2017年4月Cell期刊不得不看的亮點研究

4月份即將結束了，4月份Cell期刊又有哪些亮點研究值得學習呢？小編對此進行了整理，與各位分享。

1.Cell：重磅！揭示抗CRISPR蛋白阻斷CRISPR系統機制

doi:10.1016/j.cell.2017.03.012

圖片來自Cell, doi:10.1016/j.cell.2017.03.012

想像一下細菌和病毒一直處于軍備競賽之中。對很多細菌而言，一種抵抗病毒感染的防禦線是一種複雜的RNA引導的「免疫系統」，即CRISPR-Cas。這個免疫系統的核心是一種識別病毒DNA和觸發它破壞的監視複合物。然而，病毒能夠反擊，利用抗CRISPR蛋白讓這種監視複合物不能夠發揮功能。但是，在此之前，沒有人準確地知道這些抗CRISPR蛋白如何發揮作用。

如今，來自美國國家過敏症與傳染病研究所、斯克里普斯研究所、蒙大拿州立大學、加州大學舊金山分校和加拿大多倫多大學的研究人員首次解析出病毒抗CRISPR蛋白附著到一種細菌CRISPR監視複合物上時的結構。他們發現抗CRISPR蛋白的作用機制是封鎖CRISPR識別和攻擊病毒基因組的能力。一種抗CRISPR蛋白甚至「模擬」DNA，讓這種crRNA（CRISPR經轉錄產生的RNA）引導的檢測機器脫軌。相關研究結果發表在2017年3月23日的Cell期刊上，論文標題為「Structure Reveals Mechanisms of Viral Suppressors that Intercept a CRISPR RNA-Guided Surveillance Complex」。論文通信作者為來自斯克里普斯研究所的Gabriel C. Lander和來自蒙大拿州立大學的Blake Wiedenheft。

利用一種被稱作冷凍電鏡的高解析度成像技術，這些研究人員發現了CRISPR系統和抗CRISPR蛋白的三個重要的方面。

首先，他們準確地觀察這種CRISPR監視複合物如何識別病毒遺傳物質以便發現它應當在何處發起攻擊。這種監視複合物中的蛋白像握手那樣纏繞在細菌crRNA的周圍，讓這種crRNA的特定片段暴露出來。這種特定片段掃描病毒DNA，尋找它們能夠識別的基因序列。再者，這些研究人員分析了病毒抗CRISPR蛋白如何癱瘓這種監視複合物。他們發現一種抗CRISPR蛋白覆蓋住crRNA的這個暴露片段，從而阻止這種CRISPR系統掃描病毒DNA。

另一種抗CRISPR蛋白採用一種不同的策略。基於這種抗CRISPR蛋白的結合位置和負電荷，這些研究人員認為它起著模擬DNA的作用，誘導CRISPR結合這種抗CRISPR蛋白，而不是入侵的病毒DNA。

這些研究人員認為這種對抗CRISPR蛋白的新認識可能最終導致人們開發出更加複雜的和更加高效的基因編輯工具。抗CRISPR蛋白可能能夠被用於CRISPR系統之中來迅速阻斷基因編輯，或者科學家們可能能夠降解抗CRISPR蛋白來觸發基因編輯。

2.Cell：選擇性化學抑制PGC-1α蛋白有望治療2型糖尿病

doi:10.1016/j.cell.2017.03.001

在美國，將近95%的糖尿病病例被認為是2型糖尿病。如今，在一項新的研究中，來自美國斯克里普斯研究所（TSRI）、哈佛醫學院、耶魯大學醫學院、布羅德研究所和達納-法伯癌症研究所的研究人員可能發現一類新的抗糖尿病化合物來研究和甚至治療2型糖尿病。

這些研究人員鑒定出這類新的化合物降低肝臟中的葡萄糖產生。在這些由TSRI科學家設計和優化的化合物當中，一種被稱作SR-18292的化合物通過降低血液中的葡萄糖水平、增加胰島素敏感性和改善葡萄糖平衡，顯著地改善2型糖尿病模式動物的健康。相關研究結果發表在2017年3月23日的Cell期刊上，論文標題為「Selective Chemical Inhibition of PGC-1α Gluconeogenic Activity Ameliorates Type 2 Diabetes」。

他們發現SR-18292修飾蛋白PGC-1α。這個蛋白在能量平衡中發揮著至關重要的作用，而且有助控制參與能量代謝的基因表達。當細胞在禁食或飢餓期間過量表達PGC-1時，肝臟中的葡萄糖產生急劇上升。但是，當通過一種被稱作乙醯化的過程對PGC-1α功能進行修飾時，這種葡萄糖產生會發生下降。

抑制這種過量表達使得PGC-1α適合成為開發抗糖尿病療法的一種靶標。

3.Cell：40年謎題被解開 科學家成功解析巨細胞病毒和宿主之間的進化軍備競賽

doi:10.1016/j.cell.2017.03.002

圖片來自Cell, doi:10.1016/j.cell.2017.03.002

最近，一項刊登在國際雜誌Cell上的研究報告中，來自莫納什大學的研究人員通過研究解開了一個長達40年的奧秘，文章中研究人員闡明了巨細胞病毒（CMV）和機體免疫系統之間長期存在的一種進化軍備競賽。

人類的巨細胞病毒俗稱人皰疹病毒5型，其能夠感染全世界大約50%的成年人，而且也是引發發達國家新生兒出生缺陷的主要原因。這項研究中，研究者通過深入研究揭示了為何特殊病毒能夠成功休眠以及不被機體免疫系統所識別。

文章中，研究者揭示了巨細胞病毒如何進化來向機體NK細胞拋誘餌，從而讓機體免疫系統誤認為被感染的細胞也是健康的。Jamie Rossjohn教授表示，NK細胞的表現就好像我們機體中抵禦病毒感染的最前線防禦系統一樣。NK細胞能夠在機體中「遊走」來檢測細胞是否被感染，利用這種方式它們就能夠知道何時殺滅感染細胞；健康細胞在其表面有著自身的標記，這些標記能夠起到路標的作用來告訴NK細胞不要對其實施攻擊行為，然而在機體感染期間這些自身標記的缺失也是免疫系統檢測病毒的一種方式。

研究者Berry說道，這就是巨細胞病毒攔截的一種過程，其能夠拋出誘餌標記物來誘騙機體免疫系統誤認為已經被感染的細胞是健康的。然而機體免疫系統也會不斷進化並且重塑，而這對於物種的持續生存是非常有必要的。本文研究解開了長達40年研究人員極其關注免疫系統中非常著名的蛋白功能的一個謎題，研究者發現，名為NK1.1的分子或許能夠作為一種新型武器，其能夠不斷進化來直接識別巨細胞病毒的誘餌標記，從而使得免疫系統有效對其進行檢測並且殺滅病毒。

4.Cell：章魚等頭足類動物藐視遺傳學「中心法則」

doi:10.1016/j.cell.2017.03.025

作為生物中的核酸，DNA是由鹼基A、T、C和G組成的，而RNA是由鹼基A、U、C和G組成的。DNA經轉錄後產生信使RNA（mRNA）。mRNA經翻譯後產生蛋白。然而，同屬於頭足類動物的章魚、魷魚和墨魚經常並不嚴格地遵循它們DNA中的遺傳指令。相反，它們利用酶清除mRNA中的特定鹼基A（adenosine，腺苷），並且利用一種不同的鹼基I（Inosine, 肌苷）替代它們。這種被稱作RNA編輯的過程在大多數動物中很少被用來重新編碼蛋白，但是章魚和它們的同類在它們的一半以上的發生轉錄的基因中編輯RNA。在一項新的研究中，當研究人員開展實驗對頭足類動物中的這種RNA編輯發生的程度進行定量和描述時，他們發現證據證實這種遺傳策略深刻地限制了頭足類動物基因組的進化。相關研究結果發表在2017年4月6日的Cell期刊上，論文標題為「Trade-off between Transcriptome Plasticity and Genome Evolution in Cephalopods」。

研究人員已發現章魚利用RNA編輯快速地適應溫度變化（Science, 17 Feb 2012, doi:10.1126/science.1212795），而且魷魚神經元中的絕大多數RNA轉錄本含有這些編輯（eLife, doi:10.7554/eLife.05198）。在這項新的研究中，研究人員希望發現這些編輯如何平常，它們在頭足類動物譜系中如何進化出來，而且這種非凡的編輯能力如何影響頭足類動物基因組的進化。

脊椎動物細胞能夠發生RNA編輯，但是我們很少使用它。人類有2萬個基因，但僅幾十個保守的RNA編輯位點可能編碼功能性蛋白。根據這項研究的估計，魷魚也有大約2萬個基因，但是至少有1.1萬個活性的RNA編輯位點影響著蛋白質組，而且它們的大多數是保守性的。

針對不同的頭足類動物開展的分析揭示出這種RNA編輯模式存在於兩種章魚物種、常見的墨魚和一種魷魚物種中，它們都屬於頭足綱中的蛸亞綱。頭足類動物以具有複雜的捕食行為和社會行為而為人所知。然而，當這些研究人員在與章魚親緣關係較遠的鸚鵡螺（chambered nautilus）中檢查了RNA編輯的跡象時，他們發現更低水平的RNA編輯。為了作為比較，他們還發現RNA編輯水平在加州海兔屬軟體動物中也是較低的。

廣泛的RNA編輯經證實具有強健的進化結果。RNA編輯酶僅能夠作用於被一種大的RNA超結構包圍的鹼基對。如果編輯靶標任何一側上的鹼基發生突變，那麼有機體就可能喪失編輯這種靶標的能力。這些研究人員發現章魚和魷魚等狂熱的RNA重新編碼高手並不能夠承受得起在它們的RNA可編輯的基因中發生的DNA突變，因此它們為了選擇RNA編輯，放棄基因組DNA經常發生突變帶來的益處。

5.Cell：北大學者利用一種化學混合物讓多能性幹細胞具備全能性

doi:10.1016/j.cell.2017.02.005

圖片來自Cell, doi:10.1016/j.cell.2017.02.005

當科學家們談論實驗室幹細胞是全能性還是多能性時，他們的意思是這些幹細胞如胚胎那樣有潛力產生體內的任何組織。然而，全能性幹細胞（totipotent stem cell）與多能性幹細胞（pluripotent stem cell, PSC）的差別在於前者能夠產生支持胚胎的組織，如胎盤。這些組織被稱作胚外組織（extra-embryonic tissue），在發育和健康生長中發揮著至關重要的作用。

如今，在一項新的研究中，來自中國北京大學和美國沙克研究所的研究人員發現一種化學混合物能夠讓體外培養的小鼠PSC和人PSC做到這一點：產生胚胎組織和胚外組織。他們的方法可能對哺乳動物發育提供新的見解，也有助更好地建立疾病模型，開發藥物，甚至實現組織再生。這種新的方法有望特別適合於為影響胚胎著床和胎盤功能的早期發育過程和疾病建立模型，並且可能為改進體外受精技術鋪平道路。相關研究結果發表在2017年4月6日的Cell期刊上，論文標題為「Derivation of Pluripotent Stem Cells with In Vivo Embryonic and Extraembryonic Potency」。論文通信作者為北京大學鄧宏魁教授、北京大學人民醫院生殖中心沈浣教授和沙克研究所Juan Carlos Izpisua Belmonte教授。

在胚胎髮育期間，受精卵和它的初始細胞被認為是全能性的，這是因為它們能夠產生所有的胚胎細胞系和胚外細胞系。然而，在體外獲得具有這種發育潛能的幹細胞一直幹細胞生物學領域的一個重大挑戰。這項研究是世界上首次報道獲得一種穩定的有潛能產生胚胎細胞系和胚外細胞系的全能性樣幹細胞（totipotent-like stem cell）。

這些研究人員首次對支持多能性的化合物進行篩選。他們發現四種化學物（即LIF、CHIR、DiM和MiH）和一種生長因子的簡單組合能夠讓人PSC穩定地維持在一種在發育上不那麼成熟的狀態，從而允許它們更加高效地在發育中的小鼠胚胎內形成嵌合體（來自兩種不同物種的細胞混合物）。他們也將這些同樣的物質添加給小鼠PSC，獲得小鼠EPS細胞，結果令人吃驚地發現，這些小鼠EPS細胞不僅能夠產生胚胎組織，而且也能夠分化為胚外細胞系。再者，他們發現這些EPS細胞具有優異的形成嵌合體的能力，而且單個這樣的EPS細胞能夠產生一隻完整的成年小鼠。對這個領域而言，這一發現是史無前例的。

6.Cell：「夜貓子」也是一種病 罪魁禍首竟是基因突變！

doi:10.1016/j.cell.2017.03.027

如果晚上你是一個夜貓子，那麼早晨對你來講或許就是一個惡魔了，這是你或許就要怪罪一個基因突變了；日前刊登在國際著名雜誌Cell上的一項研究報告中，來自洛克斐勒大學等機構的研究人員通過研究發現，一種名為CRY1基因的突變會減緩機體的晝夜節律鍾（生物鐘），正常的生物鐘會告訴我們晚上何時睡覺，早上何時醒來，而攜帶「夜貓子」突變基因（CRY1基因）的個體或許擁有比大多數人都要長的生物鐘，這就會使其保持清醒的時間較長。

研究者Michael W. Young表示，相比在單一家族中所發現的和睡眠障礙相關的基因突變而言，CRY1基因的突變是一種相當有效基因改變，本文研究中我們就發現，在某些人群中，CRY1基因的突變在人群中所佔的比例為1/75。

7.Cell：蛋白ESCRT-III拯救判處「死刑」的細胞

doi:10.1016/j.cell.2017.03.020

圖片來自Cell, doi:10.1016/j.cell.2017.03.020

在一項新的研究中，來自美國聖猶大兒童研究醫院等研究機構的研究人員發現一組蛋白在一種被稱作壞死性凋亡（necroptosis）的過程中，如何延緩「劊子手（executioner）」殺死受損的或被感染的細胞。他們認為如果科學家們能夠開發出藥物來控制這種細胞拯救機制，那麼這一發現可能具有廣泛的臨床意義。相關研究結果發表在2017年4月6日的Cell期刊上，論文標題為「ESCRT-III Acts Downstream of MLKL to Regulate Necroptotic Cell Death and Its Consequences」。論文通信作者是德國德累斯頓工業大學卡爾-古斯塔夫-卡魯斯醫院研究員Andreas Linkermann和聖猶大兒童研究醫院免疫學系主任Douglas Green博士。論文第一作者是Green實驗室的科學家Yi-Nan Gong博士。

科學家們已知道壞死性凋亡中的「劊子手」是蛋白MLKL。當MLKL被壞死性凋亡機制激活時，它觸發刺穿細胞的質膜，最終殺死該細胞。然而，在當前的這項研究中，這些研究人員發現了細胞如何能夠在壞死性凋亡中存活下來。他們證實細胞的質膜通過形成修復破裂質膜的「泡泡（bubble）」而能夠自我修飾。這些修復泡是細胞釋放出來的，用於修復質膜上因刺穿產生的漏洞。

實驗表明這組被稱作ESCRT-III的蛋白負責形成這些修復泡。這項研究也揭示出ESCRT-III通過修復質膜中的破裂而延緩或阻止壞死性凋亡。這種延緩讓即將死亡的細胞有時間釋放信號來提醒周圍的細胞存在病毒感染。這些研究人員也發現激活MLKL並不會導致細胞存活不可恢復，而且ESCRT-III能夠讓受損的細胞復活。

在與移植相關的實驗中，這些研究人員測量了用於移植的腎臟組織樣品中的活化MLKL蛋白水平。這些腎細胞在移植期間會經歷應激，而且他們猜測它們會表現出壞死性凋亡的跡象。他們發現儘管在移植後，MLKL在這些腎細胞中受到激活，但是這些細胞並不會死亡，而且這種保護與拯救含有活性MLKL的細胞所必需的ESCRT-III的水平增加相關聯。

8.Cell重磅！巨噬細胞對健康心臟節律至關重要！

doi:10.1016/j.cell.2017.03.050

麻省總醫院（MGH）領導的研究團隊已經確定了巨噬細胞一個令人驚訝的新作用，這種白細胞主要功能是去除病菌，細胞碎片和其他有害物質。在他們發表於Cell雜誌的論文中，研究人員發現巨噬細胞對於心臟的健康功能也是必不可少的。同時，它也幫助協調心跳的電信號。

巨噬細胞因其吞噬和消化微生物、受損細胞以及外部物質的免疫學功能而出名。它存在於整個身體的組織中，最近有研究就表明它們還具有與其所寄生組織相關的額外功能。當巨噬細胞在修復心臟受損組織時，它們在健康心肌內的存在表明其在正常心臟功能的發揮一定作用。Nahrendorf的研究目的是探討其在傳遞和協調刺激心臟收縮的電信號過程中的潛在作用。

老鼠的初步試驗表明房室結（AV）中有更豐富的巨噬細胞。房室結是一種連接心房（上心室）和心室（下心室）的關鍵結構，它可以調節上下心室的收縮時間。研究人員在人類屍體樣本中也發現了同樣高濃度的巨噬細胞。隨後的動物實驗發現巨噬細胞通過縫隙連接與心肌相連，縫隙連接是一種調節心肌收縮的孔狀結構。此外，他們還發現攜帶傳導信號的電極變化是與巨噬細胞和相鄰心肌細胞-肌細胞同步的。

缺乏關鍵縫隙連接蛋白的老鼠通過房室結的信號信號異常緩慢。此外，完全耗盡巨噬細胞會導致房室阻塞-即心房和心室的傳導延遲，如果病人發生這種狀況就需要植入起搏器。總體而言，研究表明心臟巨噬細胞是心臟傳導系統中的重要參與者，此外，他們還發現，其數量或屬性的變化可能導致心律異常。

9.Cell重磅！腸道細菌會影響抗癌藥物療效！

doi:10.1016/j.cell.2017.03.040

圖片來自Cell, doi:10.1016/j.cell.2017.03.040

根據倫敦大學學院（UCL）的一項關於線蟲加工藥物和營養物質的最新研究，抗癌藥物的活性居然依賴於腸道微生物的種類。這項新發現強調了通過操縱腸道微生物和飲食改善腫瘤治療的潛在價值以及研究藥物療效個體差異的價值。這項研究近日發表在Cell上，由英國皇家學會和醫學研究委員會資助，該研究報道了一種高通量篩選方法，揭示了宿主、腸道微生物和藥物活性之間的複雜關係。

該研究涉及來自UCL、歐洲分子生物學實驗室（EMBL）、倫敦大學等研究機構的研究人員，他們設計了一種基於秀麗線蟲的新型三合一篩查方法。這種蠕蟲是一種研究人體代謝的常用模式生物。

通過改變細菌的基因、藥物種類及劑量，他們在秀麗線蟲身上篩查了55000種情況。他們隨後使用計算機分析了細菌的遺傳物質、飲食來源及化合物對常用結直腸癌藥物5-氟尿嘧啶的影響。儘管該藥物是常用的結直腸癌藥物，但是關於治療劑量並沒有形成共識，遺傳因素本身也無法解釋臨床上出現的病人藥物反應的差異。

該研究中的篩查方法揭示了細菌影響藥物活性的兩種方式：第一，一些細菌可以幫助前葯加工成活性成分，增強藥效；第二，另一些細菌影響細胞的代謝環境，使之更容易被藥物誘導死亡。

這些研究人員還發現如果不考慮宿主-細菌-藥物反應，聯合療法可能會失敗。例如，他們發現抗糖尿病藥物二甲雙胍可以通過抑制細菌的好功能而削弱5-氟尿嘧啶的療效。

10.Cell：腸道細菌或可影響結腸癌治療效果

doi:10.1016/j.cell.2017.03.046

根據一項新的研究，來自美國馬薩諸塞大學醫學院的Marian Walhout博士和同事們發現，存在於人消化道中的細菌，即腸道菌群，可能在病人能夠對化療藥物作出的反應中發揮著重要的作用。他們證實接受大腸桿菌餵食的秀麗隱桿線蟲對化療藥物氟尿苷（floxuridine, FUDR）的敏感性是接受其他細菌餵食的線蟲的100多倍。相關研究結果發表在2017年4月20日的Cell期刊上，論文標題為「Bacterial Metabolism Affects the C. elegans Response to Cancer Chemotherapeutics」。

模式生物秀麗隱桿線蟲經常用於遺傳研究。Walhout和同事們利用這種線蟲（作為癌症的一種相關物）來確定不同的細菌如何可能增強或抑制癌症藥物的效果。他們先給大腸桿菌餵食大腸桿菌或叢毛單胞菌（Comamonas），隨後讓這些線蟲接觸不同的化療藥物來評估它們的表型和基因型變化。其中的一種藥物是被用來治療結腸癌的抗代謝物FUDR。

相比於接受叢毛單胞菌餵食的線蟲，接受大腸桿菌餵食的線蟲對FUDR更加敏感。依賴於FUDR的劑量，這些線蟲產生死亡的後代或者是完全不育的。然而，接受叢毛單胞菌餵食的線蟲在接觸相同劑量的FUDR時，產生活的後代。相比於接受大腸桿菌餵食的線蟲，接受叢毛單胞菌餵食的線蟲在接觸100多倍的FUDR劑量時才會產生不育。

為了產生這種效果，這些細菌需要是活的以便當接觸FUDR時，活躍地代謝這種藥物或者產生一種代謝物。

這些研究人員隨後利用基因篩選確定哪些細菌基因增加或降低藥物在線蟲中的療效。這允許他們通過鑒定改善或減少FUDR在線蟲中的療效的細菌突變體來揭示FUDR治療效果得到改善的分子機制。

11.Cell：胰島素受體與衰老的關係

doi:10.1016/j.cell.2017.04.003

圖片來自Cell, doi:10.1016/j.cell.2017.04.003

我們的壽命長短不光受到生活方式的影響，遺傳背景同樣重要。胰島素受體調控的遺傳特徵就是其中重要的一環。最近，來自科隆大學的研究者們發現蛋白質的聚集會影響這一遺傳調控機制，進而導致衰老的發生。這一結果發表在《Cell》雜誌上。

在進化的早期，糖類的攝入與生命的長短具有緊密的相關性，而胰島素具有重要的作用。通過與細胞表面的受體結合，胰島素能夠起到降低血糖的作用。不過，同一時間許多與存活有關的生命活動將被迫停止。當食物供應充足的時候，這些生命活動或許變得不再重要，儘管長期看來這一變化將會導致壽命的變短。試驗結果表明，胰島素受體失活的小鼠其壽命還要長於野生型小鼠。然而，為何在細胞與組織中胰島素受體的活性會受到抑制呢？這項研究主要回答了這一問題。

研究者們發現，CHIP蛋白在其中發揮了重要的作用。通過對胰島素受體進行泛素化修飾，CHIP能夠促進受體的回收與講解，最終產生了抗衰老活性。反之，當CHIP蛋白缺失之後，則會導致過早地衰老。

這一發現十分驚人。由於CHIP此前被認為參與了受損蛋白的降解（多發於老年階段），該蛋白的聚集會導致痴呆以及肌肉萎縮等癥狀。不過，這項研究結果則表明，當CHIP不足的時候，由於胰島素受體不能得到及時的清除，也會導致過早衰老現象的發生。

12.Cell：利用基因剪刀操縱腸道微生物組的基因活性

doi:10.1016/j.cell.2017.03.045

圖片來自Cell, doi:10.1016/j.cell.2017.03.045

在一項新的研究中，來自美國耶魯大學醫學院的研究人員開發出新的方法來調節活的小鼠腸道內大量腸道細菌中的基因活性。這是理解腸道微生物組在健康和疾病中發揮的影響的一個關鍵的步驟。相關研究結果發表在2017年4月20日的Cell期刊上，論文標題為「Engineered Regulatory Systems Modulate Gene Expression of Human Commensals in the Gut」。

論文通信作者、耶魯大學醫學院微生物致病學系副教授Andrew Goodman說，「我們和其他人一直對用來研究腸道微生物組的工具比較粗陋感到沮喪，這種感覺就好像是戴著拳擊手套開展外科手術。我們希望這些新的方法是利用基因剪刀（genetic scalpel，即下文中的二聚體開關）替換拳擊手套。」

論文第一作者Bentley Lim與Goodman實驗室的Michael Zimmermann和Natasha Barry一起設計出一種「二聚體開關」來控制擬桿菌中的基因表達。擬桿菌是在人腸道中發現的一類最為常見的細菌。作為對在小鼠體內或它們的飲食中未發現的一種人工化學物作出的反應，這種開關能夠增加、降低或關閉基因表達。通過簡單地加入這種化學物到小鼠的飲用水中，或者移除飲用水中的這種化學物，他們能夠精準地實時追蹤改變活的小鼠的腸道微生物組中的基因活性的影響。

腸道細菌在尋找食物時會將腸道壁上的糖脫落下來。這些研究人員利用這些工具理解病原菌如何吃這些脫落下來的糖。通過控制這種行為的時間和強度，他們能夠測量這些吃剩的食物在多長時間可供病原菌獲得。他們說，這些發現有助解釋抗生素如何違反直覺地為病原菌增加這些佳肴的數量，並且可能有朝一日有助人們開發出更加有效的傳染病療法。

13.Cell：古老的酶AMCase保護哺乳動物免受肺部疾病

doi:10.1016/j.cell.2017.03.044

圖片來自Cell, doi:10.1016/j.cell.2017.03.044

幾丁質廣泛地存在於幾乎所有生物體內，如螃蟹腿、蝦殼、真菌細胞壁等。酸性哺乳動物幾丁質酶（acidic mammalian chitinase, AMCase）是一種古老的能分解幾丁質的酶。

在一項新的研究中，來自美國加州大學舊金山分校的研究人員發現幾丁質促進肺部疾病產生，同時還發現AMCase可以延緩/預防這些疾病的發生，從而潛在地有助人們開發一系列治療肺部疾病的藥物。他們還證實AMCase過量表達的人不容易得哮喘類疾病。相關研究結果發表在2017年4月20日的Cell期刊上，論文標題為「Spontaneous Chitin Accumulation in Airways and Age-Related Fibrotic Lung Disease」。

為了檢測AMCase在保護身體免受肺部疾病中的作用，加州大學舊金山分校免疫學家Steven Van Dyken和Richard Locksley構建出經過基因改造後不能夠產生AMCase的小鼠。隨著年齡的增加，這些小鼠逐漸變得呼吸困難，最終窒息而亡。長時間的觀察結果表明缺乏AMCase的小鼠一半以上只能存活不到2年的時間，而對照組的健康小鼠多數能夠存活2年以上。缺乏AMCase的年老小鼠的肺部氧吸收量明顯低於正常小鼠，同時伴有炎症、肺纖維化、瘢痕組織聚集等癥狀。對人類來說，肺纖維化會阻礙肺吸氧能力。

這些研究人員發現這些問題的核心在於動物分解幾丁質的能力。缺乏AMCase的年老小鼠的呼吸道內含有的幾丁質比同齡小鼠多。他們發現，通過基因改造或人工注射（從鼻孔注入人工合成的幾丁質酶）恢復AMCase供應，即便對已經產生肺部疾病癥狀的老年小鼠，它們的肺部纖維化和炎症水平都下降了。（www.bioeg.cn）

為了研究幾丁質是否也會導致人類產生肺部疾病，這些研究人員檢測了間質性肺病（interstitial lung disease, ILD）病人呼吸道粘液中的幾丁質含量。他們發現ILD病人呼吸道內的幾丁質含量差不多是正常人的兩倍，然而，ILD病人並不缺少AMCase。他們認為，與正常人相比，這些ILD病人的幾丁質清除途徑存在異常。

來源：生物谷

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