Nature：1月份不得不看的10大亮點研究

1月份已經結束，小編盤點了這個月來Nature系列雜誌的10大亮點研究。

【1】染色質組織的直接成像

Nature 2016年1月21日

染色質在細胞核中是怎樣摺疊的對從基因表達的調控到DNA複製的很多生物過程都有重要意義。庄小威及同事用超解析度成像方法來直接觀測果蠅染色質的組織，其觀測尺度小至單一基因的大小、大至基因調控區域的大小。他們發現，轉錄活性染色質狀態、非轉錄活性染色質狀態和被Polycomb抑制的染色質狀態每個都有截然不同的空間組織。非轉錄活性染色質與一個聚合物分子的「fractal globule」狀態相似，而「Polycomb域」則有獨特的緊湊組織，並與其他區域在空間上是分離的，這可解釋為什麼基因表達在這種狀態下受到如此強烈的抑制。

【2】對BET抑製劑產生抗藥性的根源

Nature 2016年1月21日

以BRD4等 「bromodomain chromatin readers」 為目標的BET抑製劑正在作為癌症的潛在治療藥物被加以研究利用。在這項研究中，Kornelia Polyak及同事研究了乳腺癌細胞系和異種移植小鼠模型對BET抑製劑的反應。他們發現，三陰性乳腺癌細胞系對BET抑製劑有反應。雖然會出現抗藥性，但沒有發現存在涉及藥物外排的機制或者「bromodomain基因」或已知 「驅動基因」(driver gene)所發生突變的機制。相反，存在轉錄變化和BRD4獨立於其bromodomain向染色質中補充的增加，同時還伴隨著其磷酸化的增加。這篇論文，連同Nature雜誌最近發表的來自Mark Dawson 和 Johannes Zuber的實驗室的另外兩篇關於不同癌症的論文， 為改善對BET抑製劑的臨床反應提供了潛在途徑。

【3】外部因素和癌症風險

Nature 2016年1月7日

最近的分析表明，對某些癌症，組織幹細胞的內在行為也許是造成惡性轉變和癌症發展的原因，從而提出了外在因素可能會影響腫瘤發生的問題。Yusuf Hannun及同事提供的證據表明，與幹細胞動態相關的內在風險因素只對癌症形成有很小貢獻，在所觀察到的癌症風險中並不是一個主要因素。這一新的分析表明腫瘤發展是受外在因素影響的，也顯示了在癌症預防中將它們考慮進去的重要性。

【4】癌症幹細胞的支持機制

Nature 2016年1月14日

癌症幹細胞是被怎樣調控來驅動腫瘤發展的尚不清楚。ID2蛋白和 「缺氧誘導因子」 (HIF)在來自膠質瘤的癌症幹細胞中高度表達。Antonio Iavarone及同事在這項研究中顯示，DYRK1激酶通過與VHL泛素連接酶複合物的一種相互作用來調控ID2，從而調製HIF2的水平和與成膠質細胞瘤相關的癌細胞的致癌特性。這一發現為干預這些癌症幹細胞的活性指出了一個可能的治療路徑。

【5】飲食對腸道菌群的影響

Nature 2016年1月14日

歷史上，人類經歷了一些重大的飲食變化，包括西化的人群中向低纖維飲食的轉變，與這一轉變同時發生的是腸道菌群多樣性的普遍喪失。食物纖維中含量豐富的「菌群可利用碳水化合物」(MACs)是遠端腸道菌群所需碳和能量的主要來源。這項研究顯示，對吃低MAC食物的小鼠，腸道菌群的多樣性被耗盡，而且這種效應還會轉移給後代併疊加，使得低丰度的細菌從一代到另一代逐漸減少，尤其是能夠有效消耗食物纖維的「擬桿菌目」的細菌。這一表現型不能僅僅通過重新引入食物MACs得到逆轉，而是需要通過糞便菌群移植來補充所缺的菌類。這些發現表明，僅僅改變飲食也許不足以讓菌群失調個體的菌群恢復健康。

【6】健康：脂肪細胞分泌的蛋白質可能會促進前列腺癌

Nature Communications 2016年1月13日

發表在《自然-通訊》上發表的一篇論文描述了脂肪細胞能夠釋放一種特定的蛋白質，這種蛋白質在小鼠前列腺癌的發展中起到了關鍵作用。這種新發現的機制增加了對於肥胖可以影響前列腺癌的侵襲性這一觀點的支持，並可能有助於開發治療前列腺癌的新的治療策略。

越來越多的證據支持肥胖與侵襲性前列腺癌風險增加之間的關係，然而，這背後的機制以前一直不清楚。

Catherine Muller與她的研究團隊顯示，培養的小鼠和人脂肪細胞分泌一種蛋白質名為CCL7，會和一種名為CCR3的特定受體結合，而前列腺細胞會表達這種受體。這種蛋白質與受體的結合會啟動癌細胞的遷移與擴散。研究者接下來研究了40隻小鼠，一些小鼠的獲取高脂肪飲食，一些小鼠獲取正常飲食，他們發現肥胖小鼠前列腺癌細胞的局部侵襲由於脂肪組織更多增強了。研究者還表明，人前列腺癌細胞組織樣品中CCR3受體的表達和這種癌症侵襲性更強的類型相關，也與癌症細胞從前列腺向外遷移到周圍脂肪細胞有關。

研究者提出，這些來自小鼠的研究結果可以用在未來開發治療人類前列腺癌患者的藥物中。

【7】遺傳學：古代DNA揭示英國的移民歷史

Nature Communications 2016年1月20日

對古代英國人DNA的新分析，幫助理清盎格魯薩克遜入侵前後（大約公元前5世紀）從歐洲大陸進入英國的移民活動的影響。相關研究成果發表在《自然-通訊》兩篇獨立的論文上。

基於現代基因組學對於古代的遺傳學研究得出了歷史上英倫列島向內向外移民的不同觀點。最近的技術進步使得提取古代基因信息成為可能，這有助於深入理解人類歷史上主要遷徙活動。

在一篇論文中，Daniel Bradley和他的同事測序了來自不列顛北部的9個個體的DNA，其中7個來自約克市公元前後羅馬時代的墓地，一個來自鐵器時代早期的墓葬，一個來自盎格魯薩克遜晚期墓葬。他們發現，來自不列顛北部的羅馬時代的個體，他們的全部基因組，和現代英國凱爾特人以及鐵器時代早期的基因組相似，但是和現代約克郡和現代盎格魯薩克遜基因組有很大差別。作者指出，根據他們的基因組信息，所有羅馬時代的個體除了一個以外都是本地不列顛人。另外一個羅馬個體和現代中東、北非人群基因高度相似，這表明在羅馬時代就有人從非常遠的地方遷移到此。

在另外一篇論文中，Stephan Schiffels 和他的同事們測序了追溯到鐵器時代和盎格魯薩克遜時期，來自英格蘭東部靠近劍橋市的墓地中10個人的基因組。他們使用了現代的基因數據，去比對這些古代人和現代英國人以及其他歐洲人的關係。他們表示，現代東部英格蘭人的祖先中大約有30%是盎格魯薩克遜移民，而在威爾士和蘇格蘭這一比例較低，同時他們發現他們發現比起鐵器時代的樣本，盎格魯薩克遜樣本和現代荷蘭人與丹麥人有更多的相似。

【8】複發腫瘤的治療

Nature 2016年1月21日

試圖開發小兒成神經管細胞瘤定向治療方法的研究工作，不可避免地是用以前沒有接受過治療的病例或動物模型進行的，而當腫瘤複發時對新葯進行的臨床測試則涉及以前做過手術切除、化療和放療的患者。尚不清楚複發腫瘤與在診斷時發現的腫瘤在生物上和遺傳上是否是相似的。Michael Taylor 及同事建立並確認了一個關於複發性成神經管細胞瘤的「人化」小鼠模型，並對原發腫瘤和複發腫瘤進行了直接遺傳對比。他們發現，複發腫瘤由於克隆選擇而發生了重大遺傳變化，所以在原發腫瘤中識別出的很多潛在治療目標不大可能存在於複發腫瘤中。這一信息為改進未來的治療方案提供了新途徑。

【9】由自噬維持的 「乾性」

Nature 2016年1月7日

肌肉乾細胞的再生性能隨年齡增長而下降，因為它們會進入一個不可逆轉的衰老狀態。Pura Mu？oz-Cánoves及同事發現，在進入衰老狀態之前，肌肉乾細胞通過以一種依賴於自噬的方式返回一個可逆的休眠狀態來保持它們的修復性能。在年輕的衛星幹細胞中防止自噬，會促進它們進入衰老，並會與線粒體功能失常和氧化應激的增加發生關聯。相反，在一個受傷模型中，促進老的衛星細胞中的自噬，會逆轉衰老和恢復它們的再生性能。

【10】人類的生態足跡

Nature 2016年1月7日

生態群落並不是以隨機方式構建的。某些物種經常與哪些物種共存、經常不與哪些物種共存都不是隨機的。Kathleen Lyons等人對過去3億年80個生態群落中超過30萬對植物和動物物種的共存模式進行了研究。他們發現，顯著聚集和顯著分開的物種對的相對比例在距今大約6000年前突然改變之前穩定了3億年。這個時間是在農業起源和人口擴張的時間前後，說明甚至在先進技術問世之前，人類就已經在開始改變陸地植物和動物群落的共存結構了。