Nature杂志5月不得不看的亮点研究
2017-05-27 生物谷 生物谷
不知不觉，5月份即将结束了，在即将过去的5月里Nature杂志又有哪些亮点研究值得学习呢？小编对此进行了整理，与各位一起学习。 【1】Nature：重磅！一些人胚胎干细胞系发生癌症相关突变 doi：10.1038/nature22312 根据一项新的研究，在用于基础研究或临床开发的140种人胚胎干细胞系当中，5种人胚胎干细胞系在肿瘤抑制基因TP53上获得突变。其中的两种人胚胎干细胞系H
不知不觉，5月份即将结束了，在即将过去的5月里Nature杂志又有哪些亮点研究值得学习呢？小编对此进行了整理，与各位一起学习。
【1】Nature：重磅！一些人胚胎干细胞系发生癌症相关突变
doi：10.1038/nature22312
根据一项新的研究，在用于基础研究或临床开发的140种人胚胎干细胞系当中，5种人胚胎干细胞系在肿瘤抑制基因TP53上获得突变。其中的两种人胚胎干细胞系H1和H9已用于人体中，不过还没有证据证实它们在受者体内导致癌症产生。相关研究结果于2017年4月26日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Human pluripotent stem cells recurrently acquire and expand dominant negative P53 mutations”。
论文共同通信作者、美国哈佛大学研究员Kevin Eggan在新闻稿中说道，“我们的发现表明在产生干细胞和将它们用于下游的疗法开发期间，还应当进一步开展一系列质量控制检查。幸运的是，这些基因检查能够轻松地利用精确的、灵敏的、越来越廉价的测序方法加以执行。”
Eggan团队在基因TP53上发现的6个突变影响p53蛋白的DNA结合区域。这个结合区域经常在人癌症中受到破坏。
DOI： 10.1038/nature22311
基于T细胞的免疫疗法对于癌症的治疗提供了巨大的希望：在针对血液癌症的初期试验中已经取得了初步成功。然而，对于实体瘤的治疗来说目前仍然十分困难。最近发表在《Nature》杂志上的一项研究指出，IFN-gamma-T细胞分泌的一类信号分子能够切断肿瘤组织的血液供应，因而对于实体瘤治疗效果具有重要的影响。
免疫系统是机体抵抗疾病的有力武器，因此科学家们一直在寻找方法利用免疫系统攻击癌症。如今，研究者们找到了合适的方法。举例来说，通过将T细胞从患者体内分离出来，进行一系列的"训练"，再导入患者体内，能够有效地杀伤肿瘤细胞。这一技术在初期临床试验中已经取得了成功，但仅仅局限于无法形成肿瘤块的癌症类型，例如血液癌症。
【3】Nature：通过控制血管生长来开发治疗癌症等多种疾病的新型疗法
doi：10.1038/nature22322
最近，一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中，来自耶鲁大学的研究人员通过研究揭示了如何通过控制血管发育来帮助开发治疗心血管疾病以及癌症的新型疗法。
正常的血管生长会被诸如生长因子等蛋白质或激素所调节；在本文研究之前，研究人员并不清楚特殊的生长因子家族（FGFs）在调节血管生长发育过程中所扮演的角色，为了进行深入研究，研究者Michael Simons及其同事对工程化小鼠进行研究，他们对小鼠进行遗传工程化操作，使其血管内皮中缺少FGF信号。
研究者发现，FGFs能够诱导参与多种癌症发生的基因（c-Myc）进行表达，该基因能够开启一系列特殊的事件，从而调节血管内皮细胞的代谢，这项研究发现非常重要，因为其描述了生长因子和细胞代谢之间的关联，此前研究者并不清楚这种关联，同时这项研究也为研究人员后期开发治疗多种人类疾病的新型疗法提供了一定的研究基础。
【4】CRISPR专利争夺者再放大招！Nature、Cell两篇文章发现10种用于疾病诊断的CRISPR酶
doi：10.1038/nature19802
最近来自加利福尼亚大学的研究人员通过研究描述了10种新型的CRISPR酶，这些酶一旦被激活其行为就像“吃豆人”一样能够“嚼碎”RNA，因此这些酶类或许能作为诊断传染性病毒的敏感检测器。这种新型的酶类是CRISPR蛋白—Cas13a的突变体，去年9月，来自伯克利的研究人员利用该蛋白实现了对来自病毒RNA的特异性序列进行检测，同时研究者表示，一旦CRISPR—Cas13a同其靶点RNA相结合后，其就会开始切割RNA，从而就能够轻松切掉和受体分子相关的RNA，并且产生荧光帮助研究者进行信号检测。
此前来自博德研究所的两个研究小组相继对CRISPR—Cas13a和RNA进行配对，并将构建好的新系统命名为SHERLOCK系统，该系统能够在极低浓度下对病毒的RNA进行检测，比如对登革热和寨卡病毒的RNA进行检测等。诸如这种系统就能够用来检测任何类型的RNA，包括癌细胞特异性的RNA。
【5】Nature：令人意外！一种常见的脑血管疾病竟与肠道微生物组存在关联
doi：10.1038/nature22075
根据一项新的研究，来自美国宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的研究人员报道，肠道微生物组中的细菌促进颅内海绵状血管瘤（cerebral cavernous malformation， CCM）形成。这项研究提示着改变CCM病人的肠道微生物组可能是一种有效地治疗这种脑血管疾病的方法。相关研究结果于2017年5月10日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Endothelial TLR4 and the microbiome drive cerebral cavernous malformations”。论文通信作者为宾夕法尼亚大学心血管医学教授Mark Kahn博士。
在CCM中，大脑内的扩张性薄壁血管簇集在一起，能够导致中风和癫痫。在每100～200人当中，大约有1人患上CCM。这种疾病存在两种形式。一种形式是散发性CCM，占所有CCM病例的80%。剩下 的20%是家族性的遗传性CCM病例。
在2016年，Kahn实验室已发现血管内皮细胞中促进CCM形成的分子通路（Nature， 07 April 2016， doi：10.1038/nature17178）。在当前的这项研究中，Kahn团队发现这个分子通路是由TLR4激活的。TLR4是细菌分子脂多糖（LPS）的一种受体。LPS激活大脑血管内皮细胞表面上的TLR4会极大地加快CCM形成。相反地，如果通过基因手段将TLR4从血管内皮细胞中移除，或者如果小鼠接受阻断TLR4功能的药物的处理，那么就可阻止CCM形成。
doi：10.1038/nature22396
已经证实抗蛋白PD-1和PD-L1抗体通过激活体内的T细胞（一种免疫细胞）来抵抗癌症。如今，在一项新的研究中，来自美国斯坦福大学医学院的研究人员证实这种疗法也以一种完全不同的方式抵抗癌症：促进巨噬细胞（另一种免疫细胞）吞噬和摧毁癌细胞。这些发现可能在改进和扩大这种癌症疗法中发挥着重要的意义。这项研究是以小鼠为研究对象的。相关研究结果于2017年5月17日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“PD-1 expression by tumour-associated macrophages inhibits phagocytosis and tumour immunity”。论文通信作者为斯坦福大学医学院病理学系教授Irving Weissman博士。论文第一作者为Weissman实验室研究生Sydney Gordon。
PD-1是细胞表面上的一种蛋白受体，在保护身体免受过度活跃的免疫系统的破坏中发挥着重要的作用。T细胞学着检测和破坏受损的或病变的细胞，有时能够错误地攻击健康细胞，从而产生狼疮或多发性硬化症等自身免疫疾病。PD-1被称作“免疫检查点”，能够抑制高度活跃的T细胞，因此它们更不可能攻击健康组织。
【7】Nature：重大突破！靶向BCAT1蛋白逆转白血病侵袭性
doi：10.1038/nature22314
在一项新的研究中，来自美国佐治亚大学和日本东京大学的研究人员鉴定出两种最为常见的骨髓性白血病的一种新的药物靶标，并且找到一种阻止这种疾病的最为侵袭性类型的方法。相关研究结果于2017年5月17日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Cancer progression by reprogrammed BCAA metabolism in myeloid leukaemia”。
通过阻断一种被称作BCAT1的蛋白，这些研究人员能够阻止小鼠体内和来自白血病患者的人血液样品中的癌细胞生长。
BCAT1蛋白激活一组被称作支链氨基酸（branched-chain amino acid， BCAA）的氨基酸代谢。BCAA是所有细胞中的必需构成单元，因而是侵袭性白血病细胞生长所必需的。BCAT1也促进脑瘤和肺瘤产生。
早期的研究已表明BCAT的功能是降解大多数健康组织中的BCAA。这项新的研究首次证实白血病细胞并不降解BCAA，而是利用BCAT1通路产生它们。通过阻断这种蛋白，这些研究人员能够逆转这种疾病的侵袭性。
【8】Nature：重磅！利用血管内皮细胞制造出功能性的造血干细胞
doi：10.1038/nature22326
在一项新的研究中，来自美国威尔康奈尔医学院的研究人员开发出一种创新性方法：利用容易获得的血管内壁细胞无限制地供应健康的血细胞。相关研究结果于2017年5月17日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Conversion of adult endothelium to immunocompetent haematopoietic stem cells”。
论文通信作者、威尔康奈尔医学院安沙瑞干细胞研究所主任Shahin Rafii博士说，“这是一项改变游戏规则的突破，不仅让治疗血液疾病更接近一步，而且也揭示干细胞自我更新机制的复杂生物学性质。”
长期存活的造血干细胞（HSC）能够分化为所有类型的血细胞：白细胞、红细胞和血小板。几十亿个循环流通的血细胞并不会在体内长期地存活，因而必须得到持续补充。当这没有发生时，贫血、流血或危及生命的感染等严重性血液疾病就会发生。HSC的一种特殊的性质是它们也能够“自我更新”形成更多的HSC。这种性质允许仅几千个HSC产生一个人一生当中所需的所有血细胞。 科学家们长期以来希望找到一种方法让身体产生健康的HSC以便治愈这些血液疾病。但是在此之前，还没有人做到这一点，这部分是因为科学家们不能够设计出一种培育环境。仅在这种环境中，干细胞才能够转化为新的可长期存活的细胞。
【9】Nature：里程碑突破！首次在实验室利用人多能性干细胞制造出造血干细胞
doi：10.1038/nature22370
在一项新的研究中，来自美国波士顿儿童医院等研究机构的研究人员首次在实验室中利用能够产生体内几乎任何一种细胞类型的多能性干细胞制造出人造血干细胞。这一进展为研究血液疾病的根本原因和利用病人自己的细胞产生用于治疗目的的免疫匹配性血细胞开辟新的途径。相关研究结果于2017年5月17日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Haematopoietic stem and progenitor cells from human pluripotent stem cells”。
论文通信作者、波士顿儿童医院干细胞移植项目主任George Daley博士说，“我们非常接近于在培养皿中产生真正的人造血干细胞。这项研究是20多年努力的结果。”
尽管利用这些多能性干细胞制造出的细胞是真正的造血干细胞和其他的细胞（即造血祖细胞）的混合物，但是当移植到小鼠体内时，它们能够产生多种类型的人血细胞。
doi：10.1038/nature22334
肺腺癌是一种侵袭性肺癌，大约占美国肺癌病例的40%。据认为，它是由良性的肺腺瘤产生的。
如今，在一项新的研究中，来自美国麻省理工学院的研究人员在肺癌进化中鉴定出一个重大的分子开关。当肺癌模式小鼠体内的肺腺瘤转化为肺腺癌时，这个开关会处于开启状态。他们也发现阻断这个开关会阻止肺腺瘤变得更具侵袭性。他们说，因此，干扰这个开关的药物可能适合用于治疗早期肺癌。相关研究结果于2017年5月10日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“A Wnt-producing niche drives proliferative potential and progression in lung adenocarcinoma”。
论文通信作者、麻省理工学院科赫综合癌症研究所主任Tyler Jacks说，“当肿瘤由良性状态转化到恶性状态时，理解激活的分子通路对治疗产生重要的影响。这些发现也有助开发阻止或干扰晚期疾病产生的方法。”（生物谷Bioon.com）
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