年終盤點：2018年Cell雜誌重磅級突破性研究成果

本文系生物谷原創編譯，歡迎分享，轉載須授權！

谷 君 說

時至歲末，迎接我們的將是嶄新的2019年，昨天推出《年終盤點：2018年Science雜誌重磅級突破性研究成果》，今天小編就對2018年Science雜誌發表的亮點研究進行整理，分享給大家！

cell 雜誌重磅研究

文/T.Shen

Cell：新型免疫療法增強人體殺死癌細胞的能力

Masoud F. Tavazoie， Ilana Pollack， Raissa Tanqueco et al. LXR/ApoE Activation Restricts Innate Immune Suppression in Cancer. Cell， January 11， 2018， doi：10.1016/j.cell.2017.12.026

2018年1月，一項刊登在國際雜誌Cell上的研究報告中，來自美國洛克菲勒大學的研究人員報道了一個能避開癌症保護性屏障而使得免疫細胞更能發揮作用的新方法，該方法著重關注名為骨髓衍生性抑制細胞（MDSC）的免疫細胞。

研究結果表明，該方法能夠破壞小鼠機體中多種不同類型的癌症，此外，這種治療方法的首個臨床試驗結果也揭示了其能有效激活殺死癌細胞。

已知MDSC能夠阻止T細胞和自然殺傷細胞等其他類型的免疫細胞靶向癌症，研究者表示，如果能找到一種殺死MDSC的方法，那麼這將會導致有益的免疫反應激活。

在早期的研究中，研究人員發現了一個被稱作ApoE的基因及其在抑制黑色素瘤從它的原發性部位擴散到其他器官中的作用。通過增加ApoE的表達就能通過破壞癌細胞浸潤健康組織及長出血管的能力來抑制腫瘤發生轉移。

當研究人員發現了激活ApoE表達的藥物在那些具有健康免疫系統的小鼠中比在那些沒有健康免疫系統的小鼠中更加有效時，他們還發現，除了抗腫瘤轉移作用之外，這些藥物似乎通過降低這些小鼠中的MDSC水平來影響免疫反應，並因此激活抗腫瘤的T細胞，隨後這些T細胞能夠破壞癌症，因此這些發現提示著激活ApoE通路可能增強抵抗癌症的免疫反應。

研究者在這項研究中首次將實驗室研究工作推進到臨床試驗中。 到目前為止，研究人員觀察到在所有接受測試的患者中，這種藥物能以一種在小鼠身上觀察到的方式激活人類機體的免疫系統。

Cell：揭示大腦中的多巴胺釋放機制

Changliang Liu， Lauren Kershberg， Jiexin Wang et al. Dopamine Secretion Is Mediated by Sparse Active Zone-like Release Sites. Cell， 8 February 2018， 172(4)：706–718， doi：10.1016/j.cell.2018.01.008

經過數十年來對神經遞質多巴胺在運動控制和尋賞行為中發揮的關鍵作用的研究，它已成為理解它的活性的無數努力的焦點，特別是當它在帕金森病和成癮等疾病中發生偏差時。

儘管科學家們已取得了長足的進展，但對健康的多巴胺細胞釋放這種神經遞質的機制知之甚少，這一差距限制了科學家們開發治療一系列多巴胺相關疾病的方法的能力。

2018年2月，一項刊登在國際雜誌Cell上的研究報告中，來自美國哈佛醫學院的研究人員首次鑒定出大腦中負責精確分泌多巴胺的分子機制。

這項研究中研究人員鑒定出產生多巴胺的神經元中的特定位點，這些神經元以一種快速的空間精確的方式釋放多巴胺，這一發現與關於這種神經遞質如何在大腦中傳遞信號的當前模型相衝突。

研究者表示，這種多巴胺系統在許多疾病中發揮著至關重要的作用，但很少有研究提出健康的多巴胺神經元如何釋放這種神經遞質的基本問題。

更好地在實驗室中理解多巴胺的作用機制可能對治療多巴胺信號發生偏差的疾病的能力產生巨大的影響。

Cell：利用人工智慧快速準確診斷疾病

Daniel S. Kermany， Michael Goldbaum， Wenjia Cai et al. Identifying Medical Diagnoses and Treatable Diseases by Image-Based Deep Learning. Cell， 22 Feb 2018， 172(5)：1122–1131， doi：10.1016/j.cell.2018.02.010

2018年2月，一項刊登在國際雜誌Cell上的研究報告中，來自中美兩國的研究人員利用人工智慧和機器學習技術開發出一種新的計算工具，用於篩查患有常見的致盲性視網膜疾病的患者，從而潛在地加速疾病診斷和治療。

文章中，研究者使用基於人工智慧的卷積神經網路來檢查利用光學相干斷層成像術獲得的20萬多張眼部掃描圖，隨後他們採用了一種被稱作遷移學習的技術，在這種技術中，解決一個問題所獲得的知識被儲存在計算機中並應用於不同但相關的問題。

比如，當檢查整隻眼睛的圖片時，經優化識別眼睛的不同解剖結構（如視網膜、角膜或視神經）的人工智慧神經網路能夠更快速地和更高效地鑒定出它們，這就使得人工智慧系統能夠比傳統方法高效地利用更小的數據集進行學習。

相關研究結果表明，這種人工智慧技術具有很多潛在的應用，包括可能區分掃描圖中檢測到的良性和惡性病變。

這些研究人員已公開地發布了他們的數據和工具以便其他人能夠進一步改進、優化和開發它的潛力。

這種系統的未來是更多的數據、更強的計算能力和更多的人類經驗，這樣我們將能夠提供最好的病人護理，同時仍然具有成本效益。

Cell：人體紅細胞發育機製取得重大突破

Rajiv K. Khajuria， Mathias Munschauer， Jacob C. Ulirsch et al. Ribosome Levels Selectively Regulate Translation and Lineage Commitment in Human Hematopoiesis. Cell， 22 March 2018， 173(1)：90–103， doi：10.1016/j.cell.2018.02.036

科學家們經常從基因表達控制機制的角度談論細胞命運和細胞定型。

2018年3月，一項刊登在國際雜誌Cell上的研究報告中，來自美國達納-法伯癌症研究所等機構研究人員通過對一種名為戴-布二氏貧血的遺傳性血液疾病進行研究，發現了一種控制紅細胞是否實現完全發育的機制，這種機制或與基因表達無關。

文章中，研究人員揭示出在紅系祖細胞中，用於製造蛋白的核糖體數量，而不是這些核糖體的組成---是它們的發育命運的主要促進因素。

在意識到DBA為研究核糖體是否影響細胞命運提供「天然實驗」之後，這些研究人員研究了正常的紅系祖細胞和DBA紅系祖細胞中的基因表達、蛋白生產以及核糖體丰度和組成。

這些研究人員發現攜帶著DBA相關突變的紅系祖細胞具有這些研究結果為一種與基因表達無關的細胞命運機制提供了誘人的線索。

圖片來源：theconversation.com

Cell：首次觀察到血腦屏障存在晝夜節律

Shirley L. Zhang， Zhifeng Yue， Denice M. Arnold et al. A Circadian Clock in the Blood-Brain Barrier Regulates Xenobiotic Efflux. Cell， March 8， 2018， doi：10.1016/j.cell.2018.02.017

血腦屏障在大腦和身體其他部位之間充當著守衛的作用，其由位於血管內壁的細胞之間形成的緊密連接組成，用於阻止有毒物質和細菌入侵大腦，但是血腦屏障也能夠阻止許多用於治療大腦疾病的藥物通過。

2018年3月，一項刊登在國際雜誌Cell上的研究報告中，來自美國賓夕法尼亞大學的科學家們通過研究發現，果蠅機體的血腦屏障的通透性在夜間要比白天高。

此外研究者還發現，這種日常節律是由這種屏障內的支持細胞中的分子時鐘控制著的，這會影響果蠅突變體如何對抗癲癇藥物作出反應。

研究人員利用一種染料證實通過血腦屏障傳輸時鐘信號需要周期性產生的間隙連接。

這種間隙連接是蛋白複合物在細胞膜中形成的通道，從而允許離子和小分子在細胞之間通過。

具體來說，在夜間，鎂離子通過間隙連接降低它在形成緊密的血腦屏障的細胞中的濃度，因而允許物質滲透到大腦中。

為了測試在晚上施用腦靶向藥物時，這種周期性的通透性變化是否可能導致更好的結果，他們讓易於癲癇發作的果蠅突變體服用抗癲癇藥物苯妥英。

雖然癲癇發生率在晝夜循環過程中沒有變化，但是與在白天服用苯妥英的果蠅相比，在夜間服用苯妥英的果蠅在癲癇發作後具有更短的恢復時間。

這些發現提示著運送在大腦中發揮作用的藥物的時間選擇應當考慮這種血腦屏障何時打開以及神經元生理學的其他周期性方面。

Cell：突破！科學家鑒別出關鍵基因 有望促進心肌細胞再生形成心臟組織！

Tamer M.A. Mohamed， Yen-Sin Ang， Ethan Radzinsky， et al. Regulation of Cell Cycle to Stimulate Adult Cardiomyocyte Proliferation and Cardiac Regeneration. Cell (2018) doi：10.1016/j.cell.2018.02.014

2018年3月，一項刊登在國際雜誌Cell上的研究報告中，來自格萊斯頓研究所的科學家們通過研究鑒別出了能促進成體細胞分裂和增殖的關鍵基因。

有些有機體具有顯著再生組織的能力，如果魚類和火蜥蜴遭受心臟損傷的話，其機體的細胞就會不斷分裂，並且成功修復損傷的器官，試想一下如果我們也具有這種再生能力的話會是什麼情況？

這項研究中，研究人員Srivastava及其同事通過研究鑒別出了四個能控制細胞分裂周期的基因，他們發現，當結合後這些基因就會促進發育成熟的心肌細胞重新進入細胞周期，從而就會促進細胞分裂及快速增殖。

研究者Tamer Mohamed說道，當同時增加這四個基因的功能時，成體細胞就會再度開始分裂並且再生心臟組織；我們還發現，當患者心力衰竭發生後，組合這些基因就能明顯改善患者的心臟功能。

隨後研究人員在動物模型和由人類幹細胞衍生的心肌細胞中檢測了這種新技術，他們利用一種嚴格的技術追蹤了是否這些成體細胞能夠真的通過製造攜帶特殊顏色且方便被監測的分裂細胞來在心臟中進行分裂，結果表明，在四個基因的混合模式下，15%-20%的心肌細胞都能夠進行分裂並保持活性。

基於本文研究結果，研究人員希望未來能夠通過更為深入的研究來開發出更加強大的再生技術，不僅能夠治療心力衰竭，還能治療多種類型的人類疾病，包括大腦損傷、糖尿病、聽力缺失和失明等。

研究人員相信，未來終有一天人類機體組織的再生能力將超越火蜥蜴。

Cell：腎癌的種子在青少年早期就已播種

Thomas J. Mitchell， Samra Turajlic， Andrew Rowan et al. Timing the Landmark Events in the Evolution of Clear Cell Renal Cell Cancer： TRACERx Renal. Cell， 19 April 2018， 173(3)：611–623， doi：10.1016/j.cell.2018.02.020

2018年4月，一項刊登在國際雜誌Cell上的研究報告中，來自英國的研究人員通過對來自33名患者的腎癌腫瘤樣品進行全基因組測序及分析發現，腎癌中的首批重要的遺傳變化或驅動突變發生在生命的早期（青少年早期），也就是說，腎癌的首批種子在青少年早期就已播下。

文章中，研究人員發現啟動腎癌產生的首個突變是染色體3p缺失，它存在於接受研究的90%以上的腎癌患者中。

這個突變導致染色體3p攜帶的幾個腫瘤抑制基因缺失。

他們還發現大約35～40%的患者同時在一種被稱作染色體碎裂的過程中獲得染色體5q。

染色體碎裂指的是染色體破碎後進行重排，能夠同時導致多種突變。

這項研究為人們開發出新的療法和預測治療結果指出新的方向，未來其還有助在合適的時間為合適的患者量身定製外科手術上和醫學上的干預措施。

Cell：適度照射太陽光會讓你更聰明

Hongying Zhu， Ning Wang， Lei Yao et al. Moderate UV Exposure Enhances Learning and Memory by Promoting a Novel Glutamate Biosynthetic Pathway in the Brain. Cell，May 17，208，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。

2018年5月，一項刊登在國際雜誌Cell上的研究報告中，來自中國的科學家通過研究發現，紫外線或能增強學習和記憶功能。

文章中，研究者通過對小鼠研究發現，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。

研究者發現，接受紫外線照射的小鼠神經元中的尿刊酸水平增加，但是對照小鼠神經元中的尿刊酸水平則沒有增加。

尿刊酸能夠吸收紫外線，也因此可能保護皮膚免受太陽的有害影響。不過在肝臟和其他外周組織中，已知尿刊酸是一種在將組氨酸轉化為谷氨酸的代謝途徑中產生的中間分子。

考慮到谷氨酸在大腦中起著一種興奮性神經遞質的作用，熊教授和他的同事們想要測試一下這種在神經元中觀察到的紫外線依賴性尿刊酸增加是否可能與增加的谷氨酸產生存在關聯。

研究者指出，相比於未接受紫外線照射的小鼠，接受紫外線照射的小鼠在運動學習和識別記憶任務方面表現得更好。

利用尿刊酸酶抑製劑處理這些接受紫外線照射的小鼠會阻止紫外線引起的學習和記憶能力改善。

將尿刊酸直接注射到未接受紫外線照射的小鼠體內也會類似地促進在那些接受紫外線照射的小鼠中觀察到的學習和記憶能夠改善。

圖片來源：theconversation.com

Cell：利用維生素D來治療糖尿病

Zong Wei， Eiji Yoshihara， Nanhai He， et al. Vitamin D Switches BAF Complexes to Protect β Cells. Cell， 2018； DOI： 10.1016/j.cell.2018.04.013

據美國CDC數據顯示，如今在美國有2700多萬2型糖尿病患者，隨著人口老齡化的增加及過重和肥胖人群比例的不斷增加，2型糖尿病患者的數量還會一直增加。

2018年5月，一項刊登在國際雜誌Cell上的研究報告中，來自索爾克研究所的研究人員通過研究開發了一種潛在的方法，通過保護機體胰腺中的β細胞來有效治療糖尿病，胰腺中的β細胞能夠產生、儲存並且釋放胰島素，當其功能失調時就無法製造胰島素來控制機體的血糖水平，從而就會有害機體健康，甚至會誘發個體死亡。

文章中，研究人員利用維生素D實現了他們治療糖尿病的目標，他們對細胞模型和小鼠模型進行研究發現，維生素D能夠有效治療機體中損傷的β細胞，同時本文研究還提出了關於基因調節的新見解，或能用來開發治療諸如癌症等其它疾病的新型療法。

利用來自胚胎幹細胞中的β細胞，研究人員鑒別出了一種名為iBRD9的化合物，該化合物能夠增強維生素D受體的激活，當其與維生素D結合時就能改善β細胞的存活率。

本文研究發現將會對科學家們後期的研究產生深遠的影響，研究者所鑒別出的特殊機制或能轉化成為臨床中開發新型療法的藥物靶點。

Cell：利用人工智慧繪製衰老大腦的基因表達圖譜

Kristofer Davie， Jasper Janssens， Duygu Koldere et al. A Single-Cell Transcriptome Atlas of the Aging Drosophila Brain. Cell，June 14， 2018， doi：10.1016/j.cell.2018.05.057

果蠅的大腦由大約10萬個細胞組成，儘管它比人腦小得多，但它包含數百種不同類型的神經元和其他形成複雜網路的細胞，非常像人類大腦。

2018年6月，一項刊登在國際雜誌Cell上的研究報告中，來自比利時魯汶大學的研究人員首次在果蠅衰老過程中繪製出每個腦細胞的基因表達圖譜，由此產生的「細胞圖譜」為大腦在衰老過程中的運作提供了前所未有的見解。

這種細胞圖譜被認為是開發有助於更好地理解人類疾病發展的技術而邁出重要的第一步。

研究人員表示，他們通過一個獨特的在線分析平台免費提供我們所有的果蠅大腦數據，其他科學家也能夠在這個平台上存儲他們的數據。」他與使用單細胞技術研究果蠅不同器官的國際同事一道創立了果蠅細胞圖譜聯盟。

對於生物醫學研究來說，這是一個非常激動人心的時刻，通過在單細胞解析度下研究基因表達，我們發現了很多我們幾乎無法跟上的信息。

Cell：瀉藥引起腸道微生物組發生長期變化

Carolina Tropini， Eli Lin Moss， Bryan Douglas Merrill et al. Transient Osmotic Perturbation Causes Long-Term Alteration to the Gut Microbiota. Cell， 14 June 2018， 173(7)：1742–1754， doi：10.1016/j.cell.2018.05.008

非處方瀉藥並不僅僅會導致熟悉的腹瀉效應。2018年6月，一項刊登在國際雜誌Cell上的研究報告中，美國喬治亞州立大學的科學家們通過研究發現，在小鼠服用瀉藥不到一周後，其機體腸道菌群的組成和免疫系統活化就會發生改變。

研究結果表明，腸道微生物組是在早期獲得的並且隨後是非常穩定的觀點有點過於簡單化，許多不同的事情總是在干擾腸道微生物組。

人類腸道中的微生物經常經歷不同濃度的溶解物質，而諸如Miralax之類的便秘緩解劑通過將更多的水帶入腸道中而發揮作用，也因此會對駐留在腸道中的微生物造成滲透壓休克。

研究人員在6天的時間裡將Miralax添加到已接受人類腸道微生物定植的無菌小鼠和攜帶著正常小鼠腸道微生物的小鼠喝的水中，這會導致這些小鼠腹瀉。

這些研究人員發現在接受這種處理之前、期間和之後，這些小鼠的腸道微生物群落組成差異很大。

比如，一種高度豐富的微生物家族S24-7幾乎是溫血動物腸道所獨有的，而且當這兩組小鼠攝入這種瀉藥僅三天後，S24-7似乎就已滅絕了，而且在這種處理結束後並沒有得到恢復。

微生物家族S24-7的成員發酵碳水化合物並占將近一半的小鼠腸道微生物組。

隨後研究人員分析了瀉藥對整個小鼠的影響，結果表明，在小鼠出現腹瀉時，保護腸內膜免受它的內含物損害的粘液層變薄，但在瀉藥移除兩周後完全恢復，位於腸道內膜的細胞在瀉藥處理期間也會改變形狀，但是在幾天後也會恢復正常。

Cell：脊髓損傷治療取得重大進展！利用小分子化合物重新激活脊髓迴路

Bo Chen， Yi Li， Bin Yu et al. Reactivation of Dormant Relay Pathways in Injured Spinal Cord by KCC2 Manipulations. Cell， July 19， 2018， doi：10.1016/j.cell.2018.06.005

大多數脊髓損傷患者從損傷部位以下都癱瘓掉，即便脊髓並沒有被完全切斷也是如此。為什麼脊髓中保持完好的部分不能繼續發揮作用？

2018年7月，一項刊登在國際雜誌Cell上的研究報告中，來自中美的科學家們對脊髓中的神經迴路為何保持抑制狀態提出了新的認識，研究者還證實，當全身給葯時，一種小分子化合物能夠激活癱瘓的小鼠中的這些神經迴路，從而恢復它們的行走能力。

文章中，研究者發現，一種被稱作CLP290的化合物表現出最強的效果，讓癱瘓小鼠在治療四至五周後能夠恢復行走能力。

肌電圖記錄顯示癱瘓小鼠中兩組相關的後肢肌肉活躍地運動。在停止治療長達兩周後，這些小鼠的行走分數仍然高於對照組。

通過使用CLP290或遺傳技術恢復KCC2表達，這些抑制性神經元能夠再次接收來自大腦的抑制性信號，因此它們更少地放電。

這些研究人員發現，這會使脊髓迴路轉向激發，從而使得它對來自大腦的輸入信號更加敏感。

這就產生了讓因脊髓損傷而失去功能的脊髓迴路復活的效果。

如今研究人員正在研究其它的KCC2激動劑化合物。他們認為這些藥物或能與硬膜外電刺激相結合，從而最大限度地提高患者在遭受脊髓損傷後的功能。

圖片來源：thelastamericanvagabond.com

Cell：首次揭示大腦血清素系統至少由兩組血清素能神經元亞群組成

Jing Ren， Drew Friedmann， Jing Xiong et al. Anatomically Defined and Functionally Distinct Dorsal Raphe Serotonin Sub-systems. Cell，23 August 2018， doi：10.1016/j.cell.2018.07.043

化學信使分子血清素與從情緒到運動調節等機體活動相關。但迄今為止，人們還遠未明確血清素對哺乳動物大腦的影響；而有些科學家發現，血清素能促進快樂，另外一些研究者卻發現，血清素在增加焦慮的同時會抑制運動。

2018年8月，一項刊登在國際雜誌Cell上的研究報告中，來自美國斯坦福大學的研究人員重點對腦幹中的中縫背核區域進行了研究，該區域含有哺乳動物大腦中最大密度的都通過釋放血清素傳遞信號的神經元（大約9000個）。

文章中，研究者構建出了腦幹中緻密的血清素釋放神經元到它們影響的多個前腦區域的神經投射的視覺圖譜，這種圖譜揭示出在中縫背核中至少存在著兩組不同的血清素能神經元，它們與大腦中的皮層和皮層下區域相連。

隨後這些研究人員還證實這兩組血清素能神經元對刺激作出不同的反應。

比如，當小鼠接受到喝糖水之類的獎勵時，這兩組血清素能神經元都會放電，但是它們對輕度的足部電擊等懲罰作出相反的反應。

相關研究結果表明，大腦的血清素系統不是由同質的神經元群組成，而是由許多協同發揮作用的神經元亞群組成。

Cell：癌症免疫療法重大進展！揭示MHC-II在其中的重要作用

Rachel Marty， Wesley Kurt Thompson， Rany M. Salem et al. Evolutionary Pressure against MHC Class II Binding Cancer Mutations. Cell，20 September 2018， doi：10.1016/j.cell.2018.08.048.

2018年9月，一項刊登在國際雜誌Cell上的研究報告中，來自美國加州大學的科學家們利用生物信息學方法發現了CD4+ T細胞的結合伴侶—MHC-II分子，其可能對新生腫瘤的影響要大於MHC-I，MHC-I是CD8+ T細胞的一種眾所周知的結合伴侶。

相關研究發現可能有助於人們改進癌症免疫療法並預測哪些患者將會作出更好的反應。

研究者表示，MHC-II比MHC-I更複雜，而且迄今為止研究MHC-II的工具還不夠複雜。

但是隨著這個領域不斷取得進展，他們希望看到科學家們和臨床醫生在開發個人化癌症免疫療法時將MHC-I和MHC-II數據考慮在內，同時相關的研究結果可能有助於確定為什麼有些人會對免疫療法作出反應而其他人卻沒有。

更重要的是，未來臨床醫生有朝一日能夠在患者接受免疫治療之前利用MHC-I和-II數據來預測這些患者作出的反應，從而讓不作出反應的患者不會因無效的治療而遭受潛在的副作用。

Cell雙重磅：益生菌或許不像人們想像中那麼有益

Niv Zmora， Gili Zilberman-Schapira， Jotham Suez， et al. Personalized Gut Mucosal Colonization Resistance to Empiric Probiotics Is Associated with Unique Host and Microbiome Features. Cell， 2018； 174 (6)： 1388 DOI： 10.1016/j.cell.2018.08.041

Jotham Suez， Niv Zmora， Gili Zilberman-Schapira， et al. Post-Antibiotic Gut Mucosal Microbiome Reconstitution Is Impaired by Probiotics and Improved by Autologous FMT. Cell， 2018； 174 (6)： 1406 DOI： 10.1016/j.cell.2018.08.047

從巧克力、腌菜、洗手液，再到嬰兒配方奶粉，我們在很多東西中都能發現益生菌的存在，而且人們常常會購買很多益生菌補充劑來幫助增強消化道的健康。

2018年9月，刊登在國際雜誌Cell上的兩篇研究報告中，研究人員發現，傳說中的益生菌或許並沒有我們想像中那麼有效。

在第一項研究中，研究者發現，益生菌能夠在某些人群的機體腸道中成功定植，稱之為「持續存在者」（persisters），而在其他人群中，作為「抵抗者」（resisters）的腸道微生物組卻會將驅逐出去。

此外，這種持續和抵抗模式能夠幫助確定在既定的個體機體中，益生菌的使用是否會影響其機體天然的微生物組和機體的基因表達，研究人員還能夠通過檢測機體的基準微生物組水平以及腸道基因表達的特性來幫助預測個體是「持續存在者」還是「抵抗者」。

在第二項研究中，研究人員質疑是否患者攝入益生菌後能夠幫助中和抗生素的效應，因為他們經常被告知在患者接受抗生素療法後需要再重新植入腸道菌群，隨後研究人員招募了21名志願者，他們將志願者隨機分為三組。

第一組為「觀察並等待」組，研究者讓這些參與者機體的微生物組自行恢復，而第二組參與者攝入第一項研究中所使用的相同益生菌，第三組參與者則利用自體糞便微生物組移植策略進行治療，即在其接受抗生素療法之前收集糞便，以此作為療法進行治療。

相關研究結果或為我們理解益生菌對機體是否有益提供了新的視角，其實在很多情況下益生菌似乎都是無效的，我們應該根據不同個體機體的具體情況來選擇是否適用於利用益生菌來改善其機體健康。

圖片來源：theconversation.com

Cell：揭示腸道菌群產生的咪唑丙酸導致2型糖尿病機制

Ara Koh， Antonio Molinaro， Marcus Stahlman et al. Microbially Produced Imidazole Propionate Impairs Insulin Signaling through mTORC1. Cell，25 October 2018， doi：10.1016/j.cell.2018.09.055

2018年10月，一項刊登在國際雜誌Cell上的研究報告中，來自瑞典哥德堡大學的科學家們通過研究證實，腸道菌群能夠影響細胞對胰島素作出反應的方式，從而導致2型糖尿病的發生。

研究者表示，初治的2型糖尿病患者機體的腸道菌群與組氨酸的不同代謝有關，其中組氨酸主要來源於飲食，其隨後會導致咪唑丙酸的形成，而咪唑丙酸會破壞細胞對胰島素作出反應的能力。

因此，降低細菌產生的咪唑丙酸的水平有望治療2型糖尿病；但咪唑丙酸並不導致所有的2型糖尿病。

但研究者提出的一種可行的假設是一部分2型糖尿病患者可能受益於通過改變他們的飲食或改變他們的腸道菌群來降低這種物質的水平

研究結果表明，腸道菌群與飲食之間的這種相互作用對我們了解代謝在健康和疾病中的作用非常重要。

而且來自不同個體機體的腸道細菌會產生完全不同的物質，這些物質可能在體內具有非常特殊的作用。

Cell：二甲雙胍抵抗糖尿病發生的新型作用機制

Bram Stynen，Diala Abd-Rabbo，Jacqueline Kowarzyk， et al.Changes of cell biochemical states are revealed in protein homomeric complex dynamics. Cell， 25 October 2018， doi：10.1016/j.cell.2018.09.050

2018年10月，一項刊登在國際雜誌Cell上的研究報告中，來自加拿大和英國的研究人員揭示了二甲雙胍如何協助細胞更好地攝取和使用葡萄糖，相關研究或解釋了二甲雙胍在預防包括癌症在內的多種慢性疾病中存在的其它潛在益處。

文章中，研究人員使用一種新方法來同時探測細胞中的所有生化過程如何對一種藥物的存在作出反應，結果發現，二甲雙胍對細胞中的鐵分布具有全局影響，導致重要的生化過程發生變化。

後期研究人員還需要進一步開展細胞和動物研究，來確定二甲雙胍的鐵缺乏模擬效果對葡萄糖代謝的重要性，以及如何更好地利用這種機制來改善糖尿病患者的治療。

Cell：膳食纖維可能對機體健康有害 或會誘發肝癌

Vishal Singh，Beng San Yeoh，Benoit Chassaing， et al. Dysregulated Microbial Fermentation of Soluble Fiber Induces Cholestatic Liver Cancer. Cell (2018). DOI： 10.1016/j.cell.2018.09.004

2018年10月，一項刊登在國際雜誌Cell上的研究報告中，來自喬治亞州立大學和托雷多大學的科學家們通過研究發現，在加工食品中添加高度精鍊的纖維（細纖維）或會對人類健康產生負面影響，比如促進肝癌發生等。

越來越多的研究證據表明，深入富含纖維的天然食物對機體健康有益。

如今許多注重健康的消費者也開始意識到他們的飲食中缺乏這種纖維，因此食品工業中常常會利用高度精鍊的可溶性纖維來豐富食品，比如添加菊粉等。

隨後研究人員想通過研究來檢測是否富含精鍊菊粉的食物能夠幫助抵禦小鼠出現肥胖相關的併發症，儘管諸如含有菊粉的飲食能夠幫助抵禦肥胖，但某些小鼠卻會出現黃疸等癥狀，而且6個月後，很多攝入含有菊粉飲食的小鼠都患上了肝癌。

文章中，研究人員所使用的菊粉來自於菊苣根（chicory root），其並不是我們日常所吃的食物，此外，在纖維的提取和加工過程中，其會經歷一系列化學作用。

研究者指出，患肝癌的小鼠機體之前經歷過生態失衡的表現，即其腸道菌群發生了改變，而腸道菌群在肝癌發生上扮演著關鍵角色。

後期研究人員還需要進行更為深入的研究來觀察純化飲食（含精緻纖維的飲食）對人類機體健康的影響，尤其是肝臟健康。

最後研究者Benoit Chassaing博士說道，本文研究中我們發現，普遍認為對機體健康有益的可溶性纖維或許對機體有害，甚至還會誘發諸如肝癌等嚴重疾病。

然而我們並不是宣揚這種纖維是不好的，相反我們的研究結果強調，利用纖維來強化加工食品或許會對腸道菌群產生不利影響，從而可能引發肝癌。

Cell：構建出人類免疫細胞圖譜，可確定遺傳變異對基因表達的影響

Benjamin J. Schmiedel， Divya Singh， Ariel Madrigal et al. Impact of Genetic Polymorphisms on Human Immune Cell Gene Expression. Cell，15 November 2018， doi：10.1016/j.cell.2018.10.022

比較任何兩個人的DNA，你會發現他們的遺傳密碼中的數百萬個位點存在著不同。

2018年11月，一項刊登在國際雜誌Cell上的研究報告中，來自美國的科學家們分享了大量數據，這些數據對於破譯這種自然遺傳變異如何影響免疫系統保護我們健康的能力至關重要。

為了確定遺傳變異對免疫系統的影響，研究人員構建了15種類型免疫細胞的基因活性譜，其中這15種類型的免疫細胞發表著在91名健康供者中每個人的血液中發現的最為豐富的細胞類型。

他們的研究結果揭示了遺傳變異對免疫系統中基因活性的深遠影響。對12000多個基因而言，天然存在的遺傳變異與某些細胞類型中基因活性的顯著差異相關。

隨後研究人員對1500多個樣本進行了測序和分析，並對得出的數據進行篩選，研究人員發現了免疫系統的一些特徵。

比如，他們發現，特定類型的免疫細胞中的基因活性在男性和女性之間存在顯著差異，比如在一種細胞類型中，遺傳變異通常會影響附近基因的表達，因此，這些獨特差異在使用全血時可能不會發現。

Cell：科學家破解皮膚衰老難題！成纖維細胞失去身份特徵或是罪魁禍首！

Marion Claudia Salzer， Atefeh Lafzi， Antoni Berenguer Llergo， et al. Identity Noise and Adipogenic Traits Characterize Dermal Fibroblast Aging. Cell， 2018； DOI： 10.1016/j.cell.2018.10.012

隨著年齡增長，機體的組織會失去功能，並在受到損傷後失去再生的能力。

2018年11月，一項刊登在國際雜誌Cell上的研究報告中，來自巴塞羅那生物醫學研究院等機構的科學家們通過研究解釋了皮膚成纖維細胞是如何衰老的。

本文研究揭示了機體衰老所影響的細胞和分子通路，這樣研究人員就有望通過操控這些通路來減緩甚至逆轉皮膚的衰老過程。

皮膚成纖維細胞對於膠原蛋白和其它組成真皮的蛋白的產生非常關鍵，同時其對於保護皮膚屏障的功能以及修復皮膚損傷也很重要。

隨著機體年齡的增長，真皮就會失去產生膠原蛋白的能力，而且其修復傷口的能力也會明顯被損傷。

研究者說道，老年人常常會面對這些問題，因為其機體皮膚並不能正常癒合，而且屏障功能也會下降，這就會增加皮膚感染和機體系統性感染的風險。

通過進行單細胞分析，研究者證實在老年動物機體中發現了皮膚成纖維細胞身份的缺失，利用複雜的計算機工具，研究者發現，相比年輕的成纖維細胞而言，老化的成纖維細胞會表現出不太明確的分子構象，類似於新生動物機體中未定義的細胞狀態一樣。

儘管本文研究只是一項基礎性研究，但研究者指出，本文研究結果或許在機體美容方面有著多方面的應用價值，比如抗衰老的皮膚療法，但更重要的是，其還具有一些治療性的應用，幫助衰老的皮膚快速形成疤痕組織，並且在機體損傷後幫助快速修復傷口。

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