Nature雜誌5月不得不看的亮點研究

【1】Nature：重磅！一些人胚胎幹細胞系發生癌症相關突變

doi：10.1038/nature22312

根據一項新的研究，在用於基礎研究或臨床開發的140種人胚胎幹細胞系當中，5種人胚胎幹細胞系在腫瘤抑制基因TP53上獲得突變。其中的兩種人胚胎幹細胞系H1和H9已用於人體中，不過還沒有證據證實它們在受者體內導致癌症產生。相關研究結果於2017年4月26日在線發表在Nature期刊上，論文標題為「Human pluripotent stem cells recurrently acquire and expand dominant negative P53 mutations」。

論文共同通信作者、美國哈佛大學研究員Kevin Eggan在新聞稿中說道，「我們的發現表明在產生幹細胞和將它們用於下游的療法開發期間，還應當進一步開展一系列質量控制檢查。幸運的是，這些基因檢查能夠輕鬆地利用精確的、靈敏的、越來越廉價的測序方法加以執行。」

Eggan團隊在基因TP53上發現的6個突變影響p53蛋白的DNA結合區域。這個結合區域經常在人癌症中受到破壞。

【2】Nature：癌症免疫療法靶向實體瘤新突破

DOI： 10.1038/nature22311

基於T細胞的免疫療法對於癌症的治療提供了巨大的希望：在針對血液癌症的初期試驗中已經取得了初步成功。然而，對於實體瘤的治療來說目前仍然十分困難。最近發表在《Nature》雜誌上的一項研究指出，IFN-gamma-T細胞分泌的一類信號分子能夠切斷腫瘤組織的血液供應，因而對於實體瘤治療效果具有重要的影響。

免疫系統是機體抵抗疾病的有力武器，因此科學家們一直在尋找方法利用免疫系統攻擊癌症。如今，研究者們找到了合適的方法。舉例來說，通過將T細胞從患者體內分離出來，進行一系列的"訓練"，再導入患者體內，能夠有效地殺傷腫瘤細胞。這一技術在初期臨床試驗中已經取得了成功，但僅僅局限於無法形成腫瘤塊的癌症類型，例如血液癌症。

【3】Nature：通過控制血管生長來開發治療癌症等多種疾病的新型療法

doi：10.1038/nature22322

最近，一項刊登在國際雜誌Nature上的研究報告中，來自耶魯大學的研究人員通過研究揭示了如何通過控制血管發育來幫助開發治療心血管疾病以及癌症的新型療法。

正常的血管生長會被諸如生長因子等蛋白質或激素所調節；在本文研究之前，研究人員並不清楚特殊的生長因子家族（FGFs）在調節血管生長發育過程中所扮演的角色，為了進行深入研究，研究者Michael Simons及其同事對工程化小鼠進行研究，他們對小鼠進行遺傳工程化操作，使其血管內皮中缺少FGF信號。

研究者發現，FGFs能夠誘導參與多種癌症發生的基因（c-Myc）進行表達，該基因能夠開啟一系列特殊的事件，從而調節血管內皮細胞的代謝，這項研究發現非常重要，因為其描述了生長因子和細胞代謝之間的關聯，此前研究者並不清楚這種關聯，同時這項研究也為研究人員後期開發治療多種人類疾病的新型療法提供了一定的研究基礎。

【4】CRISPR專利爭奪者再放大招！Nature、Cell兩篇文章發現10種用於疾病診斷的CRISPR酶

doi：10.1038/nature19802

最近來自加利福尼亞大學的研究人員通過研究描述了10種新型的CRISPR酶，這些酶一旦被激活其行為就像「吃豆人」一樣能夠「嚼碎」RNA，因此這些酶類或許能作為診斷傳染性病毒的敏感檢測器。這種新型的酶類是CRISPR蛋白—Cas13a的突變體，去年9月，來自伯克利的研究人員利用該蛋白實現了對來自病毒RNA的特異性序列進行檢測，同時研究者表示，一旦CRISPR—Cas13a同其靶點RNA相結合後，其就會開始切割RNA，從而就能夠輕鬆切掉和受體分子相關的RNA，並且產生熒光幫助研究者進行信號檢測。

此前來自博德研究所的兩個研究小組相繼對CRISPR—Cas13a和RNA進行配對，並將構建好的新系統命名為SHERLOCK系統，該系統能夠在極低濃度下對病毒的RNA進行檢測，比如對登革熱和寨卡病毒的RNA進行檢測等。諸如這種系統就能夠用來檢測任何類型的RNA，包括癌細胞特異性的RNA。

【5】Nature：令人意外！一種常見的腦血管疾病竟與腸道微生物組存在關聯

doi：10.1038/nature22075

根據一項新的研究，來自美國賓夕法尼亞大學佩雷爾曼醫學院的研究人員報道，腸道微生物組中的細菌促進顱內海綿狀血管瘤（cerebral cavernous malformation， CCM）形成。這項研究提示著改變CCM病人的腸道微生物組可能是一種有效地治療這種腦血管疾病的方法。相關研究結果於2017年5月10日在線發表在Nature期刊上，論文標題為「Endothelial TLR4 and the microbiome drive cerebral cavernous malformations」。論文通信作者為賓夕法尼亞大學心血管醫學教授Mark Kahn博士。

在CCM中，大腦內的擴張性薄壁血管簇集在一起，能夠導致中風和癲癇。在每100～200人當中，大約有1人患上CCM。這種疾病存在兩種形式。一種形式是散發性CCM，占所有CCM病例的80%。剩下 的20%是家族性的遺傳性CCM病例。

在2016年，Kahn實驗室已發現血管內皮細胞中促進CCM形成的分子通路（Nature， 07 April 2016， doi：10.1038/nature17178）。在當前的這項研究中，Kahn團隊發現這個分子通路是由TLR4激活的。TLR4是細菌分子脂多糖（LPS）的一種受體。LPS激活大腦血管內皮細胞表面上的TLR4會極大地加快CCM形成。相反地，如果通過基因手段將TLR4從血管內皮細胞中移除，或者如果小鼠接受阻斷TLR4功能的藥物的處理，那麼就可阻止CCM形成。

【6】Nature：重磅！揭示癌症免疫療法抵抗癌症新機制

doi：10.1038/nature22396

已經證實抗蛋白PD-1和PD-L1抗體通過激活體內的T細胞（一種免疫細胞）來抵抗癌症。如今，在一項新的研究中，來自美國斯坦福大學醫學院的研究人員證實這種療法也以一種完全不同的方式抵抗癌症：促進巨噬細胞（另一種免疫細胞）吞噬和摧毀癌細胞。這些發現可能在改進和擴大這種癌症療法中發揮著重要的意義。這項研究是以小鼠為研究對象的。相關研究結果於2017年5月17日在線發表在Nature期刊上，論文標題為「PD-1 expression by tumour-associated macrophages inhibits phagocytosis and tumour immunity」。論文通信作者為斯坦福大學醫學院病理學系教授Irving Weissman博士。論文第一作者為Weissman實驗室研究生Sydney Gordon。

PD-1是細胞表面上的一種蛋白受體，在保護身體免受過度活躍的免疫系統的破壞中發揮著重要的作用。T細胞學著檢測和破壞受損的或病變的細胞，有時能夠錯誤地攻擊健康細胞，從而產生狼瘡或多發性硬化症等自身免疫疾病。PD-1被稱作「免疫檢查點」，能夠抑制高度活躍的T細胞，因此它們更不可能攻擊健康組織。

【7】Nature：重大突破！靶向BCAT1蛋白逆轉白血病侵襲性

doi：10.1038/nature22314

在一項新的研究中，來自美國喬治亞大學和日本東京大學的研究人員鑒定出兩種最為常見的骨髓性白血病的一種新的藥物靶標，並且找到一種阻止這種疾病的最為侵襲性類型的方法。相關研究結果於2017年5月17日在線發表在Nature期刊上，論文標題為「Cancer progression by reprogrammed BCAA metabolism in myeloid leukaemia」。

通過阻斷一種被稱作BCAT1的蛋白，這些研究人員能夠阻止小鼠體內和來自白血病患者的人血液樣品中的癌細胞生長。

BCAT1蛋白激活一組被稱作支鏈氨基酸（branched-chain amino acid， BCAA）的氨基酸代謝。BCAA是所有細胞中的必需構成單元，因而是侵襲性白血病細胞生長所必需的。BCAT1也促進腦瘤和肺瘤產生。

早期的研究已表明BCAT的功能是降解大多數健康組織中的BCAA。這項新的研究首次證實白血病細胞並不降解BCAA，而是利用BCAT1通路產生它們。通過阻斷這種蛋白，這些研究人員能夠逆轉這種疾病的侵襲性。

【8】Nature：重磅！利用血管內皮細胞製造出功能性的造血幹細胞

doi：10.1038/nature22326

在一項新的研究中，來自美國威爾康奈爾醫學院的研究人員開發出一種創新性方法：利用容易獲得的血管內壁細胞無限制地供應健康的血細胞。相關研究結果於2017年5月17日在線發表在Nature期刊上，論文標題為「Conversion of adult endothelium to immunocompetent haematopoietic stem cells」。

論文通信作者、威爾康奈爾醫學院安沙瑞幹細胞研究所主任Shahin Rafii博士說，「這是一項改變遊戲規則的突破，不僅讓治療血液疾病更接近一步，而且也揭示幹細胞自我更新機制的複雜生物學性質。」

長期存活的造血幹細胞（HSC）能夠分化為所有類型的血細胞：白細胞、紅細胞和血小板。幾十億個循環流通的血細胞並不會在體內長期地存活，因而必須得到持續補充。當這沒有發生時，貧血、流血或危及生命的感染等嚴重性血液疾病就會發生。HSC的一種特殊的性質是它們也能夠「自我更新」形成更多的HSC。這種性質允許僅幾千個HSC產生一個人一生當中所需的所有血細胞。 科學家們長期以來希望找到一種方法讓身體產生健康的HSC以便治癒這些血液疾病。但是在此之前，還沒有人做到這一點，這部分是因為科學家們不能夠設計出一種培育環境。僅在這種環境中，幹細胞才能夠轉化為新的可長期存活的細胞。

【9】Nature：里程碑突破！首次在實驗室利用人多能性幹細胞製造出造血幹細胞

doi：10.1038/nature22370

在一項新的研究中，來自美國波士頓兒童醫院等研究機構的研究人員首次在實驗室中利用能夠產生體內幾乎任何一種細胞類型的多能性幹細胞製造出人造血幹細胞。這一進展為研究血液疾病的根本原因和利用病人自己的細胞產生用於治療目的的免疫匹配性血細胞開闢新的途徑。相關研究結果於2017年5月17日在線發表在Nature期刊上，論文標題為「Haematopoietic stem and progenitor cells from human pluripotent stem cells」。

論文通信作者、波士頓兒童醫院幹細胞移植項目主任George Daley博士說，「我們非常接近於在培養皿中產生真正的人造血幹細胞。這項研究是20多年努力的結果。」

儘管利用這些多能性幹細胞製造出的細胞是真正的造血幹細胞和其他的細胞（即造血祖細胞）的混合物，但是當移植到小鼠體內時，它們能夠產生多種類型的人血細胞。

【10】Nature：揭示肺癌進化的關鍵步驟

doi：10.1038/nature22334

肺腺癌是一種侵襲性肺癌，大約佔美國肺癌病例的40%。據認為，它是由良性的肺腺瘤產生的。

如今，在一項新的研究中，來自美國麻省理工學院的研究人員在肺癌進化中鑒定出一個重大的分子開關。當肺癌模式小鼠體內的肺腺瘤轉化為肺腺癌時，這個開關會處於開啟狀態。他們也發現阻斷這個開關會阻止肺腺瘤變得更具侵襲性。他們說，因此，干擾這個開關的藥物可能適合用於治療早期肺癌。相關研究結果於2017年5月10日在線發表在Nature期刊上，論文標題為「A Wnt-producing niche drives proliferative potential and progression in lung adenocarcinoma」。

論文通信作者、麻省理工學院科赫綜合癌症研究所主任Tyler Jacks說，「當腫瘤由良性狀態轉化到惡性狀態時，理解激活的分子通路對治療產生重要的影響。這些發現也有助開發阻止或干擾晚期疾病產生的方法。」

來源：生物谷

生物易構|更人性的生物化學試劑耗材採購平台

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！