2021年7月2日Science期刊精髓

3.

doi:10.1126/science.abe9383; doi:10.1126/science.abj5072

为了顺应热量摄入的日常和节令性变动，后活泼物曾经退化出专门用于动静贮存和开释能量的脂肪组织。这些脂肪组织的能量贮存过多或受损，可招致瘦削、脂肪养分不良或恶病质，并侵害机体的均衡。脂肪组织由贮存脂肪的脂肪细胞、支持性基质细胞和免疫细胞构成。脂肪细胞在胚胎前期和出身后时期动静地积聚或开释脂质。基质细胞包含组织巨噬细胞，它们在从果蝇到人类的整个植物王国中与脂肪细胞慎密分割在一路。具备里程碑意义的研讨已标明，在瘦削状态下，单核细胞衍素性巨噬细胞通过CCR2（C-C chemokine receptor type 2, C-C趋化因子受体2型）被招募到组织中，并发生细胞因子，如肿瘤坏死因子（TNF），从而招致全身性炎症、异位脂质贮存和胰岛素抵制。然而，CCR2和单核细胞仿佛都不克不及自行调理脂肪含量或脂肪率。比来在几种模子中的察看标明，巨噬细胞也能够节制脂肪，虽然它们的理论功效和潜在的细胞和分子机制仍旧知之甚少。

基于此，在一项新的研讨中，来自美国和德国的研讨职员假如，与脂肪贮存细胞相关的驻留巨噬细胞也能够支持它们的功效。他们应用果蝇和小鼠中存在等效细胞类型和直向同源基因，鉴定出一种激进的分子机制，该机制介导了后活泼物中巨噬细胞对脂肪和能量贮存的节制。相关研讨成果颁发在2021年7月2日的Science期刊上，论文题目为“Diet-regulated production of PDGFcc by macrophages controls energy storage”。

巨噬细胞节制瘦削的示用意，图片来自Science, 2021, doi:10.1126/science.abe9383。

应用遗传和药理学办法的联合，这些作者发现，驻留巨噬细胞的缺乏会阻止家养型小鼠和Ccr2-/-小鼠在喂食高脂肪饮食的情景下以及食欲亢进的瘦素受体缺点小鼠体内的脂肪细胞中的脂质贮存。此外，他们察看到巨噬细胞的缺乏会侵害重生小鼠和果蝇幼虫中的脂质贮存。是以，他们在果蝇中进行了遗传挑选，发现巨噬细胞衍生的PDGF/VEGF家族成长因子Pvf3及其在脂肪体细胞上的受体对果蝇幼虫的脂质贮存是必须的。他们接上去鉴定出小鼠Pvf3的直向同源物PDGFcc，它节制小鼠脂肪细胞的脂质贮存。PDGFcc由脂肪组织驻留巨噬细胞以饮食调理的方式发生，并以脂肪组织自立的方式作用于皮下和内脏白色脂肪细胞，从而节制重生小鼠和成年小鼠体内的脂质贮存。PDGFcc阻断或缺乏不影响食品摄入和排汇，但招致机体能量耗费添加，这种添加部门是通过添加棕色脂肪组织的产热作用完成的。脂肪组织驻留巨噬细胞的这种功效与依赖于CCR2的单核细胞衍素性巨噬细胞的功效分歧，后者在瘦削小鼠中介导体系性炎症和胰岛素抵制，但不发生PDGFcc。

4.

doi:10.1126/science.abf5273; doi:10.1126/science.abj6745

恒久以来，星形胶质细胞始终被以为只是神经元的支持细胞。近年来，对星形胶质细胞的研讨有所增长，逐步提醒了它们在年夜脑功效中的紧张性。如今，来自法国国度安康与医学研讨院（INSERM）、法国国度迷信研讨中间（CNRS）和法兰西学院生物学跨学科研讨中间的研讨职员在一项新的研讨中，发现它们在出身后年夜脑可塑性敞开时代的症结作用，发现它们是感觉和认知才能倒退的症结。从久远来看，这些发现将使咱们有能够假想出在成年人中从新引入年夜脑可塑性的新战略，从而匆匆进年夜脑毁伤或神经发育阻碍后的康复。相关研讨成果颁发在2021年7月2日的Science期刊上，论文题目为“Astrocytes close the mouse critical period for visual plasticity”。

通过对小鼠视觉皮层的试验，这些作者发现，未成熟星形胶质细胞的存在是年夜脑可塑性的症结。随后，这些星形胶质细胞在可塑性时代参加发育中的中心神经元的成熟，终极招致可塑性敞开。这一成熟进程是通过一种波及卵白质Connexin 30的新机制产生的，这些作者在可塑性敞开时代发现成熟星形胶质细胞中存在高程度的Connexin 30。

这些作者在体外培育了来自年青小鼠（1至3天年夜）视觉皮层的未成熟的星形胶质细胞。这些未成熟的星形胶质细胞被移植到成年小鼠的低级视觉皮层中，然后在四天的单眼灵通（monocular occlusion）后对视觉皮层的运动进行评价，此中单眼灵通是一种用于评价年夜脑可塑性的尺度技术。他们发现分歧于没有承受移植的对照成年小鼠，移植了未成熟星形胶质细胞的成年小鼠出现出高程度的可塑性。

5.

doi:10.1126/science.abb9536

一项名为sci-Space的新技术与来自其他技术的数据相联合，能够会在哺乳植物胚胎发育进程中，通过分歧细胞的基因表白绘制出四维图谱。这类图谱将刻画出单个细胞中的基因转录本若何反映出光阴的流逝、细胞谱系、细胞迁徙以及发育中的胚胎地位。它们还将有助于说明基因表白的空间调理。由美国华盛顿年夜学医学院、霍华德-休斯医学研讨所和布罗特曼-巴蒂精细医学研讨所的研讨职员引导的一个国内团队在小鼠胚胎中展现了他们的sci-Space技术的观点验证。相关研讨成果颁发在2021年7月2日的Science期刊上，论文题目为“Embryo-scale, single-cell spatial transcriptomics”。论文通信作者为华盛顿年夜学医学院基因组迷信传授Jay Shendure、华盛顿年夜学生物工程系助理传授Kelly R. Stevens、华盛顿年夜学医学院基因组迷信副传授Cole Trapnell。论文第一作者为是华盛顿年夜学医学院基因组迷信系的Sanjay R. Srivatsan和华盛顿年夜学生物工程系的Mary C. Regier。

描写了在发育中的小鼠胚胎内，单个细胞凑集在一路造成器官时，sci-Spac技术若何捕获它们的个性和地位。图片来自Science, 2021, doi:10.1126/science.abb9536。

这些作者察看了12万个细胞核中基因的协调环境。身材的一切体细胞都包括雷同的DNA编码。他们在小鼠胚胎成形时捕获到了这些细胞核中哪些基因开启或敞开的信息。他们还研讨了细胞在胚胎中的地位若何影响发育进程中哪些基因被激活。

这些作者新近开辟了一种标志细胞核的办法，他们称之为sci-plex技术。然后他们应用一种称为sci-RNA测序的办法，持续对单细胞RNA测序进行索引。如今，通过sci-Space，他们通过火析空间坐标和细胞基因转录本，鉴定出数以千计的基因，这些基因的表白是依照剖解学形式进行的。例如，某些基因图谱呈现在年夜脑和脊髓的神经元中，还有一些呈现在心脏的心肌细胞中。他们还使用空间和基因图谱信息来正文细胞的亚型。例如，尽管血管细胞和心肌细胞能够都表白某种特定成长因子的基因，但只有心肌细胞发生某些成长因子受体。

这些作者还察看到，细胞类型在基因表白的空间形式上差别很年夜。例如，结缔组织祖细胞显示出绝对较年夜比例的空间限定性基因表白。这一察看标明，这些细胞的亚型在整个身材内以地位依赖的方式行事。

为了掂量空间地位对一种细胞类型的基因转录谱的影响，这些作者还盘算了细胞之间的物理间隔和它们基因表白谱的角度间隔。他们指出关于许多细胞类型来说，跟着细胞之间物理间隔的添加，它们的转录组之间的角度间隔也会添加。然而，他们弥补说，这种趋向变动很年夜。它在某些年夜脑和脊髓细胞中表示得最为显明。其他一些细胞类型的基因转录谱遭到它们在发育中的胚胎中的地位的高度影响。此中包含某些软骨细胞，它们成为头部和面部骨骼支架的一部门。

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