Nature雜誌腫瘤相關研究盤點

2017年三大國際著名雜誌Cell、Nature和Science（CNS）刊登了很多突破性耐人尋味的研究，本文中小編對2017年Nature雜誌發表的重磅級亮點研究進行盤點，分享給大家！與各位一起學習！

【1】Nature：重磅！首次利用多能性幹細胞培育出人胃底組織

doi：10.1038/nature21021

在一項新的研究中，美國辛辛那提兒童醫院醫學中心多能性幹細胞部門主任Jim Wells博士及其團隊在培養皿中利用多能性幹細胞培育出產生胃酸和消化酶的人胃底（stomach fundus）組織。相關研究結果於2017年1月4日在線發表在Nature期刊上，論文標題為「Wnt/β-catenin promotes gastric fundus specification in mice and humans」。這項研究是在Wells團隊培育出胃部的激素產生區域（即胃竇）兩年後開展的。

這一發現意味著科學家們如今能夠培養出人胃部的部分區域，從而以前所未有的方式研究疾病，為開發新的療法構建模型，以及理解人胃部發育和健康。

Wells說，「鑒於我們能夠培育人胃竇和胃底微器官，研究這些人胃組織如何在生理學上相互作用，對感染和損傷作出不同的應對，和對藥物治療作出反應。胃部疾病影響美國上百萬人，而且胃癌是全世界第三大癌症相關死亡的病因。」

【2】Nature：吊炸天！在體篩選800多個基因發現阻止癌症轉移的新靶點

DOI：10.1038/nature20792

來自英國桑格研究院的一項新研究為遏制腫瘤轉移找到了新的藥物靶點。相關研究結果發表在國際學術期刊Nature上。這項研究共發現23個參與癌細胞轉移調控的基因，研究人員證明靶向其中一個基因——Spns2能夠顯著抑制腫瘤擴散。

腫瘤轉移是導致癌症病人死亡的首要原因。高達90%的癌症死亡都因癌症轉移而發生，但是目前對癌症轉移的調控機制仍了解不足。

為了找出影響癌細胞轉移的基因，研究人員藉助敲除了單個基因的多種基因工程小鼠對腫瘤轉移過程進行了研究。他們篩選了810個基因在其中發現了23個促進或抑制皮膚腫瘤細胞向肺部擴散的基因。其中的許多基因還會引起免疫系統的變化。

移除Spns2基因會引起最顯著的變化，可以大大抑制腫瘤向肺部的擴散。隨後研究人員又檢測了該基因對其他癌症擴散的作用，包括結腸癌，肺癌和乳腺癌，並發現敲除Spns2也會抑制這幾種癌症的轉移。

【3】Nature：重磅！科學家成功揭示癌症多樣性和耐藥性發生的分子機制

doi：10.1038/nature21356

近日，刊登在國際雜誌Nature上的一項研究報告中，來自路德維格癌症研究所等機構的研究人員通過研究發現，編碼癌症基因的循環DNA短片段或許在癌細胞中非常常見，而且這些片段在產生細胞多樣性從而使得惡性癌症難以治療上扮演著重要角色，相關研究或能夠改變科學家們理解腫瘤進化的方式，從而最終開發出新方法來抑制並且治療多種惡性腫瘤。

這項研究中，研究人員對17種不同類型的癌細胞進行分析來探索染色體外DNA（ecDNA）的特性，他們表示，在所有類型的腫瘤中，ecDNA在近乎一半的腫瘤中都會表現出關鍵的特點，而且其能夠編碼多個驅動癌症發生基因的拷貝產生；研究人員同時還發現，相比腫瘤細胞染色體中的相同基因而言，ecDNA在癌細胞的生長、多樣性以及耐藥性上扮演著重要的角色。

【4】Nature：發現自噬是造血幹細胞返老還童的關鍵

doi：10.1038/nature21388

在一項新的研究中，來自美國加州大學舊金山分校的研究人員發現一種在血液系統和免疫系統衰老中起著關鍵作用的分子過程，從而可能為發現一種延緩或逆轉不斷增加的衰老相關的慢性炎性疾病、貧血症、血癌和危及生命的感染的風險的方法提供希望。相關研究結果於2017年3月1日在線發表在Nature期刊上，論文標題為「Autophagy maintains the metabolism and function of young and old stem cells」。

關鍵在於在發育早期產生的一群罕見的成體幹細胞（即造血幹細胞，負責在一生當中補充所有的血細胞類型）與一種新鑒定出的自噬作用存在關聯。自噬是一種重要的細胞清除和回收過程。

在這項新的研究中，這些研究人員發現除了自噬在細胞的廢物處理中存在的正常作用之外，它也是有序維持造血幹細胞（HSC）所必需的。作為一種成體幹細胞，HSC產生攜帶氧氣的紅細胞，阻止出血的血小板，以及完整的免疫系統。免疫系統抵抗感染和清除病原體。

【5】Nature：令人震驚！肺部也能造血！

doi：10.1038/nature21706

在一項新的研究中，通過在活的小鼠肺部使用視頻顯微鏡，來自美國加州大學舊金山分校和加州大學洛杉磯分校的研究人員揭示出肺部在血液產生中發揮著一種之前未被識別出的作用。他們發現肺部產生小鼠血液循環中的一半以上的血小板，即形成止血的凝塊所需的血液組分。在另一項令人吃驚的發現中，他們還在小鼠肺部中鑒定出一種之前未知的造血幹細胞庫，當骨髓中的造血幹細胞耗盡時，肺部中的這些造血幹細胞能夠恢復血液產生。在此之前，人們認為骨髓中的造血幹細胞是血液產生的主要場所。相關研究結果於2017年3月22日在線發表在Nature期刊上，論文標題為「The lung is a site of platelet biogenesis and a reservoir for haematopoietic progenitors」。

論文通信作者、加州大學舊金山分校醫學教授和實驗室醫學教授、肺臟學家Mark R. Looney博士說，「這些發現明確地提示著肺部具有更加複雜的作用：它不僅用於呼吸，而且也在血液的重要組分形成中發揮著一種至為重要的作用。我們在小鼠體內觀察到的結果提示著肺部可能也在人體的血液形成中發揮著一種關鍵性的作用。」

這些發現可能對理解血小板減少症（thrombocytopenia）產生重大的影響。血小板減少症影響著上百萬人，而且增加危險性不受控制出血的風險。這些發現也對肺部中的造血幹細胞如何可能影響肺部移植受者提出問題。

【6】Nature：重磅！腫瘤血管與免疫系統相愛相殺

doi：10.1038/nature21724

一些癌症療法旨在通過影響滋養腫瘤團塊的血管來阻止腫瘤生長，而其他的癌症療法旨在作用於免疫系統來清除腫瘤。如今，在一項新的研究中，來自美國貝勒醫學院的研究人員發現腫瘤血管和免疫系統影響彼此的功能，並且提出將癌症療法中的這些雙邊影響考慮在內可能會改善治療結果。相關研究結果於2017年4月3日在線發表在Nature期刊上，論文標題為「Mutual regulation of tumour vessel normalization and immunostimulatory reprogramming」。

論文通信作者、貝勒醫學院萊斯特與蘇-史密斯乳腺中心分子與細胞生物學副教授Xiang Zhang博士說，「癌變腫瘤的特徵之一是它們能夠觸發新血管形成（被稱作血管新生）來給生長中的腫瘤細胞團塊供應氧氣和營養物。旨在阻斷血管新生讓腫瘤飢餓的療法能夠延緩它的生長，但是它們也產生不想要的副作用：腫瘤惡化和抵抗治療。」為了更好地理解這種明顯的矛盾之處，Zhang和同事們更加細緻地研究了乳腺癌中的腫瘤微環境。

【7】Nature：CRISPR–Cas9技術出問題了？其或許無法得到與古老技術完全匹配的結果

新聞閱讀：CRISPR studies muddy results of older gene research

Jason Sheltzer，一位來自冷泉港實驗室的癌症生物學家，目前他正在尋找參與腫瘤生長的基因，他和同事們計劃利用當前最流行的基因編輯工具—CRISPR–Cas9使得基因失活，隨後尋找那些能夠降低癌細胞擴增比率的改變，但他們首先需要得到一個能夠產生相同效應的控制基因。

名為MELK的基因似乎是最理想的，有大量證據表明該基因對於癌細胞增殖非常重要，而且目前正在進行的臨床試驗也在檢測能夠抑制MELK蛋白的新型藥物；但利用CRISPR–Cas9技術使基因失活後並沒有產生任何效應，這似乎就不太利於實驗進一步深入地進行下去了，而這或許也會讓目前進行的一切實驗停止。

帶著這個疑問和結果，研究者Sheltzer和其研究團隊加入到了一個擴大的實驗室研究計劃中，該實驗室的研究目的就是對實驗進行重複和再評估，CRISPR–Cas9技術的廣泛使用無意中也揭開了此前利用古老技術所收集到的數據的錯誤和偏差；4月3日，Sheltzer在美國癌症研究協會年度會議（AACR）上闡述了他們的研究結果，該研究結果已於近日發表在了國際雜誌eLife上。斯坦福大學的研究者Michael Bassik指出，目前我們還有大量的工作要做，僅僅是利用其它的方法來重複相同的實驗，從公平的角度而言，我覺得我們可以得到更好的數據和結果。

【8】Nature：免疫療法為何僅對一些癌症有療效？關鍵在於蛋白SLAMF7

doi：10.1038/nature22076

如果我們的免疫系統能夠治癒癌症，將會是怎麼樣？這個假設太過簡單而不是真實的，但是它成為一種新出現的癌症療法（即免疫療法）的基礎。加拿大蒙特利爾臨床研究所研究員、蒙特利爾大學醫學院教授André Veillette博士針對這個快速發展的領域，在Nature期刊上發表了一篇標題為「SLAMF7 is critical for phagocytosis of haematopoietic tumour cells via Mac-1 integrin」的論文。Veillette博士和他的團隊發現為何免疫療法在一些病人體內有療效，而且其他病人體內是無療效的：SLAMF7分子起著支配作用。

免疫療法：癌症治療中的一個新出現的領域

我們的免疫系統含有殺死微生物和其他入侵者的巨噬細胞、T細胞和自然殺傷細胞。但是癌細胞利用多種策略成功地欺騙這些英勇的戰士。免疫療法的作用就是讓這些策略失效，並且提供許多顯著的益處。不同於化療和放療等更加侵入性的療法的是，它靶向癌細胞，並且能夠不傷害健康的細胞。

【9】Nature：癌症免疫療法靶向實體瘤新突破

DOI：10.1038/nature22311

基於T細胞的免疫療法對於癌症的治療提供了巨大的希望：在針對血液癌症的初期試驗中已經取得了初步成功。然而，對於實體瘤的治療來說目前仍然十分困難。最近發表在《Nature》雜誌上的一項研究指出，IFN-gamma-T細胞分泌的一類信號分子能夠切斷腫瘤組織的血液供應，因而對於實體瘤治療效果具有重要的影響。

免疫系統是機體抵抗疾病的有力武器，因此科學家們一直在尋找方法利用免疫系統攻擊癌症。如今，研究者們找到了合適的方法。舉例來說，通過將T細胞從患者體內分離出來，進行一系列的"訓練"，再導入患者體內，能夠有效地殺傷腫瘤細胞。這一技術在初期臨床試驗中已經取得了成功，但僅僅局限於無法形成腫瘤塊的癌症類型，例如血液癌症。

【10】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。

【11】Nature：從結構上揭示CRISPR-Cpf1的DNA靶向機制

doi：10.1038/nature22398

在一項新的研究中，來自丹麥哥本哈根大學的研究人員發現了一種新的被稱作Cpf1的分子剪刀如何讓DNA解鏈，並對它進行切割。這個CRISPR-Cas家族成員表現出較高的準確性，能夠像全球定位系統（GPS）那樣發揮作用以便鑒定出基因組中的靶位點。Cpf1的高精準度將會改進這種技術在修復基因損傷、其他醫學應用和生物技術應用上的使用。

這些研究人員成功地可視化觀察和描述了Cpf1的工作方式。這種蛋白屬於Cas家族，能夠切割雙鏈DNA，因而允許啟動這種基因組修飾過程。相關研究結果發表在2017年6月22日的Nature期刊上，論文標題為「Structure of the Cpf1 endonuclease R-loop complex after target DNA cleavage」。論文通信作者為哥本哈根大學研究員Guillermo Montoya和Stefano Stella。

Montoya解釋道，這種新的分子剪刀「因極其精準地識別靶DNA序列，將能夠讓我們更加安全地修飾和編輯寫在基因組上的指令。」

【12】兩篇Nature：重磅！免疫檢查點PD-L1與CMTM6狼狽為奸

doi：10.1038/nature23669 doi：10.1038/nature23643

免疫療法是一種引人關注的新的癌症治療方法。在人體中循環流通的T細胞（一種免疫細胞）應當會攻擊和消滅它們遇到的任何癌細胞。然而，一些癌症已發現一種巧妙的方法來逃避這種命運：它們濫用T細胞表面上存在的一種天然的制動器。通過利用蛋白PD-L1結合這種所謂的檢查點上，癌細胞讓T細胞的殺傷能力失活。

（文章來源：生物谷）

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