Cell杂志最受关注十篇文章（3月）

　　

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. Hallmarks of Cancer: The Next Generation
Douglas Hanahan, Robert A. Weinberg

这篇由Robert A. Weinberg完成的这篇综述共29页，论文描述了最近10年肿瘤学中的热点和进展（例如细胞自噬、肿瘤干细胞、肿瘤微环境等），并且将过去的6个特征扩增到10个特征，新增加的4个特征为：避免免疫摧毁(Avoiding Immune Destruction);促进肿瘤的炎症（Tumor Promotion Inflammation）; 细胞能量异常（Deregulating Cellular Energetics）; 基因组不稳定和突变（Genome Instability and Mutation），并且将过去的回避凋亡(Evading Apoptosis)，调整为抵抗细胞死亡(Resisting Cell Death)，是肿瘤学研究的必读经典作品。

2. Revisiting the Central Dogma One Molecule at a Time
Carlos Bustamante, Wei Cheng, Yara X. Mejia

3. IL-7 Engages Multiple Mechanisms to Overcome Chronic Viral Infection and Limit Organ Pathology
Marc Pellegrini, Thomas Calzascia, Jesse G. Toe, Simon P. Preston, Amy E. Lin, Alisha R. Elford, Arda Shahinian, Philipp A. Lang, Karl S. Lang, Michel Morre et al.

来自澳大利亚墨尔本大学医学生物学系，霍尔医学研究所，加拿大大学健康网络医院，美国斯坦福大学医学院等处的研究人员利用免疫系统中的一个早已发现的因子：IL-7，来清除小鼠体内的艾滋病病毒，抑制感染，增强小鼠的免疫反应，从而有可能治愈艾滋病。这一研究成果公布在Cell杂志上，并被作为头条推荐。

白介素-7(IL-7)是一种多效细胞因子，具有广泛的免疫效应，IL-7在T细胞的生长、存活及分化方面有重要作用，同时有潜在趋化性质，介导单核细胞参与炎症反应，近年来IL-7在炎症方面发挥很大的潜在价值，08年的一项研究成果还表明IL-7可以促进癌症免疫反应。

在这篇文章中，研究人员将IL-7注射到小鼠体内，这些感染了人类艾滋病病毒的小鼠，一部分在三个星期内连续注射IL-7，另外一部分则注射其它的激素，结果经过30天后，研究人员惊讶的发现在注射IL-7的小鼠中，T细胞的数量大幅增加，而且60天后，这项小鼠基本上已经清楚了体内病毒。

目前澳大利亚有2万名艾滋病病毒携带病人，已经有超过7000人因感染艾滋病病毒有关的病而死亡，这项病毒与乙肝，丙肝病毒一样，会造成人体免疫系统超负荷，引发慢性感染，这些病患体内的病毒很多，导致免疫系统也放弃了与病毒的对抗，尤其是免疫系统内的T细胞。

研究人员希望在两年后能对艾滋病病患进行实验，也可以采用注射的方向，每三日或每星期为病人注射一次（主要取决于注射的强度），持续约一个月。这样也许就能治愈艾滋病了，这种方法还可能可以用于其它的慢性疾病，比如乙肝和丙肝，以及细菌感染的疾病，比如肺结核等。

4. Identification of Aneuploidy-Selective Antiproliferation Compounds
Yun-Chi Tang, Bret R. Williams, Jake J. Siegel, Angelika Amon

染色体数目异常，或者说非整倍体是癌症的一个重要标志，来自麻省理工学院，霍德华休斯医学院等处的研究人员针对这一特征，找到了能特异性杀死非整倍体细胞的化合物，从而提出了一种治疗广谱肿瘤的新策略。这一研究成果公布在Cell杂志上，并被重点推荐，认为这项研究找到了癌症的“阿基里斯的脚踵”（The Heel of Achilles）。

非整倍性（aneuploidy）是指哺乳动物细胞有时会具有过多的染色体，这会对机体造成损害，通常会导致出生缺陷或死亡，不过几乎总是非整倍性的肿瘤细胞似乎因此获得了生长优势。之前Amon教授研究组在2008年发表在Science杂志上的一篇文章中，首次在哺乳动物细胞中系统检测非整倍性的作用，指出具有额外染色体的哺乳动物细胞拥有一些共同特征，可被用来研发癌症治疗方法。

在最新这篇文章中，研究人员找到能特异性杀死非整倍体细胞的化合物，提出了一种治疗广谱肿瘤的新策略。这种化合物就是AICAR——一种能量胁迫诱导药剂（energy stress-inducing agent，生物通译），以及蛋白折叠抑郁剂17-AAG，和自噬抑制剂氯喹（chloroquine）。

其中AICAR能穿透细胞膜，是AMPK激活剂，后者是代谢调控的关键蛋白，当能量供应不足时，AMP/ATP的比率上调，AMPK就会被激活，抑制合成代谢。AICAR可以激活AMPK，但不影响ATP、ADP和AMP的水平，在细胞或动物水平，AICAR可以通过激活AMPK从而促进骨骼肌非胰岛素依赖的葡萄糖摄入。

17-AAG是热休克蛋白90抑制剂，之前的研究已经发现这种化合物能低毒性，高选择性抑制一些癌蛋白，用于癌症的治疗，而氯喹这种治疗疟疾的特效药，近期也有研究证明可以用于治疗乳腺癌。

非整倍体细胞对这些药物非常敏感，研究证明AICAR能诱导小鼠原代胚胎成纤维细胞三倍体（染色体1，13，16（或者19））p53介导的细胞凋亡，AICAR和17-AAG单独施用，或者结合施用（作用更好），能有效的对抗非整倍体人类癌细胞系。

这些研究都表明这些化合物能干扰非整倍体细胞存活必要的一些途径，因此可以作为一种对抗人类广谱肿瘤的新型治疗方法。

5. The Basement Membrane of Hair Follicle Stem Cells Is a Muscle Cell Niche
Hironobu Fujiwara, Manuela Ferreira, Giacomo Donati, Denise K. Marciano, James M. Linton, Yuya Sato, Andrea Hartner, Kiyotoshi Sekiguchi, Louis F. Reichardt, Fiona M. Watt


6. Intercellular Nanotubes Mediate Bacterial Communication
Gyanendra P. Dubey, Sigal Ben-Yehuda

这篇封面文章阐述了细菌之间进行信息交流的新方式——通过形成纳米管道来进行物质交流。

7. Functional and Mechanistic Diversity of Distal Transcription Enhancers
Michael Bulger, Mark Groudine

8. Skin Stem Cells Orchestrate Directional Migration by Regulating Microtubule-ACF7 Connections through GSK3β
Xiaoyang Wu, Qing-Tao Shen, Daniel S. Oristian, Catherine P. Lu, Qinsi Zheng, Hong-Wei Wang, Elaine Fuchs

9. Endocrine Regulation of Male Fertility by the Skeleton
Franck Oury, Grzegorz Sumara, Olga Sumara, Mathieu Ferron, Haixin Chang, Charles E. Smith, Louis Hermo, Susan Suarez, Bryan L. Roth, Patricia Ducy et al.

哥伦比亚大学的一份研究报告指出，男性的生育能力可能与骨骼有关。

研究人员在老鼠身上进行的实验表明，骨骼通过释放一种名为骨钙素的荷尔蒙，起到调节生育能力的作用。这一发现可能是在治疗不育症方面取得的重大进展。

之前关于骨骼与生殖系统之间的相互作用的研究仅集中在生殖腺对骨质的影响上。研究项目负责人杰勒德·卡尔桑蒂说：“由于两个人体器官之间的沟通很少是单向进行的，因此生殖腺对骨骼产生影响的事实表明，可能也会存在反向的作用。”

卡尔桑蒂和他的团队注意到，实验室里的雄性实验鼠中，骨骼不能产生骨钙素的老鼠产仔量也少。研究人员发现，骨钙素能够增加睾丸激素的生成量，睾丸激素是控制男性生育能力的荷尔蒙。在注射了骨钙素之后，这些雄性老鼠体内的睾丸激素水平也有所提高。

但当骨钙素减少时，睾丸激素也随之减少，导致精子量减少。缺乏骨钙素的雄性老鼠与正常的雌性老鼠交配后，生育的胎数是正常雄性老鼠的一半，每一胎的幼仔数量也较少。

鉴于老鼠和人类荷尔蒙之间存在的其他相似性，卡尔桑蒂希望能在人的身上也证实类似情况的存在。如果骨钙素同样能够促进人体睾丸激素的释放，那么骨钙素水平低就可能是不育男性睾丸激素水平过低的原因。

但科学家并没有发现骨骼状况影响女性生育能力的证据。

10. Reference Maps of Human ES and iPS Cell Variation Enable High-Throughput Characterization of Pluripotent Cell Lines
Christoph Bock, Evangelos Kiskinis, Griet Verstappen, Hongcang Gu, Gabriella Boulting, Zachary D. Smith, Michael Ziller, Gist F. Croft, Mackenzie W. Amoroso, Derek H. Oakley et al.

科学家对于人类诱导多能干细胞（iPSC）与胚胎干细胞（ESC）之间的差异程度，以及两种类型的细胞系之间的差异一直存在着许多争论。日前，由美国科学家研制的一个基于iPSC系和ESC系的定量及具有功能描述能力的评分系统，为细胞系的评估提供了一种实用方法。

在这项研究中，马萨诸塞州剑桥市哈佛大学的Christoph Bock和同事对20个已经建立的人类ESC系以及12个iPSC系进行了全基因组的DNA甲基化绘图，以及基于微阵列的基因图谱表达。就像预期的那样，不同ESC系的遗传和转录状态具有很高的相似性，并且研究人员利用ESC数据计算出了一条“参考通路” ，从而作为对一个多能细胞系中的每个基因的预期基因表达和DNA甲基化水平的一种测量方法。他们随后开始考虑iPSC与ESC到底有多类似。研究人员发现，许多iPSC系的基因表达和甲基化属于在ESC系中观测到的偏差，但总的来说，两种细胞系之间的差异多于每种细胞系之中的差异。

多能细胞系之间的差异具有功能上的意义吗？与之前的研究一样，Bock等人发现，在ESC或iPSC中，基因中的细胞系特定DNA甲基化差异，以及细胞特性的作用，能够改变细胞的分化潜能。

为了使之成为一个能够稳定评估新细胞系有效性的系统，研究人员开发出了一种两步法。第一步，通过一种“差异计分卡”——记录基因的表达和DNA甲基化水平与参考面板进行比较时的异常值——对一个细胞系进行评估。第二步，对细胞系进行一种非定向的分化试验，并且细胞分化成多种细胞系的倾向也被加以计算。这些结果被用来与一个“世系计分卡”——已通过20种对照ESC系进行了校准——进行了比较。研究人员指出，这一评分系统提供了细胞系质量和效用的信息，并且适合扩展到对大量细胞系的筛选工作。研究人员在最近出版的《细胞》杂志上报告了这一研究成果。

研究人员表示，这项研究代表了用系统方法进行干细胞评估的一个进步，并且能够被用来评估产生iPSC的新方法，或者旨在下游应用的细胞的适合性。

（生物通：万纹）