肠道菌群参与介导睡眠剥夺引起的认知受损

 

北京大学第六医院陆林院士团队从“微生物-肠-脑轴”角度揭示了睡眠剥夺导致认知受损的机制。相关成果发表于Molecular Psychiatry。睡眠是一个复杂的节律性生理过程，对人类健康至关重要，长期睡眠不足还会使得人们罹患各种疾病的概率大幅增加。肠道菌群作为“微生物-肠-脑轴”功能的关键调节者之一，在神经精神类疾病、神经发育等领域逐渐受到重视。研究发现，接受睡眠剥夺后粪便菌群的受体小鼠出现外周及中枢炎症水平的增高，以及认知功能的显著受损，并且神经炎症和菌群代谢物水平均与小鼠的认知受损程度显著相关，提示肠道菌群紊乱可能参与介导睡眠剥夺引起的认知受损，而炎症反应在这个过程中起到了非常关键的中介作用。

 

肿瘤缺氧微环境研究进展

 

西安交通大学第一附属医院肝胆外科刘青光教授研究团队与合作者发现，在乳腺癌和肝癌细胞中肽基精氨酸脱亚胺酶4（PADI4）以HIF依赖性方式由缺氧诱导表达，PADI4反过来被HIFs募集到HREs，从而参与HIF靶基因转录。相关成果发表于Science Advances。在缺氧条件下，缺氧诱导因子α（HIFα）的羟基化和泛素蛋白酶体降解减弱，因此HIFα稳定并转移到细胞核中，其与HIFβ形成异二聚体复合物，进而结合靶基因启动子中的缺氧反应元件（HREs）激活转录。该研究表明靶向HIF和/或PADI4活性的小分子抑制剂研发可能是乳腺癌和肝癌患者的一种新治疗策略。

 

睡眠、生物钟、肠道菌群与阿尔茨海默病的关系

 

上海交通大学平勇课题组总结了睡眠障碍、生物钟紊乱和阿尔茨海默病（AD）对肠道菌群的影响，并重点分析这些因素对肠道菌群影响的一致性。相关成果发表于Gut Microbes。睡眠和生物钟紊乱（SCRD）对肠道菌群的影响不够明确且可能较为间接，比如睡眠障碍或通过影响饮食等行为进而改变肠道菌群，但是早期睡眠和生物钟紊乱与肠道菌群的交互作用可能促进了AD病发。文章强调了睡眠/生物钟紊乱对肠道菌群的影响，比如一些肠道致病菌群上升和有益菌群的下降会导致肠道壁膜的损伤，促进系统炎症发生，破坏血脑屏障（BBB）引起脑局部炎症等，最终导致AD。

 

肝再生增强因子减轻肝移植缺血/再灌注损伤新机制

 

首都医科大学基础医学院安威教授团队发现肝再生增强因子（Augmenter of liver regeneration, ALR）可通过促进Parkin途径的线粒体自噬，保护肝脏免于缺血/再灌注（I/R）损伤。相关成果发表于American Journal of Transplantation。研究发现，在大鼠原位肝移植手术所致的冷缺血/再灌注（cold I/R）模型中，腺病毒过表达ALR可显著增强肝细胞线粒体自噬，减轻肝脏损伤；热缺血/再灌注（warm I/R）损伤模型和细胞缺氧-复氧（hypoxia-reoxygenation, H/R）模型上，敲减Alr可显著降低自噬相关蛋白PINK1/Parkin介导的线粒体自噬，导致肝细胞线粒体功能障碍和细胞损伤。ALR促进线粒体自噬的作用与线粒体外膜融合蛋白Mitofusin-2（Mfn2）表达密切相关。

 

新冠病毒流行变种具有逃逸人体细胞免疫的普遍特点

 

清华大学药学院谭旭、中国科学技术大学生命科学学院金腾川等人合作，鉴定新冠肺炎康复者的细胞免疫表位发现新冠病毒变种的细胞免疫减弱的现象。相关成果发表于Cell Reports。新冠病毒的变种为什么能够具有这么强的传染能力？该研究解释了这个原因。文章通过T-Scan技术筛选并鉴定了4条新冠病毒特异性CD8+T细胞识别的关键性抗原表位，而新冠病毒关注变种（阿尔法、贝塔、伽马和德尔塔）至少突变了其中一条关键性抗原表位，揭示了逃逸人体细胞免疫是新冠流行变种的普遍特点。除此之外，作者筛选到的冠状病毒保守性抗原表位，也为后续的冠状病毒的通用疫苗设计提供了理论基础。

 

肥胖及胰岛素抵抗发生的新机制

 

南方科技大学医学院生物化学系教授肖国芝团队揭示了Pinch蛋白在脂肪组织代谢过程中的重要作用。相关成果发表于Diabetes。研究发现，在肥胖小鼠和肥胖症患者的脂肪组织中Pinch蛋白的表达较高。在正常饮食状态下，脂肪细胞敲除Pinch基因后并没有观察到健康小鼠明显代谢改变，但下调Pinch表达可有效缓解由高脂饮食造成的肥胖小鼠脂肪异常积累及胰岛素抵抗。此外，Pinch基因敲除会促进肥胖小鼠脂肪细胞凋亡，而敲除脂肪细胞中凋亡相关蛋白分子Caspase8后，则可以有效逆转Pinch基因敲除所造成的体重减轻、胰岛素抵抗缓解等。因此，Pinch蛋白可能作为预防和治疗肥胖及II型糖尿病的新靶点。

 

鼻咽癌新的潜在治疗靶点

 

中南大学熊炜、曾朝阳等发现circRNF13通过与SUMO2结合介导鼻咽癌（NPC）糖酵解。相关成果发表于Molecular Cancer。鼻咽癌是鼻咽部上皮起源的恶性肿瘤，在中国南方和东南亚的发病率高达千分之一。这项研究鉴定了一种新的circRNA分子circRNF13（circBase ID：has_circ_0001346），它在NPC中低水平表达。通过体外和体内实验评估了NPC细胞中circRNF13的增殖和转移。进一步研究表明，circRNF13直接结合并稳定SUMO2 mRNA，通过SUMO化和泛素化的方式上调SUMO2的蛋白水平并促进GLUT1降解，从而抑制NPC的糖酵解过程和增殖、迁移和侵袭。

 

老人降压可显著降低心血管事件

 

中国医学科学院/北京协和医学院张伟丽、蔡军团队发现在老年高血压患者中，收缩压目标为110至低于130mmHg的强化治疗导致心血管事件的发生率低于目标为130至150mmHg的标准治疗。相关成果发表于The New England Journal of Medicine。当前指南基于对老年患者收缩压目标的建议不一致。美国医师学会/美国家庭医师学会指南中的目标低于150mmHg，欧洲指南中的目标为130至139mmHg，美国心脏病学会/美国心脏协会指南低于130mmHg。该研究进行了STEP试验，对我国60至80岁高血压患者中强化治疗（收缩压目标，110至低于130mmHg）是否比标准治疗（目标，130至低于150mmHg）更能降低心血管风险进行了评估。

 

雌核生殖银鲫雄性特异微小染色体研究进展

 

中国科学院水生生物研究所桂建芳院士团队发现雄性特异微小染色体积累了丰富的重复序列及性别特异或偏向表达基因，具有与性染色体类似的特征，可能是雌核生殖银鲫雄性发生的主要驱动力。相关成果发表于PLoS Genetics。雌核生殖银鲫为研究单性类群的进化及其雄性发生提供了理想模型。研究发现雄性特异微小染色体含有常染色体同源序列和大量重复元件；通过与基因组和性腺转录组联合分析，筛选到一些具有转录活性的潜在雄性特异基因，其中9个基因在性别决定时期的性腺中展示出雄性特异或者雄性偏向表达。研究者进一步分析了额外微小染色体的组成及其驱动雄性发生的机制。

 

羔羊早期补饲可通过上皮微生物调控瘤胃发育

 

中国农业科学院饲料研究所张乃锋研究员等人发现羔羊的瘤胃不同部位的微生物存在差异，证实瘤胃上皮微生物对瘤胃发育有着更重要的影响。该研究促进了对羔羊瘤胃发育特性的深入了解，并有助于完善培育策略、促进幼畜健康生长。相关成果发表于Environmental Microbiology。该研究以山羊羔羊为研究模型，通过主成分和加权基因共表达网络分析等生物信息学算法对多维数据集分析，证实相对于瘤胃内容物微生物，瘤胃上皮微生物对瘤胃上皮组织基因表达和形态发育有着更重要的影响；固体饲料成分（尤其是中性洗涤纤维）和瘤胃丁酸共同影响瘤胃上皮微生物，进而促进瘤胃上皮组织基因表达，改善羔羊生长性能。

 

乙酰辅酶A酰基转移酶1基因突变破坏溶酶体功能参与阿尔茨海默病的发生

 

中国科学院昆明动物研究所姚永刚、罗荣灿等人与中南大学、上海交通大学、昆明医科大学等合作者发现乙酰转移酶ACAA1基因的稀有错义突变rs117916664（p.N299S）可显著提高我国汉族人群早发性阿尔茨海默病（AD）的发病风险。相关成果发表于Signal Transduction and Targeted Therapy。在动物模型层面，ACAA1 p.N299S过表达可加速AD小鼠模型的学习记忆功能的衰退，并加速Aβ病理生理学特征，以及海马区域神经元的丢失。研究发现了我国AD患者的一个新的重要致病突变，还证实了自噬-溶酶体系统清除Aβ，对于维持神经元功能非常重要。

 

蠕虫免疫逃避的新机制

 

中国农业科学院兰州兽医研究所家畜寄生虫病创新团队王帅等人发现了扁形动物蠕虫免疫逃避新机制。相关成果发表于Communications Biology。蠕虫是一类分布广泛的寄生虫，影响深远，全球至少三分之一的人群感染（过）蠕虫。该研究利用具有广泛宿主适应性（可感染90种以上动物宿主）的寄生虫——细颈囊尾蚴（俗称“水铃铛”）作为研究对象，通过高质量全基因组、转录组等解析，系统比较了其他绦虫、血吸虫等免疫调节相关基因的遗传进化机制，揭示绦虫以内含子保留型的基因可变剪接作为主要免疫逃避策略，而吸虫却以基因家族扩增为主要免疫逃避策略。对于理解蠕虫的免疫调节能力、理解寄生虫的适应性进化等具有重要意义。

 

鸟类眼色多样性的遗传与演化

 

北京大学生命科学学院、蛋白质与植物基因研究国家重点实验室、北大-清华生命科学联合中心罗述金课题组与中国科学院动物所邹征廷课题组分析鉴定出决定家鸽眼色多样性的基因SLC2A11B，其功能缺失突变导致虹膜缺乏黄色形成白眼性状，并在家鸽驯化过程中长期受到人工选择。相关成果发表于PLoS Genetics。家鸽眼色主要分为3种：黄眼（虹膜含类黄色素细胞及蝶啶和嘌呤两类色素成分）、白眼（虹膜含类白色素细胞，缺蝶啶只含嘌呤类色素成分）、牛眼（虹膜不含色素细胞）。该研究证明SLC2A11B对于黄眼性状可能的保守功能及其在鸟类眼色多样性形成的作用。

 

蜜蜂肠道微生物群落构建的生态机制

 

中国农业科学院蜜蜂研究所蜜蜂病虫害生物学团队刘永军研究员等与中国科学院生态环境研究中心研究人员合作，揭示了宿主和地理改变在群落构建过程中的相对作用，为理解蜜蜂肠道菌群的形成、发展和进化提供了理论依据。相关成果发表于mBio。该研究对我国1000公里范围内两种蜜蜂（中蜂、意蜂）的肠道菌群进行了16S rRNA基因测序分析，探究了蜜蜂肠道菌群的宿主格局和地理格局，区分了不同生态过程在塑造这种格局上的相对作用。中蜂和意蜂的肠道菌群显著不同，这是由宿主与肠道菌群长期共进化形成的种间扩散限制导致。均质选择作用在意蜂肠道菌群构建上起主导作用，使意蜂具有了比中蜂更多样且更稳定的肠道菌群。

 

饮食诱导产热的关键蛋白及其作用机制

 

中国科学院动物研究所金万洙研究员等人与复旦大学附属华山医院内分泌科张朝云合作，通过对饮食诱导的肝脏分泌蛋白的筛选鉴定，验证了妊娠区带蛋白（Pregnancy zone protein, PZP）有助于小鼠抵抗高脂饮食引起的肥胖。相关成果发表于Advanced Science。研究阐明了在饮食诱导下，肝脏分泌的PZP蛋白可与棕色脂肪组织上的GRP78受体相结合，激活p38 MAPK-ATF2-UCP1信号通路而促进棕色脂肪产热，改善肥胖以及相关代谢紊乱，揭示了间歇性饮食条件下肝脏与棕色脂肪之间相互作用的分子机制，为以调控产热为靶点而防治肥胖提供了重要的依据，有望实现临床转化，为治疗减重提供新策略。

 

鸡胸肌肉木质化活体检测标志物

 

中国农业科学院北京畜牧兽医研究所刘冉冉、文杰等人以我国自主培育的白羽肉鸡新品系为素材，通过对多日龄、多批次肉鸡表型和血清指标的系统测定分析，发现胸肉压缩力可作为评估木质化程度的量化指标，而血清肌酸激酶活力与胸肉压缩力呈较强的正相关。相关成果发表于Frontiers in physiology。通过遗传选择，白羽肉鸡胸肌占比已经达到肉鸡活重的1/4。然而，伴随高胸肉率而来的是木质化肉（Wooden Breast，WB）等异质肉的高发。WB是一种以区域硬化为特征的异质肉，严重影响了鸡胸肉的外观、营养品质及加工特性。该研究建立了依据活体血清指标测定评估木质肉鸡的回归公式，并研发出白羽肉鸡品系选育新方法。