Cell杂志最受关注十篇文章(6月)

【字体: 时间:2009年06月11日 来源:生物通

编辑推荐:

  Cell创刊于1976年,现已成为世界自然科学研究领域最著名的期刊之一,并陆续发行了十几种姊妹刊,在各自专业领域里均占据着举足轻重的地位。Cell以发表具有重要意义的原创性科研报告为主,许多生命科学领域最重要的发现都发表在Cell上。本月《Cell》前十名下载论文为:

  

生物通报道:Cell创刊于1976年,现已成为世界自然科学研究领域最著名的期刊之一,并陆续发行了十几种姊妹刊,在各自专业领域里均占据着举足轻重的地位。Cell以发表具有重要意义的原创性科研报告为主,许多生命科学领域最重要的发现都发表在Cell上。本月《Cell》前十名下载论文为:

1. Oct4-Induced Pluripotency in Adult Neural Stem Cells
Jeong Beom Kim, Vittorio Sebastiano, Guangming Wu, Marcos J. Araúzo-Bravo, Philipp Sasse, Luca Gentile, Kinarm Ko, David Ruau, Mathias Ehrich, Dirk van den Boom et al.

这项由马克斯·普郎克分子生物医药研究所(Max Planck Institute for Molecular Biomedicine),德国波昂大学等处的研究人员发布了一项细胞重新编程技术方面的里程碑式的研究成果:他们成功的只利用一种转录因子就能完成重新编程。

领导这一研究的是著名的干细胞专家Hans R. Schöler,其去年在《Nature》发表的文章中提出了一种将体细胞重新编程的更安全方法——将之前需要的4种因子减少为2个内生因子(Oct4 加上Klf4或c-Myc),之所以有可能这样,是因为这些神经细胞比胚胎干细胞表达更高水平的内生Sox2和c-Myc,这说明具有适当匹配的转录因子的体细胞是生成iPS细胞的一个潜在有用的起始点。

现在Schöler等人又将需要的转录因子数目减少为一个:Oct4,其研究小组将Oct4以逆转录病毒为载体插入到小鼠神经干细胞,获得了iPS细胞,这些细胞能在体外转变成神经干细胞,或者变成心肌细胞和生殖细胞。而且当研究人员将这些细胞与小鼠胚胎混和的时候,重新编程的细胞能促进生殖腺发育,并传递到下一代。虽然重新编程的成功率比Schöler用两种因子的时候要低10倍,但是这种只有一种因子的方法与用四种因子进行皮肤细胞,成纤维细胞重新编程的效果是一样的。

来自麻省总医药的Konrad Hochedlinger教授评价这一成就“令人惊讶”,美国斯克利普斯研究院的干细胞研究人员丁胜(Sheng ding,音译)则认为,这项研究表明可以利用组织特异性细胞——这些细胞能天然表达一些山中伸弥最初重新编程“工具盒”中的标记,这样能比成纤维细胞更加容易重新编程,“对于这些组织特异性祖细胞的研究十分重要”,“这将帮助我们利用最少数目的基因进行重新编程。”

Schöler表示,这一研究成果“让我们思考是否Oct4在其它细胞中也能诱导出多能性”,目前他们正在进行成纤维细胞这方面的研究,“去年,哈佛大学的Douglas Melton研究组发现利用一种双因子方法:Oct4和Sox2,配合一种小分子抑制剂能有效的重新编程人类成纤维细胞”,Schöler认为只用Oct4也能达到相同的目的。

Schöler的这一单因子研究去除了两个著名的致癌因子:c-Myc和Klf4,但是仍然需要可能永久修改细胞DNA的病毒:逆转录病毒作为载体,因此还是无法应用到临床,不过更少的因子也就意味着需要更少的遗传操作,并且如果Oct4能同非逆转录病毒的方面诱导,那么也许就可以完成无病毒重新编程了。


2. Induction of Pluripotent Stem Cells from Mouse Embryonic and Adult Fibroblast Cultures by Defined Factors
Kazutoshi Takahashi, Shinya Yamanaka

已分化细胞通过与ES细胞融合或将其细胞核转移进卵母细胞,从而可再现其类胚胎细胞特征。但关于诱导这一转化过程的相关因子了解甚少。本研究在ES细胞培养基中用Oct3/4, Sox2, c-Myc 和 Klf4来诱导小鼠胚胎或成体成纤维细胞分化成多能干细胞。出乎意料的是,这一过程中Nanog因子并不是必需的。这些特定的诱导后多能干细胞(iPS),呈现出ES细胞的形态和生长特点,并表达ES细胞标记基因。裸鼠皮下移植iPS导致肿瘤的发生,这些肿瘤由来自三种胚层的多种组织混和而成。将这些细胞注射进胚泡可发育成小鼠胚胎。这些结果表明,只需加入几种因子,胚胎多能干细胞便可直接从成纤维细胞中产生。

3. An Oncogenomics-Based In Vivo RNAi Screen Identifies Tumor Suppressors in Liver Cancer
Lars Zender, Wen Xue, Johannes Zuber, Camile P. Semighini, Alexander Krasnitz, Beicong Ma, Peggy Zender, Stefan Kubicka, John M. Luk, Peter Schirmacher et al.

来自冷泉港实验室,霍华休斯医学院,德国汉诺威医学院胃肠病学和肝脏学系,中国香港大学医学院外科系,德国海德堡大学医学院病理学系的科学家联手通过RNAi技术鉴定出12个新的癌症抑制基因,最新的成果发表在Cell online。

癌症的发生是一个复杂的过程,多种内外环境的改变涉及其中,最受关注的莫过于遗传物质的改变即基因突变。尽管科学家投入了大量的心血在癌症基因组的研究上,但是迄今为止,并没有全面了解癌症的发生机制,涉及癌症发生的基因也没有完全了解透彻。到目前为止已知的参与抑制癌症的基因有p53,p15,p16,p21等。

冷泉港的科学家为了研究抑制癌症发生的基因,构建了肝癌模型小鼠,并设计一个shRNA库,用RNAi技术抑制这些靶位基因, 以期获得新的抑癌基因资料。在选择shRNA方面,研究小组将人类肝癌细胞里发生改变的100个基因列入其中,因此,与随机的RNAi筛选相比,这一方法可更有针对性的筛选出与癌症有关的基因。

通过进一步的研究,科研小组鉴定出13个肿瘤抑制基因,其中有1个基因是先前已经发现的抑癌基因,另外的12个是新发现的抑癌基因。其中,XPO4基因编码核输出蛋白,是EIF5A2的作用底物,该基因在肿瘤细胞中被过度表达,它是XPO4缺陷的肿瘤细胞增殖必须的因子,可促进肝癌细胞生长。

研究小组认为,通过人类癌细胞建立的shRNA库技术结合癌症模型技术可在基因组水平筛选出更多的抑癌基因。研究者希望将这一技术延伸到其他癌症基因组的研究上。

4. SIRT1 Redistribution on Chromatin Promotes Genomic Stability but Alters Gene Expression during Aging
Philipp Oberdoerffer, Shaday Michan, Michael McVay, Raul Mostoslavsky, James Vann, Sang-Kyu Park, Andrea Hartlerode, Judith Stegmuller, Angela Hafner, Patrick Loerch et al.

衰老是人和动物都无法避免的生理过程,真核细胞在衰老的过程中基因组会变得失去稳定性,基因表达也会基因组的不稳定性而发生改变。研究发现,酵母细胞中的组蛋白脱乙酰基酶Sir2具有沉默转录子和稳定重复DNA的功效,但是,当细胞开始老化或是DNA断裂情况发生的时候,Sir复合物会失去原来的功能,变得不具有沉默基因的能力,并最终导致酵母失去自我增殖的能力,这是酵母老化过程中伴随发生的典型特征。

为了解哺乳动物是否具有相似的情况,研究者用小鼠胚胎干细胞来进行试验,结果发现SIRT1的功能与酵母的 Sir2相似,SIRT1具有抑制重复DNA片段各种基因表达的功能。当DNA发生断裂的情况时,SIRT1就会从基因组转座子上掉落,并重新定位促进 DNA修复,改变转录过程,这一情况在老化的细胞中同样会出现。如果增加SIRT1的表达量可有效保护基因组稳定性遭破坏的细胞维持活性,抑制老化带来的基因组转录变化。

所以说,DNA造到破坏可诱导SIRT1重新分配,并随之改变基因组的转录情况,改变蛋白的表达情况,这一机制可能是真核细胞在老化过程中一个保守的机制。

5. Induction of Pluripotent Stem Cells from Adult Human Fibroblasts by Defined Factors
Kazutoshi Takahashi, Koji Tanabe, Mari Ohnuki, Megumi Narita, Tomoko Ichisaka, Kiichiro Tomoda, Shinya Yamanaka



6. Origins and Mechanisms of miRNAs and siRNAs
Richard W. Carthew, Erik J. Sontheimer


7. Parkinson's Disease Patient-Derived Induced Pluripotent Stem Cells Free of Viral Reprogramming Factors
Frank Soldner, Dirk Hockemeyer, Caroline Beard, Qing Gao, George W. Bell, Elizabeth G. Cook, Gunnar Hargus, Alexandra Blak, Oliver Cooper, Maisam Mitalipova et al.

将人类皮肤细胞转化为诱导多功能干细胞需要植入相关基因,而这些外来基因有致癌等风险。美国科学家在最新一期《细胞》杂志上发表研究报告说,他们在上述转化完成后,首次成功地从所获得的诱导多功能干细胞中移除这些基因,且保证其基本功能不受影响。

这项研究是美国白头生物医学研究所等机构的科学家完成的。他们利用病毒将“c-Myc”等4个基因植入人类皮肤细胞,将其转化为诱导多功能干细胞。与此同时,他们使用一种基因编码技术,使得在基因序列中,外来基因的两端留存有特殊标志。转化完成后,他们再用一种名为“Cre”的酶识别这种标志,以此找到外来基因并将其移除。

外来基因被移除后的诱导多功能干细胞仍然具备和其他干细胞类似的基本功能,但却避免了“c-Myc”等外来基因可能带来的癌变风险和其他潜在风险。

参与此项研究的科学家鲁道夫·耶尼施说,有研究者曾用老鼠细胞做过类似实验,但利用人类细胞成功进行上述试验在世界上还是首次。

此次研究所用的皮肤细胞来自帕金森氏症患者,通过上述方法培育出诱导多功能干细胞后,又成功将其培育成为多巴胺神经元细胞,这是帕金森氏症患者大脑中所缺少的一种细胞。因此,相关成果有望为帕金森氏症的治疗研究带来福音。

8. MicroRNAs: Target Recognition and Regulatory Functions
David P. Bartel


9. MicroRNA Control in the Immune System: Basic Principles
Changchun Xiao, Klaus Rajewsky

哈佛大学医学院免疫疾病研究所的科学家Klaus Rajewsky教授在Cell杂志发表综述文章,对microRNA控制免疫系统的基本原则问题进行了归纳总结。

对microRNA的调控研究发现,microRNA(miRNA)对哺乳动物免疫系统具有重要的调控意义。研究者发现用遗传技术敲除某一miRNA或是消减某一miRNA基因的功能(与免疫功能相关的miRNA),对免疫系统的发育会造成重大的破坏作用,导致机体发生疾病,比如说,可能引发自体免疫疾病甚至是癌症。尽管,单个的miRNA就能调节上百个靶位基因影响蛋白表达,一旦影响蛋白的表达就会对生物体的正常生理功能造成影响,也许某些关键蛋白表达量的降低会招来恶果,导致细胞功能异常,甚至产生疾病。


10. MicroRNAs and Cancer: Short RNAs Go a Long Way
Andrea Ventura, Tyler Jacks

微RNAs (miRNAs) 可能是重要的基因表达调控子。通过对致癌和抑癌途径的调节,miRNAs原则上可以有助于肿瘤的发生。根据这一假设,研究人员在一些肿瘤中发现了个体miRNA具有循环遗传上的及后天形成的变化。功能学研究阐明了假设致癌和抑癌miRNAs的作用机制。

(生物通:万纹)

 

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普

热搜:Cell|文章|6月|

  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号