Nature雜誌11月10日精選文章一覽

知識 11-11

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【1】封面故事：移植胚胎神經元融入成體新皮層迴路

doi | 10.1038/nature20113

本期封面所示為互連神經元在細胞解析度下的藝術再現圖。在哺乳動物成體的大腦新皮層中，神經再生極度受限。因此，修復大腦損傷的一種可能的策略是利用移植胚胎神經元。然而，人們尚不清楚這些神經元能否繼續發育並融入成體的已有迴路中。本期《自然》發表的一項研究採用雙光子顯微術和單突觸追蹤方法，表明移植入成年小鼠視覺皮層的胚胎神經元可在四到八周內成熟並得到類似成體的屬性，可以接收適當的輸入並建立感覺刺激選擇性反應。因此，移植神經元能以極強的特異性融入成體大腦內一般不接受新神經元的新皮層迴路中。

【2】舊牙換新牙

doi | 10.1038/nature19812

兒童的乳牙掉落時，掉下來的是牙冠，牙根則被吸收。在研究一具硬骨魚Andreolepis hedei的化石的牙齒替換時，Per Ahlberg及同事發現牙根吸收似乎是所有硬骨魚類替換牙齒的原始模式。人類是硬骨魚類經過高度分化的後代，而這具有4.24億年歷史的硬骨魚Andreolepis hedei與所有硬骨魚的祖先相當接近。Andreolepis通過牙根吸收換牙是這一現象的最早證據，牙根吸收或許也是原始硬骨魚類替換牙齒的方式。

【3】骨織素或是靈長類大腦發育因子

doi | 10.1038/nature20111

人們在研究驅動大腦發育的基因表達網路時，一般都集中在小鼠身上，而對其他動物群體，尤其是大腦皮層已有擴展的靈長類動物的表達網路與小鼠模型有何不同所知較少。Michael Greenberg及同事發現，小鼠中的非神經性分泌因子骨織素在演化過程中，或許被重新定位為了靈長類動物的神經發育基因。骨織素在人類和獼猴的新皮層中特異表達；在小鼠中，它在骨骼和肌肉組織中富集，但並未出現在大腦中。

【4】超冷量子氣體降下「原子雨」

doi | 10.1038/nature20126

水滴中的水分子之所以能聚合在一起，是因為分子間的引力和斥力達到精妙平衡。超流氦也能形成液滴。然而，人們此前還未觀察到過由鹼原子的冷原子氣體組成的自束液滴，冷原子氣體必須被包含在勢阱中才能形成液滴。本文作者創造出了超冷偶極氣體的自束液滴，其原子數量密度是氦液滴的億分之一。這一成果使得研究完全孤立的量子系統成為可能，而這對理解耗散與量子關聯間的相互作用等問題至關重要。

【5】熱帶氣旋塑造巨型三角洲

doi | 10.1038/nature19809

沉積物輸運關乎三角洲的存亡，尤其是在面臨海平面上升的情況下。修建大壩和改造地表覆蓋等人類活動會影響沉積物供給，但Stephen Darby等人發現，對湄公河來說，約三分之一的沉積物輸運與熱帶氣旋帶來的降水有關。在1981年到2015年間出現的懸浮沉積物供給減少中，超過一半是由熱帶氣旋的氣候學變化引起的，這表明未來湄公河三角洲的穩定性也會受到熱帶氣旋強度和軌跡變化的強烈影響。

【6】基底神經節的行為評估

doi | 10.1038/nature19845

基底神經節在行為選擇中扮演了重要角色，但人們對它在評估行為影響方面的作用還不完全理解。李波及同事用小鼠模型表明，投射到外側系帶的谷氨酸蒼白球神經元（GPh神經元）會評估行為的積極和消極影響，從而對隨後的行為產生偏向，而這需要分別對GPh神經元做出抑制性和興奮性輸入。通過在紋狀體和丘腦底核中辨別這些輸入的來源，作者提出，有關行為選擇和行為評估的信息是通過彼此不同但相互交纏的基底神經節迴路傳導的。

【7】脂肪必須「裡應外合」

doi | 10.1038/nature20117

膳食脂肪會加重慢性炎症和胰島素抵抗，這一過程涉及脂肪組織的巨噬細胞招募。本研究表明，巨噬細胞脂肪酸合酶 (FAS) 對飲食誘導的炎症是不可或缺的。去除巨噬細胞中的FAS會改變巨噬細胞的膜秩序和組成，削弱細胞黏附、細胞遷移和細胞活化所需的血漿細胞膜膽固醇留存和Rho GTPase轉運。因此，去除FAS能在小鼠中防止脂肪組織的巨噬細胞招募、慢性炎症和飲食誘導的胰島素抵抗。

【8】體外產生小鼠雌性生殖細胞

doi | 10.1038/nature20104

本研究成功生成了完全由細胞培養產生且功能正常的小鼠卵子，實現了幹細胞生物學和再生醫學長久以來的一個目標。作者使用小鼠多能幹細胞，在體外產生了功能正常的卵母細胞，這些卵母細胞可以受精並且產出可生育的後代。他們的方法重建了減數分裂和卵母細胞生長過程，作者還在這些體外生成的卵子受精後，從中分離出了多能幹細胞系，從而在培養皿中完整重建了哺乳動物的雌性生殖細胞周期。

【9】致白血病變異微環境

doi | 10.1038/nature20131

酪氨酸磷酸酶SHP2（由PTPN11 編碼）是Ras信號通路的一部分，其遺傳突變被認為與一種會增加白血病風險的綜合征有關。先前的小鼠模型研究已經表明，攜帶這些變異的造血幹細胞存在功能缺陷，表現出了細胞自主性效應。瞿成奎及同事發現，變異還會影響骨髓環境中的細胞，阻斷其對造血幹細胞的正常控制，從而促成白血病的發生。施用CCL3受體拮抗劑有效地逆轉了Ptpn11變異的骨髓微環境所導致的腫瘤發生。

【10】寡樹突膠質細胞瘤中的癌症幹細胞

doi | 10.1038/nature20123

Itay Tirosh等人使用單細胞RNA測序方法表明，人類寡樹突膠質細胞瘤包含會分化成兩種膠質細胞的癌細胞，以及一種罕見的未分化細胞亞群，這一亞群表現出了具有神經幹細胞特徵的基因表達程序。通過將此分析與對寡樹突膠質細胞瘤細胞系的功能評定相結合，作者為這一特定條件下腫瘤發展的癌症幹細胞模型提供了支持。

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