大鼠脑垂体切除器

垂体是最重要最复杂的内分泌腺体之一，主要由五种激素细胞组成，包括生长激素细胞、催乳素细胞、促甲状腺素细胞、促肾上腺皮质激素细胞和促性腺激素细胞，在生长发育、代谢调节、生殖以及应激等生理过程中发挥重要作用。每种激素细胞都有可能异常增殖形成肿瘤，即垂体神经内分泌肿瘤(Pituitary neuroendocrine tumors，PitNETs)，又称垂体腺瘤或垂体瘤，是第二大常见的颅内肿瘤，大约占颅内肿瘤的10%~16%。基因组学研究发现40~60%的生长激素瘤有GNAS基因突变，40~60%促肾上腺皮质激素瘤有USP8突变，但60%垂体瘤未发现基因突变，病因不明。垂体瘤细胞中哪些基因的表达水平发生了异常变化？传统转录组学未能有效解决这个问题。这是由于正常垂体组织中，五种类型的激素细胞互相混杂，传统的群体细胞转录组学所检测到的实际是“平均激素细胞”。由于缺乏正常对照信息，群体细胞转录组学难以准确鉴定垂体瘤细胞中发生的基因表达变化。另外，多激素垂体瘤和侵袭性垂体瘤是否存在瘤内细胞异质性，也是尚未研究清楚的问题。北京大学生物医学前沿创新中心汤富酬教授和文路副研究员，与北京天坛医院神经外科周大彪主任合作，于2021年4月28日在Neuro-Oncology杂志在线发表题为《 Single-cell transcriptome and genome analyses of pituitary neuroendocrine tumors》的研究论文。该研究对21个病人的23例垂体瘤组织样本进行了单细胞转录组测序（2679个细胞），并对其中5例组织进行了单细胞多组学测序（238个细胞），为深入理解上述问题提供了新的视角（图1）。该研究论文的主要发现包括：图1 垂体瘤病人临床信息1）通过单细胞转录组的无监督式聚类可区分所有垂体瘤亚型，与临床基于免疫组织化学的分类结果一致（图2）。单细胞转录组测序还提供了一些新的有趣信息。例如，一例垂体瘤（P11）同时表达促肾上腺皮质激素细胞关键转录因子T-PIT（TBX19）与促性腺激素细胞关键转录因子SF-1（NR5A1），其细胞在线性降维空间中位于两个谱系之间，显示其处于一种中间状态。另一例垂体瘤（P14）被临床诊断为零细胞垂体瘤，与促性腺激素瘤聚类，提示其细胞来源可能是促性腺激素细胞。图2 所有肿瘤细胞及重要转录因子的表达在PCA图中的映射2）我们分离鉴定出了三种正常垂体内分泌细胞：生长激素细胞、催乳素细胞和促性腺激素细胞，首次获得这些成体垂体激素细胞类型的单细胞转录组图谱。与相应肿瘤细胞类型比较，我们全面鉴定了生长激素垂体瘤、促性腺激素垂体瘤和催乳素垂体瘤的肿瘤差异表达基因谱（图3A-3D）。生长激素瘤的差异表达基因以上调为主（76.1%, 283/372），而促性腺激素瘤的以下调为主（84.3%, 542/643）。生长激素瘤上调的基因中富集分泌相关基因如SCG3，可能与该肿瘤类型的功能亢进特征有关。促性腺激素瘤下调基因中包括LHB和GNRHR等激素相关基因，与该肿瘤类型往往功能沉默有关；下调基因中还富集细胞周期负向调控基因如CDKN2A，表明该肿瘤类型发生了细胞增殖失调。值得指出，研究鉴定出了新的垂体瘤相关基因，如AMIGO2，在生长激素瘤与促性腺激素瘤中表达显著增高（图3E)。图3 A-D，垂体瘤肿瘤细胞和相对应的正常细胞的差异表达基因（A-C）和GO分析（D）。E，垂体瘤肿瘤相关基因在所有细胞中的表达水平3）通过单细胞转录组分析，证实多激素垂体瘤中，多种激素相关基因及转录因子在单个细胞中共表达，未发现瘤内异质性（图4）。在侵袭性瘤中，也未发现明显的瘤内异质性。图4 PIT-1谱系垂体瘤和多激素垂体瘤中单细胞水平的激素相关基因表达4）单细胞多组学分析表明，即使是基因组拷贝数紊乱的垂体瘤，单细胞层次也具有基本一致的拷贝数变异模式，表明其为单克隆起源（图5A）。但我们也鉴定到了少量的瘤内基因组拷贝数变异异质性（图5B）。图5 P20（A）和P21（B）垂体瘤患者肿瘤细胞中的基因组拷贝数变异（CNV）情况总之，本研究首次从单细胞水平上对垂体瘤转录组和基因组进行了较全面分析，解析了瘤间与瘤内异质性，鉴定了新的垂体瘤相关基因，为阐释垂体瘤发病机理与发现治疗靶点提供了新的线索。北京大学生物医学前沿创新中心崔月利博士、博士生蒋振寰、博士后张书博士和北京天坛医院博士生李超为本文共同第一作者。北京大学未来基因诊断高精尖创新中心、生物医学前沿创新中心、生命科学学院汤富酬教授和文路副研究员，与北京天坛医院神经外科周大彪主任为该论文的共同通讯作者。该研究项目得到了国家自然科学基金委和北京大学未来基因诊断高精尖创新中心的支持。论文链接：https://academic.oup.com/neuro-oncology/advance-article/doi/10.1093/neuonc/noab102/6256973

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。

&ldquo 已婚夫妇经常是一个好团队，他们可以在实验室内外不断交换思想。&rdquo 未来或许我们还会看到更多诺奖&ldquo 夫妻档&rdquo 。　　几天前，2014年诺贝尔生理医学奖授予了来自挪威的莫泽夫妇，这是迄今第5对获得诺贝尔奖的夫妻搭档。获奖后的莫泽夫妇晋升为&ldquo 诺奖夫妇俱乐部&rdquo 成员，该俱乐部的成员是获得过诺贝尔奖的多位科学家夫妇，包括玛丽· 居里和皮埃尔· 居里。　　&ldquo 已婚夫妇经常是一个好团队，他们可以在实验室内外不断交换思想。&rdquo 位于瑞典首都斯德哥尔摩的的诺贝尔博物馆馆长古斯塔夫· 凯尔斯特兰德说，&ldquo 这是好的(研究途径)，因为你坐在实验室的时候，不一定会迸发出最好的观点。&rdquo 　　凯尔斯特兰德认为，诺贝尔奖得主往往倾向于&ldquo 将自己置于其他聪明且思想开放的人中间&rdquo ，更容易激发自己和他人的研究灵感。他预期，未来还会看到更多诺奖&ldquo 夫妻档&rdquo 。　　莫泽夫妇　　梅-布里特· 莫泽、爱德华· 莫泽 2014年诺贝尔生理学或医学奖　　10月6日，诺贝尔生理或医学奖得主揭晓。约翰· 奥基夫与来自挪威的莫泽夫妇共同分享了本年度的奖项，他们发现了一种对方位感知具有重要意义的脑细胞。　　莫泽夫妇都是挪威科技大学卡夫利科系统神经科学研究所和记忆生物学中心的教授，二人一起创始了这个研究中心，在过去数十年中领导了一系列脑机理的前沿研究。　　继约翰· 奥基夫发现&ldquo 位置细胞&rdquo 后，2005年，莫泽夫妇发现了大脑定位系统的另一个关键组成部分。他们识别出了另一种神经细胞&ldquo 网格&rdquo ，网格细胞能产生坐标系，并进行精确的定位和路线找寻工作。他们的研究成果显示了大脑如何在网格细胞的帮助下确定地点和进行定位。　　爱德华和迈-布里特的家庭都没有什么学术背景和氛围，爱德华曾在采访中提到，&ldquo 我们成长的地方，没有几个人受过大学教育，也没人会去要求。根本没有人知道要怎么去做这些事。&rdquo 而现在，他们的发现却让人类知晓大脑究竟如何创造出周围的空间地图，而人类又如何在复杂的环境中进行导向。　　梅-布里特提及婚姻在她研究中的作用时说，她和丈夫有相同的愿景，乐于相互沟通和理解，并致力于解决两人共同关心的问题。　　&ldquo 当突然想到一个问题的时候，你能马上(和丈夫)探讨，而不是(不得不)计划在一周、两周或三周后开一次会，效果截然不同。&rdquo 梅-布里特说。　　居里夫妇　　玛丽· 居里、皮埃尔· 居里 1903年诺贝尔物理学奖　　居里夫妇的故事人们早已耳熟能详，因对放射性物质的研究，皮埃尔· 居里、玛丽· 居里夫妇一同获得了1903年诺贝尔物理学奖。　　在索邦大学，皮埃尔· 居里与玛丽· 居里相识。他们两个经常在一起以成吨的工业废渣为原料，进行放射性物质的研究，因为这种矿石的总放射性比其所含有的铀的放射性还要强。　　1898年，居里夫妇对这种现象提出了一个逻辑的推断：沥青铀矿石中必定含有某种未知的放射成分，其放射性远远大于铀的放射性。当年的12月26日，居里夫人公布了这种新物质存在的设想。　　在此之后的几年中，居里夫妇不断地提炼沥青铀矿石中的放射成分。经过不懈的努力，他们终于成功地分离出了氯化镭并发现了两种新的化学元素：钋(Po)和镭(Ra)。因为他们在放射性物质上的发现和研究，居里夫妇和亨利· 贝克勒共同获得了1903年的诺贝尔物理学奖，居里夫人也因此成为了历史上第一个获得诺贝尔奖的女性。　　约里奥-居里夫妇　　伊雷娜· 约里奥-居里、弗雷德里克· 约里奥-居里 1935年诺贝尔化学奖　　在居里夫妇荣膺诺奖32年后，居里家族的另一对夫妇再次走上诺贝尔奖的领奖台。　　因合成新的放射性核素，弗雷德里克· 约里奥-居里和伊雷娜· 约里奥-居里共同获得了1935年诺贝尔化学奖。　　伊雷娜· 约里奥-居里是居里夫人的长女，外国女性婚后通常随夫姓，而伊雷娜和弗雷德里克为纪念居里这一伟大姓氏，采取了夫妻双姓合一的方式。　　约里奥-居里夫妇合作于1932年发现一种穿透性很强的辐射，后确定为中子 1934年发现人工放射性物质，并对裂变现象进行研究。　　1935年约里奥-居里夫妇共获诺贝尔化学奖。1948年他们还领导建立了法国第一个核反应堆。　　自从1934年约里奥-居里夫妇有了这个重大发现以后，物理学家们研究和发展了他们的方法。越来越多的、更大的粒子加速器问世了，从此，科学家们几乎能制取到每一种元素的放射性同位素。目前，所知的两千种以上的放射性同位素中，绝大多数都是人工制造的。现在，放射性同位素不但已广泛地运用于工业、农业、商业和国防工业等各个领域，而且对于推动某些学科的研究也产生了重大的影响，特别是对化学、生物学和医学更起了巨大的推动作用。这就使原子(核)能的和平利用变成了现实，极大地造福于人类。　　同时，人造放射性核素的发现也为第一颗原子弹的制造提供了重要的启示。人类历史上第一颗原子弹的制造原理是费米提出的。然而，费米制造原子弹的程序完全是按照伊雷娜的人造放射性元素的理论和实践来编排的。伊雷娜· 约里奥-居里作为发现人造放射性同位素的先驱，其贡献将永远载入人类文明的史册。　　科里夫妇　　卡尔· 科里、吉蒂· 科里 1947年诺贝尔生理学或医学奖　　1947年，卡尔· 科里、吉蒂· 科里夫妇因发现糖代谢中的酶促反应而被授予诺贝尔生理学或医学奖。　　这对诺奖夫妇的相识发生在卡尔· 科里的大学时期。第一次世界大战期间，卡尔· 科里作为一名奥地利军队卫生团的中尉在意大利前线服役。回到大学之后他与未来的妻子吉蒂一起学习，并在1920年获得医学博士学位。　　科里夫妇绝大部分时间都合作进行研究工作。从学生时代起就对临床前研究充满兴趣。他们第一篇合着的论文是关于人血清补体的免疫学研究。在赴美继续研究时，他们首先研究了动物体内糖的代谢与胰岛素和。肾上腺素的作用，证实了肿瘤在体外存在糖酵解。他们对糖类代谢的研究经历了整体动物、分离组织、组织提取物、分离酶和结晶的形式。　　1936年他们分离得到了1一磷酸葡萄糖，即&ldquo 科里酯&rdquo ，并追踪到它的磷酸化酶的活性，可以催化多糖的分解和合成，使得在体外通过酶催化合成糖原和淀粉成为可能。接着，磷酸化酶和其他的酶类也得到了结晶。　　科里夫妇一直对激素的作用机制有浓厚的兴趣，对脑下垂体做过一些研究。他们观察到垂体切除大鼠的糖原有明显升高，而血糖则明显降低，伴随着葡萄糖氧化的增加。接着，他们通过激素对己糖激酶作用的研究，发现一些垂体提取物体内体外均能抑制这种酶，而胰岛素恰恰可以对抗这种抑制。　　1947年，科里夫妇因发现糖代谢过程中垂体激素对糖原的催化作用获诺贝尔生理学或医学奖，阿根廷科学家胡赛因研究脑下垂体激素对动物新陈代谢影响而共同获得这一奖项。　　缪达尔夫妇　　纲纳· 缪达尔 1974年诺贝尔经济学奖 阿尔瓦· 米达尔 1982年诺贝尔和平奖　　1974年诺贝尔经济学奖　　阿尔瓦· 米达尔 1982年诺贝尔和平奖　　与之前的&ldquo 诺奖夫妻档&rdquo 不同，纲纳· 缪达尔与阿尔瓦· 米达尔这对夫妇从事着不同领域的工作，他们先后获得了诺贝尔奖的不同奖项。　　纲纳· 缪达尔，瑞典经济学家、政治家。1974年，由于在货币和经济波动理论中的先驱工作，并且因为他们对经济、社会和制度现象的相互依赖关系的深刻分析，他与弗里德里希· 哈耶克教授共同获得诺贝尔经济学奖。　　自从设立经济学奖以来，纲纳· 缪达尔和弗里德里希· 哈耶克的名字，始终在提议的获奖人名单之上：他们都曾以纯经济理论领城中的重要工作开始他们的研究事业。他们的早期工作主要在同一领城之内：经济波动理论和货币理论。从那时以来，两位经济学家已扩大了他们的视野，包括社会和制度现象的宽广方面。　　在缪达尔的科学事业的早期，缪达尔显示了他在经济学中兴趣的广阔。他的书《经济理论发展中的政治因素》(1930)，是对政治价值在许多研究领域中如何被插进经济分析中。在另一部学术巨着《美国的两难：黑人问题和现代民主》中，缪达尔用文献证明了他把经济分析与一种广阔的社会学视野合起来的才能。缪达尔对发展中国家问题的广泛研究，性质和《美国的两难》非常一致。这也是最宽广意义上的经济学和社会学的研究，其中对政治的、制度的、人口的、教育的和健康的因素，赋予很重要性。　　纲纳· 缪达尔的妻子，阿尔瓦· 米达尔同样是一位值得尊敬的女性。作为瑞典知名社会活动家，她在1982年与阿方索· 加西亚· 罗夫莱斯共同获得诺贝尔和平奖。　　阿尔瓦· 米达尔是瑞典社会民主工党的资深党员，从1950年到1955年，她曾担任联合国教科文组织社会科学机构主席，并且是该职位的第一位女性负责人。1962年，她入选瑞典议会，并于1962年至1973年，代表瑞典出席在日内瓦的联合国裁军谈判会议。正是由于在裁军问题上的卓越工作，使她成为了1982年诺贝尔和平奖的获奖人之一。