就能筛选患者,并追踪那些存在克隆造血过程的患者,随后治疗存在第二种突变的患者群体。

文章中,研究者首先对遭受“第一次打击”(the first hit)的小鼠进行研究,小鼠机体中携带了一种与CHIP相关的DNMT3A基因的突变,当研究人员引入“第二次打击”(the second hit)时,即NPM1基因的突变,小鼠随后就会患上白血病,但如果利用名为VTP-50469的化合物来及早治疗这些小鼠的话,小鼠机体中恶变前的血细胞就会停止繁殖,而且小鼠永远不会患上白血病,同时其也不会出现任何毒性效应。

图片来源:STEVE GSCHMEISSNER SCIENCE SOURCE

【6】Science:新研究推翻了1974年以来使用的细胞周期“快照”模型

doi:10.1126/science.aay8241

细胞要作出一个较大的决定:它们应当进行复制还是处于静止状态?健康细胞能够以其中的任一种方式前进。癌细胞的复制开关停留在“开启”位置。如今,在一项新的研究中,来自美国科罗拉多大学博尔德分校的研究人员推翻了关于复制开关如何发挥作用的传统观点,即一种自1974年以来就被接受且被纳入到当前的教科书中的模型。相关研究结果在线发表在Science期刊上。

许多生物系统已经进化出使得它们的生殖行为适应周围环境的方法。以野生的寒鸦(jackdaw)为例,当生态系统资源有限时,寒鸦孵出较少的蛋。当然,寒鸦必须感知它们的生态系统才能做出这种调整。细胞也做同样的事情,细胞表面的受体就像微小的抓手一样伸向细胞周围的生态系统,以观察它们能抓住什么。当一种特殊的受体/抓手抓住生长因子分子时,它会将这个信号传递到细胞内部,告诉细胞启动另一个细胞复制周期。当这些生长因子缺乏时,细胞进入一种称为静止的睡眠样状态。

【7】Science:人类“大脑计划”研究获重大突破!SCAPE技术有望在3D模式下观察分析人类大脑神经活性

doi:10.1126/science.aaz5390

近日,一项刊登在国际杂志Science上的研究报告中,来自美国国家神经性疾病和卒中研究中心等机构的科学家们通过研究开发了一种创新性的工具,其能帮助研究人员在3D模式下观察并分析大脑的神经活性。由于受到现有工具的限制,如今科学家们仍然无法有效研究神经系统中的网络构架,并一次性观察大脑中大量的脑细胞;这项研究中,研究人员开发了一种名为SCAPE显微镜的超快速、3D成像技术,其能帮助研究人员对更大体积的组织进行观察,同时对活细胞中精细网络的破坏性也小很多。

研究者Edmund Talley博士表示,这项研究中我们展示了如何利用“大脑计划”(BRAIN Initiative)技术的强大力量来帮助研究人类大脑如何解析信息来产生机体的感觉、思维和行动。SCAPE显微镜能帮助科学家们研究一次性需要实时观察的大体积组织样本,由于细胞和组织能保持完好无损的状态并在三维空间内高速观察,因此后期研究人员还需要探索许多此前无法进行研究的新问题。

【8】Science:重大突破!我国科学家领衔揭示抗结核药乙胺丁醇的作用机制

doi:10.1126/science.aba9102

在一项新的研究中,来自中国上海科技大学、南开大学、中国科学院、英国伯明翰大学和澳大利亚昆士兰大学的研究人员针对一种关键的一线药物如何杀死结核杆菌提供了新的见解。这为开发针对新兴的结核杆菌菌株的新型抗生素药物铺平了道路。相关研究结果在线发表在Science期刊上。结核病(TB)仍然是一个全球性的健康挑战,每年约有150万人死亡,在印度、中国和印度尼西亚的发病率特别高。鉴于包括耐多药和广泛耐药菌株在内的新菌株的出现和扩散,人们迫切需要更好地了解有效的药物对抗这种疾病的作用机理。

这些研究人员正在研究的这种药物称为乙胺丁醇(ethambutol)。自1961年发现以来,这种药物一直是抗击结核病的主力军。尽管如此,这种药物的“作用模式”---它杀死这种细菌的方式---还没有得到科学家们的充分证实。在这项新的研究中,这些研究人员成功地证实了结核杆菌内的一组特定蛋白(称为Emb蛋白)是乙胺丁醇的作用靶标。虽然这些蛋白的重要性此前已经被认识到,但由于缺乏结构和生化数据,科学家们无法准确确认这种药物是如何靶向它们的。他们成功地克服了这一障碍。

【9】Science:重大进展!构建出人造叶绿体,比自然界的光合作用更高效!

doi:10.1126/science.aaz6802

经过几十亿年的时间,微生物和植物进化出了一种非凡过程,即我们所知道的光合作用。光合作用将太阳的能量转化为化学能,从而为地球上的所有生命提供食物和氧气。作为产生光合作用的细胞区室,叶绿体可能是地球上最重要的自然引擎。许多科学家认为人工重建和控制光合作用过程 是 "我们这个时代的阿波罗计划"。这将意味着有能力生产出清洁能源---清洁燃料、清洁碳化合物(如抗生素),以及其他仅靠光和二氧化碳就能产生的产品。

但如何从头开始建造一个有生命的光合细胞?模拟活细胞的光合过程的关键是让它的各个组成部分在合适的时间和地点共同发挥作用。在德国马普学会,这个雄心勃勃的目标是在一个跨学科的多实验室计划--MaxSynBio网络---中实现的。如今,由Tobias Erb主任领导的一个研究团队成功地创建了一种平台,用于自动构建细胞大小的光合作用区室---人造叶绿体,所构建出的人造叶绿体可以用光来捕捉和转化温室气体二氧化碳。相关研究结果发表在Science期刊上。

【10】Science:T细胞的蛋白质“炸弹”引爆感染和癌症—T细胞杀伤细菌和癌细胞的新机制

doi:10.1126/science.aay9207

我们免疫系统的杀手T细胞得名于此。它们会破坏被感染的细胞和癌细胞,现在,研究揭示了它们杀伤癌细胞和细菌的机制和细节。细胞用充满致命化学物质的蛋白质"炸弹"轰击目标。明尼苏达大学医学院的免疫学家David Masopust说,这项研究"很明显是在完善我们的知识方面的重要一步",揭示了这些免疫哨兵如何清除危险的细胞。杀手T细胞最重要的武器之一是穿孔素,它是一种刺穿靶细胞外膜的蛋白质。T细胞释放的一种叫做颗粒酶的酶也会大量涌入,导致细胞自杀。杀伤T细胞是仅仅喷射出颗粒酶和穿孔蛋白,还是依靠特殊的结构将致命分子运送到目标细胞,目前还不清楚。

为了找到答案,牛津大学的免疫学家Michael Dustin及其同事追踪了正在攻击的杀伤T细胞释放分子。他们的研究结果近日发表在Science杂志上,表明这些细胞将分子打包成容器,这个小组称之为超分子攻击粒子,或称SMAPs,通过分析这些炸弹的有效载荷,科学家们发现SMAPs不仅含有穿孔蛋白和颗粒酶,而且还含有280多种其他的蛋白质。

图片来源:Science, 2020, doi:10.1126/science.aax0701

【11】Science:我国科学家发现人中和抗体结合SARS-CoV-2刺突蛋白的N端结构域

doi:10.1126/science.abc6952

COVID-19疫情在全球范围内的爆发已成为对人类健康的严重威胁。COVID-19是由新型冠状病毒SARS-CoV-2引起的。这种病毒是一种正链包膜RNA病毒,可引起人类咳嗽、头痛、呼吸困难、肌痛、发热和严重肺炎等症状。SARS-CoV-2是β冠状病毒属的成员,分别在2002年和2012年引起流行病的SARS-CoV和MERS-CoV也属于β冠状病毒。SARS-CoV-2与SARS-CoV具有大约80%的序列一致性,并使用相同的细胞受体---血管紧张素转换酶2(ACE2)---进入宿主细胞。

具有强效中和活性的靶向SARS-CoV-2 S蛋白的单克隆抗体(mAb)是开发COVID-19治疗干预的一个重点。许多研究报道了靶向RBD和抑制S蛋白与ACE2之间结合的SARS-CoV-2中和抗体的功能和结构。使用单一的RBD靶向抗体可能会诱发冠状病毒产生抵抗性突变。靶向非RBD表位的抗体可能被添加到针对SARS-CoV-2的抗体组合疗法中。不仅位于S蛋白的RBD上的表位分布,而且位于整个S蛋白上的表位分布都可用来指导开发靶向SARS-CoV-2的治疗性药物。在一项新的研究中,来自中国军事医学科学院、西湖大学和清华大学的研究人员从10名康复期COVID-19患者中分离并描述了mAb。相关研究结果在线发表在Science期刊上。

【12】Science重大突破!运动使肝脏产生抗衰老蛋白质!运动的个体的血液可让大脑更年轻!

doi:10.1126/science.aaw2622

众所周知,锻炼可以使思维更敏锐:锻炼身体的人和老鼠在认知测试中表现更好,经常锻炼的老年人患痴呆症的风险更低。现在,在一项惊人的发现中,研究人员报告说,经常锻炼的老鼠的血液可以使久坐不动的老鼠的大脑活跃起来。相关研究成果近日发表在Science上。

这种作用可以追溯到血液中的一种特殊的肝蛋白,它可以为那些很少离开椅子或床的年老或虚弱的人提供一种药物,这种药物可以使大脑从运动中受益。"你的大脑会仅仅是因为你的血液中的某些东西而认为你锻炼了吗?"领导这项啮齿类动物研究的加州大学旧金山分校(UCSF)的衰老研究员Saul Villeda问道。这项研究源于Villeda的实验室和其他实验室的一些研究,这些研究表明,年轻老鼠的血液可以使年老老鼠的大脑和肌肉恢复活力。一些研究小组声称已经找到了能够解释这种"年轻血液"益处的特殊蛋白质。

【13】Science:揭示强效中和SARS-CoV-2的人类抗体的共同分子特征

doi:10.1126/science.abd2321

在一项新的研究中,来自美国斯克里普斯研究所的研究人员在人类中和SARS-CoV-2---一种导致COVID-19疾病的新型冠状病毒---的抗体中发现了共同的分子特征。他们回顾了他们的实验室和其他实验室在过去几个月里在康复的COVID-19患者中发现的近300种抗SARS-CoV-2抗体。他们注意到这些抗体中的一部分可极其强效地中和这种病毒,而且这些强效抗体的一部分都是由同一个抗体基因IGHV3-53编码的,相关研究结果在线发表在Science期刊上。

这些研究人员使用了一种称为X射线晶体学的强大工具,对其中的两种附着在SARS-CoV-2靶位点上的抗体进行了成像。由此产生的这种相互作用的原子结构细节应当对疫苗设计者以及希望开发靶向SARS-CoV-2上相同位点的抗病毒药物的科学家们有用。之前的研究提示着IGHV3-53编码的抗体通常存在于健康人的血液中,至少是少量存在着。因此,这些结果提供了希望,即使用疫苗来提高这些持续存在的抗体的水平,以便充分保护人们免受这种病毒的侵害。

【14】Science:科学家发现机体衰老的两种途径 并为有效促进机体长寿提供了新见解

doi:10.1126/science.aax9552

日前,一项刊登在国际杂志Science上题为“A programmable fate decision landscape underlies single-cell aging in yeast”的研究报告中,来自加利福尼亚大学等机构的科学家们通过研究解开了机体衰老之谜背后的关键机制,文章中,研究人员发现了在衰老过程细胞游历的两种不同路径,同时设计出了一种新方法来对这些过程进行遗传编程从而延长机体的寿命。

我们人类的寿命是由机体细胞的衰老所决定的,为了理解是否不同的细胞是否会以相同的速度和相同的原因老化,研究人员对酿酒酵母的老化进行了研究,酿酒酵母是一种用于研究衰老(包括皮肤和干细胞的衰老途径)机制的可操控的模型。研究者发现,携带相同遗传物质并处于相同环境中中的细胞会以截然不同的方式来衰老,而其命运也会通过不同的分子和细胞轨迹进行展开,利用微流体、计算机模型和其它技术进行研究后,研究者发现,大约一半的细胞会随着细胞核核仁的稳定性下降而衰老,核仁是细胞核DNA的一个特殊区域,在其中会合成产生蛋白质工厂的关键组分,相比之下,另外一半的细胞老化则是由于线粒体的功能障碍所致。

【15】Science:重大进展!肠球菌噬菌体竟可增强癌症免疫治疗的疗效

doi:10.1126/science.aax0701

在一项新的研究中,来自法国、瑞典、中国、美国、加拿大、意大利、西班牙、丹麦、匈牙利和荷兰的研究人员发现一类称为肠球菌的肠道细菌携带着可调节免疫反应的噬菌体。噬菌体可整合到肠球菌的基因组中,称为原噬菌体(prophage)。他们报告了可能与肿瘤细胞相关抗原发生交叉反应的微生物抗原。相关研究结果发表在Science期刊上。

进一步地,这些研究人员在海氏肠球菌(Enterococcus hirae)的原噬菌体(prophage)中鉴定出它的尾卷尺蛋白(TMP)存在着主要组织相容性复合体I类(MHC-I)结合表位:TSLARFANI(称为TMP1)。这种噬菌体TMP蛋白长1506个氨基酸,这个表位对应于它的氨基酸位点为187~197。携带含有原噬菌体的海氏肠球菌的小鼠在接受环磷酰胺或抗PD-1抗体免疫治疗时可产生TMP特异性的H-2Kb限制性CD8+ T淋巴细胞反应。给小鼠提供经过基因改造后表达这种TMP表位的细菌菌株可改善对它们的免疫治疗。

图片来源:Science, 2020, doi:10.1126/science.abe3354

【16】Science:科学家发现男性和女性机体的昼夜节律钟或存在明显差异

doi:10.1126/science.abd4964

近日,一项刊登在国际杂志Science上的研究报告中,来自宾夕法尼亚大学等机构的科学家们通过对人类的昼夜节律钟进行研究发现了一种特殊的模式,即男性和女性的机体昼夜节律钟之间或许存在性别差异。

此前研究结果表明,人类和其它动物机体存在至少一种类型的身体节律钟,除了昼夜节律钟(调节睡醒周期)外,人类机体还拥有控制呼吸、皮肤脱落和心率的节律钟,而昼夜节律钟则是更为人所熟知,因为其对我们日常的生活有着显而易见的影响效应,其能控制我们睡眠和醒来的时间,同时还会参与机体的代谢过程;某些时候我们或许会比其他人更累,因为无论我们在做什么都会加快或放慢速度,这项研究中,研究人员通过查询和分析科学家们对昼夜节律钟影响人类机体健康的相关文章,深入探究了人类机体的昼夜节律钟,研究者共对超过5.3万人进行分析,最后发现,机体年龄和性别实际上会影响机体的生物钟。

【17】Science:新发现!肠道微生物或会影响机体的代谢过程!

doi:10.1126/science.abd6176

生活在我们机体消化系统中的10万亿个细菌或许并不是人类的,但他们似乎会像机体的心脏或肝脏一样,是我们机体不可或缺的一部分,近年来越来越多的研究报告指出,肠道微生物会直接影响从肠道运动到机体行为等多方面的生物过程;近日,一项刊登在国际杂志Science上的研究报告中,来自洛克菲勒大学等机构的科学家们通过对小鼠进行研究揭示了肠道微生物塑造机体代谢的分子机制,文章中,研究人员识别出了一种特殊类型的肠道神经元或能控制机体的血糖水平并影响机体食欲,相关研究结果或有望帮助开发治疗诸如肥胖和糖尿病等机体代谢障碍,这些疾病与机体血糖水平密切相关,同时也与肠道菌群的组成有关。

研究者Paul Muller博士指出,我们都知道,肠道微生物会产生特殊的代谢产物,其能够模拟神经递质并被肠道中的神经元细胞所检测到,如今我们发现了肠道微生物活性和宿主行为(比如进食)之间的直接关联。肠道被神经元包围着,就其本身而言,其可以被看作是一种神经系统,而肠道常常因为复杂而被研究者称之为人体的第二大脑,这些神经元能通过关注多种分子线索来帮助机体进行消化和运动,其中大部分被认为来自我们日常的饮食或肠道微生物。

【18】Science:超强效抗体混合物阻断新冠病毒附着宿主细胞

doi:10.1126/science.abe3354

新型冠状病毒SARS-CoV-2导致2019年冠状病毒病(COVID-19),如今正在全球肆虐。在一项新的研究中,来自美国、法国、比利时和意大利的研究人员发现来自康复的COVID-19患者的超强效抗体(ultrapotent antibody)混合物可识别和封锁这种大流行冠状病毒的感染复合体(infection machinery),并阻止它进入细胞。每种类型的超强效抗体发挥的作用存在重叠,但是也略有不同。低剂量的这些超强效抗体,不管是单独使用还是混合在一起使用,都可以阻止SARS-CoV-2在肺部中复制,因而保护仓鼠在暴露于这种病毒时免受感染。相关研究结果在线发表在Science期刊上。

这种体混合物的一个优点是,它们也可能防止在这次大流行期间这种冠状病毒出现的自然突变体形式逃避治疗。由于在这次冠状病毒大流行期间已在它的感染复合体中发现了一些突变体,使用抗体混合物可以中和一系列这样的病毒突变体。除了防止SARS-CoV-2进入宿主细胞外,这些抗体的存在似乎还能引发其他免疫细胞的抗感染作用,这些免疫细胞到达后会清除这种病毒。这些研究人员指出,“我们相信,利用多种不同的、互补的作用机制可以为临床应用提供额外的好处。

【19】Science:重大进展!在体外重建HIV复制和整合过程,为开发靶向HIV衣壳的药物奠定基础

doi:10.1126/science.abc8420

在一项新的研究中,来自美国犹他大学医学院和弗吉尼亚大学的研究人员在试管中重现了导致获得性免疫缺陷综合征(AIDS,俗称艾滋病)的HIV(人类免疫缺陷病毒)感染的最初步骤,实现了几十年来的梦想。这样做使得人们能够近距离观察HIV,并能够确定这种病毒在人类宿主体内复制所需的基本成分。相关研究结果发表在Science期刊上。

具体来说,这些研究人员能够在HIV复制它的基因组并将其插入到宿主靶DNA中时对它进行监控,这反映了这种病毒在宿主体内通常发生的步骤。这些新的进展对HIV的作用机制产生了新的理解,从而允许前所未有详细地探索这种病毒生命周期的早期阶段。这样的知识可以改善对AIDS的治疗方法。AIDS是一种终身性疾病,只能通过持续的药物治疗方案来加以控制。

【20】Science:首次利用小鼠胚胎干细胞成功构建出胚胎躯干样结构

doi:10.1126/science.aba4937

在一项新的研究中,来自德国马克斯-普朗克分子遗传学研究所等研究机构的研究人员在一种特殊凝胶中培养小鼠胚胎干细胞,成功地制造出一种称为胚胎躯干样结构(embryonic trunk-like structure, TLS)的结构。这些TLS结构能在五天内从细胞团块中发育出神经、骨骼、软骨和肌肉组织的前体。这可以让我们在未来更有效地探究药物的效果,而且这种研究的规模是在活体生物体内无法实现的。相关研究结果发表在Science期刊上。

虽然鱼类、两栖动物或鸟类的胚胎很容易被观察到,但是一旦胚胎植入子宫,哺乳动物的发育就不容易观察。这正是胚胎在形状上发生深刻变化并发育出各种器官前体的时候,这是一个高度复杂的过程,留下了许多未解的问题。如今,这项研究人员首次成功地利用小鼠胚胎干细胞培养出胚胎躯干的核心部分,从而再现了胚胎发育的一个核心阶段。该方法再现了培养皿中胚胎发育的早期形状生成过程。这些TLS结构大约有一毫米大小,并拥有神经管,脊髓将从神经管中发育。此外,它们还有体节(somite),这些体节是骨骼、软骨和肌肉的前体。有些TLS结构甚至发育出肠道等内脏器官的前体。大约五天后,与正常发育的相似之处就结束了。(生物谷Bioon.com)

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