生物谷推荐｜2月必看的重磅级研究Top5！

2024-02-27

转眼间2月份已经接近尾声了，这个月又有哪些亮点研究值得我们深入学习一下呢？小编根据本月新闻的类型、热度和研究领域筛选出了本月的重磅级研究Top 5，与大家一起学习！【1】Sci Adv：科学家有望利用皮肤癌基因来治愈人类受损的心脏组织doi：10.1126/sciadv.adh2598诸如那些会影响细胞外信号调节激酶（ERK）信号的候选心肌细胞（CM）有丝分裂原（mitogens）或许代表了功能性心脏再生的潜在靶点。近日，一篇发表在国际杂志Science Advances上题为“Time-dependent Effects of BRAF-V600E on Cell Cycling，Metabolism，and Function in Engineered Myocardium”的研究报告中，来自杜克大学等机构的科学家们通过研究发现，一种在皮肤癌中发现的最危险的突变之一或许就能作为修复破碎心脏的新型通路。科学家有望利用皮肤癌基因来治愈人类受损的心脏组织图片来源：Science Advances (2024). DOI:10.1126/sciadv.adh2598蛋白BRAF的遗传突变是MAPK信号通路的一部分，其能促进细胞分裂，同时也是黑色素瘤患者机体中最常见且最具侵袭性的基因突变之一，这项研究中，研究者表示，将这种突变引入到实验室中生长的大鼠心脏组织中能有到其生长。在心脏病发作后修复心肌是心脏研究领域的“圣杯”，心脏组织不能再生这一事实或许就让心脏修复变得异常复杂，而一种潜在的策略就是通过安全地将治疗性基因运输到患者体内并完全控制其在心脏中的活性，从而来驱动心肌细胞生长，这项最新研究或许就为研究人员发现实现这一目的的方法奠定了重要基础。研究者Nenad Bursac教授说道，成熟的心肌细胞通常不会发生分裂，因此我们认为我们需要一种特别强大的遗传突变来让其繁殖，MAPK是一种众所周知的途径，当其发生突变时就会非常积极地诱导癌症增殖，这就是我们选择其进行研究的原因。这项研究中，研究人员在一种3D水凝胶环境中研究了其所生长的新生大鼠心脏细胞，经过实验室十几年的开发，水凝胶环境或能为细胞生长并成熟为成体样心肌组织（此时细胞分裂会自然停止）提供了重要线索。【2】Cell：科学家揭示母乳的特殊保护性作用doi：10.1016/j.cell.2023.12.019母乳喂养能通过提供营养和免疫保护并塑造肠道共生菌群，从而为新生儿和婴儿提供明显的健康益处，尽管几十年来科学家们一直认为母乳中含有补体组分，但母乳中补体组分的生理相关性，他们并不清楚。近日，一篇发表在国际杂志Cell上题为“Complement in breast milk modifies offspring gut microbiota to promote infant health”的研究报告中，来自约翰霍普金斯大学等机构的科学家们通过研究发现，母乳中名为补体系统的免疫组分或能塑造幼鼠机体的肠道环境，并使其不太容易对引起特定疾病的细菌易感。研究人员发现，相比标准小鼠母乳喂养的小鼠幼崽而言，母乳中缺失关键补体蛋白所喂养的小鼠幼崽往往拥有不同的肠道微生物群落，这或许会使其对鼠柠檬酸杆菌（Citrobacter rodentium）更加易感，这种细菌能感染小鼠的肠道，且类似于感染人类（并不是小鼠）机体的大肠杆菌。研究者表示，小鼠母乳中的补体组分能通过直接消除某些类型的肠道菌群来增强小鼠幼崽的机体健康，这种肠道菌群的重塑会使得幼鼠不太容易受到鼠柠檬酸杆菌感染的影响，从而就能保护其抵御某些感染性威胁，这种重塑活性往往不依赖抗体，与补体组分通常认为发挥作用的方式相反。研究人员还在单独的体外分析中证实，人类母乳中含有这些补体组分，其能在靶向作用特定细菌上表现出类似的活性，相关研究发现或能揭示母乳功能如何提供抵御特定细菌感染保护力背后的分子机制。研究者Fengyi Wan说道，这些发现揭示了母乳中补体蛋白在塑造后代机体肠道微生物组成并在早期阶段保护机体肠道抵御细菌感染方面所扮演的关键角色，这也代表了科学家们在理解母乳保护性机制上的一项重要扩展。母乳喂养有很多已知和被怀疑的益处，其能为婴儿提供较好的营养，且似乎能帮助机体抵御一些短期或长期的疾病，母乳还能通过分享来自母亲机体的抗体和白细胞来帮助预防常见的感染；此外，母乳中还含有一些补体蛋白，其能与补体抗体一起协同作用来攻击细菌，尽管在血液中循环的补体蛋白一直是很多研究的焦点，但关于母乳中补体蛋白的研究要少得多，直到现在研究人员对其作用还并不清楚。【3】Adv Sci：科学家有望重新激活线粒体来治疗人类阿尔兹海默病doi：10.1002/advs.202306469大脑中的神经细胞需要大量的能量来生存并维持与其它神经细胞之间的联系，在阿尔兹海默病患者中，神经细胞产生能量的能力会受损，而且神经细胞之间的连接（突触）最终会分裂并发生萎缩并引起记忆消退等。近日，一篇发表在国际杂志Advanced Science上题为“Metabolic Bypass Rescues Aberrant S‐nitrosylation‐Induced TCA Cycle Inhibition and Synapse Loss in Alzheimer's Disease Human Neurons”的研究报告中，来自Scripps研究所等机构的科学家们通过研究在发生故障的脑细胞中识别出了一种能量反应，其会引起大脑神经退化，通过使用一种小分子来解决这些发生在线粒体中的故障，研究人员就发现，在衍生自人类阿尔兹海默病患者干细胞的神经细胞模型中，很多神经元-神经元连接都能被成功恢复，这或许就强调了，通过改善线粒体的代谢或许就能作为阿尔兹海默病和相关疾病的一种潜在治疗性靶点。医学博士Stuart Lipton说道，我们认为，如果能恢复线粒体中的代谢活性或许就能挽救能量的产生，在使用衍生自阿尔兹海默病人群的神经元中，保护其能量水平就足以挽救大量的神经元连接。这项研究中，研究人员发现由于氮（N）和氧（O）原子在硫（S）原子上的异常标签，从而就会导致产生能量的酶类的故障，而所有这些都会形成功能失常的“SNO”酶，这种反应称之为S-亚硝酸化，研究者证明，这些反应的虚拟“SNO-风暴”或许会发生在阿尔兹海默病患者的大脑神经元中。最初研究人员通过比较人类大脑（从阿尔兹海默病患者活检组织中获得）和没有大脑疾病个体的大脑组织，发现了SNO标签，随后他们从携带或不携带引起阿尔兹海默病的基因突变的人群的皮肤活检组织中提取的干细胞来产生神经细胞，紧接着使用一系列代谢标签和氧气测定仪器，并计算了细胞的能量产生，同时还分析了相比对照组而言，阿尔兹海默病患者的神经细胞的独特缺陷。【4】PNAS：一种新技术或能让宿主机体免疫系统更容易发现并摧毁癌症doi：10.1073/pnas.2310821121I类MHC（主要组织相容性复合体，major histocompatibility complex）在癌症中的表达受损或许会构成机体免疫逃逸的主要机制，已有研究表明，较低水平的I类MHC或与癌症患者预后不良及对检查点阻滞疗法抵抗有关，然而，迄今为止能特异性诱导I类MHC的方法非常有限。近日，一篇发表在国际杂志Proceedings of the National Academy of Sciences上题为“Targeted demethylation and activation of NLRC5 augment cancer immunogenicity through MHC class I”的研究报告中，来自日本北海道大学等机构的科学家们通过研究利用CRISPR开发出了一种新技术来提高癌细胞对宿主机体免疫系统的可见性，相关研究结构或有望帮助开发出一种新型癌症疗法。图片来源：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2310821121I类MHC分子是人类机体所有细胞表面存在的一种免疫复合体，其是免疫系统识别并消除癌症的先决条件，当癌细胞面临来自免疫系统的压力时，其就会主动减少I类MHC分子，这样癌细胞就能躲避免疫系统中的主要抗癌CD8+ T细胞的注意。文章中，研究人员开发了一种能大幅增加癌细胞中I类MHC分子的方法，这种新方法或能增强免疫系统检测并消灭癌细胞的能力。研究者Kobayashi博士说道，我们的发现或能改变我们治疗人类癌症的方式，而我们所开发的技术或能促进我们专门靶向作用免疫应答基因并且激活机体抵御癌细胞的免疫系统功能，也能为那些对当前免疫疗法耐受的癌症患者的治疗带来希望。此前研究人员识别出了一种名为NLRC5的基因，其能调节I类MHC分子的水平，进一步研究后，研究人员发现，通过关闭癌细胞中DNA上的分子开关（通过一种称之为DNA甲基化的过程）或能抑制NLRC5的表达，从而就能降低I类MHC分子的水平。【5】J Immunol：有意思！肠道菌群或能将膳食纤维加工成机体抗过敏“神器”！doi：10.4049/jimmunol.2300188人类和肠道微生物组之间存在的复杂关联已经成为一个热门的研究话题，科学家们也通过不断地研究揭开了为何健康饮食会带来更健康生活的新原因。膳食纤维就是这种联系的一个特别重要的方面，当我们摄入这些主要存在于植物性食物中的化合物时，机体的肠道菌群就会将其分解为称之为短链脂肪酸（SCFAs，short-chain fatty acids）的小分子，在过去几年里，有研究揭示了SCFAs的多种重要的抗炎性和免疫调节效应。SCFAs与机体免疫系统相互作用的方式之一就是通过介导肥大细胞的激活，这些白细胞会被装载称之为“颗粒”的小囊结构，其中充满了酶类和诸如组胺等信号分子；当肥大细胞检测到抗原（异物）存在时，其就会激活并经历脱颗粒，并将这些物质释放到附近组织诱发快速的免疫反应，通常情况下，肥大细胞在包括花粉症和严重食物过敏等过敏性疾病中扮演着重要的作用；尽管有大量研究证据表明，SCFAs具有抗过敏的特性，但其调节肥大细胞功能背后的确切机制，研究人员并不清楚。近日，一篇发表在国际杂志The Journal of Immunology上题为“Butyrate，Valerate，and Niacin Ameliorate Anaphylaxis by Suppressing IgE-Dependent Mast Cell Activation：Roles of GPR109A，PGE2，and Epigenetic Regulation”的研究报告中，来自东京科学大学等机构的科学家们通过研究决定通过对小鼠和SCFAs进行广泛的实验研究来解决这一知识差距。最初研究人员发现，利用两种代表性的SCFAs：丁酸和戊酸来喂养小鼠或能明显抑制其机体中被动的皮肤过敏反应（一种在实验室条件下通过人工诱导的已被充分研究的过敏反应），利用肥大细胞培养物，研究人员发现，利用多种SCFAs来处理肥大细胞或能抑制机体IgE所介导的激活，而这就是过敏反应的关键通路。本文仅用于学术分享，转载请注明出处。若有侵权，请联系微信：bioonSir 删除或修改！