新浪登录
腾讯登录【行业动态】振奋人心 | 开门红！中国学者一口气发表10篇Sceince Advances，在生命科学等领域取得重大进展
| 导读 | 2021年1月1日，中国学者在Science Advances 在线发表了10项研究成果，其中生命科学的有8项，物理学有1项及材料学有1项；厦门大学，陆军军医大学，华中科技大学，武汉大学，暨南大学，中国科学技术大学等单位发表了重要的研究成果。 |
在2021年1月1日，中国学者在Science Advances 在线发表了10项研究成果，其中生命科学的有8项，物理学有1项及材料学有1项；厦门大学，陆军军医大学，华中科技大学，武汉大学，暨南大学，中国科学技术大学等单位发表了重要的研究成果。iNature系统盘点这10项研究成果：
【1】唐氏综合征（DS）是由21号染色体的三体性引起的，是早发性阿尔茨海默氏病（AD）的最重要危险因素；但是，连接DS和AD的基本机制仍不清楚。2021年1月1日，厦门大学王鑫团队在Science Advances 在线发表题为”Trisomy 21–induced dysregulation of microglial homeostasis in Alzheimer’s brains is mediated by USP25“的研究论文，该研究显示了额外的21号染色体副本会加剧5xFAD小鼠的神经炎症，并且DS相关基因USP25在此过程中起关键作用。USP25（一种由21号染色体编码的去泛素化酶）的过表达导致小胶质细胞活化并诱导突触和认知缺陷，而Usp25的基因缺陷可减轻5xFAD小鼠的神经炎症并恢复突触和认知功能。从机制上讲，USP25缺乏会减弱小胶质细胞介导的促炎细胞因子的过度产生和突触消除。抑制USP25可在5xFAD小鼠体内建立稳态的小神经胶质标记并恢复突触和认知功能。总之，由于USP25剂量增加，该研究证明了21三体性疾病和与小胶质细胞增生相关的致病作用具有空前的作用，这暗示USP25作为DS和AD中神经炎症的治疗靶标。
【2】2021年1月1日，华中科技大学王从义，熊维宁及张惠兰共同通讯在Science Advances 在线发表题为”MBD2 serves as a viable target against pulmonary fibrosis by inhibiting macrophage M2 program“的研究论文，该研究证明了源自不同类型PF患者的肺，包括COVID-19，系统性硬化症相关性间质性肺病和特发性PF，以及博莱霉素（BLM）诱导的PF后小鼠的肺部特征是，MBD2在巨噬细胞中的表达。巨噬细胞中Mbd2的消耗可保护小鼠免受BLM诱导的PF。Mbd2缺乏显著减弱了转化生长因子-β1（TGF-β1）的产生，并减少了BLM诱导后肺中M2巨噬细胞的积累。从机制上讲，Mbd2选择性结合巨噬细胞中的Ship启动子，通过它抑制Ship表达并增强PI3K / Akt信号传导，从而促进巨噬细胞M2程序。因此，气管内给药负载Mbd2 siRNA的脂质体可保护小鼠免受BLM诱导的肺损伤和纤维化。总之，该研究数据支持MBD2可能成为临床环境中抗PF的可行靶标的可能性。
【3】尚不清楚阿尔茨海默氏病（AD）中天然存在的针对β淀粉样蛋白（NAbs-Aβ）抗体的病理相关性。2021年1月1日，陆军军医大学王延江及澳大利亚墨尔本大学Colin L. Masters共同通讯在Science Advances 在线发表题为”Association of naturally occurring antibodies to β-amyloid with cognitive decline and cerebral amyloidosis in Alzheimer’s disease“的研究论文，该研究旨在通过中国的横断面队列研究和澳大利亚影像，生物标志物和生活方式研究（AIBL）的纵向队列研究他们的水平及其与Aβ负担和AD认知下降的关系。根据血浆和脑脊液（CSF）的抗原决定簇检测其NAbs-Aβ水平。在AD患者的CSF和血浆中，靶向Aβ氨基末端的NAbs水平增加，而靶向Aβ中域的NAbs水平降低。靶向Aβ氨基末端的更高血浆水平的NAbs和靶向Aβ中域的较低血浆水平的NAbs与基线时较高的脑淀粉样变性和随访期间较快的认知能力下降有关。该研究结果表明适应性免疫系统在AD进展中的动态反应，并与当前的被动免疫治疗策略有关。
【4】大脑皮层区域身份的正确形成对于大脑的认知功能和社交行为至关重要。尚不明确表观遗传机制（包括组蛋白甲基化）是否调节皮质区域化。2021年1月1日，武汉大学周严及吴旻共同通讯在Science Advances 在线发表题为”Abnormal neocortex arealization and Sotos-like syndrome–associated behavior in Setd2 mutant mice“的研究论文，该研究删除了正在发育的小鼠背侧前脑中的组蛋白3赖氨酸-36三甲基化（H3K36me3）的甲基转移酶SETD2，并显示Setd2是适当的皮质区域化和皮质-丘脑-皮质回路形成所必需的。此外，Setd2条件性基因敲除小鼠在社交互动，运动学习和空间记忆方面表现出缺陷，让人联想到带有SETD2突变的Sotos样综合征的患者。SETD2以H3K36me3甲基转移酶依赖性方式维持簇状原钙粘蛋白（cPcdh）基因的表达。在cPcdh杂合小鼠中概括了异常的皮质区域化。总之，该研究强调了表皮遗传学机制和Sotos样综合征的发病机制。
【5】环境压力可以诱导生存优势，这些优势可以传承至多代，这代表着物种一级的进化优势。2021年1月1日，暨南大学周庆华团队在Science Advances 在线发表题为”N6-methyldeoxyadenine and histone methylation mediate transgenerational survival advantages induced by hormetic heat stress“的研究论文，该研究以线虫为模型，发现在任何一个父母中经历的热休克都可以增加他们的寿命，直到第五代后代。机理分析表明，转录因子DAF-16 / FOXO，热休克因子HSF-1和核受体DAF-12 / FXR具有代代相传的功能，可以实现强烈的应激反应。组蛋白H3K9me3甲基转移酶SET-25，SET-32和DNA N6-甲基甲基转移酶DAMT-1参与了几代之间的高温记忆传递。H3K9me3和N6-甲基腺嘌呤可以标记热应激反应基因并促进其在子代中的转录以延长寿命。该研究解剖了负责实施和传递热休克父母后代的环境记忆的机制，并证明了通过H3K9me3和N6-mA修饰可以将由应激引起的生存益处传递给多代。
【6】2021年1月1日，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心丛尧及中国科学院巴斯德研究所黄忠共同通讯在Science Advances 在线发表题为”Conformational dynamics of SARS-CoV-2 trimeric spike glycoprotein in complex with receptor ACE2 revealed by cryo-EM“的研究论文，该研究报告了紧密封闭的SARS-CoV-2 S三聚体与包装的融合肽和ACE2结合的S三聚体在2.7-和3.8-?分辨率的冷冻EM结构。伴随着ACE2与RBD的结合，相关的ACE2-RBD呈现出连续的摆动运动。值得注意的是，关于SARS-CoV-2 S三聚体对受体触发的从闭合预融合状态到易融合开放状态的转化比SARS-CoV S三聚体对ACE2受体的敏感性要高得多，这可能有助于其优异的感染SARS-CoV-2。该研究将RBD T470-T478环和Y505定义为由ACE2特异性识别SARS-CoV-2 RBD的病毒决定因素。该研究的发现描述了ACE2诱导的S三聚体构象从融合前状态向融合后状态转变的机制，从而促进了抗SARS-CoV-2疫苗和治疗剂的开发。
【7】急性髓细胞性白血病（AML）是一种致命的血液恶性肿瘤，经常复发。AML治疗的最大挑战是缺乏靶向和杀死异质性白血病细胞的方法，这些方法可导致疾病复发。2021年1月1日，陆军军医大学史春梦等团队在Science Advances 在线发表题为”Near-infrared oxidative phosphorylation inhibitor integrates acute myeloid leukemia–targeted imaging and therapy“的研究论文，该研究描述了一种近红外（NIR）荧光染料IR-26，它优先聚集在AML细胞的线粒体中，具体取决于恶性细胞的过度活跃的糖酵解，同时损害氧化磷酸化（OXPHOS）以发挥靶向治疗作用用于AML细胞。特别是，IR-26还具有利用体内流式细胞术（IVFC）系统实时监测AML细胞的潜力。因此，IR-26代表了一种新型的多合一药物，可整合AML靶向，检测和治疗，可帮助监测疾病的进展和治疗反应，防止不必要的前期治疗延误，并提高治疗效率。
【8】目前尚不清楚COVID-19患者的康复过程。一些康复的患者抱怨持续呼吸急促。在COVID-19中已报道了血管病变，强调了在肺泡-毛细血管界面探测肺微结构和功能的重要性。尽管计算机断层扫描（CT）检测到结构异常，但对疾病对肺功能的影响知之甚少。129Xe磁共振成像（MRI）是一项独特的技术，能够评估通风，微结构和气体交换。2021年1月1日，中国科学院武汉精密测量科学与技术创新研究院周欣及华中科技大学夏黎明共同通讯在Science Advances 在线发表题为”Damaged lung gas exchange function of discharged COVID-19 patients detected by hyperpolarized 129Xe MRI“的研究论文，该研究使用129Xe MRI，发现与健康个体相比，COVID-19患者的通气缺陷发生率更高（5.9％对3.7％），微观结构不变，气血交换时间更长（43.5 ms对32.5 ms）。这些发现表明，出院时区域通气和肺泡空域的尺寸相对正常，而气血交换功能却减弱了。这项研究确定了在COVID-19患者中进行局部肺功能测量的可行性及其作为结构成像补充的潜在用途。
【9】单个参数的量子估计已被广泛研究。然而，实际应用中通常涉及多个参数，而对于这些参数的最终精度却鲜为人知。2021年1月1日，中国科学技术大学项国勇及香港中文大学袁海东共同通讯在Science Advances 在线发表题为”Zero–trade-off multiparameter quantum estimation via simultaneously saturating multiple Heisenberg uncertainty relations“的研究论文，该研究通过将精度极限直接与海森堡不确定性关系联系起来，表明要同时获得多个参数的最高精度，需要同时使多个海森堡不确定性关系饱和。以此见识为指导，该研究通过实验证明了一种最优控制的方案，该方案同时饱和了三个Heisenberg不确定性关系，并获得了SU（2）算子中所有三个参数的估计最高精度。通过八个控件，与具有相同损耗的经典方案相比，该研究在方差方面实现了13.27 dB的改善（SD为6.63 dB）。作为展示同时实现多个参数的最终精度的实验，该研究的工作标志着具有广泛意义的多参数量子计量学的重要一步。
【10】高机械强度和对纤维囊形成的长期抵抗力是可植入材料的两个主要挑战。不幸的是，这两个不同的属性并没有融合在一起，而是相互折衷。2021年1月1日，华盛顿大学，天津大学等多单位合作，Shaoyi Jiang团队在Science Advances 在线发表题为”High-strength and fibrous capsule–resistant zwitterionic elastomers“的研究论文，该研究通过“溶胀”和“锁定”机制将两种弱性两性离子水凝胶整合到类似弹性体的高强度纯两性离子水凝胶中，从而报告了独特的材料类别。这些两性离子-弹性体-网络化（ZEN）水凝胶进一步显示，在植入小鼠体内长达1年后能有效抵抗纤维囊的形成。具有高机械性能和长期纤维囊抗性的这种材料以前从未获得过。这项工作不仅证明了一类耐用且耐纤维的胶囊材料，而且还为两性离子弹性体水凝胶提供了设计原理。
唐氏综合症（DS）是由21号染色体的全部或部分三体性引起的，是智力残疾的最常见原因，全世界约800例新生儿中有1例发生此现象。21三体综合症是早发性阿尔茨海默氏病（AD）的唯一最常见的危险因素。到40岁时，患有DS的人普遍发展与AD相关的神经病理学特征，包括淀粉样斑块，神经原纤维缠结，突触功能障碍和易发性大脑区域的神经发炎。但是，在DS的背景下，第21号染色体基因是否以及如何影响AD发病机理仍然未知。
小胶质细胞是大脑中的主要免疫细胞，在维持中枢神经系统（CNS）稳态和保护大脑免受感染和伤害方面起着关键作用。小胶质细胞转变为反应性状态，与损伤过程中促炎性细胞因子的分泌增加和吞噬摄取有关。小胶质细胞的短期活化可促进碎片清除和组织修复；然而，小胶质细胞的持续活化会诱导促炎性细胞因子的长期释放，从而在神经退行性变中引发炎症级联反应和致病性神经毒性作用。
泛素-蛋白酶体系统（UPS）是必不可少的蛋白质降解途径，UPS中的缺陷会导致神经毒性蛋白质在各种神经退行性疾病（例如AD，帕金森氏病和亨廷顿氏病）中积聚。USP25基因位于人染色体21q11.2上，编码泛素特异性蛋白酶-泛素特异性肽酶25（USP25）。USP25首先被确定为白介素17（IL-17）介导的信号传导和炎症反应的负调节剂。此外，USP25缺乏会抑制干扰素调节因子的转录活性，从而降低I型干扰素的产生。UPS介导的蛋白质降解和神经炎症在神经退行性变中起重要作用。然而，USP25在DS和AD发病机理中的作用尚不清楚。
在这里，该研究显示了额外的21号染色体副本会加剧5xFAD小鼠的神经炎症，并且DS相关基因USP25在此过程中起关键作用。细菌人工染色体（BAC）–Tg–USP25小鼠表现出与DS-AD小鼠相似的神经病理，包括小胶质细胞激活和突触和认知功能受损。另外，在5×FAD小鼠中Usp25的基因缺失显著减轻了神经炎症和认知缺陷。用USP25抑制剂进行药理治疗可使5xFAD小鼠的小胶质细胞恢复到稳态的转录状态，并逆转突触和认知功能的损伤。因此，该研究揭示了USP25在维持神经变性中小胶质细胞稳态方面的关键作用，并确定了AD和DS的新型治疗途径。
参考消息：
https://advances.sciencemag.org/content/7/1/eabe1340
https://advances.sciencemag.org/content/7/1/eabb6075
https://advances.sciencemag.org/content/7/1/eabb0457
https://advances.sciencemag.org/content/7/1/eaba1180
https://advances.sciencemag.org/content/7/1/eabc3026
https://advances.sciencemag.org/content/7/1/eabe5575
https://advances.sciencemag.org/content/7/1/eabb6104
https://advances.sciencemag.org/content/7/1/eabc8180
https://advances.sciencemag.org/content/7/1/eabd2986
https://advances.sciencemag.org/content/7/1/eabc5442
还没有人评论，赶快抢个沙发