2021-9-22|一周科研精选|迄今为止最全面的肠道细胞图谱

1.Nature发现儿童ALS的一种新的遗传形式

在一项对11名医学神秘患者的研究中，一个由美国国立卫生研究院和美国统一服务大学(USU)的科学家领导的国际研究小组发现了一种新的、独特的肌萎缩性侧索硬化症(ALS)。与大多数ALS病例不同的是，这种疾病从儿童时期就开始攻击这些患者，恶化的速度比通常要慢，而且与一种名为SPTLC1的基因有关，该基因是人体脂肪生成系统的一部分。初步结果表明，通过基因沉默SPTLC1活性可能是防治这类ALS的有效策略。

Childhood Amyotrophic Lateral Sclerosis Caused by Excess Sphingolipid Synthesis

2.Nature迄今为止最全面的肠道细胞图谱，和完整人类发育细胞图谱

其中一项新的大规模研究绘制了人类肠道细胞从早期发育到成年的图谱，创建了迄今为止最全面的肠道细胞图谱。这揭示了克罗恩病可能是由发育途径的激活引起的，并揭示了治疗克罗恩病和其他炎症性肠病的潜在药物靶点。这些详细的地图将有助于解释肠道的形成和功能。

第二篇论文揭示了一个雄心勃勃的计划，即创建一个完整的人类发育细胞图谱(HDCA)，包含所有对人类健康发展至关重要的细胞。肠道只是这一重要性的一个例子，来自人类细胞图谱发育生物网络的研究人员和他们世界各地的合作者展示了他们将如何在空间和时间上全面绘制组织发育图。HDCA是理解早期发育过程以及这如何影响健康或导致疾病的关键，它可能会导致医疗保健领域的转变。

Rasa Elmentaite et al., (2021) Cells of the human intestinal tract mapped across space and time. Nature. DOI 10.1038/s41586-021-03852-1

Muzlifah Haniffa et al., (2021) A roadmap for the Human Developmental Cell Atlas. Nature. DOI 10.1038/s41586-021-03620-1

3.Nature首次发现常见药物会在肠道细菌中积累

一项新的研究发现，常见的药物会在肠道细菌中积累，改变细菌的功能，并可能降低药物的疗效。这些相互作用见于各种药物，如抑郁症、糖尿病和哮喘药物，了解它们可以帮助研究人员更好地了解药物有效性和副作用的个体差异。

在这项研究中，研究人员培养了25种常见的肠道细菌，并研究了它们如何与15种口服药物相互作用。这些药物代表了一系列不同类型的普通药。众所周知，抗抑郁药物对个体的影响不同，并会导致肠道问题和体重增加等副作用。

研究人员测试了这15种药物中的每一种是如何与选定的细菌菌株相互作用的——总共进行了375次细菌-药物测试。

他们发现了70种细菌和被研究药物之间的相互作用，其中29种之前没有报道过。

Bioaccumulation of therapeutic drugs by human gut bacteria

4.Science癌细胞利用遗传技巧逃避免疫系统

数百种与癌症相关的基因在致病过程中所起的作用与科学家预期的不同。

传统观点认为，对于绝大多数的肿瘤抑制基因来说，突变会让细胞肆意生长和分裂，无法控制。但这种解释存在一些漏洞。例如，在培养皿中，这些基因中的许多突变版本实际上并不会导致细胞的疯狂生长。科学家们也无法解释为什么免疫系统在攻击异常细胞方面非常熟练，却不能在消灭萌芽中的新肿瘤方面做得更多。

新论文提供了一些答案。7500个基因的影响，其中包括已知与人类癌症有关的基因。当这些与癌症相关的基因发生突变时，三分之一或更多的基因会触发阻止免疫系统根除肿瘤的机制，这通常是以一种组织特异性的方式。

The adaptive immune system is a major driver of selection for tumor suppressor gene inactivation

5.Science“嘈杂”的基因表达在发育中起着关键作用

在细胞生物学中，一个重要的过程就是干细胞转化为体内所有其他细胞的过程，这个过程被称为分化。格拉德斯通研究所的研究人员现在发现了一种分子机制。这一过程放大了基因表达水平的随机波动，也就是细胞内基因的开启或关闭。增加这些波动，也被称为“噪音”，研究人员发现这似乎有助于细胞类型从一种转换到另一种。

A DNA repair pathway can regulate transcriptional noise to promote cell fate transitions

6.Cell Stem Cell成年人不再长高的生理机制

哺乳动物的骨骼在出生后会快速生长，但进入青春期（adolescence）后，快速增长（lengthening）的模式会逐渐转变成缓慢的增粗（thickening）。这种青春期前后骨骼生长模式变化的机制是什么？为什么成年之后身体不再长高？长期运动能促进骨骼生长吗？

9月8日，国际学术期刊Cell Stem Cell在线发表了中国科学院分子细胞科学卓越创新中心（生物化学与细胞生物学研究所）周波研究组最新研究进展。该工作揭示了小鼠青春期前后骨骼干细胞（Skeletal stem cell）属性发生转变，这为青春期间骨骼生长模式的转变提供了细胞基础，也为实现成体骨骼继续增长指明了方向。

周波研究组一直致力于干细胞的发育调控研究，他们此前研究揭示造血干细胞在青春期受到脑垂体激素的远程调控。本研究中，他们发现：青春期以前的成骨细胞主要来源于生长板内的Acan+软骨细胞，而青春期以后的成骨细胞主要来源于骨髓内的Lepr+基质细胞。生长板软骨纵向成骨，实现骨骼增长；骨髓基质细胞横向成骨，实现骨骼的增粗。这一发现革新了人们对成骨干细胞来源的经典认识。

Tracing the skeletal progenitor transition during postnatal bone formation