轉眼已是寒冬，不知小夥伴們的科研 KPI 是否完成？
本週學術君繼續帶來 CNS 最新進展，助力大家勇攀科研高峰！
1.Alzheimer’s & Dementia：大腦中維生素 D 水平越高，認知功能越好
老年痴呆症給無數個人和家庭帶來了沉重的精神和經濟負擔。
2022 年 12 月 7 日，美國波士頓塔夫茨大學Kyla Shea團隊在Alzheimer’s & Dementia雜誌發表研究論文Cognitive Decline and Neuropathology in Community-dwelling Older Adults。
該研究者分析了一項起始於 1997 年的記憶與衰老研究項目，包括 209 名志願者的腦組織樣本，在大腦的 4 個區域分析和確認維生素 D 是否存在以及水平的高低，發現往往腦組織維生素 D 水平高的志願者，他們認知能力測試的統計表現也是更好的。
圖 1：來源Alzheimer’s & Dementia
2.Nature Communications：揭示豆科植物共生結瘤平衡的調節機制
對於豆科植物而言，共生結瘤在氮限制條件下的生存和生產力是必不可少的。
2022 年 12 月 10 日，華中農業大學李霞/劉斌團隊在Nature Communications雜誌發表了研究論文The B-type response regulator GmRR11d mediates systemic inhibition of symbiotic nodulation。
該研究發現 GmRR11d 可以抑制 GmNSP1 對 GmNIN1a 的轉錄活性，從而抑制大豆的結瘤，控制著一個與結瘤衰減和細胞分裂素反應激活有關的轉錄程序，揭示了光感應途徑調節大豆共生結瘤的機制。
圖 2：來源Nature Communications
3.Nature Immunology：揭示記憶 T 細胞通過解毒氨促進記憶的機制
氨基酸代謝對維持細胞生存至關重要，然而隨之產生的副產品氨是有毒的，會損害細胞壽命。
2022 年 12 月 5 日，華中科技大學黃波課題組在Nature Immunology雜誌上發表研究論文Ammonia detoxification promotes CD8+ T cell memory development by urea and citrulline cycles。
該研究證明 CD8+記憶 T(Memory T, TM) 細胞通過動員氨甲醯磷酸 (carbamoyl phosphate, CP) 途徑啟動解毒氨的過程以維持其長期生存，即 CD8+TM 細胞通過表達尿素循環和瓜氨酸循環的酶，可以高效地清除氨，從而通過避免氨介導的細胞毒性來維持壽命，這種氨清除機制可能被用於改善基於 T 細胞的癌症免疫療法。
圖 3：來源Nature Immunology
4.Nature：揭示體細胞遺傳對小鼠睡眠量的調節機制
目前，調節哺乳動物睡眠時間的核心分子途徑和效應機制尚不清楚。
2022 年 12 月 7 日，北京生命科學研究所（NIBS）劉清華研究組在Nature雜誌發表研究論文A signalling pathway for transcriptional regulation of sleep amount in mice。
該研究利用腺相關病毒介導的體細胞遺傳學分析，揭示了調控小鼠睡眠時間的核心分子通路——LKB1-SIK3-HDAC4/5-CREB，並提出了轉錄調控睡眠的新機制。發現 AMPK 相關蛋白 LKB1-SIK3 激酶以及組蛋白脫乙醯化酶 HDAC4 和 HDAC5 對於睡眠持續時間的調節，HDAC4 和 HDAC5 的磷酸化與睡眠需求增加有關，證明了體細胞遺傳操縱對於小鼠睡眠研究的重要性。
圖 4：來源Nature
5.STTT：發現具有廣譜抗癌活性的強效 USP25/28 抑制劑
每年因癌症失去生命的人不計其數，因此如何攻克癌症成為了科學家們最關注的問題。
2022 年 12 月 8 日，浙江大學張普民、梁廷波及中國科學院上海藥物研究所譚昌恆共同通訊在Signal Transduction and Targeted Therapy雜誌發表研究論文Identification of a class of potent USP25/28 inhibitors with broad-spectrum anti-cancer activity。
該研究篩選了 10 萬個合成化合物庫，鑑定了一類具有廣譜抗癌活性的強效 USP25/28 抑制劑，CT1073 和 CT1113 對於 USP25 和 USP28 具有相似的 KDs，即 CT1073 和 CT1113 能有效抑制多種腫瘤細胞，並且 CT1113 的抗增殖作用在很大程度上是一種靶向效應，利用體內實驗證實了 USP25/28 抑制劑 CT1113 是一種強抗腫瘤藥物。
圖 5：來源STTT
6.Nature Medicine：每天運動僅 3 分鐘，死亡風險降低 40%，心血管死亡降低 49%
生命的意義在於運動，不僅使得身材苗條美觀，而且能夠預防疾病。
2022 年 12 月 8 日，澳大利亞雪梨大學、英國牛津大學、倫敦大學的研究人員在Nature Medicine雜誌發表研究論文Association of wearable device-measured vigorous intermittent lifestyle physical activity with mortality。
該研究分析了 UK Biobank 資料庫中的平均年齡為 61.8 歲的 25241 名成年人，結果發現每天 3 次間歇性劇烈運動（每次持續 1～2 分鐘）的參與者，全因死亡風險和癌症死亡風險降低 38%～40%，心血管疾病死亡風險降低 48%～49%；每天間歇性劇烈運動 11 次，全因死亡風險降低 48%，心血管和癌症死亡風險分別降低 65% 和 49%。
圖 6：來源Nature Medicine
7.Cell Metabolism：揭示肺部間充質細胞代謝性調控乳腺癌肺轉移的機制
遠端器官內的代謝微環境如何變化及其如何影響腫瘤轉移，其機制不明。
2022 年 12 月 6 日，美國傑克森實驗室任光文課題組在Cell Metabolism雜誌上發表研究論文Lipid-laden lung mesenchymal cells foster breast cancer metastasis via metabolic reprogramming of tumor cells and natural killer cells。
該研究發現在不同的小鼠乳腺癌模型的轉移前階段，肺部的間充質細胞內會積累大量的中性脂 TG（三酸甘油酯），並將其傳遞給腫瘤細胞和自然殺傷（NK）細胞，進而以代謝調控的方式促進腫瘤細胞的生長以及抑制 NK 細胞的功能，最終促進肺轉移的發生，為臨床治療乳腺癌轉移提供了進一步的理論基礎。
圖 7：來源Cell Metabolism
8.Nature：揭示調控大腦新皮層神經元空間精細結構排布和環路組裝的新機制
哺乳動物數量龐大、種類繁多的神經元是如何相互識別和分佈的，目前不明。
2022 年 12 月 7 日，清華大學生命科學學院時松海教授團隊在Nature雜誌發表研究論文Patterned cPCDH expression regulates the fine organization of the neocortex。
該研究利用遺傳學、神經細胞發育譜系熒光標記示蹤、單細胞表達深度測序、全腦三維重構以及神經細胞嵌合式的功能性分析，首次揭示了細胞表面分子（clustered protocadherins (cPCDHs），集簇性原鈣粘蛋白）在大腦新皮層興奮性神經元中的組合表達呈現規律性，這種規律性表達調控新皮層神經元的單細胞水平精細空間結構排布和功能神經環路組裝，為深入理解大腦結構和功能提供了全新基礎。
圖 8：來源Nature
9.Nature：發現基因異常推動癌症發生的秘密
大量研究顯示，不受控制生長的癌細胞有許多都是基因突變導致的。
2022 年 12 月 7 日，美國索爾克生物研究所Jesse R Dixon團隊在Nature雜誌發表研究論文Structural variants drive context-dependent oncogene activation in cancer。
該研究發現部分基因結構性變異（Structural Variants，SV）可能在染色體分離和重連時讓增強子與某個基因的啟動子結構連接，改變基因表達水平。藉助 CRISPR 基因編輯技術，在細胞基因組的特定區域引入了基因突變，發現有一些突變可以對鄰側基因表達有很大的影響，同時導致癌症的發生。
圖 9：來源Nature
10.PNAS：人造甜味劑增加焦慮風險，甚至會遺傳給後代
人造甜味劑被廣泛用作糖的無熱量替代品，對於健康的影響不明。
2022 年 12 月 6 日，美國佛羅里達州立大學的研究人員在PNAS雜誌上發表研究論文Transgenerational transmission of aspartame-induced anxiety and changes in glutamate-GABA signaling and gene expression in the amygdala。
該研究給小鼠飲用含有阿斯巴甜的飲用水（相當於人類每天約 6～8 瓶 235 mL 的無糖汽水）或普通水，結果表明人造甜味劑阿斯巴甜會增加焦慮風險，甚至會遺傳給後代，接觸過阿斯巴甜的小鼠後代和後代的後代也表現出類似焦慮的行為。
圖 10：來源PNAS
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參考文獻：
1. Brain Vitamin D Forms, Cognitive Decline and Neuropathology in Community-dwelling Older Adults, Alzheimer’s & Dementia (2022). DOI: 10.1002/alz.12836
2. Chen J, Wang Z, Wang L, et al. The B-type response regulator GmRR11d mediates systemic inhibition of symbiotic nodulation. Nat Commun. 2022;13(1):7661. Published 2022 Dec 10. doi:10.1038/s41467-022-35360-9
3. Tang K, Zhang H, Deng J, et al. Ammonia detoxification promotes CD8+ T cell memory development by urea and citrulline cycles [published online ahead of print, 2022 Dec 5]. Nat Immunol. 2022;10.1038/s41590-022-01365-1. doi:10.1038/s41590-022-01365-1
4. Zhou R, Wang G, Li Q, et al. A signalling pathway for transcriptional regulation of sleep amount in mice [published online ahead of print, 2022 Dec 7]. Nature. 2022;10.1038/s41586-022-05510-6. doi:10.1038/s41586-022-05510-6
5. Peng J, Jiang K, Sun X, et al. Identification of a class of potent USP25/28 inhibitors with broad-spectrum anti-cancer activity. Signal Transduct Target Ther. 2022;7(1):393. Published 2022 Dec 8. doi:10.1038/s41392-022-01209-2
6. Stamatakis E, Ahmadi MN, Gill JMR, et al. Association of wearable device-measured vigorous intermittent lifestyle physical activity with mortality [published online ahead of print, 2022 Dec 8]. Nat Med. 2022;10.1038/s41591-022-02100-x. doi:10.1038/s41591-022-02100-x
7. Gong Z, Li Q, Shi J, Liu ET, Shultz LD, Ren G. Lipid-laden lung mesenchymal cells foster breast cancer metastasis via metabolic reprogramming of tumor cells and natural killer cells. Cell Metab. 2022;34(12):1960-1976.e9. doi:10.1016/j.cmet.2022.11.003
8. Lv X, Li S, Li J, et al. Patterned cPCDH expression regulates the fine organization of the neocortex [published online ahead of print, 2022 Dec 7]. Nature. 2022;10.1038/s41586-022-05495-2. doi:10.1038/s41586-022-05495-2
9. Xu Z, Lee DS, Chandran S, et al. Structural variants drive context-dependent oncogene activation in cancer [published online ahead of print, 2022 Dec 7]. Nature. 2022;10.1038/s41586-022-05504-4. doi:10.1038/s41586-022-05504-4
10. Jones SK, McCarthy DM, Vied C, Stanwood GD, Schatschneider C, Bhide PG. Transgenerational transmission of aspartame-induced anxiety and changes in glutamate-GABA signaling and gene expression in the amygdala. Proc Natl Acad Sci U S A. 2022;119(49):e2213120119. doi:10.1073/pnas.2213120119
