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Nature:遗传学家致力于人类基因敲除研究

数十年来,生物学家们一直在小鼠或其他动物模型中,通过失活目的基因来进行功能研究。现在这种基因敲除(knockout)研究有了更理想的模型,那就是人类。当然,这并不是说像处理小鼠那样,对人类进行遗传学改造。事实上,研究者们是通过分析成百上千的人类基因组,在其中寻找失活某个基因的天然突变。他们希望通过了解这些突变对健康的影响,找到基础生物学和疾病治疗的新线索。在上周美国人类遗传学会的会议上,遗传学家们探讨了好几个这样的大型研究。“我们现有知识很多都是基于小鼠和大鼠,而不是人类,”麻省总医院的基因组学家Daniel MacArthur说。他的研究团队通过排查九万多人的外显子组,鉴定了差不多十五万天然的被敲除基因。对于特定基因来说,出现敲除突变是比较罕见的,所以这类研究需要很大的群体。功能缺失性突变一直被认为与疾病有关,但实际上绝大多数这样的天然突变是无害的,有些甚至还对携带者有益。之前研究者们的注意力主要集中在基因组数据上,现在他们开始将健康档案利用起来,希望了解更细微的突变影响。MacArthur团队今年七月曾发表了一项针对三万六千多名芬兰人的研究,发现缺乏LPA基因的人受到了某种保护不容易得心脏病。另外,多达2.4%的芬兰人携带一个特殊基因的单拷贝突变,如果两个拷贝都突变就会导致流产。德克萨斯大学的Bing Yu及其同事将一千三百多人的敲除突变与他们血液中的分子进行了比较。他们发现SLCO1B1基因突变与高水平的脂肪酸有关,而高水平脂肪酸是心力衰竭的一个重要风险因子。此外,Wellcome Trust Sanger研究所的研究团队指出,会导致小鼠死亡的43个基因失活突变,对人类健康没有影响。MacArthur等研究者们认为,这类研究有助于解析成千上万个人类基因的功能,甚至还能找到有保护作用的基因或生物学通路,为药物研发提供帮助。一种阻断PCSK9基因的新药就是一个典型的例子。2000年的时候,人们在胆固醇水平特别高的法国家庭中鉴定到了这一基因。很快研究者们发现,令PCSK9单拷贝失活的罕见突变,能使人保持低胆固醇避免出现心脏病。首个PCSK9阻断性药物预计将在明年上市。“我相信,应该还有成百上千与PCSK9类似的情况”,可以用药物模拟有益的功能缺失性突变,Scripps转化科学研究所的主管Eric Topol说。他预计,人类敲除突变将特别有助于开发药物治疗老年病。人类敲除突变的数据也能帮助人们解读越来越庞杂的基因组测序数据,伦敦癌症研究所的Nazneen Rahman说。她的研究团队分析了一千名英国人的敲除突变,“这类突变比人们之前想象的要普遍得多”。当医生通过基因组测序诊断未知疾病时,任何敲除突变都将成为嫌犯。鉴定人体内的这些突变,明确它们对健康的实际影响,将有助于找到真正的病因,Rahman说。MacArthur团队上周发布了大约六万三千人的敲除突变数据,这些信息已经被其他团队利用起来了。Baylor医学院的John Belmont在此基础上发现,自己的研究中有11人携带与Marfan综合症有关的突变。这种疾病主要影响结缔组织,如果未得到治疗可能会引起突发的心力衰竭。不过,这些人也不一定会发病。他们可能受到了某种机制的保护,或者基因组测序时出现了差错。携带致病突变但又不发病的人最值得关注,“他们体内可能隐含着疾病治疗的关键线索”Belmont说。

百态

2014.11.03

Nature:科学家解密天然抗生素形成过程

美国伊利诺伊大学的科研人员对天然抗生素的研究取得重大突破。他们揭示了脱水酶对缩氨酸的改变过程,从而为上千种具有医用价值的类似分子的研究找到了新路径。该研究最近刊登在《自然》杂志上。伊利诺伊大学的团队研究了许多具有抗生素性质的化合物,其中最有名的是乳酸链球菌。研究发现,对乳酸链球菌来说,脱水酶让该抗生素具有了最终的三维形状。领导这一研究的该校化学系教授威尔·弗雷德说,这是把缩氨酸转化成五环结构的第一步。科研人员发现脱水酶主要做两件事:一是给乳酸链球菌肽提供谷氨酸,二是清除谷氨酸。一种酶能完成两个完全不同的活动,是因为这种酶与乳链菌肽在两个方面起作用:脱水酶迅速抓住一部分缩氨酸,并在剩下的部分辅助建立五环结构。“乳链菌肽前体的一部分被牢牢抓住,另一部分则很灵活。灵活的部分实际上是化学反应发生的地方。”另一名研究员、高效生化学教授奈尔说。这一五环结构对于乳酸链球菌的抗生素功能至关重要:其中的两个可以攻击细菌的细胞壁,剩下的三个会在细菌的细胞膜上打孔。该手段特别有效,会让细菌对抗生素更加难以抵抗。乳酸链球菌是牛奶里的天然成分,也可在实验室合成,在食品添加剂中用作防腐剂。上世纪60年代,乳酸链球菌开始被用来消灭食源性的病原体。研究人员早已知道乳酸链球菌的基因序列,并能以此合成缩氨酸,但缩氨酸会在细胞内发生变化,从而形成最终的结构和功能。研究发现,脱水酶参与了缩氨酸的改变,但是科学家之前不知道具体过程,这也阻碍了许多类似化合物的研究。威尔弗雷德说,这些化合物本可以在抗击食源性疾病或危险的微生物传染病方面发挥重要作用。威尔弗雷德实验室的一名研究生奥尔特加还发现,转运RNA会提供谷氨酸,可以有助于脱水酶对乳酸链球菌进行定型。“这项研究中,我们回答了人们长期存在的疑惑,即化学层面的脱水是怎么发生的。”威尔弗雷德说,“这的确照亮了一片新天地。现在,我们和其他实验室可以做许多之前难以进行的研究了。”

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2014.10.30

科学家发现意外的癌基因突变

科学家们说,他们鉴别出了在近来的大型综合基因搜索研究中被忽视了的一个遗传突变,其存在于大约20%的大肠癌和子宫内膜癌中。因这一研究发现,变异基因RNF43现在被列为是两种癌症类型中最常见的突变之一。在发表于10月26日《自然遗传学》(Nature Genetics)杂志上的研究报告中,来自Dana-Farber癌症研究所和哈佛-麻省理工Broad研究所的研究人员说,这一突变基因帮助控制了一个重要的细胞信号通路Wnt——其与许多形式的癌症都存在关联。他们认为,RNF43突变或可作为一种生物标记物用于鉴别罹患大肠癌和子宫内膜癌的患者,谁能够从靶向Wnt信号的精准抗癌药物中受益。“具有这种突变的肿瘤或许告诉了我们,它们依赖于Wnt信号通路,它们将会对抑制这一信号通路的药物特别敏感,”论文的作者、Dana-Farber癌症研究所胃肠癌中心主任、Brigham妇女医院及哈佛公共卫生学院的Charles Fuchs博士说。Dana-Farber癌症研究所的Marios Giannakis博士说,在癌症动物模型中,研究人员发现包含RNF43突变的肿瘤对于现在进入人类临床试验中的一些新型Wnt信号通路抑制剂敏感。发现RNF43突变存在于相当比例的大肠癌和子宫内膜癌中让研究人员感到很吃惊,因为在近年来癌症基因图谱(TGCA)计划的科学家们对肿瘤DNA的综合搜索研究中并未检测到它们。新研究的作者们认为,TCGA用来分析肿瘤DNA测序数据的计算机算法,有可能将RNF45突变的“信号”解读为了假象,并排除了它,就像一个合法的电子邮件有时候也会被困在垃圾邮件筛选器中一样。“这些突变存在于你往往会在DNA测序中生成错误的DNA重复区中,因此算法或许更有可能将RNF43突变认定为是测序过程中的假象,”论文的第一作者、哈佛医学院和麻省理工学院博士生Eran Hodis说。大肠癌中其他常见的突变基因包括有APC(73%)、P53(50%)和KRAS(40%).RNF45突变的新证据最初来自于对大肠癌肿瘤样本的分析(延伸阅读:上海交大Nature子刊发表p53研究新成果 ),这些样本是从两个大型队列研究中获得——护士健康研究(Nurses’ Health Study)和卫生专业人士随访研究(Health Professionals Follow-up Study)。前者自1976年以来对12.1万健康妇女进行了随访,后者包含了在1986年招募的5.2万名男性。大约10年前,Fuchs和Dana-Farber病理学家Shugi Ogino博士开始收集及研究来自一些研究中患癌男女的胃肠道肿瘤样本。由于这些样本随附了有关患者生活方式、医疗史和其他因素的大量数据,Fuchs将收集的这些肿瘤样本称作为是“金矿”。在新研究中,在论文的通讯作者Levi Garraway的领导下,研究人员采用全外显子组DNA测序对收集的185个大肠癌样本进行了分析。在18.98%的大肠肿瘤中鉴别出了RNF43突变。这一惊人的研究结果促使研究人员重新分析了来自TCGA计划的222个大肠癌样本,发现17.6%的样本中存在RNF43突变。研究人员注意到子宫内膜癌也依赖于异常的Wnt信号,他们再次对248份子宫内膜癌DNA样本进行了分析。他们发现了惊人相似的比例,RNF43突变存在于18.1的这些癌症中。科学家们预测,他们也将在异常Wnt信号驱动的胃癌中发现这一突变。研究作者指出,这样重要的一个癌症突变在以往的基因搜索中却未被发现,表明完成这些综合的基因组筛查仍然具有价值。

新品

2014.10.30

上海成立国家转化医学中心

过去10年,中国在科学研究尤其是生物医学领域的投入快速增长。但是国家在医疗方面的投入也同步增加,让人们怀疑这些生物医学研究的投入是否有效,这种情况同样出现在欧洲美国等发达国家,这些国家尤其是美国率先抛出转化医学的概念,这一概念迅速被中国为代表的国际社会接受并作为引领生物医学研究的标杆,目前在转化医学研究领域,依靠起长期的领先地位,虽然也不断受到外界质疑,美国仍然在有声有色地开展。中国对待转化医学的概念比较特殊,似乎是国家运动一般地遍地开花,一时间突然出现许多转化医学研究的各种会议,各种各类研究都朝向转化医学上靠,似乎不是转化就不是好的研究一般。只有转化才是高大上,其实转化医学只是强调应用层面,更多属于技术性和产品角度的研究,而转化的前提和条件必须是具有强大的研究基础和规模,没有前期研究的转化医学概念只能是一种不切实际的运动,谈不上给医学健康服务的真正贡献。不过在本质上,对待转化医学,中国政府是非常冷静的,因为并没有像美国NIH和国内学术领域那么热切,也一直没有建立真正意义的国家层面转化医学机构和专门研究经费。一些科学家和政府官员现在似乎开始加快这一进程,最新在上海启动了投入10亿人民币国家转化医学中心。这一中心预计2017年建成,是由5家研究机构联合从基础研究到临床研究的大型研究中心。中国生物学家在基因序列测定和蛋白结构分析等方面取得了世人注目的进步,但在新药物开发等医疗产品方面的产出少得可怜。杜克大学癌症学家Xiao-Fan Wang是这一中心21人国际咨询委员会成员,他说,一些博客一直抱怨政府在生物医学领域大量烧钱。甚至有人问为什么中国在工业领域能复制他国经验取得成功,为什么在生物医学领域不能成功走出同样道路。Wang说中国的医生工作非常辛苦,常整天被大量临床工作缠身。许多医学院校附属医院的医生为晋升职务必须发表学术论文。在竞争激烈的环境下,中国医生经常不愿意分享他们的数据,只选择自己掌握和研究他们辛苦获得的零散数据。不可能希望这些每天8小时手术的外科医生能在业余时间投身到实验室从事研究。上海国家转化医学中心将试图改变这种局面,给临床医生更多时间投身到科学研究中来。上海交通大学陈赛娟院士将担任上海国家转化医学中心主任,她说本月将招募50名PI和12个科学家。该中心将聚焦于开发心脏病、中风、代谢性疾病和癌症等的治疗药物和方法。该中心的国际咨询委员会将帮助招募国际顶级学者,委员会成员多伦多大学免疫学家Tak Mak说,中心招募将主要依据专家评议而不是依靠关系。这一中心的挑战之一是如何吸引国外生物医学研究的学者到中国工作,这也是许多中国研究机构面临的普遍问题。王教授说中国一种通过丰厚的待遇吸引国外基础研究领域的学者,但是中国的临床医生的工资收入与美国等国家的临床医生工资无法比拟。美国国家癌症基金会总干事Sujuan Ba认为,转化医学中心的管理工作也比较困难。中心的行政机构成员分别来自十个政府和研究机构,这一方面说明这一中心受到广泛的支持,但如何平衡这些机构的利益就成为一个困难。她说,关键是要将中心从官僚作风中解脱出来,将工作聚焦于中心关于完成高水平转化医学研究的使命和长期目标上来。5.4万平方的土地将有300张床位的病房供患者和志愿者使用,该中心的生物样本库将收集大量采集自患者样本,组学中心将进行高通量基因序列,蛋白成分和代谢产物等的各种组学分析。上海交通大学血液病学家,前国家卫生部部长陈竺是该中心科学咨询董事会主席,他希望中心将秉承孟菲斯圣裘德儿童研究医院的精神,将临床和基础研究紧密结合起来,他强调临床试验将让患者免费,在中国参加临床试验的患者经常需要支付一定费用。陈竺和陈赛娟夫妇过去曾经成功带领进行了多项转化医学研究项目,如使用砒霜和维甲酸治疗白血病的研究。

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2014.10.30

人工甜味剂可能影响人体糖代谢

科研人员通报,人工甜味剂或许会干扰人体控制血糖的能力,导致可视为糖尿病前兆的代谢变化。在讨论这一发现的新闻发布会上,以色列魏茨曼科学研究学院(Weizmann Institute of Science)的免疫学家埃兰·伊莱纳夫博士(Eran Elinav)表示,这“恰好是我们”用甜味剂代替糖时“通常希望避免的那种情况”。科学家们在以小鼠为主的实验对象身上进行了大量实验,以支持他们的结论:甜味剂会改变消化系统中的微生物菌群。研究人员指出,不同的菌群构成会改变葡萄糖的代谢,导致餐后血糖浓度升得更高、回落的速度也更慢。伊莱纳夫的以色列合作者中,包括魏茨曼学院的计算机科学与应用数学教授埃兰·赛加尔(Eran Segal)。他们的这项发现发表在周三出版的《自然》杂志(Nature)上。芝加哥大学(University of Chicago)的病理学教授凯瑟琳·R·纳格勒(Cathryn R. Nagler)没有参与这项研究,不过在《自然》杂志上进行了相关评论,称他们的研究结果“非常有说服力”。她指出,包括肥胖症和糖尿病在内的许多症状已被认为与微生物菌群的变化有关。“本研究表明,我们应该退后一步,重新评估我们对人工甜味剂的广泛使用,”她说。此前对人工甜味剂的健康影响进行的多项研究,得出了相互矛盾、令人困惑的结论。一些研究认为,甜味剂与减重有关;另一些则正好相反,发现饮用健怡汽水的人实际更重。还有一些研究的结论是,人工甜味剂与糖尿病正相关。不过这些结论并不完全可信:那些放弃糖,而消费甜味剂产品的人可能本已超重,易于罹患糖尿病。尽管承认得出广泛结论或决定性的结论还为时尚早,但伊莱纳夫表示,他已经对自身行为做出了改变。“我喝很多很多的咖啡,大量使用甜味剂,和很多人一样,以为它们起码不会伤害我的身体,说不定还有好处,”他说。“基于我们的研究得出的意外结果,我个人选择不再使用甜味剂。”“我并不认为,我们提出的证据足以修改目前的饮食建议,”他接着说。“但我希望,这将引发一场良好的讨论。”在初步实验中,科学家们把糖精(粉色包装的纤而乐[Sweet’N Low]的甜味剂)、三氯蔗糖(黄色包装的善品糖[Splenda]的甜味剂)或阿斯巴甜(蓝色包装的怡口[Equal]的甜味剂)添加到饮用水中,让10周大的小鼠摄入。其他小鼠则喝白水,或者添加了葡萄糖或普通食糖的水。一周之后,饮用白水或糖水的小鼠变化不大,但摄入人工甜味剂的那组小鼠明显出现了葡萄糖耐受不良。葡萄糖耐受不良表明身体处理大量糖分的能力降低,可能会导致更加严重的疾病,比如代谢综合征和2型糖尿病。当研究人员对小鼠使用抗生素,杀死其消化系统中的很多细菌之后,它们的葡萄糖耐受不良问题就消失了。目前,科学家尚无法解释甜味剂是如何影响这些细菌的,以及为什么在葡萄糖代谢过程中,糖精、阿斯巴甜和三氯蔗糖这三种不同的分子导致了类似的变化。科学家们假设葡萄糖代谢中的变化是由细菌的变化引起的,为了进一步检验这个假设,他们开展了另外一系列只针对糖精的实验。科学家们从摄入了糖精水的小鼠身上取出肠道细菌,注入到从未接触过任何糖精的小鼠体内。随后这些小鼠也出现了葡萄糖耐受不良。DNA测序表明,在摄入糖精的小鼠的肠道中,糖精明显改变了细菌种类的组合。接下来,研究人员开始追踪营养和肠道细菌对人体长期健康的影响。这项研究有381例非糖尿病患者参加,研究人员发现,任何一种人工甜味剂的摄入,都和葡萄糖耐受不良体征之间存在着相关性。此外,有没有摄入人工甜味,肠道细菌会不一样。最后,研究人员招募了七名通常不使用人工甜味剂的志愿者,并在六天时间中,让他们摄入了美国食品与药品管理局(Food and Drug Administration,简称FDA)建议的糖精最大摄入量。结果七人中有四人的血糖值出现了与小鼠类似的变化。此外,当他们把人类受试者的细菌注入到小鼠的肠道中后,小鼠再次出现了葡萄糖耐受不良,这表明该效应在小鼠和人类中是相同的。“我认为这个实验很令人信服,”纳格勒博士说。有趣的是——“让我们觉得既震惊又有趣”,西格尔博士说——出现了这种效应的人,其肠道细菌不同于没有经受它的人。这表明,人工甜味剂的任何效应都不是放之四海而皆准的。这也表明,益生菌——含有活细菌的药品——可用于改变肠道细菌群,以逆转葡萄糖耐受不良。哈佛大学公共卫生学院(Harvard School of Public Health) 的营养和免疫学教授弗兰克?胡(Frank Hu)博士没有参与这项研究,他称该研究很有趣,但还远远不能就此做出结论,因为受试者人数不足,他说,“我认为这项人体研究的正确性存在问题。”研究人员表示,未来的项目会对阿斯巴甜、三氯蔗,以及甜叶菊等其他甜味剂进行详细研究。

百态

2014.09.23

ELISA试剂盒7折优惠!

本公司主要销售ELISA试剂盒、细胞因子、抗原、抗体、分子生物学试剂等目前ELISA试剂产品齐全,质量保证。可以检测大鼠、人、销售、牛、犬、猴子、猪、兔子等动物血清、血浆标本,也可以免费代测服务,欢迎各位老师咨询、订购。人白细胞活化黏附因子(ALCAM)ELISA Kit Human Activated Leukocyte Cell Adhesion Molecule,ALCAM ELISA Kit人血管紧张素转化酶2(ACE2)ELISA Kit Human Angiotensin converting enzyme 2, ACE2 ELISA Kit大鼠血管紧张素转化酶(ACE)ELISA Kit Rat Angiotensin converting enzyme,ACE ELISA Kit小鼠血管紧张素转化酶(ACE)ELISA Kit Mouse Angiotensin converting enzyme,ACE ELISA Kit人角化细胞内分泌因子(KAF)/双调蛋白(AR)ELISA Kit Human keratinocyte autocrine factor/Amphiregulin,KAF/AR ELISA Kit小鼠角化细胞内分泌因子(KAF)/双调蛋白(AR)ELISA Kit Mouse keratinocyte autocrine factor/Amphiregulin,KAF/AR ELISA Kit人血管生长素(ANG)ELISA Kit Human Angiogenin,ANG ELISA Kit人血管生成素2(ANG-2)ELISA Kit Human Angiopoietin 2,ANG-2 ELISA Kit牛血管生成素2(ANGPT2) ELISA kit Bovine Angiopoietin-2(ANGPT2) ELISA kit人脑源性神经营养因子(BDNF)ELISA kit Human Brain derived neurotrophic factor,BDNF ELISA Kit牛脑源性神经营养因子(BDNF)ELISA kit Bovine Brain-derived neurotrophic factor(BDNF) ELISA kit猴子脑源性神经营养因子(BDNF)ELISA kit Monkey Brain-derived neurotrophic factor(BDNF) ELISA kit大鼠脑源性神经营养因子(BDNF)ELISA Kit Rat Brain derived neurotrophic facor,BDNF ELISA Kit小鼠脑源性神经营养因子(BDNF)ELISA Kit Mouse Brain derived neurotrophic facor,BDNF ELISA Kit人β细胞素(BTC) ELISA Kit Human beta cellulin,BTC ELISA Kit人骨成型蛋白2(BMP-2)ELISA kit Human Bone morphogenetic protein 2,BMP-2 ELISA Kit大鼠骨成型蛋白2(BMP-2)ELISA Kit Rat Bone morphogenetic protein 2,BMP-2 ELISA Kit小鼠骨成型蛋白2(BMP-2)ELISA Kit Mouse Bone morphogenetic protein 2,BMP-2 ELISA Kit大鼠骨成型蛋白4(BMP-4)ELISA Kit Rat Bone morphogenetic protein 4,BMP-4 ELISA Kit小鼠骨成型蛋白4(BMP-4)ELISA Kit Mouse Bone morphogenetic protein 4,BMP-4 ELISA Kit人骨成型蛋白受体1A(BMPR-1A)ELISA Kit Human Bone morphogenetic protein receptor 1A,BMPR-1A ELISA Kit大鼠骨成型蛋白受体1A(BMPR-1A)ELISA Kit Rat Bone morphogenetic protein receptor 1A,BMPR-1A ELISA Kit小鼠骨成型蛋白受体1A(BMPR-1A)ELISA Kit Mouse Bone morphogenetic protein receptor 1A,BMPR-1A ELISA Kit人骨成型蛋白受体Ⅱ(BMPR-Ⅱ)ELISA Kit Human Bone morphogenetic protein receptor Ⅱ,BMPR-Ⅱ ELISA Kit小鼠骨成型蛋白受体Ⅱ(BMPR-Ⅱ)ELISA Kit Mouse Bone morphogenetic protein receptor Ⅱ,BMPR-Ⅱ ELISA Kit人E钙粘着蛋白/上皮性钙黏附蛋白(E-Cad)ELISA Kit Human E-Cadherin,E-Cad ELISA Kit小鼠E钙粘着蛋白/上皮性钙黏附蛋白(E-Cad)ELISA Kit Mouse E-Cadherin,E-Cad ELISA Kit人二级淋巴组织趋化因子(SLC/CCL21)ELISA Kit Human secondary lymphoid-tissue chemokine,SLC ELISA Kit人XC趋化因子受体1(XCR1)ELISA Kit Human XC-chemokine receptor 1,XCR1 ELISA Kit人CXC趋化因子受体1(CXCR1)ELISA Kit Human CXC-chemokine receptor 1,CXCR1 ELISA Kit小鼠CD30分子(CD30)ELISA Kit Mouse Cluster of differentiation 30,CD30 ELISA Kit人睫状神经营养因子(CNTF)ELISA Kit Human Ciliary Neurotrophic Factor,CNTF ELISA Kit大鼠睫状神经营养因子(CNTF)ELISA Kit Rat Ciliary Neurotrophic Factor,CNTF ELISA Kit小鼠可溶性血管内皮细胞蛋白C受体(sEPCR)ELISA Kit Mouse soluble endothelial protein C receptor,sEPCR ELISA Kit人前动力蛋白1(PROK1/EG-VEGF) ELISA kit Human Endocrine gland vascular endothelial growth factor,EG-VEGF ELISA Kit人嗜酸粒细胞趋化因子(ECF)ELISA Kit Human eosinophil chemotactic factor,ECF ELISA Kit小鼠嗜酸粒细胞趋化因子(ECF)ELISA Kit Mouse eosinophil chemotactic factor,ECF ELISA Kit人红细胞生成素受体(EPOR)ELISA Kit Human Erythropoietin receptor,EPOR ELISA Kit人红细胞生成素(EPO)ELISA Kit Human Erythropoietin,EPO ELISA Kit小鼠红细胞生成素(EPO)ELISA Kit Mouse Erythropoietin,EPO ELISA Kit人E选择素(E-Selectin/CD62E)ELISA kit Human E-Selectin ELISA kit小鼠E选择素(E-Selectin/CD62E)ELISA kit Mouse E-Selectin ELISA kit人凋亡相关因子(FAS/CD95)ELISA Kit Human Factor-related Apoptosis,FAS ELISA Kit小鼠凋亡相关因子(FAS/CD95)ELISA Kit Mouse Factor-related Apoptosis,FAS ELISA Kit人凋亡相关因子配体(FASL)ELISA Kit Human Factor-related Apoptosis ligand,FASL ELISA Kit小鼠凋亡相关因子配体(FASL)ELISA Kit Mouse Factor-related Apoptosis ligand,FASL ELISA Kit人酸性成纤维细胞生长因子(aFGF/FGF-1)ELISA Kit Human acidic fibroblast growth factor,aFGF/FGF-1 ELISA Kit人成纤维细胞生长因子4(FGF4) ELISA kit Human fibroblast growth factor 4 (FGF4) ELISA kit人成纤维细胞生长因子6(FGF6) ELISA kit Human fibroblast growth factor 6 (FGF6) ELISA kit人成纤维细胞生长因子9(FGF9) ELISA kit Human fibroblast growth factor 9 (glia-activating factor) (FGF9) ELISA kit人纤连蛋白(FN)ELISA Kit Human Fibronectin,FN ELISA Kit小鼠纤连蛋白(FN)ELISA Kit Mouse Fibronectin,FN ELISA Kit大鼠纤连蛋白(FN)ELISA Kit Rat Fibronectin,FN ELISA Kit人FMS样酪氨酸激酶3配体(Flt-3L)ELISA Kit Human FMS-like tyrosine kinase 3 ligand,Flt-3L ELISA Kit小鼠FMS样酪氨酸激酶3配体(Flt3L)ELISA Kit Mouse FMS-like tyrosine kinase 3 ligand,Flt-3L ELISA Kit人FMS样酪氨酸激酶3(Flt3)ELISA Kit Human FMS-like tyrosine kinase 3,Flt3 ELISA Kit小鼠FMS样酪氨酸激酶3(Flt3)ELISA Kit Mouse FMS-like tyrosine kinase 3,Flt3 ELISA Kit人趋化因子(FK)ELISA Kit Human Fractalkine,FK ELISA Kit小鼠趋化因子(FK)ELISA Kit Mouse Fractalkine,FK ELISA Kit大鼠趋化因子(FK)ELISA Kit Rat Fractalkine,FK ELISA Kit人中性粒细胞趋化蛋白2(NAP-2/CXCL7)ELISA Kit Human neutrophil activating protein-2,NAP-2 ELISA Kit人粒细胞集落刺激因子(G-CSF)ELISA Kit Human Granulocyte Colony Stimulating Factor,G-CSF ELISA Kit小鼠粒细胞集落刺激因子(G-CSF)ELISA Kit Mouse Granulocyte Colony Stimulating Factor,G-CSF ELISA Kit人胶质细胞系来源神经营养因子(GDNF)ELISA kit Human glial cell line-derived neurotrophic factor,GDNF ELISA KIT大鼠胶质细胞系来源的神经营养因子(GDNF)ELISA Kit Rat glial cell line-derived neurotrophic factor,GDNF ELISA KIT人生长激素(GH)ELISA Kit Human growth hormone,HGH ELISA KIT人粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)ELISA Kit Human Granulocyte-Macrophage Colony Stimulating Factor,GM-CSF ELISA Kit小鼠粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)ELISA Kit Mouse Granulocyte-Macrophage Colony Stimulating Factor,GM-CSF ELISA Kit大鼠粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)ELISA Kit Rat Granulocyte-Macrophage Colony Stimulating Factor,GM-CSF ELISA Kit小鼠糖蛋白130(gp130)ELISA Kit Mouse glucoprotein 130,gp130 ELISA KIT人肝细胞生长因子(HGF)ELISA kit Human hepatocyte growth factor,HGF ELISA kit人细胞间粘附分子1(ICAM-1/CD54)ELISA KIT Human intercellular adhesion molecule 1,ICAM-1 ELISA Kit小鼠细胞间粘附分子1(ICAM-1/CD54)ELISA Kit Mouse intercellular adhesion molecule 1,ICAM-1 ELISA KIT大鼠细胞间粘附分子1(ICAM-1/CD54)ELISA KIT Rat intercellular adhesion molecule 1,ICAM-1 ELISA Kit人γ干扰素(IFN-γ)ELISA Kit Human Interferon γ ,IFN-γ ELISA Kit小鼠γ干扰素(IFN-γ)ELISA Kit Mouse Interferon γ ,IFN-γ ELISA Kit大鼠γ干扰素(IFN-γ)ELISA Kit Rat Interferon γ ,IFN-γ ELISA Kit小鼠胰岛素样生长因子1(IGF-1)ELISA Kit Mouse Insulin-like growth factor 1,IGF-1 ELISA Kit大鼠胰岛素样生长因子1(IGF-1)ELISA Kit Rat Insulin-like growth factor 1,IGF-1 ELISA Kit人胰岛素样生长因子2(IGF-2)ELISA Kit Human insulin-like growth factors 2,IGF-2 ELISA Kit小鼠胰岛素样生长因子2(IGF-2)ELISA Kit Mouse Insulin-like growth factor 2,IGF-2 ELISA Kit大鼠胰岛素样生长因子2(IGF-2)ELISA Kit Rat Insulin-like growth factor 2,IGF-2 ELISA Kit人胰岛素样生长因子结合蛋白1(IGFBP-1)ELISA Kit Human insulin-like growth factors binding protein 1,IGFBP-1 ELISA Kit小鼠胰岛素样生长因子结合蛋白1(IGFBP-1)ELISA Kit Mouse Insulin-like growth factor binding protein 1,IGFBP-1 ELISA Kit人胰岛素样生长因子结合蛋白2(IGFBP2)ELISA Kit Human insulin-like growth factors binding protein 2,IGFBP-2 ELISA Kit小鼠胰岛素样生长因子结合蛋白2(IGFBP-2)ELISA Kit Mouse Insulin-like growth factor binding protein 2,IGFBP-2 ELISA KIT人胰岛素样生长因子结合蛋白3(IGFBP-3)ELISA Kit Human insulin-like growth factors binding protein 3,IGFBP-3 ELISA Kit小鼠胰岛素样生长因子结合蛋白3(IGFBP-3)ELISA Kit Mouse Insulin-like growth factor binding protein 3,IGFBP-3 ELISA KIT人胰岛素样生长因子结合蛋白4(IGFBP-4)ELISA Kit Human insulin-like growth factors binding protein 4,IGFBP-4 ELISA Kit人白介素10(IL-10)ELISA KIT Human Interleukin 10,IL-10 ELISA KIT小鼠白介素10(IL-10)ELISA KIT Mouse interleukin 10,IL-10 ELISA KIT大鼠白介素10(IL-10)ELISA KIT Rat Interleukin 10,IL-10 ELISA KIT人白介素11(IL-11)ELISA Kit Human Interleukin 11,IL-11 ELISA KIT小鼠白介素11(IL-11)ELISA Kit Mouse Interleukin 11,IL-11 ELISA KIT人白介素12(IL-12/P40)ELISA Kit Human Interleukin 12,IL-12/P40 ELISA KIT人白介素13(IL-13)ELISA Kit Human Interleukin 13,IL-13 ELISA KIT小鼠白介素13(IL-13)ELISA Kit Mouse Interleukin 13,IL-13 ELISA Kit人白介素15(IL-15)ELISA Kit Human Interleukin 15,IL-15 ELISA KIT人白介素15受体α亚基(IL15RA)ELISA kit Human Interleukin-15 receptor subunit alpha(IL15RA) ELISA kit小鼠白介素15(IL-15)ELISA Kit Mouse Interleukin 15,IL-15 ELISA Kit人白介素16(IL-16)ELISA Kit Human Interleukin 16,IL-16 ELISA KIT小鼠白介素16(IL-16)ELISA Kit Mouse Interleukin 16,IL-16 ELISA KIT小鼠白介素17(IL-17)ELISA Kit Mouse Interleukin 17,IL-17 ELISA Kit小鼠白介素18(IL-18)ELISA Kit Mouse Interleukin 18,IL-18 ELISA Kit大鼠白介素18(IL-18)Elisa Kit Rat Interleukin 18,IL-18 Elisa Kit人白介素1可溶性受体Ⅰ(IL-1sRⅠ)ELISA Kit Human soluble interleukin-1 receptor Ⅰ,IL-1sRⅠ ELISA kit人白介素1可溶性受体Ⅱ(IL-1sRⅡ)ELISA Kit Human soluble interleukin-1 receptor Ⅱ,IL-1sRⅡ ELISA kit人白介素1α(IL-1α )ELISA Kit Human Interleukin 1α,IL-1α ELISA Kit小鼠白介素1α(IL-1α)ELISA Kit Mouse Interleukin 1α,IL-1α ELISA kit大鼠白介素1α(IL-1α)ELISA kit Rat Interleukin 1α ,IL-1α ELISA kit人白介素2(IL-2)ELISA kit Human Interleukin 2,IL-2 ELISA kit小鼠白介素2(IL-2)ELISA Kit Mouse Interleukin 2,IL-2 ELISA kit大鼠白介素2(IL-2)ELISA kit Rat Interleukin 2,IL-2 ELISA kit人白介素2可溶性受体α链(IL-2sRα/CD25)ELISA Kit Human soluble interleukin-2 receptor,IL-2sRα ELISA kit人白介素2可溶性受体β链(IL-2sRβ )ELISA Kit Human soluble interleukin-2 receptor,IL-2sRβ ELISA kit人白介素3(IL-3)ELISA Kit Human Interleukin 3,IL-3 ELISA KIT小鼠白介素3(IL-3)ELISA Kit Mouse Interleukin 3,IL-3 ELISA KIT人白介素4(IL-4)ELISA Kit Human Interleukin 4,IL-4 ELISA KIT小鼠白介素4(IL-4)ELISA Kit Mouse Interleukin 4,IL-4 ELISA KIT大鼠白介素4(IL-4)ELISA Kit Rat Interleukin 4,IL-4 ELISA KIT人白介素-5(IL-5)ELISA Kit Human Interleukin 5,IL-5 ELISA KIT小鼠白介素-5(IL-5)ELISA Kit Mouse Interleukin 5,IL-5 ELISA KIT人白介素6(IL-6)ELISA KIT Human Interleukin 6,IL-6 ELISA KIT小鼠白介素6(IL-6)ELISA Kit Mouse Interleukin 6,IL-6 ELISA KIT大鼠白介素6(IL-6)ELISA KIT Rat Interleukin 6,IL-6 ELISA KIT人白介素8(IL-8/CXCL8)ELISA KIT Human Interleukin 8,IL-8 ELISA KIT人白介素9(IL-9)ELISA Kit Human Interleukin 9,IL-9 ELISA KIT小鼠白介素9(IL-9)ELISA Kit Mouse Interleukin 9,IL-9 ELISA KIT人瘦素受体(LR/Ob-R)ELISA Kit Human Leptin receptor,LR/Ob-R ELISA KIT小鼠瘦素受体(LR/Ob-R)ELISA Kit Mouse Leptin receptor,LR/Ob-R ELISA KIT猪瘦素受体(LEPR) ELISA kit Pig Leptin receptor(LEPR) ELISA kit猴子瘦素受体(LEPR) ELISA kit Monkey Leptin receptor(LEPR) ELISA kit人瘦素(LEP)ELISA Kit Human Leptin,LEP ELISA kit小鼠瘦素(LEP)ELISA Kit Mouse Leptin,LEP ELISA kit人白血病抑制因子(LIF)ELISA Kit Human Leukemia inhibitory factor,LIF ELISA kit小鼠白血病抑制因子(LIF)ELISA Kit Mouse Leukemia inhibitory factor,LIF ELISA kit人L选择素(L-Selectin/CD62L)ELISA Kit Human L-Selectin ELISA kit人单核细胞趋化蛋白1(MCP-1/CCL2/MCAF)ELISA Kit Human monocyte chemotactic protein 1/monocyte chemotactic and activating factor,MCP-1/MCAF ELISA kit人单核细胞趋化蛋白2(MCP-2/CCL8)ELISA Kit Human monocyte chemotactic protein 2,MCP-2 ELISA kit人巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)ELISA Kit Human Macrophage Colony-Stimulating Factor,M-CSF ELISA kit小鼠巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)ELISA Kit Mouse Macrophage Colony-Stimulating Factor,M-CSF ELISA kit人巨噬细胞来源的趋化因子(MDC/CCL22)ELISA Kit Human Macrophage-Derived Chemokine,MDC ELISA kit小鼠巨噬细胞来源的趋化因子(MDC/CCL22)ELISA Kit Mouse Macrophage-Derived Chemokine,MDC ELISA kit人巨噬细胞炎性蛋白1α(MIP-1α/CCL3)ELISA Kit Human Macrophage Inflammatory Protein-1α,MIP-1α ELISA kit小鼠巨噬细胞炎性蛋白1α(MIP-1α/CCL3)ELISA Kit Mouse Macrophage Inflammatory Protein 1α,MIP-1α ELISA kit人巨噬细胞炎性蛋白1β(MIP-1β/CCL4)ELISA kit Human Macrophage Inflammatory Protein-1β,MIP-1β ELISA kit小鼠巨噬细胞炎性蛋白1β(MIP-1β/CCL4)ELISA Kit Mouse Macrophage Inflammatory Protein 1β,MIP-1β ELISA kit小鼠巨噬细胞炎性蛋白2(MIP-2)ELISA Kit Mouse Macrophage Inflammatory Protein 2,MIP-2 ELISA kit人巨噬细胞炎性蛋白3α(MIP-3α/CCL20)ELISA Kit Human Macrophage Inflammatory Protein-3α,MIP-3α ELISA kit小鼠巨噬细胞炎性蛋白3α(MIP-3α/CCL20)ELISA Kit Mouse Macrophage Inflammatory Protein 3α,MIP-3α ELISA kit大鼠巨噬细胞炎性蛋白3α(MIP-3α/CCL20)ELISA Kit Rat macrophage inflammatory protein 3α,MIP-3α ELISA Kit人巨噬细胞炎性蛋白3β(MIP-3β/ELC/CCL19)ELISA Kit Human Macrophage Inflammatory Protein-3β,MIP-3β ELISA kit小鼠巨噬细胞炎性蛋白3β(MIP-3β/ELC/CCL19)ELISA Kit Mouse macrophage inflammatory protein 3β,MIP-3β ELISA kit人基质金属蛋白酶1(MMP-1)ELISA Kit Human Matrix metalloproteinase 1,MMP-1 ELISA kit人基质金属蛋白酶10(MMP-10)ELISA Kit Human Matrix metalloproteinase 10,MMP-10 ELISA kit人基质金属蛋白酶13(MMP-13)ELISA Kit Human Matrix metalloproteinase 13,MMP-13 ELISA kit人基质金属蛋白酶2/明胶酶A(MMP-2/Gelatinase A)ELISA Kit Human Matrix metalloproteinase 2/Gelatinase A,MMP-2 ELISA kit小鼠基质金属蛋白酶2/明胶酶A(MMP-2/Gelatinase A)ELISA Kit Mouse matrix metalloproteinase 2/Gelatinase A,MMP-2 ELISA kit小鼠基质金属蛋白酶3(MMP-3)ELISA Kit Mouse matrix metalloproteinase 3,MMP-3 ELISA kit人基质金属蛋白酶7(MMP-7)ELISA Kit Human Matrix metalloproteinase 7,MMP-7 ELISA kit人基质金属蛋白酶8/中性粒细胞胶原酶(MMP-8)ELISA Kit Human Matrix metalloproteinase 8/Neutrophil collagenase,MMP-8 ELISA kit人神经生长因子(NGF)ELISA kit Human Nerve growth factor,NGF ELISA kit小鼠神经生长因子(NGF)ELISA Kit Mouse Nerve growth factor,NGF ELISA kit大鼠神经生长因子(NGF)ELISA Kit Rat Nerve growth factor,NGF ELISA kit人神经营养因子3(NT-3)ELISA Kit Human Neurotrophin 3,NT-3 ELISA KIT小鼠神经营养因子3(NT-3)ELISA Kit Mouse Neurotrophin 3,NT-3 ELISA kit大鼠神经营养因子3(NT-3)ELISA Kit Rat Neurotrophin 3,NT-3 ELISA KIT人神经营养因子4(NT-4)ELISA Kit Human Neurotrophin 4,NT-4 ELISA KIT小鼠神经营养因子4(NT-4)ELISA Kit Mouse Neurotrophin 4,NT-4 ELISA KIT大鼠神经营养因子4(NT-4)ELISA Kit Rat Neurotrophin 4,NT-4 ELISA KIT人骨保护素(OPG)ELISA KIT Human Osteoprotegerin,OPG ELISA KIT小鼠骨保护素(OPG)ELISA Kit Mouse Osteoprotegerin,OPG ELISA KIT人抑瘤素M(OSM)ELISA Kit Human Oncostatin-M,OSM ELISA KIT小鼠抑瘤素M(OSM)ELISA Kit Mouse Oncostatin-M,OSM ELISA KIT人血小板衍生生长因子可溶性受体α(PDGFsR-α)ELISA Kit Human Platelet-Derived Growth Factor Soluble Receptor α,PDGFsR-α ELISA kit小鼠血小板衍生生长因子可溶性受体α(PDGFsR-α)ELISA Kit Mouse Platelet-Derived Growth Factor Soluble Receptor α,PDGFsR-α ELISA kit人胎盘生长因子(PLGF)ELISA Kit Human placenta growth factor,PLGF ELISA kit小鼠P选择素(P-Selectin/CD62P)ELISA Kit Mouse P-Selectin ELISA kit人可溶性CD30配体(sCD30L)ELISA Kit Human Soluble Cluster of differentiation 30 ligand,sCD30L ELISA Kit小鼠可溶性CD30配体(sCD30L)ELISA Kit Mouse Soluble Cluster of differentiation 30 ligand,sCD30L ELISA Kit人可溶性CD40配体(sCD40L)ELISA Kit Human Soluble Cluster of differentiation 40 ligand,sCD40L ELISA Kit小鼠可溶性CD40配体(sCD40L)ELISA Kit Mouse Soluble Cluster of differentiation 40 ligand,sCD40L ELISA Kit公司网站:www.gaochems.com电话:021-34632092、34632017

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2014.09.16

核糖开关对RNA的调控

细菌内的营养代谢过程是由RNA调控RNA参与的网路来控制的。细菌的适应能力非常强,可以在各种不同的生态环境中生存,包括人体肠道以及各类其它有机体内。它们的环境适应能力,说明了它们具备超强的物尽其用、不浪费任何资源的能力,绝不会把能量和资源浪费在生产并不必需的RNA和蛋白质上。此外,细菌能够敏锐地觉察外界环境的变化,并作出相应的调整。越来越多的证据表明,以RNA为基础的调控机制在细菌对环境变化的适应方面起到非常重要的作用。DebRoy和Mellin与他们的同事一起,分别报道了一个新的RNA为基础的环境适应方面的调控机制。RNA的相互调控使得细菌得以对两种不同营养物质加以感应。研究结果出人意料,发现了核糖开关的另一个作用,RNA结合蛋白,以及非编码RNA通过联合力量在调控基因表达过程中的作用。DebRoy和Mellin分别带领的两个研究小组对乙醇胺的调控利用进行了研究,乙醇胺是病原体粪肠球菌(Enterococcus faecalis)和李斯特菌(Listeria monocytogenes)的碳源与氮源。与乙醇胺分解代谢有关的基因聚集于细菌基因组内,其中大部分都受控于同一个启动子。这一单元被称作eut operon(操纵子),在很多类型的细菌里都存在。在所有研究中都发现,只有乙醇胺和维生素B12两种营养物质都存在时,新陈代谢相关基因才能良好表达,这两种营养物质都是新陈代谢路径中所需酶类的必需辅因子。在肠道沙门氏菌中(Salmonella enterica),这一应答由转录活化因子EutR调控。当EutR同时与乙醇胺及维生素B12结合后,就会立即被活化。现在,DebRoy小组和Mellin小组又都发现了更为复杂的、以RNA为基础的调控通路,用于在两个营养信号发生变化时,调节乙醇胺的代谢。乙醇胺由EutW直接感应,EutW是一种组胺激酶。EutW感知乙醇胺的存在后,随即对EutV,一种RNA结合蛋白,进行磷酸化和活化。EutV与RNA发夹基序结合,发挥“抗终止子”的作用——也就是说,所形成的二聚物阻止了RNA发夹结构的形成,RNA发夹结构会终止eut操纵子的进一步转录。因此,当EutV被活化且存在时,乙醇胺新陈代谢相关基因即被表达。关键问题在于,这一系统如何通过核糖开关将维生素B12信号整合入这一调控系统——这一系统调节着活性EutV是否存在。核糖开关是一种代谢产物感应性RNA元件,主要存在于mRNA的5’端非翻译区域。配体结合于核糖开关的核酸适体区域后,会改变RNA下游的结构,通常会导致翻译起始被抑制,或者提前终止转录。核糖开关会识别维生素B12,并下调维生素B12的基因表达,我们首先需要对其进行研究。在这一过程中,维生素B12就犹如一个停机开关——当维生素B12含量充足时,就不再需要合成更多的维生素B12了。DebRoy和Mellin分别带领的研究小组报道了一种维生素B12结合核糖开关(见第一幅图),它可以调节转录终止过程,与经典维生素B12开关的作用方式相同。但是,在没有维生素B12存在时所合成的RNA具有独特的功能。这样获得的RNA转录产物,不负责编码蛋白质,为非编码RNA,而是将活化的EutV蛋白分隔开来。这样一来,可以阻止EutV刺激乙醇胺代谢基因的合成(见第二幅图)。因此,这一维生素B12开关就发挥了营养物质分解代谢中“开”的功能,该过程中,是通过阻止发挥负面作用RNA的形成而进行的。维生素B12开关的二级结构。DebRoy小组和Mellin小组的研究进一步阐明了细菌是如何根据不同的特异性配体的连接,利用核糖开关对RNA结构及功能进行调控的。Loh等人发现,两个S-腺苷甲硫氨酸核糖开关作为非编码RNA,对毒力调控子PrfA的表达进行调控。另一种李斯特菌(Listeria)中的维生素B12核糖开关可以控制营养物质丙二醇(一种碳源)的代谢。维生素B12在这一代谢过程中,也是酶的辅因子。维生素B12核糖开关在其间对反义RNA AspocR的转录产物长度及活性加以调控。AspocR是丙二醇活化的转录因子PocR的负调控因子。在没有维生素B12存在时,长的反义RNA异构体会抑制PocR的表达;维生素B12与核糖开关结合后,会导致反义RNA转录提前终止,从而促进PocR表达及丙二醇分解代谢的活化。因此,对于乙醇胺和丙二醇而言,只有当它们与维生素B12共存时,维生素B12核糖开关才会使其代谢相关基因得以表达。除了下游的蛋白质编码基因以外,很有可能还存在着许多其它调节RNA存在于核糖开关的下游区域。核糖开关为基础的调控。在细菌内的eut操纵子包含参与乙醇胺代谢的基因。(A)当乙醇胺出现,EutV被EutW磷酸化和活化。在靶向转录产物中,活化的EutV形成二聚体,与相邻RNA发夹结构结合。结合后促使抗终止进程发生;因此,操纵子转录过程被启动——开关打开,但这只是在维生素B12存在时才会出现。(B)当维生素B12不存在时,一段非编码RNA生成,阻断EutV;因此,操纵子转录被关闭。(C)当维生素B12存在时,核糖开关通过结构改变,生成终止性发夹结构RNA,从而阻断了非编码RNA的转录。活化的EutV蛋白可自由结合到靶向转录产物上,启动乙醇胺代谢相关基因的表达。EutV是RNA结合蛋白中AmiR和NasR转录抗终止子调控结构域(ANTAR)家族的一员。在其N端,是应答调节因子结构域,通过卷曲螺旋结构是其与RNA结合ANTAR结构域分隔开来,这是此家族蛋白质最常见的结构。被活化后,ANTAR蛋白质会形成二聚物,并与位于靶向转录产物上的两个短的RNA茎环结构结合。到目前为止,对ANTAR蛋白质的研究还极其有限,尽管它们都可以调控抗终止过程,但具体机制有所不同。ANTAR蛋白AmiR受抑制蛋白AmiC调控,而AmiC则受到配体调控。ANTAR蛋白NasR的调控,是通过直接将一个小分子与调控结构域结合而实现的。人们通常认为ANTAR蛋白的活化是完全可逆的;当然,大部分应答调控结构域,在诱导信号消失后,都可以快速去磷酸化,只是对EutV在这方面的研究还很少。DebRoy小组和Mellin小组对负调控的研究又进了一步:通过一个模拟ANTAR-靶向RNA结合位点的RNA,对ANTAR蛋白封锁。有关此类RNA结合蛋白调控的机制,在对细菌CsrA家族的RNA翻译调控蛋白的研究中,已经有过深入的探讨,在此方法中,需要对RNA的含量进行滴定检测。为使调控有效,滴定RNA含量必需充足,或者与调控蛋白之间具有更高的亲和力,此外,还需要具有在不需要时能够方便去除的特性。滴定RNA的稳定性并不高,但是级联滴定也是一种选择:例如,反义RNA可以与滴定RNA结合并易于移除。RNA调控因子彼此间形成极为复杂的网络,在反式调控调节RNA、RNA结合蛋白的顺式位点以及核糖开关之间并没有十分明显的界限。任何组合都有可能,每个调控RNA结合蛋白都可能受到多层RNA的调控。

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2014.09.11

儿童吃盐过多引忧虑

儿童吃盐过多的问题引起美国政府关注,美国疾病控制和预防中心9日警告说,绝大部分美国孩子每天摄入的盐分都超过了建议标准,这使他们日后面临罹患高血压和心脏病的风险。美疾控中心当天发布的一份报告指出,根据2009年至2010年一项健康与营养调查,90%的美国儿童盐摄入量超标,他们每天钠(盐的主要成分)平均摄入量为3.2克,而美国官方的建议是儿童每天钠摄入量不应超过2.3克。报告显示,美国儿童的盐摄入量65%来自从商店购买的食品,13%来自快餐店和比萨饼店,9%来自学校餐厅。总体而言,比萨饼、面包、午餐肉、三明治和奶酪等10种常见食品是近一半美国孩子的盐分主要来源。“太多的孩子吃了太多的盐,而后果就是他们将来面临患高血压和心脏病的风险,”美疾控中心主任托马斯·弗里登在一份声明中说,“减少盐摄入量,将会帮助我们的孩子避免悲惨而昂贵的健康问题。”美疾控中心建议,父母应让孩子多吃水果蔬菜,帮助孩子培养少吃盐的饮食习惯;学校的自动售货机、小卖部和餐厅应提供少盐食品。美国农业部去年曾发布一项规定,严格限定中小学校园内所售零食和饮料中的糖、盐、脂肪等含量。吃盐过多是一个全球性问题。美国《新英格兰医学杂志》上月刊登的一项新研究说,全球人均每日钠元素摄入水平为3.95克,而世界卫生组织推荐的最大摄入量为2克。吃盐过多会引发心血管疾病等问题,全球每年约165万人因此死亡。

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2014.09.11

仅靠血糖水平诊断Ⅱ型糖尿病有缺陷

目前通过检测血糖水平来诊断Ⅱ型糖尿病的方法并不完善,许多病人在诊断出糖尿病前血管就已经受到损害了,英国曼彻斯特大学和伦敦大学国王学院的研究人员在最新一期《PLOS ONE》期刊上发表研究论文称,利用血液中脂肪代谢物的变化情况来诊断糖尿病,不失为一个很好的补充手段。研究发现,血液中的一些氨基酸和维生素D等几种脂肪代谢物会在血糖水平升高前出现变化,而这些变化情况可以很容易地被检测出来。这表明,血液中脂肪代谢物的变化情况会是一个很好的Ⅱ型糖尿病诊断指标。研究人员表示,糖尿病会损害血管,目前以血糖水平为指标确认Ⅱ型糖尿病的诊断方法并不完善,患者在被诊断出患糖尿病之前,其血管就已经遭到了某种程度的损害。而如仅仅围绕血糖这一指标对糖尿病进行治疗,也无助于血管健康。因此需要对Ⅱ型糖尿病进行重新定义,应该考虑到糖尿病前期阶段血液中脂肪代谢物的分布情况。研究人员称,他们的研究成果对于未来糖尿病的诊断以及治疗具有重要意义。曼彻斯特大学的西蒙·安德森博士表示,理清导致Ⅱ型糖尿病的代谢状况,进而对血液中的所有化学物质,即代谢组,进行全面的评估是十分有必要的。“我们的长期目标就是确认与血管健康及随后的糖尿病有关的生物标记或化学通路障碍。”他说,“这最终可能会导致一种特殊血液检测方法的出现,用来确认人们患Ⅱ型糖尿病的风险。而更重要的是,这可使医生在早期阶段对患者的生活方式提出建议,以降低糖尿病的长期影响。”

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2014.09.11

Cell:科学家首次培育出癌症类器官

由纪念斯隆凯特林癌症中心领导的一项研究,第一次证实了可以在实验室培育出源自人类前列腺肿瘤的类器官(Organoids),为研究人员提供了一个令人兴奋的新工具来测试癌症药物和个体化的癌症疗法。研究结果发表在《细胞》(Cell)杂志上。研究人员称利用来自于转移性前列腺癌患者的活组织样本,他们成功地培育出了6个前列腺癌类器官,而第7个类器官来自于一名患者的循环肿瘤细胞。类器官是一种由聚集在一起的细胞构成的三维结构,其空间组织结构与器官相似。这些前列腺癌类器官的组织结构与它们起源的转移灶样本高度相似。测序转移灶样本和匹配的类器官显示,每个类器官与它们起源的患者癌症基因完全一致。纪念斯隆凯特琳癌症中心的陈宇(Yu Chen,音译)博士说:“鉴别出一些分子标记物来指明一种药物是否会起作用,或是一种药物停止作用的原因,对于癌症精确治疗至为重要。但我们只有有限的能力对一些药物展开测试,尤其是在前列腺癌状况下,研究人员只能获得少数的前列腺癌细胞系。”加上这7种前列腺癌类器官,陈宇博士研究团队将现有前列腺癌细胞系的数量增加了一倍。“我们现在拥有了一个可任我们支配、来捕获前列腺癌分子多样性的新资源。这将成为我们可以用来测试药物敏感性的一个宝贵的工具,”陈宇说。尽管利用类器官来研究癌症是一个相对较新的领域,但其扩展非常的迅速。2009年,荷兰Hubrecht研究所的Hans Clevers博士证实肠干细胞能够形成类器官。Clevers博士是发表在今天Cell杂志上的另一篇姊妹文章的主要作者,在这篇论文中他描述了如何构建出健康的前列腺类器官(延伸阅读:同一研究组连发Nature、Science聚焦癌症干细胞)。陈宇博士的论文第一次证实了可以培育出来自前列腺癌样本的类器官。这些前列腺癌类器官可以用于同时测试多种药物,陈宇博士研究小组正在追溯比较给予每位患者的药物对类器官的效应,以找到一些线索来了解患者对治疗有或无反应的原因。未来,在给予患者真正的个体化治疗之前有可能可以先对患者的类器官进行药物测试。仅次于皮肤癌,前列腺癌是美国男性最常见的一种癌症,2014年大约有23.3万新确诊病例。它也是第二大男性癌症死亡原因;每36位男性中就有1人死于这一疾病。尽管其发病率高,却难于在实验室中复制前列腺癌。许多在前列腺癌生长中起作用的突变却并不出现在当前获得的细胞系中。一些细胞系与它们的原始来源也有所不同,并且由于它们是由单细胞组成,无法提供与活体器官更接近的类器官可以提供的强大信息。

百态

2014.09.11

Nature:RNA,修复损伤的模板

能够准确地修复自发的错误、氧化或诱变剂导致的DNA损伤对于细胞生存至关重要。这种修复通常是利用完全相同或同源的完整DNA序列来实现。但科学家们现在证实,在一种常见芽殖酵母细胞内RNA可充当模板用来修复破坏性最大的DNA损伤——DNA双链断裂。尽管较早的研究表明了将RNA寡核苷酸导入到细胞中可帮助修复DNA断裂,新研究第一次证实了可利用细胞自身的RNA来实现DNA重组和修复。这一研究发现有助于更好地了解细胞维持基因组稳定性的机制,如果将这一现象延伸至人类细胞,有可能促成针对遗传疾病的新的治疗或干预策略。这项研究得到了美国国家科学基金会、国立卫生研究所和乔治亚科学联盟(Georgia Research Alliance)的支持。研究结果发表在9月3日的《自然》(Nature)杂志上。论文的资深作者、乔治亚理工学院生物学院副教授Francesca Storici说:“我们证实了遗传信息可以一种同源驱动的方式从RNA流向DNA,从细胞的RNA流向同源的DNA序列。这一过程是在与遗传信息通常流动相反的方向上移动它。我们证实了,当内源性的RNA分子能够经退火与断裂的同源DNA结合而不被移除时,RNA就可以修复受损的DNA。这一研究发现揭示了一种新的遗传重组机制。“大多数新转录的RNA都会从细胞核快速进入到细胞质,在基因编码和表达以及细胞运作调控中发挥许多重要的作用。通常情况下,RNA远离核DNA。事实上,众所周知RNA退火后与互补染色体DNA结合对于细胞是危险的,因为它会损害转录延伸和DNA复制,促进基因组不稳定。这项新研究揭示出在基因毒应激状态下,例如DNA断裂,RNA与互补DNA配对的作用有可能不同,对细胞是有益的。“我们发现了转录RNA经退火与互补断裂DNA结合,充当模板实现重组和DNA修复,由此在改变和稳定基因组中起作用的一个机制,”Storici说。细胞内外的各种原因都可导致DNA损伤。由于DNA是由两条互补链构成,一条DNA链通常用来修复另一条DNA链的损伤。但如果细胞遭受了双链DNA断裂,修复选项则更为受限。简单地重新连接断裂端具有很高的风险生成有害突变或染色体重排,可导致包括癌症在内的不良效应。不能进行成功地修复,细胞有可能会死亡或是无法执行一些重要的功能。在2007年初,Storici研究小组证实将合成RNA导入到细胞中(包括人类细胞)可以修复DNA损伤,但这一过程是低效的,且研究人员对于这一过程可否自然地发生存在一些质疑。为了弄清楚细胞是否利用了内源性的RNA转录物来修复DNA损伤,她和研究生Havva Keskin(第一作者)、Ying Shen(第二作者)利用酿酒酵母设计了一些实验。研究人员开发了一种策略在芽殖酵母中区分内源性RNA介和通常的DNA机制导的修复。他们随后诱导酵母基因组发生了DNA双链断裂,观察了这一生物是否能利用细胞中仅有的转录RNA来修复损伤,从而生存下来并生长。Keskin说,研究人员构建出了生成转录物的DNA区域,包含的一个标记基因中具有一个内含子。在移除内含子后,转录RNA序列中没有内含子,而生成转录物的DNA区域中则保有这一内含子;因此它们是有差别的。他们发现,只有以缺乏内含子的转录物作为修复模板可以让诱导DNA双链断裂的同源标记基因恢复功能。研究人员对培养皿中的酵母菌落数进行了计数,证实內源RNA导致了修复。他们针对两种断裂形式进行了测试,一种是生成这一RNA转录物的DNA,另一种是来自DNA不同位点的同源序列。研究人员发现RNA近似断裂DNA可以提高修复效率,修复是通过一种同源重组过程来实现。Storici认为这种修复机制有可能在除酵母以外的细胞中起作用,有许多类型的RNA可被利用。“我们证实遗传信息从RNA流向DNA并不仅限于反转录因子和端粒,还发生在通用的细胞转录物身上,使得它成为了一种比预期更为普遍的现象。有可能,细胞中所有的RNA都具有这种功能。”在未来,Storici希望能够更多地了解这一机制,包括什么对它进行了调控。她还想知道这一机制是否发生于人类细胞之中。如果确是如此,有可能对于治疗或预防遗传损伤引起的一些疾病具有重要意义。Storici 说:“在它们的生命周期里,细胞合成了很多的RNA转录物;因此,RNA有可能对于基因组稳定性和可塑性造成了意想不到的影响。我们需要了解在什么情况下细胞或激活RNA-DNA重组。更好地了解这一分子过程,还有可能帮助我们操控一些机制,使得我们能够治疗或预防一种疾病。”

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2014.09.05

Cell:癌症特有的致命弱点

尽管近几十年来,生物技术已经发生了革命性的进步,但人们仍然未能找到理想的抗癌疗法,这样的疗法应当能够立刻杀死癌细胞,无损于健康细胞,并且可以防止癌症复发。不过,“合成致死”概念(synthetic lethality)为研究者们带来了新的希望。合成致死是指两个非致死基因同时失活导致细胞死亡的现象。如果发现肿瘤中存在特定基因失活,那么用药物抑制它的合成致死搭档,就可以特异性的杀死癌细胞,不危害健康细胞。这样的策略有望实现更有效毒性更低的个性化癌症治疗,是抗癌药物研究的一个新方向。近二十年来人们对合成致死寄予了厚望,但它的潜力并未得到充分挖掘,这是因为人们很难通过实验在癌症中鉴定合成致死的基因对。值得庆幸的是,上周Cell杂志上发表的一项新研究克服了这一障碍。Tel Aviv大学的研究人员开发了一个鉴定合成致死相互作用的新算法。他们通过分析癌症临床样本的遗传学和分子数据(拷贝数、DNA测序、基因表达、shRNA等),全面鉴定了癌细胞中的合成致死基因,生成了癌症合成致死的核心网络。研究显示,这样的网络能够预测基因的重要性、细胞对药物应答以及患者的预后情况。“我们开展这项研究是因为观察到,如果两个基因是合成致死的,那么它们在同一个细胞里一起失活的可能性非常低,”文章的资深作者,Tel Aviv大学的Eytan Ruppin说。合成致死研究除了有助于个性化癌症治疗,也可以帮助人们挖掘其他疾病药物的抗癌潜力。“我们用自己的算法搜索了可以治疗特定肾癌的药物,发现高血压和心律失常的两种治疗药物可能会非常有效,”Dr. Ruppin说。研究人员已经通过细胞实验支持了这些发现,现在他们正在小鼠中进行进一步的验证。研究人员希望这项研究能够帮助人们检测癌细胞中的合成致死,进一步揭示癌细胞所特有的致命弱点。他们展示了这项研究的临床价值,成功预测了癌细胞对多种治疗的应答,以及癌症患者的生存情况。“我们希望这项研究可以帮助医生们,为癌症患者提供最有效的个性化治疗,”文章的第一作者,Tel Aviv大学的Ms. Livnat Jerby-Arnon说。

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2014.09.05

Nature:灵长动物实验证实埃博拉新药有效

英国《自然》杂志网站29日登载的一份研究报告说,在动物实验中,试验性药物ZMapp将感染埃博拉病毒的18只恒河猴全部治愈。不过,实验中使用的毒株与当前在西非肆虐的埃博拉病毒毒株并非同一种。加拿大公共卫生局等机构的科研人员与美国同行报告说,由于缺乏可用疫苗,感染埃博拉病毒后的治疗显得更为重要。迄今为止的研究显示,使用单克隆抗体治疗此类病毒效果最好,目前的药物研发多集中于尝试不同抗体组合以达到更佳效果。美国马普生物制药公司研发的ZMapp就是这类药物,它将3种单克隆抗体组合在一起抗击病毒。为验证ZMapp对灵长类动物的效果,研究人员在实验中先使21只恒河猴感染埃博拉病毒,然后将它们分为4组。前3组分别在感染后第三、第四和第五天开始服用ZMapp,每3天服用1剂,共服3剂。第四组3只恒河猴不接受药物治疗。研究人员发现,接受药物治疗的猴子,其症状逐渐好转,即使在感染后第五天才开始服药,其发生的出血、皮疹和肝酶升高等症状也都有明显好转并最终康复。未接受治疗的3只猴子则在感染后第八天全部死亡。参与研究的加拿大公共卫生局研究员加里·科宾杰说,此前的抗体组合类药物基本都需要在出现症状前服用才能见效,而动物实验显示,新药ZMapp在感染病毒5天后仍能起效,这一结果超出了科研人员的期望。虽然此次实验使用的毒株与引发西非埃博拉疫情的毒株并非同一种,但研究人员将这两种毒株进行直接对比后认为,ZMapp对后一种毒株的复制应同样具有抑制作用。他们表示,此前两名美国埃博拉患者服用这种试验性药物后康复,也支持了这一判断。研究人员同时指出,与其他药物一样,这种新药也有局限性。比如,患者主要器官受损过于严重时,药物很难再挽救生命。此前利比里亚和西班牙各有一名重症患者服用这种药物后仍然死亡。目前,研究人员希望尽快展开人体试验,以进一步验证新药的有效性。

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2014.09.01

Nature:能识别细菌毒力因子的蛋白

所有的动物,包括人在内,每天都要接触到空气、水和食品中各种各样的化学物质。其中一些携带了关于宿主环境的有价值信息,如是否存在食物,捕猎者,异性成员,或者家庭成员。但是还有一些则是有害物质,需要被清除。识别这些信息并对此作出应答的作用机制中,有一种是依赖于芳烃受体蛋白(aryl hydrocarbon receptor,AhR),这种蛋白能检测到环境中遇到的有毒化合物,并进行消除。近期一项研究发现细菌化合物:吩嗪类物质(phenazines)也能作为AhR配体,如果AhR识别出了这种毒力因子,那么也能直接帮助免疫系统消除入侵的微生物病原体。芳香烃受体(AhR)是一种配体激活转录因子,可介导多环芳烃类化合物的毒性反应(包括致癌性),还参与一些重要的生物学过程,如信号转导、细胞分化、细胞凋亡等。此前的研究曾表明,缺失这种受体的小鼠会出现器官淋巴细胞侵润,脾脏和淋巴结中的淋巴细胞减少的现象,而最新这项研究则发现缺失芳香烃受体的小鼠随着肺部病原体的感染,会发展更为严重的症状,在其肺部有更多细菌,死亡的可能性更大。一些细菌,如假单胞菌的吩嗪能引起患者呼吸道感染,而这正是芳香烃受体的一种配体,芳香烃受体的特别之处在于,它直接结合细菌色素,然后触发细胞核中几个负责分解毒力因子的基因。为此,它从外部移到细胞核的内部,在那里与DNA结合。研究人员指出,芳香烃受体将受体和转录因子的作用合二为一,因此可以对感染做出迅速的反应。相反,免疫系统的其他受体必须依赖传递关于病原体进入细胞核的信息的辅助蛋白。AhR的配体多种多样,比如危险的化学物质,色氨酸代谢产物,水果和十字花科蔬菜中的配体,以及吩嗪等,这表明赵惠宗受体具有一种复杂而多样的接收受体功能,这种功能还有待研究。此外,研究人员还曾利用芳烃受体途径进行其它方面的研究,比如波士顿大学医学院的研究人员就利用能够调节芳香烃受体AhR通路的化合物,将iPS细胞成功分化成为红细胞和血小板,并深入分析了血细胞的形成。环境毒素能够通过与AhR通路,促进癌细胞的发展。而研究人员发现,添加调节AhR通路的化合物,能够在短时间内使红细胞和血小板的产量发生指数级增长。这说明AhR在血细胞的正常发育中具有重要作用。

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2014.09.01

新研究发现流感症状恶化的机制

为什么有些类型的流感症状会恶化,而另一些则不会?日本一项新研究显示,这是因为某些类型的流感病毒侵入细胞后生成的蛋白质,会导致免疫功能降低,因而症状恶化。日本九州大学21日发表一份公报称,其研究生院副教授小柴琢己率领的研究小组从分子级别上弄清了流感症状恶化的机制。流感病毒感染细胞后,会在细胞内制造各种蛋白质和RNA(核糖核酸),由此复制新的病毒。此前研究人员曾发现,流感病毒会在感染的细胞内制造一种“PB1F2”蛋白质,并影响线粒体的功能,不过一直不清楚其详细机制。日本研究人员注意到,虽然各种流感病毒都生成“PB1F2”蛋白质,但是这种蛋白质的大小却各不相同。一些高致病性流感病毒(如H5N1型)制造的是90个氨基酸组成的长链蛋白质,这种大型蛋白质会被搬运到细胞线粒体内并蓄积在那里,导致线粒体免疫功能下降。而低致病性流感病毒(如H1N1型)制造的多是由57个氨基酸组成的短链蛋白质,这种小型蛋白质并不会被搬运到线粒体内,所以免疫功能不会下降。线粒体是细胞内的小细胞器,主要功能是制造代谢所必需的能量、调节钙离子浓度和脂肪酸氧化等,具有很重要的功能。线粒体还被认为是启动免疫功能的平台,最近的研究显示,线粒体参与了对流感等病毒的免疫反应。研究人员认为,如果能够遏制“PB1F2”蛋白质的功能,即使感染了流感病毒,也有望阻止症状恶化。有关这一发现的论文刊登在20日的《自然—通讯》杂志网络版上。

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2014.08.25

Nature:刘毅教授解析非编码RNA

来自德克萨斯大学西南医学中心的研究人员发现,机体内部的生物钟受到一类叫做长链非编码RNA的分子调控。这项研究发表在《自然》(Nature)杂志上。机体内部的生物钟,又称作为昼夜节律钟,其调控了从清醒、睡眠、体温到饥饿等许多身体功能的日常“节律”。它们大多“调整”为24小时一周期,受到光照和温度等外部信号的影响。生理学教授刘毅(Yi Liu)博士说:“尽管我们知道许多生物体都有丰富的长链非编码RNA,到目前为止对于它们在机体内的功能,以及作用机制却并不是很清楚。我们的研究工作确立了长链非编码RNAs在‘调整’生物钟中的作用,还揭示了它们控制基因表达的机制。”确定生物钟的作用机制对于了解几种人类疾病,包括生物钟功能失常的睡眠障碍和抑郁症至关重要。功能性生物钟的影响在轮班工人机体功能下降以及长途旅行者的时差感上表现得很明显。刘毅博士和他的研究小组通过研究与粗糙脉孢菌(Neurospora crassa)相关的模型系统更深入地了解了昼夜节律。研究人员发现,生物钟基因frequency (frq)的表达受到一种叫做qrf(frq backwards)的长链非编码RNA调控。不同于通常的RNA分子,qrf不编码蛋白,但它可以控制frq是否生成以及生成量。具体说来,qrf RNA是响应光而产生,可干扰frq蛋白质生成。通过这种光依赖性的方式,qrf“重设”了生物钟。这种调控以双向运作:frq还可以阻断qrf生成。这种相互抑制确保了frq和qrf RNA分子存在于生物钟相反的“时期”,使得每种RNA能够强劲地振荡。没有qrf,无法维持正常的昼夜节律,表明这种长链非编码RNA是生物钟功能的必要条件。“我们预计有一种相似的作用模式可能在其他的生物体中运转,因为在小鼠中发现了针对一些生物钟基因的相似RNAs。此外,这类RNAs或许还在其他的生物过程中发挥作用,因为它们广泛地存在于基因组中,”刘毅博士说。德克萨斯大学西南医学中心的研究人员率先揭示了生物钟潜在的一些基因网络,并证实了大多数的机体器官,例如胰腺和肝脏都有自身内部的生物钟,人体几乎每个细胞都包含有一个生物钟。现在看来,生物钟和生物钟相关基因(已鉴别出大约20个这样的基因)影响了从血糖调控到胆固醇生成几乎所有的细胞代谢信号通路。国立卫生研究院下属国立普通医学科学研究所遗传学和发育生物学部主任Michael Sesma 博士说:“这项研究增加了重要的证据,证实生物钟跨越包括人类在内的物种普遍存在,它在细胞、器官和生物体的代谢调控中发挥作用。来自刘毅博士及其同事们的新研究结果扩展理解了一种反义RNA在微调细胞日常节律中的作用;他们提供了一个例子表明,反义转录通过这种方式有可能调控了细胞和生物体中其他一些重要的分子和生理过程。”

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2014.08.25

科学家发现大脑生物钟基因

再悉心的照料,再软的枕头,再舒服的光子浴,都不能让那些周游世界的土豪逃离时差的折磨。然而,最近的一项研究宣称科学家找到了一种强而有效的方式来解决这个问题:他们发现了一种可以修改睡眠周期主导基因的药物,来帮助这些憔悴的旅行者调整时差。不仅如此,所有的睡眠问题都可能得到解决。有Lhx1才有时差反应机体中每个细胞都存在一种特殊的“生物钟”,即一种含量丰富的蛋白质,其水平可以随着时间有节律地升高或降低,负责建立循环生理节律及维持机体细胞同步的主时钟位于大脑下丘脑的视交叉上核中。视交叉上核(SCN)是大脑下丘脑中一块较小的紧密型区域,该区域包含有大于2万个神经元细胞。索尔克生物研究所(是坐落在美国加州南部拉霍亚的一个独立非营利科学研究机构,是美国生命科学领域成果最多、质量最高的研究机构之一)的科学家确认了一种叫做Lhx1的基因,这种基因掌管着我们大脑中相当于主时钟的区域;它掌管着大脑昼夜轮休的节奏以及控制着光觉感受器,来使我们每天都觉得井井有条。正常情况下,Lhx1控制的大脑细胞都是同步活动的,这样就使得他们对光源的变化有很强的抵抗性。昼夜突变会引起时差反应的原因就在于这种细胞的刚性。Lhx1较少适应性更强研究者们发现这种细胞在缺乏Lhx1基因的动物体内同步性更差,于是他们在小白鼠身上测试了Lhx1在时差反应中的表现(这些小鼠并不会进行真正的旅行,研究者们只是在它们的昼夜周期中错开了8个小时),还比较了其他小鼠SCN中成千上万个基因的表达情况,最终发现有213个基因对SCN较为特殊,通过进一步筛选,研究人员最终发现了仅有一个基因(即Lhx1)对光的反应处于抑制状态。他们发现体内Lhx1较少的小鼠更快地适应了环境,它们的神经元同步性比较差,这就使得它们能更快地适应新的日程。睡眠问题能有效解决这项研究为研究人员开发细胞再生疗法来恢复SCN的功能以及改善睡眠障碍提供了新的研究思路,目前研究者们已整理了相关的基因表达数据,随后他们将继续研究来揭示SCN和其他组织中控制昼夜节律钟的基因的表达效应。找到一种可以降低Lhx1或是Lhx1控制的激素含量的药物,无疑是药物生产者的一个巨大进步,这意味着所有的睡眠问题都可以得到妥善解决。有些研究表明,睡眠周期的问题可能导致肥胖、心理疾病以及其他各种疾病,所以,有些医生并不推荐那些治疗时差反应和倒班症的药物,且之前在催醒丸上的尝试还都不如咖啡因有效。到目前为止,这些东西还有可能令人上瘾,或是有潜在的致命危险。人类生物钟 周期是24小时18分人类的生物钟同时钟并不同步。日本科学家曾发表研究论文说,他们发现人类生物钟的周期是24小时18分。而其它动物和植物的这种生物钟与时钟差距更明显,一些动物的生物钟周期是23小时至26小时,而植物是从22到28小时。研究者还用计算机做了一个模拟生物钟进化的实验。实验证明,那些对竞争最有利的生物钟周期的确是接近24小时,但又不是特别接近。以鸟儿为例,如果它严格按照时钟作息的话,那么当它每天早上醒来觅食时会发现,树上的虫子已经被先飞入林的鸟儿吃得差不多了。大脑存在多重时钟 现实版声画不同步光和声音以不同的速度传播,当某人说话时,视觉输入和声音输入会在不同的时间到达我们的眼睛和耳朵。接着这样的信号在大脑里以不同的速率进行处理。尽管如此,我们能够即时同步的感受这一切的发生。然而,当67岁的PH在手术后就开始经历声画不同步的生活。PH回忆道:“我对女儿说,你必须处理好那两台电视机,”然后PH意识到他在自己下巴还没移动时就听到了自己的声音。对他的脑部扫描显示,在听力、计时和移动中起着重要作用的大脑区域存在两处损伤。为查明具体原因,英国伦敦城市大学的埃利奥特·弗里曼和同事进行了一项时间顺序判断测试。PH被展示了一系列人们说话的视频剪辑,并被询问那些画面中声音出现在嘴唇运动之前或之后。为了让他感觉声画同步,研究人员必须在嘴唇运动前200毫秒提前播放声音。弗里曼表示这暗示着外部世界的相同时间是由大脑的不同部分感知,且发生在不同的时间。大脑中其实存在很多时钟———在这项实验中出现了两个时钟。在PH的例子里,至少一个时钟因这些脑损伤被严重的减慢了。PH的时间差异可能非常大,且发生得非常明显以至于无法忽视。他可能只能感知到其中一个时钟,因为这是唯一一个他有意识感知到的。

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2014.08.20

探索基因组的“秘境”

人类基因组总共含有大约 30 亿个碱基对,看起来似乎一个碱基的增减并不会产生多大的影响。但实际上,碱基的插入和缺失会显著改变正常生物学功能,引起包括自闭症、癌症在内的多种疾病。插入和缺失突变(indel)是很难检测的,当人们在基因组数据中寻找致病突变时,indel区域总是藏在难以触及的地方。为此冷泉港实验室(CSHL)的科学家们开发了一个在基因组序列中鉴定indel的新方法,并将其用于自闭症、强迫症和Tourette综合症的研究。人类的基因组序列通过三联体密码指导蛋白质的合成,如果发生插入或缺失突变,三联体密码就会出现移位,使蛋白合成出错。这些“移码”突变导致的故障,会给细胞带来灾难性的影响,甚至引发严重的疾病。插入和缺失事件复杂多变,而且往往高度重复。正因如此,尽管基因组测序技术在不断进步,但鉴定indel仍然是一个不小的挑战。CSHL研究团队开发的Scalpel算法,能够在现有基因组数据中挖掘插入和缺失突变。该方法先将指定基因组区域的所有序列聚集起来,然后为这个区域生成新的序列比对。相关论文发表在 8 月 17 日的《自然-方法》(Nature Methods)杂志上。“Scalpel让我们能够放大indel区域,以便进行精确的分析,”助理教授Mike Schatz说,这样的信息对于理解致病突变非常关键。为了展现Scalpel的实用性,研究人员对重度Tourette综合症和强迫症患者进行分析,鉴定和验证了一千多个插入和缺失突变。随后,研究团队又利用Scalpel对自闭症进行了研究。他们采用了Simons Simplex Collection中收集的593个家庭的数据,这些家庭中的儿童患有自闭症,但其他成员没有患病。研究人员总共发现了三百三十万缺失和插入突变,这些突变绝大部分是无害的,不过仍有十几个突变与自闭症关系密切。“这些数据加深了我们对自闭症自发性突变的理解,”Schatz说。当然,Scalpel还有着更为广阔的应用前景。“我们正在和植物学家、癌症生物学家进行合作,通过Scalpel寻找插入和缺失突变,”Schatz说。“这是一个非常有用的新工具,我们希望能够通过探索基因组的隐秘面,为人类健康提供实质性的帮助。”

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2014.08.20

乳腺癌对放射治疗产生耐受性的机制

美国德州大学MD安德森癌症中心的研究人员发现ZEB1蛋白质可帮助乳腺肿瘤细胞修复因辐射疗法带来的DNA损伤,进而可促使乳腺癌对放射疗法产生耐受性。该研究成果于2014年8月3日在线发表在《自然·细胞生物学》(Nature Cell Biology)杂志上。放射疗法可导致癌细胞DNA断裂死亡,且癌细胞DNA不能修复自身损伤, 癌干细胞可通过激活细胞自身的DNA损伤反应系统来促进癌细胞对放疗的耐受性,但机制不明。而在治疗乳腺癌的过程中,克服肿瘤细胞对放疗产生耐受性,揭示耐受的机制十分重要。该研究发现ZEB1蛋白可诱发癌细胞上皮细胞间质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)过程,使其具有包括对放疗的耐受性在内的癌症干细胞的特性。EMT过程是机体对伤口愈合的一种反应,也是癌症细胞进行恶化扩散的一种方法。ZEB1蛋白可通过一系列复杂的反应使ATM基因促进蛋白质Chk1稳定表达,Chk1在DNA的损伤反应过程中扮演着重要角色,进而通过促进USP7酶的表达来提高肿瘤对放疗产生耐受性。

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2014.08.20

Nature:揭示重要免疫识别机制

我们的免疫传感系统可通过病毒核糖核酸的某些特定的特征来检测到诸如流感一类的病毒。但以往并不清楚免疫系统防止病毒穿上分子伪装来逃避检测的机制。现在由波恩大学医院和伦敦研究所的研究人员组成的一个国际研究小组发现,我们的免疫传感系统在分子水平上对病毒发动了攻击。通过这种方式,健康的机体能够控制住轮状病毒。轮状病毒是腹泻流行的一个常见病因。他们将研究结果发表在《自然》(Nature)杂志上。每天我们的机体都面对着各种各样的病毒和其他的病原体。我们的免疫系统必须不断地判断,哪些是“外源”物质,哪些是自身身体的组成部分,确保机体自身的细胞不会遭到防御部队无心的攻击。一些病毒会模拟机体自身的结构,因此向免疫系统提出了一个特殊的挑战。免疫系统像感觉器官那样发挥作用,以这种方式持续地检测危险物,启动适当的防御机制。这一免疫传感系统通过监测机体自身的RNA寻找具有典型病毒特征的RNA来搜索病毒。在RNA病毒中,RNA是病毒遗传信息的载体。为了繁殖,病毒必须扩增它们的RNA,这种扩增会导致形成一些分子模式,免疫传感系统可转而利用这些分子模式来检测到病毒。人们认识到RIG-I样受体(RLRs)在RNA病毒检测中发挥至关重要的作用已有一段时间(延伸阅读:浙大曹雪涛院士Cell发表免疫学新成果)。这些受体充当了免疫系统的“火警警报器”:当来自病毒的RNA分子结合到这些受体上,就会启动一个信号链,导致生成一些可以最终对抗病毒的物质。“在病毒RNA扩增过程中,在形成的RNA分子的一端不可避免地会出现一个三磷酸基团。几年前,我们第一次证实了正是这一三磷酸基团使得RIG-I能够检测到新形成的病毒RNA。以往,人们认为病毒可通过简单的分子欺骗策略来逃避这种检测,”波恩大学医院临床化学和临床药理学研究所主任Gunther Hartmann教授说。RIG-I:向病毒发动分子攻击与来自伦敦研究所免疫生物学实验室的科学家们一起,波恩大学医院的研究人员调查了呼肠孤病毒(reoviruses)的免疫识别机制。这一病毒科包括有轮状病毒,轮状病毒可引起严重腹泻,每年其导致了全世界100多万儿童死亡。由于它们的RNA不包含三磷酸基团,过去对于轮状病毒的免疫识别不是很清楚。现在研究人员发现,在轮状病毒RNA双链的末端一个带有二磷酸基团的RNA结构同样可以触动RIG-I,向免疫系统发出警报。“这一研究发现对于检测除呼肠孤病毒之外的RNA病毒具有重要意义:在病毒的进化过程中从分子上改变三磷酸基团相对简单,”Schlee博士说。这一过程的第一步通常是分离三磷酸基团最外面的磷酸基团。这一步对于病毒完成对RNA的进一步修饰,穿上分子隐身衣至关重要。然而,由于高度特化RIG-I介导的对二磷酸基团的免疫识别,病毒极难生成任何形式的进一步的分子伪装。因此,RIG-I从两方面攻击了病毒,显著地限制了它的进一步进化。“不对呼肠弧病毒展开调查,我们发现不了这一通用的病毒检测机制,”Hartmann教授说。由于呼肠弧病毒科的成员病毒RNA中也包含二磷酸基团,健康机体可以检测到这些病毒,在数日之内控制住这些疾病。而营养不良的儿童不能召集这些后备兵员,疾病可转为致命。免疫系统:维持健康的感官系统研究人员看到了解译病毒检测的一个重要的应用潜力:“我们当前已开发了一些人工合成的病毒RNA拷贝,以便能够以一种针对性的方式向我们的免疫系统发出警报,”Hartmann说。

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2014.08.18

Science:利用CRISPR治疗肌肉退化

来自德州大学西南医学中心的研究人员在《科学》杂志上报告称,他们利用CRISPR这种基因编辑技术,能阻止杜氏肌营养不良小鼠模型中的肌肉退化。CRISPR本身是一种防御系统,用以保护细菌和古细菌细胞不受病毒的侵害。在这些生物基因组中的CRISPR位点能表达与入侵病毒基因组序列相匹配的小分子RNA 。当微生物感染了这些病毒中的一种,CRISPR RNA就能通过互补序列结合病毒基因组,并表达CRISPR相关酶,也就是Cas,这些酶都是核酸酶,能切割病毒DNA ,阻止病毒完成其功能。将CRISPR/ Cas系统用于其它非细菌细胞需要满足两个条件:一个Cas酶,用于切断靶标DNA,比如目的基因中的DNA片段,另外一个就是称为导向RNA(gRNA)的RNA分子,这种分子能通过互补结合靶标。不过CRISPR技术也存在一个主要的缺点,那就是缺乏特异性。目前利用CRISPR技术主要还是在基础研究方面,之前曾有研究人员利用CRISPR构建癌症模型,还有利用这种技术根除HIV病毒感染的,但总体来说临床上应用还是比较少的。这项研究利用CRISPR阻止了杜氏肌营养不良小鼠模型中的肌肉退化,而且研究人员表示,虽然这尚未用于人体,但是这也为治疗肌营养不良症带来了新希望。杜氏肌营养不良症是一种主要影响男孩的遗传疾病,全球平均每3600名男婴中就有一人罹患此病。患者在两三岁时就会出现肌肉无力症状,行走困难,一般到十多岁就会彻底丧失行走能力,需要坐轮椅,到二十多岁还可能会因心肌、肺肌无力而死亡。肌营养不良是由于一种肌肉纤维强度必需蛋白:dystrophin突变导致的,如果没有这种蛋白,骨骼肌、心肌和其他肌肉就会逐步退化。目前,对此尚无有效的治疗方法。这项研究采用了CRISPR技术,这种方法能帮助研究人员像进行外科手术一样的精确“纠正”基因突变。对携带了突变dystrophin的小鼠,研究人员移除了它们携带突变的胚胎,在这些胚胎中注射了CRISPR 编辑元件,这些元件主要靶向并纠正dystrophin突变。然后将这些胚胎返回到野生型雌鼠体内。这样生下来的子代小鼠具有正常的dystrophin,正常的骨骼肌功能,而且甚至是只有17%的细胞得到了纠正也能令其骨骼肌恢复功能。这种技术虽然目前不是应用在人体,但是这一概念为未来治疗这种疾病带来了希望。

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2014.08.18

NEJM:心血管死亡与高钠摄入有关

在一项评估187个国家人口的新分析中,研究人员发现,全球每年160多万的心血管相关死亡人数,可能归因于每天钠摄入量超过了世界卫生组织推荐的2g/天。相关研究结果发表在2014年8月14日的《新英格兰医学杂志》(NEJM)上。论文第一作者兼通讯作者、美国塔夫斯大学弗里德曼营养科学与政策学院院长Dariush Mozaffarian博士,在哈佛公共卫生学院的时候带领了这项研究,他指出:“高钠摄入已知可增加血压,是心血管疾病(包括心脏病和中风)的主要危险因素。然而,过量的钠摄入对全球不同年龄、性别和国家的心血管疾病患者有何影响,还没有得到很好的阐释。”研究人员收集和分析了来自于205项钠摄入量调查的现有数据(代表接近四分之三世界上的成年人口),并结合其他的全球营养数据,来计算全球不同国家、年龄和性别的人的钠摄入量。在新的合并荟萃分析(包括年龄和种族差异)中,研究人员分别确定了钠对血压的影响和血压对心血管疾病的影响。研究人员将这些研究结果,与世界各地当前的心血管疾病几率相结合,来估计由每天钠摄入量超过2g而引起的心血管死亡数量。研究人员发现,2010年全球钠摄入量的平均水平是每天3.95g,接近于世界卫生组织推荐量的2倍。世界各个地区都高于推荐水平,地区平均值从撒哈拉以南非洲地区的每天2.18g,到中亚地区的每天5.51g不等。在他们控制干预研究的荟萃分析中,研究人员发现,减少钠摄入量,可降低所有人的血压,以老年人、黑人和那些预先存在高血压的人群效果最明显。Mozaffarian称:“这165万死亡人数意味着,全世界近1/10的死亡人数是因为心血管原因。没有哪个地区和国家能够幸免。这些新的研究结果表明,我们需要强有力的政策,来降低美国和世界各地饮食中钠的含量。”在美国,平均每日钠摄入量为3.6g,比世界卫生组织推荐的量高80%。(美国联邦政府的饮食指南推荐每日的钠摄入量不超过2300mg)。研究人员发现,在美国每年有接近58,000例心血管死亡都可归因于日常钠摄入量大于2g。钠摄入量和相应的健康负担在许多发展中国家甚至更高。本文共同作者、剑桥大学公共卫生和初级护理系的高级访问学者John Powles博士指出:“我们发现,由钠摄入量高于推荐量引起的全球死亡人数,4/5是发生在中低收入国家。减少钠摄入量的计划,可以提供一种实用和价格划算的有效手段,来降低世界各地的成人过早死亡。”作者承认,他们的结果是利用基于尿液样本的估计值,这可能会低估真实的钠摄入量。此外,一些国家缺乏钠摄入数据,研究人员只是根据其他营养信息而做出估计;而且,由于研究重点是关注心血管死亡,结果可能不能反映钠摄入量对健康的全面影响,钠摄入量也与非致命性心血管疾病、肾脏疾病和胃癌(第二大最致命癌症)的较高风险有关。

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2014.08.18

大脑功能与疾病的3D模型

一项研究发现,一种支持功能神经元的持续生长的现实3D大脑样组织可能用于研究正常的大脑功能以及影响中枢神经系统的疾病。大脑仍然是理解最不透彻的人类器官,这部分是由于它的复杂性以及技术局限性。David Kaplan及其同事构建了一种3D大脑样组织,它模仿了大脑的主要结构与机械特性。研究人员设计了由称为蚕丝蛋白的丝蛋白组成的坚硬而多孔的骨架,然后用神经元填充这种骨架,还填充了胶原蛋白凝胶,为这些细胞提供结构与生物化学的支持。这些神经元在孔中聚集,在这些凝胶中形成了持久的网络,类似于大脑的复杂回路。此外,在这种3D大脑样组织中的神经元表现出了对药物以及对下落重量的冲击导致的损伤的现实的电生理应答,类似于动物模型中的细胞对创伤性大脑损伤的应答。研究人员表示,这种3D大脑样组织可能导致开发出对一批影响中枢神经系统的疾病的疗法。

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2014.08.13

研究发现创伤后应激障碍可能的生物标记

一项研究发现,在血液中进行信号传导的糖皮质激素受体可能指示一个人出现创伤后应激障碍(PTSD)的风险,而且可能充当一个有效的治疗靶标。只有一部分经历了创伤的个体出现了创伤后应激障碍(PTSD),这凸显了找到可能区分易感和不易感个体的生物标记的价值。Nikolaos Daskalakis及其同事使用一种创伤后应激障碍(PTSD)的动物模型寻找这类标记,他们让雄性和雌性大鼠接触一种捕食者的气味,然后根据之后的激发和焦虑行为把这些啮齿动物归为易感或不易感。研究人员还分析了血液中的以及称为杏仁核与海马区的压力应答大脑区域中的基因表达模式。接触充分脏污的猫砂10分钟,在这之后的1周时间后,与不易感的大鼠相比,易感的大鼠表现出了在一个迷宫中更高的焦虑以及对吵闹噪声的更强的惊吓反应。并且表现出了所有组织的糖皮质激素受体信号传导的改变。此外,在接触这种捕食者气味1小时后用皮质酮——这是能激活这个糖皮质激素受体的激素——处理的大鼠,在一周后比未经处理的、接触创伤的大鼠表现出了更低的激发和焦虑。研究人员表示,这些发现提示瞄准这种糖皮质激素信号传导路径的疗法可能预防创伤后应激障碍(PTSD)症状。

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2014.08.13

王存玉院士解析骨代谢调控Wnt4信号

来自加州大学洛杉矶分校、北京大学等机构的研究人员发现,Wnt4信号可通过抑制核因子-κB(NF-κB)阻止骨骼老化和炎症。这些研究结果发表在8月10日的《自然医学》(Nature Medicine)杂志上。来自加州大学洛杉矶分校的华人科学家王存玉(Cun-Yu Wang)教授是这篇文章的通讯作者。其曾在Science、Nature medicine等世界一流学术期刊上发表了大量重量级科研论文,在肿瘤细胞耐药、肿瘤转移、口腔炎症发病机理、口腔炎症和代谢性骨丧失方面的研究做出了国际公认的重要贡献,是口腔医学和基础医学领域少数国际一流学者之一。2011年当选为美国国家医学院院士,是首位被授予这一称号的来自中国大陆的学者。2013年当选为中国工程院外籍院士。骨质疏松症(osteoporosis)是指骨单位体积量减少,骨组织微结构退变,骨的脆性增加,以致易于发生骨折的全身性骨骼疾病。作为一种全身性代谢性疾病,骨质疏松症是目前世界上发病率、病死率及保健费用消耗较大的疾病。随着人口老龄化的增长,骨质疏松不仅威胁老年人特别是妇女的健康,而且成为严重的社会问题。骨质疏松症由多种因素所致,它的基本病理机理是骨代谢过程中骨吸收和骨形成出现缺陷,导致人体内的钙磷代谢不平衡,使骨密度逐渐减少而引起的临床症状。此外,一些相关研究发现,与衰老相关的慢性炎症也促进了骨质吸收,破坏骨形成。炎症因子在一定程度上影响并加速了骨质疏松症的发病。在这篇文章中,研究人员利用骨质疏松症和骨骼老化小鼠模型证实Wnt4可通过非经典Wnt信号抑制NF-κB来减少骨质流失。成骨细胞表达Wnt4的转基因小鼠受到显著的保护,免于卵巢切除术、肿瘤坏死因子(TNF)和自然老化诱导的骨质流失及慢性炎症。除促进了骨形成,Wnt4还抑制了破骨细胞形成和骨质吸收。进一步的机制研究表明,在巨噬细胞和破骨细胞前体细胞中Wnt4独立于β-catenin,通过改变生长因子β激活激酶(TAK1)抑制了NF-κB激活。此外,研究人员还证实在骨疾病小鼠模型中重组Wnt4可通过抑制NF-κB来减轻骨质流失和炎症。鉴于Wnt4促进骨形成以及抑制骨质吸收的双重作用,新研究结果表明,Wnt4信号有可能是治疗骨质疏松症以及预防骨骼老化的一个有吸引力的治疗靶点。

百态

2014.08.13

Nature:中美学者解析干细胞命运调控新机制

2014年8月6日,《Nature》杂志在线发表了中科院生物物理研究所唐宏研究组潘磊副研究员和美国解亭教授实验室的合作揭示了蛋白因子之间的竞争性结合调控干细胞自我更新和分化的新机制。干细胞在发育过程中主要经历两种命运抉择:一是自我更新的增殖过程;一是转变为功能性子代细胞的分化过程。如何精确的调控干细胞在适当的发育阶段行使正确的命运选择一直是干细胞研究领域所关注的重点问题。既要保证干细胞为机体提供源源不断的具有功能的子代分化细胞;又要保证干细胞在其微环境中存有足够的储备。同时,既要防止干细胞过度分化所造成的干细胞储备库的枯竭;又要避免干细胞过分增殖所引发的肿瘤样结构。因此,深入的了解如何平衡干细胞自我更新-分化之间的转变对于人们掌握干细胞的调控机制乃至更好的利用干细胞的医疗价值有着重要的意义。研究人员在多年的研究中发现干细胞自身调节因子和来源于微环境的信号因子共同控制着干细胞的发育命运。不像多数的微环境信号因子具有一定的影响范围,很多干细胞自身调节因子广泛的分布在干细胞和其后续分化的子代细胞中。这不禁就产生了一个有趣的问题,这些广泛表达的调节因子是如何转变其在干细胞中的维持更新能力到子代细胞中的促分化能力的?在这篇文章中,研究人员选用果蝇的卵巢种系干细胞作为研究模型,结合遗传学,生物化学和细胞生物学等多种研究手段,提出了一种调控干细胞的新机制。在干细胞中,Csn4因子作为COP9复合物的一份子维持干细胞的自我更新;而在分化的子代在细胞中,大量表达的促分化因子Bam通过竞争性募集Csn4,从而转变其他的Csn蛋白组分发挥促进分化的功能。同时,余下的Bam将进一步和另一个蛋白因子Bgcn结合形成促进干细胞分化的复合体,并抑制自我更新因子的表达。这种通过调节因子之间的竞争性结合从而转变功能的机制可能很好的解释了在多种干细胞体系中虽然干细胞和其子代拥有共同的调节因子但却拥有不同命运的现象。该论文是继双方合作发表多篇阐述干细胞调节机制的文章后(Cell Stem Cell 2007,COLD SPRING HARB SYM.2008,PLoS genetics 2011,Developmental Cell 2014)所提出的关于干细胞命运调控的全新理论。其中中国科学院生物物理研究所感染与免疫院重点实验室的潘磊副研究员是本文的第一作者。美国Stowers研究所的解亭教授作为本文通讯作者。该研究受科技部973(to L.P.),国家基金委(to L.P.),NIH(to T.X.)和Stowers(to T.X.)研究所的资助,在中国科学院生物物理研究所,Stowers研究所和清华大学共同完成。

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2014.08.13

Nature:阻遏癌症恶病质

来自Dana-Farber癌症研究所的一项新研究,让更有效地治疗恶病质(cachexia)变得前景光明。恶病质是一种严重的机体代谢紊乱,它发生于近一半的癌症患者中,表现为肌肉和脂肪严重丧失并伴有体重减轻、疲劳和虚弱,这使得患者无法耐受可拯救生命的潜在治疗方法,提升了癌症患者的死亡风险。尽管人们尝试了许多的策略来扭转这种状况,却无人取得很大的成功。在发表于7月13日《自然》(Nature)杂志上的研究论文中,Bruce Spiegelman博士领导Dana-Farber癌症研究所的科学家们证实,当给予一种抗体阻断肿瘤细胞分泌的PTHrP蛋白的效应时,荷瘤小鼠的恶病质症状得到控制或改善。PTHrP是甲状旁腺激素相关蛋白(parathyroid hormone-related protein)的缩写,众所周知许多类型的癌细胞都释放这种蛋白。科学家们说,他们的研究结果第一次详细揭示了来自肿瘤的PTHrP是如何开启脂肪组织中的产热过程,导致不健康的体重丧失的。他们发现,这种肿瘤衍生蛋白刺激了白色脂肪向棕色脂肪转变,甚至在动物处于静止状态时也刺激了产热,导致体重减轻。研究人员利用形成肺肿瘤和恶病质的小鼠完成了两项实验。在一项实验中,他们给予小鼠一种特异性中和PTHrP的多克隆抗体,发现它几乎能够完全阻止消瘦,而未治疗小鼠则出现了轻度的恶病质。在第二项实验中,抗体治疗阻止了肌肉丧失,改善了肌肉功能,而对照动物则出现了严重的肌肉丧失。Spiegelman 说:“基于我们对细胞培养物的首批实验结果,我们预计在小鼠体内阻断PTHrP会减少脂肪褐变。但我们惊讶地发现它还影响了肌肉丧失,改善了健康。”研究表明,PTHrP本身并没有直接引起肌肉丧失,而是阻断了阻止肌肉丧失的蛋白质的活性。Spiegelman指出:“因此,PTHrP的作用绝对不是解答恶病质谜题的完整答案,但其有可能是必要的一个组成部分,还有其他的因子也参与其中。”研究的合作者、加拿大艾伯塔大学Vickie E. Baracos博士,提供了47名恶病质肺癌或结肠癌患者的血液样本。论文的第一作者、Spiegelman实验室的Serkan Kir博士发现在17名患者中PTHrP水平增高。相比于其他的患者这些患者明显更消瘦,在静止状态时生成了更多的热能。Spiegelman认为,结果表明,PTHrP或许是导致部分癌症患者亚群,但非所有患者出现恶病质的一个原因。“在人类患者中尝试抗PTHrP抗体之前,临床医生有可能首先要弄清楚这一蛋白是否在某些癌症中增高,并确定哪些患者将是临床实验很好的候选者。”Dana-Farber癌症研究所首席科学官员Barrett Rollins博士发表评论说:“Spiegelman和同事们的报告为开发出一种合理的、以机制为基础的疗法治疗这一发生在大量患者中、令人衰弱的症候群提供了一个新线路图。直到现在,我们还没有真正有效的方法来逆转这种可发的并发症。”罹患上消化道癌症和胰腺癌的患者最容易出现恶病质,这种状况累及80%的晚期癌症患者。当前的策略是刺激患者食欲及给予营养强化剂,结合药物来对抗被认为是耗损过程基础的某些分子信号通路,但获得的成功有限。

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2014.07.17

新型遗传突变修复工具为干细胞治疗带来曙光

由美国Salk研究所、深圳华大基因研究院和中科院生物物理研究所等中外科学家组成的研究团队近日宣布,他们通过利用全基因组测序(WGS)首次明确了现有疾病基因组靶向矫正工具的安全可靠性,并突破性的创建了新型人类遗传突变修复工具telHDAdV,为今后以干细胞为基础的基因治疗提供了重要的理论依据。相关的研究成果发表于2014年7月3日的《Cell Stem Cell》杂志上。人诱导多能干细胞技术(iPSC)是近来科研界的一大热点。所谓iPSC技术,就是利用病毒载体将转录因子转入分化的体细胞中,诱导细胞重新编程从而获得类似于胚胎干细胞的自体干细胞的技术。这一成就荣获了2012年的诺贝尔生理学奖。目前,iPS干细胞在体外已成功地被分化为神经元细胞、神经胶质细胞、心血管细胞和原始生殖细胞等,在神经系统疾病、心血管疾病等临床疾病治疗中具有巨大的应用介值。而且iPS干细胞不需要使用卵细胞或者胚胎,这在技术上和伦理上都更有优势。在本项研究中,研究人员首次综合利用HDAdV,TALEN和CRISPR三种不同的方法,对镰刀形细胞贫血症患者iPSC中发生突变的血红蛋白基因(HBB)进行靶向矫正。研究结果表明这三种基因矫正方法对于HBB基因具有类似的打靶效率。此外,研究人员还通过全基因组深度测序发现TALEN和HDAdV在基因矫正过程中能最大限度地保持了病人基因组的完整性,因而是十分安全可靠的。之后,研究人员通过整合TALEN和HDAdV,创建出一种新型高效的疾病基因矫正载体telHDAdV。telHDAdV同时具有TALEN的特异性基因组切割和HDAdV的高导入效率及精确的大片段同源重组效率。在一个telHDAdV上,可以有效涵盖HBB基因座上所有可能包含的遗传突变,因此,telHDAdV可作为一个有效工具来治疗包括镰刀形细胞贫血症和地中海贫血症在内的不同种类的血红蛋白疾病。最终的实验结果表明,telHDAdV介导的基因修复比单独使用TALEN和CPRISPR在效率上约高数十倍。研究人员表示,telHDAdV,作为一个新型遗传突变修复工具,可在将来被应用于不同种类的人类致病基因突变的靶向矫正。

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2014.07.17

科学家呼吁限制在实验室制造危险病原体

在美国政府实验室连曝炭疽杆菌、天花病毒和 H5N1 禽流感病毒事故后,一些科学家呼吁,需要限制在实验室制造高致病性流感病毒等危险病原体。因为一旦泄漏,这些病原体可能会引发难以控制的全球疫情。一个名为“剑桥工作组”的科学家组织本周发表声明说,最近美国最顶尖实验室曝光的安全漏洞提醒人们,即便最安全的实验室也“容易出错”。与管制病原体有关的类似事故正日益增多,在美国学术界和政府实验室中平均一周会发生两次。这种事故令人担忧,但制造具有潜在流行性的病原体是更严重的新问题。声明说,在实验室制造具有高度传播能力的危险新病毒,尤其是流感病毒,显著增加了事故性感染的风险,从而引发“难以控制或不可控制的全球疫情”。从历史看,一旦一种新型流感进入人群,就有能力在两年内感染全球 1/4 甚至更多人口。这个科学家小组呼吁,对制造具有潜在流行性的病原体实验,应予控制,直到有了“量化、客观和可信的评估”证实其预期益处大于风险。声明还呼吁,应提出对制造危险病原体的监管建议。这份声明在哈佛大学起草,目前已有哈佛大学教授马克·利普西奇、美国新英格兰生物实验室的诺贝尔奖得主理查德·罗伯茨等 18 名科学家签名。2011年,两个研究小组在实验室中制造出传播能力很强的 H5N1 病毒,引发了较大争议,其结果是 H5N1 相关实验被迫暂停一年,直到2013年才重新启动。不过有支持者认为,了解病毒的变异情况有助于更好监控及应对相关疾病传播,并开发相关疫苗。过去数月,美国政府实验室发生3起安全事故,一起是由于炭疽杆菌未妥善灭活,数十人可能在不知情情况下接触活体炭疽杆菌;第二起是一个实验室准备搬家时,在储藏室发现了遗忘60年的天花病毒;第三起是一种低致病性流感病毒中混入了高致病性 H5N1 病毒。

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2014.07.17

Nature:科学家绘制肺癌的综合分子图谱

针对最常见的肺癌类型展开调查,研究人员在《自然》杂志上报告称,他们揭示出了一些突变,证实它们存在于一条在肿瘤形成中起重要作用的细胞信号通路之中。这一新认识有可能扩大对患者的治疗,因为靶向其中一些遗传改变的药物已经有售或已进入到临床试验中。来自癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas Research Network,TCGA)计划的研究者对来自230名肺腺癌(lung adenocarcinoma)患者的肿瘤展开了研究。 TCGA 肺癌项目联合主席、华盛顿大学医学教授、肿瘤学家 Ramaswamy Govindan 博士说:“这是我们第一次全景观看如此多肺癌样本的基因组景观。这些研究支持了这一观点:肺癌是一种非常异质性的疾病。”结合早先一项针对178名肺鳞状细胞癌患者的研究, TCGA 研究人员现在发布了有关400名肺癌患者的遗传数据,并正对来自600多名患者的肿瘤展开分析。在新研究观察到的肺腺癌无数的遗传变化中,一条细胞信号通路尤为引人注目。大约75%的样本中的一些突变过度激活了这一已知在肿瘤生长中发挥作用的RTK/RAS/RAF信号通路。Govindan说:“值得注意的是,这一RTK/RAS/RAF信号通路似乎极为重要。这一特殊信号通路中的一些突变促进了癌细胞增殖。可以这么多方式激活这一信号通路真是令人感到惊讶。我们还知道这些肿瘤并非是静态的。它们发生了演化。我们必须随着时间检测多个活检组织,观察肿瘤细胞是如何抑制一条信号通路,变得对治疗耐受由此逃脱的。”研究人员还发现了一些重要的基因,如EGFR、NF1、NF2和MET的其他相关突变。这样的结果有可能对Govindan领导的ALCHEMIST临床试验具有价值。这一试验将对来自数千肺癌患者的肿瘤进行筛查,寻找EGFR和ALK基因改变。在手术切除肿瘤后,患者将被邀请加入临床试验研究靶向这些功能异常基因的药物。ALCHEMIST试验以当前的研究为基础,还有可能提供另外一些肿瘤样本进行基因组分析。大样本量对于精确鉴别驱动肺癌生长的突变至关重要。Govindan 说:“肺癌患者往往经受过大量的烟草暴露,导致了很多的突变。不对来自数千患者的多样本展开研究,我们或许无法找到显著突变。”在肺癌的认识方面已取得一些进展,研究人员强调帮助人们戒烟和激励他人从不吸烟,是降低肺癌死亡的最好方法。

厂商

2014.07.17

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