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《自然》
● 神经突触促进乳腺癌脑转移
瑞士洛桑联邦理工学院Douglas Hanahan课题组在研究中取得进展。他们发现临近突触能够激活NMDAR信号从而促进乳腺癌脑转移。该项研究成果在线发表于2019年9月18日的《自然》杂志上。
研究人员发现乳腺-脑转移（B2BM）细胞会共同选择一条神经元信号通路，最近发现其涉及侵入性肿瘤生长；这条通路涉及谷氨酸配体对N-甲基-D-天冬氨酸受体（NMDAR）的激活，这是转移性定植大脑模型的关键并与预后不良有关。
尽管NMDAR激活在一些原发性肿瘤类型中是自分泌型的，人和小鼠B2BM细胞表达这些受体，但分泌的谷氨酸不足以诱导该信号，而是通过在癌细胞和谷氨酸能神经元之间形成假三方突触来实现，从而为脑转移提供理论依据。
研究人员表示，转移，即远处器官中肿瘤的播散性生长，是癌症死亡率的基础。
B2BM是一种常见且具有破坏性的癌症形式，并且在侵袭性基底样亚型中普遍存在，在所有癌症亚型中也以不同频率存在。
以前的研究揭示了乳腺癌转移到大脑的因素，但它对这个部位的偏好仍然是一个谜。
相关论文信息：
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1576-6
● 昼夜节律可影响先天免疫细胞与肠道稳态
葡萄牙尚帕利莫未知问题研究中心的Henrique Veiga-Fernandes小组近日取得一项新成果。他们的研究显示，光线和大脑调节的生物钟回路调控3型先天淋巴细胞（ILC3）与肠道稳态。2019年9月18日，国际知名学术期刊《自然》在线发表了这一成果。
研究人员发现，光线和大脑调控的昼夜节律回路调节小鼠的肠道ILC3、肠内稳态、肠道防御和宿主脂质代谢。研究人员发现肠道ILC3表现出时钟基因和ILC3相关转录因子的昼夜节律表达。
ICL3中昼夜节律调节蛋白Arnt1的自主消失导致肠道ILC3稳态中断、上皮反应性受损、微生物群失调、肠道感染易感性增加以及脂质代谢受损。ILC3本身的Arnt1基因的缺失改变了ILC3的肠道“邮编受体”。
值得注意的是，明暗循环、进食节律和微生物信号差异性调节ILC3时钟，而光信号是ILC3的主要影响因素。
因此，手术或遗传诱导的脑节律性失调导致ILC3的昼夜节律振荡、微生物组失调和脂质代谢改变。
这项工作揭示了一个昼夜节律回路，将环境光信号用于调节肠道ILC3、塑造肠道健康、新陈代谢和生物体内稳态。
据介绍，ILC3是炎症、感染、微生物群组成和代谢的主要调节者。ILC3和神经元细胞在不同粘膜位置相互作用以引导粘膜防御。
然而，尚不清楚神经免疫回路是否在生物体水平上运作，来整合外在环境信号以协调ILC3反应。
相关论文信息：
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1579-3
● 研究揭示谷氨酸能突触输入驱动脑肿瘤进展
德国海德堡大学Thomas Kuner和Varun Venkataramani团队合作发现了神经胶质瘤细胞的谷氨酸能突触输入驱动脑肿瘤的进展。该成果于2019年9月18日在线发表于《自然》。
研究团队发现了不同疾病模型和人类肿瘤中神经元和神经胶质瘤细胞之间的直接沟通渠道，突触前神经元和突触后神经胶质瘤细胞之间的真正的功能性化学信号突触。
这些神经胶质突触显示位于肿瘤微管上典型的突触超微结构，并产生由AMPA亚型的谷氨酸受体介导的突触后电流。包括癫痫病症在内的神经元活动在肿瘤-微管连接的神经胶质瘤网络中产生同步的钙瞬变。
AMPA受体的胶质瘤细胞特异性遗传扰动降低了肿瘤微管阳性肿瘤细胞和胶质瘤生长的钙相关侵袭。麻醉和AMPA受体拮抗剂perampanel也分别减少了侵袭和生长。
这些发现揭示了神经元和神经胶质瘤细胞之间生物学相关的直接突触通信，具有潜在的临床意义。
据了解，由肿瘤微管连接的通信肿瘤细胞网络介导无法治愈的神经胶质瘤的进展。此外，神经元活动可通过非突触旁分泌和自分泌机制促进胶质瘤细胞的恶化。
相关论文信息：
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1564-x
● 科学家揭示果蝇颜色偏好新机制
美国迈阿密大学Sheyum Syed课题组最新研究探明了果蝇日间的颜色偏好取决于生物钟和瞬时受体电位（TRP）通道。相关论文2019年9月18日在线发表在《自然》杂志上。
他们表明，当给与在蓝色，绿色和昏暗的光线中进行时，果蝇表现出意想不到的复杂的颜色偏好模式，其偏好性根据一天中的时间而变化。
果蝇在清晨和傍晚表现出对绿色的强烈偏好，在中午减少了绿色偏好，并且在一天中强烈避免蓝色。
遗传操作揭示绿色偏好的峰需要基于视紫红质的视觉光感受器并且由生物钟控制。中午对于绿色偏好的减少有利于昏暗光线，这依赖于TRP通道dTRPA1和散热，并且还由生物钟控制。
相比之下，避免蓝光主要由多枝状神经元介导，需要视紫红质7和TRP通道，并且与生物钟无关。
他们的研究结果表明，几个TRP通道参与了果蝇的颜色驱动行为，揭示了先天颜色偏好的不同途径，协调了环境光线中果蝇的行为动态。
据了解，根据对于不同颜色光的偏好，可以引导动物觅食和寻找避难所过程中远离潜在的不利因素来赋予其生存优势。
这种依赖于颜色的行为可以是后天的或先天的。有关哺乳动物先天颜色偏好的数据仍存在争议，对于较简单的有机体数据也是有限的。
相关论文信息：
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1571-y
● 科学家探讨真核核糖体如何从翻译起始过渡到延伸
美国斯坦福大学医学院Joseph D. Puglisi研究团队最新研究发现，真核起始因子5B（eIF5B）负责从翻译起始到延伸的过渡。这一研究成果在线发表于2019年9月18日的《自然》。
课题组研究人员使用体外单分子荧光显微镜方法，在纯化酵母酵母翻译系统中以实时直接监测晚期翻译起始和转变为延伸的途径。这种转变在真核生物系统中比大肠杆菌中要慢。
延长的缓慢进入由eIF5B在80S核糖体上的一个较长的停留时间所决定，这是在单个核糖体亚单位连接后的一个过程，该过程是由这个普遍保守的起始因子催化的。
核糖体亚基连接后对eIF5B GTPase活性的抑制阻止了eIF5B与80S复合物的解离，从而阻止了延伸。
研究结果阐明了eIF5B的解离是如何作为从起始到延伸过渡的一个动力学检查点，以及它的释放如何通过引发GTP水解的核糖体复合物构象的变化来控制。
研究人员表示，翻译起始通过建立蛋白质合成的阅读框来决定mRNA中编码的蛋白质的数量和身份。
在真核细胞中，许多翻译起始因子为多肽合成准备核糖体，然而，这个过程的基本动态仍然不清楚。
因此，一个核心问题是真核核糖体如何从翻译起始过渡到延伸。
相关论文信息：
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1561-0
● 研究揭示cGAMP信号保护细菌免受病毒感染机制
以色列魏茨曼科学研究所Rotem Sorek和Gil Amitai合作发现了环GMP-AMP（cGAMP）信号保护细菌免受病毒感染的机制。相关论文于2019年9月18日在线发表于《自然》。
研究者发现cGAMP信号是细菌中常见的抗噬菌体防御系统的一部分。细菌cGAS防御系统由四个基因操纵子组成，包括相关的磷脂酶、类似真核生物E1 / E2的结构域和JAB。
研究证明这个操纵子可以抵抗多种噬菌体。噬菌体感染引发cGAMP产生，其反过来激活磷脂酶，导致在完成噬菌体复制之前细菌膜完整性丧失和细胞死亡。
该系统的不同模式在超过10％的原核基因组中存在，并且研究显示具有磷脂酶以外的其他效应物变体也可以防止噬菌体感染。
这项研究表明，真核生物cGAS-STING抗病毒途径在微生物防御噬菌体方面具有古老的进化根源。
据研究人员介绍，cGAS-STING途径是动物细胞自主先天免疫系统的核心组成部分。
cGAS蛋白（环状GMP-AMP合酶）是细胞质病毒DNA的传感器，在检测到DNA时，产生环状GMP-AMP信号分子，其结合STING蛋白并激活免疫应答。
在细菌中也检测到cGAMP产生，并且霍乱弧菌已经显示出磷脂酶活性，降解细菌内膜。然而，它的生物学作用仍然未知。
相关论文信息：
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1605-5
● 研究发现神经胶质瘤中电信号与突触信号的整合
美国斯坦福大学Michelle Monje小组的一项最新研究发现神经胶质瘤中的电信号与突触信号能够整合进神经回路中。该研究于2019年9月18日在线发表于《自然》。
研究人员发现神经元和神经胶质瘤相互作用包括通过真正的AMPA受体依赖性神经元与神经胶质瘤突触之间的电化学通信。
神经元活动还引起非突触活性依赖性钾电流，其通过间隙连接介导的肿瘤互连扩增，形成电耦合网络。
通过体内光遗传学检测到的神经胶质瘤膜的去极化促进增殖，而药理或遗传阻断的电化学信号传导能够抑制神经胶质瘤异种移植物的生长并延长小鼠存活。
这项工作强调了胶质瘤增加神经元兴奋性和活动调节胶质瘤生长的积极反馈机制，此外人类术中皮层脑电图也显示胶质瘤浸润脑中皮质兴奋性增加。
总之，这些发现表明神经回路中突触和电信号的整合能够促进胶质瘤进展。
据了解，高级别胶质瘤是致命的脑癌，其进展受到神经元活动的强烈调节。
活动调节的生长因子释放促进胶质瘤生长，但仅此不足以解释神经元活动对胶质瘤进展的影响。
相关论文信息：
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1563-y
● 分娩方式影响新生儿肠道微生物群组成
英国威康桑格研究所Trevor D. Lawley团队与伦敦大学学院Nigel Field团队合作发现，分娩方式是影响整个新生儿期和婴儿期肠道微生物群组成的一个重要因素。相关论文于2019年9月18日在线发表于《自然》。
研究团队报告了母体拟杆菌菌株的传播中断，以及与医院环境相关的机会性病原体(包括肠球菌、肠杆菌和克雷伯氏菌)在剖腹产婴儿中的高水平定植。
在母亲接受抗生素预防的阴道分娩婴儿和在新生儿期未进行母乳喂养的婴儿中，均发现了这些影响，但程度较轻。
进一步采用纵向采样和全基因组鸟枪全基因组分析方法，对英国医院出生的596名足月婴儿的1679份肠道微生物样本(在新生儿期和婴儿期的几个时间点采集)进行了分析。
对于这些婴儿中的一个子集，从母本那里收集了额外的匹配样本(175名母亲与178名婴儿配对)。
该分析表明，分娩方式是影响整个新生儿期和婴儿期肠道微生物群组成的一个重要因素。
对来自这些婴儿的800多株细菌进行大规模培养和全基因组测序，发现了可能使个体易于发生机会性感染的条件致病菌的毒性因子和临床相关的抗菌耐药性。
研究结果强调了当地环境在早期生活中建立肠道微生物群的关键作用，并确定了含抗生素抗性的机会性病原体的定植，这是以前未被充分认识的医院分娩危险因素。
据悉，新生儿出生后不久就会经历来自母亲和周围环境的微生物的快速定植。儿童期和以后生活中的疾病可能是由婴儿肠道微生物定植的扰动介导的。
然而，在新生儿期(1个月)，通过剖腹产分娩对肠道微生物群获取和发育的早期阶段的影响仍然存在争议。
相关论文信息：
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1560-1
合作事宜：market@stimes.cn
投稿事宜：tougao@stimes.cn
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