1-5月中國科學家突破性研究成果一覽

本文中，小編整理了多篇重磅級文章，解讀2018年1月至5月我國科學家取得的重要研究成果。分享給大家！

【1】Cell：適度照射太陽光讓你更聰明？我國科學家發現很可能如此

doi：10.1016/j.cell.2018.04.014

太陽紫外線（UV）照射是皮膚癌的主要原因，但它也提供了一些健康益處，比如促進必需維生素D的產生和改善情緒。如今，一項新的研究報道紫外線還有一些意想不到的好處：增強學習和記憶功能。相關研究結果於2017年5月17日在線發表在Cell期刊上，論文標題為「Moderate UV Exposure Enhances Learning and Memory by Promoting a Novel Glutamate Biosynthetic Pathway in the Brain」。

在這項新的研究中，來自中國科學技術大學、中國科學院昆明動物研究所和中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心的研究人員發現在小鼠中，紫外線照射可激活一種增加大腦化學物谷氨酸產生的分子通路，提高它們的學習和記憶能力。

美國阿拉巴馬大學皮膚科醫生Andrzej Slominski（未參與這項研究）在發送給《科學家》雜誌的電子郵件中寫道，「這個問題引起了人們極大的興趣，這是因為它為最近提出的關於紫外線調節大腦和中樞神經內分泌系統的理論提供了進一步的支持。」

愛爾蘭都柏林大學生物醫學工程中心皮膚科學Martin Steinhoff（未參與這項研究）指出，「這是一篇有趣而及時的研究皮膚-大腦關聯的論文。這些作者們對適度的紫外線照射與尿刊酸（urocanic acid）分子產生之間存在的關聯進行了有趣的觀察。他們假設這種分子進入大腦，通過谷氨酸釋放激活谷氨酸能神經元，也因此記憶和學習的能力增加了。」

【2】我國科學家在Science期刊上發文，揭示孵育溫度決定爬行動物性別的分子機制

doi：10.1126/science.aap8328 doi：10.1126/science.aat5993

男孩還是女孩？對於那些想要影響寶寶性別的人來說，迷信和民間智慧提供大量建議---從吃什麼到何時進行愛愛，不過這些建議的有效性即便在最好的情況下是值得懷疑的。但是有科學證據證實一些動物能夠具有這種技能：在海龜和其他的爬行動物中，它們的卵經孵化後產生雄性後代還是雌性後代取決於它所在的巢穴溫度。

與人類和大多數其他的哺乳動物不同的是，許多海龜、蜥蜴和短吻鱷的性別不是由它們所遺傳的染色體決定的，而是由在敏感的發育階段期間的環境溫度決定的。比如，對常見的紅耳彩龜而言，它們的卵在32℃孵育時產生的後代都是雌性的，然而當在26℃孵育時，這些卵產生雄性後代。這種現象在50多年前首次在爬行動物中發現，但直到現在，其中的分子細節仍然是個謎。

【3】Nature：我國科學家鑒定出豬致命性冠狀病毒的起源

doi：10.1038/s41586-018-0010-9

在一項新的研究中，來自中科院武漢病毒學研究所、北京微生物與流行病學研究所、華南農業大學、泰山醫學院、廣東省生物資源應用研究所、武漢大學和廣東省實驗動物監測所等研究機構的研究人員鑒定出一種新的冠狀病毒。在2016～2017年，這種冠狀病毒在中國殺死了將近25000頭仔豬。它來自菊頭蝠（horseshoe bat），與2002年出現在相同蝙蝠物種中的嚴重急性呼吸道綜合症冠狀病毒（severe acute respiratory syndrome coronavirus， SARS-CoV， 又稱SARS冠狀病毒）在起源上較為接近。他們將這種新的冠狀病毒稱為豬急性腹瀉綜合征冠狀病毒（swine acute diarrhea syndrome coronavirus， SADS-CoV）。

這些研究人員說，這一發現是一個重要的提醒，即鑒定動物中的新病毒並快速確定它們感染人類的潛力是一種減少全球健康威脅的關鍵途徑。

SADS-CoV在2016年10月底在廣東省佛山市附近的一個農場開始殺死仔豬。這些研究人員最初猜測病因是豬流行性腹瀉病毒（porcine epidemic diarrhea virus， PEDV）。對豬而言，PEDV是一種常見的冠狀病毒，而且之前已在佛山市的這個農場中發現過。到2017年中旬，已停止檢測PEDV，但是仔豬繼續死亡，這提示著存在著不同的病因。他們說，將母豬與豬群中的剩餘仔豬分隔開來在2017年5月之前就阻止了SADS-CoV流行病爆發。

【4】JBC：我國科學家闡明癌症代謝過程中葡萄糖和脂質調節之間的新型關係

doi：10.1074/jbc.RA117.000100

近日，一項刊登在國際雜誌Journal of Biological Chemistry上的研究報告中，來自中國上海交通大學和阿爾伯特-愛因斯坦醫學院的研究人員通過研究鑒別出了一種特殊酶類，其或能幫助癌細胞製造其快速增殖所需的「基本原材料」，抑制該酶類的活性或能作為一種減緩癌症生長的新型策略，相關研究或能幫助研究人員開發出治療癌症的新型療法。

當健康細胞攝入較多的脂肪酸和膽固醇時，它們就需要從血液中構建細胞膜，而癌細胞卻無法通過這條路線來運輸它們所需要的「建築材料」；癌細胞卻可以頻繁提高這些酶類的活性，這些酶類主要參與對細胞脂質的合成。其中一種家族酶類就是甾醇調節因子結合蛋白（SREBPs），SREBPs能進入到細胞核中開啟參與脂質產生的基因的表達，通常用來相應特殊的信號；在某些癌細胞系中，比如特定肝癌、結腸癌和乳腺癌等，稱之為SREBP1a的SREBP蛋白通常處於過度激活的狀態。

【5】Nature：我國科學家揭示RNA病毒的古老起源

doi：10.1038/s41586-018-0012-7 doi：10.1038/d41586-018-03923-w

在一項新的研究中，來自中國疾病預防控制中心、上海市公共衛生臨床中心、復旦大學、溫州市疾病預防控制中心、華南農業大學、武漢市疾病預防控制中心、鹽城市疾病預防控制中心和澳大利亞悉尼大學的研究人員發現如今感染人類的許多病毒具有古老的進化歷史，這種進化歷史可追溯到第一批脊椎動物，可能也許是現存的第一批脊椎動物。相關研究結果發表在2018年4月12日的Nature期刊上，論文標題為「The evolutionary history of vertebrate RNA viruses」。

這些研究人員尋找了當談及病毒感染時以前被忽視的186種脊椎動物中的RNA病毒。他們在明顯健康的爬行動物、兩棲動物、肺魚、鰭刺類魚、軟骨魚和無顎魚中發現214種新的RNA病毒（它們的基因組是RNA而不是DNA）。

研究人員表示，這項研究揭示出在脊椎動物整個進化歷史中存在的一些病毒群體，這改變了他們對病毒進化的理解。

【6】Cell：重大突破！我國科學家培育出亨廷頓舞蹈病豬模型

doi：10.1016/j.cell.2018.03.005

亨廷頓舞蹈病（Huntington"s disease， HD）是一種遺傳性神經退行性疾病，是由一種編碼導致腦細胞死亡的毒性蛋白的基因引起的。在一項新的研究中，利用基因工程技術，來自中國暨南大學、中科院廣州生物醫藥與健康研究院、吉林大學、中山大學附屬第一醫院和雲南農業大學等研究機構的研究人員構建出HD豬模型。他們預計這種HD豬模型可能是一種測試HD療法的實用方法。

研究者表示，儘管轉基因小鼠已被廣泛用於構建神經退行性疾病模型，但是它們缺乏在人類大腦中觀察到的典型神經變性或明顯的神經元缺失。他說，這種豬HD模型表明大型動物可能更好地被用來構建阿爾茨海默病、帕金森病和肌萎縮性側索硬化症（ALS）等其他神經退行性疾病的模型。在開展人體臨床應用之前，這種HD豬模型可能有機會讓人們測試CRISPR-Cas9基因編輯是否能夠在大型動物中起作用。

與小鼠相比，將藥物運送到受影響的神經系統組織中能夠更好地在豬中進行測試，這是因為它們的尺寸更接近於人。這種HD豬模型在癥狀上也更接近於HD患者。這些研究人員說，相比於非人靈長類動物模型，這種HD豬模型具有繁殖速度更快和產仔數更多的優點。

【7】Science：重磅！我國科學家證實高纖維膳食可改善2型糖尿病患者的健康

doi：10.1126/science.aao5774

根據一項開創性的高纖維膳食研究，在2型糖尿病患者中，利用富含多種纖維的膳食促進特定的一組腸道細菌生長會導致更好的血糖控制、更大的體重減輕和更好的脂質水平。這一發現可能很快會改善對2型糖尿病的治療。這項研究是來自中國上海交通大學、上海市松江區泗涇醫院、上海市松江區泗涇鎮社區衛生服務中心、江蘇省啟東市人民醫院和陸軍軍醫大學（第三軍醫大學）的研究人員開展的。相關研究結果發表在2018年3月9日的Science期刊上，論文標題為「Gut bacteria selectively promoted by dietary fibers alleviate type 2 diabetes」。

這項已開展6年的研究提供證據來證實吃更多的合適的膳食纖維可能讓腸道菌群或者說讓胃腸道中的細菌生態系統重新恢復平衡，這有助於消化食物並且對人體的整體健康是比較重要的。

趙立平教授說，「我們的研究為靶向這組腸道細菌的膳食纖維可能最終成為你的飲食和你的治療方法中的一個重要組成部分奠定基礎和提供了可能性。」

2型糖尿病是最常見的衰弱性疾病之一。當胰腺產生過少的胰島素---一種協助葡萄糖進入細胞中用作能量的激素---或者身體不能很好地使用胰島素時，這種疾病就會產生。

【8】Nat Biotechnol：我國科學家利用DNA納米機器人在體內高效靶向癌症

doi：10.1038/nbt.4071

在一項新的研究中，來自中國科學院國家納米科學中心的研究人員發現他們開發出的DNA納米機器人能夠在血液中運行，發現腫瘤，並且遞送一種導致血液凝結的蛋白，從而導致小鼠中的癌細胞死亡。相關研究結果於2018年2月12日在線發表在Nature Biotechnology期刊上，論文標題為「A DNA nanorobot functions as a cancer therapeutic in response to a molecular trigger in vivo」。

生物工程師Suresh Neethirajan（未參與這項研究）說，這些作者「證實對利用生物相容性的、可生物降解的和基於DNA的生物納米機器人進行癌症治療而言，進行部位特異性的藥物遞送確實是有可能的。這涉及診斷癌症表面上的生物標誌物，並且一旦識別到它們，就遞送特定的藥物來治療這種癌症。」

Yan在發給《科學家》雜誌的一封電子郵件中寫道，這些作者們的首要目標是「找到一種設計能夠用於人類癌症治療的納米機器人的途徑。」

這些作者首次構建出一種自組裝的長方形DNA摺紙片（DNA-origami sheet），並將導致血液凝固的凝血酶連接到這種DNA摺紙片上。隨後，他們將DNA緊固件（DNA fastener）連接到這種長方形DNA摺紙片的長邊上，從而形成一種內表面上攜帶著凝血酶的管狀納米機器人。

【9】JEM：中國科學家重大發現！骨質疏鬆症藥物或能有效治療惡性乳腺癌！

doi：10.1084/jem.20172048

近日，一項刊登在國際雜誌The Journal of Experimental Medicine上的研究報告中，來自中國浙江大學第二附屬醫院的研究人員通過研究發現，一種名為UGT8的酶類或能驅動基底細胞樣乳腺癌（Basal-like breast cancer，BLBC）的進展，這種惡性乳腺癌在很大程度上是無法有效治療的。

研究者表示，一種廣泛使用的骨質疏鬆症藥物唑來膦酸或能有效抑制酶類UGT8並且抑制小鼠機體中基底細胞樣乳腺癌的擴散，也就是說，這種特殊藥物有望用來治療人類的基底細胞樣乳腺癌。

基底細胞樣乳腺癌是一種特殊類型的惡性乳腺癌，其主要會影響年輕絕經前的女性健康，這類乳腺癌很難治療，因為癌細胞常常會表現出三陰性，即缺少雌激素受體、孕激素受體和HER2蛋白，這三種標誌是其它類型乳腺癌的主要治療靶點，因此，基底細胞樣乳腺癌患者的預後相比其它類型乳腺癌的亞型更為嚴重一些。

【10】Cell：我國科學家從結構上揭示招募酵母端粒酶到端粒上機制

doi：10.1016/j.cell.2017.12.008

端粒是位於染色體末端的重複性DNA片段。細胞每分裂一次，它的端粒就會縮短一點。如果缺乏這些保護性的端粒，這種縮短將會破壞染色體，從而殺死細胞。在細胞中，一種被稱作端粒酶（telomerase）的酶延長端粒。

當胎兒細胞在早期發育期間快速地增殖時，存在於這些細胞中的端粒酶阻止DNA過度縮短，但是隨後這些酶被關閉，端粒隨著時間的推移而逐漸縮短，這是細胞自然老化過程的一部分。眾所周知，老年人往往比年輕人具有更短的端粒。

另一方面，癌細胞劫持端粒酶，讓這種酶重新表達來維持端粒長度，從而讓它們不受衰老相關死亡的影響。為了殺死癌細胞，科學家們長期以來一直在尋找能夠靶向端粒酶的讓細胞存活的能力的藥物。但是為了開發這樣的藥物，科學家需要更好地理解端粒酶如何到達和延長端粒。（生物谷Bioon.com）

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