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Cancer Cell:重塑肿瘤微环境,让胰腺癌治疗更有效
肿瘤并不是一座孤岛。肿瘤周围存在着免疫细胞、结缔组织、血管以及大量的蛋白质和糖类。这一邻域被称为肿瘤微环境。癌细胞以多种方式与肿瘤微环境相互作用,从中获取无限增长所需的资源。胰腺导管腺癌(PDAC)会重塑其细胞表面,从细胞外基质中获取额外营养。这个被称为巨胞饮作用(macropinocytosis)的过程会影响肿瘤周围区域,使结缔组织变得更僵硬,并阻止免疫细胞接近肿瘤。Sanford Burnham Prebys医学研究所的研究人员近日发现,阻断巨胞饮作用可重塑肿瘤微环境,使其纤维化程度降低并允许免疫细胞进入。这项研究成果发表在《Cancer Cell》杂志上,有望增强PDAC的治疗效果。研究
来源:Sanford Burnham Prebys
时间:2025-08-13
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结核分枝杆菌与人类基因组的协同进化:从分子互作到精准防控
结核分枝杆菌与人类基因组的协同演化引言结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis, MTB)是致死率最高的微生物之一,每年导致超1000万新发病例。作为专性寄生菌,MTB与人类宿主形成了复杂的共进化关系,其九大谱系(L1-L9)呈现显著地理偏好性,例如L2(北京家族)在东亚占主导,而L5-L6(非洲分枝杆菌)局限于非洲。这种分布模式与人类迁徙史和宿主-病原体基因互作密切相关。MTB复合体的基因组特征MTB复合体(MTBC)成员拥有约440万碱基对的环形染色体,GC含量高达66%。其基因组高度保守,不同菌株间平均仅存在<2,500个单核苷酸多态性(SNPs),但编码PE/
来源:Annual Review of Genomics and Human Genetics
时间:2025-08-13
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单细胞基因组学揭示Waldeyer环免疫图谱:从发育动态到黏膜免疫教育新视角
Waldeyer环的解剖与功能特征作为上呼吸道消化道的免疫哨兵,Waldeyer环由腭扁桃体、腺样体、舌扁桃体和咽鼓管扁桃体组成。这些部分包裹的淋巴组织通过表面隐窝直接接触抗原,其非完全包膜结构和缺乏传入淋巴管的特性,使其成为独特的黏膜相关淋巴组织(MALT)。组织学显示B细胞富集的淋巴滤泡与T细胞富集的滤泡间区形成精密空间结构,其中生发中心(GC)的暗区进行体细胞高频突变(SHM),亮区则完成亲和力成熟。单细胞技术驱动的免疫图谱构建最新研究通过整合单细胞转录组(scRNA-seq)、表观组(scATAC-seq)和空间转录组技术,已鉴定出121种细胞状态。Massoni-Badosa团队开发
来源:Annual Review of Genomics and Human Genetics
时间:2025-08-13
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人类基因组计划的超越:从端粒到端粒的完整基因组时代与泛基因组参考框架的革命性意义
1. 引言:基因组学的范式转变人类基因组计划(HGP)虽构建了GRCh38参考基因组,但仍有近200Mbp缺口,尤其是着丝粒、端粒和节段重复区域(segmental duplications, SDs)。端粒到端粒联盟(T2T Consortium)利用PacBio HiFi(>99.9%准确度)和牛津纳米孔(ONT)超长读长技术(100kbp-1Mbp),首次完成CHM13细胞系T2T-CHM13v2.0组装,填补全部缺口并纠正GRCh38中30Mbp错误序列。与此同时,人类泛基因组参考联盟(HPRC)通过47个全球多样性样本的组装,新增119Mbp多态性序列和1,115个基因拷贝数变
来源:Annual Review of Genomics and Human Genetics
时间:2025-08-13
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转座元件活性变异的进化视角:从基因组寄生虫到人类健康的双刃剑
转座元件(TEs)作为基因组中的"自私DNA",其活性变异在进化过程中展现出惊人的多态性。从人类基因组中活跃的LINE-1、Alu和SVA家族,到植物中活跃的长末端重复序列(LTR),不同生物类群呈现出独特的TE活动谱系。这些"基因组跳跃者"通过逆转录转座或DNA转座机制,在宿主基因组中不断复制自身,既可能破坏基因功能导致疾病,又可能推动基因组创新。1. 转座元件活性的定义与检测方法准确量化TE活性面临技术挑战。生殖系活动可通过三代基因组测序检测新生插入,而体细胞活动则需单细胞测序等新技术。值得注意的是,TE丰度与活性存在复杂关系——人类基因组中约50%序列来自TE,但仅<0.05%具有转座能
来源:Annual Review of Genomics and Human Genetics
时间:2025-08-13
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胎盘演化:资源争夺战驱动的生命供给革命
1. 胎盘出现前:卵的局限早期动物通过卵黄供给胚胎营养,孵化后幼体重量常低于初始卵重(matrotrophic index, MI1),这种从"一次性投注"到"持续供给"的策略革新了繁殖模式。化石证据表明羊膜动物祖先可能先出现胎生,后演化出蛋壳,羊膜(amnion)、尿囊(allantois)和绒毛膜(chorion)等胚外膜最初用于调控母体交互而非适应陆地环境。2. 胎盘起源:跨物种趋同进化胎盘在脊椎动物中独立演化超200次,包括软骨鱼类(如鲨鱼)、硬骨鱼类(如胎生鳉鱼Poeciliidae)和哺乳类。尽管鱼类胎盘源自卵泡壁和卵黄囊内胚层,与哺乳类子宫起源不同,但两者均表达胎盘标志物(vim
来源:Annual Review of Genetics
时间:2025-08-13
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减数分裂驱动与物种形成:基因组冲突视角下的进化机制研究
减数分裂驱动与物种形成背景减数分裂驱动指等位基因在杂合子中违背孟德尔分离定律的偏态传递现象,反映了基因组内冲突而非达尔文选择。理论研究表明着丝粒特性可促进雌性减数分裂驱动,而XY染色体冲突可诱发雄性减数分裂驱动。物种形成指单一物种分裂为多个新种的过程,其遗传基础长期面临研究挑战,非适应性进化可能参与其中,减数分裂驱动或是重要因素之一。着丝粒卫星DNA的作用着丝粒染色质由卫星DNA和组蛋白CENP-A构成,其快速进化特征支持着丝粒驱动模型。该模型认为:在雌性减数分裂I期,具有修饰卫星DNA的变异染色体可通过更大着丝粒/动粒复合体获得卵细胞定向优势。小鼠研究表明较大卫星阵列对应更多CENP-A和更
来源:Annual Review of Genetics
时间:2025-08-13
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多倍体研究的跨学科整合:从生物进化到疾病机制的统一视角
多倍体研究的跨学科整合:从生物进化到疾病机制的统一视角多倍体形成与动态的概述多倍体被定义为包含超过两套完整染色体的细胞状态,其形成机制包括未减数配子融合(unreduced gamete fusion)和endo-细胞周期(endo-cell cycles)。通过C值(C value)和n/x值(n/x value)等术语可精确描述倍性变化,其中4C以上DNA含量即视为多倍体。多倍体可分为组织特异性内多倍体(endopolyploidy)和生物体多倍体(organismal polyploidy),前者通过核内复制(endoreplication)或细胞融合产生,后者通过减数分裂异常维持。值得
来源:Annual Review of Genetics
时间:2025-08-13
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基因组进化新视角:从头基因(De Novo Genes)的起源机制与功能研究
DEFINING DE NOVO GENES从头基因被定义为从祖先非编码序列演化而来的功能基因,其核心特征包括:缺乏同源基因、常表现为谱系特异性分布。根据转录本特性可分为蛋白编码型(需含ORF)和非编码型(如lncRNA)。值得注意的是,部分基因可能通过"基因重叠"(overprinting)机制利用已有基因的反义链产生,这类案例是否归类为从头基因仍存争议。A BRIEF HISTORY OF THE FIELD该领域始于1950年代Stephens的理论猜想,但受技术限制长期停滞。2000年代初,随着基因组学发展,研究者发现大量"孤儿基因"(orphan genes)无法用基因复制或水平转移
来源:Annual Review of Genetics
时间:2025-08-13
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病原体表型异质性:从分子机制到感染治疗的新视角
病原体表型异质性的建立与维持机制微生物通过多种分子途径产生表型异质性。随机基因表达导致单细胞间关键基因(如沙门氏菌的ttss-1)的差异激活,形成双稳态群体。结核分枝杆菌通过极性生长和不对称分裂产生大小、生长速率和细胞壁年龄各异的子代,其中新极合成的细胞壁更易被噬菌体识别。铜绿假单胞菌利用第二信使c-di-GMP的浓度梯度调控生物膜形成与分散的平衡,高c-di-GMP亚群形成生物膜核心,低c-di-GMP亚群则通过鞭毛运动扩散。异质性驱动的生存策略风险对冲:耶尔森菌(Y. pseudotuberculosis)通过温度敏感的双稳态开关调控毒力因子RovA,在30-34°C时同时存在侵袭型和非侵
来源:Annual Review of Genetics
时间:2025-08-13
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社会性昆虫重组率变异的适应性解析:从免疫协同进化到寿命选择压力
免疫驱动:红皇后假说的社会性延伸社会性膜翅目昆虫展现出动物界最高的减数分裂重组率,这种异常现象可能与它们独特的免疫挑战相关。红皇后假说认为宿主-寄生虫协同进化会促进重组,而社会性昆虫的群体生活模式加剧了这种选择压力。蜂群中数千个体的密切接触创造了病原体传播的温床,但同时也进化出复杂的社会免疫行为:工蚁通过化学感应识别染病个体,进行异体理毛、病体移除甚至集体迁巢。这种免疫防御高度依赖多基因调控的化学感应系统——在蜜蜂中,卫生行为相关基因座(QTLs)可解释的表型变异不足10%,表明存在广泛的选择干扰(HRI)。有趣的是,多雄交配(polyandry)与重组率呈正相关,暗示遗传多样性获取(多雄交配
来源:Annual Review of Genetics
时间:2025-08-13
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植物温度感受器:解码环境温度信号的分子机制与生态适应性
植物温度感知的分子交响曲1. 温度挑战与植物策略植物面临从小时到年际尺度的温度波动,全球变暖加剧了这一挑战。极端温度导致膜功能障碍和蛋白质变性,而温和变化则影响水分粘度(低温增加)和呼吸速率(高温增强)。植物通过温度驯化和热形态建成(thermomorphogenesis)应对:前者是生化适应(如冷驯化增强抗冻性),后者调控生长发育速率(如高温促进下胚轴伸长)。关键转折点在于温度感知——直接解码环境信号为分子事件的初始传感器(primum movens)。2. 核心温度感受器的鉴定目前种子植物中确认四种温度感受器:光敏色素B(phyB):通过光敏模块中发色团的热逆转(Pfr→Pr)感知10-3
来源:Annual Review of Genetics
时间:2025-08-13
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沙漠作物的发育与遗传特性:应对粮食安全与气候变化的适应性解决方案
沙漠作物的生存策略与经济价值沙漠环境以高温、强光照、缺水及贫瘠土壤为特征,但龙舌兰、仙人掌和海枣通过独特的形态与生理机制成功适应。龙舌兰的肉质叶片和浅根系可快速吸收雨水,其叶片角质层厚且气孔密度低,显著减少水分流失;仙人掌的茎秆特化为储水器官,表皮覆盖的蜡质层能反射紫外线;海枣则通过深层根系获取地下水。三者均采用景天酸代谢(CAM)途径,夜间固定CO2为苹果酸,白天释放供光合作用,极大提升水分利用效率。龙舌兰:多用途的沙漠巨人龙舌兰的经济价值涵盖食品(龙舌兰糖浆)、纤维(剑麻)、酒精饮料(龙舌兰酒)及生物燃料。其基因组庞大(2.9-4.7 Gbp),染色体呈现双峰核型(大/小染色体),多倍化现
来源:Annual Review of Genetics
时间:2025-08-13
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植物冷胁迫响应与适应的调控网络:从分子机制到作物改良
2. 植物冷胁迫响应的分子机制2.1 核心转录调控网络CBF(C-REPEAT BINDING FACTOR)通路是植物应对冷胁迫的核心机制。拟南芥中,冷胁迫迅速诱导CBF1/2/3表达,其编码蛋白激活COLD-REGULATED(COR)基因以增强耐寒性。值得注意的是,水稻OsDREB1C过表达能通过提升光合效率显著增加产量,打破了传统认知中抗逆性与生长的权衡关系。上游调控因子ICE1(INDUCER OF CBF EXPRESSION 1)通过磷酸化(OST1介导)、泛素化(HOS1/PUB25调控)和SUMO化(SIZ1催化)等翻译后修饰动态调控CBF表达。玉米ZmICE1通过抑制天冬酰
来源:Annual Review of Genetics
时间:2025-08-13
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母体B细胞对胎盘和胎儿的免疫应答:从耐受机制到妊娠并发症的分子基础
B细胞对胎盘和胎儿的应答机制妊娠期间母体B细胞与外来概念体(胎盘和胎儿)抗原的相互作用构成免疫学奇迹。不同于传统认知的全面免疫抑制,健康妊娠中建立的是抗原特异性耐受机制。胎盘作为胎儿衍生器官,其独特的解剖结构使滋养层细胞直接接触母体免疫细胞,同时通过释放细胞游离抗原进入母体循环。妊娠期间B细胞的动态变化小鼠妊娠期间骨髓B细胞生成从胚胎第7.5天(E7.5)开始显著减少,这种变化由雌激素驱动并持续至产后哺乳期。外周B细胞亚群也发生重塑:脾脏边缘区(MZ)B细胞和B-1细胞扩增,同时CD19+CD5+CD1dhi调节性B细胞(B10)比例增加50%。子宫局部B细胞在着床期增加2倍,这些细胞表现出更
来源:Annual Review of Pathology-Mechanisms of Disease
时间:2025-08-13
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激酶ERK在胰腺癌细胞上皮-间质转化异质性中的保守主导作用解析
上皮-间质转化(Epithelial-Mesenchymal Transition, EMT)在癌细胞中呈现显著异质性,是导致化疗耐药的重要机制。为破解这一难题,研究者创新性地将迭代间接免疫荧光成像技术与互信息(Mutual Information, MI)计算相结合,对胰腺导管腺癌(PDAC)细胞及肿瘤组织进行单细胞水平分析。研究聚焦丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路时发现:在不同生长因子或化疗药物刺激下,细胞间ERK激酶活性的差异竟是EMT异质性的主要驱动力(这个发现让传统群体水平研究相形见绌)。当用MEK抑制剂阻断ERK通路时,JNK激酶会立即"临危受命"接管调控职责。更令人振奋的是,即
来源:Science Signaling
时间:2025-08-13
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长链非编码RNA EPIC1通过抑制dsRNA诱导的I型干扰素信号通路成为增强三阴性乳腺癌PD-1抑制剂疗效的新靶点
细胞质中的双链RNA(dsRNA)如同内源性逆转录病毒衍生的分子警报,能够触发I型干扰素(IFN)产生从而激活抗肿瘤免疫应答。有趣的是,长链非编码RNA EPIC1这个"分子开关"通过与表观遗传调控因子EZH2"狼狈为奸",压制了逆转录元件(LINE/SINE/LTR)的表达,巧妙阻断了dsRNA的生成通路。当研究人员在多种癌细胞系中敲除这个"免疫刹车"EPIC1时,逆转录元件如脱缰野马般大量表达,产生的dsRNA成功激活了类似抗病毒反应的I型干扰素信号通路(IFN-β),召唤免疫细胞大军集结。更令人振奋的是,在人源化小鼠模型中,靶向EPIC1的寡核苷酸药物不仅让肿瘤组织中的dsRNA"弹药库
来源:Science Signaling
时间:2025-08-13
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综述:嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)疗法治疗转移性前列腺癌
分子构造的精密武器:CAR-T细胞设计CAR-T细胞通过基因工程改造成为精准抗癌武器,其结构包含三个关键部分:识别肿瘤抗原的单链可变片段(scFv)胞外域,维持稳定性的跨膜域,以及激活T细胞的胞内信号域(如CD3ζ和共刺激分子CD28/4-1BB)。最新一代CAR-T还整合了细胞因子分泌模块(如IL-12)来对抗免疫抑制微环境。前列腺癌的特洛伊木马:靶点选择策略前列腺特异性膜抗原(PSMA)成为最受关注的靶点,其在80%转移性病灶中高表达。研究还探索了CEACAM5、PSCA和STEAP1等靶标,其中靶向CEACAM5的1G9抗体在临床前模型中显示出对侵袭性亚型的特异性杀伤。值得注意的是,双靶
来源:Cancer Letters
时间:2025-08-13
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CDYL2b通过调控HES7/KLF17/TBX6转录因子网络抑制前列腺癌发生发展的分子机制研究
前列腺癌作为男性癌症死亡的第五大原因,每年导致全球约37.5万人死亡。尽管针对雄激素信号通路的治疗取得进展,但表观遗传改变在肿瘤发生发展中的作用仍不清楚。其中,组蛋白去甲基化酶JMJD2A(KDM4A)和JMJD2B(KDM4B)通过调控组蛋白H3第9和36位赖氨酸的甲基化状态促进前列腺癌进展,但其下游分子机制尚未完全阐明。美国俄克拉荷马大学健康科学中心细胞生物学系的研究团队在《Cancer Letters》发表重要成果,发现JMJD2A/2B可抑制表观遗传阅读器CDYL2基因的表达。通过生物信息学分析、细胞功能实验和动物模型,研究人员系统阐明了CDYL2b亚型通过激活HES7/KLF17/T
来源:Cancer Letters
时间:2025-08-13
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织叶蚁(Oecophylla smaragdina)团队协作的"超高效能"机制:基于力棘轮效应的群体动力学研究
自然界最令人惊叹的团队协作典范——织叶蚁(Oecophylla smaragdina)在筑巢时会自发组成活体链条,通过精妙分工实现物理协作的"超高效能(superefficiency)"现象。与人类团队常见的林格曼效应(Ringelmann effect)相反,这些昆虫的个体平均拉力输出竟能随团队规模扩大而提升近2倍。研究发现其奥秘在于独特的"力棘轮(force ratchet)"机制:前端"主动拉动者(active pullers)"产生的拉力被存储在由"被动抵抗者(passive resisters)"构成的活体链条中,后者凭借足部特化的摩擦附着器官维持张力。这种动态分工既避免了协调损耗,
来源:Current Biology
时间:2025-08-13