F1000最新推荐微生物学论文

　　

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微生物学论文如下：

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1.新型糖运输蛋白

一组以前不知道的糖运输蛋白已被识别出来---最初是在植物中，但由于同源蛋白明显广泛分布，所以它们也在动物中被识别出。

在植物中，这些SWEET受体相应于那些人们长期寻找的、向花蜜、种子和花粉发育供应葡萄糖的运输蛋白。这些运输蛋白中的其中一些被病原体利用来为复制提供糖。后生动物同源蛋白也调控葡萄糖运输，并且还可能涉及糖从小肠、肝脏、附睾和乳腺细胞中的流出。

L.Q. Chen et al., "Sugar transporters for intercellular exchange and nutrition of pathogens," Nature, 468:527-32, 2010.

推荐理由：这篇文章的意义在于发现了一个新型真核生物细胞糖输出转运蛋白，而以前鉴别的都是糖摄入转运蛋白。

2.抗击艾滋病毒的TRIM蛋白

某些猴子对艾滋病病毒（HIV）具有了抵抗力，这将归功于一种称为TRIM5的蛋白质。该蛋白质可以阻止进入细胞内病毒的繁殖。目前，来自日内瓦和苏黎世大学的研究人员已经发现了这种蛋白质的作用机制，该项研究发表在《Nature》上。这也为人类抗击HIV开辟了新前景。

不同于人类，某些猿类种属，如恒河猴或夜猴能够利用细胞蛋白质TRIM5抵抗HIV：在HIV感染的情况下，病毒一进入细胞，这种蛋白质就可阻断该病毒并预防其繁殖。尽管科学家们对TRIM5的了解已经超过六年。然而对于TRIM5预防HIV繁殖的机制仍然知之甚少。

瑞士日内瓦大学Jeremy Luban教授、苏黎世大学Markus Grütter教授各自的研究小组与来自美国和法国的团队合作，研究发现了TRIM5对抗HIV防御机制的大部分关键环节。他们证明，一旦感染HIV，TRIM5立即触发免疫反应。因此，TRIM5是先天免疫系统中的HIV传感器。与获得性免疫系统不同的是，获得性免疫系统只在面临感染过的病原体时才开始准备消除病原体，而先天免疫系统一接触病原体就能够将其消除。

HIV病毒外壳由排列齐整的晶格所构成，类似于足球图案。在感染过程中，HIV病毒进入细胞。TRIM5能够识别此晶格结构并特定结合于其上。这可以刺激该蛋白质在细胞中产生称为聚泛素链的信号分子。这些链随即就可以触发抗病毒反应。然后，这些“警觉”细胞就可以通过释放信使物质（细胞因子）来消除感染HIV的细胞。

T. Pertel et al., "TRIM5 is an innate immune sensor for the retrovirus capsid lattice," Nature, 472:361-5, 2011.

推荐理由：这一研究首次证实TRIM5是通过与HIV病毒外壳的相互作用，组成性地参与先天免疫信号通路的。

3.免疫驱动肿瘤发生

很早，人们就认为组织修复反应可能与肿瘤发生过程有关系，因为肿瘤生长也可以被视为一种不受调节的组织修复。一项利用小鼠进行的实验表明，人体对于组织损伤产生的自然的修复反应确实可以刺激肿瘤的生长，而这也为炎症反应与癌症之间提示了一个新的分子生物学上的关联。

Howard Hughes医学研究所（HHMI）的研究者Ruslan Medzhitov和他的同事Seth Rakoff-Nahoum发现，一个促使肠癌的生长的蛋白，正常情况下此蛋白参与肠组织的损伤修复。

Medzhitov和Rakoff-Nahoum研究了一个称为Myd88的蛋白的功能，这个蛋白参与了引起肠部组织修复的一个分子信号通路。它能够接受称为Toll样受体的关键免疫系统调节蛋白的激活信号。研究者们使用了adenomatous polyposis coli (APC)基因突变的小鼠，这个基因与大部分人类遗传性和自发性的结肠癌密切相关。而像人类一样，带有此变异基因的小鼠会有不正常的肠组织的生长并且发生肿瘤。为了检验Myd88在肿瘤发生中的作用，研究者们设计制作出了一些不能产生Myd88蛋白的小鼠。这些Myd88和APC基因都发生了突变的小鼠比那些只缺失了APC的小鼠的不正常肠组织生长和肿瘤发生都要少。而在仔细比较了两个品系的小鼠后发现，它们发生称为微腺瘤的癌前结构的数目是一样的，但是如果缺失了Myd88，那么很多的这些微腺瘤都不会进一步发生成为肿瘤。而这也告诉研究者们，Myd88对肿瘤的生长和发展有影响，但是对于癌症的早期发生则不然。
   
这项发现提示也许Myd88涉及的途经能够通过控制组织修复反应的起始来控制肿瘤的发生。在正常的组织中，一旦组织修复反应被诱导发生，它就能补充好损伤的组织，然后就停下来了。但是在有致癌性的突变的情况下，最初的肿瘤生长被认为是对组织的损害而激发组织修复反应的发生。这就导致了一个恶性循环：组织修复产生的细胞会被用于肿瘤团的生长，而更大的肿瘤团将被认为是更大的组织损害，从而导致组织修复反应提供更多的细胞用于肿瘤的生长。

S. Rakoff-Nahoum, R. Medzhitov, "Regulation of spontaneous intestinal tumorigenesis through the adaptor protein MyD88," Science, 317:124-7, 2007.

推荐理由：这篇文章证实MyD88信号通路在肠道肿瘤发生中发挥了至关重要的作用。

4. 维持葡萄糖稳态

嗜酸性粒细胞常常和替代性活性巨噬细胞（AAMs）一起共同参与与寄生虫免疫及过敏反应。过去的研究表明脂肪组织AAMs在维持葡萄糖稳态中起关键性作用，并可通过IL-4诱导。

在这篇文章中，研究人员证实嗜酸性粒细胞是小鼠白脂肪组织中主要的IL-4表达细胞。嗜酸性粒细胞缺失可导致AAMs显著减少。嗜酸性粒细胞通过integrin迁移到脂肪组织中，并通过IL-4或IL-3依赖的信号途径重组AAMs。在高脂肪膳食下，缺失嗜酸性粒细胞的小鼠出现脂肪增多，葡萄糖耐量降低，胰岛素耐受。当研究人员用蠕虫诱导脂肪组织生成嗜酸性粒细胞时，小鼠葡萄糖耐受增强。研究结果表明嗜酸性粒细胞通过脂肪AAMs在维持代谢稳态中发挥了意想不到的作用。

D. Wu et al., "Eosinophils sustain adipose alternatively activated macrophages associated with glucose homeostasis," Science, 332:243-7, 2011.

推荐理由：这一研究鉴别了嗜酸性粒细胞与替代性活性巨噬细胞在脂肪组织中的联系，证实两种细胞共同作用参与维持了葡萄糖稳态。

5. 寄生虫卵治愈溃疡性结肠炎

一位溃疡性结肠炎患者吞食了寄生虫卵后病情好转，一项研究指出，“蠕虫疗法”或可帮助医治肠道。

NYU大学Langone医学中心医学寄生虫学系Loke 和他的同事随访了一位35岁患有重度结肠炎的男子，他为了避免用外科手术方式切除他的整个结肠，决定试用蠕虫疗法。一位泰国医生同意给他虫卵，于是他飞往泰国，并吞食了1500个虫卵。

这名男子在进行“自我治疗”后，自觉症状基本消失。Loke和他接触后，出于好奇，决定对他的病情跟踪观察。他在吞服虫卵后的三年，溃疡性结肠炎的症状基本消失。在2008年，他的结肠炎发作了，于是他又吞服了2000个虫卵，病情便又好转。

研究人员分析了该男子的血液样本和结肠组织切片，急性发作期组织切开显示其CD4 T细胞增多，CD4 T产生促炎因子IL-17。在接受蠕虫治疗后，肠道组织内出现大量分泌IL-22的T细胞，IL-22是一种炎症抑制因子。

此外，在吞食蠕虫后，这名男子结肠内的黏液显著增多。Loke认为肠道内黏液增多是因为肠道在试图驱逐蠕虫的缘故，而粘液的增加可能起到缓解症状的作用。

但是蠕虫疗法的机制目前仍不清楚，而且蠕虫本身也可损害肠道。因此Loke警告说，实验中的男子非常幸运地取得了如此好的反应，但对于其他人来说，蠕虫感染可能会加重肠炎。

M.J. Broadhurst et al., "IL-22+ CD4+ T cells are associated with therapeutic trichuris trichiura infection in an ulcerative colitis patient," Sci Transl Med, 2:60ra88, 2010.

推荐理由：这篇文章详细地描述了一位溃疡性肠炎患者采用吞服蠕虫卵的方法“自我治疗”疾病的有趣过程。

6. 人肠道微生物菌落基因目录

人体是大约100万亿微生物细胞的宿主，其中大部分在肠道中，在那里它们对人的生理和营养都有深远影响，而且现在还被认为对人的生命非常关键。肠道微生物帮助人从食物中摄取能量，肠道微生物群落的变化还可能与肠道疾病或肥胖症有关。

一个国际合作课题组（该课题组是“人类小肠元基因组学”项目的构成部分，该项目简称为MetaHIT）发表了从丹麦和西班牙124位健康的、超重的和肥胖的成年人以及炎症患者提取的人肠道微生物菌落的一个基因目录。所获数据为了解这一基因组（比人类基因组大150倍）提供了第一手资料，并且表明这些基因大部分是在不同个体之间共享的。根据由这些基因所编码的各种不同功能，研究人员就有可能来确定最小的肠道元基因组和最小的肠道细菌基因组。

J. Qin et al., "A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing," Nature, 464:59-65, 2010.

推荐理由：这篇文章通过收集124位欧洲成年人的粪便样本获得576.7G的微生物序列数据。这代表着科学家们向最终了解人类肠道生态系统向前迈进了重要的一步。

“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：何嫱）