发布时间:2019-02-21 15:50 原文链接: 这些新的研究发现或会让你眼前一亮!

  在科学研究道路上,科学家们常常会有一些不经意、让他们眼前为之一亮重要研究发现,而这些研究结果都是他们首次阐明或发现的,本文中,小编就对这些重要研究成果进行整理,分享给大家!

  【1】Nature:重磅!解码人体免疫系统!首次对人体免疫系统进行全面测序

  doi:10.1038/s41586-019-0934-8

  有史以来第一次,科学家们对人体免疫系统进行全面测序,人体免疫系统比人类基因组大数十亿倍。在一项新的研究中,来自美国范德堡大学的研究人员对这个庞大而又神秘的系统的一个关键部分---编码循环B细胞受体库的基因---进行了测序。通过对成年人和婴儿中的这些B细胞受体进行测序,他们发现了令人吃惊的抗体序列重叠,这些重叠可能为开发在不同人群中起作用的疫苗和疗法提供了潜在新的抗体靶标。作为一项大型的多年计划的一部分,这项研究旨在确定人们能够应对和适应各种各样疾病的遗传基础,相关研究结果刊登于国际杂志Nature上。

  这一进展之所以成为可能,是因为生物学研究与高性能前沿超级计算的结合。尽管人类基因组计划(Human Genome Project)对人类基因组进行了测序并导致了新型基因组学工具的开发,但是它没有解决人类免疫系统的规模和复杂性。研究者James E. Crowe博士说道,“人类免疫学和疫苗开发领域面临的一个持续存在的挑战是我们没有关于正常健康的人体免疫系统的完整参考数据。在当今时代之前,人们认为不可能开展这样的研究,这是因为免疫系统在理论上是非常大的,但是这篇新论文表明可以确定其中的很大一部分,这是因为每个人的B细胞受体库的规模出乎意料地小。”

  【2】Nature:治疗糖尿病新希望!首次让人胰腺中的α细胞和γ细胞产生和分泌胰岛素

  doi:10.1038/s41586-019-0942-8

  生物学教科书告诉我们,成体细胞类型在分化时获得的身份保持固定不变。在一项新的研究中,来自瑞士日内瓦大学(UNIGE)的研究人员首次通过诱导产生非胰岛素(non-insulin,除胰岛素之外的激素)的人胰腺细胞在改变它们的功能后以一种可持续的方式产生胰岛素,证实人类细胞的适应能力比以前认为的要大得多。而且,这种可塑性并不是人体胰腺细胞所独有的。

  人类胰腺含有几种类型的内分泌细胞(α、β、δ、ε和Υ),它们产生不同的激素来调节血糖水平。这些细胞聚集在一起,形成较小的称为胰岛的细胞簇。当在没有功能性β细胞的情况下,血糖水平不再得到控制时,糖尿病就产生了。日内瓦大学医学院的Pedro Herrera教授及其团队已在小鼠身上证实了胰腺能够通过一种自发性改变其他胰腺细胞的身份的机制来再生新的产生胰岛素的细胞。但是人类是否也如此呢?是否有可能人为地促进这种转变呢?

  【3】Cell:复旦和厦大联手首次开发出阻止NRAS突变黑色素瘤生长新策略

  doi:10.1016/j.cell.2019.01.002

  黑色素瘤是一种最致命的皮肤癌类型,因其对常规化疗的抵抗力而臭名昭著。大约25%的黑色素瘤是由NRAS基因的致癌突变驱动的,这使得它成为一种非常有吸引力的治疗靶标。然而,尽管人们进行了数十年的研究,但是目前还没有靶向NRAS的有效药物。

  在一项新的研究中,来自中国复旦大学、厦门大学和美国波士顿大学医学院的研究人员首次发现了一种新的NRAS活化剂,并开发出一种特异性的抑制剂来有效地阻止NRAS突变黑色素瘤(NRAS mutant melanoma)生长。这些发现为治疗NRAS突变黑色素瘤提供了一种有希望的治疗选择。

  【4】Science:首次发现产生乙酰胆碱的T细胞是控制慢性病毒感染所必需的

  doi:10.1126/science.aau9072

  癌症科学家Tak Mak博士以克隆人T细胞受体(TCR)而闻名。在一项新的研究中,Mak博士及其团队证实免疫细胞能够产生对抗感染的大脑化学物。这首个功能验证的发现解决了一个多世纪以来科学家们一直在思考的一个难题。Mak博士解释道,在感染过程中,免疫系统中的T细胞合成乙酰胆碱。在大脑中,乙酰胆碱作为神经递质起作用并控制学习和记忆。在免疫系统中,合成这种经典的大脑化学物的T细胞能够逃离血液循环并在组织中采取行动对抗感染。

  论文第一作者Maureen Cox以这种方式总结了这些研究结果:“神经递质乙酰胆碱是T细胞在病毒感染期间产生的,并促进这些T细胞进入遭受病毒入侵的组织中,在那里,它们杀死受到病毒感染的细胞。”当Mak团队在实验室中对小鼠进行基因改造使得它们体内的T细胞不能够产生乙酰胆碱时,他们观察到这些免疫细胞在这种神经递质不存在时不能够控制慢性病毒感染。

  【5】Cell Stem Cell:重大突破!首次诱导多能干细胞产生杀死肿瘤细胞的成熟T细胞

  doi:10.1016/j.stem.2018.12.011

  在一项新的研究中,来自美国加州大学旧金山分校的研究人员首次证实他们开发出的一种技术诱导多能干细胞---它们能够产生体内的每种细胞类型,并且可在实验室里无限制地生长---产生能够杀死肿瘤细胞的成熟T细胞。这种技术使用一种称为人工胸腺类器官(thymic organoids)的三维结构。这种人工胸腺类器官通过模拟胸腺环境发挥作用。在胸腺中,T细胞是由造血干细胞产生的。

  T细胞是抵抗感染的免疫系统细胞,但也有消除癌细胞的潜力。通过使用加州大学旧金山分校开发出的这种技术让自我更新的多能干细胞产生T细胞的能力可能导致人们开发出新的癌症免疫疗法,并可能促进人们进一步研究针对HIV等病毒感染和自身免疫疾病的T细胞疗法。这种技术最有希望的一个方面是它可以与基因编辑方法相结合,以便创造出几乎无限制的T细胞供应用于大量患者体内而无需使用患者自己的T细胞。

  【6】Nat Med:重磅!首次发现孤儿非编码RNA竟促进癌症转移,让癌症更为致命性

  doi:10.1038/s41591-018-0230-4

  科学家们早就知道癌症能够劫持细胞现有的调节通路并将健康细胞转化为致命性的恶性肿瘤。然而,在一项新的研究中,来自美国加州大学旧金山分校的研究人员证实癌症并不仅仅是一个控制细胞管理操作的叛变者,它也是一个聪明的工程师,能够利用细胞中现有的原材料构建全新的促进疾病产生的调节网络。相关研究结果发表在2018年11月的Nature Medicine期刊上。

  在研究小RNA(sRNA)---一类调节基因活性但不能编码功能性蛋白的RNA---时,这些研究人员鉴定出在癌细胞中观察到但在健康组织中基本上不存在的候选sRNA分子。更重要的是,这些sRNA分子是这个领域的科学家们之前从未观察到的或描述过的。他们将这些sRNA分子称为孤儿非编码RNA(orphan non-coding RNA, oncRNA)。

  为了确保oncRNA真正是癌症特有的而不是实验性人工产物,这些研究人员对三种类型的乳腺癌进行了系统性搜索。他们确定了201个在癌症中存在但在正常的乳腺细胞中不存在的oncRNA。

  【7】Nature:重磅!日本科学家在全球首次利用iPS细胞治疗帕金森病患者

  doi:10.1038/d41586-018-07407-9

  将来自皮肤等身体组织的细胞进行重编程可让它们返回到一种多能的胚胎样状态,因而能够分化为其他的细胞类型。所产生的重编程细胞称为诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cell, iPS细胞, iPSC)。日本神经外科医生首次将iPS细胞植入到帕金森病患者的大脑中。这只是利用ips细胞开展临床试验所要治疗的第二种疾病。

  日本京都大学的科学家们利用一种技术将ips细胞转化为产生神经递质多巴胺的神经元的前体细胞,即多巴胺前体细胞(dopamine precursor cell)。在帕金森病患者中,产生多巴胺的神经元短缺会导致颤抖和行走困难。

  【8】Nature:重磅!首次成功地在哺乳动物中进行基因驱动

  doi:10.1038/s41586-019-0875-2

  基因驱动(gene drive)是一种基因工程技术,它促进后代要比正常情形时更频繁地遗传来自一个亲本的特定等位基因。它已在昆虫中发挥作用。如今,在一项新的研究中,来自美国加州大学圣地亚哥分校的研究人员发现它也能够成功地在脊椎动物中发挥作用。在这项研究中,他们描述了一种方法,它利用CRISPR-Cas9改变雌性小鼠生殖系细胞,从而促进小鼠后代出现白色毛发和表达一种红色荧光蛋白。

  研究者Kimberly Cooper的说法,启动这个研究项目的原因在于她和她的团队想要能够复制其他物种的遗传变化,这样他们就能够理解这些变化如何导致特定性状。但是,利用传统的小鼠遗传学,将多个转基因组合在一起并且让小鼠中每个转基因的两个等位基因保持纯合是很棘手的。比如,在两只小鼠中,让每只小鼠携带相同的三个基因的突变拷贝需要将近150个后代才有90%的机会让它们中的一个后代是纯合的三重突变体。

  【9】Nature:打破传统认知!科学家首次在机体中发现特殊类型的骨骼干细胞

  doi:10.1038/s41586-018-0662-5

  骨骼干细胞非常有价值,因为其能愈合很多类型的骨骼损伤,但研究人员却很多发现骨骼干细胞,因为他们并不知道骨骼干细胞的样子或者其存在的未知;近日,一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中,来自密歇根大学的科学家们通过研究在骨骺生长板(epiphyseal growth plate)的(resting zone)鉴别出了一类骨骼干细胞,骨骺生长板是一类特殊的软骨组织,其是骨骼生长的重要驱动子。

  研究者Noriaki Ono表示,在静止区域发现骨骼干细胞非常有意义,因为研究人员普遍认为干细胞常常处于静息状态,直到其被需要时才会激活。为了寻找这种特殊类型的干细胞,研究者利用荧光蛋白来标记小鼠机体中的特殊细胞群体,随后随着时间延续来追踪这些细胞的命运变化,以这种方式,研究人员就能够研究这些细胞在天然状态下整个生命周期中的行为变化(并不仅仅是在培养皿中)。

  【10】Nature:重磅!首次在培养皿中培养出完美的人类血管

  doi:10.1038/s41586-018-0858-8

  在一项新的研究中,来自奥地利科学院分子生物技术研究所的研究人员首次在培养皿中成功地培养出完美的人血管作为类器官(organoid)。这种突破性的工程技术极大地促进了糖尿病等血管疾病的研究,从而确定了一种潜在地阻止血管变化的关键途径,其中血管变化是糖尿病患者死亡和发病的主要原因。相关研究结果于2019年1月16日在线发表在Nature期刊上。

  类器官是利用干细胞培养出的三维结构,它可模仿器官并且可以用于在培养皿中研究这种器官的各个方面。研究者Josef Penninger说,“能够利用干细胞构建出作为类器官的人血管是一种改变游戏规则的方法。我们体内的每种器官都与血液循环系统连接在一起。这可能潜在地允许科学家们揭示包括阿尔茨海默病、心血管疾病、伤口愈合问题、中风、癌症和糖尿病在内的一系列疾病的病因和治疗方法。”


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