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2016年12月2日Science期刊精华
作者:   来源:生物谷   发布者:张荐辕   日期:2016-12-12   今日/总浏览:1/8319



本周又有一期新的Science期刊(2016年12月2日)发布,它有哪些精彩研究呢?让小编一一道来。

1.Science:中国北京大学发现开发活病毒疫苗或是可行的
doi:10.1126/science.aah5869

在一项新的研究中,来自中国北京大学的研究人员开发出一种新型疫苗。他们声称这可能提供一种新方法来产生活病毒疫苗,而且在他们的想象下,这种疫苗可能适合于任何一种病毒类型。他们概述了他们对一种流感病毒进行修饰而导致它在没有感染风险的情形下引发免疫反应的方法。

当前,大多数疫苗含有已被杀死的或已被削弱到当注射到健康人体内不可能导致感染的程度的病毒。如果类似的病毒在体外被发现,并且在它们有发生增殖和导致感染的机会之前,这些疫苗通过导致免疫系统靶向这些类似的病毒发挥作用。不幸的是,在某些情形下,具有较弱免疫系统的人发现自己在接种疫苗后遭受感染。在这项新的研究中,研究人员采取一种新方法构建疫苗---对一种流感病毒进行修饰,并且以一种不允许导致任何病人遭受感染的方式进行修饰。

研究人员了解到病毒利用某些氨基酸作为这种感染过程的一部分---他们随后通过利用他们已在实验室中制造的一种人工氨基酸替换参与感染过程的一种氨基酸来对一种流感病毒进行修饰,其中这种人工氨基酸在正常情形下不会出现在病毒或人体中。在缺乏正确的氨基酸情形下,这种病毒仍然能够发挥功能,但是它不能够导致感染,而且鉴于它仍然是一种流感病毒,它在体内的存在导致免疫系统攻击它们和遇到的任何其他类型的流感病毒,因而阻止感染发生。本质上,它与传统的疫苗一样地发挥作用,同时不会让病人产生因接受疫苗接种而遭受感染的风险。

研究人员报道他们构建的试验疫苗经发现可导致小鼠产生抗体反应,而且这种效果与利用常规疫苗导致的效果相当。当在较晚的时候给这些受试小鼠第二次接种这种试验疫苗时,研究人员发现它们的抗体水平增加6到8倍。再者,他们发现这种病毒有效地阻止小鼠、雪貂和豚鼠遭受流感病毒感染。

2.Science:磁刺激可以找回遗忘的记忆
doi:10.1126/science.aah7011

在12月2日的Science上,来自美国威斯康辛大学的研究小组的结果表明记忆可以复活。与最近的研究工作一致,这项研究表明即使在传统的短期记忆已经消失时,信息可以在某种程度上在连接的神经元之间的突触中被保持。这是一个根本性的发现,就像记忆中的暗物质。虽然很难看到它或者以明确的方式来测量,但它就在那里。

威斯康星大学的认知神经学家Nathan Rose和同事让受试者观看一系列幻灯片显示的面孔,言语,或向一个方向移动的点。他们使用功能性磁共振成像(fMRI),并在机器学习算法的帮助下跟踪神经活动,结果显示他们可以将大脑活动与每个相关的项目进行分类。然后以词语和面孔组合的方式查看项目,但线索仍集中在一项上。首先,在这一轮脑电图(EEG)测量中大脑显示对这两项的信号。对于没有线索的项目神经活动迅速下降到基线,好像已经忘记了,而有线索的项目脑电图信号依然存在,表明它仍然是在工作记忆中。然而,受试者在被提示几秒钟后,仍然可以迅速想起来没有线索的项目。

Rose和他的同事们后来用经颅磁刺激(TMS,一种利用快速变化的磁场提供的脉冲电流到大脑的非侵入性的方法)进行试验。他们让受试者执行相同线索的记忆任务,然后在无线索的记忆项的信号刚刚消退后,应用广泛的TMS脉冲刺激大脑。“遗忘”的项目出现了适当的神经活动,显示记忆从潜伏状态被激活。更重要的是,当TMS直接靶向脑区无线索项目最初活跃的区域,活化反应更强。

3.Science:缬氨酸缺乏会耗竭造血干细胞
doi:10.1126/science.aag3145; doi:10.1126/science.aal3466

在一项新的研究中,来自美国斯坦福大学医学院和日本东京大学的研究人员发现一种耗尽造血干细胞的饮食方法可能使得在不适用化疗或放疗的情形下进行骨髓移植是可行的。

研究人员证实一种缺乏必需氨基酸缬氨酸的饮食能够有效地耗竭小鼠体内的造血干细胞群体,从而允许这些小鼠成功地接受来自其他小鼠体内的造血干细胞移植。他们也在实验室中证实人造血干细胞会受到缬氨酸缺乏的影响,这提示着同样的治疗也可能在人体中发挥疗效。

在这项新的研究中,Yamazaki、Nakauchi和他们的同事们测试了特定氨基酸的存在或缺乏对造血干细胞的影响。他们发现在实验室盘碟中,缺乏缬氨酸或另外一种氨基酸半胱氨酸会使得小鼠造血干细胞生长变得不可能。

随后,研究人员构建出仅缺乏这些特定氨基酸的小鼠食物,并且给小鼠喂食这种食物4周的时间。他们发现缺乏缬氨酸的饮食而不是缺乏半胱氨酸的饮食会耗竭这些小鼠体内的造血干细胞

Nakauchi说,“不同于缬氨酸,半胱氨酸不是一种必需氨基酸,这意味着机体自身能够制造一些半胱氨酸。然而,我们所需的所有缬氨酸来自我们的饮食。”

4.Science:纯化的Tie2 +造血干细胞自我更新依赖于线粒体清除
doi:10.1126/science.aaf5530; doi:10.1126/science.aal3466

造血干细胞通过自我更新与分化的平衡维持着稳态平衡,但是这种分裂平衡的机制还不清楚。Kyoko Ito等人在单细胞水平上发现,纯化的Tie2 +造血干细胞更倾向于对称分裂,而线粒体自噬在其中扮演了重要角色。激活PPAR-脂肪酸通路可以强化线粒体的自噬。这一发现为代谢通路在干细胞研究中的应用提供了依据。

5.Science:寨卡病毒利用多假结结构混淆胞内核酸外切酶产生非编码RNA
doi:10.1126/science.aah3963

寨卡病毒分子水平上的感染过程有待阐明。相关的黄病毒均可产生致病性非编码亚基因组黄病毒RNA(sfRNA),由xrRNA和细胞内核酸外切酶合作产生。寨卡病毒感染中也发现了形成sfRNA的复杂折叠结构,破坏这种结构可影响体外核酸外切酶抗性和感染过程中sfRNA的形成。

6.Science:重磅研究揭示免疫检查点药物治疗癌症为何不能持久
doi:10.1126/science.aaf2807; doi:10.1126/science.aae0491; doi:10.1126/science.aal3204

来自宾夕法尼亚大学的研究人员发现,利用PD-L1阻断药物对小鼠进行治疗虽然可以使疲劳的T细胞重新恢复活力,但是几乎不会产生记忆T细胞。在进行治疗后,如果病毒抗原水平仍然很高,恢复活力的T细胞会再次变得疲劳;而病毒得到清除之后这些T 细胞也无法变成记忆T细胞。相关研究结果发表在国际学术期刊Science上。

该团队发现疲劳的T细胞与效应T细胞和记忆T细胞具有不同的表观遗传学特征。后两种细胞类型能够对病毒和肿瘤发起有效的免疫应答,而疲劳的T细胞无法发挥该作用。疲劳的T细胞所具有的独特表观遗传学特征导致这些细胞表达了与效应T细胞和记忆T细胞所不同的一些基因,但是进行了PD-L1阻断之后其表观遗传学模式只发生了微小变化,这可能导致了疲劳T细胞无法变成效应T细胞或记忆T细胞。

研究人员表示,阻断PD-1途径带来的治疗效果只是由基因表达的短暂变化所引起,这种变化相比于表观遗传重编程来说并不能持续存在。这些结果表明疲劳的T细胞是T细胞中一个不同的分支,阻断了检查点途径之后它们仍然还是疲劳的T细胞不会变成效应T细胞或记忆T细胞。

表观遗传命运的不可变性可能限制了目前基于PD-1检查点抑制剂的免疫治疗方法。大多数癌症病人在开始治疗的时候对阻断PD-1应答良好,但是效果不能长时间维持。这项研究说明了疲劳的T细胞为何不能变成更加持久的T细胞类型,虽然这种持续性的缺乏在临床上还没有得到很好的描述,但是该研究部分说明了持续性的缺乏可能是由于疲劳T细胞无法实现可持续存在的表观遗传重编程而引起。

同期发表的另外一项研究中,来自Dana-Farber癌症研究所的研究人员也在小鼠和人类的疲劳T细胞中发现了独特的表观遗传学特征,他们将T细胞疲劳造成的关键功能变化归因于这些表观遗传学特征的改变。

7.Science:科学家首次发现胶质细胞或可诱发机体疼痛
doi:10.1126/science.aah5715

当机体神经通路指导由组织产生的兴奋感对脊髓产生损伤时就会出现疼痛的感觉,在脊髓中这些伤害性的信息就会被广泛地进行预处理,随后这些信息就会被传递到大脑中,最终在大脑中疼痛的信号才会被产生,这是科学界的普遍认知;今日一项刊登在Science上的研究报告中,来自维也纳医科大学的研究人员通过研究发现,疼痛感的产生或许并不仅仅是神经的问题,而且还涉及一些非神经的细胞—胶质细胞,胶质细胞在临床上通常能作为相关的疼痛模型进行研究,而且对这些细胞激活就足以放大疼痛。

在疼痛发生的过程中,当胶质细胞被激活时,其就会释放信使物质,比如炎性因子等,因此胶质细胞有两种模式:保护性的模式和促炎性模式;研究者Jurgen Sandkuhler指出,胶质细胞的激活能够引发疼痛放大的效应,同时还会将这种疼痛效应扩散到机体中未受影响的区域中区,此前我们通过研究首次在临床上解释了至今原因不明的疼痛现象发生的分子机制。

研究者认为,大脑的神经炎症、环境因子,甚至是个体自身的生活方式都会导致机体胶质细胞的激活,当然这有很多例子,比如抑郁症、焦虑症、慢性压力、多发性硬化症、阿尔兹海默氏症、糖尿病、缺乏锻炼及饮食不良等。Sandkuhler说道,胶质细胞在确保个体神经炎性系统的平衡上扮演着重要的角色,本文中我们所提出的改善个体生活方式的方法或许就能够给个体机体的系统带来有益影响,同时还能确保个体遭受较少的疼痛感,因此对于我们而言,每周3-4次的锻炼,每次适度锻炼30分钟,健康的饮食以及避免过重或许就能够给我们的健康带来极大帮助。

8.Science:空间注意过程中皮层状态的选择性调控
doi:10.1126/science.aag1420

新皮层的活动状态始终处于内源性波动之中,但是这种波动与目标导向行为的关系未知。本研究发现,灵长类视觉皮层中的集成神经活动开关状态与全皮层同步,而局部开关相位的状态可以预测和决定个体的目标导向行为。

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