《自然》子刊精彩选读

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《自然—医学》肺癌的基因标志

    在全世界癌症患者的死亡率中，肺癌的死亡率位居前列。肺癌高死亡率的主要原因之一是缺乏早期诊断工具。研究人员在3月出版的《自然—医学》中报道：吸烟者肺细胞的基因表达模式也许有助于肺癌的早期诊断。

    众所周知，吸烟是肺癌的风险因子，因此吸烟者被认为是肺癌的高风险人群。吸烟者的正常上皮细胞的基因表达模型是否可用于肺癌存在状态的一种生物标志呢？Avrum Spira和同事进行了这一研究。在预测患者是否会向癌症发展时，他们研究的生物标志的准确率达到90%。当与其他历史数据结合在一起，准确率可增加到95%。

    论文作者认为，正常的肺部上皮细胞的基因表达也可作为一种肺癌的生物标志。这种方法可通过实现肺癌的尽早诊断来减少疾病的死亡率。

    《自然—遗传学》线粒体点变异不会缩短寿命

    线粒体是细胞中的发电厂——能量产生单元。以前的研究发现，在人和小鼠体内，线粒体点变异在老化过程中积累。如今，研究人员在本周在线出版的《自然—遗传学》中报道说，小鼠体内大量的线粒体点变异与其老化过程没有直接关系，新发现与“线粒体点变异是老化过程诱导因素”的传统观点相矛盾。

    死亡原理中的线粒体理论是一个颇有争议的理论，这个理论认为，与生命期相当的线粒体DNA变异与衰老过程中观察到的组织功能衰落有关。Lawrence Loeb和同事使用一种全新的、高度敏感的方法来确定在小鼠的正常老化过程中，线粒体DNA中以单个碱基对为基础的变异速度，以及在线粒体变异小鼠体内线粒体的点变异速度。线粒体变异小鼠线粒体点变异量是正常小鼠的500倍。

    研究人员发现，随着年龄的增长，正常小鼠的线粒体点变异增加了11倍，而线粒体变异小鼠却没有表现出随着年龄增长的明显特征。

    特别需要指出的是，新研究并没有排除线粒体DNA的大量剔除与老化的关系。比如，以前的研究显示，线粒体DNA中的大量剔除与老年人和帕金森氏症患者的某种神经元损害有关。

    《自然—免疫学》免疫细胞的撤退战略

    当细菌侵入身体时，免疫细胞会迅速出现在感染区与“敌人”斗争，但是，当细菌被消灭后，这些免疫细胞如何撤退呢？研究人员在4月号的《自然—免疫学》上报告说：免疫细胞从血液中的撤退需要一种以上的分子。新发现也许有助于研究人员寻找治疗炎症疾病的靶标。

    淋巴细胞是一种免疫细胞，它们以与血液流动相同的速度在血管内穿梭。当身体被感染或受伤时，淋巴细胞迅速聚集到受伤点，因此，它们在任务完成后也需要撤离血管。淋巴细胞使用一种L-选择蛋白(L-selectin)来识别和抓住特定类型的复合糖蛋白——O-glycans，O-glycans 位于受感染血管壁。

    Minoru Fukuda和同事发现，小鼠的淋巴细胞也能识别N-glycans糖蛋白发出的撤离信号。人类的淋巴细胞是否也具有同样的识别和撤离功能呢？这有待研究人员进一步探索。如果人类的淋巴确实具有类似功能，研究炎症疾病治疗方法的科学家们就需要寻找更多的指示淋巴细胞撤离的靶标。

    《自然—物理学》浪花飞溅否？

    体积、形状和制作材料均相同的两个球体在以同样的速度撞击水时却飞溅出不同的浪花，其原因是这两个球体的表面处理材料不一样，其中一个的表面是亲水材料，另一个的表面是疏水材料。这一最新研究成果发表在3月号的《自然—物理学》期刊上。

    Lydéric Bocquet和同事发现，在撞击水时，表面为亲水材料的球体基本上没有形成浪花，而表面为疏水材料的球体却飞溅出浪花，造成这一不同现象的关键就在于球体表面的润湿性。对疏水球体来说，它的表面涂有一层厚度达几个纳米的硅烷链薄膜，撞击水时会产生一个空气洞穴，从而导致浪花。相反，亲水表面的球体在撞击接触到水时不会形成空气洞穴，因此没有浪花产生。

    新结果令人惊讶，因为传统对高速冲击过程的解释忽略了表面效应。考虑到可以控制浪花飞溅的程度，特别是在不需要浪花——如船遇到波涛时的实际需要，新发现应该有相当的应用前景。

    《自然—纳米技术》量子化信息的存储

    尽管量子力学已经有100多年的历史了，但物理学家们至今仍对这些不同于人类直觉的有关现象兴趣盎然。最近，研究人员在《自然—纳米技术》在线版上报道，他们能够将磁盘机上信息的阅读过程量子化。

    在每天的日常生活中，有些数值是连续不断的，比如网球的速度在一秒钟内可以从零达到任何数值；然而有些数值却是间断的，比如氢原子中电子的能量只能是一组数值中的某个特定值，而不可能是其间的连续值。然而，当Bernard Doudin和同事让电流通过用钴做成的原子般大小的接触器时，他们观察到了类似的量子行为。

    钴具有磁性，因此，当电流通过时因磁场的作用而发生变化并不是奇怪的现象。然而，Doudin和同事发现这种电流是以不连续的方式变化的，即量子跳跃，这是在实验上第一次观察到的量子化磁致电阻现象。

    他们推测，如果这种量子现象出现在室温条件下，就能应用于信息的记忆和储藏。

    《自然—神经科学》唐氏综合征的治疗希望

    唐氏综合征(Downs Syndrome)又称蒙古症，由于此症首先为英国医生Dr.J.L.Down评述，因而得名。唐氏综合征由先天染色体异常引起，患病小孩有特别的外观症状如两眼间距过大，且智力水平低于正常儿童，但目前尚无提高患者智力的药物。

    研究人员在2月号的《自然—神经科学》期刊上报告：阻断唐氏症小鼠的神经传递素抑制剂的功能，可以明显提高其记忆能力。

    唐氏综合征是最常见的人类精神发育迟缓症，缘于人类第23号染色体的三倍繁殖。通常情况下，唐氏综合征患者有陈述性记忆能力的缺失，陈述性记忆是指对事实和事件的记忆能力。对唐氏综合征模式小鼠来说，它们在相当于人类第21号染色体的第16号上出现了三倍繁殖，这种小鼠表现出类似于人类疾病的症状，比如在陈述性记忆能力方面的缺陷。唐氏综合征小鼠的大脑中也表现出过度的抑制性行为，这种行为由神经传递素GABA所控制。

    通过小心减少这类小鼠的抑制功能，Craig Garner和同事缓解了小鼠的陈述性记忆能力缺失。他们在两周的时间里分别用两种抑制GABA受体的药物治疗唐氏综合征小鼠，发现这两种药物均能提高小鼠的陈述性记忆能力，而且在药物治疗停止后，这种提高的能力持续了两个月。研究人员还发现这种增强能力有长期正常化的趋势，这有助于大脑中神经突触力量的变化，而神经突触与学习和记忆能力有关。

    尽管新发现还需要临床试验加以证实，但研究人员认为，GABA也许是提高唐氏综合征患者认知能力的一个靶标。