重磅！盤點中國首季CNS研究TOP10！_風聞

2021年1-3月份中國科學家們在Cell、Nature、Science三大雜誌及其子刊上發表的重要研究成果，與大家一起學習！

【1】Cell：我國科學家揭示了發育過程中許多人類特異性的染色質結構變化

doi：10.1016/j.cell.2021.01.001

在一項新的研究中，中國科學院昆明動物研究所研究員宿兵（Su Bing）教授、北京大學生命科學院研究員李程（Cheng Li）教授與中國科學院數學與系統科學研究院研究員張世華（Shihua Zhang）教授領導的研究團隊報道了迄今為止最高分辨率的靈長類動物大腦三維基因組，並通過跨物種多組學分析和實驗驗證，展示了人類大腦進化的分子調控機制。相關研究結果發表在Cell期刊上。

獼猴與人類在遺傳上相似，是研究人腦起源和發育機制的理想模型。包括人類在內的哺乳動物物種的基因組長約兩米，被壓縮在直徑只有10微米的細胞核中。這種非隨機壓縮的特點是有組織的三維分佈，這對細胞在發育過程中的增殖和分化非常重要。近期，全基因組染色體結構捕獲技術（簡稱Hi-C）的發明為剖析大腦發育過程中基因組的精細結構提供了一個很好的機會。

【2】Cell：中國團隊單細胞層面揭示新冠免疫特徵

doi：10.1016/j.cell.2021.01.053

由我國多所大學、醫院和研究機構組建的“新冠肺炎單細胞研究中國聯盟”在國際著名期刊Cell雜誌上發表題為“COVID-19 immune features revealed by a large-scale single cell tranome atlas”的論文。

研究團隊對196名COVID-19患者和對照組的284份樣本進行了單細胞RNA測序，創建了一個包含146萬個細胞的全面的免疫細胞數據圖譜。龐大的數據集使我們能夠確定不同的外周免疫亞型變化與COVID-19的不同臨牀特徵包括年齡、性別、嚴重程度和疾病分期等密切相關。

同時團隊發現SARS-CoV-2 RNA存在於多種上皮細胞和免疫細胞如巨噬細胞、T細胞等中，轉錄組測序顯示在病毒陽性細胞中轉錄組發生明顯變化，提示新冠病毒可能在這些免疫細胞中發生過活躍的轉錄與複製，也提示不能排除新冠病毒宿主細胞範圍不僅包括上皮細胞還包括免疫細胞的可能，還需要進一步細胞水平上的研究。

【3】Cell：西湖大學首次揭示新冠患者蛋白質分子病理全景圖

doi：10.1016/j.cell.2021.01.004

西湖大學生命科學學院郭天南課題組與華中科技大學同濟醫學院附屬協和醫院胡豫、夏家紅、聶秀團隊合作在Cell在線發表了題為“Multi-organ Proteomic Landscape of COVID-19 Autopsies”的最新研究論文，報道了2020年初因新冠肺炎去世的患者體內多器官組織樣本中蛋白質分子病理全景圖。

這相當於他們將醫生在顯微鏡下看到的人體感染新冠後細胞組織的改變放大了數萬倍，達到蛋白質分子層面，“看”清楚是哪些分子的改變導致人體器官的病變和衰竭。這是在全球範圍內第一次從蛋白質分子水平上，對新冠病毒感染人體後多個關鍵器官做出的響應進行了詳細和系統的分析，為臨牀工作者和研究人員制定治療方案、開發新的藥物及治療方法提供了線索和依據。

【4】Cell Metabol：中國科學家揭示線粒體的損傷及其耗竭之路！

doi：10.1016/j.cmet.2020.11.004

近日，一篇刊登在國際雜誌Cell Metabolism上題為“Mitochondrial Damage and the Road to Exhaustion”的研究報告中，來自中國醫學科學院北京協和醫學院等機構的科學家們通過研究揭示了線粒體自噬的缺陷或氧化磷酸化過程受損或會誘發線粒體中活性氧的產生，從而促進T細胞的耗盡程序，並會限制T細胞的增殖和自我更新。

在腫瘤微環境（TME）下，T淋巴細胞在持續的抗原刺激結合缺氧和營養壓力狀況下就會發生衰竭。T細胞衰竭的特徵是增殖能力的逐漸喪失，出現細胞毒性效應功能以及共抑制分子功能的上調，同時還會伴隨劇烈的表觀遺傳重塑和代謝重編程過程。

【5】Nature論文解讀！我國科學家揭示抗麻風藥物氯法齊明有望治療新冠肺炎

doi：10.1038/s41586-021-03431-4 doi：10.1038/s41586-020-2577-1

在一項新的研究中，來自中國香港大學和美國桑福德-伯納姆-普利貝斯醫學發現研究所等研究機構的研究人員發現已被美國食品藥品管理局（FDA）批准並列入世界衞生組織（WHO）基本藥物清單的抗麻風藥物氯法齊明（clofazimine）對SARS-CoV-2表現出強大的抗病毒活性，並能防止與重症COVID-19相關的過度炎症反應。基於這些發現，一項評估氯法齊明作為家庭治療COVID-19的2期臨牀試驗可能可以立即開始。相關研究結果於發表在Nature期刊上。

研究者表示，氯法齊明是COVID-19治療的理想候選藥物。它安全、實惠、易於製作、以藥片的形式服用，並且可以在全球範圍內使用。我們希望儘快在2期臨牀試驗中對COVID-19檢測陽性但未住院的人進行氯法齊明測試。鑑於目前沒有為這些人提供門診治療，因此氯法齊明可能有助於減少這種疾病的影響，這一點現在尤為重要，因為我們看到這種病毒的新變種出現，而且目前的疫苗對它們似乎不太有效。

【6】Nature：中國科學家揭示特殊NSD蛋白家族與核小體複合體之間的低温冷凍電鏡結構，有望幫助開發多種人類癌症的新型靶向性療法

doi：10.1038/s41586-020-03069-8

細胞核受體結合SET結構域家族蛋白（NSD）與多種人類癌症密切相關，然而其背後的分子機制目前研究人員還並不清楚。近日，一篇刊登在國際雜誌Nature上的研究報告中，來自中國南方科技大學等機構的科學家們深入研究並分析了NSD2和NSD3與核小體複合體的低温冷凍電鏡結構，這或為NSD2和NSD3基於核小體的識別以及闡明其組蛋白修飾機制提供了新的線索和思路。

NSD家族蛋白是特定的組蛋白H3賴氨酸36甲基轉移酶，NSD2在多發性骨髓瘤和兒童急性淋巴細胞白血病的發病機制中扮演着關鍵角色。NSD1和NSD3的異常表達也與多種人類癌症發生直接相關，比如急性髓性白血病、乳腺癌、肺部鱗狀細胞癌和頭頸癌等。NSD甲基轉移酶能夠表現出種自我抑制的狀態，並能通過與核小體進行結合後得以緩解，從而就能使得組蛋白H3在賴氨酸36位點（HSK36）上發生雙甲基化。

【7】Nature：華大等機構揭示鴨嘴獸多條性染色體和卵生之謎

doi：10.1038/s41586-020-03039-0

1月7日，華大與浙江大學、澳大利亞阿德萊德大學、丹麥哥本哈根大學等單位聯合在國際頂級學術期刊《自然》（Nature）公佈了單孔目基因組的研究成果，並首次通過全基因組的數據研究了單孔目多對性染色體以及哺乳動物部分性狀的演化過程。

據介紹，該成果是以研究團隊獲得的鴨嘴獸、針鼴等哺乳動物的高質量基因組數據為基礎，比較人、有袋類動物、鳥和爬行動物等多種動物的基因組數據，最終追根溯源，獲得了距今大約1.8億年前的早期哺乳動物祖先的基因組演化信息。

【8】Science論文解讀！我國科學家開發出細胞增殖追蹤技術，揭示維持肝臟穩態和再生的細胞來源

doi：10.1126/science.abc4346 doi：10.1126/science.abg4864

細胞增殖是所有多細胞有機體的基本過程，是實現發育、組織穩態、組織修復和組織再生所必須的。細胞增殖受到干擾是許多疾病的致病基礎。監測細胞增殖的能力對發育生物學、腫瘤學、免疫學、神經科學和再生醫學中的眾多研究至關重要。目前測量體內細胞增殖的方法的侷限性使得許多生命科學領域的基本問題沒有得到充分解決。

為了提供高時空分辨率的體內細胞增殖檢查，來自中國科學院上海生物化學與細胞生物學研究所、上海科技大學、南京醫科大學、中國科學院大學杭州高等研究院和中國科學院幹細胞與再生醫學研究院等研究機構的研究人員在一項新的研究中利用兩種正交的、位點特異性重組酶（Cre和Dre）的優勢，開發出一種遺傳增殖譜系追蹤方法---ProTracer（proliferation tracer）。ProTracer能夠在特定細胞譜系中以高空間分辨率對細胞增殖事件進行時間上的連續記錄。利用ProTracer的能力，這些作者在基因表達和功能上呈現異質性的成年小鼠肝細胞區域性增殖方面提供了新見解。相關研究結果發表在Science期刊上。

【9】Science：我國科學家發現一些新設計的主蛋白酶抑制劑可在體外和轉基因小鼠模型中抑制新冠病毒感染

doi：10.1126/science.abf1611

在一項新的研究中，來自中國四川大學華西醫院和中國科學院昆明動物研究所的研究人員發現基於已批准的藥物設計用於破壞SARS-CoV-2病毒主蛋白酶（main protease， Mpro）的抑制劑在體外和轉基因小鼠模型中都顯示出強大的抗SARS-CoV-2病毒活性。相關研究結果發表在Science期刊上。

雖然疫苗是對抗COVID-19的重要工具，但是開發抗病毒藥物仍是重中之重，特別是隨着可能部分逃避疫苗的SARS-CoV-2變種相繼出現。SARS-CoV-2蛋白Mpro是一種蛋白酶，它是將多聚蛋白（polyprotein）裂解成功能性病毒蛋白所必需的。這一重要功能使得它成為關鍵的藥物靶標。

【10】Sci Transl Med：中國科學家識別出肥胖和機體感染之間的神秘關聯！

doi：10.1126/scitranslmed.abb5280

近日，一篇刊登在國際雜誌Science Translational Medicine上題為“Diet-induced obesity promotes infection by impairment of the innate antimicrobial defense function of dermal adipocyte progenitors”的研究報告中，來自中國廈門大學等機構的科學家們通過研究識別出了肥胖和感染的聯繫。研究人員揭開了肥胖和皮膚感染之間的分子關聯，並開發出了一種新型療法，研究人員預計很快就會開始2期臨牀試驗。

這項研究的重點是發現疾病和上皮微生物組（也就是説居住在皮膚表面上的正常菌羣）的關聯，以及如何優化皮膚的防禦系統來治療或預防疾病。研究者Ling-juan Zhang解釋道，肥胖與皮膚感染的風險增加直接相關，但我們並不清楚肥胖如何損傷機體免疫系統的功能。如今我們發現，當給與小鼠高脂肪飲食並使其變得肥胖時，其機體皮膚脂肪細胞就會變大，並在皮膚感染的過程中失去對抗細菌入侵的能力。