生物谷推薦：5月必看的重磅級研究Top10

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轉眼間5月份就快要過去了，這個月又有哪些研究論文值得我們深入學習一下呢？小編根據本月新聞的點擊量、研究領域、熱度篩選出了5月份的重磅級研究Top10，供大家學習交流。

【1】Mol Ther：重磅！科學家成功利用CRISPR/Cas9消除活體動物的HIV-1感染

doi：10.1016/j.ymthe.2017.03.012

由於病毒能夠在潛在的病毒庫中隱藏起來，因此徹底治癒HIV感染的願望目前依然十分渺茫，近日，一項刊登在國際雜誌Molecular Therapy上的研究報告中，來自天普大學和匹茲堡大學的研究人員通過聯合研究發現，他們能夠從活體動物的基因組中切除HIV的DNA從而消除HIV引發的後期感染，同時本文中研究人員也首次在三種不同的動物模型中實現了這一「壯舉」，包括人源化的小鼠模型（移植入人類免疫細胞的小鼠模型）和感染病毒的小鼠模型等。

文章中，研究者通過研究首次發現，利用「基因魔剪」CRISPR/Cas9能夠完全關閉HIV-1的複製，並且消除動物機體受感染細胞中的病毒。本文研究基於研究人員2016年的一項概念驗證研究，此前研究人員利用轉基因的大鼠和小鼠模型進行研究，研究者將HIV-1的DNA摻入到了動物模型機體每個組織的基因組中；結果發現，這種策略能夠去除實驗動物機體中大部分組織基因組中的HIV-1靶向片段。

【2】Genes Dev：科學家找到導致少白頭和謝頂的潛在細胞和基因

doi：10.1101/gad.298703.117

來自美國西南醫學中心的研究人員最近發現了能夠直接形成毛髮的細胞同時揭示了引起頭髮花白的機制，這些發現或有助於找到治療謝頂和頭髮灰白的治療方法。

「這個項目開始的時候是為了研究腫瘤的形成過程，但是我們最後發現了頭髮為何會變花白，並鑒定出能夠直接形成毛髮的細胞。有了這些了解，我們希望未來能夠開發出一種治療藥物或安全的治療方法將毛囊所必需的基因送達細胞修正細胞出現的錯誤。」文章作者Lu Le教授這樣說道。

研究人員發現一種叫做KROX20的蛋白能夠在可以形成毛乾的皮膚細胞中開啟表達。這些祖細胞能夠產生另一種叫做幹細胞因子（SCF）的蛋白，該蛋白對於毛髮的顏色有重要作用。

當研究人員在小鼠模型的祖細胞中刪除SCF基因，小鼠的毛髮就會變成白色。如果去除表達KROX20的細胞，毛髮就不會生長，小鼠就會變得斑禿。

【3】Nat Med：人類返老還童有望實現！科學家發現大麻或能逆轉人類大腦衰老

doi：10.1038/nm.4311

隨著年齡增長，記憶力也會隨之下降；日前，一項刊登在Nature Medicine上的研究報告中，來自波恩大學和耶路撒冷希伯來大學的研究人員通過聯合研究發現，大麻能夠逆轉大腦的老化過程，研究者發現，利用大麻活性成分進行長期低劑量的治療後，老年小鼠的狀態能夠恢復至出生兩個月時的狀態，這或許就為後期研究人員開發治療痴呆症等大腦疾病的新型療法提供了新的線索和希望。

和機體其它器官一樣，我們的大腦也會衰老，最終機體的認知能力也會隨著年齡增長而降低，值得注意的是，隨著年齡增長，我們很難在相同的時間裡記住新事情或者對多個事情同時產生注意力，這種過程非常正常但卻會引發痴呆症發生，因此研究人員一直嘗試尋找新方法來減緩或者逆轉年齡增長給大腦帶來的衰老效應。

如今研究者對小鼠開展了相關的研究，在自然狀態下小鼠具有較短的壽命，而且當其12月齡時往往會表現出明顯的認知障礙；這項研究中，研究者將少量的大麻活性成分THC分別注射到2月齡、12月齡以及18月齡的小鼠機體中（持續4周時間）。隨後研究者檢測這些小鼠的學習能力和記憶力表現，他們發現，僅給予安慰劑的小鼠會表現出天然的年齡依賴性的學習和記憶缺失，相比較而言，給予大麻活性成分THC治療的小鼠的認知功能則同2月齡大的對照小鼠一樣表現優良，研究者認為，這種療法或許能夠完全逆轉老齡化動物記憶力缺失等表現。

【4】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。

【5】Cell子刊：靶向療法能夠有效清除HIV儲藏庫

新聞閱讀：Study reveals a new method to address a major barrier to eradicating HIV

Gladstone研究所的科學家們最近發現了一種叫做SMYD2的酶，這種酶可能是一種新的能夠將隱藏的HIV暴露出來的治療靶點。事實上，HIV感染目前仍是最難以治癒的慢病毒疾病。

雖然藥物療法能夠讓HIV患者過上正常人一樣的生活，但它具有明顯的副作用。此外，患者需要持續性的接受藥物治療才能夠避免隱藏在機體中的病毒重新激活。在感染的早期，HIV隱藏在T細胞儲藏庫中，這種隱藏的病毒會在停止藥物治療之後重新激活。

為了消除HIV儲藏庫，科學家們開發出了"刺激-殺傷"技術，這一技術結合了喚醒病毒功能的藥物並且能夠進一步刺激機體的免疫系統對這些受到感染的細胞進行殺傷。此前的研究在重新激活儲藏庫HIV方面的進展十分有限，因此，科學家們正試圖尋找新的、更加有效的藥物。

"我們的研究重點在一類甲基轉移酶上，這類酶對於HIV的儲藏庫具有重要的調節作用"，該文章的第一作者，來自Gladstone研究所的高級研究員Melanie Ott博士說道。"這一種酶對很多疾病的發展同樣具有重要的作用，包括癌症。也有一些研究試圖尋找靶向的抑制劑進行治療"。

【6】Nat Med：學習和記憶不好？原因可能在於病毒感染導致的免疫反應

doi：10.1038/nm.4340

在一項新的研究中，來自美國紐約大學朗格尼醫學中心的研究人員發現身體對流感病毒和HIV等病毒作出的免疫反應可能導致學習和記憶問題。相關研究結果於2017年5月15日在線發表在Nature Medicine期刊上，論文標題為「CX3CR1+ monocytes modulate learning and learning-dependent dendritic spine remodeling via TNF-α」。

通過研究小鼠獲得的證據提示著病毒進入血液會激活「首批應答者」免疫細胞，即CX3CR1highLY6Clow單核細胞，這些免疫細胞隨後釋放炎性信號蛋白TNFα。TNFα隨後遷移到大腦中，在那裡，它阻止將感覺信息轉化為記憶所需的神經細胞連接形成。

儘管病毒導致的免疫系統激活長期以來與認知問題相關聯，但是它的內在機制很少獲得理解。在這項新的研究中，研究人員發現病毒相關的免疫激活導致皮質（負責學習的大腦區域）中大腦迴路內的神經細胞之間的連接丟失。這些小鼠隨後在學習能力測試中表現得較差。

【7】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 doi：10.1016/j.molcel.2017.04.008

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。

【8】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。

【9】EbioMedicine：重磅！科學家有望開發出新型靶向性癌症療法

DOI：10.1016/j.ebiom.2017.04.015

近日，一項發表在國際雜誌EbioMedicine上的研究報告中，來自弗萊堡大學等多個機構的研究人員通過研究鑒別出了一種癌症療法的新型靶點，文章中，研究者發現，名為RIOK1的酶類能夠同在腫瘤中經常發生突變的RAS蛋白互相協作來促進腫瘤生長以及癌症的轉移；繼發性腫瘤往往能夠通過原發性腫瘤擴散，如果其沒有被及時移除的話就會引發很多癌症患者死亡；研究者認為，他們有望利用一種特殊的抑制劑來阻斷酶類RIOK1的活性，從而減緩癌症的進展。

癌症主要表現為基因突變，致使機體細胞出現不可控的生長，隨後就會導致腫瘤產生；研究者開發的很多療法都是將手術同化療或放療手段結合來移除機體的腫瘤，這種聯合療法往往能夠抑制癌症患者機體中快速生長的細胞，特殊的抑制劑往往能夠作為附加或者可替換的療法，這些藥物能夠抑制腫瘤中突變因所產生的有害酶類和蛋白的活性；然而目前並沒有新方法能夠特異性地治療RAS驅動的腫瘤，因為大約30%的癌症患者都攜帶有RAS突變，因此目前研究人員就需要進行深入研究來尋找能夠靶向作用RAS的途徑。

【10】Sci Immunol：重大發現！血小板或能抑制T細胞功能促進癌症發展

DOI：10.1126/sciimmunol.aai7911

近日，一項刊登在國際雜誌Science Immunology上的研究報告中，來自南卡羅萊納醫科大學的研究人員通過研究發現，血小板或許能夠通過抑制T細胞的功能來幫助癌症隱藏免於被免疫系統發現；在廣泛的臨床前實驗中，當研究者添加了諸如阿司匹林等抗血小板藥物時，潛在的T細胞療法或許就能夠成功增強機體抵禦黑色素瘤的免疫力。

研究者Zihai Li表示，血小板能夠釋放一些名為TGF-beta的特殊分子來抑制抵禦癌症的T細胞的活性，很多年以來，研究者認為TGF-beta分子在癌症生長過程中扮演著關鍵角色。然而本文研究或許是第一個特例，研究者發現大部分TGF-beta分子都處於無活性狀態，血小板表面有一種名為GARP的蛋白，這種「分子鉤」能夠特異性地捕捉並且激活TGF-beta分子，而血小板作為機體中負責凝血的關鍵細胞「碎片」，其是活化的TGF-beta分子的主要來源，入侵的腫瘤細胞能夠利用該分子來抑制T細胞的功能，換句話說，血小板能夠幫助腫瘤隱藏免於被機體免疫系統識別。

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