来源:解螺旋,医生科研助手
中国有句老话,越老越不中用,不是没有道理的。随着年龄的增长,身体的很多机能都随之退化,而这其中的机制又是什么?组织再生又有什么秘密?肿瘤迁移过程中细胞核核膜竟然高频率破裂和再修复,这是什么目的?••••••今天的CNS来给大家解决这些问题,所有相关文献小伙伴们都可以按照文末方式下载!
Part1:年龄是致命伤
Nature:衰老可以促进黑色素瘤的转移
临床上老龄癌症患者的预后差于年轻患者,这可能与细胞中累计的损伤、适应性免疫下降以及慢性炎症等相关。这篇文章则探索了年老后,肿瘤细胞微环境对肿瘤进展的影响。衰老组织中的成纤维细胞可以通过释放Wnt拮抗剂sFRP2,激活黑色素瘤中的相关信号级联通路,导致β-catenin和相关转录因子(MITF)表达下调,以及关键氧化还原效应因子APE1的缺失,最终导致肿瘤转移、降低靶向治疗的效率以及提高肿瘤的抵抗能力。这下晓得为什么老人更容易得癌症了!

图注:sFRP2在黑色素瘤细胞中,暴露于年老或年轻的成纤维细胞作用
参考文献:sFRP2 in the aged microenvironment drives melanoma metastasis andtherapy resistance
Nature:衰老伴随维持造血干细胞稳态的血管微环境发生改变
在肌肉系统中,血管形成的微环境,对于骨生成和维持造血干细胞具有重要作用。本文研究发现血管内皮细胞中的Notch信号可以增加毛细血管密度、血管旁周细胞以及相关干细胞因子水平等,调节造血干细胞的扩增。然后随着衰老的发生,上述情况均会伴随Notch信号的衰减发生改变。

图注:H型血管表达动脉标记,不同于L型血管,它可以直接连接到远端小动脉
参考文献:Age-dependent modulation of vascular nichesfor haematopoietic stem cells
Cell Stem Cell:iPSCs临床应用之前,应先对其线粒体突变进行筛查
诱导性多功能干细胞(iPSCs)的遗传完整性是治疗性应用的一个重要考量。研究人员发现,来自年长成年人iPSCs中线粒体DNA(mtDNA)突变数量多于年轻个体,是跟年龄的增长呈正相关,很多突变是非同义的或者发生在编码RNA的基因序列,因此可能导致系统缺陷。鉴于mtDNA突变引起的代谢性功能缺陷,因此建议我们在临床应用年老患者体内iPSCs的时候,要对其mtDNA突变进行仔细筛查。

参考文献:Age-Related Accumulation of Somatic Mitochondrial DNA Mutations inAdult-Derived Human iPSCs
Part2:组织再生的秘密
Nature:星型胶质细胞形成的疤痕有利于中枢神经损伤后再生
横断的轴突在成熟的中枢神经系统中不能再次生长,传统观点认为星型胶质细胞形成的疤痕会在中枢神经损伤区域形成一道栅栏,阻碍了神经元穿越损伤区并恢复神经功能。这篇论文则直接挑战了这一传统观点。

实验总结示意图
参考文献:Astrocyte scar formation aids central nervous system axonregeneration
研究发现,防止星形胶质细胞疤痕形成、衰减形成疤痕的星形胶质细胞或者去除慢性病患的伤疤,都不能使断掉的皮质脊髓、感觉的或血清素激活的轴突自发再生。只有在神经疤痕存在的条件下,外源给予生长因子才能促进神经再生,反之则不行。
Nature:通过遗传改造可促进组织损伤后修复----发现组织再生增强子
损伤如何引发组织再生一直没有详尽的研究。本文在斑马鱼组织中发现了一个依赖于损伤的增强子,可激发基因表达,并命名为组织再生增强子元素(tissue regeneration enhancerelements,TREE),该TREE可以在斑马鱼的心脏和鳍损伤的条件下,引导并促进再生或再生因子的表达,从而控制再生效率,这一结果在小鼠组织中也得到了验证。这些发现具有能被设计用来调节脊椎动物器官再生的潜力。

参考文献:Modulation of tissue repair by regeneration enhancer elements
Part 3:解密细胞核核膜
Science:肿瘤细胞的核膜在细胞转移过程中会先破裂再修复
核膜(nuclear envelope,NE)的作用主要是将遗传物质DNA和细胞质分离开来,维持NE的完整性对于细胞来说是至关重要的,否则会导致不受控制的核质内容交换、染色体横穿NE以及DNA损伤。然而,本文研究发现在肿瘤转移过程中,迁移的免疫细胞和肿瘤细胞在通过狭小的孔径时,会频频发生核膜破裂,并进一步在ESCRT III等作用下至恢复原样。

图注:一个MDA-MB-231乳腺癌细胞穿过2-× 5-μm2小孔径时,发生多次NE破裂的图像序列
参考文献:Nuclear envelope rupture and repair during cancer cell migration
Science:ESCRT III通过修复破裂的核膜,防止DNA损伤和细胞死亡
在肿瘤细胞迁移的过程中,NE的破裂会帮助核内外蛋白进行交换,然后在ESCRT III等作用下至恢复原样。从封闭环境迁移的肿瘤细胞,依赖于有效的NE和DNA修复机制。本文深入解析了ESCRTIII如何通过修复破裂的核膜,从而防止DNA损伤和细胞死亡。

图注:HeLa细胞穿过小孔径
参考文献:ESCRT III repairs nuclear envelope ruptures during cell migration tolimit DNA damage and cell death
Science:人核孔复合物中内环骨架的分子结构
核孔复合物是一个巨大的、含有约1000个蛋白的复合体,镶嵌在核膜上,调控细胞核与细胞质之间的物质往来。对于它的整体形状已经知晓,但是很多边边角角的细节却不清楚,本文就解析了其中部分的细节----内环结构。

图注:人NPG结构
参考文献:Moleculararchitecture of the inner ring scaffold of the human nuclear pore complex
Part 4:分工明细的血管
Nature:骨髓腔中不同位置的血管在维持造血发育中的作用各不相同
骨髓腔中的血管往往形成复杂的网络,在调控白细胞的运输同时维持造血干祖细胞的稳态,然后对于血管的这一双重作用机制一直是个谜。本文研究发现骨髓腔中具有较小通透能力的动脉血管具有较低的活性自由基水平,从而能够维持造血干细胞的稳定性;而具有较高通透力的血窦位置则具有高水平自由基活性,可促进白细胞的活动。

图注:骨髓血管模型以及造血作用的调控。在不同血管中血液-骨-骨髓屏障内皮细胞的状态,是处于稳定还是“压力”环境,对组织干细胞驻留有一个强大的调节作用
参考文献:Distinct bone marrow blood vesselsdifferentially regulate haematopoiesis
Part 5:追寻巴西Zika病毒的起源
Science:寨卡病毒在美洲:早期流行病学与遗传学结果
巴西遭受了前所未有的Zika病毒(ZIKV)流行,截至本文发表时一共大约30000例。2015年5月,巴西检测出了第一例ZIKV,然而通过病毒测序发现,寨卡早在2013年中旬就已登录巴西,这一结果与航口旅客人数的增加保持一致。这些结果为未来针对该病毒进化和分子流行病学的研究提供了基线。

图注:每一个联邦州中每100,000人中ZIKV案例数
参考文献:Zika virus in the Americas: Earlyepidemiological and genetic findings
