2021年1月Cell期刊不得不看的亮点研究
2021年1月31日讯/生物谷BIOON/---2021年1月份即将结束了，1月份Cell期刊又有哪些亮点研究值得学习呢？小编对此进行了整理，与各位分享。
1.Cell：新研究揭示EB病毒潜伏感染新机制
doi:10.1016/j.cell.2020.12.022
EB病毒（Epstein-Barr Virus, EBV）蛋白EBNA1是EBV能够转化人体细胞并导致癌症的关键因子。在一项新的研究中，来自美国威斯达研究所的研究人员发现了EBNA1的一种新的酶功能。这一发现为抑制EBNA1功能提供了新的适应症，并且为开发治疗EBV相关癌症的疗法开辟了新的途径。相关研究结果于2021年1月21日在线发表在Cell期刊上，论文标题为“Cell-cycle-dependent EBNA1-DNA crosslinking promotesreplication termination at oriP and viral episome maintenance”。
图片来自Cell, 2021, doi:10.1016/j.cell.2020.12.022。
EBV在B淋巴细胞中建立终生的、潜伏的感染，可促使不同癌症类型的发展，包括伯基特淋巴瘤、鼻咽癌（NPC）和霍奇金淋巴瘤。EBNA1是这些癌症的一个有吸引力的靶点，这是因为它在所有EBV相关肿瘤中表达，在肿瘤发生过程中具有重要的活性，而且在人体内没有类似的蛋白。
论文通讯作者、威斯达研究所基因表达与调控项目负责人Paul M. Lieberman博士说，“我们发现了EBNA1的一种酶活性，这是以前从未描述过的，尽管我们为描述这种蛋白的特性付出了巨大的研究努力。我们发现EBNA1具有在DNA复制末期让单链DNA发生交联并产生切口的隐性能力。这可能对其他具有类似隐性酶样活性的病毒和细胞DNA结合蛋白有重要意义。”
2.Cell论文解读！新研究揭示CRISPR/Cas9除了作为基因编辑工具，还可作为调节开关调节基因活性
doi:10.1016/j.cell.2020.12.017
在一系列针对实验室培养的细菌开展的实验中，来自美国约翰霍普金斯大学的研究人员发现了证据，表明广泛使用的基因切割系统CRISPR-Cas9还有另一种作用---作为CRISPR-Cas9基因的自我调节开关。它调低或调弱CRISPR-Cas9活性的作用，可能会帮助科学家们开发出用于研究目的的细胞基因工程新方法。相关研究结果于2021年1月8日在线发表在Cell期刊上，论文标题为“A natural single-guide RNArepurposes Cas9 to autoregulate CRISPR-Cas expression”。
科学家们长期以来一直致力于解开CRISPR-Cas9作用机制的精确步骤，以及它在细菌中的活性如何被调高或调低。这些研究人员在寻找激活或抑制酿脓链球菌CRISPR-Cas9基因切割系统的基因时，发现了这一系统如何运作的线索。
具体来说，这些研究人员在CRISPR-Cas9系统中发现了一个基因，当失活后，它会导致这种基因编辑系统在细菌中的活性急剧增加。这个基因的产物似乎是对Cas9进行重新编程，使其作为刹车（brake）起作用，而不是“剪刀”，以调低CRISPR系统的活性。
3.Cell：新研究揭示牛磺酸有助于阻止细菌感染机制
doi:10.1016/j.cell.2020.12.011
在一项新的研究中，来自来自美国国家卫生研究院的研究人员在探究身体对细菌感染的自然防御的过程中，发现一种称为牛磺酸（taurine）的营养物可帮助肠道回忆起之前的感染并杀死入侵的细菌，比如肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae, Kpn）。这一发现可能有助于寻找抗生素的替代品。相关研究结果于2021年1月15日在线发表在Cell期刊上，论文标题为“Infection trains the host for microbiota-enhanced resistance to pathogens”。
科学家们知道，肠道微生物群---和谐地生活在我们肠道内的数万亿个有益微生物---可以保护人们免受细菌感染，但对它们如何提供保护知之甚少。科学家们正在研究肠道微生物群，着眼于寻找或增强自然疗法，以取代抗生素，这是因为抗生素会伤害肠道微生物群，并随着细菌产生耐药性而变得不那么有效。
4.Cell论文详解！大数据揭示无论癌症的来源如何，癌症可分为112种亚型，在每种亚型中，控制癌症转录状态的主调节蛋白几乎完全相同
doi:10.1016/j.cell.2020.11.045
数千种不同的基因突变与癌症有关，但一项针对近万名患者的新研究发现，无论癌症的来源如何，肿瘤都只能分类为112种亚型，而且在每种亚型中，控制癌症转录状态的主调节蛋白几乎完全相同，与每个患者的特定基因突变无关。
这项研究证实了主调节蛋白提供的分子逻辑整合了许多不同的和患者特异性突变的影响，以实现特定肿瘤亚型的转录状态，从而极大地扩大了可能对相同治疗做出反应的患者的比例。相关研究结果于2021年1月11日在线发表在Cell期刊上，论文标题为“A modular masterregulator landscape controls cancer transcriptional identity”。论文通讯作者为美国哥伦比亚大学的Andrea Califano博士、CoryAbate-Shen博士和Mariano Alverez博士。
图片来自Cell, 2021, doi:10.1016/j.cell.2020.11.045。
更具体地说，这项新的研究表明，更大比例的患者可能对靶向主调节蛋白的新药物有反应，而不是寻找靶向与越来越小的患者亚群相关的突变基因的药物。对来自所有类型癌症的数千个肿瘤进行的新分析还发现，癌细胞存活所必需的关键遗传程序仅由24种主调节模块（masterregulator module, MR模块）进行机制上控制，每种MR模块仅由少量这样的主调节蛋白组成，这些蛋白协同发挥作用。这一分析有可能在未来简化和改善癌症治疗。
5.Cell论文解读！首次揭示癌细胞劫持一种胚胎生存途径，像熊一样冬眠以逃避化疗
doi:10.1016/j.cell.2020.11.018
利用一种古老的进化生存机制，癌细胞进入一种缓慢分裂的状态，以在化疗或其他靶向药物造成的恶劣环境中生存下来。在一项新的研究中，加拿大玛格丽特公主癌症中心科学家Catherine O'Brien博士及其研究团队发现当受到威胁时，所有的癌细胞---而不仅仅是其中的一个癌细胞亚群---都有能力过渡到这种保护状态，在这种保护状态下，这些癌细胞会“休眠”，直到威胁或化疗被消除。这是第一项确定癌细胞劫持一种进化保守程序以在化疗中生存下来的研究。此外，这些研究人员还发现，旨在特异性地靶向这种缓慢分裂状态下的癌细胞的新型治疗策略可以阻止癌症复发。相关研究结果近期发表在Cell期刊上，论文标题为“Colorectal Cancer Cells Enter a Diapause-like DTP Stateto Survive Chemotherapy”。
O'Brien博士说，“肿瘤就像一个完整的有机体，能够进入缓慢分裂状态，保存能量以帮助它生存。有一些动物进入可逆的缓慢分裂状态以抵御恶劣环境。看来癌细胞为了生存利益，狡猾地利用了这种同样的状态。”
6.Cell：开发出一种自动化的电子显微镜平台，可高分辨率地重建神经回路图谱
doi:10.1016/j.cell.2020.12.013
神经元网络是如何连接成功能性神经回路的呢？这一直是神经科学领域的一个长期问题。为了回答这个基本问题，来自美国波士顿儿童医院和哈佛医学院的研究人员在一项新的研究中开发了一种新的方法来研究这些神经回路，并在这个过程中更多地了解关于它们之间的连接。相关研究结果于2021年1月4日在线发表在Cell期刊上，论文标题为“Reconstruction of motor control circuits in adult Drosophilausing automated transmission electron microscopy”。
论文通讯作者、波士顿儿童医院和哈佛医学院的Wei-Chung Allen Lee博士说，“神经网络是广泛存在的，但它们之间的连接却非常小。因此，我们必须开发新的技术，在真正的大尺寸上以极高的分辨率观察它们。”为此，他的团队开发了一种改进的大规模电子显微镜工艺。电子显微镜是一种最早在20世纪50年代开发的技术，使用加速电子束来可视化观察极小的结构。
7.Cell：湿疹患者的急性瘙痒与环境过敏原有关
doi:10.1016/j.cell.2020.12.033
除了皮疹，许多湿疹患者也经历慢性瘙痒（chronic itching），但有时这种瘙痒会变得痛苦不堪。更糟糕的是，治疗瘙痒和过敏的标准药物抗组胺药通常不起作用。
在一项新的研究中，来自美国华盛顿大学圣路易斯医学院等研究机构的研究人员发现环境中的过敏原往往是湿疹患者急性瘙痒发作的罪魁祸首，并且这种瘙痒通常对抗组胺药没有反应，这是因为瘙痒信号是通过一种以前未被认识到的途径传递到大脑的，而目前的药物并没有靶向这种途径。这些新发现指出了一种潜在的新靶标和策略，以便帮助湿疹患者应对那些发作的急性严重瘙痒。相关研究结果于2021年1月14日在线发表在Cell期刊上，论文标题为“A basophil-neuronal axis promotes itch”。
图片来自Cell, 2021, doi:10.1016/j.cell.2020.12.033。
论文通讯作者、华盛顿大学圣路易斯医学院医学副教授Brian S. Kim博士说，“多年前，我们曾经认为瘙痒和疼痛是沿着神经到大脑的同一条路线传播的，但事实并非如此，这些新的发现表明，完全有另一种途径在导致湿疹患者的这些急性瘙痒发作。这种瘙痒会让人发狂。患者可能会将他们的慢性瘙痒评分在10分制的5分左右，但在急性瘙痒发作期间会上升到10分。鉴于我们知道这些急性瘙痒发作是以一种完全不同的方式传播的，我们可以靶向这种途径，也许我们可以帮助这些患者。”
8.Cell：关键蛋白可由于预防癌症扩散以及癫痫
doi:10.1016/j.cell.2020.12.024
根据最近一项研究，某些锚蛋白抑制关键的代谢驱动因子，该驱动因子在癌症和发育性脑疾病中起重要作用。来自德国癌症研究中心（DKFZ）和因斯布鲁克大学的科学家共同发现了这种分子机制，这可能为癌症和神经元疾病的个性化治疗开辟新的机会。他们的研究结果发表在《Cell》杂志上。
信号蛋白MTOR是营养物质（例如氨基酸和糖）的传感器。当有足够的营养物时，MTOR促进新陈代谢并确保有足够的能量用于细胞活动。由于MTOR是新陈代谢的中心开关，因此其激活错误会导致严重疾病。如果MTOR出现故障，则可能导致神经系统的癌症和发育障碍，从而导致行为障碍和癫痫病。
9.Cell：重磅！历经30多年科学家终发现诱发食物过敏的关键原因—机体过度活跃的食物质量控制系统！
doi:10.1016/j.cell.2020.12.007
在30多年的时间里，食物过敏事件在发达国家中急剧增加，比如美国有高达8%的儿童会对诸如牛奶、坚果、鱼类和贝类等食物产生潜在的致命性免疫反应，科学家们一直在研究试图解释这种现象背后的原因。一种流行的理论认为，食物过敏的产生是因为现代环境中注入寄生虫等天然病原体的存在，这反过来又会使得进化应对诸如这种天然威胁的部分免疫系统对某些食物变得过度敏感。
近日，一项刊登在国际杂志Cell上的研究报告中，来自耶鲁大学等机构的科学家们就提出了一种对食物过敏的广泛性解释，即机体食物质量控制系统的过度激活，食物质量控制系统是一种复杂且高度进化的程序，其能被用来保护机体抵御有害食物的摄入，然而，现代环境中非自然物质（包括加工食物等）、环境化学物质（比如餐具洗涤剂）的存在，以及缺失天然微生物的暴露往往在打乱机体食物质量控制程序上扮演着关键角色。
这一理论有望为未来开发治疗食物过敏的疗法和预防性策略奠定基础；研究者Ruslan Medzhitov说道，在我们完全理解背后的生物学机制以前，我们或许无法设计出能有效预防或治疗食物过敏的方法，如果你不清楚一辆普通汽车是如何工作的，那么你或许不可能会成为一名优秀的汽车修理工。所有动物机体生物学存在的食物质量控制系统包括“感觉监护者”，如果某些东西闻起来或唱起来不好，我们就不会去吃它。而且肠道中也有“哨兵”，如果我们摄入毒素的话，其就能被检测出来并被排出体外；在后一种情况下，免疫系统的一部分就神经系统的副交感神经也会被调动起来帮助消除威胁。
10.Cell：揭示在三阴性乳腺癌中靶向作用肿瘤抗病毒免疫反应的分子机制 有望开发出新型个体化癌症疗法
doi:10.1016/j.cell.2020.12.031
近日，一项刊登在国际杂志Cell上的研究报告中，来自美国贝勒医学院等机构的科学家们通过研究揭示了治疗性地靶向作用RNA的剪接或能激活三阴性乳腺癌中的抗病毒免疫通路，从而诱发肿瘤细胞死亡并向机体的免疫反应发出信号；研究者指出，肿瘤中内源性的错误剪接RNA能够模拟RNA病毒，使得肿瘤细胞自我毁灭，就好像是对抗感染一样；这一机制或能帮助开启新的途径来激活诸如三阴性乳腺癌等恶性癌症中的免疫系统功能。
研究者Trey Westbrook说道，我们都知道，通过部分干预RNA剪接的疗法或会对肿瘤的生长和进展产生重大的影响，但肿瘤杀伤性作用背后的机制目前研究人员并不清楚；这项研究中，研究者发现，这些疗法是抗肿瘤免疫力的调节子，RNA剪接，即移除非编码的内含子，其通常在肿瘤中会失去调节，从而导致肿瘤生长，并会促进肿瘤对剪接体靶向性疗法（STTs，spliceosome-targeted therapies）变得高度敏感，三阴性乳腺癌就是其中一种对STTs非常敏感的恶性癌症之一。
这项研究中，研究人员想通过研究理解这些药物干预肿瘤进展的分子机制，他们在三阴性乳腺癌细胞中发现，STTs能够干预RNA的剪接并促进肿瘤细胞细胞质中内源性错误拼接的内含子RNA不断积累，其中许多异常的RNAs就会形成双链结构，就好像是RNA病毒一样；抗病毒的免疫通路能够识别双链RNA，随后就会诱发细胞凋亡，并向机体免疫系统发送信号来诱发炎性反应。（生物谷 Bioon.com）