盘点：近期PNAS杂志研究精华汇总
2016-11-29 MedSci MedSci原创
近期PNAS杂志有哪些值得一看的研究，小编为您盘点。【1】PNAS惊人发现：癌细胞吃掉了干细胞？乳腺癌复发是困扰科学家们的一大难题。德州农工大学医学院的研究人员发现，乳腺癌细胞之所以能够潜伏下来进入休眠状态，是因为它们吃掉了机体自身的干细胞。这项研究发表在本月的美国国家科学院院刊PNAS杂志上。研究人员原本是想训练骨髓的成体干细胞（间充质干细胞MSC）对抗癌症，却发现MSC从细胞培养物中消失了
近期PNAS杂志有哪些值得一看的研究，小编为您盘点。
【1】PNAS惊人发现：癌细胞吃掉了干细胞？
乳腺癌复发是困扰科学家们的一大难题。德州农工大学医学院的研究人员发现，乳腺癌细胞之所以能够潜伏下来进入休眠状态，是因为它们吃掉了机体自身的干细胞。这项研究发表在本月的美国国家科学院院刊PNAS杂志上。
研究人员原本是想训练骨髓的成体干细胞（间充质干细胞MSC）对抗癌症，却发现MSC从细胞培养物中消失了。“我们最终意识到，乳腺癌细胞吃掉了这些干细胞。有趣的是，乳腺癌细胞吃掉干细胞之后就睡着了，同时变得更难被杀死，”文章第一作者，助理教授Thomas J. Bartosh说。这也许就是乳腺癌复发的原因。
研究显示，吃掉了MSC的癌细胞对化疗和营养剥夺高度抵抗。由于这样的细胞很少，现有扫描方法检测不到它们。“在条件合适的某一天，这些细胞能苏醒过来重新开始生长，” Bartosh指出。“这时乳腺癌就会复发，由于这些细胞对治疗有抗性，复发的乳腺癌是很难打败的。”
携带BRCA1和BRCA2基因突变的女性，更容易患上侵袭性的乳腺癌。美国影星安吉丽娜?茱丽就因为检测出BRCA基因突变，进行了双侧乳腺切除手术。澳大利亚研究人员在Nature Medicine杂志上发表了一项突破性研究成果。他们的研究表明，一种现有药物有望帮助携带BRCA1突变的女性预防乳腺癌。（文章详见--PNAS惊人发现：癌细胞吃掉了干细胞？）
【2】PNAS：肿瘤细胞或可“拆用”间充质干细胞来促进乳腺癌复发
近日刊登在国际杂志Proceedings of the National Academy of Sciences上的一项研究报告中，来自德州农工大学医学院的研究人员通过研究发现，乳腺癌患者机体中休眠的肿瘤细胞往往会潜伏起来，因为这些肿瘤细胞会“拆用”患者自身的干细胞。
本文研究提出了一种癌症复发的新机制，同时研究者也希望开发出新型疗法来维持癌细胞处于休眠状态，并使其对患者机体无害，研究者表示，另外一种开发药物的可能性策略就是首先阻断乳腺癌细胞“吞食”间充质干细胞，目前研究者正在利用某些癌细胞的“自食”活性来给其喂食一些毒性制剂，同时他们还利用间充质干细胞作为运载工具靶向作用癌细胞。
最后研究者Bartosh说道，生物学的研究过程非常奇妙，同时也是非常引人入胜的，比如细胞自食（cell cannibalism）的机制，该机制能够帮助解析我们对肿瘤休眠的理解，如果相关研究结果能够应用于人类，那么或将对癌症患者就是莫大的福利了。（文章详见--PNAS：肿瘤细胞或可“拆用”间充质干细胞来促进乳腺癌复发）
【3】PNAS：北大年轻教授解析肠道病原微生物新机制
北京大学，北京分子科学国家实验室等处的研究人员发表了题为“Comparative proteomics reveal distinct chaperone–client interactions in supporting bacterial acid resistance”的文章，利用新开发的比较蛋白质组学技术：CAPP-DIGE，揭示了细菌抗酸伴侣蛋白的独特底物。 这一研究成果公布在《美国国家科学院院刊》（PNAS）杂志上。
在最新这项研究中，研究人员为进一步揭示HdeA和HdeB这两个看似冗余的分子伴侣如何相互合作，以及在保护大量不同底物蛋白的同时避免非特异性结合的机制，他们将新一代的可切割型光交联探针DiZSeK与荧光差异双向凝胶电泳（2D-DIGE）相结合，发展了一种名为CAPP-DIGE的“比较蛋白质组学”的策略，实现了HdeA与HdeB整个底物蛋白组的直接比较和鉴定。
研究结果表明，HdeA与HdeB在活细胞条件下对底物蛋白表现出明显的差异。研究人员进一步发现，这种差异性来源于二者对酸刺激的不同响应，使得HdeA和HdeB分别保护了对酸刺激耐受性不同的底物蛋白组。在酸回复过程中，他们发现底物在被分子伴侣释放时也是受pH调控的，且这种pH 调控的底物释放过程保证了底物在酸回复过程中的有效重折叠。 （文章详见--PNAS：北大年轻教授解析肠道病原微生物新机制）
【4】PNAS：揭示细胞运动的秘密 有助于理解癌症扩散和伤口愈合
活细胞会对生化信号做出应答，向高浓度的地方运动。其实细胞也会应答机械力，只不过人们对这种活动还知之甚少。Johns Hopkins大学的研究人员在美国国家科学院院刊PNAS杂志发表文章指出，细胞使用同样的分子网络对化学和机械信号做出反应，将可能相互冲突的信号结合起来形成统一的路径。
德累斯顿工业大学开发的RT-DC技术能对大量细胞（>100,000个细胞）进行持续快速的细胞机械力分析。研究显示，RT-DC比之前的机械力分析技术快一万倍，每秒可分析超过100个细胞。这种无标记的分析方法为流式细胞分析添加了新的维度，有着广阔的应用前景。
我们知道，基质硬度能够影响细胞的行为。加州大学的研究人员发现，乳腺组织的硬度与肿瘤转移和患者预后差有关。他们在Nature Cell Biology杂志上发表文章，解析了肿瘤硬度促进癌扩散的分子机制。这项研究为人们提供了判断患者预后和阻止肿瘤转移的新途径。
随着生活节奏的加快和社会压力的增大，我国的不孕不育患者已超过了5000万。越来越多的人们开始求助于体外受精技术IVF，也就是我们常说的试管婴儿。Nature Communications杂志发表的一项新技术，使体外受精（IVF）的胚胎筛选变得像挑水果一样简单。斯坦福大学的研究人员指出，在受精后一小时捏一捏受精卵的硬度就能非常准确预测它的活力，太硬或者太软都不合适。（文章详见--PNAS：揭示细胞运动的秘密 有助于理解癌症扩散和伤口愈合）
【5】PNAS：无法感受音乐之美？其实是脑区间的功能连接较弱
西班牙/加拿大的一组研究人员发现，那些无法感受音乐之美的人，其大脑中负责声音处理的区域和管理情绪的区域之间的联系较少。他们的研究结果最近发表在 PNAS 上。
研究者将15个缺乏音乐鉴赏能力的人放在功能磁共振扫描仪（fMRIscan）下，然后给他们播放音乐。研究者又招募了30个志愿者作为对照组，其中15个人认为自己的音乐鉴赏能力处于平均水平，15个人认为自己的音乐鉴赏能力高于平均水平。这两组志愿者接受了同样的实验。
结果表明，在实验中对音乐缺乏反应的人的一个特定的大脑区域血流量较另外两组少（该特定的大脑区域包括了“大脑奖赏系统”所在的区域）。除了播放音乐，科学家还对比了别的诱发愉悦情绪活动中三组志愿者的脑活动情况，结果发现此时三组志愿者的反应几乎一致。因此研究者认为，缺乏欣赏音乐的能力不是因为大脑的奖赏系统有差别。研究者还指出大脑中听觉区域与奖赏系统之间的交流在三组之间存在着明显的差异。
究竟是缺乏欣赏音乐的能力导致了大脑中某些区域之间的交流变少？还是大脑中某些区域之间较少的交流削弱了欣赏音乐的能力？这一问题有待进一步的研究。（文章详见--PNAS：无法感受音乐之美？其实是脑区间的功能连接较弱）
【6】PNAS：南开大学团队“起底”霍乱大流行菌株“进化史”
霍乱因其高致病性和快速传播能力，而成为全球公共卫生和疾病防控体系最为关注的疾病之一。南开大学教授王磊团队历时6年，研究揭示并描绘了当前的霍乱大流行菌株的进化过程和“迁移地图”。该发现对于新发传染病的防控具有重要意义。日前，相关成果在线发表于美国《国家科学院院刊》，《科学》杂志也专门撰文介绍了该成果。
王磊课题组联合国际有关实验室，对保存在全球不同实验室的霍乱致病菌历史样品进行了精确分析，同时研究了大量历史记录，揭示了当前的霍乱大流行菌株如何从约一个世纪前的一种非致病性细菌进化成为一种致命性病原体。
研究发现当前的霍乱大流行菌株起源于南亚，并通过6个进化步骤获得了致病能力和快速传播能力。霍乱大流行菌株在进化过程中经历了南亚—中东—印度尼西亚的迁移路线，而沿途的独特环境和存在的其他细菌为霍乱大流行菌株的形成，提供了进化动力和关键遗传物质来源。（文章详见--PNAS：南开大学团队“起底”霍乱大流行菌株“进化史”）
【7】庄小威PNAS发表研究新成果：新方法助力单细胞RNA分析
系统性分析单细胞的RNA丰度和空间定位，有助于我们理解细胞和发育生物学的许多方面。单分子荧光原位杂交（smFISH）是在单细胞中研究RNA拷贝数和空间定位的有力武器。去年四月，哈佛大学著名学者庄小威（Xiaowei Zhuang）教授在Science杂志发布了高度多重化的smFISH成像技术——MERFISH。这种突破性技术能在单细胞水平上实现空间分辨的高度多重化RNA分析。
现在，庄小威团队找到了提高MERFISH性能的好办法。他们在美国国家科学院院刊PNAS杂志上发表文章，详细介绍了一种特殊的样本处理方法。文章指出，高度多重化的单分子FISH可以在单细胞中实现空间分辨的基因表达图谱分析。然而，FISH探针脱靶结合和细胞自体荧光带来的背景，限制了该技术的一些重要应用，特别是在多重化程度更高、成像短RNA和组织样本的时候。（文章详见--庄小威PNAS发表研究新成果：新方法助力单细胞RNA分析）
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