【盤點】4月Nature雜誌不得不看的亮點研究

4月份Nature雜誌有哪些亮點研究值得一讀呢？請隨小編來一一學習。

【1】4月14日封面文章腫瘤細胞爭取生存的方式

Nature doi：10.1038/532181a

本期封面所示為腫瘤細胞是怎樣爭取生存的。對治療有抵抗力的腫瘤與任何其他活的東西一樣受同樣的自然選擇規則約束。臨床工作者在加緊努力將這一知識付諸應用(News Feature， page 166)。以癌症為主要內容的本期Nature雜誌，還介紹了迅速變化的癌症免疫治療領域(News Feature， page 162)以及液體活檢(用於癌症診斷和監測的一個很有希望的方法)背後所採用技術的最新發展(Technology， page 269)。

【2】4月7日封面文章精神健康問題

Nature doi：10.1038/532020a

精神健康問題在世界範圍內是造成殘疾的主要原因，世界衛生組織和其他國際機構近年來通過努力，成功地提高了人們在政治上對這個問題的意識。在本期Nature雜誌第25頁上發表的一篇Comment文章中，Pamela Collins 和Shekhar Saxena強調了將全世界對這一問題的關注付諸行動的重要性。為此，他們就怎樣滿足各地脆弱群體的精神健康需求提出了六個實用的建議，其中包括後勤支持、培訓、臨床干預和公共衛生措施。當前一個引人矚目的增長領域是智能手機應用。但正如本期Nature第20頁上的一篇News Feature文章所指出的，手機應用技術的發展速度遠遠快於支持它的醫學發展速度。

【3】空氣污染與北京四十年城市化之間的關係

Scientific Reports DOI：10.1038/srep23604

從1973年到2013年，空氣污染物中內直徑平均為2.5微米的顆粒（簡稱PM2.5）的濃度顯著增加了，本周發表在《科學報告》上的一篇論文表示。這項研究發現PM2.5的增加和人口與GDP的增加正相關，並且表明人類活動可能在較短一段時間內對空氣質量產生影響。

韓立建和他的研究團隊使用氣象能見度數據來確定1973年到2013年期間北京的PM2.5濃度，他們的結果顯示2013年10月-2014年9月期間PM2.5對PM10的比例是71%，這意味著北京的空氣污染對於健康的影響較為顯著，並且年平均能見度隨著PM2.5的升高而降低。

根據研究者的分析，在穩定氣象條件下北京的PM2.5濃度從1973年到2013年出現了顯著增加，而風速則相對穩定，表明人類活動是空氣污染增加的主要責任人。研究者還發現城市化指標例如人口和機動車數量都和北京的PM2.5濃度顯著正相關。研究者表示PM2.5濃度在2004年以後隨著能源消耗和機動車數量增加的速度比2004年快了很多。研究者呼籲為了實現中國持續的城市化目標，需要更好的城市化策略以控制空氣污染等環境問題。

【4】健康：跨物種心臟移植更長的存活時間

Nature Communications DOI：10.1038/ncomms11138

一種有效的免疫抑製藥物治療，讓從豬到狒狒的心臟移植的存活時間達到了至今為止的最長。移植的豬心沒有替代狒狒的心臟，而是連接到了狒狒的循環系統，這讓它能夠跳動超過兩年時間。

不同物種間的器官移植又叫做異種移植，有著克服人類患者移植器官短缺的潛力。異種移植的主要障礙是器官接受方的強烈免疫反應，可能導致器官排斥和衰竭。科學家一直在開發避免器官排斥的方法，例如調整器官捐贈者的與免疫反應有關的基因，並且開發針對器官接受者的免疫抑製藥物。

Muhammad Mohiuddin和他的研究團隊使用了一個現有的擁有三個基因修飾的供體豬種系，這些基因修飾讓一定程度的狒狒免疫耐受成為可能。為了控制人類的近親——狒狒的免疫系統，研究者對於基於抗體和藥物的療法進行了微調。在這項研究中，五隻狒狒接受了豬心的移植，而移植的心臟只要受體狒狒還在接受免疫抑制治療，就存活最多至945天（298天為中位數）。

在今後的工作中，還需要檢測當轉基因豬的心臟完全代替了狒狒的心臟時，這樣的「免疫調節治療」 的效果。

【5】演化：性傳播疾病可能助長了人類的一夫一妻制

Nature Communications DOI：10.1038/NCOMMS11219

4月13日發表在《自然-通訊》上的一則研究表示，人類社會出現強制一夫一妻制可能收到了性傳播疾病的患病率的影響。當人類聚居的群落變大後，當中性病的傳播也會增加，這突出了早期定居農耕人類中出現一夫一妻制的一個潛在機制。

歷史上大多數人類社會是一夫多妻制的，屬於多重配偶制的一種，一夫多妻制中允許男性與多位女性配偶交配，特別是小型狩獵採集社會中。但在定居農業出現後規模更大的社會中一夫多妻就少了，而一夫一妻制更可能通過懲罰手段的威脅在社會中被強制執行。

Chris Bauch和他的研究團隊通過基於現實的人口和疾病傳播參數，模擬了人類社會中不同社會婚配規範的演化，來調查了那些因素可能影響這種婚配製度的轉變。他們發現當一個社會群體的規模較大（最大不超過300個人），性傳播疾病的發病率會在人群中變得很高，降低生育率並且有利於遵守一夫一妻制的人出現懲罰那些不遵守同樣規範的同伴（和其他社會群體）。與此相反，性傳播疾病在規模較小的社會群體中（不超過30個人）只會出現短暫的爆發，但不會成為人口中的流行病，從而在這樣的社會中，一夫多妻制帶來的更高的生育率讓一夫多妻逐漸成為主導的社會規範。

這些模擬可能有助於在沒有一手疾病流行數據的情況下，解釋史前人類社會為何出現了截然不同的社會規範。

【6】健康：用小分子RNA療法治療小鼠的急性骨髓性白血病

Nature Communications DOI：10.1038/ncomms11452

發表在《自然-通訊》上的一則研究顯示，攜帶有一類可以調控基因表達的非編碼RNA小分子miR-22的納米顆粒顯示出了對於急性骨髓性白血病的小鼠模型治療潛力。

急性骨髓性白血病是一種血細胞的癌症，往往在進行了密集的化療後，依然會在五年內奪走人的生命。雖然我們已經有了許多關於急性骨髓性白血病基因組變異的特徵信息，驅動祖細胞轉化成癌症細胞的分子機制我們所知甚少。

陳建軍與他的研究團隊分析了62個人類患者的癌症樣本並且發現在急性骨髓性白血病中miR-22的表達減少了。使用急性骨髓白血病的多種小鼠模型，研究表示恢復miR-22的表達水平可以通過抑制特定的細胞傳導通路，阻礙急性骨髓性白血病的發展和癌細胞的維持。研究者接下來通過用納米顆粒運送miR-22短鏈RNA進兩種白血病小鼠模型，第一種模型含有基因改造的小鼠白血病細胞，第二種模型含有來自人類的白血病細胞系的小鼠，來評估miR-22療法的威力。在兩種模型中，使用miR-22治療都帶來了癌症進展的延遲與生存時間的延長。

使用攜帶有miR-22的納米粒子來治療急性骨髓性白血病的可能性在開始臨床試驗之前還需要進一步的測試。另外研究者提出，把這種療法和標準的化療藥物組合應該也是對於急性骨髓性白血病有效的。

【7】神經發育疾病中PTCHD1的刪除

Nature doi：10.1038/nature17427

人類PTCHD1基因的破壞被發現與注意力缺陷、智障和泛自閉症相關，但其中所涉及的腦區域卻不知道。Guoping Feng及同事報告說，小鼠Ptchd1 的刪除通過減少依賴於鈣的鉀電流(SK)降低 「丘腦網狀核」 (TRN) 的活動。具有 「TRN-restricted Ptchd1 刪除」 的小鼠表現出碎片化睡眠、注意力缺陷和活動過度，這些狀況可通過一種SK通道活化劑得以改變。相比之下，具有 「global Ptchd1 刪除」 的小鼠表現出學習能力障礙、過於好鬥和運動缺陷，這些狀況對SK通道活化劑不敏感。這些發現表明一個TRN缺陷可能是與神經發育疾病相關的幾種損傷的根源，同時也為攜帶PTCHD1刪除的個體提出了可能的治療目標。

【8】哺乳動物基因組中的N6-腺嘌呤甲基化

Nature doi ：10.1038/nature17640

DNA甲基化被認為只在哺乳動物細胞內的胞嘧啶的第五個位置發生。本文作者在小鼠胚胎幹細胞中發現了產生N6-甲基腺嘌呤的另一種形式的DNA修飾。他們顯示，Alkbh1基因編碼N6-甲基腺嘌呤的一種脫甲基酶。N6-甲基腺嘌呤被發現在某些子類的年輕LINE-1轉座子上沉積，在那裡它可能參與 「表觀遺傳沉默」 (epigenetic silencing)。N6-甲基腺嘌呤以前曾在原核生物、藻類、線蟲和昆蟲中被發現。

【9】骨髓中與年齡相關的變化

Nature doi | 10.1038/nature17638

骨髓中的血管為造血幹細胞提供信號，然而這些信號怎樣調製造血幹細胞功能和隨生物年齡變化卻不清楚。Ralf Adams 及同事採用成像及細胞類型特異性小鼠遺傳模型對骨髓中造血幹細胞的血管環境的性質進行了研究。他們發現，骨髓內皮細胞中的Notch信號作用誘導環境里的毛細血管中和間充質幹細胞中發生變化，以支持造血幹細胞擴增。這些信號在衰老的生物中降低，但Notch的激活能恢復這些性質中的其中一些。在本期Nature的其他地方(page 323)，Tomer Itkin等人顯示，骨髓內皮細胞的不同功能是由具有不同滲透性的不同類型的內皮血管調控的，影響它們相鄰幹細胞中的活性氧簇水平。

【10】年齡對癌症病情發展的影響

Nature doi | 10.1038/nature17392

癌症的發病率隨年齡增長而增加，這使得Ashani Weeraratna 及同事去考慮衰老微環境在腫瘤發展中所起作用。 在這項研究中，他們報告說，衰老的成纖維細胞釋放 sFRP2 (secreted Frizzled-related protein 2)，它是Wnt信號作用通道的一個調製因子，該因子驅動一個級聯，導致轉移增加和定向治療的效果降低。這些發現表明，研究針對特定年齡的癌症治療方法是有可能的。

【11】活躍啟動子在癌症中的突變率

Nature doi | 10.1038/nature17437

最近的癌症全基因組分析，在基因啟動子內識別出了無數的體細胞點突變熱點。本期Nature上的兩篇論文對這一關係進行審視，發現了存在將轉錄啟動和DNA修復聯繫起來的機制的證據。Jason Wong及同事分析了14個癌症類型的超過1000個癌症基因組，發現基因啟動子上突變密度的增加與轉錄啟動活動和核苷酸切除修復的損傷有關。啟動子突變的密度可以與癌症對切除修復的依賴性關聯起來。Núria López-Bigas及同事報告了對來自黑素瘤的基因組數據所做的一項分析，發現在啟動子區域內活躍轉錄因子結合點上的體細胞突變率增加。這些基因組區域內突變率的增加，可以用與蛋白相結合的DNA接觸核苷酸切除修復的機會的降低來解釋。（生物谷Bioon.com）

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