F1000最新推荐：七大发育生物学论文

　　

生物通报道：“F1000（Faculty of 1000 Medicine）”又名“千名医学家”，是由美国哈佛大学和英国剑桥大学等全世界2500名国际顶级医学教授组成的国际权威机构。其中近期最受关注的七篇发育生物学论文如下：

U.A. Orom et al., "Long noncoding RNAs with enhancer-like function in human cells," Cell, 143:46-58, 2010. Evaluated by Leonie Ringrose, Inst of Mol BiotechGmbH, Austria; Antoine Clery, Dominik Theler and Frederic Allain ETH, Switzerland; John Abrams, Univ of Texas Southwestern Med Cntr at Dallas; Herbert Steinbeisser Univ Heidelberg, Germany; Enrique Lara-Pezzi and Nadia Rosenthal, The European Molecular Biology Laboratory (EMBL), Italy.

在过去的几年里，全球的研究人员都将对于非编码调控RNA的研究集中在小RNAs上。研究证实在几乎所有的真核模型生物中microRNAs都参与调控了转录后基因沉默。酵母中的小干扰RNA(siRNAs)也被证实在转录基因沉默中发挥了重要作用。

受到这些研究结果的激励，美国宾州Wistar研究院的Ramin Shiekhattar研究小组从7年前开始在哺乳动物系统中寻找调控转录的小RNAs。对于过去几年开展的研究工作，Shiekhattar总结道：“尽管我们很努力地寻找，然而对于小RNAs或是在转录基因沉默中调控小RNAs作用的结构我们仍知之甚少。近年来一些研究证实较长的RNAs与印记和X染色体失活有关，因而我们决定转而寻找和研究调控转录的长链非编码RNAs。”

研究人员面临的第一个问题就是选择哪条非编码RNA进行研究。来自西班牙基因组调控中心的Roderic Guigo帮助Shiekhattar研究小组设定了选择标准。Guigo是DNA元素百科全书协会的研究人员，其主要工作是参与完成GENCODE计划。GENCODE计划旨在注释人类基因组包括蛋白质编码和非编码位点的所有基因的特征。

L. Warren et al., "Highly efficient reprogramming to pluripotency and directed differentiation of human cells with synthetic modified mRNA," Cell Stem Cell, 7:618-30, 2010. Evaluated by Rudy Juliano, UNC,Chapel Hill; Beatriz Aranda-Orgilles and Iannis Aifantis HHMI/NYU School of Med; Karen Maass and Glenn Fishman, NYU Langone Med Cntr; Arnold Kriegstein, Univ of Calif.

来自哈佛医学院，波士顿儿童医院等处的研究人员创建了一种新的技术途径，通过把普通的人体皮肤细胞经过一系列实验快速地诱导转变成iPS细胞，从而消除因注射病毒和致癌基因造成的风险，而且这一技术的效率大约是其他传统方式的100倍。这一成果具有里程碑式的意义，因此入选了2010年Times杂志年度十大医学突破，以及2010年Science十大科学突破。

目前在使用皮肤细胞培育iPS细胞时，研究人员仍需将皮肤细胞暴露在两种病毒以及致癌基因环境下，而后通过重编程使其进入类似胚胎的状态。而这项研究无需基因修饰，就可以将皮肤细胞转变成一个干细胞的方法。其中的奥秘主要在于利用mRNA替代DNA，生产重新编码细胞所需的四种蛋白质。

研究人员导入转变为iPS细胞所需的四个关键蛋白质的mRNA，从而诱导细胞改变原有程序而转变成iPS细胞，即多能干细胞。他们发现他们所创造的类似日常鸡尾酒的试剂具有令人惊讶的使细胞重新编程的速度和效率，只用以前的一半的时间—大约只有17天，而效率是以前标准方法的100倍以上。

此外，这种诱导转化而成的iPS细胞没有令人不安的癌变情况，而其功能却基本等同与胚胎干细胞。研究人员又更一步成功的把这种iPS细胞定向诱导成肌肉细胞。

研究人员将这种细胞命名为RiPS，核糖核酸诱导多能干细胞（RNA induced Pluripotent Stem cells），它比传统的诱导多能干细胞更像胚胎干细胞，因为它们没有被改变基因。他们未来的目标是能够在未来使用干细胞充当新健康细胞的来源以取代被疾病破坏的细胞。

M.C. Marchetto et al., "A model for neural development and treatment of rett syndrome using human induced pluripotent stem cells," Cell, 143:527-39, 2010. Evaluated by Kevin Huang and Guoping Fan, David Geffen Sch of Med, Univ of Calif; Eugenio Sangiorgi and Giovanni Neri, Univ Cattolica del S Cuore, Italy; Aaron DiAntonio, Wash Univ Med Sch.

来自Salk研究所，以及加州大学圣地亚哥分校的研究人员从Rett综合症患者上提取皮肤活组织，重新编程获得iPS细胞，之后将干细胞分化成功能性神经细胞，对它们的机能进行研究。这一发现提出了一个用于确定Rett综合症以及其他大脑障碍疾病成因的强有力工具，同时也指出了一条选择靶向治疗的途径。

绝大多数孤独症病例似乎都源于一系列遗传异常，但Rett综合症却由一个单一的基因突变引起，也就是存在于X染色体上的MeCP2基因。在女性身上，两条X染色体中有一条携带这种变异，在胎儿大脑发育过程中，一条染色体在每一个大脑细胞内被激活，这种激活表面上呈随机性。Rett综合症患者携带这一变异的大脑细胞比例存在差异，这种差异具体就表现为不同的病情严重程度上。

为了能够在细胞层面上了解这一基因变异如何产生影响，研究人员从4名Rett综合症患者身上提取皮肤活组织，将皮肤细胞改造成多功能干细胞，经过在大量不同条件下进行实验，他们最终找到了一系列生长因子，能够让干细胞分化为功能性人体神经细胞。

研究人员发现每一个来自患者的干细胞系能够产生不同比例的携带基因变异的神经细胞。这些存在缺陷的神经细胞无论是外观还是表现都与正常神经细胞存在差异，具体表现为更小的细胞体、更少的树突连接以及遭到削弱的细胞间通讯。

研究人员利用类胰岛素生长因子iGF1作用于神经细胞，这种生长因子能够逆转老鼠的Rett综合症的行为症状。根据他们的研究发现，iGF1成功逆转了神经细胞内的孤独症生物学症状，恢复存在缺陷的神经细胞内的树突连接和细胞间通讯。研究人员计划利用同样的过程从更多Rett综合症以及其他孤独症患者身上获取神经细胞。

D.H. Ashton et al., "Focal adhesion kinase is required for intestinal regeneration and tumorigenesis downstream of Wnt/c-Myc signaling," Dev Cell, 19:259-69, 2010. Evaluated by Mariann Bienz, MRC Lab of Mol Bio; David Dominguez-Sola and Jean Gautier, Columbia Univ Med Cntr; Stefan Koch and Asma Nusrat, Emory Univ.

R. Tomer et al., "Profiling by image registration reveals common origin of annelid mushroom bodies and vertebrate pallium," Cell, 142:800-9, 2010. Evaluated by Andy Groves, Baylor Coll of Med; Leonard Maler, Univ Ottawa; Ariel Pani and Christopher Lowe, Stanford Univ.

M.J. Prigge et al., "Physcomitrella patens auxin-resistant mutants affect conserved elements of an auxin-signaling pathway," Curr Biol, 20:1907-12. Evaluated by John Bowman, Monash Univ; Bert De Rybel and Dolf Weijers, Wageningen Univ; Steffen Vanneste and Jiri Friml, Ghent Univ.

J. Bouvier et al., "Hindbrain interneurons and axon guidance signaling critical for breathing," Nat Neurosci, 13:1066-74. Evaluated by Aguan Wei and Jan-Marino Ramirez, Univ of Washington; Jean-Fran?ois Brunet, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS).

“Faculty of 1000 Biology”创办于2002年1月，是一种在线科研评价系统，其推荐原则立足于论文本身的科学意义而非发表在什么杂志上。该系统根据全球2300多名资深科学家的意见，提供对近期发表的生物科学论文的快速评论，目的是帮助广大科研人员遴选和发现有价值的研究工作。该机构专家根据论文对当前世界生物医学和临床实践的贡献程度和科学价值，每年对全球SCI文章总数不足千分之二的优秀精品医学论文进行推荐和点评，并赋予“F1000论文”称号向医学界推荐，涵盖了医学各个学科，是一项很高的学术荣誉。

（生物通：万纹）