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腸道菌群參與介導(dǎo)睡眠剝奪引起的認(rèn)知受損

北京大學(xué)第六醫(yī)院陸林院士團隊從“微生物-腸-腦軸”角度揭示了睡眠剝奪導(dǎo)致認(rèn)知受損的機制。相關(guān)成果發(fā)表于Molecular Psychiatry。睡眠是一個復(fù)雜的節(jié)律性生理過程，對人類健康至關(guān)重要，長期睡眠不足還會使得人們罹患各種疾病的概率大幅增加。腸道菌群作為“微生物-腸-腦軸”功能的關(guān)鍵調(diào)節(jié)者之一，在神經(jīng)精神類疾病、神經(jīng)發(fā)育等領(lǐng)域逐漸受到重視。研究發(fā)現(xiàn)，接受睡眠剝奪后糞便菌群的受體小鼠出現(xiàn)外周及中樞炎癥水平的增高，以及認(rèn)知功能的顯著受損，并且神經(jīng)炎癥和菌群代謝物水平均與小鼠的認(rèn)知受損程度顯著相關(guān)，提示腸道菌群紊亂可能參與介導(dǎo)睡眠剝奪引起的認(rèn)知受損，而炎癥反應(yīng)在這個過程中起到了非常關(guān)鍵的中介作用。

腫瘤缺氧微環(huán)境研究進展

西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院肝膽外科劉青光教授研究團隊與合作者發(fā)現(xiàn)，在乳腺癌和肝癌細(xì)胞中肽基精氨酸脫亞胺酶4（PADI4）以HIF依賴性方式由缺氧誘導(dǎo)表達(dá)，PADI4反過來被HIFs募集到HREs，從而參與HIF靶基因轉(zhuǎn)錄。相關(guān)成果發(fā)表于Science Advances。在缺氧條件下，缺氧誘導(dǎo)因子α（HIFα）的羥基化和泛素蛋白酶體降解減弱，因此HIFα穩(wěn)定并轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核中，其與HIFβ形成異二聚體復(fù)合物，進而結(jié)合靶基因啟動子中的缺氧反應(yīng)元件（HREs）激活轉(zhuǎn)錄。該研究表明靶向HIF和/或PADI4活性的小分子抑制劑研發(fā)可能是乳腺癌和肝癌患者的一種新治療策略。

睡眠、生物鐘、腸道菌群與阿爾茨海默病的關(guān)系

上海交通大學(xué)平勇課題組總結(jié)了睡眠障礙、生物鐘紊亂和阿爾茨海默病（AD）對腸道菌群的影響，并重點分析這些因素對腸道菌群影響的一致性。相關(guān)成果發(fā)表于Gut Microbes。睡眠和生物鐘紊亂（SCRD）對腸道菌群的影響不夠明確且可能較為間接，比如睡眠障礙或通過影響飲食等行為進而改變腸道菌群，但是早期睡眠和生物鐘紊亂與腸道菌群的交互作用可能促進了AD病發(fā)。文章強調(diào)了睡眠/生物鐘紊亂對腸道菌群的影響，比如一些腸道致病菌群上升和有益菌群的下降會導(dǎo)致腸道壁膜的損傷，促進系統(tǒng)炎癥發(fā)生，破壞血腦屏障（BBB）引起腦局部炎癥等，最終導(dǎo)致AD。

肝再生增強因子減輕肝移植缺血/再灌注損傷新機制

首都醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院安威教授團隊發(fā)現(xiàn)肝再生增強因子（Augmenter of liver regeneration， ALR）可通過促進Parkin途徑的線粒體自噬，保護肝臟免于缺血/再灌注（I/R）損傷。相關(guān)成果發(fā)表于American Journal of Transplantation。研究發(fā)現(xiàn)，在大鼠原位肝移植手術(shù)所致的冷缺血/再灌注（cold I/R）模型中，腺病毒過表達(dá)ALR可顯著增強肝細(xì)胞線粒體自噬，減輕肝臟損傷;熱缺血/再灌注（warm I/R）損傷模型和細(xì)胞缺氧-復(fù)氧（hypoxia-reoxygenation， H/R）模型上，敲減Alr可顯著降低自噬相關(guān)蛋白PINK1/Parkin介導(dǎo)的線粒體自噬，導(dǎo)致肝細(xì)胞線粒體功能障礙和細(xì)胞損傷。ALR促進線粒體自噬的作用與線粒體外膜融合蛋白Mitofusin-2（Mfn2）表達(dá)密切相關(guān)。

新冠病毒流行變種具有逃逸人體細(xì)胞免疫的普遍特點

清華大學(xué)藥學(xué)院譚旭、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院金騰川等人合作，鑒定新冠肺炎康復(fù)者的細(xì)胞免疫表位發(fā)現(xiàn)新冠病毒變種的細(xì)胞免疫減弱的現(xiàn)象。相關(guān)成果發(fā)表于Cell Reports。新冠病毒的變種為什么能夠具有這么強的傳染能力？該研究解釋了這個原因。文章通過T-Scan技術(shù)篩選并鑒定了4條新冠病毒特異性CD8+T細(xì)胞識別的關(guān)鍵性抗原表位，而新冠病毒關(guān)注變種（阿爾法、貝塔、伽馬和德爾塔）至少突變了其中一條關(guān)鍵性抗原表位，揭示了逃逸人體細(xì)胞免疫是新冠流行變種的普遍特點。除此之外，作者篩選到的冠狀病毒保守性抗原表位，也為后續(xù)的冠狀病毒的通用疫苗設(shè)計提供了理論基礎(chǔ)。

肥胖及胰島素抵抗發(fā)生的新機制

南方科技大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)系教授肖國芝團隊揭示了Pinch蛋白在脂肪組織代謝過程中的重要作用。相關(guān)成果發(fā)表于Diabetes。研究發(fā)現(xiàn)，在肥胖小鼠和肥胖癥患者的脂肪組織中Pinch蛋白的表達(dá)較高。在正常飲食狀態(tài)下，脂肪細(xì)胞敲除Pinch基因后并沒有觀察到健康小鼠明顯代謝改變，但下調(diào)Pinch表達(dá)可有效緩解由高脂飲食造成的肥胖小鼠脂肪異常積累及胰島素抵抗。此外，Pinch基因敲除會促進肥胖小鼠脂肪細(xì)胞凋亡，而敲除脂肪細(xì)胞中凋亡相關(guān)蛋白分子Caspase8后，則可以有效逆轉(zhuǎn)Pinch基因敲除所造成的體重減輕、胰島素抵抗緩解等。因此，Pinch蛋白可能作為預(yù)防和治療肥胖及II型糖尿病的新靶點。

鼻咽癌新的潛在治療靶點

中南大學(xué)熊煒、曾朝陽等發(fā)現(xiàn)circRNF13通過與SUMO2結(jié)合介導(dǎo)鼻咽癌（NPC）糖酵解。相關(guān)成果發(fā)表于Molecular Cancer。鼻咽癌是鼻咽部上皮起源的惡性腫瘤，在中國南方和東南亞的發(fā)病率高達(dá)千分之一。這項研究鑒定了一種新的circRNA分子circRNF13（circBase ID：has_circ_0001346），它在NPC中低水平表達(dá)。通過體外和體內(nèi)實驗評估了NPC細(xì)胞中circRNF13的增殖和轉(zhuǎn)移。進一步研究表明，circRNF13直接結(jié)合并穩(wěn)定SUMO2 mRNA，通過SUMO化和泛素化的方式上調(diào)SUMO2的蛋白水平并促進GLUT1降解，從而抑制NPC的糖酵解過程和增殖、遷移和侵襲。

老人降壓可顯著降低心血管事件

中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院/北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院張偉麗、蔡軍團隊發(fā)現(xiàn)在老年高血壓患者中，收縮壓目標(biāo)為110至低于130mmHg的強化治療導(dǎo)致心血管事件的發(fā)生率低于目標(biāo)為130至150mmHg的標(biāo)準(zhǔn)治療。相關(guān)成果發(fā)表于The New England Journal of Medicine。當(dāng)前指南基于對老年患者收縮壓目標(biāo)的建議不一致。美國醫(yī)師學(xué)會/美國家庭醫(yī)師學(xué)會指南中的目標(biāo)低于150mmHg，歐洲指南中的目標(biāo)為130至139mmHg，美國心臟病學(xué)會/美國心臟協(xié)會指南低于130mmHg。該研究進行了STEP試驗，對我國60至80歲高血壓患者中強化治療（收縮壓目標(biāo)，110至低于130mmHg）是否比標(biāo)準(zhǔn)治療（目標(biāo)，130至低于150mmHg）更能降低心血管風(fēng)險進行了評估。

雌核生殖銀鯽雄性特異微小染色體研究進展

中國科學(xué)院水生生物研究所桂建芳院士團隊發(fā)現(xiàn)雄性特異微小染色體積累了豐富的重復(fù)序列及性別特異或偏向表達(dá)基因，具有與性染色體類似的特征，可能是雌核生殖銀鯽雄性發(fā)生的主要驅(qū)動力。相關(guān)成果發(fā)表于PLoS Genetics。雌核生殖銀鯽為研究單性類群的進化及其雄性發(fā)生提供了理想模型。研究發(fā)現(xiàn)雄性特異微小染色體含有常染色體同源序列和大量重復(fù)元件;通過與基因組和性腺轉(zhuǎn)錄組聯(lián)合分析，篩選到一些具有轉(zhuǎn)錄活性的潛在雄性特異基因，其中9個基因在性別決定時期的性腺中展示出雄性特異或者雄性偏向表達(dá)。研究者進一步分析了額外微小染色體的組成及其驅(qū)動雄性發(fā)生的機制。

羔羊早期補飼可通過上皮微生物調(diào)控瘤胃發(fā)育

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所張乃鋒研究員等人發(fā)現(xiàn)羔羊的瘤胃不同部位的微生物存在差異，證實瘤胃上皮微生物對瘤胃發(fā)育有著更重要的影響。該研究促進了對羔羊瘤胃發(fā)育特性的深入了解，并有助于完善培育策略、促進幼畜健康生長。相關(guān)成果發(fā)表于Environmental Microbiology。該研究以山羊羔羊為研究模型，通過主成分和加權(quán)基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析等生物信息學(xué)算法對多維數(shù)據(jù)集分析，證實相對于瘤胃內(nèi)容物微生物，瘤胃上皮微生物對瘤胃上皮組織基因表達(dá)和形態(tài)發(fā)育有著更重要的影響;固體飼料成分（尤其是中性洗滌纖維）和瘤胃丁酸共同影響瘤胃上皮微生物，進而促進瘤胃上皮組織基因表達(dá)，改善羔羊生長性能。

乙酰輔酶A酰基轉(zhuǎn)移酶1基因突變破壞溶酶體功能參與阿爾茨海默病的發(fā)生

中國科學(xué)院昆明動物研究所姚永剛、羅榮燦等人與中南大學(xué)、上海交通大學(xué)、昆明醫(yī)科大學(xué)等合作者發(fā)現(xiàn)乙酰轉(zhuǎn)移酶ACAA1基因的稀有錯義突變rs117916664（p.N299S）可顯著提高我國漢族人群早發(fā)性阿爾茨海默病（AD）的發(fā)病風(fēng)險。相關(guān)成果發(fā)表于Signal Transduction and Targeted Therapy。在動物模型層面，ACAA1 p.N299S過表達(dá)可加速AD小鼠模型的學(xué)習(xí)記憶功能的衰退，并加速Aβ病理生理學(xué)特征，以及海馬區(qū)域神經(jīng)元的丟失。研究發(fā)現(xiàn)了我國AD患者的一個新的重要致病突變，還證實了自噬-溶酶體系統(tǒng)清除Aβ，對于維持神經(jīng)元功能非常重要。

蠕蟲免疫逃避的新機制

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州獸醫(yī)研究所家畜寄生蟲病創(chuàng)新團隊王帥等人發(fā)現(xiàn)了扁形動物蠕蟲免疫逃避新機制。相關(guān)成果發(fā)表于Communications Biology。蠕蟲是一類分布廣泛的寄生蟲，影響深遠(yuǎn)，全球至少三分之一的人群感染（過）蠕蟲。該研究利用具有廣泛宿主適應(yīng)性（可感染90種以上動物宿主）的寄生蟲——細(xì)頸囊尾蚴（俗稱“水鈴鐺”）作為研究對象，通過高質(zhì)量全基因組、轉(zhuǎn)錄組等解析，系統(tǒng)比較了其他絳蟲、血吸蟲等免疫調(diào)節(jié)相關(guān)基因的遺傳進化機制，揭示絳蟲以內(nèi)含子保留型的基因可變剪接作為主要免疫逃避策略，而吸蟲卻以基因家族擴增為主要免疫逃避策略。對于理解蠕蟲的免疫調(diào)節(jié)能力、理解寄生蟲的適應(yīng)性進化等具有重要意義。

鳥類眼色多樣性的遺傳與演化

北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、蛋白質(zhì)與植物基因研究國家重點實驗室、北大-清華生命科學(xué)聯(lián)合中心羅述金課題組與中國科學(xué)院動物所鄒征廷課題組分析鑒定出決定家鴿眼色多樣性的基因SLC2A11B，其功能缺失突變導(dǎo)致虹膜缺乏黃色形成白眼性狀，并在家鴿馴化過程中長期受到人工選擇。相關(guān)成果發(fā)表于PLoS Genetics。家鴿眼色主要分為3種：黃眼（虹膜含類黃色素細(xì)胞及蝶啶和嘌呤兩類色素成分）、白眼（虹膜含類白色素細(xì)胞，缺蝶啶只含嘌呤類色素成分）、牛眼（虹膜不含色素細(xì)胞）。該研究證明SLC2A11B對于黃眼性狀可能的保守功能及其在鳥類眼色多樣性形成的作用。

蜜蜂腸道微生物群落構(gòu)建的生態(tài)機制

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所蜜蜂病蟲害生物學(xué)團隊劉永軍研究員等與中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心研究人員合作，揭示了宿主和地理改變在群落構(gòu)建過程中的相對作用，為理解蜜蜂腸道菌群的形成、發(fā)展和進化提供了理論依據(jù)。相關(guān)成果發(fā)表于mBio。該研究對我國1000公里范圍內(nèi)兩種蜜蜂（中蜂、意蜂）的腸道菌群進行了16S rRNA基因測序分析，探究了蜜蜂腸道菌群的宿主格局和地理格局，區(qū)分了不同生態(tài)過程在塑造這種格局上的相對作用。中蜂和意蜂的腸道菌群顯著不同，這是由宿主與腸道菌群長期共進化形成的種間擴散限制導(dǎo)致。均質(zhì)選擇作用在意蜂腸道菌群構(gòu)建上起主導(dǎo)作用，使意蜂具有了比中蜂更多樣且更穩(wěn)定的腸道菌群。

飲食誘導(dǎo)產(chǎn)熱的關(guān)鍵蛋白及其作用機制

中國科學(xué)院動物研究所金萬洙研究員等人與復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院內(nèi)分泌科張朝云合作，通過對飲食誘導(dǎo)的肝臟分泌蛋白的篩選鑒定，驗證了妊娠區(qū)帶蛋白（Pregnancy zone protein， PZP）有助于小鼠抵抗高脂飲食引起的肥胖。相關(guān)成果發(fā)表于Advanced Science。研究闡明了在飲食誘導(dǎo)下，肝臟分泌的PZP蛋白可與棕色脂肪組織上的GRP78受體相結(jié)合，激活p38 MAPK-ATF2-UCP1信號通路而促進棕色脂肪產(chǎn)熱，改善肥胖以及相關(guān)代謝紊亂，揭示了間歇性飲食條件下肝臟與棕色脂肪之間相互作用的分子機制，為以調(diào)控產(chǎn)熱為靶點而防治肥胖提供了重要的依據(jù)，有望實現(xiàn)臨床轉(zhuǎn)化，為治療減重提供新策略。

雞胸肌肉木質(zhì)化活體檢測標(biāo)志物

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所劉冉冉、文杰等人以我國自主培育的白羽肉雞新品系為素材，通過對多日齡、多批次肉雞表型和血清指標(biāo)的系統(tǒng)測定分析，發(fā)現(xiàn)胸肉壓縮力可作為評估木質(zhì)化程度的量化指標(biāo)，而血清肌酸激酶活力與胸肉壓縮力呈較強的正相關(guān)。相關(guān)成果發(fā)表于Frontiers in physiology。通過遺傳選擇，白羽肉雞胸肌占比已經(jīng)達(dá)到肉雞活重的1/4。然而，伴隨高胸肉率而來的是木質(zhì)化肉（Wooden Breast，WB）等異質(zhì)肉的高發(fā)。WB是一種以區(qū)域硬化為特征的異質(zhì)肉，嚴(yán)重影響了雞胸肉的外觀、營養(yǎng)品質(zhì)及加工特性。該研究建立了依據(jù)活體血清指標(biāo)測定評估木質(zhì)肉雞的回歸公式，并研發(fā)出白羽肉雞品系選育新方法。