生物谷推薦：4月必看的重磅級研究Top10

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轉眼間4月份就快要過去了，這個月又有哪些研究論文值得我們深讀一下呢？谷君將根據本月新聞的點擊量、研究領域、熱度篩選出了4月份的Top10研究，供大家學習交流。

【1】 Cancer Cell：高劑量維生素C治療癌症通過1期臨床試驗檢測

DOI：10.1016/j.ccell.2017.02.018

最近一項臨床試驗發現向腦癌和肺癌病人體內常規注入日均推薦維生素C含量的800~1000倍是具有安全性的，該治療方法或可提高標準癌症治療的治療結果。在這項發表在國際學術期刊Cancer Cell上的新研究中，愛荷華大學的研究人員還發現了改變癌細胞鐵代謝的信號途徑，這可導致癌細胞對高劑量維生素C誘導細胞死亡的敏感性增加。

"這篇文章揭示了癌細胞的一個代謝弱點，讓我們可以使用一些氧化還原活性化合物，比如維生素C，來促進癌細胞對放射或化療的敏感性。"文章共同作者Garry Buettner這樣說道。

腦癌安全性評估實驗共包含11名病人，他們每周需要接受三次維生素C注入，共持續兩個月，隨後每周注入兩次持續七個月，同時接受標準的放射治療和化療。每次注入的目標是將病人血液中維生素C的濃度提高到20000uM，而大多數成年人血液中維生素C的濃度是70uM。由於維生素C在人類循環系統中的半壽期為大約兩小時，因此需要使用高劑量的維生素C。該治療方法得到普遍耐受，只出現了包括尿頻和口乾等輕微的副作用，還有一些患有高血壓的病人在注入維生素C後血壓迅速回落。

【2】Science：重大突破！利單細胞測序揭示免疫細胞衰老之謎

doi：10.1126/science.aah4115

在一項新的研究中，來自歐洲生物信息研究所（EMBL-EBI）、英國劍橋大學、韋爾科姆基金會桑格研究所和英國癌症研究所（CRUK-CI）的研究人員針對免疫系統為何隨著年齡的增加而減弱存在的長期爭論提出新的認識。他們的發現表明相比於年輕組織中的免疫細胞，衰老組織中的免疫細胞缺乏協作，並且表現出更多的基因表達變化。相關研究結果發表在2017年3月31日的Science期刊上，論文標題為「Aging increases cell-to-cell transcriptional variability upon immune stimulation」。

解決爭論

我們所有人經歷與衰老相伴隨的功能逐漸下降，但是是什麼精確地導致這種下降？它為何在體內不同部分以不同的速率發生？為了尋找答案，科學家們需要在分子水平上揭示每個組織中的所有衰老機制。當前的這項研究著重關注免疫組織，特別是CD4+ T細胞。

免疫系統就好比是交響樂團，具有不同的細胞類型和細胞亞型，它們一起協作抵抗感染。但是隨著免疫系統衰老，因迄今為止還不清楚的原因，它對感染作出的免疫反應減弱了。科學家之間的一個長期的爭論圍繞著兩個關鍵性的假設：這種功能性的減弱是細胞性能減少導致的；這種功能性的減弱歸因於細胞間缺乏協作。

【3】Nature子刊：重磅級研究或將開啟人類長生不老的神話！

doi：10.1038/nchembio.2342

老化，即隨著機體衰老，細胞的分裂和生長能力不斷退化的一種表現，其會誘發機體功能退化以及年齡相關的疾病，抗衰老一直是人類所夢寐以求的，然而對於生物學家而言，尋找能夠有效控制機體衰老的物質以及闡明機體衰老的分子機制或許並非一件易事。

近日，刊登在國際雜誌Nature Chemical Biology上的一項研究報告中，來自大邱慶北科學技術院（DGIST）的研究人員就希望通過研究能夠逆轉機體的衰老過程，為了能夠逆轉機體的衰老過程，研究人員搜尋了能夠控制衰老的多個因子，同時研究者還尋找了一些能夠恢復細胞分類能力的物質，最終他們鎖定了一種名為KU-60019的物質，其是ATM蛋白的抑制劑，ATM蛋白是一種磷酸化的酶類，其能夠通過活化溶酶體的功能以及誘導細胞增殖來恢復衰老細胞的功能。

【4】Nat Med：歷時多年 科學家終於鑒別出或有望徹底治癒炎性腸病的新型潛在靶點

doi：10.1038/nm.4307

日前，一項發表在國際雜誌Nature Medicine上的研究報告中，來自牛津大學的研究人員通過研究鑒別出了治療炎性腸病（inflammatory bowel diseases，IBD）的潛在治療靶點，相關研究或將改變成千上萬名對當前療法並無反應的炎性腸病患者的生活質量和生命，當前臨床上普遍採用抗腫瘤壞死因子療法（抗TNF療法）來治療炎性腸病，但很多患者對該療法並無反應。

這項最新研究中，研究者通過研究發現，IBD患者機體中有著較高濃度的抑癌蛋白M（OSM），這種蛋白和腸道炎症發生直接相關，而阻斷OSM或許就能夠成功有效治療IBD。同時研究者還發現，腸道中高水平的OSM或許對抗TNF療法的反應並不是很好，比如藥物阿達木單抗、高利單抗和英夫利昔單抗，抗TNF療法能夠持續有效治療IBD長達20年，在抗TNF療法III期臨床試驗中，當研究人員對樣本進行檢測時他們發現，腸道組織中OSM的水平或許就能夠幫助預測患者對療法的響應缺乏。

【5】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。

【6】PNAS：構建出抵抗HIV的免疫細胞，有望治癒HIV感染

doi：10.1073/pnas.1702764114

在一項新的研究中，來自美國斯克里普斯研究所（TSRI）和中國上海科技大學的研究人員開發一種方法將抵抗人類免疫缺陷病毒（HIV）的抗體附著到免疫細胞表面上，從而產生抵抗HIV的細胞群體。在實驗室條件下，他們的實驗證實這些抵抗性細胞能夠快速地替換被HIV感染的免疫細胞，從而有助潛在地治癒HIV感染者。相關研究結果於2017年4月5日在線發表在PNAS期刊上，論文標題為「Immunochemical engineering of cell surfaces to generate virus resistance」。

論文第一作者、TSRI高級研究員Jia Xie說，「這種保護將會是長期的。」

在論文通信作者Richard Lerner博士的領導下，這些研究人員計劃與來自美國希望之城基因治療中心的研究人員合作在療效測試和安全性測試中評估這種新療法。在病人體內開展測試之前，這些療效測試和安全性測試是美國聯邦法規所必需的。

【7】Science：基於CRISPR/Cas13a的診斷平台可檢測任何RNA分子，靈敏度增加一百萬倍

doi：10.1126/science.aam9321

在一項新的研究中，來自美國哈佛大學-麻省理工學院布羅德研究所（以下簡稱布羅德研究所）、麻省理工學院麥戈文腦研究所、麻省理工學院醫學工程與科學研究所、哈佛大學懷斯生物啟發工程研究所（Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering）的研究人員將一種靶向RNA（而不是DNA）的CRISPR相關酶（即Cas13a）改造為一種快速的、廉價的和高度靈敏的診斷工具，從而有潛力引發研究和全球公共衛生變革。相關研究結果於2017年4月13日在線發表在Science期刊上，論文標題為「Nucleic acid detection with CRISPR-Cas13a/C2c2」。

在這項研究中，布羅德研究所成員Feng Zhang、Jim Collins、Deb Hung、Aviv Regev和Pardis Sabeti描述了這種靶向RNA的CRISPR相關酶如何被用作一種高度靈敏的檢測器---能夠指示最少至一個靶RNA或DNA分子的存在。論文第一作者Omar Abudayyeh和Jonathan Gootenberg將這種新的工具稱為「SHERLOCK（Specific High-sensitivity Enzymatic Reporter unLOCKing）」；這種技術可能有朝一日被用來應對病毒性和細菌性流行病爆發、監控抗生素耐藥性和檢測癌症。

【8】Stem Cell Rep：重大突破！科學家從培養皿中培養出「大腦組織」

DOI： 10.1016/j.stemcr.2017.03.010

大腦是人類機體中最複雜的器官，由於其具有一定的複雜性以及一些道德倫理性的原因，目前研究人員很難對其進行科學實驗，其中一種實驗就是幫助理解諸如帕金森等神經變性疾病的發病機制；近日一項刊登在國際雜誌Stem Cell Reports上的研究報告中，來自盧森堡大學的研究人員通過研究成功將衍生自皮膚樣本的人類幹細胞轉化成了小型、三維的大腦樣培養物，其行為同人類中腦細胞的行為類似。

在研究者的培養皿中，不同類型的細胞都在發育，其會連接成一個網路，互相交換信號並且產生大腦的代謝產物，研究者Jens Schwamborn指出，我們的細胞培養物為深入從事大腦研究打開了一扇大門，如今我們就能夠利用新開發的大腦樣組織來研究帕金森發病的機制，同時也能夠開發有效的療法來治療此類神經變性疾病。

人類的中腦是帕金森疾病研究者非常感興趣的一個大腦組織，因為其中有一種名為黑質的組織，神經細胞，尤其是多巴胺能神經元能夠產生多巴胺信使物質，而多巴胺能夠幫助維持機體的運動；如果多巴胺能神經元死亡，受影響的患者就會顫慄並且肌肉僵硬，這就是帕金森疾病的典型癥狀。由於一些倫理學原因，科學家們並不能從人類大腦黑質中提取細胞進行研究，為此全球科學家們就通過在培養皿中培養具有三維結構的中腦組織，而本文研究者就是從事此項研究工作的一個研究團隊。

【9】Nat Med重磅！HIV治不好的禍根可能是被HIV感染的巨噬細胞！

doi：10.1038/nm.4319

迄今為止治療HIV的研究都聚焦於清除T細胞（免疫系統中一種非常重要的免疫細胞）中的病毒。但是近日來自北卡羅來納大學（UNC）醫學院的研究人員發現HIV病毒會持續存在於感染HIV病毒的巨噬細胞中。巨噬細胞是一種遍布全身各臟器（肝、肺、骨髓、大腦）的白細胞。這項發現將對HIV治療研究產生重要影響。這項新發現於近日發表在Nature Medicine上。

「這些結果改變了現有的認知模式，因為這些結果表明除了T細胞之外，體內還有其他HIV可以藏身的細胞。」UNC感染疾病系博士後研究員、論文第一作者Jenna Honeycutt博士說道，「感染HIV的巨噬細胞能夠長期存在意味著任何可能清除HIV的療法不得不同時靶向兩種細胞。」

去年春天，由UNC醫學院醫學、微生物學和免疫學教授J. Victor Garcia博士領導的研究團隊表明組織巨噬細胞在T細胞完全缺失的情況下具有支持HIV病毒複製的能力。但是巨噬細胞如何對抗逆轉錄療法產生反應以及治療後巨噬細胞是否是HIV病毒的藏身處仍然不清楚。

【10】Science重磅！科學家發現了5種新型血液免疫細胞！

DOI：10.1126/science.aah4573

科學家們已經發現了人免疫系統中的幾種新型免疫細胞。

這些細胞是被稱作樹突狀細胞和單核細胞的血液白細胞中的新亞群。研究人員發現了兩種新的樹突狀細胞亞群及兩種新的單核細胞亞群，他們還發現了一種新的樹突狀細胞前體細胞，相關研究成果近日發表在Science上。

來自Broad及其他機構的研究人員使用一種叫做單細胞基因組學的技術分析了人血細胞的基因表達模式。此前，不同的免疫細胞已經被研究過，並根據它們表面的蛋白進行分類。這項新技術則更強大，能夠揭示舊技術無法發現的罕見細胞類型。

樹突狀細胞表面會呈遞一種叫做抗原的分子。這些分子會被T細胞識別，隨後T細胞會啟動免疫反應。而單核細胞是最大的血液白細胞，能夠發育成為負責消化細胞碎片的巨噬細胞。