時至歲末，2019年已經接近尾聲，迎接我們的將是嶄新的2020年，2019年三大國際著名雜誌Cell、Nature和Science（CNS）依舊刊登了很多重磅級的研究研究，本文中小編就對2019年Science雜誌發表的亮點研究進行整理，分享給大家！

【1】Science：可攜式DNA測序儀在檢測病毒疫情中大顯身手

L. E. Kafetzopoulou， S. T. Pullan， P. Lemey， et al. Metagenomic sequencing at the epicenter of the Nigeria 2018 Lassa fever outbreak， Science 04 Jan 2019：Vol. 363， Issue 6422， pp. 74-77 doi：10.1126/science.aau9343

2019年1月，一項刊登在國際雜誌Science上的研究報告中，來自美國等國的科學家們通過研究發現，隨著病毒疫情的爆發，利用可攜式DNA測序儀了解關於這種病毒疫情的更多信息是可能的；文章中，他們描述了他們對在奈及利亞最近發生的一次病毒疫情期間受影響的患者中的拉沙病毒（Lassa virus）DNA的分析，以及他們取得的研究發現。

文章中，研究人員使用了一種名為Oxford Nanopore MinION的DNA測序設備，他們前往拉沙熱疫情現場，開始收集患者的血液和組織樣本；研究人員總共收集了120例樣本，但是鑒於存在網際網路連接問題，他們僅能測試其中的36例樣本。不過這足以解答兩個最為緊迫的問題：患者人數突然增加是由於病毒變異導致的嗎？如果是這樣的話，它如今能夠在人際間傳播嗎？幸運的是，這兩個問題的答案都是否定的，這一發現允許衛生官員著重關注於大鼠控制，而不是設置隔離區。它還表明，可攜式DNA測序儀能夠在下一次大流行病失控之前，為阻止它提供急需的幫助。

【2】Science：首個全解析度的人類基因組遺傳圖譜

Bjarni V. Halldorsson， Gunnar Palsson， Olafur A. Stefansson， et al. Characterizing mutagenic effects of recombination through a sequence-level genetic map， Science 25 Jan 2019： Vol. 363， Issue 6425， eaau1043 doi：10.1126/science.aau1043

2019年1月，一項刊登在國際雜誌Science上的研究報告中，來自冰島基因解碼公司（deCODE genetics）等機構的研究人員通過研究，發布了首個使用全基因組序列數據開發出來的全解析度人類基因組遺傳圖譜。該圖譜提供了迄今為止關於人類進化的兩個關鍵驅動因素之間的位置、速率和關聯性的最詳細觀察，即重組（recombination）和新發突變（de novo mutation）。

這篇論文介紹了冰島基因解碼公司利用冰島獨特的群體遺傳資源構建出的最新基因組遺傳圖譜，文章中，研究人員非常詳細地觀察到隨機遺傳變化過程實際上是由基因組本身以及重組和新發突變之間存在關聯性的事實系統地調節的。我們確定了影響重組率和位置的35個序列變異，並且顯示在重組位點發生新發突變的可能性比基因組中其他位置高出50倍以上。此外，女性對重組的貢獻更多，而男性對新發突變的貢獻更大，並且新發突變構成了兒童時期罕見疾病的主要來源。我們在這項新的研究中觀察到基因組是在一定範圍內產生多樣性的引擎。

【3】Science：首次發現產生乙醯膽鹼的T細胞是控制慢性病毒感染所必需的

Maureen A. Cox， Gordon S. Duncan， Gloria H. Y. Lin， et al. Choline acetyltransferase–expressing T cells are required to control chronic viral infection，Science 08 Feb 2019：Vol. 363， Issue 6427， pp. 639-644 doi：10.1126/science.aau9072

2019年2月，一項刊登在國際雜誌Science上的研究報告中，來自多倫多大學等機構的科學家們通過研究首次發現，產生乙醯膽鹼的T細胞是控制慢性病毒感染所必需的。研究者表示，在感染過程中，免疫系統中的T細胞合成乙醯膽鹼；在大腦中，乙醯膽鹼作為神經遞質起作用並控制學習和記憶；在免疫系統中，合成這種經典的大腦化學物的T細胞能夠逃離血液循環並在組織中採取行動對抗感染，神經遞質乙醯膽鹼是T細胞在病毒感染期間產生的，並促進這些T細胞進入遭受病毒入侵的組織中，在那裡，它們殺死受到病毒感染的細胞。

就癌症而言，腫瘤通常被免疫細胞包圍著，但是這些免疫細胞不能突破它的防禦，這可能是因為它們不能產生充足的乙醯膽鹼。在這種情況下，增加神經遞質產生的策略可能是有益的。在諸如類風濕性關節炎和多發性硬化症之類的自身免疫疾病中，降低神經遞質的產生可能阻止免疫細胞群體侵入關節或中樞神經系統。

【4】Science：首次構建出由8種核苷酸組成的DNA，從而讓DNA編碼能力增加一倍

Shuichi Hoshika， Nicole A. Leal， Myong-Jung Kim， et al. Hachimoji DNA and RNA： A genetic system with eight building blocks， Science 22 Feb 2019： Vol. 363， Issue 6429， pp. 884-887doi：10.1126/science.aat0971

2019年2月，一項刊登在國際雜誌Science上的研究報告中，來自美國的研究人員通過研究將4種合成核苷酸與4種天然存在於核酸中的核苷酸相結合，構建出由8個核苷酸組成的DNA分子（hachimoji分子），而且這些DNA分子的形狀和行為都像是真實存在的東西，甚至能夠被轉錄為RNA；這些hachimoji分子的信息存儲容量是天然核酸的兩倍，因而可能具有無數的生物技術應用。

文章中，研究者將已計算出由8種新的嘌呤鹼基/嘧啶鹼基類型結構形成的總共4個額外的通過氫鍵連接在一起的鹼基對是可能的。此前研究人員已經將兩個合成核苷酸：Z和P（它們之間形成一個鹼基對）整合到DNA中，並證它們可在體外複製和轉錄。如今，他們有增加了另外兩個合成核苷酸：S和B（它們之間也形成一個鹼基對）。研究人員能將整合到DNA中的核苷酸數量增加一倍，並且維持可預測的化學性質，這是一項里程碑式的成就。

【5】Science：發現細胞感知氧氣新機制！抗癌藥物迎來新突破！

Abhishek A. Chakraborty， Tuomas Laukka， Matti Myllykoski， et al. Histone demethylase KDM6A directly senses oxygen to control chromatin and cell fate， Science 15 Mar 2019：Vol. 363， Issue 6432， pp. 1217-1222 doi：10.1126/science.aaw1026

2019年3月，一項刊登在國際雜誌Science上的研究報告中，來自奧盧大學等機構的研究人員發現了一種過去未知的體內細胞感受氧氣的機制，揭示了缺氧對基因的功能有著重要的直接影響，其能夠防止細胞分化，相關研究結果為開發新的抗癌藥物帶來了新思路。

文章中，研究人員重點對一種稱之為組蛋白去甲基化酶的酶類進行研究，它的任務是調節染色體的結構。研究人員發現缺氧會導致某些組蛋白去甲基化酶無法工作，結果就是細胞無法分化。這項發現和開發新的抗癌藥物有關，因為癌細胞通常是未分化的，而許多腫瘤中都出現了染色體異常的現象。動物能進化出了一套以HIF為中心的感知氧氣的方法，它會在血液中氧氣水平下降時被激活。但是植物中不存在這種系統，其有的是組蛋白去甲基化酶；因此很可能組蛋白去甲基化酶是在HIF蛋白出現之前就已經負責感知氧氣；後期研究人員將進一步研究為什麼某些組蛋白去甲基化酶更依賴於氧氣。

【6】Science：鉀離子是控制T細胞抗癌能力的關鍵所在

Suman Kumar Vodnala， Robert Eil， Rigel J. Kishton， et al. T cell stemness and dysfunction in tumors are triggered by a common mechanism， Science 29 Mar 2019：Vol. 363， Issue 6434， eaau0135 doi：10.1126/science.aau0135

2019年4月，一項刊登在國際雜誌Science上的研究報告中，來自美國癌症研究所的科學家們通過研究揭示了促進腫瘤在腫瘤殺傷性免疫細胞存在的條件下持續生長的一種方式，相關研究闡明了一種可以增強抗腫瘤免疫治療療法的新方法。死亡的癌細胞會釋放出鉀離子，而在一些腫瘤中，鉀的含量會達到很高的水平，研究者表示，鉀的升高會導致T細胞保持幹細胞樣的質量，或「幹細胞性」，這與它們在免疫治療過程中消除癌症的能力密切相關，增加T細胞對鉀的接觸（或模仿高鉀的效果）可以使癌症免疫治療更有效。

最後，研究團隊證明，當他們使用特定的藥物來模擬鉀對小鼠T細胞的影響時，可以提高T細胞繼續生長和消除腫瘤的能力。這意味著這種藥物可能被用於誘導T細胞的乾性，作為增強癌症免疫治療的一種策略。下一步研究人員將會進行臨床試驗，基於本文研究結果開發更多新型治療手段。

【7】Science：大腦中的神經元是如何連接的？

Olivier Urwyler， Azadeh Izadifar， Sofie Vandenbogaerde， et al. Branch-restricted localization of phosphatase Prl-1 specifies axonal synaptogenesis domains， Science 03 May 2019：Vol. 364， Issue 6439， eaau9952 doi：10.1126/science.aau9952

2019年5月，一項刊登在國際雜誌Science上的研究報告中，來自比利時和瑞士的研究人員通過研究在果蠅中發現了一種新的信號傳導機制，其能幫助指明大腦中神經元迴路的形成機制。研究者表示，大約1000億個神經元在我們的大腦中形成一個複雜且相互關聯的網絡，其使我們能夠生成複雜的思維模式和行動。神經元具有各種大小和形狀，但它們大多具有長突起，通過稱為突觸的專門信息傳遞結構連接到相鄰細胞。

研究者表示，他們在相同類型的神經元的個別突起中發現了神經元分支和突觸數量的差異，同時發現，一種名為Prl-1的磷酸酶對於確定在給定神經元上形成最高密度的突觸連接的位置具有決定性作用。在果蠅中，Prl-1的缺失導致幾個不同迴路中神經元連接形成的缺陷，表明該蛋白磷酸酶在電路形成中具有普遍的重要性。研究者認為，Prl-1的區室化限制可以作為控制人類神經元中突觸連接的精確調整的特異性因子，類似於我們對果蠅中神經元迴路和突觸的組裝所顯示的效果。

【8】Science：揭示西蘭花抗癌新機制！讓腫瘤抑制基因再激活的新型抗癌療法出爐

Yu-Ru Lee， Ming Chen， Jonathan D. Lee， et al. Reactivation of PTEN tumor suppressor for cancer treatment through inhibition of a MYC-WWP1 inhibitory pathway， Science 17 May 2019：Vol. 364， Issue 6441， eaau0159 doi：10.1126/science.aau0159

2019年5月，一項刊登在國際雜誌Science上的研究報告中，來自美國哈佛醫學院等機構的科學家們通過研究證實，利用在西蘭花中發現的特殊成分靶向稱為WWP1的基因或能抑制易患癌症的實驗室動物機體中腫瘤的生長。

作為一個眾所周知的強效的腫瘤抑制基因，PTEN是人類癌症中最常發生突變、缺失、下調或沉默的腫瘤抑制基因之一。文章中，研究人員鑑定出調節PTEN功能和激活的分子和化合物，他們在易患癌症的小鼠和人類細胞中進行了一系列實驗後，發現一種稱為WWP1的基因能產生一種酶來抑制PTEN的腫瘤抑制活性。研究者指出，這種名為吲哚-3-甲醇（I3C，在西蘭花和其他十字花科蔬菜中發現的成分）或許就是抑制WWP1致癌作用的關鍵。

當研究者在易患癌症的實驗室動物機體中測試I3C時，他們發現，西蘭花中天然存在的成分讓WWP1失活，從而解除WWP1對PTEN的腫瘤抑制活性的抑制；相關研究結果為長期尋求用於癌症治療的腫瘤抑制基因再激活方法鋪平了道路。

【9】Science：基因編輯大牛張鋒開發出新型基因編輯技術-CRISPR相關轉座酶

Jonathan Strecker， Alim Ladha， Zachary Gardner， et al. RNA-guided DNA insertion with CRISPR-associated transposases， Science 05 Jul 2019：Vol. 365， Issue 6448， pp. 48-53doi：10.1126/science.aax9181

2019年6月，一項刊登在國際雜誌Science上的研究報告中，來自美國麻省理工學院等機構的研究人員通過研究發現，CRISPR相關的轉座子可用於將定製的基因插入到DNA中而不需要切割它；文章中，研究者描述了他們的新型基因編輯技術，及其在細菌基因組中進行測試時的效果。

在這項研究中，這些研究人員找到了一種方法，即將CRISPR與另一種蛋白結合使用，對DNA鏈進行編輯而不對它進行切割，他們稱之為CRISPR相關轉座酶（CAST）。研究者將一種稱為Tn7的轉座子與用於CRISPR中的Cas12酶相結合在一起，以便對細菌基因組的一部分進行編輯。在實踐中，CRISPR將Tn7轉座子引導至基因組中的目標位置上，這種轉座子將自身插入基因組中而無需切割它。

【10】Science：高脂肪飲食能減少抑制暴飲暴食的腦細胞的活性，從而導致肥胖發生

Mark A. Rossi， Marcus L. Basiri， Jenna A. McHenry， et al. Obesity remodels activity and transcriptional state of a lateral hypothalamic brake on feeding， Science 28 Jun 2019：Vol. 364， Issue 6447， pp. 1271-1274 doi：10.1126/science.aax1184

2019年6月，一項刊登在國際雜誌Science上的研究報告中，來自美國等國家的研究人員通過研究發現，在給小鼠喂食高脂肪飲食後，參與抑制暴飲暴食的某些腦細胞就會變得不那麼活躍了；文章中，研究者描述了利用過度喂養的試驗用小鼠開展的實驗及所得到的研究結果。

這項研究中，研究人員重點關注外側下丘腦中的大腦活動，研究者表示，僅在高脂肪飲食方案持續兩周後，這些小鼠中的谷氨酸能神經細胞在自發行為期間和在給予一口糖水時均變得不那麼活躍，隨著這些小鼠在12周的時間裡攝入高脂肪脂肪，這些細胞活動的減少仍在繼續；高脂肪飲食消除了對暴食的天然抑制，從而導致肥胖的發生。目前研究人員並不清楚人類中相同類型的細胞是否以相同的方式發揮作用，但他們指出，之前的研究已表明人類的下丘腦會參與飢餓的調節。

【11】Science：打破傳統！癌症基因組中的突變「熱點」不一定會推動癌症的生長！

Remi Buisson1， Adam Langenbucher， Danae Bowen， et al. Passenger hotspot mutations in cancer driven by APOBEC3A and mesoscale genomic features，Science 28 Jun 2019：

Vol. 364， Issue 6447， eaaw2872 doi：10.1126/science.aaw2872

2019年7月，一項刊登在國際雜誌Science上的研究報告中，來自麻省總醫院癌症中心的研究人員通過研究表示，特定的基因突變經常出現在特定的腫瘤中，但這與通常的假設相反的是，這一事實可能並不意味著該突變驅動了癌症的發展和進展；文章中，研究者描述了DNA單鏈如何以所謂的"髮夾"結構摺疊起來，對許多癌症中表達的基因編輯酶的突變高度敏感，然而，這些突變"熱點"中的許多發生在與癌症完全無關的基因中，包括基因組的許多非編碼區域。

研究人員分析了來自癌症基因組圖譜和其他來源的數據，重點關注了這種中尺度結構對突變頻率和復發的潛在影響，他們重點研究了與APOBEC蛋白家族相關的突變，APOBEC蛋白家族的功能之一是通過改變病毒基因組來幫助抵禦進入細胞的病毒。眾所周知，許多類型的癌症細胞都能激活APOBEC酶，與其它癌症相關的突變不同，APOBEC酶會優先在基因組的特定區域積累。

研究結果表明，APOBEC3A酶通常會使位於髮夾環末端的胞嘧啶鹼基發生突變，將它們轉化為尿嘧啶，即使在與癌症幾乎或沒有關聯的基因中也是如此。相比之下，已知驅動基因中反覆發生的與APOBEC3A相關的突變發生在基因組中的普通位點，而不是APOBEC3A特別容易突變的特殊髮夾位點，因此，驅動突變雖然可能難以產生，但確實給癌細胞帶來了生存優勢，這就是為什麼它們經常出現在癌症患者身上。

【12】Science：重磅！利用疫苗增強CAR-T細胞治療實體瘤的療效，可完全清除60%小鼠體內的實體瘤

Leyuan Ma， Tanmay Dichwalkar， Jason Y. H. Chang， et al. Enhanced CAR–T cell activity against solid tumors by vaccine boosting through the chimeric receptor， Science 12 Jul 2019： Vol. 365， Issue 6449， pp. 162-168 doi：10.1126/science.aav8692

2019年7月，一項刊登在國際雜誌Science上的研究報告中，來自美國麻省理工學院的研究人員通過研究開發出一種新的方法能對CAR-T細胞療法進行改進，使其能作為一種抵抗幾乎任何癌症類型的武器；文章中，研究者開發出了一種疫苗，其能顯著地增強抗腫瘤T細胞群體，並允許這些T細胞大力地侵入實體瘤中。

這項研究中，研究人員發現，他們能夠完全清除60%的在接受CAR-T細胞治療的同時還接受了強化疫苗接種的小鼠體內的實體瘤；在治療實體瘤時，這些接受基因改造的T細胞獨自地幾乎沒有效果；研究者表示，通過添加一種疫苗，對存活沒有影響的CAR-T細胞治療經這種疫苗強化後可導致一半以上的小鼠發生完全緩解。

雖然這項研究的大部分都是在小鼠體內進行的，但研究者指出，包被著CAR抗原的人細胞也會刺激人CAR-T細胞，這表明這種相同的方法也可能在人類患者身上發揮作用。在患者身上很快就能做到這一點，因為如果我們獲取CAR-T細胞，為它們配備一種任意的肽配體，那麼我們就不必改變這些CAR-T細胞。研究者希望在未來1-2年內在患者身上進行測試。

【13】Science：3D列印人類心臟不再是遙遠的夢

A. Lee， A. R. Hudson， D. J. Shiwarski， et al. 3D bioprinting of collagen to rebuild components of the human heart， Science 02 Aug 2019： Vol. 365， Issue 6452， pp. 482-487doi：10.1126/science.aav9051

2019年7月，一項刊登在國際雜誌Science上的研究報告中，來自美國卡內基梅隆大學的研究人員通過研究開發了一種新技術，其能允許任何人利用人體中一種稱為膠原蛋白的主要結構蛋白對組織支架進行3D生物列印，這種首創的方法使得組織工程領域更接近於能夠三維列印全尺寸的成人心臟。這種稱為懸浮水凝膠自由可逆嵌入（FRESH）的技術允許這些研究人員克服與現有三維生物列印方法相關的許多挑戰，並使用柔軟的生物材料實現前所未有的解析度和保真度。

研究者能利用細胞和膠原蛋白列印出心臟的多個真正發揮作用的部分，比如心臟瓣膜，或較小的能夠搏動的心室。通過使用人類心臟的MRI數據，我們能夠準確地重建患者特有的解剖結構，並且利用膠原蛋白和人心臟細胞進行三維生物列印。這種方法對於三維生物列印領域來說是非常令人興奮的，這是因為它允許膠原支架按照人體器官的規模進行生物列印，其不僅限於膠原蛋白，這是因為包括纖維蛋白、藻酸鹽和透明質酸在內的各種其他軟凝膠都能夠利用FRESH技術進行三維生物列印，這就提供了一種強大且適應性強的組織工程平台。

【14】Science：阿司匹林的由來？揭秘植物合成水楊酸的分子機制！

Dmitrij Rekhter， Daniel Lüdke， Yuli Ding， et al. Isochorismate-derived biosynthesis of the plant stress hormone salicylic acid. Science 02 Aug 2019： Vol. 365， Issue 6452， pp. 498-502 doi：10.1126/science.aaw1720

2019年8月，一項刊登在國際雜誌Science上的研究報告中，來自德國哥廷根大學等機構的科學家們通過研究闡明了植物合成水楊酸的分子機制。幾千年來，人類都非常清楚水楊酸的止痛效果（阿司匹林）；除了是一種具有許多健康效用的藥物外，水楊酸還是植物所分泌的一種壓力激素，其能幫助植物有效對抗病原體的入侵。

這項研究中，研究人員發現了一種方法，能利用特殊的擬南芥進行研究，這種擬南芥中含有極高水平的水楊酸，研究者發現，如果基因PBS3（此前未知功能）被移除的話，水楊酸的前體就會在植物中積累，此外，研究者還闡明了PBS3基因產物的作用機制。PBS3能將等分支酸（isochorismic acid）與谷氨酸結合從而導致未知功能的化合物等分支酸鹽-9-谷氨酸鹽（isochorismate-9-glutamate）的形成，這種高度不穩定的物質能夠自動解離為水楊酸和副產物；揭開植物合成水楊酸的分子機制非常重要。

本文研究不僅能夠促進科學家們理解植物合成水楊酸的機制，還能為培育抗病能力較強的作物提供新的機會；水楊酸幫助植物有效抵禦疾病的作用對於科學家們從事相關基礎研究至關重要，比如研究植物免疫功能等。

【15】Science：首個人類腎臟免疫圖譜繪製

Benjamin J. Stewart， John R. Ferdinand， Matthew D. Young， et al.Spatiotemporal immune zonation of the human kidney， Science 27 Sep 2019：Vol. 365， Issue 6460， pp. 1461-1466doi：10.1126/science.aat5031

2019年9月，一項刊登在國際雜誌Science上的研究報告中，來自劍橋大學等機構的科學家們通過研究繪製了將近70，000個來自早期生命和成年個體的腎臟細胞圖譜之後，創建了首個人類腎臟免疫系統圖譜。該圖譜首次揭示了機體腎臟免疫系統早在胚胎時期發展的過程以及其如何在出生後和成年後逐漸增強的；相關研究結果為理解腎臟免疫系統如何運作打開了大門，對解決多種類型的腎臟疾病和移植排斥反應具有重要意義。

研究者表示，腎臟細胞圖譜使我們能夠繪製出不同類型的免疫細胞在腎臟不同區域的分布圖，他們使用單細胞RNA測序對67，471個單個細胞中的基因活性進行了測序，以查明存在的免疫細胞的類型。隨後研究者將這些細胞在從生命早期到成年階段的整個發育過程中，以及在腎臟的解剖空間內作圖，以了解腎臟的免疫系統如何發育和成熟。

【16】Science：驚呆！從2000年至今諸如豬肉等食用動物的抗生素耐藥性增加了近兩倍！

Thomas P. Van Boeckel， Joao Pires， Reshma Silvester， et al. Global trends in antimicrobial resistance in animals in low- and middle-income countries.Science， 2019； 365 (6459)： eaaw1944 doi：10.1126/science.aaw1944

2019年10月，一項刊登在國際雜誌Science上的研究報告中，來自普林斯頓大學等機構的科學家們通過研究發現，發展中國家對動物蛋白需求日益增長導致了牲畜抗生素的大量使用，這就使得容易從動物傳播給人類的致病菌抗生素耐藥性幾乎增加了兩倍。

文章中，研究人員收集了全球將近1000篇已經發表和未發表的獸醫學相關的報道，繪製出了低收入和中等收入國家的抗生素耐藥圖譜，研究人員重點對大腸桿菌、彎曲菌、沙門菌和金黃色葡萄球菌進行研究，這些細菌均會引起動物和人類嚴重疾病的發生。研究者發現，從2000年到2018年，發展中國家耐藥率超過50%的抗生素比例在雞中從0.15增加到了0.41，在豬中從0.13增加到了0.34；也就是說，用於治療的抗生素在供人類食用的40%的雞和三分之一的豬身上進行治療時有超過一半時間都是無效的。

研究者發現，牲畜抗生素耐藥性在中國和印度最為普遍，同時巴西和肯亞也成為了熱點地區，從2000年以來，隨著非洲和亞洲國家從低蛋白飲食轉向高蛋白飲食後，非洲和亞洲人群肉類的產量增加了60%以上，南美增加了40%，而且全球一半以上的雞和豬都出自亞洲。研究者Ramanan Laxminarayan指出，這項研究中我們首次追蹤了全球動物抗生素耐藥性的變化情況，結果發現，在過去18年時間裡，抗生素耐藥性發生了急劇上升。

【17】Science：利用單細胞基因組學進行人類細胞表型分析

J. Gray Camp， Randall Platt， Barbara Treutlein. Mapping human cell phenotypes to genotypes with single-cell genomics， Science 27 Sep 2019： Vol. 365， Issue 6460， pp. 1401-1405doi：10.1126/science.aax6648

2019年10月，一項刊登在國際雜誌Science上的研究報告中，來自瑞士的科學家們通過研究成功利用單細胞基因組學對人類細胞表型進行了深入分析，研究者表示，對人類細胞類型進行分類，了解它們的發育方式，它們在不同人之間的差異，以及它們在疾病中出現功能障礙的方式，將徹底改變人們對人類細胞表型的理解。

研究者表示，單細胞基因組學是開發個性化表型分析策略的最新進展之一。單細胞解析度的人體器官表型圖譜可用於鑑定最可能受到人類疾病影響的細胞狀態。這可以幫助我們克服當前的藥物發現和開發中面臨的主要挑戰之一：研究人群平均水平可能會掩蓋單個細胞中發生的重要且罕見的致病反應。這因而可能阻止開發準確的疾病模型，而且也阻止開發檢測患者對新療法作出反應的方法。

【18】Science：中美科學家聯合研究揭開靈長類動物胚胎髮育的「魔盒」

Yuyu Niu， Nianqin Sun， Chang Li， et al. Dissecting primate early post-implantation development using long-term in vitro embryo culture， Science 31 Oct 2019：eaaw5754 doi：10.1126/science.aaw5754

2019年11月，一項刊登在國際雜誌Science上的研究報告中，來自中國和美國的科學家們通過聯合研究開發了一種新方法，能在實驗室中研究靈長類動物胚胎的生長過程，同時也能幫助研究人員首次觀察到胚胎關鍵發育過程中的分子細節。

這項研究是在非人類的靈長類動物細胞中進行的，其對於人類早期發育的研究也具有重要的意義；能提供早期胚胎髮育的信息，並提供關鍵信息來改善人類再生醫學的研究進度。文章中，研究者想深入研究原腸胚形成的具體過程，當發育中的胚胎轉化成為原腸胚結構時這一過程就會發生，原腸胚會演化成為後期胚胎的組織和器官；其中一層會發育成為肺、胃腸道和肝臟；另一層會發育成為心臟、肌肉和生殖器官；第三層將會發育成為皮膚和神經系統；然而，目前研究人員並不清楚在靈長類動物機體中驅動這一過程的細胞和分子因素，這主要是由於研究人員對早期胚胎獲取有限所導致的。

本文研究闡明了對靈長類動物胚胎髮育非常關鍵的調節網絡和信號通路，相關研究結果或能幫助研究人員開發更好的策略來在實驗室條件下分析靈長類動物在健康和疾病狀況下的早期發育特性。

【19】Science：新發現！科學家在大腦中鑑別出與負面情緒相關的特殊受體！

Y. Otsu， E. Darcq， K. Pietrajtis， et al. Control of aversion by glycine-gated GluN1/GluN3A NMDA receptors in the adult medial habenula， Science (2019). doi：10.1126/science.aax1522

2019年11月，一項刊登在國際雜誌Science上的研究報告中，來自雪梨大學等機構的科學家們通過研究在大腦中鑑別出了一種被認為與消極情緒相關聯的特殊大腦受體，相關研究結果有望幫助開發新型靶向性療法。

研究者表示，這種特殊的大腦受體能夠有效調節機體的消極情緒（負面情緒），這種豌豆大小的受體位於大腦中一個很少被研究的區域，即內側韁核區域（medial habenula），該受體在調節消極情緒上扮演著非常關鍵的角色，其被稱之為甘氨酸門控NMDA受體（glycine gated NMDA receptor）。目前研究人員並不清楚內側韁核在大腦中的功能，但其與負面動機狀態直接相關。成年人內側韁核中的GluN3A亞單位和從這些亞單位中形成的NMDA受體很有可能擁有不同的特性，我們並沒有期望找到所想要找到的受體；正常情況下，NMDA受體需要兩種不同的神經遞質分子來結合併激活受體，即谷氨酸鹽和甘氨酸。而研究者所發現的受體僅需要一種神經遞質就能夠激活受體，那就是甘氨酸。

本文研究結果對於未來研究者開發新型藥物也具有重要意義，後期研究中，研究者將會繼續深入研究理解這種新發現受體的功能，最終開發出能有效改善心理健康和機體疼痛的藥物。

【20】Science：重磅！突破性的HIV疫苗設計策略嶄露頭角

Jon M. Steichen， Ying-Cing Lin， Colin Havenar-Daughton， et al. A generalized HIV vaccine design strategy for priming of broadly neutralizing antibody responses， Science 31 Oct 2019： eaax4380 doi：10.1126/science.aax4380

2019年11月，一項刊登在國際雜誌Science上的研究報告中，來自美國斯克里普斯研究所等研究機構的研究人員成功對一種先進的HIV疫苗策略進行了原理驗證，這種方法也可能有效地保護人們免受其它致命性傳染病的侵害。這種新的疫苗策略集中在刺激免疫系統以產生針對HIV的廣泛中和抗體（bnAb）。這些特殊的抗體能夠結合到HIV病毒表面上重要的但難以接近的區域，而且這些區域在不同HIV毒株之間的差異並不大，因此它們可以中和許多不同的快速突變的HIV毒株。

研究者表示，我們需要一種生殖系靶向策略來開發一種有效的抗HIV疫苗，而且這種相同類型的策略可能有助於製備抵抗許多其他難治的病原體的疫苗；這種生殖系靶向方法旨在通過刺激正確的產生抗體的細胞來促進所需的bnAb產生。抗體是由稱為B細胞的免疫細胞產生的，這些免疫細胞最初處於一種「初始或「生殖系」狀態。

相關研究結果表明，研究人員所設計出的免疫原在旨在誘導BG18和密切相關的bnAb產生的多階段疫苗的初次接種階段發揮作用，如今研究者計劃為隨後的疫苗階段開發免疫原，以「指導」針對bnAb的抗體反應。（生物谷Bioon.com）

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