所谓血管发生（angiogenesis）指的就是新血管生成的过程，这也是肿瘤的特征性事件之一。血管发生抑制剂（angiogenesis inhibitors）在临床抗癌治疗工作中所取得的确切治疗效果也从反面印证了血管发生过程对于肿瘤的演进所起到的重要作用。不过目前已经被批准，可以应用于临床的好几种针对血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor, VEGF）信号通路的抗癌药物的整体疗效都不太好，效果也并不十分显著，而且疗效维持的时间也不够长。这主要是因为肿瘤组织可以在VEGF信号通路被限制的情况下激活多条不同的信号通路，起到代偿的作用。有越来越多的证据表明，针对血管内皮细胞的代谢通路有望成为一条新的、非常有潜力的抗癌机制。这是因为血管内皮细胞的代谢活动不仅能够为血管生长提供能量，而且也能够影响血管的形成。血管内皮细胞是贴附在血管壁内层上的一种细胞，在成年人体内，该细胞通常都处于静息状态（quiescent），但是在正常的生理进程中，或者受伤时，这些细胞也能够被迅速激活，形成新的血管杈（vascular branches）。科学家们已经在血管形成（vessel formation）方面开展了大量的研究工作，对涉及其中多个步骤的相关分子有了一定的了解，但是对血管内皮细胞的代谢进行调控会如何影响血管发生作用，现在还不清楚。在血管内皮细胞从静息期转入活动期，进行血管发生作用的时候，糖酵解作用（Glycolysis）是血管内皮细胞的一大供能途径，而且还从好几个方面直接影响了血管发生作用。不过糖酵解作用的效率要比葡萄糖氧化磷酸化代谢途径（oxidative phosphorylation）低得多。可是让我们倍感意外的是，血管内皮细胞却很少利用氧化磷酸化代谢途径，哪怕在增生、出芽，形成血管杈这种需要大量能量的时候也是如此。那么这是为什么呢？在糖酵解过程中，葡萄糖首先会被代谢成为丙酮酸（pyruvate），这些丙酮酸然后会转变成乳酸（lactate），在这个过程中会生成两个分子的ATP；在有充足氧气供应的情况下，这些丙酮酸则会在线粒体里被彻底氧化，生成36个分子的ATP。因此，我们有理由相信，血管内皮细胞会更倾向于选择氧化代谢途径，因为在血液里有充足的氧气供应。但是考虑到新生血管的主要作用就是为原本缺氧的组织和区域提供氧气，所以氧化代谢途径也许不是一个很好的选择。因为如果血管内皮细胞依赖丙酮酸氧化代谢途径，那么就会大量消耗血液里的氧气，从而无法满足缺氧组织的血氧供应。De Bock等人对此问题展开了研究，他们想知道糖酵解作用除了为血管生长供能之外，是否还能够对血管生长起到一定程度的调控作用。他们发现，6-磷酸果糖-2-激酶/果糖-2,6-二磷酸酶3（6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-biphosphatase 3, PFKFB3，即PFK2）是血管内皮细胞中表达量最高的一种糖酵解酶。PFKFB3酶能够将6-磷酸果糖转化成2，6-二磷酸果糖，而2，6-二磷酸果糖则是磷酸果糖激酶-1（phosphofructokinase-1, PFK-1）的别构激活因子（allosteric activator）。因此，抑制PFKFB3酶只能够部分抑制糖酵解途径，使细胞进入静息期。这与其它完全抑制糖酵解途径的方法不一样，其它那些完全抑制糖酵解途径的手段最终会促使细胞死亡。血管发生是一个动态的过程，需要多种内皮细胞的参与。长有很多线状伪足（filipodia）的尖端细胞（tip cell）在血管发生过程中就好像一个“开路先锋”，它们会首先迁移到新生血管将要生长到的地方，随后再由增殖能力很强的血管茎细胞（stalk cell）跟上，形成新生血管。VEGF能够激活尖端细胞，而Notch信号因子则能够起到相应的抑制作用，同时Notch信号因子还能够促进血管茎细胞的生长，详见附图。PFKFB3不仅有助于尖端细胞的形成，而且还可以抑制Notch信号因子对血管茎细胞的活化作用。有意思的是，虽然VEGF和成纤维细胞生长因子（fibroblast growth factor）这种促血管生长因子能够诱导PFKFB3因子表达，但是糖酵解过程对VEGF受体2信号通路却没有任何作用，这说明生长因子信号通路与糖酵解作用对尖端细胞的活化作用是互相独立的。至于为什么血管上皮细胞会选择糖酵解途径供能，还有一种理论认为，这是因为糖酵解酶只在尖端细胞的线状伪足里选择性表达。因此，尖端细胞在伸出线状伪足，进入缺氧地带的时候，就可以利用糖酵解途径快速获得ATP能量供应，填补它快速合成肌动蛋白丝（actin filaments）等细胞骨架结构时巨大的能量供应缺口。Sawada等人根据上述这些发现，最近又在血管上皮细胞里发现了一种代谢调控因子，这种调控因子能够通过特异性激活Notch信号通路，同时影响血管发生信号通路的机制，抑制血管发生作用。过氧化物酶体增生物激活受体γ共活化因子1α（Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1–α, PGC-1α）是一种转录共活化因子，该因子参与了线粒体的生物发生过程，同时也参与了线粒体的功能。该因子在糖尿病患者和小鼠的血管内皮细胞中也有非常高的表达量。与PFKFB3因子对Notch信号通路的抑制功能不同，PGC-1α因子能够促使Notch因子活化，所以被认为具有抑制血管发生的功能，而且还能够增强血管茎细胞表型。此外，PGC-1α因子还能够抑制血管发生信号通路。所以激活PGC-1α因子也许能够抑制病理性血管增生疾病。血管发生过程中的代谢调控机制。（A）糖酵解酶PFKFB3、转录共调控因子PGC-1α，以及信号因子Notch参与了血管发生过程中的代谢调控机制以及尖端细胞和血管茎细胞的形成过程。科学家们已经发现了能够促进PGC-1α因子表达的小分子物质，但是尚未对这些小分子物质的血管发生抑制活性进行测定。（B）小分子物质3PO能够通过抑制PFKFB3活性的方式抑制血管发生过程。科研人员通过遗传学筛查的方式已经找到了一些具备抑制PGC-1α因子表达功能的分子，其中就包括微管抑制剂（microtubule inhibitors）和蛋白合成抑制剂。更重要的是，这些分子能够激活PGC-1α介导的氧化磷酸化途径，不过现在还没人研究过促使PGC-1α表达是否能够抑制血管发生作用。但是最近的概念验证研究提示我们，血管内皮细胞糖酵解途径是治疗血管发生相关疾病的一个非常好的作用靶点。Schoors等人使用能够抑制PFKFB3活性的小分子物质3PO（3-(3-pyridinyl)-1-(4-pyridinyl)-2-propen-1-one）进行了试验研究，他们的试验对象是银屑病（psoriasis）和结肠炎（colitis）的临床前模型（preclinical models），结果成功的抑制了血管生成。银屑病（psoriasis）和结肠炎这类炎症性疾病都会因为血管生成而加重病情。有意思的是，在黄斑变性（macular degeneration）和视网膜病变（retinopathy）这两种因为血管增殖而发病的动物模型实验中发现，针对PFKFB3也能够增强VEGF信号通路抑制剂的功效。单独使用VEGF信号通路抑制剂效果不佳可能是因为伴随的糖酵解途径还是发挥了促血管生成作用。研究抑制PFKFB3诱导的糖酵解途径，或抑制PGC-1α的诱导表达作用，看看是否能够借此手段抑制血管发生，从而达到抗癌的治疗作用，这是一个非常值得研究的课题。抑制PFKFB3，或抑制对PGC-1α的诱导表达作用能够使脉管系统达到稳态，所以无论对上述这两条途径中的哪一条途径施加影响，都能够在血管发生机制被激活的情况下影响血管内皮细胞，使血管内皮细胞维持在静息状态。此外，基于多种原因，肿瘤细胞也和血管内皮细胞一样，倾向于选择糖酵解途径供能（此即所谓的Warburg效应），以此来适应肿瘤组织中缺氧的环境，下调线粒体的功能，关闭细胞凋亡程序。最近开展的一系列研究已经发现了多个能够阻断肿瘤细胞糖酵解途径的靶标，并且已经取得了非常不错的试验结果，但还需要开展进一步的研究，明确这些作用机制是否只限于肿瘤细胞内，亦或这些肿瘤组织的新生血管就是抗癌效果的作用途径和机制。

钠离子通道和钙离子通道分别允许钠离子和钙离子进入细胞，充当着细胞非常关键的门户。许多重要的生命过程都依赖于正确的钠离子和钙离子浓度，例如健康大脑中的信息交流和心脏收缩。日前，科学家们发现，细胞的钠离子通道和钙离子通道采用相同的方式，对离子的流入量进行控制。这项发表在《细胞》（Cell）杂志上的成果，将有助于人们开发新药，治疗癫痫、心脏病、肌无力等与离子通道有关的疾病。早在 20 世纪 90 年代人们就发现，钠离子通道和钙离子通道的一部分具有惊人的相似性，而它们的其他部分却大相径庭。论文资深作者 Johns Hopkins 大学医学院的 David Yue 教授表示：“我们的研究显示，这个‘通用元件’源自于两种离子通道的共同祖先。”研究人员发现，钙离子通道中的这个通用元件支持着一个重要的功能，当细胞内的钙离子水平较高时它能阻止通道打开，防止细胞累积过多的钙离子。这种控制需要钙调蛋白 calmodulin 结合在通用元件上， calmodulin 负责感知钙离子。钠离子通道中是否也存在类似的机制呢？在此之前，不同研究团队报告了相互矛盾的结论。人们甚至怀疑通用元件是不是已经在漫长的岁月中受损，又或者这种机制压根就不成立。Yue 实验室的 Manu Ben-Johny 对这个问题进行了研究。“我们认为，这些矛盾性的结果与传统方法存在缺陷有关。”为此，研究人员构建了能够由光照开启的分子“牢笼”，并将钙离子与之结合。他们通过这一途径将钙离子“偷运”进细胞，以便研究钙离子浓度突然改变对钠离子通道的影响。研究显示，当钙离子浓度升高时， calmodulin 会与钠离子通道的通用元件结合，阻止它们开启。Yue 指出，发现钠离子通道和钙离子通道的通用控制元件，将产生深远的影响。例如，可以帮助人们进一步理解钙离子调控缺陷所造成的疾病。此外，“人们一直在寻找调控钠离子通道和钙离子通道的新方法，靶标通用控制元件将会成为一个全新的途径。”

遗传信息的载体DNA常常受到外源和內源性损伤的威胁。DNA-蛋白质交联是一种非常特异的DNA损伤。然而到目前为止，对于特异性针对DNA-蛋白质交联的修复机制仍几乎一无所知。来自马克斯普朗克生物化学研究所的Stefan Jentsch研究小组，现在发现了一种蛋白酶能够砍下DNA-蛋白质交联的蛋白元件，使得生物体能够在即便是出现交联的情况下拷贝它们的遗传信息。这些研究结果对于理解基因组完整性和癌症形成具有重大的意义。每个细胞中的DNA都极易受到各种损伤的影响。细胞反应的一些副产物：诸如甲醛一类的活性化合物可以引起一种特异的损伤——蛋白质与DNA交联。重要的是，几种毒性极大、可干扰DNA复制等一些重要过程的抗癌药物也可引起DNA-蛋白质交联。在新一轮的细胞分裂之前，细胞需要解开DNA双螺旋以便拷贝它的遗传信息。DNA-蛋白质交联通过阻挡复制解旋酶，由此阻止了DNA复制及随后的细胞分裂。在Stefan Jentsch实验室中，科学家们现在确定了Wss1蛋白酶是砍下DNA-蛋白质交联蛋白质元件的一个新型护卫因子，由此使得细胞能够复制它们的基因组。博士生Julian Stingele发现，缺失Wss1的细胞对甲醛尤其敏感，极易受到DNA-蛋白质交联的影响，出现基因组不稳定。值得注意的是，Wss1具有一个独特的性质，其只在存在DNA的情况下切割蛋白质，表明这种酶具有专门的职责，即除去基因组中的交联，由此保护基因组稳定性。由于修复DNA损伤对于防止癌症形成至关重要，这对于了解这一潜在的细胞机制具有极其重要的意义。新发现的DNA-蛋白质交联修复信号通路对于快速分裂的细胞尤为重要。由于癌细胞比大多数人类细胞的分裂速度要快，Wss1有可能是未来癌症治疗的一个有吸引力的药物靶点。

2014年7月3日，Cell Stem Cell杂志发表了题为“Targeted Gene Correction Minimally Impacts Whole-Genome Mutational Load in Human-Disease-Specific Induced Pluripotent Stem Cell Clones”的研究论文。该工作由美国Salk研究所Juan Carlos Izpisua Belmonte实验室、华大基因（BGI）李英睿团队和中科院生物物理研究所刘光慧研究组合作完成，是首次利用全基因组测序（WGS）明确了现有疾病基因组靶向矫正工具的安全可靠性，并创建了效率远高于目前基因组靶向编辑技术的新型人类遗传突变修复工具telHDAdV，为开展以干细胞为基础的基因治疗提供了重要的理论依据。人诱导多能干细胞技术（iPSC）的出现，促进了人类疾病基因组靶向矫正技术的快速发展。目前可用于人类疾病基因组靶向矫正的方法包括：核酶介导的DNA同源重组技术（如ZFN，TALEN及CRISPR/CAS9等）以及不依赖于核酶的大片段DNA同源重组技术（以第三代腺病毒载体HDAdV为代表）。经遗传修复的自体干细胞具有治疗自身疾病的潜力，因此在个体医学和再生医学中具有广阔的应用前景。刘光慧研究团队曾最早利用HDAdV介导的基因组靶向编辑技术在儿童早衰症患者iPSC中实现了对致病基因LMNA的靶向修复，从概念上证实了在病人细胞中原位矫正遗传突变的可行性。他们继而矫正了帕金森氏症和范可尼贫血症患者干细胞中的致病突变，为这些遗传疾病的机理研究、药物评价及个性化干细胞和基因治疗奠定了基础。在该项研究中，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。发现这三种基因矫正方法对于HBB基因具有类似的打靶效率。同时，全基因组深度测序结果显示，TALEN和HDAdV在基因矫正过程中最大限度地保持了病人基因组的完整性，从而提示了这些方法的安全可靠性。进而，研究人员充分整合TALEN和HDAdV作为基因组靶向修饰工具的独特优势，发展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。同一个telHDAdV可有效涵盖HBB基因座上所有可能包含的遗传突变，因此可被广泛应用于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的基因修复。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，可被应用于不同种类的人类致病基因突变的靶向矫正。该研究打消了干细胞和再生医学研究领域针对疾病基因靶向修复安全性的忧虑；同时，新型基因矫正载体的问世也将有助于加速干细胞临床转化的步伐。Cell Stem Cell杂志同期发表的题为“What's Changed with Genome Editing?”的Preview评论说：“这些发现将无疑鼓舞将基因组靶向编辑技术进一步应用于疾病研究和临床治疗”。该工作得到科技部、基金委及中科院干细胞与再生医学战略先导专项等资助。

包含肺结核细菌的痰液样本遇到CDG-3能够发出荧光。图片来源：Jeffrey D. Cirillo 一种便宜的便携诊断系统可以将辨识肺结核（TB）细菌的时间从几周乃至数月缩减至不足半小时，从而有望帮助医生赶在病人不知不觉将这种疾病传染给他人之前对其展开治疗。 美国加利福尼亚州斯坦福大学流行病学家Jason Andrews指出，导致TB的细菌——结核分枝杆菌——在实验室中生长得非常缓慢，因此临床医生鲜有选择来确诊这种传染病。他们要么尝试着从一个样本中培养细菌——这大约需要2个月的时间，要么尝试着在涂抹于一块载玻片上的痰液样本中寻找这种细菌，而这种技术每次大约会漏掉一半的传染病细菌。 由加利福尼亚州森尼维尔市希菲尔德公司研制的一种名为GeneXpert的方法——并于2010年得到了世界卫生组织（WHO）的大力支持，能够在两三个小时内准确测定结核分枝杆菌的脱氧核糖核酸（DNA），但这种方法需要专门的设备以及人员培训，因此对于农村地区或发展中国家而言有些不切实际。 为了加速这一过程，斯坦福大学化学家Jianghong Rao与得克萨斯农工大学健康科学中心微生物学家Jeffrey Cirillo研制了一种名为CDG-3的化学制品，这种化合物在被结核分枝杆菌的一种名为BlaC的酶分解后便会发光。研究人员发现，利用这种方法，他们在1毫升样本中便可以检测到10个细菌。 研究人员随后利用采自得克萨斯州的50个痰液样本对这种方法进行了测试。结果表明，该方法可以正确识别所有在显微镜下可见的结核分枝杆菌样本，同时还能够识别80%不可见的传染源。在对非TB患者进行测试时，CDG-3探针的诊断准确率达到了73%。研究人员在7月3日的德国《应用化学》网络版上报告了这一研究成果。 新泽西州纽瓦克市罗格斯大学传染病专家David Alland表示，尽管这项测试有着令人印象深刻的敏感性，但健康人有27%的几率被误诊为TB的事实意味着它将成为一种最有用的分诊方法。例如，在一些偏远的山村，这种方法可以用来排除那些不需要治疗的人们，以便为剩下的人用更昂贵和精确的方法——例如GeneXpert——进行更进一步的临床测试创造条件。在2013年发布的一项研究结果中，Alland及其同事通过计算得出，一套假设的分诊系统能够削减30%到40%的开销。 Rao和Cirillo如今正在与得克萨斯州的诊断公司GBDbio合作，开发一种靠电池供电的便携装置。该装置将能够识别CDG-3被分解时发出的荧光。该公司首席执行官Michael Norman表示，他们希望能够在2015年完成研制工作并顺利上市。他预测，一次单项测试将花费5美元，并且用不了30分钟便能够给出诊断结果。 阿尔伯克基市新墨西哥大学毒理学家Graham Timmins说：“这里为更快速的分诊测试留下了许多空间。”他指出，从健康的角度而言，假阴性（导致感染者被送回家）比假阳性（这会使健康人接受不必要的治疗）更令人担忧——尽管过度使用抗生素会导致耐药性。他称赞这篇论文实现了从实验室到临床的“巨大飞跃”，但他同时表示，该项技术还需要对更加广泛的人群进行测试。 Rao和Cirillo表示，他们正在确认CDG-3的测试结果，并且在更大的人群中进行试验，其中包括一些发展中国家。肺结核是由结核分枝杆菌引起的慢性传染病，可侵及许多脏器，以肺部结核感染最为常见。排菌者为其重要的传染源。人体感染结核菌后不一定发病，当抵抗力降低或细胞介导的变态反应增高时，才可能引起临床发病。若能及时诊断，并予合理治疗，大多可获临床痊愈。  

厦门大学生命科学学院林圣彩教授课题组近期的一项研究，找到了体内细胞调控代谢的一个“开关”，由它可以“下达”细胞合成代谢或分解代谢“命令”，从而解开了细胞能量代谢研究领域的一个谜底。能量代谢是细胞中最基本、最重要的活动之一。当能量水平下降时，细胞能通过其感应因子加快能量产生；当能量充裕时，细胞则通过另一感应因子加快耗能的活动，从而维持总体能量平衡。林圣彩介绍，近年来的研究已经发现，能量代谢平衡调控是由多个与之相关的信号通路所介导，其中最为重要也最被广泛研究的有两条：AMPK信号通路和mTOR信号通路。简单说来，AMPK信号通路开启的是分解代谢通路，mTOR信号通路开启的则是合成代谢通路。随之而来的问题是，下达合成代谢和分解代谢“命令”的“指挥官”是谁，又何时下达？林圣彩课题组破解了这个谜底。7月3日，这一研究成果在国际顶尖学术杂志《细胞》子刊《细胞-代谢》在线发表。他们发现了控制这两个截然相反的代谢路径的“开关”。让人诧异的是，它还竟然是同一个“开关”。这是一种分布在细胞内膜的名为“v-ATPase-Ragulator”的蛋白质复合体。通俗点儿说，当细胞内能量水平降低时，这个蛋白质的形状会发生变化从而让能激活AMPK的复合体与其相互作用，使之被激活。激活后的AMPK最终下达分解代谢“命令”。反之，当细胞内能量水平较高时，mTOR将与“v-ATPase-Ragulator”的蛋白质复合体相结合并被激活，开启合成代谢通路。

自2009年起，每年2月的最后一天被定为“国际罕见病日”，社会呼吁治疗罕见病从了解开始。因为“罕见”，所以罕见病患者往往缺少医疗药品资源且病情严重。患者对自己的病情了解的少，绝大部分医务人员对罕见病治疗缺乏经验和研究，社会大众也因对罕见病缺乏了解而把罕见病患者当作“异常”来看待。罕见病真的如此无助而让患者、医生、社会都望而却步吗？罕见病多达七八千种其实认识罕见病并不难，首先要从认识罕见病与人体基因的关系开始。罕见病往往是遗传疾病，也就是病人的某些或某个基因出现了少见的突变。世界卫生组织(WTO)将罕见病定义为患病人数占总人口的0.65‰至1‰之间的疾病或病变，目前已经确认的罕见病有7000至8000多种，约占人类疾病的10%。目前，治疗罕见病的方法主要有三种，即对症支持治疗、酶替代治疗（即持续注射国外研制的生物制剂）和骨髓移植。但前两种方法通常资源有限且费用昂贵。据了解，目前我国骨髓库中的人类白细胞抗原(HLA)分型数据多数是低分辨的，不能确保供者和患者的HLA在基因水平上真正匹配，患者往往需要和多个低分辨匹配的志愿者逐一进行高分辨复核还不一定能找到合适的供者，而高分辨率配型目前费用昂贵，多次高配的费用可多达数万元,是既耽误了患者宝贵的时间，又大大增加其的经济负担。基因技术“揭秘”两年前，深圳华大基因和美国费城儿童医院在深圳启动一项首期对1000个罕见病患者进行外显子测序及生物信息学分析的中外合作研究项目，双方希望通过对1000种罕见病基因组学研究，寻找到更多与罕见病相关的致病基因，为疾病的临床诊断和个性化治疗奠定坚实的遗传基础。此外，自2008年起，华大医学自主成功研发了HLA高分辨基因分型技术，这种新型高分辨配型技术，成本甚至不到低分技术的一半，使建立高分辨HLA数据库成为可能，推动了中华骨髓库高分辨入库工作。高分辨数据库不仅有利于快速准确地找到合适供者，大大提高骨髓库的使用率，而且可以为HLA的科学研究与技术创新提供基础性的数据支持。不但能避免多次配型给患者造成的额外经济负担，也为治疗争取宝贵的时间。华大医学自开展HLA高分辨分型检测以来，不断探索将新的测序技术运用于HLA高分辨分型检测，在检测通量、数据质量、交付周期和成本控制等方面都有质的飞跃，为临床、科研合作和志愿者数据入库等工作提供了良好的解决方案，为广大患者提供了快速、直接、可靠的检索数据。目前，华大医学共完成逾39万例HLA高分辨分型检测，其中为中国造血干细胞捐献者资料库（中华骨髓库）检测并上传的HLA高分辨分型数据超过29万例，有929位配型成功，而上千名华大员工也积极签署了捐献者协议，其中三名员工已成功完成了造血干细胞的捐献。2014年，在对粘多糖病患者潘子琪的治疗中，华大医学通过HLA分型技术为子琪与其姐姐成功配型。除了粘多糖病，华大医学也一直关注结节性硬化症(TSC)、视网膜色素变性（RP）、先天性重度结合免疫缺陷症（SCID）等罕见遗传病。到目前为止，华大医学已经与中国结节性硬化症互助联盟及张宏冰教授的团队合作完成300余例的基因检测，突变检出率达到85.9%。“疾病罕见，关爱常在”。华大医学所使用的基因组学研究方法不仅推动了医学领域对于罕见病的认知和治疗研究，也揭示了罕见病的“基因秘密”。随着对罕见病了解的不断深入，罕见病患者会获得更多关爱，同时基因技术也将助力避免罕见病的困扰。

近日刊登于美国《国家科学院院刊》上的一项研究说，形成地衣的真菌（dictyonema glabratum）可能代表了数百种未被发现的物种。这种真菌是热带山地及南方温带灌木丛林地和森林中具有生态重要性的“居民”之一。真菌的数量预计约为150万~300万种。地衣真菌长久以来被认为只构成了真菌的一小部分，并且是单一的分类单元。这种真菌实际上有未知的物种多样性隐藏在研究较少的热带小型地衣中。在把地衣真菌重新分类为由总计16个物种组成的两个单独的属Cora 和Corella之后，美国芝加哥菲尔德博物馆的Robert Lücking及其同事使用了DNA条码以及系统发生分析技术，结果发现它事实上由至少126个具有独特形态的物种组成，具有形态学和栖息地偏好方面显而易见的差异以及高度的特有分布。此外，研究人员使用拉丁美洲与加勒比地区的网格图，跨越了这种真菌的主要分布范围，并且使用了基于网格的建模，结果发现了这种真菌更大的物种丰富程度——迄今为止约有452种单独的物种被一个名字掩盖了。作者说，由于地衣真菌的蓝细菌伙伴固定了大气的氮，而这些地衣充当了生物肥料，因此这些发现可能对于物种保护具有意义，并且提示安第斯高寒带可能是进化的一个温床。研究人员还表示，鉴于这些地衣在濒危生态系统中的重要性，应该精确记录此类物种丰度。

Sanford Burnham医学研究所的科学家们发现，肿瘤周围的细胞和组织缺乏蛋白p62，实际上有助于肿瘤的生长和发展。这一发现于七月三日发表在Cell旗下的Cancer Cell杂志上。 这项研究告诉我们，肿瘤周围的细胞和组织（基质），与癌症的发生、生长和扩张有着密切的关系。目前的癌症治疗主要以肿瘤本身为目标，实际上靶标肿瘤微环境也同样重要。 “我们揭示了基质细胞促进肿瘤发生的具体机制，”Sanford Burnham医学研究所的Jorge Moscat博士说。“p62在基质中作为抗炎症的肿瘤抑制子，对炎症性环境和促癌信号加以控制。如果基质的p62缺失，肿瘤就会长得更大，也更容易发生转移。” 位置不同引起的差异Moscat和同事此前曾发现，在前列腺癌和肺癌上皮细胞中激活p62，有助于肿瘤的发展。据统计，大约有85%的癌症属于上皮细胞癌。 他们在这项研究中，对肿瘤周围的p62进行分析，结果发现不同位置的p62有着截然相反的效果。“p62会激活一个称为mTOR的蛋白，目前许多抗癌药物都将mTOR作为靶标，”文章的共同作者Maria Diaz-Meco教授说。 “我们的研究意味着，去除p62和抑制mTOR的治疗策略会对肿瘤周围的细胞造成影响，最终反而让肿瘤从中受益。正因如此，许多阻断mTOR的药物在临床试验中并未获得很好的效果，”Diaz-Meco说。 p62的作用机制研究人员分析了两百多个人类前列腺肿瘤（Gleason评分2到10），并由此发现了基质p62对肿瘤生长的重要影响。Gleason评分以病理学为基础对前列腺肿瘤进行分级，最高分（10）意味着癌症很容易扩散。研究显示，在得分最高的样本中，基质p62的水平要低得多，这说明p62有一定的保护性作用。 为了进一步理解p62的作用机制，研究团队将前列腺癌细胞分别引入正常小鼠和p62缺陷型小鼠，并监控肿瘤的形成。他们发现，与正常小鼠相比，p62敲除小鼠的前列腺肿瘤更大。也就是说，p62缺失实际上有助于前列腺癌的生长。 研究显示，p62缺陷型小鼠体内的IL-6水平升高，IL-6是一种促炎症的细胞因子（信号分子），能促进肿瘤细胞的增殖和抑制细胞死亡。 “这项研究为人们展示了肿瘤与微环境的复杂关系，由此可见癌症治疗需要综合性更强的途径，”Moscat说。“对促进肿瘤生长的炎症信号加以抑制，同时对肿瘤进行靶向性治疗，可以有效改善癌症的治疗效果。”

肉毒杆菌（Clostridium botulinum）是一种生长在缺氧环境下的致命病菌，存在于腐烂、未煮熟的食物和土壤中。这种细菌分泌的肉毒杆菌毒素对人体的危害极大，是毒性最强的毒素之一，也是一种潜在的生化武器。日前，加州大学Irvine医学院的科学家们解析了肉毒杆菌毒素穿过肠道壁进入血液的分子基础，相关论文刊登在了近期出版的《科学》（Science）杂志上。这项研究为人们揭示了阻断这种致命毒素的新途径。肉毒杆菌释放的神经毒素能够使感染者瘫痪甚至死亡，人们把肉毒杆菌引发的这种疾病称为肉毒杆菌中毒（botulism）。这种神经毒素根据抗原性的不同分为A、B、C1、D、E、F、G等血清型，而这项研究针对的是A型。加州大学的副教授金荣生（Rongsheng Jin，音译）一直致力于肉毒杆菌的相关研究，曾在Nature、Science等顶尖杂志上发表多项成果。（例如Science：首个神经毒素复合物3D结构）肉毒杆菌的神经毒素发挥作用，需要穿越肠道的上皮屏障。为此，神经毒素与三个细菌蛋白（血凝素HA）结合形成了复合体。为了理解毒素复合体与细胞粘附蛋白的互作机制，研究人员在神经毒素、血凝素和 E-cadherin三者结合之时，解析了整个复合物的晶体结构。E-cadherin是维系肠道上皮屏障的重要蛋白。研究显示，肉毒杆菌毒素与E-cadherin的结合，影响了E-cadherin的正常功能，破坏了肠道壁细胞之间的紧密联系。复杂的毒素分子可以由此穿越肠道的上皮屏障，进入血液循环。“肉毒杆菌分泌的毒素太大了，看起来难以突破上皮细胞之间的紧密连接，”金荣生副教授说。但现在我们知道，这种毒素有个内应可以从内部开启“城门”。人们可以在此基础上开发更有效的方法，阻止致命肉毒杆菌的致命毒素进入血流。最后，研究人员还在晶体结构的基础上，构建了突变版的肉毒杆菌毒素复合体，使其中的HA不能与上皮细胞的E-cadherin结合。他们发现，尽管这种复合体含有活性完全的神经毒素，但口服毒素的小鼠并没有受到毒害。这是因为突变HA丧失了破坏细胞连接的能力，毒素无法被肠道避的上皮层吸收。

由杜克大学医学院、密歇根大学和斯坦福大学的科学家们组成的一个研究小组，确定了与机体响应光和疼痛等刺激相关的一种细胞信号复合物的基本结构。这一由一种人类细胞表面受体及其调控蛋白构成的复合物，揭示出了人们从前猜测却未直接证实的一个两步骤机制。发表在6月22日《自然》（Nature）的新研究论文，提供了活动中的G-蛋白偶联受体(GPCR)的结构图像。杜克大学医学院医学教授、霍华德休斯医学研究所研究员Robert J. Lefkowitz博士说：“阐明这些受体的运作，对于完全了解我们的机体响应包括光线、激素和各种化学物质在内的一系列广泛刺激的机制至关重要。”Lefkowitz与密歇根大学生命科学学院的Georgios Skiniotis教授，以及斯坦福大学医学院的心脏病学教授Brian K. Kobilka博士是这篇论文的共同资深作者。Lefkowitz与Kobilka因各自与GPCRs相关的研究发现，共享了2012年的诺贝尔化学奖。GPCRs是最大的人类疾病药物靶标家族，其涉及心血管疾病、神经系统疾病和各种类型的癌症。蛋白质β-arrestin对于调控这些蛋白至关重要，作者们显现了β-arrestin蛋白与参与人类“攻击或逃避”（fight-or-flight）反应的受体形成的复合物的图像。“Arrestin的主要作用是给GPCR信号戴上帽子。阐明这一复合物的结构对于了解这些受体丧失反应，从而阻止异常信号的机制具有极其重要的意义，”Skiniotis说。“由于这一蛋白质复合物不稳定且高度动态，实验要求分离大量的蛋白质，对这一信号装置进行高分辨率显像是一个挑战，”共同主要作者Arun K. Shukla。Shukla与杜克大学的Lefkowitz合作，现在印度理工大学生物科学和生物工程系建立了一个独立的实验室。在获得可直接进行结构显像的材料后，作者们利用电子显微镜揭示出了这一信号装置中单个的分子彼此之间的组织构建方式。将数以千计的单幅图像组合到一起生成了更好地有关这一分子结构的图像。他们通过交联分析和质谱法检测进一步阐明了这一图像。作者的下一个目标是利用X-射线晶体学获得了有关这一装置的更多细节。然后在实验中利用这些原子细节来设计出一些新型药物，更好的了解GPCR生物学的一些基本概念。Shukla说：“这还只是开始，还有漫长的路要走。我们还必须显像其他GPCRs的相似复合物，从而全面地了解这一受体家族。”

据一项新的研究报告，在实验室中设计的放射性标记的带荧光的磷脂化合物可检测并追踪癌症的扩散，甚至能将那些相对来说一直对目前疗法有抵抗性的细胞作为标靶。如果这些结果能在进行中的临床试验中得到确立，那么这类被称作APC同源物的化合物或是一种比目前的以肿瘤作为标靶的载体要更好的基于细胞的癌症检测工具；它们也可帮助医生更准确地判断癌症在全身的扩散。由Jamey Weichert及其同事设计的这些同源物（它们是药物，其在结构上类似在自然界发现的化合物）可对许多不同类型的肿瘤进行检测及成像。在数个涉及肿瘤细胞、啮齿动物模型及病人的实验中，该研究团队发现，APC同源物可局灶存在于许多不同种类的癌细胞。以这种方式，它们不像其它通常以某特定肿瘤类型为标靶的显影剂；这些放射性标记的APC同源物可同时显示许多不同类型的癌症。关键是，这些同源物不会在正常组织中积聚。APC同源物还可跨越血脑屏障并标记脑中的癌细胞，其中包括对治疗具有抵抗性的脑癌干细胞亚组。磷脂是细胞膜的一个关键成分，一旦APC同源物进入肿瘤细胞，它们会被结合至细胞内膜中并被困在那里。研究人员在进行了更仔细的观察时发现，细胞膜的被称作脂筏的特别区域在APC同源物被摄入到肿瘤细胞的过程中起着重要的作用。APC同源物的自动归导肿瘤的能力使得它们可能成为检测肿瘤及治疗输送的强有力的工具。

美国科学家11日说，他们利用正在野鸭中传播的流感基因片段，制造出与“西班牙流感”病毒极度相似的一种致命病毒。尽管研究人员认为这项成果有助于应对下一场流感大流行，但这个实验仍被一些人批评为“鲁莽”、“疯狂”和“危险”。“西班牙流感”暴发于1918年，当时曾导致约4000万人死亡，是有史以来对人类打击最大的一次流感大流行。美国威斯康星大学麦迪逊分校研究人员在新一期美国《细胞-宿主与微生物》杂志上报告说，他们从野鸭流感病毒中找到8个基因片段，利用它们组合出一种与“西班牙流感”病毒极相似的新病毒，两者只有3％的氨基酸不同。利用雪貂进行的实验显示，新病毒致病能力高于普通禽流感病毒，但低于“西班牙流感”病毒，不能通过飞沫传播。雪貂由于其呼吸系统的一些特征与人相似，常被用于测试流感病毒的危害。然而进一步的研究发现，只要让上述新病毒的一些关键蛋白的7个氨基酸变异，它的传播能力就会显著提高，可以轻易通过空气传播感染雪貂。研究人员认为，新病毒具有在人群中引起流感大流行的可能。这一实验的负责人是威斯康星大学麦迪逊分校的病毒学教授河冈义裕，2011年他与荷兰医学家罗恩·富希耶共同研究H5N1禽流感病毒的传播能力会如何增强，但其实验方法受到批评。后来相关实验暂停一年，直到2013年才重新启动。对于新实验，河冈义裕说，它表明“自然界中就存在可能在未来导致严重流感大流行的基因库”，“由于自然界中的禽流感病毒只需些许变化就可能适应人群并引起大流行，因此了解其中的适应机制、鉴定其关键变异至关重要，这样我们将能更好地予以应对”。河冈义裕还表示，这一实验在安全等级相当高的实验室里实施。尽管如此，英国皇家学会前主席罗伯特·梅教授仍对媒体表示，这一工作“完全疯狂”，整个事件“极度危险”。哈佛大学教授马克·利普西奇同样表示担忧：“即便是在最安全的实验室中，这也是危险行为。科学家不应该冒这样的风险，除非存在强有力的证据表明他们的工作可以拯救生命，但他们的论文没有提供（这样的证据）。”上个月，利普西奇还与耶鲁大学专家艾利森·加尔瓦尼联合撰文警告说，类似河冈义裕的实验可能导致病毒无意间“逃出”实验室，从而引起一场流感大流行。有一种观点认为，曾造成许多人患病乃至死亡的H1N1流感病毒就是源于一次实验室事故。

合成生物学的目标之一就是构建那些复杂的人工合成有机体。目前，在酵母细胞中已经取得了阶段性的进展——采用分段式方法，研究者已经可以将整个酵母染色体转化成为合成序列了。生物细胞其实很像是一台计算机——基因组可以比作软件，它负责对细胞的构成进行编码，细胞器则犹如计算机的硬件，负责读取并运行软件的命令。DNA技术的进展使得这个领域的科学家能够以生物学“软件工程师”的角色来进行工作，把新的生物“运行系统”装载到细胞中去。的确，就在2010年，蕈状支原体（Mycoplasma mycoides）的整个基因组被人工合成的基因组所取代，从而产生了第一个合成细胞。如今，Annaluru等人在《科学》（Science）杂志上发表了文章，描述他们的小组是如何开始重写更加复杂的有机体——酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）的基因组的。研究者们在文章中叙述了他们怎样在这个酵母中设计并构建出具有功能的合成染色体，这是他们将近十年的研究过程中里程碑式的成果。著名的理论物理学家理查德·费曼（Richard Feynman）曾说过：“我不能创造出来的东西，我就无法理解。”这句话激发了来自全世界各地的合成生物学家的灵感。当然，这并不意味着我们对于可以创造出来的东西就一定能够完全理解。事实上，在我们建立DNA的能力与我们对DNA的编码能力及内容的理解之间还存在着巨大的差距。在酵母（这是第一次在真核生物里实现这一创举，真核生物包括植物、动物及真菌）中构建合成染色体代表着我们正在缩小这种差距的路上迈出了一步。构造酿酒酵母这种被广泛用作模型有机体的合成染色体之所以具有如此重大的意义，是因为这使得科学家可以借以研究在真核细胞内生命维持的必需条件，因为合成有机体可以很容易地被人工操控。可以说，这项研究起始于计算机，Annaluru及其同事们利用计算机下载了共享的酿酒酵母（S. cerevisiae）染色体的DNA序列（染色体III）。接下来，他们设计了相关的遗传改变，犹如对计算机软件进行编辑，从而将特异性的改变引入到染色体中去。这些编辑包括删除可有可无的DNA序列；使用特别序列进行标记，以使研究者能够区分天然DNA和人工改造的DNA；以及使用另一段DNA序列代替旧有的具有基因转录功能的DNA序列，并执行旧有DNA序列原本的功能。此外，研究者通过引入特定的基因信号，去除掉那些非必需DNA序列，从而使得染色体大小得以缩减。这样可以帮助研究人员确定为发挥某一生物功能，或在某种特定生长条件下有机体生存所需的最少基因序列数量。这个信息是很关键的，因为这可以让我们更具有预见性地去书写生物学“软件”，从而保证合成细胞最终可以有效的运行“软件”所编写的程序。Annaluru及其同事为了构建合成染色体，把设计的DNA序列打断成相互重合的长度为70个核苷酸的若干片段，采用化学合成方法合成。来自约翰霍普金斯大学（Johns Hopkins University）修读“建立一个基因组（Build-a-Genome course）”课程的学生们负责运用DNA组装方法把这些DNA片段重新串连成一条大约3000碱基对长度的DNA序列。接下来，通过一次把12段彼此重合的3kb长的合成片段引入到酵母细胞内，连续进行11次整合，原有的染色体序列完全被合成DNA序列所替代。这一整合成果是包含了基因工程染色体III所有序列并和原有天然酵母一样生长的酵母菌株。273kb长度的合成染色体包含超过50,000个序列改变，并且比原有天然序列缩短了14%。这一研究的意义在于，它回答了长久以来一直没有答案的问题：基因组设计如何可以在真核细胞模型中利用生物学规则在基因水平加以操控。例如，基因片段间多余的DNA序列是否可以被去除？不必要的遗传密码是否可以被改写？Annaluru研究小组对酵母所做出的序列改变到目前为止还没有显示出有任何不良的结果，这也预示着未来研究中对基因序列进行修改的可行性。如果两个或以上的基因拥有同样的功能，那么是否意味着其中有的是可以被删除的？在酵母基因组中那些被认为是多余的序列，哪些是可以同时被去除的？研究者已经开始把那些可以同时去除，而不会给酵母的生长带来负面影响的基因罗列出来。回答这些基本问题，是合成酵母小组研究者们的一个目标，他们还同时对大肠杆菌（Escherichia coli）做相似的研究，以期根据这些研究结果更好地了解如何构建只含有维持生命所必需的基因的细菌基因组。两个原核生物基因组在此前曾经用化学合成方法制得——长度为583kb的生殖器支原体（Mycoplasma genitalium）及长度为1,078kb的蕈状支原体（M. mycoides）基因组——可见合成一个长度为273kb的染色体本身并没有什么可大惊小怪的。生殖器支原体和蕈状支原体基因组都被整合入酵母内进行培养，作为额外的染色体而存在。就如同苹果软件在安装了Windows操作系统的电脑上无法兼容一样，合成的细菌基因组也无法启动酵母细胞内的系统，因此在酵母细胞内环境中无法产生可以自我复制的子代细胞。通过基因组移植（genome transplantation），所有细菌基因组都必须携带可兼容的“硬件”进入到细菌主体内，从而将受体细胞转化成新的合成细胞（图.1a）。与之不同的是，Annaluru等分阶段逐渐将天然酵母染色体转化成为具有完备功能的合成染色体，这一切都在靶细胞——酵母细胞内完成（图.1b）。图1|构建合成基因组。a，构建合成细菌细胞，整个合成细菌基因组在酵母细胞内整合完成。在这种情况下，细菌基因组是没有活性的，因为酵母细胞缺少启动细菌基因表达的蛋白质。当合成完成后，合成基因组被转导至具有兼容性的细菌受体细胞内，在那里被启动并产生合成细胞。b，与a不同，Annaluru等人则是在酵母细胞内构建合成性酵母基因组。他们用分步方法使天然基因组被合成DNA代替，从而达到了这一目的。与蕈状支原体细胞完全合成不同的是，染色体III只占酵母基因组的不到3%。现在的问题是：这些设计规则是否可以适用于整个酵母基因组？事实上，在合成百分之百的重组酵母基因组之前，想要获得合成酵母细胞的科学家还有很长一段路要走。然而，通过证实他们的设计原则的可行之处，以及整合了来自全世界各地的科学家们致力于构建另外15个染色体，Annaluru的团队可以说已经为今后最终实现他们的目标打下了坚实的基础。这些已经取得的成果对整个合成生物学界都是巨大的鼓舞。每一个新的成果不仅仅让我们更加了解了生物学本身，同时也为我们指明今后研究得方向和可能的方法，让研究者坚定地在合成生物学领域里走下去——并坚信这将对整个社会产生积极的影响。

在对自己创建多能干细胞的简单新方法（STAP）进行了几个月的激烈捍卫后，日本理化研究所（RIKEN）发育生物学中心的小保方晴子同意撤销发表在《自然》杂志上的两篇论文。RIKEN公共关系主管Satoru Kagaya日前证实，小保方晴子终于同意撤销这两篇论文。他表示，RIKEN将通知《自然》杂志，证实撤销论文的决定将在《自然》上刊登。显然，所有的日本作者都已经同意撤销这两篇论文。但是其美国合著者的立场还不清楚。而且，即使论文被撤销，关于其中有缺陷技术以及结论方式存在的问题仍有待得到回答。小保方晴子最初拒绝撤销论文，并对调查委员会的结论提出申诉。在4月9日的一个新闻发布会上，她承认存在错误，但声称这是由于缺乏经验导致的，而不是有意误导。5月8日，RIKEN的专家组坚持其研究存在不端行为的结论。纪律委员会正在审议可能对小保方晴子及其合著者实行的惩罚措施。不过，对该论文的指控持续累积。上周，据日本媒体报道，撤销发表在《自然》上的论文实际上不会是故事的结尾。RIKEN的一个研究小组正在试图确定STAP现象是否存在以及能否被复制。Kagaya称，小保方晴子已经对该小组提出了建议。他并不能确认小保方晴子是否会加入该小组。一些问题仍然存在，例如这样的有缺陷论文是如何通过同行评议过程的。一些评论家指出，《自然》杂志需要解释发生错误的原因。“作为编辑程序的一部分，这两篇论文中的科学经过了严格的同行评议过程。在同行评议开展之后该论文所呈现的数据中的任何错误正处于调查中。”《自然》杂志的代表称，“我们一直在寻找方法改善我们的流程，从而更好地服务社会。我们还将继续这样做。”

尽管几十年来科学家推测，抑制内源性胰岛素降解，有可能治疗2型糖尿病，并将 IDE （胰岛素降解酶，一种蛋白质，因其能够破坏体内的胰岛素，从而引起糖尿病的易感性）作为一个糖尿病易感基因，但是锌金属蛋白酶 IDE 活性和葡萄糖稳态之间的关系，仍不清楚。最近，哈佛大学、爱因斯坦医学院、加州大学等机构的研究人员，发现了一种胰岛素降解酶抑制剂，可能为糖尿病带来新的治疗方法。相关研究论文刊登在了近期出版的《自然》（Nature）杂志上。在美国有超过2000万人患有2型糖尿病，这种疾病患者体内不能产生足够量的胰岛素。IDE 可去除血液中的胰岛素。到目前为止，糖尿病的治疗策略是：要么给患者注射胰岛素，采用药物使他们的身体对胰岛素更敏感，要么使用其他药物刺激胰岛素的分泌。在这项研究中，他们发现，这些研究结果指向一种潜在的新方法——调节血液中胰岛素的降解。论文作者之一、石溪大学医学院药理科学系助理教授 Markus Seeliger 博士指出：“保护糖尿病患者体内产生的胰岛素残留数量，以响应血糖水平，这是一种有吸引力的治疗选择，特别是2型糖尿病的早期阶段。研究给出了概念性验证实验，表明靶定这个蛋白是非常有前途的。我们所发现的这种抑制剂，成功地减轻了肥胖小鼠2型糖尿病的症状，不仅提高了他们的胰岛素水平，而且还促进了血液中健康的胰岛素信号。”Seeliger 和同事们确定了抑制剂化合物的三维结构，以及它是如何结合 IDE 的。研究小组使用这种三维结构，进一步评估了化合物的性质和特点。他指出，这些研究结果，是开发一种药物调节糖尿病患者血液胰岛素消耗的重要初始步骤。他补充说，或许有一种现实的早期治疗方法，即使用化合物来帮助身体保持胰岛素水平，从而延迟2型糖尿病患者的胰岛素使用。

科学家在《自然-遗传学》报告了与普拉德-威利综合征（PWS）有关的一组基因，PWS是一种与认知障碍和肥胖有关的罕见病。该项研究重点关注了PWS的病因。当从父辈继承获得的15号染色体的副本上的一组基因被压制时，PWS便会发病。Nissim Benvenisty等人利用从PWS患者身上获得的干细胞找出为什么父辈基因被压制是如此重要。他们发现，一种被称为IPW的小型基因对一种完全不同的染色体上的一组基因的正常功能起着必要的影响。有意思的是，这些基因只有在从母辈继承获得的染色体副本上才能被激活。

对研究干细胞疗效的医学专家来说，最大的挑战在于，移植物或细胞常常被主体排斥，这就使一些有潜力挽救生命的疗法进展缓慢。但现在，美国科学家或许消灭了这一“拦路虎”，他们将人体多功能干细胞移植进经过遗传改造的猪体内，不仅没有出现排斥现象，这些干细胞还在“新家”茁壮成长。论文发表在最新一期的美国《国家科学院学报》（PNAS）上，研究人员表示，最新成果意味着，我们朝着用干细胞治疗和治愈多种慢性疾病更近了一步。论文资深作者、密苏里大学动物科学和生物化学教授 Michael Roberts 表示“主体对移植细胞或移植物的排斥是医学研究人员面临的巨大障碍。最新研究表明，猪会接受并‘拥抱’移植细胞，如此一来，我们现在能进一步加快干细胞治疗的研究了。”在最新实验中，研究人员将人体多功能干细胞移植进由该大学生殖生理学教授 Randall Prather 研制出的转基因猪体内。Prather 专门制造出的这种猪拥有的免疫系统，使其能接受所有的移植物而不会出现排斥。研究表明，猪并不排斥外来的人体干细胞，而且，这些干细胞在“新家”也能蓬勃地生长发育。Prather 说，用猪进行实验，取得此类成功非常重要，因为与其它实验动物相比，猪与人类更接近。Prather 解释道：“很多医学研究人员更喜欢使用猪进行研究，因为从解剖学上来说，猪比老鼠更接近人类；猪的大小也更接近人类；而且，猪与人对健康威胁的反应比较类似。这意味着，在猪身上进行的测试和治疗更可能与在人体上进行的研究产生类似的结果。”Roberts 表示：“最新研究为全球的科学家们打开了一扇新的窗户，这意味着，我们朝着用干细胞治疗和治愈多种慢性疾病更近了一步。”

2014年5月14日发表在《科学·转化医学》（Science Translational Medicine）期刊上的一项研究表明，常用药物抗抑郁剂（Antidepressant）可抑制阿尔茨海默病（Alzheimer's disease, AD）脑部斑块的生成。脑部斑块与AD产生的记忆及其它认知障碍紧密相关，因此抑制斑块生长能阻断该病引起的认知减退。正常脑组织能生产β-淀粉样蛋白，在AD病患的脑组织中，该蛋白含量上升并聚集在一起形成斑块，但是有正常认知的人的脑部有时也有斑块。早期的研究表明，脑组织中的血清素（Serotonin）可降低β-淀粉样蛋白的生产。2011年，研究人员在AD小鼠模型中测试了多种抗抑郁剂，结果发现这些抗抑郁剂在24小时后可降低25%的β-淀粉样蛋白。在这项新研究中，研究人员在有脑斑块的年长小鼠中试验西酞普兰的效果，利用双光子成像技术发现，给药28天后，西酞普兰阻止了新斑块的产生并使旧斑块减少了78%。接下来的实验中，他们测试了单剂量的西酞普兰在23位18～50岁没有认知障碍或抑郁症的受试者中的效果，患者脊髓液（Spinal fluid）中β-淀粉样蛋白在24小时后降低了37%。研究人员正计划检测抗抑郁药物对年龄较大的成年患者的效果。如果两周后患者脊髓液中β-淀粉样蛋白含量能降低，那就说明这种有益于AD的治疗是可持续的。不过，研究人员也强调对人使用抗抑郁药以期降低β-淀粉样蛋白的含量还为时尚早，同时也可能会有副作用。

日前，来自英国曼彻斯特大学的研究人员示范了如何利用肺癌患者的血液样本来监视及预测他们对于治疗的反应，从而为个体化治疗这一疾病铺平了道路。这项刊登在《自然-医学》（Nature Medicine）杂志上的最新研究还为在实验室中展开新疗法测试及更好地了解肿瘤的耐药机制提供了一种方法。小细胞肺癌（SCLC）是一种存活率较差的侵袭性癌症，迫切需要新的治疗方法。在许多情况下肿瘤不能施行手术，也难于获得活组织标本，科学家们只能通过很少的样本来研究这一疾病。现在，科学家们检测了利用循环肿瘤细胞( CTCs ，从肿瘤脱落下来，在血液中循环的细胞)以一种微创方式来调查患者疾病的潜能。他们证实相比于罹患其他癌症类型的患者，SCLC患者的血液样本中具有更多的 CTCs 。重要的是，对于每位患者而言 CTCs 的数量都与他们的生存相关——血液中 CTCs 越少的患者生存的时间越长。论文资深作者 Caroline Dive 教授表示：“获得足够的肿瘤组织是我们充分了解SCLC生物学的一个主要障碍。这一液体活检法简单且不具侵袭性，因此易于进行重复操作，使得我们能够研究每位肺癌患者个体肿瘤的遗传学。这也意味着我们有可能得到了一种可行的方法来监测患者对治疗反应，有望让我们能够针对每位患者个体化地定制治疗方案。”此外，研究人员还利用这些 CTCs 在小鼠体内培养出了肿瘤模型，他们将之命名为 CTC 衍生的移植物（CTC-derived explants,CDXs)。当他们用治疗SCLC患者的相同化疗药物处理这些小鼠时，它们显示出与每个供体患者相同的 CDXs 反应。Dive 说：“我们可以利用这些模型来帮助我们了解为什么那么多的SCLC患者会对化疗产生耐药，并寻找和测试潜在的靶向治疗。”

当机体遭遇到一种病原体侵袭时，它会释放出一系列的细胞因子，将免疫细胞吸引到感染位点并引起炎症，因此可以说炎症是人体用来对抗感染的一种防御机制。但是炎症失控也会引起一系列的病理反应，如严重的感染和败血症，还有阿尔茨海默氏症、动脉粥样硬化和2型糖尿病等。科学家们一直致力于解析炎症的发生机制，和具体的功能，近期的一些研究为深入了解这种关键生理过程的复制机制提出了新的见解，为了来自基因泰克等处的两位学者撰写了题为“Mechanisms and Functions of Inflammasomes”的综述文章，介绍了近期的研究进展，也探讨了这一研究领域存在的问题。这篇文章发表在《细胞》（Cell）杂志上。来自北卡罗来纳大学医学院的研究小组发现，巨噬细胞有一套自杀报警系统，通过这一信号通路检测逃离至细胞溶质中的细菌。这一信号激活了一种叫做caspase-11的酶，其启动了巨噬细胞中的自我毁灭程序。这项研究表明，缺乏caspase-11检测信号通路的小鼠不仅易受到B. pseudomallei感染，对正常无危险的B. thailandensis也是如此。因此，caspase-11对于存活于普遍存在这些病原体的环境中至关重要。今年的一项研究还表明，淋巴组织中绝大多数的CD4 T细胞尽管能够抵抗HIV充分感染，却是通过细胞焦亡（pyroptosis）来牺牲自身对存在的病毒DNA做出响应，但这种高度炎症性的细胞死亡形式将更多的CD4 T细胞吸引到了这一区域，由此形成了一个恶性循环，最终对免疫系统造成了严重破坏。人们通常将HIV感染过程中的CD4 T细胞死亡归因于凋亡（或称程序性细胞死亡）。问题在于，大多数研究都将焦点放在血液中的活性细胞上，HIV能够“有效地感染”这些细胞，与宿主细胞基因组整合，进行自身复制。而2010年的一项研究证实，相比之下淋巴组织中95%的CD4 T细胞都是“感染失败”的旁观者细胞——病毒能够穿透这些细胞但无法整合或复制。这项研究表明一种caspase-1抑制剂有可能为数百万无法获得抗逆转录病毒药物治疗的人们提供一种过渡性治疗。这样的药物或许甚至可以阻止存在于记忆CD4 T细胞中的潜伏病毒库扩散，到目前为止这是阻碍HIV/AID治疗的一种重要原因。慢性炎症过程中细胞因子异常作用有可能促进了记忆CD4 T细胞稳态增殖，如果我们去除慢性炎症，是否能够阻止稳态增殖并削弱潜伏储存库？这是可以检测的。如果确是如此，caspase-1抑制剂有可能成为治疗鸡尾酒的一个成分。此外，发表于《科学》（Science）杂志上的一篇文章指出，细胞内部的一个传感器信号通路就像屋内的行动探测器：它们会触发求助警报——来自免疫系统的反应。在抗感染防御过程中，你希望能够将停留在细胞外以及进入到细胞内的细菌区别开来。你可以将外部传感器视作是一种黄色警报；它们告诉我们有细菌存在。但这些细胞有可能是存在于错误地方的一些普通细菌，也可能是能够引起严重感染的极危险细菌。内部传感器发挥红色警报作用；它们警告我们存在有不良意图的细菌，它们具有侵入和操控我们细胞的遗传能力。机体通过提高受攻击区域附近的血管通透性来对细菌感染做出反应，使得免疫系统细胞离开血流，寻找并破坏细菌。流体渗漏到感染周围的区域，引起特征性的肿胀。这有利于对抗感染，但当感染失去控制时，全身发生这样的免疫反应，会造成血压下降，心脏负担过重，导致器官衰竭甚至死亡。在美国每年有75万人遭受感染性休克，造成了近170亿美元的花费。

2014年5月18日，生命中心颜宁研究组在Nature在线发表了题为 “Crystal structure of the human glucose transporter GLUT1”的Article，在世界上首次报道了人源葡萄糖转运蛋白GLUT1的晶体结构，初步揭示其工作机制以及相关疾病的致病机理。葡萄糖（D-glucose）是地球上包括从细菌到人类各种生物已知最重要、最基本的能量来源，也是人脑和神经系统最主要的供能物质；据估算，大脑平均每天消耗约120克葡萄糖，占人体葡萄糖总消耗量的一半以上。葡萄糖代谢的第一步就是进入细胞：亲水的葡萄糖不能自由穿透疏水的细胞膜，其进出细胞需要通过镶嵌于细胞膜上的葡萄糖转运蛋白完成。其中一类属于主要协同转运蛋白超家族（Major Facilitator Superfamily，简称MFS）的转运蛋白是大脑、神经系统、肌肉、红细胞等组织器官中最重要的葡萄糖转运蛋白（glucose transporters，简称GLUTs）。在人体的14个GLUTs中， GLUT1、2、3、4这四种蛋白生理功能最重要，研究最广泛，其中GLUT1因发现最早而得名。GLUT1几乎存在于人体每一个细胞中，是红细胞和血脑屏障等上皮细胞的主要葡萄糖转运蛋白，对于维持血糖浓度的稳定和大脑供能起关键作用。在已知的人类遗传疾病中，导致GLUT1功能异常的突变会影响葡萄糖的正常吸收，导致大脑萎缩、智力低下、发育迟缓、癫痫等一系列疾病（GLUT1 Deficiency syndrome,又称De Vivo syndrome）。另一方面，当发生癌变时，葡萄糖是肿瘤细胞最主要的能量来源，但是肿瘤细胞由于缺乏氧气供应而只能对葡萄糖进行无氧代谢，同质量葡萄糖所提供的能量不到正常细胞的10%，因而对葡萄糖的需求剧增（这是被称为Warburg Effect的肿瘤细胞代谢现象），在很多种类的肿瘤细胞中都观察到GLUT1的超量表达，以大量摄入葡萄糖维持肿瘤细胞的生长扩增，这使得GLUT1的表达量可能作为检测癌变的一个指标。葡萄糖跨膜转运的研究历史基本上代表了人类理解物质跨膜运输的历史。将近100年前，就观测到红细胞对葡萄糖的饱和性吸收；起初认为葡萄糖是通过自由跨膜扩散进入细胞的，随着实验证据的积累，1948年，LeFevre等首次提出葡萄糖的进入红细胞的跨膜扩散需要细胞膜上的特定组分（蛋白质）参与；1952年，Widdas等通过对人体红细胞转运葡萄糖的动力学研究提出了饱和运载体机制（saturable carrier mechanism），理论上揭示了细胞膜上运载体（carrier）的存在（尽管之后的研究并不再支持这转运模型，但至今许多跨膜转运蛋白仍然以carrier命名，转运蛋白家族以SLC分类）；1977年，Kasahara和Hinkle从人体红细胞提纯分离出了参与葡萄糖转运的膜蛋白，并实现了脂质体重构功能实验，证实了葡萄糖转运蛋白的存在；1985年，Harvey Lodish实验室首次鉴定出了人体GLUT1蛋白的基因序列，并根据氨基酸序列预测了其具有12次跨膜区的拓扑结构；1991年，De Vivo等首次报道了与GLUT1突变体相关的疾病症状，并将这一大类与GLUT1突变相关的疾病命名为De Vivo 综合症，展示了GLUT1与人类健康的紧密关联。自从获得了大量生理、病理、细胞、生化信息之后，获取GLUT1的三维结构就变成了该领域最期待的下一个突破。为了结构生物学研究，科学家尝试了从红细胞中、动物组织中直接提取GLUT1或者通过重组表达的方法获取；同时还尝试通过研究GLUT1-4的同源蛋白结构信息来间接理解这些重要的人源转运蛋白。上个世纪80年代，Henderson等报道了数个与GLUT具有序列同源性的细菌糖转运蛋白；90年代，一系列工作报道了GLUT1蛋白在多种表达体系中的重组表达；真正的结构生物学突破发生于2012年，颜宁研究组首次解析了GLUTs的大肠杆菌同源蛋白XylE与葡萄糖结合的高分辨率晶体结构，并利用同源建模预测了GLUT1-4的三维结构；时至今日，人源GLUT1蛋白的晶体结构的捕获为理解这个具有历史研究意义的转运蛋白掀开了新的一章。颜宁研究组能够在激烈的国际竞争中率先解析GLUT1的晶体结构源于她们对于MFS家族的深入理解和研究积淀。颜宁实验室在2007年成立之日就将GLUTs作为主要研究对象，然而作为结构生物学领域最为困难的膜蛋白、尤其是真核膜蛋白的研究，首先要培养一支研究队伍。因此她们从相对简单的细菌同源蛋白开始着手，边培养学生边积累经验教训，2010年解析了大肠杆菌中岩藻糖转运蛋白FucP的晶体结构（Dang et al, Nature, 2010），2012年解析木糖转运蛋白XylE的晶体结构（Sun et al, Nature, 2012）。在研究这些同家族糖转运蛋白的结构与机理过程中，她们对于MFS家族的工作机理有了深入了解，分析出GLUT1结晶的瓶颈在于高度动态、结构不稳定。针对这一问题，她们别出心裁，寻找可以将GLUT1锁定于某一构象的致病突变体，同时利用低温结晶进一步稳定蛋白构象，终于克服了GLUT1重组表达、纯化结晶的一系列技术障碍，获得了GLUT1的晶体结构。GLUT1的三维晶体结构呈现经典的MFS家族折叠方式----12个跨膜螺旋组成N端和C端两个结构域。两个结构域之间的腔孔朝向胞内区，即该结构呈现向内开放构象。而在结晶中用到的去污剂头部恰好是葡萄糖苷，其结合位点与此前XylE中观测到的葡萄糖结合位点基本重合，证实了MFS家族具有单一结合位点。有趣的是，GLUT1在胞内可溶区还具有一个由4个α螺旋组成的结构域（简称ICH），这一序列只在MFS中的糖转运蛋白亚家族中(Sugar Porter subfamily)观察到，因此ICH是属于该家族蛋白的特有结构特征。利用GLUT1的晶体结构可以精确地定位与疾病相关的突变氨基酸，揭示其致病机理。分析显示，三十余个突变氨基酸基本集中于三个区域：底物结合区域、胞外门控区、胞内门控区，它们的突变或者影响了底物识别，或者影响转运蛋白的构象变化。晶体结构使得理解这些致病突变的机理一目了然。与之前获得的向胞外半开口的XylE晶体结构比较揭示出 ICH在GLUT1的构象变化中起关键作用。鉴于ICH在糖转运蛋白亚家族的保守性，这一发现可能适用于该亚家族所有成员。至此，颜宁实验室分别捕获了FucP向胞外开放，XylE结合底物半开放，GLUT1向胞内开放的三个MFS家族最具有代表性的转运状态结构，结构比对初步揭示出MFS糖转运蛋白在转运循环中的构象变化，对于理解MFS家族糖转运蛋白的转运过程提供了重要的分子基础。本工作的第一作者邓东博士是PTN博士研究生项目的第一位毕业生，其博士阶段针对TAL effector特异识别DNA分子机制的研究曾经入选2012年Science评选的年度十大进展及2012年度中国科学十大进展。目前邓东为清华-北大生命科学联合中心（CLS）的博士后；共同第一作者徐超和吴建平2012年于清华大学生命学院获得本科学位后加入CLS博士研究生项目，目前为博士二年级；共同第一作者孙鹏程来自生命学院01班，于大二暑假加入其班主任颜宁实验室，即开始参与GLUT1 的结构生物学研究，目前已被CLS录取，将于今年9月正式成为CLS的博士研究生。此外，本科来自于化生基科班、现为生命学院五年级博士研究生的闫创业和本科来自于数理基科班、现为CLS一年级博士生的胡名旭也对本工作做出重要贡献。本工作获得了自然科学基金委、科技部、CLS的经费支持。颜宁自2012年起受到国家自然科学基金委杰出青年基金和HHMI国际青年科学家项目资助、2013年获得青年拔尖人才计划资助。特别值得一提的是，上海同步辐射光源（SSRF）为及时收集高质量衍射数据提供了必不可少的保障。 

近日，《分子细胞》杂志在线发表了中科院生物物理所许瑞明研究组、朱冰研究组和华东师范大学翁杰敏研究组合作研究的成果。该研究报道了5-羟甲基化胞嘧啶被UHRF2-SRA结构域特异识别的分子机制，首次证实了UHRF2蛋白作为5hmC特异识别蛋白的存在。此项研究中，研究团队解析了UHRF2-SRA与含有5hmC、5mC和C的多种DNA复合物的晶体结构。分析不同修饰的胞嘧啶在SRA结合口袋中的差异，研究团队揭示了5hmC的羟基与Thr508形成的一个多余氢键，是UHRF2-SRA对5hmC具有更强亲和力的原因。研究发现两个氨基酸的差异是UHRF2-SRA特异识别5hmC的结构基础。另外一个有趣的发现是，相对于UHRF1-SRA特异识别半甲基化的DNA，UHRF2-SRA更偏好结合双边修饰的DNA。研究团队进一步通过一种双边碱基都翻转出来的复合物结构阐明了UHRF2 的NKR loop区域对其双边修饰选择性的影响。这些结果对于更加深入地理解5hmC的功能起着重要的推动作用。

英美研究人员在瑞士新一期《神经科学前沿》（Frontiers in Neuroscience）杂志上报告说，他们利用电脑作为媒介，重建了受损大脑神经与脊髓之间的信息传递通路，使上肢瘫痪的猴子重新获得抓握能力。中风或脊髓损伤会使大脑指令信息向躯体传递的通路受阻，导致运动能力受损甚至瘫痪，而恢复运动能力往往需要漫长且艰苦的康复理疗过程。对脊髓进行模拟脑电波信号的电刺激，使躯体能重新接收运动指令，是这一领域的研究热点。在最新进行的动物实验中，英国纽卡斯尔大学和美国布朗大学的研究人员尝试将猴子大脑中的主要运动皮质区与电脑相连，再将电脑与其颈髓灰质相连，建立起大脑指令与脊髓间的通路。电脑所起的作用主要是接收并模拟脑电波信号，并将其实时转化成电刺激传递到脊髓。研究人员首先训练猴子学会抓握并拉动一个弹簧手柄，然后利用药物麻痹猴子的上肢，使其暂时失去运动能力，但大脑保持清醒。在给猴子接通这一电脑装置后，它又能重新支配上肢完成之前学会的动作。参与研究的 Andrew Jackson 说，大脑或脊髓受损问题的核心就是大脑指令无法向躯体传递，通过辅助设备重建这一连接可帮助恢复运动能力。下一步他们将研发可植入体内的小型装置，充当这种信息传递媒介。不过这种技术距离临床应用尚有距离。

2013 年，佛罗里达大学的研究团队曾经在《科学》（Science）杂志上发表文章，通过一种栉水母（Mnemiopsis leidyi）的基因组撼动了进化树的根基，那篇文章一经发表就引起了热议。现在，他们又在《自然》（Nature）杂志上发布了另一种栉水母的基因组草图，再次验证了自己的观点。论文资深作者、佛罗里达大学的神经科学家 Leonid Moroz 表示：“栉水母（ctenophore）就像是来到地球的外星人。”它们通过特殊的纤毛在海洋中游动，看起来就像是迪厅的球形灯。它们通过粘乎乎的触手捕获食物。Moroz 和他的团队对太平洋侧腕水母（Pleurobrachia bachei）进行了基因组测序，他们发现栉水母拥有独一无二的神经系统。其他动物共用许多与免疫、发育和神经功能有关的基因家族，但栉水母完全不具备这些基因。这不仅令栉水母更加神秘，也再次证实栉水母是独立演化出自己的神经系统。栉水母一直令分类学家们头疼不已。它们和水母看起来很相似，曾经被视为刺胞动物（包括水母）的姐妹群（Sister group）。也有人将栉水母放在缺乏神经系统的扁盘动物和海绵之后，因为栉水母具有能够检测光、感知猎物和移动肌肉组织的神经系统。Moroz 认为，栉水母与所有动物的共同祖先是近亲。他在 2013 年的《Science》论文中提出，神经系统出现了两次各自独立的演化，栉水母的神经系统演化与其他动物完全不同。现在，P. bachei 基因组分析为这一观点提供了有力的支持。研究显示，P. bachei 基因组不仅缺乏其他动物的共有基因，而且不具备调控基因表达的 microRNA。此外，栉水母的神经系统还缺乏普通神经系统中的标准组分。 其他动物的神经系统都使用同样的十种主要神经递质，而太平洋侧腕水母则只用了其中的一两个。 Moroz 推测，这种生物可能使用了其他未知分子来完善神经系统，例如特殊的蛋白激素等。栉水母的上述独特性质，让研究团队确信它的神经系统演化独立于其他动物，大约在五亿年前从进化树上分支开。Moroz 表示：“人们总认为复杂的神经系统不可能进化两次，但这一事件的确发生了。”神经系统在不同动物分支中演化两次的观点，一直令慕尼黑大学的进化生物学家 Gert W?rheide 着迷。不过他并不认同 Moroz 等人给栉水母安排的进化位置，他认为所有动物的共同祖先可能与栉水母没什么关系。P. bachei 的神经系统也可能是后来发生的某种适应性改变，他说。“我认为现在断言栉水母在进化树中的地位还为时过早。”

日本京都大学23日宣布，该校研究人员与东京大学合作，发现了导致非促肾上腺皮质激素依赖性库欣综合征的两种基因变异。这一成果将有助于促进开发诊断和治疗该病的新方法。库欣综合征是由于肾上腺持续过剩分泌皮质醇导致的多种症状，包括满月脸、向心性肥胖（脂肪堆积在心脏、腹部等中心部位的肥胖类型）、痤疮、高血压、继发性糖尿病和骨质疏松等症状。脑垂体分泌促肾上腺皮质激素，该激素会刺激肾上腺分泌皮质醇。皮质醇与糖和蛋白质的代谢有关，是维持生命活动所必需的激素。由于肾上腺出现肿瘤，即使没有促肾上腺皮质激素的刺激，肾上腺也会产生大量皮质醇，这种情况被称为非促肾上腺皮质激素依赖性库欣综合征，不过科学界对其详细机制一直没有弄清。研究人员比较了65名患者的良性肿瘤细胞和正常细胞的基因，发现只有肿瘤细胞中存在变异的两种基因，其中34人（占52%）的PRKACA基因出现变异，11人（占17%）的GNAS基因出现变异。不过研究人员没有发现同时出现两种基因变异的人。研究人员指出，这两种基因会影响皮质醇的生成。正常人在起床时会大量分泌皮质醇，就寝时则分泌较少皮质醇。但由于上述基因变异，患者总在大量分泌皮质醇，从而发病。这一成果的论文已于23日刊登在美国《科学》杂志的网络版上。

《自然-结构与分子生物学》报道称，4种不同的T免疫细胞受体（TCR）与2种麸质肽的复合物的结晶结构在脂泻病中有着重要作用。这项发现有助解释为什么特殊的TCR在脂泻病患者中出现得更频繁。脂泻病是一种炎症，由麸质摄取问题引发，可导致小肠组织损伤。西方国家1%的人口患有该疾病，而唯一有效的治疗手段就是饮食中禁止摄入麸质。Jamie Rossjohn、Frits Konig和Hugh Reid等人从脂泻病患者体内分离出四种不同的TCR，并在该病的核心过程--由HLA-DQ2呈现出的对麸质肽的识别--中捕捉到TCR的结构。HLA-DQ2属于肽呈递分子的一个变种，它与90%~95%的脂泻病例有关。BanaJabri、Xi Chen和Ludvig Sollid等人在一篇评论文章中表示这项研究让人们进一步了解到脂泻病中的免疫显性麸质肽是如何被选定TCR识别出的，以及其他自免疫过程。

浙江大学医学院附属二院肿瘤研究所黄建教授团队与美国路易斯维尔大学医学院免疫、肿瘤与生物医学中心严俊教授团队合作，研究发现了固有免疫细胞γδT在人体大肠癌炎性微环境中具有的重要免疫抑制作用，并揭示了其作用网络及新机制。相关研究论文Cell子刊Immunity（《免疫》杂志）5月16日以封面论文形式发表。这项研究为靶向γδT17细胞的肿瘤治疗及预后预测提供了可能性。γδT细胞是一类分布于外周血及粘膜组织的非MHC限制性固有T淋巴细胞，是机体抵御疾病感染、肿瘤形成的重要细胞亚群。已发现γδT细胞的功能亚群异常与多种疾病相关，如IL-17分泌型γδT细胞与人炎症性肠病、银屑病、皮炎和肝炎等密切相关。迄今未见有关人体肿瘤γδT17细胞的研究报道。研究团队利用人的大肠癌新鲜组织，通过原代细胞分离培养及多色流式细胞分析和分选等系列检测技术，发现了大肠癌组织中IL-17明显升高且主要来源于γδT17细胞，这与此前动物模型研究提出的Th17细胞不同，澄清了人体大肠癌IL-17的来源问题。进一步研究还显示，大肠癌组织上皮完整性破坏所导致的肠道细菌及其产物在侵入肿瘤组织后，可激活浸润炎症性树突细胞分泌IL-23，从而诱导γδT17细胞极化和异常增高；活化的γδT17细胞除分泌细胞因子IL-17外，还能分泌IL-8，TNF-α和GM-CSF。研究表明肿瘤组织内γδT17细胞数量越多，比例越高，则肿瘤恶性程度越高，临床预后越差。

对某些怀孕困难的夫妇来说，问题也许与其胆固醇水平高有关。美国国家儿童健康与人类发育研究所20日指出，除了高龄、肥胖等已知因素外，高胆固醇也可能会导致备孕夫妻“孕气”不佳。该所研究人员在美国《临床内分泌学与新陈代谢杂志》上报告说，他们在2005年至2009年间研究了501对有怀孕计划的夫妻，这些夫妻都不存在不育问题，其中女性的年龄介于18岁至44岁之间，男性年龄均大于18岁。参与研究的夫妻都在研究开始时抽取了血液，以测量他们的胆固醇水平。在为期一年的跟踪研究中，347对夫妻成功怀孕，54对夫妻失败，另有100对夫妻退出研究。研究人员发现，夫妻中只要有一方胆固醇高，怀孕所用时间就会增加，即怀孕难度加大；如果夫妻双方胆固醇水平均较高，则怀孕难度进一步增大。研究第一作者恩里克·席斯特曼在一份声明中说：“从我们获得的数据看，高胆固醇水平不仅会增加心血管病风险，也会降低夫妻的怀孕几率。我们的研究表明，希望怀孕的夫妻也许需要保持胆固醇水平在可接受范围内，从而提高成功率。这也有助保障他们的健康。”

研究人员如何知道他们在实验室中所生长的组织，例如像骨这样的组织，与作为一种精确模型的生物学组织有足够的相似性呢？到目前为止，还没有一种方法能在原子水平对这种体外模型中的复杂材料，如细胞外基质，与真实组织的结构相比较。但Wing Ying Chow及其同事证实核磁共振（NMR）光谱可被用来做到这一点——他们用活的小鼠组织来指导体外骨模型发育的研发。研究人员设计了一种富含碳-13和氮-15同位素的体重较重的小鼠；这两种同位素皆可轻易地被NMR所检测并能增进胶原组织的分辨率。他们用该小鼠的NMR光谱作为某种“指纹”来与某种他们正在研究的骨发育模型进行比较。详细的观察揭示了重鼠组织与它们的体外模型之间的细微差异，而研究人员接着利用该差异在实验室中制作了更像原生状的组织。出人意料的是，Chow和其他的研究人员发现，一种叫做PAR的分子也会与发育中骨组织的胶原基质矿物质结合；PAR在通常情况下是与核蛋白相关的。他们说，他们在原子尺度探测组织的新方法可能会在组织工程或药物输送中找到应用。