2025年1月Cell期刊精华

2025年1月份即将结束，1月份Cell期刊又有哪些亮点研究值得学习呢？小编对此进行了整理，与各位分享。

1.分化

doi:10.1016/j.cell.2024.12.009

在一项新的研究中，由来自布鲁塞尔自由大学医学院癌症表观遗传学实验室的Fran ois Fuks领导的一个研究团队揭示，事实上，DNA和RNA表观遗传学可能比以前想象的更为相互关联。他们发现，它们形成了一个互补的调控系统：DNA表观遗传学组织了可用的基因，RNA表观遗传学动态调整了它们的使用。

相关研究结果于2025年1月17日在线发表在Cell期刊上，论文标题为 Fine-tuning of gene expression through the Mettl3-Mettl14-Dnmt1 axis controls ESC differentiation 。

具体而言，这项研究表明，METTL3-METTL14将DNA甲基转移酶DNMT1招募到染色质中进行基因体甲基化。这些作者鉴定出一组基因，其表达受到促进转录的基因体5mC和破坏转录本稳定的m6A的微调。他们证实METTL3-METTL14依赖性的5mC和m6A对于胚胎干细胞分化为胚状体都是必不可少的，早期分化过程中关键分化基因的上调取决于5mC增加和m6A减少之间的动态平衡。这些发现为人们理解表观遗传学和表观转录组学如何结合调节基因表达、影响发育和可能的其他生物过程增加了一个令人惊讶的维度。

这种标记组合提供了对基因活性的极其精确的调控，这对有机体的发育和细胞的和谐运作至关重要。这一突破揭示了一种全新的基因控制模式，为生物学开辟了前所未有的前景。它帮助人们更好地了解人类细胞是如何工作的，以及这些机制的破坏如何导致癌症等疾病。

2.

doi:10.1016/j.cell.2024.12.020

在一项新的研究中，来自代尔夫特理工大学、洛桑大学和维也纳生物中心的研究人员发现，塑造人类DNA的蛋白机器可以改变方向。在此之前，科学家们认为，这些所谓的产生DNA环状结构的SMC马达只能在一个方向上移动。这一新发现对于理解SMC马达如何塑造人类基因组和调节人体基因至关重要。

相关研究结果于2025年1月16日在线发表在Cell期刊上，论文标题为 SMC motor proteins extrude DNA asymmetrically and can switch directions 。

这些作者如今发现，SMC马达可以改变方向，这与人们所认为的相反。论文通讯作者、代尔夫特理工大学的Cees Dekker教授说， 我们的实验表明，SMC会暂时从一侧拉扯DNA，然后改变方向从另一侧拉扯DNA。通过这样做，随着时间的推移，它们可以从两侧将DNA拉入一个环状结构中。我们发现这适用于所有类型的SMC马达。你可以把它比作汽车中的变速箱。用手动变速杆，你可以让汽车前进或后退。我们甚至在黏连蛋白SMC马达蛋白中发现了 变速杆（gear lever） ，即蛋白亚基NIPBL。

3.的新机制，并提出一种预测骨肉瘤预后的新型生物标志物

doi:10.1016/j.cell.2024.12.005

骨肉瘤是一种侵袭性癌症，最常见于10岁至20岁的儿童和年轻人，正值骨骼快速生长时期。虽然罕见，但它对年轻人及其家人产生了重大影响，因为治疗可能需要手术或截肢。骨肉瘤也有可能扩散到其他器官，最常见的是肺部。由于骨肉瘤在基因组上非常复杂，因此很难确定是什么基因突变导致了这种疾病。

因此，在过去的40年里，治疗选择几乎没有进展。

在一项新的研究中，来自EMBL-EBI、伦敦大学学院、皇家国家骨科医院和英格兰基因组学研发实验室的研究人员解决了导致骨肉瘤肿瘤侵袭性发展和进化的基因组重排的驱动因素之谜。通过分析骨肉瘤患者的最大全基因组数据集，他们发现了一种新的称为LTA（loss-translocation-amplification）染色体碎裂的突变机制，这种机制存在于大约50%的高级别骨肉瘤病例中。

相关研究结果于2025年1月14日在线发表在Cell期刊上，论文标题为 Ongoing chromothripsis underpins osteosarcoma genome complexity and clonal evolution 。

这一发现解释了使这种肿瘤类型如此具有侵袭性的独特生物学，以及在骨肉瘤中观察到的高水平基因组不稳定性。这项研究还提供了一种预后生物标志物 癌细胞中可以帮助预测患者预后的生物学特征，这可能用于预测这种疾病的可能过程。

论文共同通讯作者、EMBL-EBI组长Isidro Cortes Ciriano说， 多年来，我们已经知道骨肉瘤细胞具有人类癌症中最复杂的基因组，但我们无法解释其背后的机制。通过研究每个肿瘤不同区域的遗传异常，并使用让我们读取长片段DNA的新技术，我们能够了解染色体是如何断裂和重新排列的，以及这如何影响骨肉瘤的疾病进展。

4.相关的遗传变异

doi:10.1016/j.cell.2024.12.002

一项新的研究首次在全球所有主要人群中发现了新的抑郁症遗传风险因素，使得科学家能够预测抑郁症的风险，无论种族如何。相关研究结果于2025年1月14日在线发表在Cell期刊上，论文标题为 Trans-ancestry genome-wide study of depression identifies 697 associations implicating cell types and pharmacotherapies 。

在这项新的研究中，这些作者研究了来自全球29个国家的500多万人的匿名遗传数据。研究中四分之一的人来自非欧洲血统。他们在个体的遗传密码中发现了总共近700种与抑郁症发展有关的变异，其中近一半以前从未与抑郁症相关，涉及308个特定基因。

这些被确定的遗传变异与多个大脑区域中的神经元（一种脑细胞）有关，包括控制情绪的区域。专家表示，这些发现为抑郁症对大脑的影响提供了新的见解，并为治疗提供了可能的新靶点。

5.

doi:10.1016/j.cell.2024.12.011

在一项新的研究中，来自阿尔伯特-爱因斯坦医学院、罗斯威尔公园癌症综合中心和西奈山伊坎医学院的研究人员揭示了一个惊人的发现：细菌性阴道病（bacterial vaginosis, BV），一种常见的女性生殖道问题，并不是单一的疾病，而是分为两种不同的亚型。其中一种亚型显著增加了女性感染衣原体的风险 其是一种常见且可能严重的性传播细菌感染。

相关研究结果于2025年1月15日在线发表在Cell期刊上，论文标题为 Cervicovaginal microbiome and natural history of Chlamydia trachomatis in adolescents and young women 。

研究人员发现，BV实际上是由宫颈阴道微生物组（即生殖道内天然存在的细菌集合）的失衡引起的。就像一个生态系统中的物种失衡一样，某些类型的细菌过度生长会导致健康问题。

在这项研究中，科学家们使用先进的DNA测序技术分析了560名年轻黑人和西班牙裔女性的宫颈阴道微生物组，这些人是受BV和衣原体影响最严重的人群之一。

通过对比这些女性在衣原体感染前、感染时以及治疗后的样本，研究人员识别出两种不同的BV亚型。其中一种亚型包含了十种相互关联的细菌类型，约占所有BV病例的40%，并显著增加了衣原体感染及其并发症如盆腔炎的风险。这就好比在一个复杂的生态系统中，某些物种的存在使得整个环境更容易受到外来入侵者的攻击。

6.制

doi:10.1016/j.cell.2024.11.038

在一项新的研究中，来自布罗德研究所、哈佛医学院和麦克莱恩医院的研究人员发现了已知导致亨廷顿病（Huntington s disease）的遗传性基因突变导致脑细胞死亡的机制。这一发现改变了人们对这种致命的神经退行性疾病的理解，并提出了延缓甚至预防它的潜在方法。

相关研究结果于2025年1月16日在线发表在Cell期刊上，论文标题为 Long somatic DNA-repeat expansion drives neurodegeneration in Huntington s disease 。

30年来，科学家们已经知道亨廷顿病是由亨廷顿蛋白（HTT）基因突变引起的，但他们不知道这种突变是如何导致脑细胞死亡的。这项新的研究表明这种遗传性的基因突变本身不会伤害脑细胞。相反，这种突变在几十年内是无害的，但会慢慢变成一种剧毒的形式，然后迅速杀死脑细胞。

这种基因突变涉及HTT基因中的一段DNA序列，在这段序列中，长三个碱基的DNA序列 CAG 重复至少40次，而不是没有这种疾病的人遗传的15-35次重复。这些作者发现，具有40个或更多CAG重复的DNA片段会生长到数百个重复的长度。

这种类型的 体细胞扩增（somatic expansion） 只发生在后来死于亨廷顿病的特定类型的脑细胞中。只有当脑细胞的DNA扩增达到CAG重复的阈值数量 大约150个时，脑细胞才会生病然后死亡。许多此类细胞的累计死亡会导致亨廷顿病的症状。

这项研究为为什么旨在降低HTT蛋白表达的候选亨廷顿病药物在临床试验中表现不佳提供了一个潜在的解释：在任何给定时间，只有少量脑细胞具有这种蛋白的毒性版本，因此这些治疗方法可能对大多数脑细胞没有治疗效果。

7.

doi:10.1016/j.cell.2024.11.037

在一项新的研究中，来自耶鲁大学和康涅狄格大学的研究人员在理解动物大脑如何做出决定方面迈出了重要一步，揭示了电突触（electrical synapses）在 过滤 感觉信息方面的关键作用。他们展示了电突触的特定配置如何使动物即使在面对类似的感官输入时也能做出与环境相适应的选择。

相关研究结果发表在2025年1月9日的Cell期刊上，论文标题为 Configuration of electrical synapses filters sensory information to drive behavioral choices 。

这项研究集中在秀丽隐杆线虫身上，令人惊讶的是，它为理解动作选择的神经机制提供了一个强大的模型。秀丽隐杆线虫可以学会喜欢特定的温度；当处于一种温度梯度时，它使用一种简单但有效的策略来导航到其偏好的温度。

线虫首先在温度梯度上朝着它们喜欢的温度移动（一种称为 梯度迁移 的行为），一旦它们识别出更符合自己喜好的温度条件，它们就会跟踪该温度，这使它们能够保持在它们喜欢的范围内（一种称为 等温跟踪 的行为）。线虫还可以在环境特异性的方式执行这些行为，当它们远离他们偏好的温度时部署梯度迁移（gradient migration），当它们接近他们偏好的温度时进行等温跟踪（isothermal tracking）。但是，它们如何在正确的环境中执行正确的行为呢？

在这项新研究中，这些作者研究了神经元之间的一种特定类型的连接，称为电突触，它不同于更广泛研究的化学突触。他们发现，这些由一种名为INX-1的蛋白介导的电突触连接了一对特定的神经元（AIY神经元），这对神经元负责控制线虫的运动决策。

8.

doi:10.1016/j.cell.2024.11.028

细胞就像一个复杂的工厂，其中成千上万的 员工 蛋白质，必须在正确的部门（细胞器）中工作，以确保一切顺利运行。然而，科学家们尚未完全绘制出这些细胞 员工 的组织结构图，更不用说理解它们在危机或变革时期（如病毒感染）是如何重新分配的了。

在一项新的研究中，来自陈-扎克伯格生物中心（Chan Zuckerberg Biohub）的研究人员开发了一种新方法，以前所未有的细节捕捉了整个细胞的空间分布。这项技术被称为 细胞器分析（Organelle Profiling） ，它为理解我们的细胞内部构造提供了重要参考，并揭示了病毒感染期间部分蛋白的重新定位。相关研究结果于2024年12月31日在线发表在Cell期刊上，论文标题为 Global organelle profiling reveals subcellular localization and remodeling at proteome scale 。

传统的细胞研究通常关注特定蛋白或其前体mRNA分子数量的增加或减少，这相当于观察公司 雇佣 或 解雇 了多少员工。但这种方法忽略了蛋白位置的变化，而这种变化同样重要。论文共同通讯作者、陈-扎克伯格生物中心系统生物学主任Manuel Leonetti解释说： 如果我们想全面了解疾病期间细胞中发生的情况，我们不仅需要考虑测量丰度，还需要考虑空间分布的变化。

9.驱动睡眠中大脑的 清洁 ，而助眠药可能干扰这一过程

doi:10.1016/j.cell.2024.11.027

最近，《Cell》期刊上发表的一项新研究首次描述了在小鼠非快速眼动（non-REM）睡眠期间，神经递质去甲肾上腺素（norepinephrine）、脑血流和脑脊液（CSF, cerebrospinal fluid）之间紧密同步的振荡现象。这项研究为理解恢复性睡眠提供了新的视角。

相关研究结果于2025年1月8日在线发表在Cell期刊上，论文标题为 Norepinephrine-mediated slow vasomotion drives glymphatic clearance during sleep 。

在这项研究中，研究人员采用了一种称为流动纤维光度法（flow fiber photometry）的新技术，结合脑电图和肌电图监测仪，能够在长时间内记录小鼠的清醒和睡眠活动，同时允许它们自由移动。这比之前固定小鼠并使用麻醉诱导睡眠的方法更自然，也更接近真实的睡眠条件。

研究人员发现，在non-REM睡眠期间，去甲肾上腺素、脑血容量和脑脊液流量会出现缓慢的同步波动。去甲肾上腺素这种与唤醒、注意力和身体对压力反应相关的神经递质，会引发 微唤醒（micro-arousals） ，即短暂的觉醒状态，导致节律性收缩。这种血管运动产生了类似于泵送的效果，推动脑脊液在胶状淋巴系统中流动，帮助清除大脑中的废物。

10.细胞疗法的特殊蛋白

doi:10.1016/j.cell.2024.11.007

嵌合抗原受体（CAR）-T细胞免疫疗法治疗后B细胞恶性的疾病长期持久缓解仍然不尽如人意，通常是由于患者机体的抗原逃逸所导致的，恶性B细胞转化和致癌生长依赖于有效的ATP合成，尽管其背后的潜在机制研究人员并不清楚。

近日，一篇发表在国际杂志Cell上题为 YTHDF2 promotes ATP synthesis and immune evasion in B cell malignancies 的研究报告中，来自希望之城贝克曼研究所等机构的科学家们通过研究找到了能帮助癌细胞躲避CAR-T细胞疗法的关键罪魁祸首，CAR-T细胞疗法能利用宿主机体的免疫系统寻找并杀死，这种疗法通常用于某些类型的和（诸如血液癌症），然而，一些狡猾的癌细胞已经学会了如何躲避宿主机体的免疫系统避免被破坏，相关研究结果有望帮助开发出更为个体化的疗法来改善癌症患者的生存情况。

文章中，研究者发现，名为YTHDF2的特殊蛋白在促进血液癌症的发生过程中扮演着重要角色，随后他们开发出了能靶向作用并抑制YTHDF2蛋白的新型药用化合物CCI-38，其能减少侵袭性血液癌症的生长，这种方法或能改善成功癌症疗法的可能性。Jianjun Chen博士说道，我们相信，利用CCI-38来靶向作用YTHDF2或能显著提高CAR-T细胞疗法对血液癌症细胞的治疗有效性。（100yiyao.com）

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