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Cell杂志(2014年)亮点研究成果

作者:admin 来源:本站 发布时间: 2014-12-16 09:26  浏览次数:
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不知不觉,2014年马上就要过去了,迎接我们的将是崭新的2015年,2014年三大国际著名杂志Cell、Nature和science(CNS)依然刊登了很多亮点耐人寻味的研究,本文中小编就盘点了2014年Cell杂志及其子刊发表的一些非常有意义的亮点研究。

Cell及其子刊:

 

盘点:2014年Cell杂志亮点研究成果

[1] Cancer Cell:科学家发现新型抗癌小分子

约翰霍普金斯大学科学家在培养细胞体系中发现一种小分子具有破坏癌细胞分裂,防止癌细胞生长的功能。相关报道发表在近期的Cancer Cell杂志上。

该研究是由Marikki Laiho博士领导的研究团队完成的。科学家发现小分子BMH-21能够破坏RNA聚合酶POL I转录通路,阻断癌细胞相互交流和复制。

Laiho博士称,他们在可能具有抗癌功能的小分子库中筛选到了BMH-21。接着科学家在国家癌症研究中心收集的9种类型癌症60株癌细胞系中研究了该小分子的功能,发现BMH-21能够结合到癌细胞的DNA上,完全阻断其转录通路。

Laiho博士称,现在癌症治疗的一个巨大的挑战就是癌细胞会对药物产生抗性。癌细胞性质比较复杂,会发生很多突变,最终会让癌细胞在药物治疗的情况下也能持续的生长。

[2] Cell:改变肠道菌群和肠道间的共生关系或可延长机体寿命

近日,刊登在国际杂志Cell上的一篇研究论文中,来自巴克研究所的研究人员通过对果蝇进行实验,改变其肠道中的细菌和吸收细胞之间的共生关系来促进果蝇的机体健康并且可以有效改善其寿命,这就为研究以肠道老化为特性的机体代谢异常提供了很好的研究模型,并且为揭示肠道细菌作为延长机体寿命的重要角色提供了一定的研究基础。

文章中,研究者Heinrich Jasper表示,尽管当前针对老年个体肠道中菌群的组成和老化疾病之间关系的研究非常多,但是并没有相关研究系统性地阐述机体的肠道从年轻健康到老化产生疾病的过程。这项研究中研究者就揭示了机体肠道中老化相关的改变,比如氧化应激性的增加、炎性增加啊以及免疫系统损伤程度的增加等;研究者将这些改变的因子标明而且对其进行分析列举,从而就可以从某些环节来进行干预改变肠道微生物失衡引发的负面作用。

Jasper表示,果蝇肠道中的细菌载量会随着果蝇机体老化而剧烈增加,最终引发炎性状况;而由压力效应基因FOXO的慢性激活就会诱发肠道菌群失衡,这就会抑制一系列特殊分子(PGRP-SCs)的活性,而这些分子可以调节果蝇机体对细菌的免疫效应。

[3] Cell Stem Cell:科学家成功将皮肤细胞重编程为产生胰岛素的胰腺β细胞

刊登在国际著名杂志Cell Stem Cell上的一篇研究报告中,来自格拉斯通研究所(Gladstone Institutes)的研究人员通过研究开发出了一种新型技术,其可以将皮肤细胞重编程为产生胰岛素的胰腺细胞,这就为开发新型的治疗1型糖尿病的疗法提供了一定思路和希望。

1型糖尿病通常在个体的童年时期表现出症状,其由于胰腺β细胞的破坏所致,β细胞可以产生胰岛素来调节血糖,一旦胰岛素缺失,机体器官就会明显降低对糖分的吸收,比如来自血液的葡萄糖。

研究者Ding表示,当代再生医学就可以潜在不受限制地提供β细胞,随后将其植入病人体内来发挥作用,但是当研究者并没有成功开发出一种运输β细胞的系统,因此使得糖尿病的治疗进程未出现较大进展。

这项研究中,研究者首先从实验小鼠身上收集名为成纤维细胞的皮肤细胞,随后利用特殊分子和重编程因子的混合物对其进行处理,进而将皮肤细胞转化成为内胚层样细胞,内胚层细胞是在早期胚胎中发现的一种细胞,其可以最终分化为机体的主要器官,包括胰腺等。

[4] Cell Metab:研究揭示癌细胞如何改变正常细胞代谢

加州大学洛杉矶分校Jonsson综合癌症中心科学家在一项新研究中,详细解释了病毒如何重新“设定”它们所侵入细胞的新陈代谢,以便促进病毒持续在生物体内生长。这一发现可能对癌症治疗产生重要影响,甚至可能有助设计药物抑制引起普通感冒的病毒。

这项研究的领导者为Minh Thai教授,相关研究论文发表在Cell Metabolism杂志上。细胞的代谢是物理和化学过程,供给细胞能量和维持细胞增殖,并最终决定细胞何时会死去,并被其子细胞所取代。

当病毒感染细胞时,它触发改变细胞代谢,基本上以一种能促进病毒维持和再生的方式重新编程细胞代谢。虽然已经知道,病毒能重新编程细胞,但直到如今,病毒完成重编程的分子机制仍然未知的。

以前的研究已经表明,当正常细胞变成癌细胞时,正常细胞会被重新编程,在某些方面的“行事”与病毒感染的细胞是非常相似的。正常细胞代谢被改变,以支持维护癌症的扩散和维持。

[5] Cancer Cell:肿瘤干细胞存在的确凿性证据

一项研究首次遗传跟踪识别出人类患者中的肿瘤干细胞,在牛津大学和瑞典卡罗林斯卡研究所科学家带领的国际研究小组研究了一组骨髓增生异常综合征患者,骨髓增生异常综合征是一种恶性血液疾病,其经常发展为急性髓系白血病。他们的研究结果发表在Cancer Cell杂志上,为肿瘤干细胞的存在提供了确凿的证据。

肿瘤干细胞的概念已经引人注目多年,但一直是有争议的观点。任何癌症的根源是一小部分癌细胞,这一小部分癌细胞负责驱使病人的癌症生长和进化。这些癌症干细胞自我补充和产生其他类型的癌细胞,如正常干细胞产生其他正常组织一样。这个概念是很重要的,因为它表明,只有发展摆脱癌症干细胞的治疗,才能够根除癌症。同样地,如果能有选择地消除这些癌症干细胞,其它剩余的肿瘤细胞将无法维持癌症。

这就像蒲公英在你的草坪中,如果你没有处理蒲公英的根源,他们还是会回来的。研究人员研究骨髓增生异常综合征(MDS)患者骨髓中恶性肿瘤细胞。利用遗传工具,确立的癌驱动突变起源,他们证明了MDS细胞独特和罕见的子集,此子集表现出肿瘤干细胞的所有特征,其他MDS恶性细胞不能够传播肿瘤。

[6] Cell:科学家发现阻断癌症发生的“刹车”蛋白

来自英国的科学家通过研究发现了一种特殊酶类可以通过阻断DNA折断来抑制癌症发生。这种名为RECQL5的蛋白质扮演了刹车的角色,其可以吸附到RNA聚合酶2上减缓其速度使其运行更平稳,RNA聚合酶2可以利用基因来制造蛋白质,当RNA聚合酶2沿着DNA进行作用时并不会发生自身停止的现象。

这项研究中,研究人员发现如果RNA聚合酶停止了运行就会引发DNA聚合酶功能被破坏,当这些分子机器在一个长基因上发生“撞车”就会引发DNA发生灾难性的损伤,最终将引发细胞发生癌变;研究者表示,RECQL5蛋白就可以帮助抑制这些“灾难”的发生并且减少癌性事件发生的可能性。

研究者Jesper Svejstrup表示,我们都知道失去RECQL5蛋白质的细胞更容易发生癌变,但是截至到现在我们并不清楚为什么。这项研究中我们就揭示了,RECQL5蛋白在减缓RNA聚合酶2速度,确保机体细胞正常运行中的重要作用。

[7] Cell Rep:首次在猴子机体中实现将皮肤多能干细胞诱导分化形成新骨组织

来自国家心肺血液研究所的科学家通过研究首次在猴子机体中,利用来自其机体自身皮肤细胞的诱导多能干细胞(iPSCs)成功制造出了新生骨,相关研究成果刊登于国际杂志Cell Reports上。

研究者Cynthia Dunbar表示,我们已经设计出了动物模型,就是利用猕猴来检测这种多能干细胞疗法的有效性;由于猕猴和人类非常相近,因此如果该疗法的确有效,那么就可以将其也应用于人类机体中来治疗人类的疾病。

而且研究者还表示,利用这种模型也可以阐明一种来自未分化的自体iPSCs的确可以诱发畸胎瘤的形成,然而肿瘤的形成是非常缓慢的而且需要一定数量的iPSCs才能够发生,而本文主要对研究者利用自体的iPSCs产生新骨进行了报道,其对于临床研究具有重要的意义。自体细胞主要表现为iPSCs可以产生任何类型的组织,利用这些细胞进行组织修复并不需要较长的时间,而且也无需利用毒性免疫抑制药物来抑制机体的排斥反应。

[8] Cell:科学家发现自由基并不会促进机体衰老 反而会延年益寿

缓慢老化和机体长寿的秘诀是什么?显然并不是抗氧化剂的作用,许多人都认为我们机体中产生的自由基可以导致衰老,然而近些年来的一些研究数据认为自由基并不是引发衰老的罪魁祸首。

近日,刊登在国际杂志Cell上的一篇研究论文中,来自麦基尔大学的科学家通过研究揭示了自由基促进实验模式动物-秀丽隐杆线虫长寿的分子机制,让研究者惊讶的是,他们发现自由基,或者说是氧化剂其会运用一种特殊的分子机制来引导细胞自杀。

细胞的程序性死亡或者细胞凋亡,都是损伤细胞进行自杀的一种方式,这么做是为了避免细胞癌变以及避免诱导自体免疫疾病的发生;研究者发现通过自由基以正确的方式来进行诱导的话会增强细胞的防御力,并且会增加细胞的寿命。Siegfried Hekimi博士表示,人们认为自由基可以损伤细胞促进衰老,但是这种名为自由基衰老的理论并不是正确的,我们的研究就表明在机体衰老过程中自由基的产生是增加的,实际上自由基可以和老化作斗争,在研究模型中研究者可以提高模型细胞中自由基的产生并且大幅诱导细胞长寿。

[9] Cell Reports:研究证实“坏”胆固醇是癌细胞转移的帮凶

发表在国际顶尖杂志Cell Report上的新研究发现,“坏”胆固醇(低密度脂蛋白)调节控制细胞迁移的机制,这一重大的发现解释了为什么癌细胞扩散到全身。

论文作者Thomas Grewal表示,该研究对癌症研究具有重要意义。使癌症如此难以治疗的其中一个原因是它可以在身体内扩散转移。

通过在其表面的整合素的帮助,大多数细胞在我们的身体中会与邻近的细胞粘附在一起,不幸的是,整合素也有利于癌细胞摆脱原来部位“扎根”在其他地方。新研究发现,高水平的“坏”胆固醇似乎有助于整合素在癌细胞中的移动和传播。相比之下,研究发现,高水平的“好”(高密度脂蛋白)胆固醇保持整合素在细胞内,因此可以防止癌细胞的扩散。

[10] Cell:减肥新策略

寒冷气温触发热量燃烧,而在没有寒意情况下,热量燃烧可以通过生物化学手段得以实现。近日,加州大学旧金山分校的研究人员的一项新研究提出了减肥新策略,即专注于免疫系统,而不是传统意义上的大脑。

该小组确定由免疫系统细胞分泌的两种信号分子触发贮脂白色脂肪细胞转化为燃烧脂肪的米色脂肪细胞。加州大学旧金山分校心血管研究所副教授Ajay Chawla博士带领了这项研究,相关研究发表在Cell杂志上。

这项在小鼠中完成的工作,Chawla研究小组发现信号分子白细胞介素4和白细胞介素13,激活巨噬细胞,从而促使脂肪细胞的转化。在实验中,研究人员给予小鼠白介素4,其增加米色脂肪的量,导致体重减轻。

[11] Cell:激活免疫系统能够治疗肥胖和糖尿病

肥胖是一个世界性的流行病,并以惊人的速率导致糖尿病和心血管疾病,但目前还缺乏有效的药物来治疗肥胖。在Cell杂志上发表的两项不相关的研究,揭示了免疫途径在活化好的类型的脂肪(被称为棕色和米色脂肪)中有重要作用,此类脂肪燃烧储存的热量,减轻体重,改善代谢健康。这一发现可能为肥胖及相关代谢性疾病的治疗铺平道路。

Dana-Farber癌症研究所和哈佛医学院Bruce Spiegelman表示:我们的想法是代谢健康可以通过激活脂肪中免疫细胞得到改善,这项研究揭示了一个令人兴奋的新一类的潜在治疗方法,可能有一天可用于肥胖症相关疾病。

人类婴儿有大量能产生热量的棕色脂肪,以保护他们免受严寒,科学家最近发现,成人体内保留少量的棕色脂肪,寒冷暴露下或运动可激活棕色或米色脂肪,燃烧储存的热量,保护哺乳动物的体温。尽管这类脂肪有用于治疗这些疾病的潜力,但相对很少有人知道有关触发这些良好类型脂肪形成的分子途径。

[12] Cancer Cell:科学家发现可促进癌细胞扩散的新型转录因子

来自德州大学西南医学中心的科学家通过研究鉴别出了一种对致死性癌细胞扩散非常重要的蛋白质,与此同时研究者也揭示了该蛋白质的作用机制,为后期开发新型癌症诊断技术以及靶向性药物疗法提供了一定的研究思路和依据。

研究者发现的这种名为Aiolos的蛋白质是在正常血细胞中产生的,但当其在癌细胞中进行表达时其就会“变质”,从而促进癌细胞扩散,随后转移性的癌细胞就会从组织上分离下来,随着血液在机体中进行循环,最终在患者机体不同部位形成肿瘤。

研究者Lance Terada博士说道,这是一项重大发现,因为肿瘤的转移性扩散在癌症相关的死亡案例中占据了大多数的比重,如今我们揭示了蛋白质Aiolos的特殊角色,对于我们日后开发治疗性措施提供了一定的希望。

[13] Mol Cell:影响胚胎干细胞分化的关键蛋白质

蛋白质主要负责细胞的大部分功能,但其就像在一个拥挤晚会上的客人一样,有时候其也会在复杂的细胞网络中进行短暂地相互作用,因此其就不能确定哪些特殊反应是重要的。近日,来自芝加哥大学的研究人员开发了一种新型技术,其可以简化蛋白质网络,而且研究者也发现了一种单一蛋白质相互作用的重要性;通过设计出仅可以和前配偶体相互作用的合成性蛋白质,并且将其引入细胞中,研究者就可以揭示出调节胚胎干细胞使其改变形状成为其它细胞类型的关键反应。

该项研究刊登于国际杂志Molecular Cell上;研究者Shohei Koide教授表示,我们的研究工作揭示了明显的蛋白质网络复杂性其实并不是如我们所想的那样,而且涉及一系列蛋白质的回路或许会控制每一个细胞反应。

[14] Cell Stem Cell:实现造血干细胞的移植的条件

多年来科学家们一直试图阐述造血干细胞的引导和分化功能机制,这些干细胞会生成所有的血细胞包括我们的免疫系统细胞。针对人类造血干细胞的研究是十分困难的,因为它们只存在于骨髓中的“niches”中,这些细胞不能在培养皿中培养。来自Dresden的一组研究干细胞的科学家做出了小鼠动物模型,他们在跨越物种障碍和无辐射的前提下进行人类造血干细胞的移植。

在新模型中,人类造血干细胞在没有做任何处理的情况下可以扩大和分化成各种类型的血细胞。固有免疫系统的细胞在“类人化”老鼠体内不会被发现所以可以有效的遗传给下一代。更有意义的是与先前的小鼠模型相比干细胞可以在小鼠体内长期存在,这项结果发表在《Cell Stem Cell》杂志上。

[15] Cell Reports:食物也能调节生物钟?

食物不仅滋养身体,而且影响机体内部的生物钟。近日,研究人员在Cell Reports杂志上的一项报告为如何通过饮食控制来调节生物钟,帮助患者的各种疾病提供了新的见解,研究表明胰岛素也可能参与了生物钟的“重新设定”。

内部生物钟或“昼夜节律”调控身体众多生物学过程,生物钟使能基因在一天中合适的时间最大化表达,从而允许生物体适应地球的自转。

生理和环境之间的节奏慢性不同步,不仅降低生理性能,而且还给不同的疾病如糖尿病,心血管疾病,睡眠障碍和癌症带来显著高风险。

[16] Cell Rep:揭开癌细胞逃逸存活的又一大谜题

近日,来自明尼苏达大学等处的科学家们通过研究揭开了癌症研究领域的一个谜题,即当染色体老化时促使得恶性细胞绕过细胞正常死亡过程的机制,相关研究刊登于国际杂志Cell Reports上。

长期以来科学家们熟知当细胞不断地重复分裂时往往会引发染色体的缺陷,而染色体缺陷则和癌症发病直接相关,如今研究人员发现人类细胞需要一种特殊的基因来在众多缺陷环境中得以存活。研究者Hendrickson教授表示,我们鉴别出了一种新型基因,其可以调节细胞使其癌变或者正常生存。

随着细胞分裂过程中端粒的分离,染色体就会对彼此的吸附作用变得更加敏感;在正常细胞中,染色体的粘性是一种死亡信号,该信号可以帮助清除机体中不健全的细胞,然而恶性发育的细胞有时候就会躲避过此信号的作用。文章中研究人员发现了一种可以使得衰老细胞躲避死亡的必要组分,利用复杂的基因靶向技术,研究人员就可以将人类细胞中的特殊基因失活,并且研究其对端粒融合的影响,研究者们发现,当基因Ligase 3处于活化状态时衰老细胞就可以躲过死亡一劫。

[17] Cell Reports:与干细胞-衰老-癌症三者相关的基因

虽然我们已经知道器官中的干细胞在此过程中发挥着关键作用,但当修复失败时,机体生物年龄(衰老)会加速,对于这个过程目前还没有很好的理解。近日,西班牙国家癌症研究中心(CNIO)研究人员发现了组织维护机制中的关键基因之一。

这项研究发表在Cell Reports杂志上。尽管衰老、干细胞和癌症之间是相互关联的,但其中的关联机制还没有被明确了解,新研究为解答上述谜题或许带来了新的答案。本研究的重点是基因Sox4,Sox4在胚胎发育过程中表达,它有利于例如胰腺,骨和心脏,以及淋巴细胞的分化。也以一个非常有限的方式在成人有机体中活跃表达,且主要局限于一些干细胞中。

此外,当Sox4发生故障,Sox4变成致癌基因。几乎在所有癌症患者中都有高表达的Sox4,Sox4促进细胞增殖,减少凋亡,其还在转移中起作用。

[18] Cancer Cell:治疗不同癌症的新型抗癌靶点

近日,来自北卡罗来纳大学医学院的研究人员通过研究发现,一种对基因剪接非常关键的蛋白分子—RBM4在多种人类癌症中的的水平都明显降低,包括肺癌、乳腺癌等,相关研究刊登于国际杂志Cancer Cell上。

研究人员Zefeng Wang博士表示,从某种角度来讲,科学家们并不会以参与癌细胞中基因剪接的蛋白分子为靶点来开发癌症的疗法;人类基因组中大约有2.5万个基因,其含量和果蝇机体的基因组一样,这些基因会以不同方式被剪接从而形成不同种类的信使RNA分子,进而产生机体所需要的不同蛋白质,这就好比电影制作人一样对不同电影场景进行剪接拼装从而形成一部完整的电影,从遗传学角度来讲该过程就是选择性剪接。

[19] Cell:科学家首次使得人类干细胞成功复位至原始状态

近日,来自欧洲分子生物学室验室等处的研究人员解决了一个干细胞生物学领域长期以来的一大难题,研究者成功地将人类多能性干细胞成功回复到了最原始的状态,相关研究研究成果发表在国际杂志Cell上。

机体早期发育的胚胎干细胞,其可以分化成为任何类型的细胞;截至目前科学家们仅仅可以将人类成体干细胞转化成为含有不同特性的多能性干细胞,进而使其分化成为特定类型的细胞;Paul Bertone博士表示,将小鼠细胞转变成原始空白状态非常简单,但是应用于人类细胞系就非常困难了,人类多能性细胞是哺乳动物发育后期出现的一种细胞类型,基因表达的细微改变也会影响细胞的功能,尽管多能性细胞可以在体外的受精胚胎中产生,但是截止到目前为止对于培养人类的多能性细胞还存在一定困难。

[20] Cell:科学家发现治疗癌症的新型靶点-YEATS蛋白

-当谈到运输分配,联邦快递和ups或许并不是我们人类机体的对手,包装、运输分配系统在癌症生物学中扮演着非常关键的角色,其可以决定我们的机体是否会引发癌症。近年来科学家们热衷于对组蛋白领域进行研究,组蛋白是染色质的主要组成成分;染色质的畸变被认为可以引发DNA损伤,进而引发癌症。

近日,刊登在国际著名杂志Cell上的一篇研究论文中,来自美国德州大学MD安德森癌症中心的研究人员通过研究揭示了一种操控染色质的新方法,而且揭示了组蛋白可以通过一种名为YEATS的蛋白阅读器来发挥作用,YEATS蛋白阅读器可以吸附到组蛋白尾部,在基因激活的过程中扮演着重要角色。

[21] Cell Rep:颠覆传统认知 科学家首次在食道中发现干细胞

近日,刊登在国际杂志Cell Reports上的一篇研究论文中,来自匹兹堡大学医学院的研究人员通过研究在食道中发现了干细胞,这项研究为开发食管癌及巴雷特食管(食管癌变的前体)的新型疗法提供了新的希望。

数据显示,2014年美国有超过1.8万人被诊断为食管癌,而几乎有1.55万人死于食管癌;在巴雷特食管中,食道的内层细胞会发生未知原因的改变从而使其进行重新装配,而且胃食管回流病或者是引发巴雷特食管的风险因素。研究者Eric Lagasse表示,食管内皮细胞必须随着细胞在胃肠道内脱落而进行定期更新;为了达到更新的目的,食道的内层细胞就必须每周分裂两次以产生子细胞,进而转变成为内层特殊细胞。截止到目前为止,研究人员并不能够确定是否食道内层的所有细胞是否都一样或者说是食道内层是否存在干细胞亚群。

[22] Cancer Cell:旧研究,新方法,新型抗癌药物无任何毒副作用!

近日,刊登在国际杂志Cancer Cell上的一篇研究报告中,来自帝国理工学院的研究人员通过研究开发了一种名为DTP3的新型癌症药物,该药物在实验室检测中可以杀灭人类和小鼠机体中的骨髓瘤细胞而不引发任何毒性副作用,这种新型药物可以通过阻断癌细胞增殖的过程来抑制癌症的发展。

Guido Franzoso教授讲到,实验室研究揭示DTP3具有治疗多发性骨髓瘤及其它类型癌症病人的潜力,但是我们希望进行临床试验来证实这一结论,预期将在明年进行临床试验。DTP3的开发是基于研究人员研究癌细胞如何增殖及其如何永生而开发出来的,早在20世纪90年代,研究人员就发现一种名为NF-kB的核因子kB,其在机体炎性过程、免疫及压力应激上扮演着重要角色,而NF-kB在许多种癌症中都处于过度激活状态,其可以关闭细胞的正常代谢机制从而引发癌细胞产生。

 

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