2022-3-1|一周科研精选|艾滋病病毒并非如我们想象

1.Nature单个神经细胞如何繁殖

我们很容易识别物体和它们移动的方向。大脑根据视网膜检测到的光线强度的局部变化来计算这些信息。计算发生在单个神经元的水平上。但是神经元计算是什么意思呢?在交流神经细胞的网络中，每个细胞必须根据大量的输入信号计算出自己的输出信号。某些类型的信号会增加，而其他类型的信号会减少——这一过程被神经学家称为“兴奋”和“抑制”。

科学家们将注意力集中在果蝇视觉系统中的T4细胞上。这些神经元只对一个特定方向的视觉运动作出反应。本文首次成功地测量了T4细胞的输入和输出信号。为了做到这一点，神经生物学家们把动物放在一个微型影院里，用微型电极记录神经元的电活动。由于T4细胞是所有神经元中最小的，成功的测量是一个方法学的里程碑，此外科学家们还发现T4细胞的增殖能力与其表面的某种受体分子有关。

A biophysical account of multiplication by a single neuron

2.Nature肠道中的一种微生物化合物会导致产生焦虑行为

加州理工学院领导的一个研究小组发现，小鼠肠道内的细菌产生的一种小分子代谢物可以进入大脑，改变脑细胞的功能，导致小鼠的焦虑增加。这项工作有助于揭示最近观察到的肠道微生物群变化与复杂的情绪行为有关的分子解释。

这项研究的重点是一种名为4-乙基苯基硫酸酯(4EPS)的细菌代谢物(微生物的副产品)。4EPS最初是由肠道内的微生物产生的，然后被吸收到血液中，在人和小鼠体内循环。

在同时发表在《自然医学》杂志上的一项相关研究中，研究人员表明，用口服药物从小鼠的系统中吸收和清除4EPS，可以减少焦虑行为。这一结果使一项小型临床研究成为可能，该研究也在开放标签试验(没有安慰剂或对照组)中给人类使用了这种药物。在人类肠道隔离4EPS导致血液和尿液中4EPS水平的降低，26名研究参与者中的许多人表现出总体焦虑水平的降低。

A gut-derived metabolite alters brain activity and anxiety behaviour in mice

3.厦门大学Nature发文破解二甲双胍靶点

林圣彩院士团队在二甲双胍的分子靶点研究方面取得了突破。他们团队长期致力于代谢稳态和代谢疾病发生机制的研究，而从2014年起，他们就对二甲双胍产生了兴趣。他们经过多年探索，最终找到了二甲双胍的分子靶点——PEN2（γ-secretase的亚基），并搞清了它导向溶酶体途径、激活AMPK的具体方式。

Low-dose metformin targets the lysosomal AMPK pathway through PEN2

4.Nature肠道微生物能唤醒宿主体内僵尸病毒

一些肠道细菌有一种令人毛骨悚然的超能力:它们可以激活潜伏在其他微生物中的休眠病毒。

霍华德·休斯医学研究所研究员发现，一种名为大肠杆菌素（colibactin）的神秘分子可以将杀手病毒从沉睡中召唤出来。当研究人员将colibactin生产者与携带这种潜伏病毒的细菌一起培养时，他们看到病毒颗粒的数量激增，而许多含有病毒的细菌的生长下降。这表明，这种分子引发了活跃的、杀死细胞的感染激增。研究小组表明，colibactin确实会进入细菌并破坏DNA。这种损伤就像敲响了唤醒病毒的细胞警钟。

The bacterial toxin colibactin triggers prophage induction

5.Science挑战传统观点：卡路里限制如何影响身体

限制热量摄入可以延长动物的寿命，减少疾病负担。根据2月10日发表在《Science》杂志上的一项研究，对人类来说，减少14%的卡路里摄入可以让我们利用这些有益的影响，尤其是对胸腺，这是免疫系统的一个重要器官。这项研究还确定了一种关键的蛋白质，PLA2G7，它是卡路里限制的作用的基础，作者说，它可能会指出一种不需要饥饿就能获得这些好处的方法。通过将人类和小鼠的研究相结合，作者们已经确定了一种很有前途的靶向蛋白质。

Caloric restriction in humans reveals immunometabolic regulators of health span

6.Cell意想不到的新发现：艾滋病病毒不是我们想象的那样

利用结构生物学领域开发的强大工具和技术，华盛顿大学的研究人员发现了有关人类免疫缺陷病毒(HIV)的新细节。这些发现使人们关注病毒表面上下的基本结构，可能有助于设计和开发预防艾滋病的疫苗。

这些详细的发现包括完整病毒环境下病毒包膜“刺突”蛋白(病毒与细胞结合时使用的Env蛋白)的结构和位置的3D视图。通常情况下，研究人员将从病毒中分离出来的蛋白质颗粒或表达为工程蛋白或纯化蛋白。在另一个关键的进展中，科学家们揭示了糖聚糖屏障——蛋白质上的糖可以将其隐藏在人体免疫系统之外。

Cryo-ET of Env on intact HIV virions reveals structural variation and positioning on the Gag lattice

7.Cell肠道真菌影响神经免疫和行为

这项研究发表在2月16日的《Cell》杂志上，揭示了一组新的分子信号，将肠道中的真菌与它们全身的宿主细胞(包括免疫细胞和神经元)连接起来。

真菌导致T细胞分泌两种免疫信号蛋白，细胞因子IL-22和IL-17。真菌诱导的IL-22在上皮内发挥局部作用，加强其屏障功能，而IL-17则进入血流并最终到达有受体的神经元。神经元中缺乏IL-17受体的小鼠不会表现出真菌定植的社会效应。

Mucosal fungi promote gut barrier function and social behavior via Type 17 immunity