【盘点】2015年度Cell杂志突破性研究一览

转眼间，2015年就剩不到30天了，2016年马上就要向我们敞开怀抱，那么科学界在2015年有什么重大研究发现呢？本期小编就盘点了2015年Cell杂志的一些突破性研究。

  【1】Cell：用阿司匹林阻断癌细胞逃生之路
  根据发表在《细胞》（Cell）杂志上的一项新研究，在癌症患者接受免疫治疗的同时给予阿司匹林有可能可以显著提高治疗的疗效。
  Crick研究所的研究人员证实，皮肤癌、乳腺癌和肠癌细胞往往会生成大量的前列腺素E2(PGE2)。这一分子抑制了免疫系统攻击缺陷细胞的正常反应，帮助了癌症隐藏。借助这一伎俩肿瘤得以旺盛生长，这或许可以解释一些免疫疗法并没有像期望的那样有效的原因。
  阿司匹林是称作为COX抑制剂的一组分子的组成部分，COX抑制剂可以阻止生成PGE2，帮助重新唤醒免疫系统。相比于单独采用免疫疗法，结合免疫治疗与阿司匹林或其他的COX抑制剂，可显著减慢小鼠体内肠癌和黑色素瘤的生长。
  【2】Cell：肿瘤微环境中的代谢战争
  肿瘤微环境是指肿瘤周围的细胞和组织，与癌症的发生和发展有着密切的关系。虽然目前的癌症治疗主要以肿瘤为目标，但人们已经逐渐意识到了肿瘤微环境的重要性。
  华盛顿大学的科学家们最近在Cell杂志上发表文章指出，肿瘤细胞和T细胞在肿瘤微环境中进行着一场激烈的葡萄糖争夺战。这种代谢竞争会影响T细胞的杀伤力，推动癌症进一步发展。

  人体主要依靠T细胞对肿瘤发起攻击，但T细胞往往不能有效杀死肿瘤。人们普遍认为这是因为T细胞没能很好的识别抗原、难以长时间激活或者受到了其他细胞的抑制。华盛顿大学的研究人员指出，T细胞功能低下也可能是营养竞争的结果。细胞之间的营养竞争会显著影响细胞的生长、生存和功能。由于肿瘤细胞对营养的需求很高，肿瘤微环境中很可能存在激烈的竞争。肿瘤造成的葡萄糖限制会改变T细胞的代谢，进而影响其功能。

  【3】华人学者Cell：靶向CDK7，杀死癌细胞
  发表在《细胞》（Cell）杂志上的一项研究发现，可能会为罹患侵袭性乳腺癌类型、当前少有治疗选择的患者带来更好的治疗方法。来自哈佛医学院、Dana-Farber癌症研究所的科学家们发现了这些癌细胞中可以被靶向抑制剂利用的分子弱点。
  尽管三阴性乳腺癌细胞遗传复杂，由许多不同的突变所驱动，科学家们报告称发现它们都对主要调控因子CDK7控制下的一群基因“上瘾”。
  当研究人员用一种设计化合物来阻断CDK7时，它快速地杀死了实验室中以及接种了患者肿瘤组织的小鼠体内的三阴性乳腺癌细胞。这显示出了这些癌细胞对于CDK7信号缺失的敏感性，CDK7信号通过重要的基因群导致了癌细胞的恶性行为。
  【4】Cell & NEJM：全球癌症基因组图谱计划又一研究突破 阐明致死性肾癌的发病机制
  最近，发表在国际杂志the New England Journal of Medicine上的一篇研究论文中，来自从事癌症基因组图谱（The Cancer Genome Atlas）研究计划的科学家通过进行研究，对第二种常见类型的肾癌的两种类型进行了分子特性的分析，并且对这种常见类型的肾癌进行了不同的分类。
  每年乳头状肾细胞癌 (Papillary renal cell carcinoma)在常见肾癌中的发病率就占到了15%至20%，长期以来这种肾癌被分为1型和2型，但研究者对于引发乳头状肾细胞癌发生的遗传和分子原因知之甚少，而正因为此也一直没有有效的疗法来帮助治疗乳头状肾细胞癌。

  文章中，研究者Hui Shen博士表示，乳头状肾细胞癌为科学家们提出了一个特殊的问题，即在某些病人中，疾病虽然没有任何痛感，但却已经广泛扩散于患者的肾脏中了，而在其他病例中，单一的损伤或许是极度恶性的；本文研究中研究者不仅为临床医生们提供了其所需的基于临床结论的研究数据，而且还为开发新型靶向疗法来更好地治疗乳头状肾细胞癌亚型提供希望。

  【5】Cell：颠覆传统认知，健康饮食因人而异
  你有没有想过为什么节食不起作用？一项来自以色列的研究在一周的时间内追踪了800人的血糖水平，显示即便我们都吃相同的食物，人与人之间代谢食物的方式也有所差异。这些发表在11月19日《细胞》（Cell）杂志上的研究结果表明了，个体化营养能够帮助人们鉴别出哪些食物有助或妨碍他们的健康目标。
  血糖与糖尿病和肥胖等健康问题有着密切的联系，采用动态血糖检测仪可以很容易地对它进行检测。几十年前开发的一种叫做血糖指数(GI)的指标，现被用来基于食物对血糖水平的影响来对食物进行分级，医生和营养学家也利用GI来制定健康饮食。然而，这一系统是基于一些研究计算小群体对各种食物反应的平均值。
  由以色列Weizmann科学研究所的Eran Segal和Eran Elinav领导的这项新研究，发现任何指定食物的GI都并非固定值，而取决于个体。他们通过健康问卷、身体测量、血液测试、血糖监测、粪便样本和利用一个移动应用程序来报告生活方式及食物摄取（总共检测了46，898份膳食）收集了所有参与者的数据。此外，志愿者接受了一些标准化/相同的食物作为他们的早餐。
  【6】Cell：CRISPR技术在癌症领域大放异彩
  科学家们绘制出了让我们细胞存活的基因的图谱，为了解我们基因组的运作机制以及哪些基因对像癌症这样的疾病至关重要建立了一个期盼已久的立足点。
  由多伦多大学Donnelly中心Jason Moffat教授领导的一个研究小组，在药学系Stephane Angers的帮助下，逐个关闭了近1.8万个基因（整个人类基因组的90%）来寻找对细胞生存至关重要的基因。
  发表在11月25日《细胞》（Cell）杂志上的数据，揭示出了由1，500多个必需基因构成的“核心”基因组群。这为实现生物研究的长期目标：确切描绘出基因组中每个基因的功能奠定了基础。

  通过在5种不同的癌细胞系，包括脑癌、视网膜癌、卵巢癌和2种大肠癌细胞中关闭一些基因，研究小组发现每种肿瘤都依赖于一组独特的基因，可以用一些特异性药物来靶向它们。这一研究发现为设计出只靶向癌细胞，而不损伤周围健康组织的新疗法带来了希望。

  【7】Cell：谁主宰了癌细胞的生死
  科学家们发现了癌细胞内的一个“主控开关”，其似乎压制了正常的应激反应，让癌细胞能够在通常致命的条件下生存下来。
  这一机制有可能发挥了至关重要的作用，使得癌细胞能够在它们快速分裂及代谢超速运转时承受住巨大的压力。
  发表在12月3日《细胞》（Cell）杂志上的一篇新研究论文详细描述了这一主控开关，其似乎在肺癌及乳腺癌中发挥了关键作用，有可能成为未来抗癌药物一个有前景的靶点。
  来自伦敦癌症研究所的科学家们阐明了，当将正常细胞置于代谢压力下时，一种叫做Brf2的分子充当化学传感器及关闭基因活性的机制。
  这转而将处于压力下的正常细胞送上了死路——阻止了它们经历潜在危险的突变。
  研究人员认为，癌细胞可以通过生成更多的Brf2来压制触发细胞死亡，使得它们能够生存下来并累积突变，甚至在它们处于巨大压力之下时。
  【8】Cell：科学家揭示独特的翻译调控机制
  植物被昆虫攻击或者遇到严酷的气候条件时，是无法起身逃避的。因此它们需要快速应答压力性事件，然后在事件平息之后迅速恢复“正常”。北卡罗莱纳州立大学的研究人员在本期Cell杂志上发表文章，在分子水平上揭示了植物控制乙烯释放的一种独特机制。乙烯是一种重要的气态应激激素，能够响应各种内部和环境刺激， 调控植物生长和刺激果实成熟。植物的乙烯应答一直是科学家们研究的热点，在过去的几十年里人们已经确定了一条相对成熟的信号通路。
  卡罗莱纳州立大学的Anna Stepanova和Jose Alonso在文章中指出，乙烯启动了一种独特的基因表达机制——基因特异性翻译调控。在分子生物学的中心法则中，遗传信息从DNA、RNA流向蛋白。编码在DNA中的遗传指令转录为mRNA，然后翻译生成执行特定功能的蛋白。

  当植物感受到乙烯的存在时，就会起始一个特殊基因的转录，该基因编码的蛋白相当于乙烯信号传导的“断路器”。不过该基因的翻译程序受到了限制，直到乙烯消失才能开始蛋白合成。“也就是说这些基因生成了mRNA并将其储存起来，遗传信息并没有立刻流向蛋白合成，”Stepanova说。

  【9】Cell：人类蛋白的“社交网络”
  最近，德国马克斯普朗克生化研究所、马克斯普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所的科学家，绘制了一幅详细的人类蛋白质相互作用图。研究人员使用一种新的质谱定量方法，确定了每一种蛋白相互作用的强度。相关研究结果发表在十月二十二日的Cell杂志，本文第一作者Marco Hein解释说：“我们的数据表明，大多数的蛋白相互作用是微弱的，但对于整个网络的结构至关重要。”
  蛋白质是细胞的构建模块和中心主角，在分子水平上有助于所有的生命过程。它们通过彼此结合在一起并构建相互作用网络，来完成它们的任务。借助于定量质谱分析技术，科学家们可以精确地确定哪些蛋白质彼此之间相互作用。该技术可以被描述为“分子钓鱼”：选择一种蛋白质作为诱饵。从一个复杂的混合物中钓到它，也会获得其所有的相互作用蛋白，然后通过质谱仪进行鉴定。目前，这两家机构的科学家已经在一个大型项目中分析了1100个这样的诱饵蛋白。他们绘制了一个蛋白质网络图，包含5400多个蛋白质，它们是由28000种相互作用连接在一起的。
  【10】Cell：科学家发布再生医学研究新成果
  来自瑞典卡罗林斯卡学院的一项新研究证实，小鼠的新心肌细胞主要是在出生后不久形成。像人类心脏一样，在新生儿期后心肌细胞的数量不发生改变，心脏生长只增加了心肌细胞的大小。这些研究结果发布在Cell杂志上。
  心血管疾病是发达国家主要的死亡原因之一。在心脏病发作时，许多心肌细胞死亡，心脏丧失有效工作的能力。受损后要修复丧失的心脏功能，其关键在于更好地认识心肌细胞的生理再生，然而由于技术挑战要做到这一点非常困难。

  在发表于今年早些时候Cell杂志上的一项研究中，卡罗林斯卡学院细胞与分子生物学系的Olaf Bergmann和Jonas Frisén领导的研究小组证实，人类心脏在幼儿期生成大部分的心肌细胞，在围产期心肌细胞的数量便已经确定。然而，对于这些研究结果是否也适用于小鼠心脏却存在着争议。小鼠是一个重要的心脏病研究模型。

  【11】Cell：科学家发现激素释放新途径
  类固醇激素如睾酮和雌二醇，控制了动物生物学的各个方面，对于机体正常功能至关重要。由机体内分泌腺生成和分泌的这些胆固醇衍生物，被释放到血液中通过血液循环输送到各种器官的细胞处，在那里它们介导了各种各样重要的生理功能。
  当前对于调控内分泌组织释放类固醇激素的机制知之甚少。一种普遍接受的观点是：简单扩散过程在起作用。事实上，教科书写的是：所有类固醇都可以自由地通过细胞膜。
  但由一组昆虫学家领导的新研究挑战了教科书上的这一观点。在发表于本周Cell杂志上的一篇研究论文中，研究人员报告称在果蝇中类固醇激素“蜕皮激素”的释放受到细胞内一些信号传导通路的严格调控。
  果蝇中的蜕皮激素被装入到内分泌器官中的一些囊泡内。新研究依赖分子遗传工具揭示出，在果蝇中内分泌细胞分泌的类固醇激素并不总是通过当前认为的简单扩散机制来运输，其可能涉及了一个由受控囊泡介导的释放过程。
  【12】Cell综述：T细胞耗竭
  当遭受慢性感染(诸如丙型肝炎、艾滋病和疟疾之类的病原体)时，人体免疫系统和病原体相互对抗而进入一个漫长的僵局，没有一方能够获得优势。然而，在一段时间之后，免疫细胞被耗竭，这样免疫系统遭受破坏，从而让病原体获得优势。
  因此所谓T细胞耗竭（T Cell Exhaustion）就是指常见慢性感染和癌症患者体内T细胞功能丧失。由于长期暴露于持续性抗原和炎症，精疲力竭的T细胞逐渐失去效应功能，记忆T细胞特征也开始缺失。不过这种耗竭是可以逆转的，至少部分逆转，这主要通过阻止PD-1之类的抑制性通路。

  2012年，来自美国宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的John Wherry博士研究组利用遭受慢性病毒感染的模式小鼠来绘制当免疫系统处于长期战争状态时所产生的T细胞反应。他们发现两种不同类型的病毒特异性CD8+T细胞——一类表达高水平蛋白T-bet，另一类表达高水平蛋白Eomes——一起发挥作用来抑制这种感染。

  【13】Cell综述：低氧诱导因子HIF
  氧分子 (O2)是线粒体ATP和许多细胞内生化反应所必需的一种关键底物，因此其稳态的维持对于大多数物种生存至关重要。在O2分子出现匮乏的时候，哺乳动物细胞就会出现多种适应情况，比如低氧诱导因子HIF，mTOR，自噬，以及ER应激反应。
  低氧诱导因子（Hypoxia-Inducible Factors）最早是由Semenza等发现，他们通过缺氧刺激肾脏分泌红细胞生成素（erythropoietin，EPO）基因表达了一种DNA结合蛋白，这种蛋白广泛存在于慢性缺氧细胞中，结合点位于Epo的3’端增强子第一部分，由50个左右核苷酸组成，故取名低氧诱导因子。
  一般认为HIF是诱导低氧基因和修复细胞氧内环境的核心调节因子，11月19日出版的Cell杂志为了介绍这种因子的作用，特别在SnapShot单元总结了HIF最新的研究报道，这为更好的理解低氧水平中HIF的作用提供了资料。
  【14】Cell：探究寿命的遗传基础
  斯坦福大学医学院的研究人员绘制出了一种异常短命鱼类的基因组图谱，这为科学家们利用这一生物来研究一些基因对寿命的影响铺平了道路。
  研究人员将这一非洲青鳉鱼(African turquoise killifish)基因组图谱发布在12月3日的《细胞》(cell)杂志上，并提供了有关它寿命遗传决定因素的一些初步的见解。通过统计学分析调查不同生物的突变率，科学家们找到了证据证实，几个世纪以来存留在鳉鱼基因库中的一些罕见基因也存留于一些异常长寿动物的基因库中，研究人员想知道这是否意味着，进化“调整了”某些基因导致了不同长短的寿命。

  研究的资深作者、斯坦福大学遗传学教授Anne Brunet说：“在自然界中看到的寿命跨度范围真是令人吃惊，我们对它的进化机制或作用机制真的知之甚少。通过获得这种鱼类的基因组，并与其他的物种进行比较，我们开始看到了造成物种间及物种内寿命差异的一些不同之处。”

  【15】Cell：吹吹冷风就能减肥？
  近来人们发现，低温可以模拟锻炼的效果，对抗肥胖和促进代谢健康。Cell杂志十二月三日发表的一项研究显示，低温的这种健康效应是由肠道菌介导的。低温会显著改变小鼠肠道菌的组成，而这种改变足以燃烧脂肪、促进葡萄糖代谢和减轻体重。
  “我们的证据表明，肠道菌可以直接调控机体的能量平衡，在我们对环境的适应中起关键性作用，”日内瓦大学的Mirko Trajkovski说。“我们希望继续探索这些发现的治疗潜力，尝试通过靶标细菌来预防肥胖症和相关代谢疾病。”
  棕色脂肪和白色脂肪是人体储存脂肪的主要组织，白色脂肪负责储存多余的热能以备不时之需，而棕色脂肪细胞会燃烧脂肪将其转变为热量。白色脂肪可以通过棕色化转变为代谢活跃的米色脂肪。刺激棕色脂肪和米色脂肪的形成，是治疗肥胖症的一个潜在途径。
  【16】Cell：科学家绘制肾细胞癌基因全景图
  ：肾细胞癌(renal cell carcinoma ) 是成年人原发性肾肿瘤中最常见的类型，最新一期（12月3日）Cell杂志的“SnapShot： Renal Cell Carcinoma”这篇文章总结了目前关于这种癌症基因全景图中的几个关键特征，主要途径，肿瘤演变和异质性等多方面内容，并且也介绍了肾细胞癌的相关治疗进展。
  肾细胞癌RCC的出现包含一系列肾脏器官的病理学，分子水平上的临床恶性肿瘤变化。透明细胞癌（clear cell carcinoma）和乳头状肾细胞癌（papillary carcinoma）（1类和2类）占据了这种癌症的大部分。以上为与这两种癌症密切相关的多个基因与细胞通路。
  乳头状肾细胞癌(PRCC)占每年肾癌病例的15-20%。长期以来它被分为1型和2型两类，然而直到现在科学家们还是基于从这一疾病一些罕见遗传形式获得的信息来了解PRCC的基础遗传学。对无肾癌家族史的病例的分子背景却知之甚少。当前，对于晚期PRCC没有有效的治疗方法。
  一项新研究描述了1型和2型之间一些特异的分子差异，以及2型的3种亚型。研究人员对来自161名患者的肿瘤进行了全面的基因组分析，发现1型和2型PRCC的分子与基因组均有差异，应该被视作是两种独立的疾病。他们还发现了2型PRCC的3种不同亚型，每一种以不同的分子改变为特征。（转化医学网360zhyx.com）
  以上为转化医学网原创翻译整理，转载请注明出处和链接！