2018最受關注的8篇文章|CellPress旗下生命科學類期刊

　　歷經40多年的發展，Cell Press 一直是生命科學領域的出版先鋒，辭舊迎新之際，出版社的編輯們選出了Cell Press旗下生命科學科學類期刊2018年“最受關注（most talked about）”的8篇文章，這些文章涉及到同性生殖、婆羅洲猩猩生存調查、飲食與健康、神經傳導、大象基因組上的僵尸基因、塔斯馬尼亞惡魔與腫瘤、焦慮與逃避行為、脂肪細胞與損傷修復。接下來，一起享受這場“饕餮盛宴”吧。

　　1、Generation of Bi-maternal and Bipaternal Mice from Hypomethylated Haploid ESCs with Imprinting Region Deletions.

　　Zhi-Kun Li, Le-Yun Wang, Li-Bin Wang, Gui-Hai Feng…..Bao-Yang Hu

Cell Stem Cell. October 11, 2018. DOI:https://doi.org/10.1016/j.stem.2018.09.004

　　同性生殖是指不經過與異性交配而生育后代的現象。該現象在許多蜥蜴類、蛙、魚類中均有存在，包括孤雌生殖與孤雄生殖。但在高等哺乳動物中是不存在同性生殖現象的。隨后科學家們致力于研究該現象背后的機制，發現父源與母源基因對于胚胎發育的貢獻存在差異性，因此提出了印記基因（imprinted genes）是阻礙哺乳動物同性生殖的重要因素。那么改變印記基因是否可以獲得同性生殖的哺乳動物呢？2018年10月來自中國中科院研究所胡寶洋研究院聯合周琪、李偉團隊利用單倍體干細胞技術和基因標記技術，首次獲得了具有兩個父源基因組的孤雄小鼠。雖然小鼠均在出生48小時內死亡，但是該項研究證實了即便在高等的哺乳動物中，孤雄生殖也可能實現。同時該工作對理解基因組印記的進化、調控和功能具有重要意義，對于開發新的動物生殖手段也有重要價值。中科院上海生化與細胞所李勁松研究員在點評中提到，“（該成果）為研究母源高甲基化印記基因簇對于胎兒發育的貢獻奠定了重要基礎”。

　　2、Global Demand for Natural Resources Eliminated More Than 100,000 Bornean Orangutans.

　　Maria Voigt, Serge A. Wich, Marc Ancrenaz…… Jessie Wells, Kerrie A. Wilson, Hjalmar S. Kühl

Current Biology. February 15, 2018. DOI:https://doi.org/10.1016/j.cub.2018.01.053

　　近幾年熱映的《猩球崛起》已經連續出了1-3集，劇情中給觀眾影響深刻的不僅有猩猩族群的領導人凱撒，還有忠心耿耿的紅猩猩莫里斯。而現實中，莫里斯的原型是一只婆羅洲猩猩（Bornean orangutan, Pongo pygmaeus）。婆羅洲猩猩是原生于婆羅洲島（該島分屬于印度尼西亞、馬來西亞和文萊）的紅猩猩，與蘇門達臘猩猩是亞洲僅有的兩種類人猿。

　　人類的發展依賴于資源，但同時對環境資源的非可持續性開采和利用對生物多樣性的影響是巨大的。2018年2月一項由印度尼西亞、德國、英國、澳大利亞、美國等多國聯合發表在Cell旗下Current Biology雜志上的研究表明從1999年至2015年大約50%的婆羅洲猩猩受到人類行為的影響，這些行為包括但不限于盜獵、砍伐、資源開采、種植園擴張等，超過10萬只紅猩猩因此而消亡，伴隨原本屬于它們的棲息地永久性的消失。該文章重在提醒人類應當注重可持續性發展。

　　3、Early Time-Restricted Feeding Improves Insulin Sensitivity, Blood Pressure, and Oxidative Stress Even without Weight Loss in Men with Prediabetes.

　　Elizabeth F. Sutton, Robbie Beyl, Kate S. Early, William T. Cefalu, Eric Ravussin, Courtney M. Peterson.

Cell Metabolism. May 10, 2018. DOI:https://doi.org/10.1016/j.cmet.2018.04.010.

　　間歇性禁食（改變進食時間，Intermittent fasting）作為食療已經應用在改善嚙齒類動物患諸如中風、糖尿病的風險。近些年來，以人為對象的研究表明間歇性禁食可以減肥、降血壓、提高胰島素敏感性、改善血液中脂肪酸、降低炎癥因子等。但是尚不清楚這些影響是否歸因于體重減低。因此2018年5月美國阿拉巴馬伯明翰大學的Peterson團隊利用早時限制性進食的方法（即三餐在8:00-14:00內分時完成）連續進行5周首次證明了間歇性禁食可以在不影響體重的情況下改善參與者的身體，包括：（1）血糖方面：血糖降低、血液中胰島素水平減低、胰島素敏感性升高、β細胞敏感性增加；（2）血壓降低；（3）血液中氧化應激減弱；（4）夜間進食需求減少。最重要的是參與者并無嚴重副反應，并且體重沒有減少。

　　對于該研究，浙江大學基礎醫學系的孟卓賢研究員在接受采訪時表示，“該研究首次發現早時限制性進食，能夠在不影響進食和體重的前提下，改善糖尿病前期患者（prediabetes）的代謝和心血管健康指標，很有意義。然而這一干預方法對糖尿病的長期療效和潛在作用機制還有待于進一步闡明。”

　　4、The Neuronal Gene Arc Encodes a Repurposed Retrotransposon Gag Protein that Mediates Intercellular RNA Transfer.

　　Elissa D. Pastuzyn, Cameron E. Day, Rachel B. Kearns, John A.G. Briggs, Cédric Feschotte, Jason D. Shepherd

Cell. January 11, 2018. DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2017.12.024

　　Arc基因具有參與腦部長時記憶存儲、介導突觸可塑性的功能，并且與神經發育性疾病相關。但是目前對于Arc的分子功能以及進化起源仍不清楚。2018年1月來自美國猶他大學的Shepherd教授解開Arc的神秘面紗。神經元細胞中的Arc蛋白在RNA的幫助下可以自我組裝為病毒樣衣殼，將自身mRNA包裹其中并從細胞中釋放出來藉由胞吞作用進入到另一個神經元細胞中。進一步的研究發現Arc與逆轉錄病毒蛋白Gag具有相似的分子屬性，進化分析表明Arc來源于脊椎動物譜系中的Ty3/gypsy逆轉座子。這些發現表明了Gag逆轉錄因子在神經系統中細胞間交流方面發揮了重要的角色。該研究揭示了遺傳物質是如何在神經元之間傳遞的分子機制，提出了Arc可能參與了阿爾茨海默癥的發病。

　　5、A Zombie LIF Gene in Elephants Is Upregulated by TP53 to Induce Apoptosis in Response to DNA Damage.

　　Juan Manuel Vazquez, Michael Sulak, Sravanthi Chigurupati, Vincent J. Lynch

Cell Reports. August 14, 2018. DOI:https://doi.org/10.1016/j.celrep.2018.07.042

　　如果所有的細胞具有同樣的癌變幾率和類似的抗癌機制，那么理論上，細胞越多壽命越長的生物患癌的風險要遠高于細胞少壽命短的生物。但是這種相關性僅在物種之間存在，在不同物種中身體大小、壽命長短似乎與癌癥風險并無相關性（被稱為Peto悖論，Peto’s paradox），于是人們推測這些物種具有獨特的抗癌機制。2018年8月來自美國芝加哥大學的Lynch團隊以非洲象為研究對象發現p53基因（細胞衰老的標志之一是DNA損傷，而DNA損傷可以引起p53的表達）可以誘導假基因LIF6的表達，LIF6則會轉移至線粒體從而引起細胞凋亡，并且該凋亡依賴于Bax/Bak，同時LIF的拷貝數在非洲象中也遠多于其它生物。該文章在一定程度上揭示了僵尸基因LIF在進化以及癌癥抵抗中的功能。

　　6、The Origins and Vulnerabilities of Two Transmissible Cancers in Tasmanian Devils.

　　Maximilian R. Stammnitz, Tim H.H. Coorens, Kevin C. Gori…… Mathew J. Garnett, Zemin Ning, Elizabeth P. Murchison

Cancer Cell. April 9, 2018. DOI:https://doi.org/10.1016/j.ccell.2018.03.013

　　在大自然中，可傳染性癌癥是一種非常罕見的癌癥，它可以通過具有傳染性的癌細胞迅速在族群中蔓延。目前對于可傳染性疾病是如何出現、蔓延以及逃避免疫的分子機制仍不清楚。但在塔斯馬尼亞惡魔（Tasmanian devils, Sarcophilus harrisii, 袋獾的別名，分布于澳大利亞）上卻發現了兩種可導致口腔和面部腫瘤的可傳染性癌癥（DFT1和DFT2）。2018年4月來自美國、英國和澳大利亞團隊聯合揭露了首次闡明了DFT1與DFT2具有相似的突變模式比如PDGFR拷貝數變異，其免疫逃避主要是因為B2M與Y染色體的缺失，同時這兩種癌癥對于酪氨酸激酶受體抑制劑和DNA修復抑制劑尤其敏感，但是沒有證據表明這兩種癌癥與外源性致突變劑或者病毒相關。文章推測可傳染性癌癥也許是袋獾自然生態中的一部分。

　　復旦大學生物醫學研究院/附屬腫瘤醫院柳素玲教授在接受采訪時表示：“本文的作者通過大量遺傳學和表型分析，發現MHC-I組成蛋白B2M和Y染色體缺失是導致腫瘤細胞無視個體和性別差異在袋獾群體中廣泛傳播的遺傳學機制，揭示了可傳染性腫瘤腫瘤免疫逃逸機制。并證明這些傳染性腫瘤對酪氨酸激酶受體抑制劑和DNA修復抑制劑敏感，對澳大利亞袋獾腫瘤的早期治療和種群保護具有很強指導意義。”

　　7、Anxiety Cells in a Hippocampal-Hypothalamic Circuit.

　　Jessica C. Jimenez, Katy Su, Alexander R. Goldberg…… Liam Paninski, René Hen, Mazen A. Kheirbek

Neuron. January 31, 2018. DOI:https://doi.org/10.1016/j.neuron.2018.01.016

　　心理學認為恐懼和焦慮是對危險的正常反應，其中近端危險引發恐懼，遠端危險引發焦慮。在正常情況下，焦慮可以促進機體產生適應外界的回避行為，而回避行為的產生需要快速識別危險刺激，并將這種刺激傳遞至可以調節回避的中樞結構——海馬。雖然已經知道海馬在焦慮中的作用，但是其具體機制仍不清楚。2018年1月美國加利福尼亞大學Kheirbek教授與哥倫比亞大學Hen教授共同解開了這一謎團。研究者利用鈣成像和光遺傳學技術觀測到海馬腹側CA1（vCA1）區域富含焦慮細胞，這些細胞會識別焦慮環境刺激，通過CA1-LHA（下丘腦外側區）通路指導機體做出回避行為，通過CA1-BA（基底杏仁核）通路削弱機體對恐懼的記憶。這項研究為理解海馬結構在處理焦慮中的功能提供了新的見解，同時也為治療焦慮相關疾病提供了新的治療靶點。

　　浙江大學神經科學研究中心李曉明教授在接受采訪時認為，“這項研究利用微型熒光顯微鏡技術，從單細胞尺度鑒定了大腦腹側海馬區域負責編碼焦慮的神經元。光遺傳學抑制這些細胞的活動可以產生抗焦慮效果。這項研究極大提高了人們對焦慮的認識，以及為探索焦慮的新型療法開辟了新的領域。”

　　浙江大學神經科學研究中心康利軍教授在接受采訪時表示，“大腦的海馬區對情感記憶和空間導航至關重要，也與情緒障礙和焦慮癥的發病機制密切相關。這項研究為海馬區在處理焦慮中的功能提供了新的見解，有助于理解先天厭惡信息在海馬區中如何呈現，以及海馬腹側-皮層下神經通路在產生焦慮相關行為中的作用。他們成功鑒別出能夠快速控制焦慮行為，但不影響習得性恐懼的特異性神經通路，為治療情緒和焦慮相關疾病提供了全新的靶點。”

　　8、Fat Body Cells Are Motile and Actively Migrate to Wounds to Drive Repair and Prevent Infection.

　　Anna Franz, Will Wood, Paul Martin

Developmental Cell. February 26, 2018. DOI:https://doi.org/10.1016/j.devcel.2018.01.026

　　最早人們認為脂肪細胞僅僅具有儲藏脂肪、為局部提供能量的功能。近些年來越來越多的研究表明脂肪細胞具有調節代謝、生長和免疫的功能，同時還在腫瘤中發揮一定的功能。2014-2017年部分研究表明脂肪前體細胞與皮膚分化、毛囊生長之間存在顯著關聯；皮膚損傷后肌成纖維細胞可以轉分化為脂肪細胞。但是脂肪細胞如何參與組織損傷修復仍不清楚。2018年2月英國布里斯托大學的Martin教授利用果蠅發現機體損傷后脂肪細胞可以通過肌動蛋白驅動、不依賴于粘附的蠕動方式遷移至損傷部位，隨后配合血細胞、巨噬細胞清除細胞碎片，同時密封損傷處上皮細胞之間的空隙，釋放抗細菌因子抵抗感染。該研究為人們理解脂肪細胞打開了新的認知，同時也為后續研究脂肪細胞在組織修復與再生奠定了基礎。

　　浙江大學基礎醫學系孟卓賢研究員在接受采訪時認為，“這是一項非常有意思的工作，在果蠅中發現了脂肪細胞全新的生物學行為和功能，深入研究高等動物體內脂肪細胞是否有類似的功能將為損傷修復和再生醫學帶來新的曙光。”