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本周又有一期新的Science期刊（2018年8月24日）發(fā)布，它有哪些精彩研究呢？讓小編一一道來。
圖片來自Science期刊。
1.Science：重磅！血管指導(dǎo)大腦發(fā)育
doi:10.1126/science.aao2861; doi:10.1126/science.aau7155
大腦的功能和內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定（homeostasis）依賴于其復(fù)雜的細胞網(wǎng)絡(luò)之間的通信。因此，大腦中不同細胞群體的發(fā)育需要在時間和空間上加以協(xié)調(diào)。在一項新的研究中，來自德國法蘭克福大學(xué)、美因茨大學(xué)、馬克斯-普朗克腦研究所和吉森大學(xué)的研究人員報道血管在協(xié)調(diào)大腦內(nèi)的神經(jīng)元細胞網(wǎng)絡(luò)的正常發(fā)育中發(fā)揮的新功能。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2018年8月24日的Science期刊上，論文標題為“Endothelial Dab1 signaling orchestrates neuro-glia-vessel communication in the central nervous system”。論文通信作者為Amparo Acker-Palmer。
為了研究血管和神經(jīng)元之間的通信，Acker-Palmer團隊著重關(guān)注神經(jīng)性血管發(fā)育的不同方面。首先，他們利用小鼠視網(wǎng)膜中的血管形成作為一種成熟的方法來研究對血管生長很重要的分子。通過使用這種方法，他們發(fā)現(xiàn)作為一種之前已證實影響神經(jīng)元遷移的分子，Reelin能夠通過激活內(nèi)皮細胞中表達的ApoER2受體和Dab1蛋白而以一種非常相似的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機制獨立地影響血管生長。
大腦皮層在記憶、注意力、感知、語言和意識等所有基本功能中起著關(guān)鍵作用。大腦皮層中的神經(jīng)元是成層組裝的，而且這種組裝是在胚胎發(fā)育過程中建立的。Acker-Palmer，“我們決定*剔除內(nèi)皮細胞中的Reelin信號級聯(lián)反應(yīng)，并觀察這是如何影響大腦皮層中的神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞排列。”利用這個系統(tǒng)，這些研究人員揭示了令人驚訝的發(fā)現(xiàn)，即內(nèi)皮細胞指導(dǎo)神經(jīng)元在大腦皮層中的正確定位。從機制上講，這就能夠證實內(nèi)皮細胞分泌堆積在血管周圍的胞外基質(zhì)中的層粘連蛋白（laminin），從而附著在對神經(jīng)元的正常遷移和大腦皮層的正常發(fā)育所必需的神經(jīng)膠質(zhì)細胞纖維上。
在成熟的大腦中，神經(jīng)膠質(zhì)細胞也會包裹毛細血管，阻止血液中的有害物質(zhì)進入大腦。這被稱為“血腦屏障”，而且它是在大腦中形成的維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定所必需的結(jié)構(gòu)。重要的是，Acker-Palmer和她的團隊還證實在大腦皮層中，內(nèi)皮細胞用于協(xié)調(diào)神經(jīng)元遷移的信號級聯(lián)反應(yīng)也被用來建立血腦屏障中的通信。一些神經(jīng)精神疾病和神經(jīng)退行性疾病與異常的神經(jīng)性血管通信有關(guān)。因此，了解參與這種通信的信號通路和機制是尋找治療癡呆癥和精神疾病的新方法的基礎(chǔ)。
2.Science：血清中的特殊蛋白網(wǎng)絡(luò)或會影響機體衰老
doi:10.1126/science.aaq1327
近日，一項刊登在雜志Science上的研究報告中，來自冰島和美國的研究人員通過研究進行了一項特殊的血清調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了能參與機體衰老過程的多個蛋白網(wǎng)絡(luò)。
研究人員對來冰島5457名個體機體的血液樣本進行分析，這些個體的年齡均在65歲以上，而且其都參與到了一項名為年齡-基因/環(huán)境易感性（Age， Gene/Environment Susceptibility）的研究項目中，研究者所選出來的志愿者能夠代表冰島居民的各個方面，對志愿者機體血液分析的主要部分就是建立一組DNA核酸適體（aptamers），即能結(jié)合蛋白質(zhì)的短鏈序列，這些核酸適體能用來識別已知或未知的蛋白質(zhì)，同時來自志愿者體內(nèi)的血清也會與這組適體進行比對，隨后研究人員會通過計算機來進行分析尋找適合的匹配模式。
zui后，研究者發(fā)現(xiàn)了27種蛋白網(wǎng)絡(luò)能夠顯示協(xié)調(diào)模式表達的證據(jù)，他們將其稱之為模塊（modules），這些模塊在大小和形狀上并不相同，而且都是由來自器官和組織的特殊蛋白質(zhì)所組成的，很多模塊都存在一種特殊的表達模式，而相應(yīng)的表達模式與年齡相關(guān)的疾病，比如心臟病和代謝綜合征直接相關(guān)，此外，某些模式也與人群的死亡率直接相關(guān)，研究者認為，血清在機體老化過程中或許也扮演著關(guān)鍵的角色。
3.Science：數(shù)學(xué)模型可提前兩年預(yù)測病毒暴發(fā)疫情
doi:10.1126/science.aat6777; doi:10.1126/science.aau6932
腸病毒是世界上威脅兒童健康的zui為嚴重的病原微生物之一，進美國境內(nèi)每年受到該病毒感染的兒童數(shù)量就達到了5000萬人。zui近來自倫敦huang家學(xué)院的研究者們鑒定出了腸病毒爆發(fā)的起因，這一發(fā)現(xiàn)或許有助于公共健康工作者們提前兩年預(yù)測疫情的發(fā)生。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在zui近一期的《Science》雜志上。
在這項研究中，坐姿和們發(fā)現(xiàn)特定類型的腸病毒的爆發(fā)是受到當(dāng)年兒童出生數(shù)量以及長期免疫力的產(chǎn)生水平影響的。當(dāng)兒童受到特定類型腸病毒感染之后，往往會產(chǎn)生針對該種類型病毒的免疫力。研究者們發(fā)現(xiàn)每一次疫情爆發(fā)之后都存在一定的時間間隔：從疫情開始到結(jié)束不斷有新生兒受到影響，當(dāng)疫情結(jié)束之后，下一批新生兒沒有受到該病毒的波及，則會在后續(xù)的時間中再次受到感染，此時就會出現(xiàn)新一波的疫情。
利用數(shù)學(xué)建模的手段，作者對過去2000年搭配2014年爆發(fā)的20次常見的腸病毒疫情進行了摸索。通過監(jiān)測，作者發(fā)現(xiàn)這一模型能夠準確預(yù)測2015-2016年的疫情的發(fā)生。
基于這一結(jié)果，研究者們認為利用這一模型能夠提前預(yù)測未來將會到來的疫情，從而幫助公共健康領(lǐng)域的人員今早制定相關(guān)方案。
4.Science：人體中的雙等位基因RIPK1突變導(dǎo)致嚴重的免疫缺陷、關(guān)節(jié)炎和腸道炎癥
doi:10.1126/science.aar2641; doi:10.1126/science.aau6962
小鼠是一種探究細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路功能的理想模型。 然而，有時候“自然實驗”突出了過度依賴小鼠的危險。RIPK1是一種得到良好研究的蛋白激酶，可調(diào)節(jié)細胞死亡。鑒于RIPK1在多種組織和器官中都發(fā)揮著廣泛的作用，因此缺乏這種蛋白的小鼠在出生后不久就會死亡。 Cuchet-Lourenço等人研究了原因不明的遺傳性免疫缺陷患者。他們在4位患者中鑒定出RIPK1基因的失活突變。與小鼠中觀察到的不同，RIPK1在人體中缺失的有害作用于免疫系統(tǒng)，這一發(fā)現(xiàn)具有潛在的治療意義。
5.Science：揭示一種調(diào)節(jié)S/G2轉(zhuǎn)換的控制機制
doi:10.1126/science.aap9346
細胞分裂由檢查點控制，所述檢查點調(diào)節(jié)著細胞周期各個階段（包括G1/S、G2/M和中期/后期轉(zhuǎn)換）的時間順序。然而，迄今為止，人們?nèi)匀徊涣私獾谒膫€基本轉(zhuǎn)換-- S/G2轉(zhuǎn)換（S/G2 transition）---的控制機制。 Saldivar等人報道了一種類似開關(guān)的調(diào)節(jié)S/G2轉(zhuǎn)換的控制機制。檢查點激酶ATR在S期檢測正在進行的DNA復(fù)制并抑制有絲分裂轉(zhuǎn)錄網(wǎng)絡(luò)，從而確保在有絲分裂開始前完成S期的DNA復(fù)制。
6.Science：微管切割酶增加微管質(zhì)量和數(shù)量機制
doi:10.1126/science.aau1504
微管是至關(guān)重要的細胞內(nèi)聚合物，是由微管蛋白亞基構(gòu)建而成的，在細胞分裂過程中建立細胞形狀、移動細胞器和分離染色體。Vemu等人證實微管切割酶（microtubule-severing enzyme）沿著微管軸提取出微管蛋白亞基。這種納米級損傷可通過整入游離的微管蛋白來加以修復(fù)，從而使得微管保持穩(wěn)定而不會發(fā)生解聚。當(dāng)提取速度超過修復(fù)速度時，微管遭受切割，從而出現(xiàn)穩(wěn)定的由新的微管蛋白組成的末端。這些遭受切割的微管充當(dāng)新微管生長的模板，從而導(dǎo)致微管的數(shù)量和質(zhì)量增加。因此，看似矛盾的是，微管切割酶能夠增加諸如神經(jīng)發(fā)生和有絲分裂紡錘體組裝等過程中的微管質(zhì)量。
7.Science：硅藻泥---一種巨大的海洋汞庫
doi:10.1126/science.aat2735
汞是一種高毒性的無處不在的污染物，能夠嚴重地破壞人類健康。大多數(shù)汞污染物是通過燃燒煤炭和其他化石燃料以及工業(yè)活動進入大氣層的，但它zui終儲存在哪里？Zaferani等人分析了來自南極洲海岸的生物硅質(zhì)沉積物（硅藻泥），發(fā)現(xiàn)它們含有驚人的大量汞。這些結(jié)果表明過去150年中多達25％的汞排放物可能被困在這些沉積物中，這就揭示出海洋生物泵在汞循環(huán)中可能發(fā)揮著重要的作用。（生物谷 ）
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