2022年11月份即將結(jié)束，11月份Science期刊又有哪些亮點(diǎn)研究值得學(xué)習(xí)呢？小編對此進(jìn)行了整理，與各位分享。

1.Science：通用流感疫苗有戲！開發(fā)出一種針對所有20種已知的流感病毒亞型的實(shí)驗(yàn)性mRNA疫苗

doi:10.1126/science.abm0271

在一項(xiàng)新的研究中，來自美國賓夕法尼亞大學(xué)佩雷爾曼醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)一種針對所有20種已知的流感病毒亞型的實(shí)驗(yàn)性mRNA疫苗在最初的測試中提供了對其他致命性流感病毒毒株的廣泛保護(hù)，因此有朝一日可能成為預(yù)防未來流感大流行的普遍措施。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2022年11月25日的Science期刊上，論文標(biāo)題為“Cortical wiring by synapse type–specific control of local protein synthesis”。

20-HA mRNA-LNP抗原。圖片來自Science, 2022, doi:10.1126/science.abm0271。

這些作者采用的策略是使用來自所有已知的流感病毒亞型的免疫原---一類能刺激免疫反應(yīng)的抗原---進(jìn)行接種，以引起廣泛的保護(hù)。預(yù)計(jì)他們開發(fā)的這種疫苗不會提供完全防止病毒感染的消除性免疫（sterilizing immunity）。相反，這項(xiàng)新的研究顯示，該疫苗引起了一種記憶性免疫反應(yīng)，該免疫反應(yīng)可以被迅速激活并適應(yīng)新的大流行流感病毒毒株，從而大大減少了感染引起的嚴(yán)重疾病和死亡。

論文通訊作者、賓夕法尼亞大學(xué)佩雷爾曼醫(yī)學(xué)院微生物學(xué)教授Scott Hensley博士說，“我們的想法是讓人們對不同的流感病毒毒株有一種基線水平的免疫記憶，這樣，當(dāng)下一次流感大流行發(fā)生時，疾病和死亡將大大減少。”Hensley和他的實(shí)驗(yàn)室與mRNA疫苗先驅(qū)、賓夕法尼亞大學(xué)佩雷爾曼醫(yī)學(xué)院疫苗研究主任Drew Weissman博士的實(shí)驗(yàn)室合作開展了這項(xiàng)新的研究。

2.兩篇Science揭示揭示RNA引導(dǎo)的CRISPR-Cas效應(yīng)蛋白切割可觸發(fā)適應(yīng)性免疫反應(yīng)

doi:10.1126/science.add7450; doi:10.1126/science.add7347

在第一項(xiàng)新的研究中，來自美國麻省理工學(xué)院的研究人員證明了CRISPR相關(guān)蛋白酶Csx29對σ因子抑制劑表現(xiàn)出可編程的RNA激活的內(nèi)肽酶活性，以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄反應(yīng)。活性的與底物結(jié)合的Csx29復(fù)合物的低溫電鏡結(jié)構(gòu)顯示了一種異構(gòu)激活機(jī)制，該機(jī)制在靶RNA結(jié)合時重組Csx29的催化殘基。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2022年11月26日的Science期刊上，論文標(biāo)題為“RNA-activated protein cleavage with a CRISPR-associated endopeptidase”。這一發(fā)現(xiàn)揭示了自然界中的一種RNA引導(dǎo)功能，可用于體外和人類細(xì)胞中的RNA檢測應(yīng)用。

在第二項(xiàng)新的研究中，來自美國麻省理工學(xué)院和日本東京大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)III-E型CRISPR系統(tǒng)包括類似于半胱天冬蛋白酶（caspase）的蛋白酶Csx29，當(dāng)Cas7-11識別靶RNA時，Csx29就被激活從而切割另一種稱為Csx30的輔助蛋白。這種切割產(chǎn)生有毒的Csx30片段，據(jù)推測這些片段能抑制專門的σ因子RpoE，調(diào)節(jié)細(xì)菌對噬菌體感染的反應(yīng)，并導(dǎo)致細(xì)菌生長停滯，從而清除噬菌體感染。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2022年11月26日的Science期刊上，論文標(biāo)題為“RNA-triggered protein cleavage and cell growth arrest by the type III-E CRISPR nuclease-protease”。

他們還報告了Cas7-11-crRNA-Csx29復(fù)合物在靶RNA存在和不存在時的低溫電鏡結(jié)構(gòu)，并證明靶RNA的結(jié)合會誘發(fā)Csx29的構(gòu)象變化。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)顯示Csx29對輔助蛋白Csx30的切割是靶RNA依賴性的。該系統(tǒng)在細(xì)菌中的重組顯示對Csx30的切割產(chǎn)生了有毒的蛋白片段，導(dǎo)致生長停滯，這是由Csx31調(diào)節(jié)的。Csx30與Csx31和相關(guān)的σ因子RpoE結(jié)合，表明Csx30介導(dǎo)的σ因子RpoE抑制調(diào)節(jié)了細(xì)菌細(xì)胞對噬菌體感染的反應(yīng)。我們對Cas7-11-Csx29-Csx30系統(tǒng)進(jìn)行編程，用于哺乳動物細(xì)胞中可編程的RNA檢測。這些發(fā)現(xiàn)擴(kuò)大了CRISPR免疫反應(yīng)的已知復(fù)雜性，使得對哺乳動物細(xì)胞中基于蛋白酶的可編程RNA檢測成為可能?？傮w來說，Cas7-11-Csx29效應(yīng)蛋白是一種RNA依賴性的核酸酶-蛋白酶。

3.Science：揭示全能性先驅(qū)因子Nr5a2激活受精卵基因組機(jī)制

doi:10.1126/science.abn7478

精子使卵子受精是新生命的開始。母體和父體的遺傳信息，共同儲存了有機(jī)體的身體構(gòu)造，在受精后結(jié)合在一起。然而，在這個生命的早期階段，DNA在細(xì)胞核中仍處于非活性狀態(tài)。雖然受精卵細(xì)胞的第一次分裂是在儲存在卵子中的母體因子的幫助下進(jìn)行的，但是新的胚胎產(chǎn)物的合成對于胚胎的進(jìn)一步發(fā)育是必要的，這需要接觸到胚胎DNA。在一項(xiàng)新的研究中，德國馬克斯普朗克生物化學(xué)研究所的Kiku? Tachibana和她的研究團(tuán)隊(duì)證實(shí)全能性先鋒因子Nr5a2激活了胚胎DNA。相關(guān)研究結(jié)果于2022年11月24日在線發(fā)表在Science期刊上，論文標(biāo)題為“Zygotic genome activation by the totipotency pioneer factor Nr5a2”。

論文共同第一作者、馬克斯普朗克生物化學(xué)研究所顯微鏡和生物信息學(xué)專家Imre Gáspár解釋說，“我們?yōu)榕咛ブ挟a(chǎn)生的早期mRNA分子尋找共同的序列模式，并且能夠找到幾個序列基序。我們發(fā)現(xiàn)的序列基序相互接近，形成了一個所謂的超級基序（supermotif）。這個新發(fā)現(xiàn)的超級基序類似于已知的序列基序SINE B1元件，與人類基因組中高度保守的ALU元件有非常密切的關(guān)系。這些元件也被稱為'跳躍基因’，因?yàn)樗鼈兛梢栽谀承┘?xì)胞階段（比如早期胚胎）從基因組的一個位置移動到另一個位置。”

Nr5a2結(jié)合這個超級基序。論文共同第一作者、馬克斯普朗克生物化學(xué)研究所胚胎學(xué)家Johanna Gassler說，“最初，Nr5a2是在肝臟中發(fā)現(xiàn)的。在發(fā)育生物學(xué)領(lǐng)域，人們知道Nr5a2在胚胎植入的后期階段很重要。Nr5a2在受精后究竟有多重要還不知道。在我們的實(shí)驗(yàn)中，我們能夠發(fā)現(xiàn)一旦Nr5a2被阻斷，大多數(shù)早期胚胎mRNA分子就不再產(chǎn)生。此外，胚胎的進(jìn)一步發(fā)育也受到了抑制。這表明，Nr5a2在胚胎發(fā)育的最早階段發(fā)揮著核心作用?！?/p>

4.Science：重大進(jìn)展！揭示亞精胺增強(qiáng)抗腫瘤免疫反應(yīng)機(jī)制

doi:10.1126/science.abj3510

在哺乳動物中，免疫系統(tǒng)的力量隨著年齡的增長而下降。這是由于多種因素造成的，包括胸腺退化引起的T細(xì)胞抗原庫輸出和多樣性減少；炎癥引起的細(xì)胞代謝變化；以及T細(xì)胞的增殖、分化或生存能力存在缺陷。老年人經(jīng)常遭受嚴(yán)重的感染和癌癥，而且與年輕患者的結(jié)果相比，所應(yīng)用的療法---包括癌癥免疫療法中的PD-1阻斷---對他們往往是無效的。作為一種生物多胺，亞精胺（spermidine, SPD）隨著年齡的增長而減少，補(bǔ)充SPD被證明可以改善或延緩幾種與年齡有關(guān)的疾病，包括免疫系統(tǒng)疾病。所提出的通過SPD使免疫系統(tǒng)恢復(fù)活力的機(jī)制包括增強(qiáng)自噬、翻譯活性和線粒體代謝。此前，SPD補(bǔ)充已被證明可增強(qiáng)動物模型的抗腫瘤免疫反應(yīng)。然而，SPD的缺乏與衰老引起的T細(xì)胞免疫抑制之間的關(guān)系在很大程度上仍是未知的。

SPD與MTP結(jié)合，激活T細(xì)胞中的脂肪酸氧化。圖片來自Science, 2022, doi:10.1126/science.abj3510。

鑒于CD8+T細(xì)胞在腫瘤免疫中起著關(guān)鍵作用，來自日本京都大學(xué)、東北大學(xué)和日本橫濱理化學(xué)研究所的研究人員在一項(xiàng)新的研究中研究了衰老會如何影響CD8+T細(xì)胞的代謝和功能特征。他們探究了SPD不足是否是導(dǎo)致老年小鼠對PD-1抗體治療無反應(yīng)的一種因素。他們試圖表征在老年小鼠中補(bǔ)充SPD所引起的CD8+T細(xì)胞群體變化，并確定SPD作用的分子機(jī)制。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2022年10月28日的Science期刊上，論文標(biāo)題為“The mechanism of acentrosomal spindle assembly in human oocytes”。

這些作者發(fā)現(xiàn)，老年小鼠CD8+T細(xì)胞中SPD的總濃度和細(xì)胞內(nèi)游離濃度約為年輕小鼠中的一半。在生物能量方面，與年輕的CD8+T細(xì)胞相比，老年CD8+T細(xì)胞顯示出線粒體活性受損，而且氧消耗率、ATP產(chǎn)生和脂肪酸氧化（FAO）活性較低。

這些作者證實(shí)SPD補(bǔ)充增強(qiáng)了PD-1阻斷免疫療法在老年小鼠中的抗腫瘤活性。事實(shí)證明，SPD補(bǔ)充對所患腫瘤對單一抗PD-L1抗體治療沒有反應(yīng)的年輕小鼠也是有效的。SPD和抗PD-L1抗體聯(lián)合治療增強(qiáng)了體內(nèi)CD8+T細(xì)胞的增殖、細(xì)胞因子產(chǎn)生和線粒體ATP產(chǎn)生。在體外，SPD有效地增強(qiáng)了線粒體功能，并在1小時內(nèi)將棕櫚酸代謝為三羧酸循環(huán)成分，這表明SPD有可能直接與線粒體相關(guān)蛋白結(jié)合。生化分析確定SPD與線粒體三功能蛋白（mitochondrial trifunctional protein, MTP）結(jié)合，MTP是脂肪酸β-氧化的核心酶。MTP由α和β亞基組成，兩者都與SPD結(jié)合。使用從大腸桿菌中合成和純化的MTP進(jìn)行的一些試驗(yàn)顯示，SPD以很強(qiáng)的親和力結(jié)合MTP [結(jié)合親和力（解離常數(shù)，Kd）=0.1μM]，并別構(gòu)地增強(qiáng)它的酶促脂肪酸氧化活性。此外，他們發(fā)現(xiàn)作為另一種來自SPD的多胺，精胺具有重要的細(xì)胞保護(hù)功能，也直接與MTP結(jié)合，并競爭性地抑制SPD的脂肪酸氧化活性，這表明SPD和精胺的平衡對評估老年細(xì)胞的脂肪酸氧化活性很重要。特異性地剔除T細(xì)胞中的MTP α亞基消除了SPD對PD-1阻斷免疫療法的增強(qiáng)作用，這表明MTP是SPD依賴性T細(xì)胞激活所必需的。

5.Science：揭示哺乳動物卵母細(xì)胞利用線粒體相關(guān)無膜區(qū)室儲存母體mRNA

doi:10.1126/science.abq4835

哺乳動物卵母細(xì)胞在生長過程中通過積極轉(zhuǎn)錄積累了大量的信使RNA（mRNA）。轉(zhuǎn)錄在卵母細(xì)胞生長的最后階段停止，只有在受精后胚胎基因組被激活時才恢復(fù)。在此期間，卵母細(xì)胞和胚胎只能使用儲存的mRNA來合成新的蛋白。因此，母體mRNA的適當(dāng)儲存對于卵母細(xì)胞通過減數(shù)分裂成熟為可受精的卵子以及受精后早期胚胎發(fā)育至關(guān)重要。然而，母體mRNA在哺乳動物的卵母細(xì)胞（包括人類的卵母細(xì)胞）中儲存在何處以及如何儲存，至今仍是個謎。

RNA通常儲存在無膜區(qū)室中，這些無膜區(qū)室是由蛋白和/或核酸的自發(fā)相分離形成的。以前的研究已確定了在非哺乳動物卵母細(xì)胞中儲存mRNA的不同類型的無膜區(qū)室，如秀麗隱桿線蟲中的P顆粒和果蠅中的Polar顆粒。因此，在一項(xiàng)新的研究中，來自德國馬克斯普朗克多學(xué)科科學(xué)研究所的研究人員著手確定哺乳動物卵母細(xì)胞中潛在的RNA儲存區(qū)室。相關(guān)研究結(jié)果近期發(fā)表在Science期刊上，論文標(biāo)題為“Mammalian oocytes store mRNAs in a mitochondria-associated membraneless compartment”。

小鼠卵母細(xì)胞中的MARDO。圖片來自Science, 2022, doi:10.1126/science.abq4835。

這些作者分析了在小鼠卵母細(xì)胞中高度表達(dá)的RNA結(jié)合蛋白的定位。他們發(fā)現(xiàn)，RNA結(jié)合蛋白ZAR1、YBX2、DDX6、LSM14B和4E-T（EIF4ENIF1）與線粒體共同定位，在細(xì)胞質(zhì)中形成簇集物。相比之下，它們沒有與高爾基體、再循環(huán)內(nèi)體（recycling endosome）或溶酶體共同定位，只是部分地與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)共同定位。此外，他們用RNA熒光原位雜交法對mRNA進(jìn)行染色，發(fā)現(xiàn)它們儲存在這種線粒體相關(guān)無膜區(qū)室中。這種結(jié)構(gòu)域也存在于其他哺乳動物物種的卵母細(xì)胞中，包括人類。由于這種結(jié)構(gòu)域與任何已知的含RNA的區(qū)室不同，他們將它命名為線粒體相關(guān)核糖核酸蛋白結(jié)構(gòu)域（mitochondria-associated ribonucleoprotein domain, MARDO）。

MARDO在線粒體周圍的組裝是由卵母細(xì)胞生長過程中線粒體膜電位的增加引導(dǎo)的。MARDO隨著卵母細(xì)胞的生長而逐漸出現(xiàn)，并在充分生長的卵母細(xì)胞（它們的線粒體也是最活躍的）中變得最為明顯。在定位于MARDO中的RNA結(jié)合蛋白中，ZAR1在MARDO組裝中起主要作用。ZAR1，而不是其他RNA結(jié)合蛋白，在過量表達(dá)時促進(jìn)了MARDO灶凝聚成水凝膠樣基質(zhì)。MARDO凝聚推動了線粒體聚集成巨大的簇集物。通過一系列體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)，這些作者發(fā)現(xiàn)ZAR1的非結(jié)構(gòu)化N端結(jié)構(gòu)域?qū)ARDO組裝及其與線粒體的結(jié)合至關(guān)重要。他們通過基因敲除、RNA干擾和Trim-Away剔除ZAR1，發(fā)現(xiàn)MARDO的形成和線粒體的聚集都受到損害。通過在Zar1基因敲除的卵母細(xì)胞中表達(dá)ZAR1，MARDO形成和線粒體聚集得到了恢復(fù)。這些結(jié)果證實(shí)ZAR1對MARDO組裝和線粒體聚集至關(guān)重要。此外，活細(xì)胞成像分析表明ZAR1缺失導(dǎo)致卵母細(xì)胞減數(shù)分裂成熟期間的紡錘體組裝、染色體排列和細(xì)胞分裂存在嚴(yán)重缺陷。

MARDO儲存了翻譯受抑制的mRNA，其中的一些mRNA已知在卵母細(xì)胞成熟為可受精的卵子期間或在受精后受到激活并進(jìn)行蛋白表達(dá)。ZAR1丟失不僅破壞了MARDO，而且還導(dǎo)致定位于MARDO中的mRNA過早丟失。母體mRNA需要逐步降解并被從胚胎基因組轉(zhuǎn)錄的mRNA所取代，以確保胚胎的正常發(fā)育。在從減數(shù)分裂I到減數(shù)分裂II的過程中，由于ZAR1被蛋白酶體降解，MARDO解體了，這對母體mRNA的及時降解至關(guān)重要。

6.Science：靶向中介體復(fù)合物激酶模塊可增強(qiáng)CAR-T細(xì)胞的抗腫瘤效力

doi:10.1126/science.abn5647

T細(xì)胞免疫療法對某些癌癥顯示出令人印象深刻的療效，但大多數(shù)患者并沒有獲得持久的反應(yīng)。這類免疫療法取得進(jìn)展的核心障礙是T細(xì)胞效力不足，無法根除巨大的腫瘤負(fù)擔(dān)，這是由多種因素造成的，包括T細(xì)胞衰竭、衰老、無能（anergy）和免疫抑制?；蚓庉嬘袧摿μ岣甙┌Y免疫療法的療效，但目前仍不清楚哪些基因或哪組基因在編輯后能最有效地提高T細(xì)胞的效力。

在一項(xiàng)新的研究中，來自美國斯坦福大學(xué)的研究人員在人類T細(xì)胞中使用全基因組的CRISPR基因敲除篩選，以確定T細(xì)胞活力的調(diào)節(jié)因子。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2022年11月11日的Science期刊上，論文標(biāo)題為“Enhanced T cell effector activity by targeting the Mediator kinase module”。

這些作者在人類嵌合抗原受體（CAR）T細(xì)胞（CAR-T）中進(jìn)行了兩次CRISPR篩選，使用的模型系統(tǒng)通過模擬慢性抗原暴露來誘導(dǎo)T細(xì)胞功能障礙?；谳^高的增殖率和細(xì)胞因子產(chǎn)生率是最有效的抗腫瘤T細(xì)胞的特征這一假設(shè)，他們確定了在腫瘤暴露后增殖并產(chǎn)生白細(xì)胞介素-2（IL-2）和腫瘤壞死因子-α（TNFα）的T細(xì)胞中富含的向?qū)NA（gRNA）。

在人類T細(xì)胞中，破壞中介體復(fù)合物激酶模塊會在轉(zhuǎn)錄上重新連接效應(yīng)編程。圖片來自Science, 2022, doi:10.1126/science.abn5647。

兩次CRISPR篩選都發(fā)現(xiàn)了編碼中介體復(fù)合物（Mediator complex）亞基的基因，這些基因包含在中介體復(fù)合物激酶模塊中。中介體復(fù)合物作為增強(qiáng)子結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子和通用轉(zhuǎn)錄復(fù)合物（transcription machinery）之間的橋梁，通過協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)錄網(wǎng)絡(luò)在建立細(xì)胞身份方面起著核心作用。在人類CAR-T細(xì)胞中靶向剔除MED12（中介體復(fù)合物亞基12）或CCNC（細(xì)胞周期蛋白C）可導(dǎo)致增殖、細(xì)胞因子產(chǎn)生和腫瘤清除率增加。對于靶向多種腫瘤抗原和使用CD28或4-1BB共刺激的CAR以及在表達(dá)工程化T細(xì)胞受體（TCR）的T細(xì)胞中也觀察到類似的效果。在許多模型系統(tǒng)中，具有干性（stemness）表型和轉(zhuǎn)錄組特征的T細(xì)胞顯示出更高的抗腫瘤效力，然而，MED12缺失的T細(xì)胞顯示出干性減弱和增強(qiáng)的效應(yīng)細(xì)胞表型和轉(zhuǎn)錄組特征。與效應(yīng)細(xì)胞的表型一致，MED12缺失的T細(xì)胞顯示出增強(qiáng)的代謝活性和效力，其特點(diǎn)是糖酵解、氧化磷酸化和備用呼吸能力增加。MED12缺失的T細(xì)胞在長期培養(yǎng)和在體外和體內(nèi)反復(fù)暴露于腫瘤后表現(xiàn)出持續(xù)的效力。小分子介導(dǎo)的對細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶8和19（CDK8/19）---中介體復(fù)合物激酶模塊的催化亞基---的抑制同樣增加了健康的非工程化T細(xì)胞的增殖。

為了為理解這些觀察結(jié)果提供基礎(chǔ)，這些作者評估了MED12缺失的T細(xì)胞中染色質(zhì)可及性和修飾的變化。通過使用染色質(zhì)免疫沉淀測序，他們證實(shí)中介體復(fù)合物激酶模塊和中介體復(fù)合物核心模塊（core Mediator）在野生型CAR-T細(xì)胞中基本是共定位的，但MED12的缺失增加了中介體復(fù)合物核心模塊在800多個基因組區(qū)域的染色質(zhì)占用。這與已知的中介體復(fù)合物激酶模塊在調(diào)節(jié)中介體復(fù)合物核心模塊和RNA聚合酶II（RNAPII）之間的相互作用是一致的，并導(dǎo)致了這樣的假設(shè)：T細(xì)胞中MED12或CCNC的缺失會選擇性地減少中介體復(fù)合物核心模塊和RNAPII之間的立體阻礙，從而增加轉(zhuǎn)錄和調(diào)節(jié)T細(xì)胞功能。與此相一致的是，在MED12缺失的CAR-T細(xì)胞中，MED1染色質(zhì)占有率增加的區(qū)域表現(xiàn)為H3K27乙酰化增加，并且富集了在T細(xì)胞命運(yùn)中起關(guān)鍵作用的轉(zhuǎn)錄因子---包括幾個STAT和AP-1家族成員---所使用的增強(qiáng)子。在MED12缺陷的T細(xì)胞中，觀察到最明顯的增強(qiáng)是STAT5，它表現(xiàn)為對IL-2的敏感性增加。非工程化T細(xì)胞對IL-2的敏感性增加也可能是由于接觸小分子CDK8/19抑制劑。

7.Science：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)能促使黑色素瘤“長生不老”的關(guān)鍵遺傳因素

doi:10.1126/science.abq0607

近日，一篇發(fā)表在國際雜志Science上題為“TPP1 promoter mutations cooperate with TERT promoter mutations to lengthen telomeres in melanoma”的研究報告中，來自匹茲堡大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究揭示了黑色素瘤控制其死亡率之謎中缺少的一塊拼圖。文章中，研究人員描述了他們發(fā)現(xiàn)腫瘤如何遺傳改變組合來促進(jìn)其爆炸式地增長并預(yù)防其自身死亡，這一研究結(jié)果或許有望改變腫瘤學(xué)家理解和治療黑色素瘤的方式。

大約75%的黑色素瘤中包含了TERT基因突變，這些突變能刺激蛋白質(zhì)產(chǎn)生并增加端粒酶的活性，然而，當(dāng)科學(xué)家們促使黑色素細(xì)胞中的TERT突變后，他們發(fā)現(xiàn)其并不能產(chǎn)生在癌癥患者腫瘤中所觀察到的同樣長的端粒，事實(shí)證明，TERT啟動子的突變只是故事的一半。有了癌癥生物學(xué)的背景和對端粒研究的興趣，研究人員就決定尋找黑色素瘤、TERT啟動子突變和長端粒之間缺少的環(huán)節(jié)。當(dāng)研究人員在梳理癌癥突變數(shù)據(jù)庫時，他們發(fā)現(xiàn)了名為TPP1的端粒結(jié)合蛋白的特殊區(qū)域或許在黑色素瘤中會經(jīng)常發(fā)生突變。當(dāng)研究者發(fā)現(xiàn)TPP1的突變與TERT的突變驚人地相似時，他們非常高興，這些突變位于TPP1新注釋的啟動子區(qū)域中，并能刺激該蛋白的產(chǎn)生，長期以來TPP1一直被認(rèn)為能刺激端粒酶的活性。

多年前生物化學(xué)家們就發(fā)現(xiàn)，在試管中TPP1能增加端粒酶的活性，但研究人員當(dāng)時并不清楚這在臨床中實(shí)際會發(fā)生什么。當(dāng)研究人員將突變的TERT和TPP1重新添加到細(xì)胞中時，這兩種蛋白就能協(xié)同作用來產(chǎn)生在黑色素瘤中所觀察到的獨(dú)特的長端粒，TPP1是科學(xué)家們一直在尋找的缺失的因素，但其卻一直隱藏在大家的眼皮底下。

這一研究發(fā)現(xiàn)或許有望改變科學(xué)家們理解黑色素瘤發(fā)生的方式，或許也有望改變當(dāng)前的黑色素瘤療法；通過確定對癌癥非常特殊的端粒維持系統(tǒng)，科學(xué)家們就有了一個開發(fā)新型療法的新靶點(diǎn)。綜上，本文研究結(jié)果表明，TPP1啟動子突變體或能與TERT的激活協(xié)作，從而增強(qiáng)黑色素瘤的端粒維持和永生化特性。

8.Science：發(fā)現(xiàn)RNA結(jié)合蛋白FMRP讓腫瘤逃避免疫系統(tǒng)的識別并對免疫療法產(chǎn)生抵抗性

doi:10.1126/science.abl7207

在一項(xiàng)新的研究中，來自瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院、伯爾尼大學(xué)和洛桑大學(xué)醫(yī)院等研究機(jī)構(gòu)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種蛋白在幫助腫瘤逃避免疫破壞方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。這種被命名為“脆性X智力遲鈍蛋白（fragile X mental retardation protein, FMRP）”的RNA結(jié)合蛋白調(diào)控著腫瘤微環(huán)境中的一個基因和細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)，有助于提高它“躲避”免疫細(xì)胞的能力。正常情況下，F(xiàn)MRP參與調(diào)節(jié)蛋白翻譯和神經(jīng)元中mRNA的穩(wěn)定性。但是他們發(fā)現(xiàn)，它在多種類型的癌癥中發(fā)生異常地上調(diào)。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2022年11月18日的Science期刊上，論文標(biāo)題為“Aberrant hyperexpression of the RNA binding protein FMRP in tumors mediates immune evasion”。

在這項(xiàng)新的研究中，這些作者使用了著名的CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)，敲除了由小鼠胰腺、結(jié)腸、乳腺和皮膚黑色素細(xì)胞引起的癌細(xì)胞中產(chǎn)生FMRP的基因（名為FMR1）。然后，他們將敲除FMRP的癌細(xì)胞與仍有FMR1基因并因此表達(dá)FMRP蛋白的癌細(xì)胞進(jìn)行比較。

FMRP能使腫瘤逃避免疫系統(tǒng)的攻擊。圖片來自Science, 2022, doi:10.1126/science.abl7207。

他們評估了含有FMRP基因敲除癌細(xì)胞的小鼠和FMRP陽性野生型癌細(xì)胞的小鼠的存活率，首先在免疫系統(tǒng)受到損害的小鼠中進(jìn)行。他們的比較結(jié)果顯示這兩組小鼠具有類似的存活率。值得注意的是，當(dāng)他們將基因敲除腫瘤與免疫系統(tǒng)正常運(yùn)作的小鼠體內(nèi)生長的野生型腫瘤進(jìn)行比較時，他們發(fā)現(xiàn)沒有FMRP的腫瘤生長速度較慢，而它們的存活時間更長。

這部分研究顯示的是，F(xiàn)MRP并不參與刺激腫瘤生長本身，而是與適應(yīng)性免疫系統(tǒng)（我們用疫苗“訓(xùn)練”的那部分免疫系統(tǒng)）有關(guān)。

他們的觀察結(jié)果---野生型腫瘤很少有浸潤性T細(xì)胞，而FMRP基因敲除腫瘤則高度發(fā)炎---進(jìn)一步證實(shí)了這一點(diǎn)。剔除FMRP基因敲除的腫瘤中的T細(xì)胞導(dǎo)致它們開始更快速地生長，并降低了小鼠的存活率，這意味著FMRP以某種方式參與了腫瘤對免疫系統(tǒng)的逃避。

9.Science：靶向過度活躍的腦細(xì)胞的新型基因療法有望治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病

doi:10.1126/science.abq6656

在一項(xiàng)新的研究中，來自英國倫敦大學(xué)學(xué)院的研究人員開發(fā)出一種治療神經(jīng)和精神疾病的新方法，該方法通過降低過度活躍的腦細(xì)胞的放電而發(fā)揮作用。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2022年11月4日的Science期刊上，論文標(biāo)題為“On-demand cell-autonomous gene therapy for brain circuit disorders”。

論文共同通訊作者、倫敦大學(xué)學(xué)院皇后廣場神經(jīng)學(xué)研究所的Gabriele Lignani博士說，“我們發(fā)明了一種新的基因療法，它只在過度活躍的腦細(xì)胞中開啟而發(fā)揮作用，如果它們恢復(fù)正常，它就自行關(guān)閉。我們利用了某些DNA序列的能力來控制基因表達(dá)，以響應(yīng)代謝信號。通過重新引導(dǎo)這種活躍感應(yīng)機(jī)制來驅(qū)動阻止腦細(xì)胞放電的分子的產(chǎn)生，我們發(fā)現(xiàn)癲癇發(fā)作可以得到抑制?！?/p>

cfos活性依賴性激活的體外表征。圖片來自Science, 2022, doi:10.1126/science.abq6656。

為了開發(fā)這種新的基因療法，這些作者篩選了幾個已知能對刺激作出反應(yīng)而被激活的基因，并將它們的啟動子與因能夠減少神經(jīng)細(xì)胞放電而被選中的鉀離子通道偶聯(lián)在一起。這種啟動子-鉀離子通道的組合使用在小鼠體內(nèi)和在培養(yǎng)皿里培養(yǎng)的微型大腦樣結(jié)構(gòu)（即大腦類器官）中進(jìn)行了測試，這種大腦類器官是用皮膚衍生的人類干細(xì)胞制造的。

他們發(fā)現(xiàn)即時早期基因cfos啟動子與KCNA1鉀離子通道基因的組合使用經(jīng)證實(shí)在誘導(dǎo)癲癇發(fā)作后能高度有效地抑制神經(jīng)元放電，也能抑制自發(fā)性癲癇發(fā)作，而對認(rèn)知能力沒有任何負(fù)面影響。

這種新的治療方法比以前在同一模型中測試的基因療法或抗癲癇藥物更有效，可使得癲癇小鼠的自發(fā)性癲癇發(fā)作減少了約80%。這些作者表示，這種新的基因療法最終在理論上也可能用于治療其他一些腦細(xì)胞過度活躍的疾病，如帕金森病。

10.Science：新發(fā)現(xiàn)有望增強(qiáng)有前途的新型癌癥藥物CELMoD的抗癌療效

doi:10.1126/science.add7574

在一項(xiàng)新的研究中，來自美國斯克里普斯研究所的研究人員發(fā)現(xiàn)了一類有前途的新型癌癥藥物---CELMoD（CRBN E3 ligase modulatory drug, CRBN E3連接酶調(diào)節(jié)藥物）---發(fā)揮療效所需的一個關(guān)鍵特征。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2022年11月4日的Science期刊上，論文標(biāo)題為“Molecular glue CELMoD compounds are regulators of cereblon conformation”。

CELMoDs被設(shè)計(jì)為以一種新的方式攻擊癌癥，通過與一種叫做cereblon（CRBN）的調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合，然后觸發(fā)關(guān)鍵的癌癥驅(qū)動蛋白的降解。在這項(xiàng)新的研究中，這些作者發(fā)現(xiàn)，這類藥物為了發(fā)揮作用，在與CRBN結(jié)合時需要引起它的一個關(guān)鍵形狀變化。這一發(fā)現(xiàn)使得科學(xué)家們能夠可靠地設(shè)計(jì)有效的CELMoD。

在這項(xiàng)新的研究中，論文第一作者、Lander實(shí)驗(yàn)室博士后研究員Randy Watson博士花了一年多的時間設(shè)計(jì)了一種讓與泛素系統(tǒng)搭檔蛋白DDB1結(jié)合時的CRBN保持穩(wěn)定的配方，以便用低溫電鏡（cryo-EM）對它進(jìn)行成像。通過這種方式，他最終能夠在近原子尺度上解析出CRBN的三維結(jié)構(gòu)。Watson還對CELMoD和靶蛋白與CRBN-DDB1形成的復(fù)合物進(jìn)行了成像。

CRBN與DDB1^?BPB采用開放式構(gòu)型。圖片來自Science, 2022, doi:10.1126/science.add7574。

他們的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)顯示，CELMoD必須以改變它的形狀或構(gòu)象的方式與CRBN結(jié)合。他們確定CRBN有一種默認(rèn)的“開放”構(gòu)象，但必須切換到一種特定的“封閉”構(gòu)象，才能對靶蛋白進(jìn)行泛素標(biāo)記。

這一發(fā)現(xiàn)的主要意義在于，開發(fā)CELMoD的制藥公司如今對他們的候選藥物必須做什么才能發(fā)揮療效有了更好的認(rèn)識。Watson說，“制藥公司一直在開發(fā)結(jié)合CRBN的蛋白降解藥物，它們認(rèn)為這些藥物是更好的降解藥物，但它們不知道這是因?yàn)檫@些藥物能更好地驅(qū)動這種封閉構(gòu)象。因此如今他們知道了這一點(diǎn)，他們可以測試他們的藥物的這一關(guān)鍵特性?！保?a >生物谷 Bioon.com）