3月Nature杂志不得不看的重磅级亮点研究

时间总是匆匆易逝，转眼间3月份即将结束，在即将过去的3月里，Nature杂志又有哪些亮点研究值得学习呢？小编对相关文章进行了整理，与大家一起学习！

图片来源：Figure courtesy of the Muir Lab

【1】Nature：重磅！科学家成功解析人类癌症中的组蛋白突变蓝图

doi：10.1038/s41589-021-00738-1

近日，一篇发表在国际杂志Nature上的研究报告中，来自普林斯顿大学等机构的科学家们通过研究完成了首个人类基因组癌症相关组蛋白突变的全面分析，包括具体的生化和细胞特征分析等；干扰核小体重塑的组蛋白突变或会促进多种人类癌症的发生和进展。在人类基因组中，DNA被包裹在由8种组蛋白组成的盘状结构中，其每一种都会形成核小体；重复的核小体单位会组成染色质，而染色质是一种结构化和具有动态特性的遗传信息仓库。

这项研究中，研究人员想通过研究理解细胞中染色质控制遗传过程的分子机制以及这些过程的破坏如何引起疾病的发生。研究者Michelle Mitchener说道，基于此前研究我们发现，组蛋白的多种不同突变与不同的癌症以及不同阶段的癌症都有一定的相关性；此前的研究是关于突变在染色质中位置的概述，其更多的是关于科学家们在数据挖掘方面的努力。而本文研究重点是阐明这些突变在功能上和生化上到底能发挥怎样的作用，如果其会导致癌症，那么其中具体的分子机制是怎样的？科学家们又能从结构和生化层面上阐明其具体的作用机制吗？

【2】Nature：科学家发现能诱导鳞状细胞癌发生的关键驱动子—NSD3！

doi：10.1038/s41586-020-03170-y

近日，一篇刊登在国际杂志Nature上的研究报告中，来自阿卜杜拉国王科技大学等机构的科学家们通过研究发现，名为NSD3的酶类或是癌症发生的主要驱动子；如今这种染色质调节酶已经被科学家们进行了广泛研究，其是常见肺癌的关键驱动因素，而靶向作用该酶类的药物或能改善特殊类型癌症患者的治疗和存活率。

研究者Lukasz Jaremko说道，鳞状细胞癌（Squamous cell carcinoma）在人类所有肺癌中占到了近乎三分之一的比例，文章中，我们进行了结构和动态学的分析，包括酶活性研究、遗传分析、小鼠模型和人类细胞研究，结果发现，这种名为组蛋白赖氨酸N-甲基转移酶（NSD3，histone-lysine N-methyltransferase）的酶类或能作为肺癌的主要驱动因素。

【3】Nature：新冠病毒D614G突变增强这种病毒的复制和传播

doi：10.1038/s41586-021-03361-1

在诸如英国变体B.1.1.7之类的冠状病毒SARS-CoV-2变体出现之前，称为D614G的SARS-CoV-2变体（即携带D614G突变的SARS-CoV-2病毒）已经从引发SARS-CoV-2大流行的原始病原体中突变出来。D614G已经迅速扩散成为全球范围内数量最多的变体，而且在所有新出现的变体中都保留了这种D614G突变。

在一项新的研究中，来自瑞士病毒与免疫学研究所、伯尔尼大学、德国弗里德里希-勒夫勒研究院和美国疾病控制与预防中心的研究人员如今能够在实验室和动物模型中证实，为什么D614G变体能够比原来的SARS-CoV-2病毒更占优势，相关研究结果发表在Nature期刊上。研究者表示，我们的方法也让我们能够更好更快地描述新出现的变体，如英国变体B.1.1.7。”这些研究结果对于评估新变体猖獗的风险极为重要，因为它们显示了SARS-CoV-2变体的适应优势如何导致更高的传播。

【4】Nature重磅解读！人类胎盘或是遗传缺陷的“垃圾场”，更像是肿瘤一样！这到底是为何？

doi：10.1038/s41586-021-03345-1

近日，一篇发表在国际杂志Nature上题为“Inherent mosaicism and extensive mutation of human placentas”的研究报告中，来自英国桑格学院研究所等机构的科学家们通过研究证实，胎盘的正常结构与其他人体器官或许并不相同，但却与肿瘤相似，并携带有许多在儿童癌症中发现的相同基因突变。文章中，研究人员提出证据支持了胎盘是遗传缺陷的“倾泻场”这一理论，而胎儿则能够纠正或避免这些错误，这一研究结果为研究基因突变和出生结局之间的关联提供了明确的证据，从而就能帮助科学家们更好地理解诸如早产和死产等问题。

在女性怀孕的最初一段时间，受精卵会植入到子宫壁，并开始从一个细胞分裂成多个细胞；细胞会分化为多种细胞类型，其中一部分细胞就会形成胎盘；大约在怀孕10周左右，胎盘就开始形成并会进入到母体的血液循环中，为胎儿提供氧气和营养物质，并帮助清除废物且能调节关键的激素水平。长期以来，科学家们知道，胎盘不同于机体其它器官，在1%-2%的妊娠中，一些胎盘细胞中的染色体数目与胎儿机体细胞中的染色体数目不同，这种基因缺陷对于胎儿是致命的，但胎盘通常能够正常发挥作用。尽管遗传因素很强大，但胎盘的问题还是会对母体和未出生的胎儿产生伤害，比如胎儿生长受限甚至死胎等。这项研究中，研究人员首次对人类胎盘的基因组结构进行高分辨率地分析，科学家们对来自42份胎盘的86份活检组织和106个微切面进行了全基因组测序分析，这些样本取自每个器官的不同区域。

【5】Nature：肿瘤细胞表面上的细菌肽有望成为癌症免疫疗法的新靶点

doi：10.1038/s41586-021-03368-8

癌症免疫疗法可能会从一个意想不到的方向得到推动：驻扎在肿瘤细胞内的细菌。在一项新研究中，来自以色列魏茨曼科学研究所的研究人员及其合作者发现，免疫系统可以“看到”这些细菌，并表明可以利用它们引发针对肿瘤的免疫反应。该研究还可能有助于阐明免疫疗法与肠道微生物组之间的联系，解释了之前研究的结果，即肠道微生物组影响免疫疗法的成功。相关研究结果发表在Nature期刊上。

过去十几年的免疫疗法极大地提高了某些癌症的康复率，尤其是恶性黑色素瘤；但在黑色素瘤中，免疫疗法仍然只对40%左右的病例有效。魏茨曼科学研究所分子细胞生物学系的Yardena Samuels教授研究了分子“标志物”---细胞表面的蛋白片段，或者说肽，它们可将癌细胞标记为外来的，因此可能成为免疫疗法的潜在新靶点。在这项新的研究中，她和同事们将寻找新的癌症标志物的范围扩大到了那些已知的定植在肿瘤中的细菌。

喂食CD-HFD的小鼠的肝脏免疫细胞特征。

图片来源：Nature, 2021, doi:10.1038/s41586-021-03233-8。

【6】Nature：重大进展！揭示非酒精性脂肪性肝炎是由自身攻击性T细胞导致

doi：10.1038/s41586-021-03233-8

非酒精性脂肪性肝炎（Non-alcoholic steatohepatitis，NASH）可导致严重的肝损伤和肝癌。在一项新的研究中，来自德国慕尼黑工业大学的研究人员发现，这种病症是由攻击健康组织的免疫细胞引起的---这种现象被称为 “自身攻击”。他们的研究结果可能有助于开发新的疗法来避免NASH的后果。相关研究结果发表在Nature期刊上。

NASH通常与肥胖有关。然而，我们对其原因的理解一直非常有限。在这项新的研究中，Knolle及其团队如今在基于小鼠的模型系统中一步步地探索了这一过程，并对导致人类NASH的机制获得了有希望的见解。Knolle教授说，“我们在人类患者身上观察到了在这种模型系统中观察到的所有步骤。”

【7】Nature：重磅！在子宫外培养哺乳动物胚胎

doi：10.1038/s41586-021-03416-3

观察一个由相同细胞组成的小球如何在成为哺乳动物胚胎的过程中首先附着在等待的子宫壁上，然后发育成神经系统、心脏、胃和四肢：这是近100年来胚胎发育领域的一个高度追求的最高目标。在一项新的研究中，以色列魏茨曼科学研究所的Jacob Hanna教授及其团队如今完成了这一壮举。他们构建的在胚胎植入后的初始阶段在子宫外培养小鼠胚胎的方法将为科学家们提供一个前所未有的工具，以了解基因中编码的发育程序，并可能提供与出生和发育缺陷以及胚胎植入有关的详细信息。相关研究结果发表在Nature期刊上。

Hanna解释说，如今人们对哺乳动物胚胎发育的了解，大多来自于观察青蛙或鱼类等非哺乳动物产下透明卵的过程，或者从解剖的小鼠胚胎中获得静态图像，并将它们叠加在一起。他补充说，在子宫外培养早期胚胎的想法从20世纪30年代之前就已经存在，但基于这些建议的实验成功率有限，而且胚胎往往是不正常的。

【8】Nature：AIM2炎小体在克隆性造血中加剧动脉粥样硬化

doi：10.1038/s41586-021-03341-5

在一项新的研究中，来自美国哥伦比亚大学的研究人员发现缓解炎症的疗法可能是预防常见的年龄相关性血液病患者患上心脏病的有效方法。他们确定了称为克隆性造血（clonal hematopoiesis）的血液病如何让动脉粥样硬化恶化，而且他们的发现表明一种先前在心血管疾病患者中广泛测试的抗炎药物，如果仅用于治疗克隆性造血的患者，可能有潜力。相关研究结果近期发表在Nature期刊上。

研究者Alan Tall博士说，“我们研究的主要信息是，针对动脉粥样硬化性心脏病的抗炎疗法可能对克隆性造血的患者特别有效。虽然诸如降低胆固醇的他汀类药物之类的药物在减少动脉粥样硬化性心脏病方面取得了很大的进步，但是尽管目前有这些药物，许多人的疾病仍在增加。多年来，科学家们已经了解到，衰老过程本身是导致心血管疾病的主要因素。但衰老本身如何导致心脏病--以及如何预防--还不是很清楚。

【9】Nature论文解读！我国科学家揭示抗麻风药物氯法齐明有望治疗新冠肺炎

doi：10.1038/s41586-021-03431-4   doi：10.1038/s41586-020-2577-1

在一项新的研究中，来自中国香港大学和美国桑福德-伯纳姆-普利贝斯医学发现研究所等研究机构的研究人员发现已被美国食品药品管理局（FDA）批准并列入世界卫生组织（WHO）基本药物清单的抗麻风药物氯法齐明（clofazimine）对SARS-CoV-2表现出强大的抗病毒活性，并能防止与重症COVID-19相关的过度炎症反应。基于这些发现，一项评估氯法齐明作为家庭治疗COVID-19的2期临床试验可能可以立即开始。相关研究结果发表在Nature期刊上。

研究者表示，氯法齐明是COVID-19治疗的理想候选药物。它安全、实惠、易于制作、以药片的形式服用，并且可以在全球范围内使用。我们希望尽快在2期临床试验中对COVID-19检测阳性但未住院的人进行氯法齐明测试。鉴于目前没有为这些人提供门诊治疗，因此氯法齐明可能有助于减少这种疾病的影响，这一点现在尤为重要，因为我们看到这种病毒的新变种出现，而且目前的疫苗对它们似乎不太有效。”氯法齐明最初是通过筛选世界上最大的已知药物集合之一来确定它阻止SARS-CoV-2复制的能力的。这些研究人员之前在Nature期刊上报道，氯法齐明是21种在体外或实验室培养皿中有效的药物之一，其浓度最可能在患者身上安全达到（Nature， 2020， doi：10.1038/s41586-020-2577-1）。

【10】Nature：淋巴结中单核细胞来源的S1P水平可调节免疫反应

doi：10.1038/s41586-021-03227-6

在一项新的研究中，来自美国纽约大学兰朗格尼医学中心的研究人员发现，在免疫反应开始时，一种已知的分子会动员免疫细胞进入血液，在那里它们靶向感染部位并迅速转移位置。他们说，这间接地放大了对外来微生物或人体自身组织的攻击。相关研究结果发表在Nature期刊上。

过去的研究已表明，免疫系统会调节磷酸鞘氨醇1号（S1P）分子的浓度，以吸引细胞到合适的位置。科学家们说，靶细胞表面有对这种分子水平敏感的蛋白，使得它们能够跟随这种分子的“踪迹”。例如，S1P浓度梯度可以引导免疫T细胞停留在淋巴结，或者移动到血管中。 在这项新的研究中，这些作者首次在小鼠实验中发现，随着免疫反应的增加，淋巴结中的S1P水平会增加。免疫细胞的这种激活会导致炎症、肿胀和/或靶细胞死亡。（生物谷Bioon.com）

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