2019年终盘点：Nature杂志重磅级突破性研究成果

2019年8月，一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中，来自美国加州大学旧金山分校等研究机构的研究人员发现棕色脂肪组织如何可能有助于预防肥胖和，他们的研究增加了我们对棕色脂肪组织在在人类健康中的作用的认识，并且可能导致治疗肥胖和2型的新药物。

棕色脂肪组织被认为是一个产热器官，当被低温激活时，棕色脂肪组织会利用血液中的糖和脂肪在体内产生热量。文章中，研究人员发现，棕色脂肪组织还能够有助于身体过滤并移除血液中的支链氨基酸（branched-chain amino acid， BCAA）。在血液中的正常浓度下，这些氨基酸对身体健康至关重要。当过量存在时，它们与糖尿病和肥胖有关，研究者指出，棕色脂肪组织很少或没有棕色脂肪组织的人清除血液中BCAA的能力下降了，这可能导致肥胖和糖尿病的产生。

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Alexander Duncan， Mary P. Heyer， Masago Ishikawa， et al. ， Nature (2019) DOI： 10.1038/s41586-019-1653-x

2019年10月，一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中，来自西奈山医学院的研究人员通过研究在大鼠机体中发现了一种特殊回路，或能将吸烟和2型糖尿病患病风险相联系起来。相比非吸烟者而言，糖尿病在吸烟人群中往往更加流行，但其背后的原因研究者尚不清楚。文章中，研究者发现，尼古丁的摄入或能通过一种大脑回路与胰腺的活性相关，摄入尼古丁会引发胰腺释放较少量的胰岛素，从而增加机体血糖水平，较高的血糖水平与糖尿病风险增加直接相关。

研究者发现，糖尿病相关基因Tcf7l2（转录因子7类似物2）所编码的特殊蛋白能介导一种信号回路，从而将尼古丁激活的神经元与胰腺血糖调节相联系起来；尼古丁能够激活大脑内侧缰核区域中神经元所表达的尼古丁乙酰胆碱受体（nAChR），从而引发尼古丁的，限制胰腺对胰高血糖素和胰岛素的吸收和释放，从而提高血糖水平；较高的血糖水平能通过抑制表达nAChR的神经元来产生一种反馈回路，阻断吸烟的负面效应，并帮助建立尼古丁依赖性；Tcf7l2能调节整个信号回路，并将尼古丁成瘾性与糖尿病高风险相关联。本文研究揭示了尼古丁摄入与2型糖尿病发生之间的关联，相关研究结果有望帮助研究人员寻找新型戒烟疗法，而且大脑中的特殊回路或能作为一种新靶点来帮助开发治疗吸烟人群糖尿病的新型疗法。

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Popescu， D.， Botting， R.A.， Stephenson， E. et al.. Nature 574， 365–371 (2019) doi：10.1038/s41586-019-1652-y

2019年10月，一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中，来自英国的研究人员在世界上首次构建出人类发育中肝脏的细胞图谱，其能提供关于胎儿中血液和免疫系统如何产生的重要见解。这种图谱描绘了在妊娠的头三个月和第二个三个月之间的发育中肝脏的细胞景观变化，包括来自肝脏的如何播种到其他组织，以支持生长所需的高氧气需求。

文章中，研究人员使用单细胞技术分析了14万个肝细胞以及7.4万个皮肤、肾脏和卵黄囊细胞。通过分离来自发育中肝脏的细胞，他们能够通过它们正在表达的基因来鉴别它们，并观察这些细胞是什么样子；通过利用重金属标记物对发育中肝脏切片内的造血细胞进行标记，他们能够将每个细胞对应到它所在的位置。

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Coco Chu， Mitchell H. Murdock， Deqiang Jing， et al. ， Nature (2019). DOI： 10.1038/s41586-019-1644-y

2019年11月，一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中，来自威尔康奈尔医学院等机构的科学家们通过研究首次揭示了肠道微生物和大脑细胞之间交流沟通背后的新型细胞和分子过程。

研究者表示，这项研究中，我们在分子水平上深入揭示了肠道和大脑之间相互交流的分子机制，目前并没有人能清楚理解炎性肠病和其它慢性胃肠道疾病影响机体行为和心理健康的分子机制，这项研究中我们就想对此进行深入研究。研究人员利用小鼠模型来研究肠道菌群被剔除后大脑细胞所发生的改变；当研究者利用治疗能降低小鼠机体的肠道菌群水平时（或者被培育为无菌小鼠），小鼠的学习能力明显下降了，为了深入理解其中的因果关联，研究者对小鼠大脑的小胶质细胞进行RNA测序，结果发现，这些细胞中基因表达的改变或许在重塑大脑在学习过程中细胞之间的连接上扮演着非常关键的角色，而这些改变并未在健康小鼠的大脑小胶质细胞中发现。