12月Nature雜誌不得不看的重磅級亮點研究

時間總是匆匆易逝，轉眼間12月份即將結束，在即將過去的12月裡，Nature雜誌又有哪些亮點研究值得學習呢？小編對相關文章進行了整理，與大家一起學習。

【1】Nature：重磅！科學家鑑別出能控制人類血液幹細胞自我更新的特殊蛋白！

doi：10.1038/s41586-019-1790-2

近日，一項刊登在國際雜誌Nature上的研究報告中，來自加利福尼亞大學的科學家們通過研究發現了一種特殊蛋白和人類學學幹細胞自我更新能力之間的關聯，研究者表示，激活該蛋白或能促進血液幹細胞在實驗室條件下自我更新至少12倍。在體外條件下增殖血液幹細胞往往能極大地改善血液癌症（比如白血病）和多種遺傳性血液疾病的治療選擇。

研究者Hanna Mikkola博士表示，儘管我們已經對血液幹細胞的生物學特性研究了很多年，但如今依然面臨著很多關鍵的挑戰，即如何在實驗室條件下促進人類血液幹細胞自我更新，如今我們不得不通過研究來克服這些問題了。血液幹細胞，即造血幹細胞，其存在於骨髓中，在骨髓中其能進行自我更新並分化稱為多種類型的血液細胞；而且骨髓移植療法也能被用來治療血液或免疫系統疾病的患者；然而骨髓移植存在著明顯的局限性，尋找合適的骨髓供體並不總是可行，而且患者自身的免疫系統也會排斥外源性細胞，移植的幹細胞數量有時候也並不足以成功治療患者的疾病。

【2】Nature：科學家在單分子水平下成功理解細胞轉運蛋白的工作機制

doi：10.1038/s41586-019-1747-5

就能一艘能夠幫助乘客過河的船一樣，轉運蛋白（transporters）能運輸物質跨越細胞膜，這一過程對於從細菌到人類等多種有機體細胞的健康功能至關重要，此前研究人員僅能通過與這些轉運蛋白一起發揮作用的成百上千個轉運蛋白的行為中推斷出其功能，近日，一項刊登在國際雜誌Nature上的研究報告中，來自聖猶大兒童研究醫院等機構的科學家們通過研究開發了一種新技術，其能在單分子水平下對轉運蛋白的功能和工作機制進行研究。

研究者Scott Blanchard博士表示，通過觀察單分子水平下的活性，我們就能夠闡明轉運蛋白活性背後的部分機制，這對於後期進行該家族中許多臨床相關蛋白的研究至關重要。這項研究依賴於一種名為單分子螢光共振能量轉移（smFRET，single-molecule fluorescence resonance energy transfer）的技術，其能幫助研究人員收集來自單一轉運蛋白活性的精確測定數據，同時該技術還是研究疾病作用機制和突變發生機制的有力工具，其能在全球少數實驗室中使用。

【3】Nature：科學家開發出新一代對「疲憊」狀態耐受的CAR-T細胞來成功抵禦實體瘤

doi：10.1038/s41586-019-1805-z

近日，一項刊登在國際雜誌Nature上的研究報告中，來自史丹福大學醫學中心的科學家們通過研究開發了一種新方法，其或能重編程CAR-T細胞（抵禦癌症的免疫細胞）來延長其自身的活性並增加抵禦實驗室培養和小鼠機體中人類癌細胞的潛能。

基因工程細胞在經歷最初的活躍狀態後往往會感到「疲憊」，而有效規避這種「疲憊」能力的方法就是開發新一代的CAR-T細胞，這種細胞對於治療實體瘤非常有效。但截至目前為止研究人員並不清楚其中所涉及的分子機制。這項研究中，研究人員對攜帶人類白血病和骨癌細胞的小鼠進行研究，研究者希望能在未來18個月裡開始對白血病患者開展臨床試驗，並最終將臨床試驗擴展至對實體瘤患者進行研究。

【4】Nature：科學家有望開發出抵禦諸如呼吸道合胞病毒等誘發肺炎的病毒的新型療法

doi：10.1038/s41586-019-1759-1

近日，一項刊登在國際雜誌Nature上的研究報告中，來自南洋理工大學等機構的科學家們通過研究在闡明了人偏肺病毒(HMPV)的關鍵組分結構後，發現了一種使得呼吸道合胞病毒（RSV）和人偏肺病毒(HMPV)兩種病毒失活的新方法。

RSV和HMPV是兩種密切相關的病毒，其會引發嚴重且危及生命的呼吸系統疾病，比如肺炎和毛細支氣管炎等，高危人群包括早產兒、嬰兒、老年人和免疫系統功能較弱的人群等。據聯合國兒童基金會數據顯示，僅2018年，肺炎在全球就會每隔39秒引發一名兒童死亡，但目前並沒有有效的疫苗或抗病毒療法來抵禦上述病毒感染。

【5】Nature：通過靶向作用癌症幹細胞或有望根治急性髓性白血病

doi：10.1038/s41586-019-1835-6

近日，一項刊登在國際雜誌Nature上的研究報告中，來自澳大利亞彼得-麥卡倫癌症中心等機構的科學家們通過研究發現了一種從根源上靶向作用急性髓性白血病（AML，acute myeloid leukemia）的新方法，相關研究發現或能幫助開發治療惡性難治性血液癌症的新型療法。

文章中，研究人員在AML幹細胞中鑑別出了一種可以用作開發新藥的特殊靶點，AML幹細胞是能夠支持白血病進展的關鍵，儘管這些幹細胞非常罕見，但其卻是誘發AML對當前抗癌療法產生耐藥性的主要原因。研究者Mark Dawson說道，當前治療AML的療法善於消除主要的癌細胞，但其常常會留下非常罕見的白血病細胞，從而引發療法後癌症復發。

圖片來源：Jun Wei et al.Nature (2019). DOI: 10.1038/s41586-019-1821-z

【6】Nature：突破！科學家成功對T細胞重編程來改善癌症免疫療法的功效！

doi：10.1038/s41586-019-1821-z

日前，一項刊登在國際雜誌Nature上的研究報告中，來自聖猶大兒童研究醫院等機構的科學家們通過研究開發了一種有效增強癌症免疫療法的新型治療策略，其或能有效減緩腫瘤的生長並延長患癌小鼠的壽命。本文研究發現或能為開發更有效的過繼細胞療法（adoptive cell therapy）提供一種有希望的策略，比如CAR T細胞療法；免疫療法旨在利用患者機體自身的腫瘤特異性T細胞來進行癌症治療，當這些T細胞被重新輸入到患者機體之前，研究人員會對其進行收集、功能擴展等操作，當重新輸入到患者體內後，有些患者會對療法產生顯著性的反應，而過繼細胞療法或許無法有效抵禦實體瘤。

研究者Hongbo Chi說道，我們的目的就是增加腫瘤特異性T細胞的持久性及其抗腫瘤效率，本文研究發現或能為我們提供一種方法，即重編程腫瘤特異性T細胞使其像長壽原始或記憶T細胞一樣具有持久性，同時還能像功能正常的效應T細胞一樣表現出強大的殺傷活性。

【7】Nature：突破！科學家發現一種新型的人類自身炎性疾病—CRIA症候群！

doi：10.1038/s41586-019-1828-5

近日，一項刊登在國際雜誌Nature上的研究報告中，來自澳大利亞沃爾特與伊麗莎研究所等機構的科學家們通過研究鑑別出了一種此前未知的人類自身炎症性疾病(autoinflammatory disease，AID)的遺傳原因，研究者將這種自身炎性疾病稱之為CRIA症候群（抗裂RIPK1誘導的自身炎症，cleavage-resistant RIPK1-induced autoinflammatory），其是由一種關鍵的細胞死亡組分的突變所誘發。

研究者Lalaoui表示，本文研究中我們鑑別出了一種新型的人類自身炎性疾病，同時還發現，一種關鍵的細胞死亡分子的相關突變驅動了這一疾病的發生。細胞死亡通路會發展處一系列內置的機制來調節炎性信號和細胞死亡，在疾病發生過程中，RIPK1的突變會克服所有存在的正常檢查和平衡機制，從而誘發細胞死亡和炎症的失控。

【8】Nature：重大進展！揭示酶caspase-8是三種細胞死亡途徑的分子開關

doi：10.1038/s41586-019-1770-6

為了保護健康的組織正常運轉，細胞利用不同的細胞死亡機制來處理不需要的細胞（比如受到感染的或衰老的細胞）。細胞凋亡（apoptosis）是一種「細胞自殺程序」，並不引起組織損傷，而且是由caspase-8誘導的。壞死性凋亡（necroptosis）是調節細胞死亡的另一種方式，它引起細胞損傷，並且通常在caspase-8受到抑制時發生作用。細胞焦亡（pyroptosis）描述了一種受調節的細胞死亡過程的炎症模式，它通常在微生物病原體入侵時受到激活，並且對於增強抗微生物免疫力至關重要。

在一項新的研究中，德國科隆大學的Hamid Kashkar及其團隊報導酶caspase-8也誘導細胞焦亡，而且這種誘導不需這種酶的酶活性的參與。基於此，他們發現這種酶不僅控制細胞凋亡和壞死性凋亡，而且還控制細胞焦亡，相關研究結果近期發表在Nature期刊上。

【9】Nature：挑戰常規！揭示心臟幹細胞療法竟與幹細胞的再生能力無關

doi：10.1038/s41586-019-1802-2

一項新的研究表明幹細胞療法可幫助心臟從心臟病發作中恢復過來，但是這種恢復並不是出於20年前提出的作為當前正在開展的臨床試驗基礎的生物學原因。它指出心臟幹細胞以一種完全不同的方式幫助受損的心臟，而不是像最初提出的那樣通過替換受損的或死亡的心臟細胞來實現，相關研究結果近期發表在Nature期刊上。

這項研究報導將活的甚至死的心臟幹細胞注入小鼠受傷的心臟中會觸發急性炎症過程，繼而產生類似傷口癒合的反應，從而增強心臟受傷部位的機械性能。研究者表示，在免疫系統中的巨噬細胞介導下，這種繼發性癒合過程對心臟病發作後的心臟功能有一定的益處；這種先天免疫反應會急劇地改變心臟受傷區域周圍的細胞活性，使得心臟在癒合時形成了更優化的瘢痕組織，並具有改善的收縮性。我們的研究的意義非常直接，並為心血管醫學領域尚未解決的爭論提供了重要的新證據。

【10】Nature：重磅！發現腫瘤內部存在幹細胞樣T細胞

doi：10.1038/s41586-019-1836-5

在一項新的研究中，來自美國埃默裡大學等研究機構的研究人員發現免疫系統在一些患有腎癌和其他泌尿系統癌症的患者的腫瘤內部建立了「前線作戰基地」或者說淋巴結樣結構。腫瘤中免疫細胞得到良好支持的患者更有可能在更長的時間內控制他們體內的癌症生長，這一發現可能指導腎癌患者手術後的治療決策。此外，正在進行的研究工作還發現這一觀察結果廣泛適用於許多癌症類型，並可能幫助研科學家們將癌症免疫治療的益處擴展到更多的人。相關研究結果近期發表在Nature期刊上。

研究者表示，如果腫瘤中存在更多的T細胞，那麼患者對癌症免疫療法的反應可能會更好。但是，我們正在研究一個更基本的問題：為什麼有些腫瘤有很多T細胞，而另一些腫瘤卻沒有，研究人員研究了從腎癌、前列腺癌和膀胱癌患者身上取出的腫瘤樣本。CD8 T細胞搜尋並消滅入侵者，比如癌細胞。在腫瘤內存在高水平CD8 T細胞的患者中，當少量癌細胞（微小轉移瘤）可能潛伏在身體其他部位時，他們的免疫系統似乎受到了更好的訓練，可以抑制手術後的癌症生長。CD8 T細胞水平較低的患者的手術後癌症進展速度往往比那些CD8 T細胞水平較高的患者快四倍。（生物谷Bioon.com）

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