目 錄

1. 「影帝」癌細胞

2. 成人糖尿病早期徵兆可能8歲初顯

3. 大規模研究證實剖宮產擾亂嬰兒腸道菌群建立

4. 不用量子可以解決量子問題嗎？

5. 伊波拉疫苗的潛在靶點被發現

6. 10科學家聯名倡議：反對科研「圈子」文化、反對急功近利！

編輯 | 楊文瑾 陳航

「影帝」癌細胞

9月18日，《自然》雜誌連發三文，揭示了癌細胞間這種令人驚訝的現象：很多癌細胞可以將自己「偽裝」成神經細胞，並與真正的神經細胞形成一種特殊的突觸結構，通過偷取神經細胞的信號分子，來反哺己身、促進自身生長。

德國海德堡大學Varun Venkataramani課題組^[1]、史丹福大學Michelle Monje課題組^[2]和瑞士洛桑聯邦理工學院Douglas Hanahan^[3]課題組對此現象分別進行了研究。首先，Varun Venkataramani等人^[1]將人類膠質瘤形成的腫瘤微管移植到小鼠大腦中。利用電子顯微鏡成像手段，Varun Venkataramani等人發現這些腫瘤微管在小鼠大腦中形成了明顯的突觸結構，周邊還形成不少裝有神經遞質的小囊泡。Michelle Monje^[2]等人在另一組實驗中也觀察到了類似的突觸結構。

Varun Venkataramani和Michelle Monje等人發現，癌細胞在這種「偽裝」機制下，可以吸收真正神經細胞分泌的神經遞質，進而引起自身胞漿中鈣離子的短暫升高，通過後續的一系列反應，加快自身的擴散速度，提高了自身的侵略性。

除此之外，科學家們還觀察到了另一種更加「恐怖」的現象：癌細胞的這種「偽裝」能力並不僅僅存在於人類膠質瘤中。乳腺癌細胞是一種經常遷移到大腦的腫瘤細胞，Douglas Hanahan課題組發現^[3]，轉移到大腦里的乳腺癌細胞，竟然也會通過「偽裝」形成類似的突觸結構。同樣，這種結構最終也會提高乳腺癌細胞里的鈣離子濃度，促進癌細胞的生長和轉移，提高癌細胞的侵襲能力。

研究人員表示^[1-3]，這些工作揭示癌細胞這一「偽裝」機制的同時，也帶來了消滅它們的潛在辦法：這些研究結果，有望讓相關受體成為潛在的藥物靶點，為治療相關腫瘤疾病帶來希望。

[1] Glutamatergic synaptic input to glioma cells drives brain tumour progression. Varun Venkataramani et al, 2019.

[2] Electrical and synaptic integration of glioma into neural circuits. Michelle Monje et al, 2019.

[3] Synaptic proximity enables NMDAR signalling to promote brain metastasis. Qiqun Zeng et al, 2019.

成人糖尿病早期徵兆可能8歲初顯

最新遺傳學研究發現^[1]，成人2型糖尿病的早期徵兆可能早在被診斷出糖尿病的幾十年前就出現了。也就是說，在你還是個8歲孩子時可能已經有糖尿病的「苗頭」了。

這項研究是在本周召開的歐洲糖尿病研究協會（EASD）年會上發布的。通過分析已知的可能增加成人2型糖尿病患病幾率的遺傳信息，以及早年生活不同時期的新陳代謝指標，研究人員發現，兒童的高密度脂蛋白（HDL）膽固醇、必需胺基酸的水平以及血液中慢性炎症性的指標，和未來是否易得成人糖尿病相關。而2型糖尿病易感性的早期指征中就包括上述HDL脂類的幾種類型。

研究者說，研究這些代謝特徵可以用來防止年輕人在未來發展成2型糖尿病。

「從孩子的血液中發現成人糖尿病的預兆，這是很有意思的事，這比普遍發現糖尿病的年齡要早50年。」這項研究的主導者，英國布里斯託大學綜合流行病學組的Joshua Bell 博士說。

這項研究跟蹤監測了4000名90後參與者的血液樣本。他們都是上世紀90年代初在英國布里斯托出生。對成人2型糖尿病的遺傳學風險評估（包括162種遺傳學因素）建立在對200項代謝指征的監測基礎上。對每個參與者的監測時間跨度4個時間點，即兒童期（8歲）、青春期（2次，16歲和18歲），成年早期（25歲）。研究人員將遺傳學與代謝組學的方法結合起來，後者包括測量血液樣本中的許多小分子，以期識別出2型糖尿病的獨特指征。

「這不是一項臨床研究。所有參與者都是健康的年輕人，沒有患2型糖尿病或其他慢性疾病，大部分人也不會發展成為糖尿病患者。這項研究是分析疾病的易發性以及遺傳學如何告訴我們疾病的發展進程的。」 Bell博士說，「如果我們想阻止糖尿病，就需要知道它是怎麼開始的。遺傳學提供了一些幫助，但是我們的目的是了解糖尿病是如何發展的，而不是預測誰會得誰不會得。了解2型糖尿病的早期徵兆是怎樣的，就可以幫助我們在糖尿病確診和出現併發症之前，更早地介入以阻止疾病進程。」

[1] European Association for the Study of Diabetes (EASD) Annual Meeting.

大規模研究證實剖宮產擾亂嬰兒腸道菌群建立

《自然》本周發表的一項研究指出，剖宮產導致嬰兒的腸道菌群發生改變，且較易受到潛在致病菌的定植。這一同類研究中已知規模最大的研究^[1]證實了此前的研究結果，即在生命最初幾周內，分娩方式是決定嬰兒腸道菌群的主要因素。

嬰兒一出生，來自母體和周圍環境中的各種微生物就會迅速在體內落戶，並生長繁殖。童年時期和日後的疾病發展，都和這一過程有潛在的關係。然而，對於剖宮產究竟會對嬰兒出生後第一個月里（新生兒期）的腸道菌群獲取和發展有多大影響，

英國劍橋惠康桑格研究所的Trevor Lawley和同事，對英國醫院出生的596名足月嬰兒的腸道菌群進行了全基因組測序，試圖明確剖宮產如何影響新生兒期的腸道菌群組成。這些嬰兒中，314名是陰道分娩，282名為剖宮產。研究共採集了從剛出生、出生後4天、7天，到21天、數月等不同時間點的1679份糞便樣本。

分析顯示，剖宮產的分娩方式與母體共生菌傳遞受到破壞，以及耐藥條件致病菌的定植率較高有關，而後者可能來源於醫療環境。這種情況在一些陰道分娩出生的嬰兒身上也能見到，但程度比較輕，這些嬰兒的母親曾接受抗生素預防，在新生兒期也沒有進行母乳喂養。

作者分析了不同生產方式會導致哪些菌群發生變化。順產嬰兒的腸道菌群主要來自於雙歧桿菌屬、大腸桿菌屬、擬桿菌屬和類桿菌屬，它們占全部菌群的68.3%，但是，這些種類的菌群在剖宮產出生的嬰兒腸道中卻很少見。剖宮產出生的嬰兒腸道菌群主要是腸球菌、金黃葡萄球菌、科雷柏氏菌、腸桿菌和梭菌，這些菌群基本上都來自於醫院環境。

研究發現，約83%的剖宮產嬰兒攜帶潛在致病菌，而這一比例在陰道分娩的嬰兒中只有49%左右，說明通過剖宮產出生的嬰兒，更容易感染醫院中存在的潛在致病菌。從出生到出生後21天內，這些致病菌所導致的菌群落戶種類占剖宮產嬰兒全部菌群的30.4%，但是，卻只占順產嬰兒全部菌群的9.8%。

研究還採集了175名媽媽和她們的178名寶寶的腸道菌群樣本。研究發現，對於順產的寶寶，母親和寶寶的腸道菌群匹配率高達74.39%，而剖宮產的寶寶其母嬰菌群匹配率只有12.56%。

作者最後表示，生命早期的腸道菌群紊亂以及致病菌定植的臨床後果還有待進一步研究。

[1] Stunted microbiota and opportunistic pathogen colonization in caesarean-section birth. Yan Shao et al, 2019.

不用量子可以解決量子問題嗎？

量子計算機可能還需要幾十年的時間才能解決現今經典計算機無法快速或有效解決的問題^[1]，但新興的「機率計算機（probabilistic computer）」似乎可以彌合經典計算機和量子計算機之間的這種「鴻溝」。普渡大學和日本東北大學的科學家已經製造了第一批硬體，用來演示機率計算機的基本單元——p比特（p-bits）——是如何執行量子計算機通常所需執行的計算的。該成果已於9月18日在《自然》雜誌發表^[2]。

現今的經典計算機以0/1的形式存儲和使用信息。量子計算機使用的量子比特可以同時為0和1。2017年，普渡大學的科學家們提出了使用「p比特」設計機率計算機的想法，其中，所提出的「p比特」可以在任何給定時間為0，也可以為1，並且在兩者之間迅速波動。普渡大學和日本東北大學的科學家製造了一種改良版的磁性隨機存儲器（MRAM），利用磁性方向來創造0或1對應的電阻態，進而實現「p比特」的功能。為了進一步提高「p比特」在0/1狀態之間的波動能力，科學家們將MRAM與電晶體結合，故意降低了MRAM的穩定能力。8個「p比特」互連，便構成了一個機率計算機。在實驗中，所提出的機率計算機成功地解決了通常被認為是「量子」的問題：即將35161和945這樣的數字因式分解成更小的整數。

相比於量子比特工作的低溫環境，「p比特」可以在室溫中工作。相信在不久的將來，「p比特」機率計算機可為量子計算機的發展帶來潛在的思路。

[1] 'Poor man's qubit' can solve quantum problems without going quantum. Purdue University, 2019.

[2] Integer factorization using stochastic magnetic tunnel junctions. William A. Borders et al, 2019.

伊波拉疫苗的潛在靶點被發現

伊波拉病毒是一種生物安全等級為4級（愛滋病為3級，級數越大防護越嚴格）的病毒。作為一種能引起人畜共患的烈性傳染病病毒，伊波拉病毒引起的伊波拉出血熱（EBHF）是當今世界上最致命的病毒性出血熱，感染者的死亡率在50%至90%之間^[1]。對於伊波拉病毒，一直沒有好的防護措施，近期發表在 Cell Reports 的研究成果^[2]，有望打破這一僵局。

美國喬治亞州立大學的科研人員將VP35蛋白突變的伊波拉病毒注射到3隻獼猴體內。通過觀察，研究人員發現該病毒不僅不會引發疾病，還會增強獼猴體內免疫系統反應，提升記憶T細胞和B細胞的水平。在注射VP35蛋白突變的伊波拉病毒四周後，研究人員再次向它們注射了致命劑量的野生伊波拉病毒，其中2隻獼猴存活了下來。

該研究的主要領導者Christopher F. Basler表示，VP35蛋白的突變是保護獼猴免受野生型伊波拉病毒攻擊的關鍵因素，以VP35蛋白為靶標的病毒有望用於生產相應的伊波拉疫苗。

[1] www. Wikipedia.org

[2] A VP35 Mutant Ebola Virus Lacks Virulence but Can Elicit Protective Immunity to Wild-Type Virus Challenge. CourtneyWoolsey et al, 2019.

10科學家聯名倡議：反對科研「圈子」文化、反對急功近利！

9月17日，中國科學院、國家自然科學基金委員會聯合舉行「弘揚科學家精神、樹立良好作風學」座談會。會上，包括孫昌璞等7位中國科學院院士在內的10位中青年科學家共同簽署了一份面向全國科技工作者的《「弘揚科學家精神、樹立良好作風學風」倡議書》（簡稱《倡議書》）。

該《倡議書》主要內容包括「自覺踐行新時代科學家精神」、「堅守科研誠信底線和科研倫理規範」、「反對浮誇浮躁、急功近利」、「加強科研數據及成果管理」、「反對科研領域『圈子』文化」、「積極履行社會責任」等六個方面。其中提到：

「按照對科研成果的創造性貢獻大小和學術規範據實署名和排序，反對無實質學術貢獻者『掛名』。」

「不參加自己不熟悉領域的諮詢評審活動，不在情況不掌握、內容不了解的意見和建議上署名簽字、出具證明。」

「公正負責地參加項目評審、人才評價和機構評估等活動，不『打招呼』，不『走關係』，不投感情票、單位票、利益票……」

科學家們表示，該《倡議書》旨在全社會大力弘揚科學家精神，在科技界切實加強作風和學風建設。

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