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2026年2月Cell期刊精华

来源:生物谷原创 2026-03-01 10:48

2026年2月份即将结束,2月份Cell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.Cell:巨型DNA病毒编码类似于真核细生物的蛋白质翻译机制

DOI: 10.1016/j.cell.2026.01.008

在一项发表于《细胞》杂志的新研究中,研究人员描述了一种在巨型DNA病毒(giant virus)中发现的、与真核细胞机制相当的新型蛋白质生成机制。这一发现挑战了病毒缺乏蛋白质合成机制的传统观点,并模糊了细胞生命与病毒之间的界限。

参与这项新研究的团队着手确定巨型DNA病毒是否拥有一个功能性的翻译起始复合物,以及它如何影响病毒复制。他们使用巨型病毒——棘阿米巴多食棘阿米巴米米病毒作为模型。他们使用质谱、晶体学和同源性搜索来识别蛋白质,并将其命名为病毒IF4A和病毒IF4E。这些蛋白质与真核细胞中发现的eIF4A和eIF4E蛋白同源。

团队发现,这些蛋白质来自于病毒中一个称为vIF4F的功能性帽结合翻译起始复合物,该复合物与真核生物的eIF4F同源。

"在这里,我们发现巨型DNA病毒编码一个IF4F mRNA帽结合复合物,这是真核生物蛋白质合成的特征,在感染期间控制翻译。病毒IF4F在感染后期协调结构蛋白的合成,这种转录特异性调控是通过病毒IF4F介导的m7G帽识别中的进化创新实现的。"研究作者解释道。

团队还生成了每个vIF4F亚基的敲除病毒,并进行了核糖体分析、RNA测序和电子显微镜观察。这使他们能够测试病毒在没有vIF4F的情况下是否能正常运作。他们发现,破坏vIF4F会严重损害病毒复制和结构蛋白合成,这意味着病毒依赖该复合物才能繁盛。

2.Cell:新研究发现微生物组在全球范围内相互联系

DOI: 10.1016/j.cell.2025.12.051

在发表于《细胞》杂志的一项新研究中,EMBL海德堡分校Bork课题组的科学家揭示,生活在相似栖息地中的微生物比那些仅仅居住在同一地理区域的微生物更为相似。通过分析数万个宏基因组,团队发现,虽然大多数微生物适应于特定的生态系统,但一个被称为"通才型"的更稀有子集能够在截然不同的栖息地中繁盛。

通才型微生物以其生态耐受性而闻名,能够从一个栖息地移动到另一个栖息地,与其他微生物相互作用并转移基因,形成了团队所描述的、一个相互连接的、全球性的微生物组网络。

作为一个公开可用的数据库,SPIRE整合、处理和注释了来自世界各地不同栖息地的微生物数据。利用SPIRE数据库中的85,604个宏基因组样本,EMBL研究人员能够精确识别出40种不同的微生物栖息地类型。

"我们不是预先假设哪些环境驱动因素塑造了微生物组结构,而是让微生物自己告诉我们。"EMBL研究科学家、该论文的共同第一作者Daniel Podlesny说。

"我们量化了数据集中每个微生物组与其他所有微生物组的相似性,并识别出40个组成相似的微生物组聚类,每个聚类包含来自多个独立研究的数百到数千个样本。利用我们Metalog数据库中精心整理的上下文元数据,我们随后确定了聚类内微生物组的共同点,例如宿主年龄或海洋温度。"

3.Cell:低温电子断层扫描显示蛋白酶体储存颗粒的准晶结构

DOI: 10.1016/j.cell.2025.12.035

细胞将其分子组织成不同的功能区域。虽然教科书通常指的是有膜细胞器,如线粒体和细胞核,但最近的研究也揭示了没有膜的细胞器。这些包括应激颗粒和蛋白酶体储存颗粒(proteasome storage granules, PSG)。

过去,这些无膜细胞器只有在荧光显微镜下才能看到"液滴"。现在,来自马丁斯里德马克斯·普朗克生物化学研究所、哥廷根大学医学中心和多伦多大学的研究人员首次使用冷冻电子断层扫描技术,定义了PSG中分子的详细结构。结果发表在《细胞》期刊上。

马克斯·普朗克生物化学研究所所长Brenda Schulman教授解释说:"由于与冷冻电子断层扫描领域的先驱Wolfgang Baumeister教授合作,我们现在能够理解蛋白酶体储存颗粒如何在分子水平上发挥作用。我们知道许多分子机器会组装成无膜细胞器,但要真正理解它们的功能,我们需要看到它们的分子结构。"

4.Cell:意外!一种被认为在DNA复制中起辅助作用的蛋白质实际上促进了整个过程

DOI: 10.1016/j.cell.2025.12.029

每次细胞分裂时,它都必须复制其整个基因组,以便每个子细胞继承一整套DNA。在此过程中,称为聚合酶的酶沿着DNA快速移动,以复制其代码并构建新的链。为了防止这些机器在复制中途脱离,一种类似夹子的蛋白质将聚合酶拴在DNA上,而另一种蛋白质——复制因子C(Replication Factor C, RFC)则将那个环扣紧到位。

但新的研究表明,RFC的作用远不止于此。发表在《细胞》杂志上的这一发现表明,即使在将蛋白夹加载到DNA上之后,RFC仍然与其结合,并且与聚合酶一起,这三个单元作为一个整体沿着DNA滑动,确保快速可靠的复制。这一发现修正了基础生物学数十年的教科书知识,并可能有助于解释癌症和神经系统疾病的分子根源。

"这项研究要求我们结合生物化学、单分子生物物理学和遗传学。"DNA复制实验室负责人Michael O'Donnell说。"我们因此获得的新知识非常美妙。"

5.Cell:单次溶瘤病毒注射可能有助于T细胞浸润胶质母细胞瘤

DOI: 10.1016/j.cell.2025.12.055

由麻省总医院布莱根和丹娜-法伯癌症研究所的研究人员领导的团队已经证明,单次注射溶瘤病毒——一种经过基因改造、能选择性感染并摧毁癌细胞的病毒——可以招募免疫细胞穿透并持久存留在脑肿瘤深处。这项发表在《细胞》杂志上的研究,详细阐述了这种疗法如何在近期的一项临床试验中延长了胶质母细胞瘤患者的生存期。胶质母细胞瘤是最常见且最恶性的原发性脑肿瘤。

"胶质母细胞瘤患者未能从那些改变了其他癌症类型(如黑色素瘤)患者治疗的免疫疗法中受益,因为胶质母细胞瘤是一种'冷'肿瘤,抗癌免疫细胞浸润差。"共同资深作者、丹娜—法伯癌症研究所癌症免疫学和病毒学系主任Kai Wucherpfennig医学博士说。

"我们的临床试验和机制研究的结果表明,现在将这种关键的免疫细胞引入胶质母细胞瘤是可行的。"

团队试验中使用的溶瘤病毒由麻省总医院布莱根癌症研究所神经系统肿瘤中心执行主任E. Antonio Chiocca医学博士开发,它由一种单纯疱疹病毒制成,经过基因改造,使其只能在胶质母细胞瘤细胞中自我复制,而不能在正常健康细胞中复制。

在针对41名复发性胶质母细胞瘤患者的I期试验中,与历史报道的生存期相比,溶瘤病毒治疗延长了生存期,尤其是在那些预先存在病毒抗体的患者中。

在他们的《细胞》研究中,研究人员检查了临床试验参与者中这种免疫反应的程度。他们的分析揭示,该治疗诱导了免疫T细胞长期浸润到患者肿瘤中。细胞毒性T细胞与濒死脑肿瘤细胞的距离越近,与患者治疗后更长的生存期相关。该疗法还扩大了大脑中预先存在的T细胞。

6.Cell:对细胞因子如何控制免疫反应有了新的认识

DOI: 10.1016/j.cell.2025.12.011

哈佛医学院布拉瓦特尼克研究所和麻省理工学院的科学家们创建了一个新的工具家族,首次揭示了免疫系统如何使用称为细胞因子的分子与身体其他部分沟通的另一半图景。这项发表在《细胞》杂志上的研究,可能为免疫反应和疾病提供变革性的视角,进而可能催生针对传染病、癌症、过敏和自身免疫性疾病的新药。

免疫细胞使用细胞因子与其他细胞类型进行交流。这些信息在保护身体和维持稳定、稳态的内部环境方面发挥着许多重要作用,包括启动、协调和终止免疫反应。

科学家们对免疫细胞如何、何时以及为何产生和发送细胞因子了解甚多,并利用这些信息制造了重要的药物来对抗传染病、癌症和自身免疫性疾病。然而,科学家们一直难以识别哪些细胞接收特定的细胞因子信号,以及它们在被召唤时何时以及如何响应。

"想象一下你在看一场棒球比赛,你只能看到击球手。"该研究的共同资深作者兼主要作者、哈佛医学院免疫学副教授Jun Huh说。"如果你对场上的球员是谁、他们在哪里、或者他们接到球后会做什么一无所知,就很难理解发生了什么。"

这种名为细胞因子细胞定位平台(cytokine cellular locating platforms, CyCLoPs)的新工具,最终允许研究人员标记在特定情况下对特定细胞因子作出反应的细胞。

7.Cell:通过感知胰腺肿瘤中的局部纤维,癌细胞可以“选择”生长或耐受治疗

DOI: 10.1016/j.cell.2025.12.053

一项新研究表明,胰腺癌细胞所处环境的某个特征决定了它们是快速生长还是对化疗产生耐药性。研究作者称,这些癌细胞快速适应并在生物学反应之间切换的能力,使它们更有可能存活下来,也更难治疗。

由纽约大学朗格尼医学中心的研究人员领导的这项研究,揭示了胰腺癌细胞如何调节其自噬水平的新方面。自噬是一种"自我进食"过程,细胞在此过程中将自身成分分解为营养物质以求生存。当自噬启动时,癌细胞专注于生存,而不是分裂和增殖,这保护它们免受旨在攻击快速分裂细胞的化疗药物的伤害。当自噬水平低时,细胞增殖更快。

这项新工作于2月16日在线发表在《细胞》期刊上,表明决定胰腺癌细胞是否提高自噬水平的一个主要因素是它们检测细胞外基质(ECM)的能力。ECM是肿瘤中包围癌细胞的纤维,会导致患者预后更差。

作者表示,正常细胞和癌细胞在锚定到特定的、引导性的ECM上时生长最佳。未能检测到ECM的、未锚定的癌细胞会提高其自噬水平。分裂和增殖,这保护它们免受旨在攻击快速分裂细胞的化疗药物的伤害。当自噬水平低时,细胞增殖更快。

8.Cell:真菌来源的纤维素糖代谢途径为T细胞提供燃料,以绕过肿瘤内的葡萄糖竞争

DOI: 10.1016/j.cell.2026.01.015

加州大学洛杉矶分校的研究人员找到了一种方法,用一种肿瘤无法窃取的燃料来源为免疫细胞"增压",临床前研究表明,这显著提高了它们在实体瘤中存活和攻击的能力。这项发表在《细胞》期刊上的方法,可能有助于克服一个主要障碍,该障碍限制了CAR-T和其他免疫疗法在实体瘤中的有效性,因为在实体瘤中,免疫细胞常常被侵袭性癌细胞"剥夺"能量。

"实体瘤的一个问题是,免疫系统试图对抗癌症,但肿瘤细胞耗尽了环境中的关键营养素葡萄糖。"资深作者、加州大学洛杉矶分校E. Richard Stiehm儿科过敏、免疫学和风湿病学教授、加州大学洛杉矶分校健康琼森综合癌症中心成员Manish Butte博士说。"这导致前来攻击的T细胞没有足够的葡萄糖来产生细胞因子和进行杀伤。肿瘤细胞消耗葡萄糖与T细胞没有足够葡萄糖之间的平衡,是肿瘤扩散和逃避免疫攻击的关键原因。"

为了克服这个代谢障碍,团队开发了一种方法,在不向肿瘤提供葡萄糖的情况下,为T细胞提供葡萄糖。为此,他们求助于纤维二糖,一种存在于植物纤维中的天然糖,无毒且被美国食品药品监督管理局普遍认为是安全的。它经常被添加到许多食品中,包括婴儿配方奶粉、饮料、糖果和糖霜。人类细胞和肿瘤无法分解纤维二糖。但一些微生物和真菌可以。

通过用两种源自真菌的蛋白质武装T细胞,研究人员使免疫细胞能够导入纤维二糖,并在细胞内将其转化为可用的葡萄糖。在旨在模拟营养贫乏的肿瘤环境的实验室实验中,这种环境下的葡萄糖水平可能降至健康组织的几分之一,这些经过工程改造的T细胞保持存活,继续分裂,产生抗癌细胞因子,并有效杀死肿瘤细胞,而未经改造的T细胞则迅速失去功能。

9.Cell:维生素B3疗法为一种致命的儿童疾病带来了希望

DOI: 10.1016/j.cell.2026.01.022

格拉德斯通研究所的科学家们颠覆了为致命疾病寻找潜在疗法的传统方法。他们没有从疾病入手寻找治疗方法,而是从维生素开始,系统地识别出可能受益于高剂量补充剂的遗传疾病。

利用这个框架,研究团队发现,当在小鼠中进行测试时,补充维生素B3可以成功治疗一种称为NAXD缺乏症的毁灭性遗传疾病。患有这种疾病的儿童通常在其出生后的最初几个月内死亡。但在这种疾病的新型小鼠模型中,维生素B3疗法将寿命延长了40多倍,并消除了疾病症状。

该研究还识别出其他几十种可能对维生素B2或B3疗法有反应的遗传疾病,可能为使用安全、廉价的疗法治疗罕见疾病开辟新途径。

"我们的目标是用因果性和严格的框架重新审视经典的维生素生物学。"格拉德斯通研究所研究员、这项发表在《细胞》期刊上的新研究的资深作者Isha Jain博士说。"我们不是随机补充维生素,而是利用现代遗传学来系统地识别哪些疾病可以用哪种维生素治疗。"

10.癌症竟能“防御”阿尔茨海默病?Cell:胱抑素 C 激活 TREM2,降解脑内淀粉样斑块

DOI: 10.1016/j.cell.2025.12.020

癌症和阿尔茨海默病(AD)是医学中最令人恐惧的两个诊断,但它们很少发生在同一个人身上。多年来,流行病学家注意到,癌症患者似乎更不容易患阿尔茨海默病,而阿尔茨海默病患者也更不容易得癌症,但没有人能解释原因。

近日,发表在《Cell》的一项研究给出了突破性答案:来自华中科技大学等机构的科学家发现,外周癌症并非通过“生存竞争”减少 AD 发生,而是会主动分泌一种名为胱抑素 C(Cyst-C) 的蛋白质,穿过血脑屏障激活大脑免疫细胞,精准降解与 AD 相关的 β 淀粉样蛋白(Aβ)斑块,为 AD 治疗开辟了全新路径。

AD 的核心病理特征是 Aβ(尤其是 Aβ₁₋₄₂)寡聚体聚集形成的神经炎性斑块,这些斑块会破坏神经信号传递、引发胶质细胞活化,最终导致认知功能衰退。

为验证癌症与 AD 的关联,研究团队在 3 月龄的 5×FAD 小鼠(经典 AD 模型)体内,通过尾静脉注射植入了 Lewis 肺癌(LLC)、RM1 前列腺癌、MC38 结肠癌等多种肿瘤细胞。30 天后观察发现,无论哪种肿瘤,都显著抑制了小鼠脑内可溶性与不可溶性 Aβ₁₋₄₂、Aβ₁₋₄₀的积累,皮层、丘脑、齿状回等关键脑区的 Aβ 斑块面积大幅缩小。更重要的是,这些携带肿瘤的 AD 小鼠在水迷宫、Y 迷宫测试中表现出明显的认知改善,空间记忆能力显著优于未携带肿瘤的对照组。

这一保护效应并非来自肿瘤的物理负担,而是源于肿瘤分泌的蛋白质。研究团队通过蛋白质组学和转录组学分析,从癌症细胞分泌蛋白(CSPs)中筛选出 4 种潜在的 Aβ 调控蛋白,最终锁定了胱抑素 C——无论是癌症小鼠的血浆,还是肺癌、前列腺癌、乳腺癌等多种人类癌症患者的血液中,胱抑素 C 的水平都显著升高。

进一步实验证实,敲除肿瘤细胞的胱抑素 C 编码基因(Cst3)后,肿瘤对 AD 小鼠的保护作用完全消失;而重新回补人源胱抑素 C,不仅能恢复 Aβ 斑块清除效果,还能拯救小鼠的认知缺陷。(生物谷Bioon.com)

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