重磅学术期刊封面论文一周盘点（11.20）
2017/11/20 学术经纬

    

     药明康德/报道

     《科学》：基因组研究解开旅鸽灭绝之迷

    

     如今已经灭绝的旅鸽(passenger pigeon)曾经是世界上最多的脊椎动物之一。它们的数目曾经达到30～50亿只，但是在短短几十年的时间里它们就灭绝了。通常一个物种数量繁多意味着这一物种基因组的多样性更为丰富。但是对旅鸽基因组的研究发现它们基因组的多样性意外地少。加州大学圣克鲁兹分校(University of California, Santa Cruz)的研究人员通过比较旅鸽和它的近亲斑尾鸽(band-tailed pigeon)的基因组和线粒体基因组序列，发现旅鸽庞大的种群数量导致这一物种的适应性进化速度加快。在更快速地消除有害基因突变的同时，导致了整个种群的中性基因组多样性严重丢失。这导致旅鸽在生存环境被人类捕食压力改变时无法作出有效的适应性进化，反而加快了这一物种灭绝的速度。

     Natural selection shaped the rise and fall of passenger pigeon genomic diversity

     http://science.sciencemag.org/content/358/6365/951

     《Science Translational Medicine》：肺癌患者呼吸困难的原因

    

     肺癌是世界上最常见的致死原因。呼吸困难(dyspnea)是晚期肺癌患者中经常出现的症状，但是它产生的原因并没有得到完全澄清。德国马克斯普朗克心肺研究所(Max Planck Institute for Heart and Lung Research)的研究人员发现在人类肺癌组织中，肿瘤组织会引发微环境中的血管重塑和炎性细胞在血管周围聚集，导致肺动脉高压 (pulmonary hypertension, PH) 的产生。研究人员同时发现血管重塑，炎性细胞聚集在血管周围和PH的现象也出现在三种不同的小鼠肺癌模型中。进一步研究发现促炎症细胞因子的释放和磷酸二酯酶5 (phosphodiesterase 5, PDE5) 对PH 的产生有重要影响。这项研究表明在肿瘤微环境中靶向炎症和PDE5可能提供治疗呼吸困难的潜在疗法。

     Lung cancer–associated pulmonary hypertension: Role of microenvironmental inflammation based on tumor cell–immune cell cross-talk

     http://stm.sciencemag.org/content/9/416/eaai9048

     《Science Signaling》：维护长期记忆的分子机制

    

     揭示大脑维护长期记忆的分子机制一直是神经科学的一个基本研究目标。越来越多的证据表明一种称为蛋白激酶 Mζ (protein kinase Mζ, PKMζ)的非典型蛋白激酶C (protein kinase C, PKC) 亚型在维护神经突触的长时程增强 (long-term potentiation，LTP) 作用和长期记忆中起到重要作用。但是研究发现在敲除PKMζ基因的小鼠中LTP和长期记忆并没有受到影响，这让人们对PKMζ的作用产生了怀疑。本期《Science Signaling》发表的综述对最近使用遗传手段针对不同PKC亚型在记忆中功能的研究进行了盘点。这些研究数据表明在维护长期记忆方面，大脑中存在着“备用”机制。在正常生理状况下，PKMζ是维护LTP和长期记忆的主要PKC亚型。但是当PKMζ功能失常时，另一种称为PKCι/λ的非典型PKC亚型可以弥补PKMζ的功能。揭示这些蛋白激酶的磷酸化靶点将是理解记忆的下一个重要课题。

     The genetics of PKMζ and memory maintenance

     http://stke.sciencemag.org/content/10/505/eaao2327

     《自然》：转基因干细胞生成的表皮组织治愈遗传性皮肤病

    

     交界性大疱性表皮松解症(junctional epidermolysis bullosa, JEB)是一种罕见但是严重并且可能致命的遗传性皮肤病。患者由于编码层粘连蛋白-332(laminin-332)的基因中出现的变异，导致皮肤长期出现水疱和伤口，不但影响患者的生活质量，而且可以导致皮肤癌的产生。意大利与德国的研究人员从一名7岁的JEB患者身上获取表皮组织，在体外使用转基因技术将表达正常层粘连蛋白-332的基因转入从表皮组织中培养的角质形成细胞 (keratinocytes) 中，然后将这些经过基因纠正的细胞培养成完整表皮组织并重新移植到患者身上。他们发现移植的表皮组织在患者身上能够成功再生并且维持正常功能。对细胞谱系的追踪表明在移植的表皮组织中存在着少量长寿的干细胞，这些干细胞可以不断增殖并且分化成为角质形成细胞，从而维持皮肤组织的不断更新。这项研究为将基因疗法和干细胞疗法结合起来治疗疾病提供了蓝图。

     Regeneration of the entire human epidermis using transgenic stem cells

     https://www.nature.com/articles/nature24487

     《细胞》：髓样细胞发现细胞质中外源DNA的分子机制

    

     发现细胞质中非自身的核苷酸是人体先天免疫系统的重要监控机制之一。因为很多种病原体会利用细胞质进行复制，所以细胞质一直受到感应核酸的模式识别受体(pattern recognition receptors, PRRs)的监测。细胞质中的DNA可以激活称为炎性体(inflammasome)的蛋白复合体，它们会进一步激发一系列促进炎症发生的信号通路。德国慕尼黑大学(Ludwig-Maximilians-Universit?t München)的研究人员运用遗传学手段对细胞质DNA激活炎性体的分子机制进行了分析。他们发现在人类髓样细胞(myeloid cells)中，cGAS-STING-NLRP3信号通路是在病毒或细菌感染时媒介炎性体反应的基本通路。这项研究表明靶向cGAS-STING-NLRP3信号通路可能减弱因为细胞质DNA引发的炎症反应而造成的病理症状。

     The DNA Inflammasome in Human Myeloid Cells Is Initiated by a STING-Cell Death Program Upstream of NLRP3

     http://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(17)31133-9

     《PNAS》：锌转运蛋白对表皮发育的影响

    

     缺锌会导致皮肤，特别是表皮组织受到严重影响。但是，哪种依靠锌的机制帮助维护形成表皮的细胞并没有得到澄清。日本昭和大学(Showa University)的研究人员发现锌转运蛋白ZIP10在毛囊外根鞘(outer root sheath of hair follicles)中高度表达，并且在表皮发育中承担着至关重要的作用。ZIP10标记着表皮祖细胞亚群，敲除Zip10基因会导致严重表皮发育不良(epidermal hypoplasia)。同时，调控表皮祖细胞增殖和分化的主要调节因子p63的激活程度严重下降。ZIP10和p63的水平在表皮发育过程中显著提高，ZIP10媒介的锌离子内流会促进p63的激活。这项研究表明ZIP10通过ZIP10-锌离子-p63信号通路在表皮发育中起到重要作用，同时显示出锌元素的调节对维护表皮组织的重要性。

     Requirement of zinc transporter ZIP10 for epidermal development: Implication of the ZIP10–p63 axis in epithelial homeostasis

     http://www.pnas.org/content/114/46/12243

    

    

    http://weixin.100md.com
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