三句话读懂一篇 CNS：高糖饮食引起线粒体损伤；长期熬夜真的
丁香学术
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一时熬夜一时爽，一直熬夜火葬场。熬夜的危险性不言而喻，每一位科研人在熬夜实验的时候都要注意身体啊！
本周学术君继续为大家带来 CNS 最新科研进展，一起探寻科学之美！
1. Nature Communications：棕色脂肪组织可助小鼠改善血糖状况
2021 年 8 月 5 日，中国科学院遗传与发育生物学研究所 John R. Speakman 教授团队在 Nature Communications 杂志发表研究论文 Brown Adipose Tissue is the Key Depot for Glucose Clearance in Microbiota Depleted Mice。
该研究监测了小鼠在肠道菌群缺失情况下 22 个不同器官/组织对血糖摄取能力的变化，发现小鼠的棕色脂肪组织和盲肠组织对葡萄糖摄取能力有明显的提高，深入确认了棕色脂肪组织对血糖的改善有着至关重要的作用！
图 1：来源 Nature Communications
2. Nature Nanotech：黑磷纳米材料助力靶向 PLK1 激酶
纳米材料目前是医学与健康领域的宠儿，有着广泛的应用。
2021 年 8 月 5 日，中国科学院深圳先进技术研究院李红昌课题组等多个团队合作在 Nature Nanotech 杂志上研究文章 Intrinsic Bioactivity of Black Phosphorus Nanomaterials on Mitotic Centrosome Destabilization through Suppression of PLK1 Kinase。
将黑磷纳米材料与细胞生物学、分子生物学有机地结合起来，发现纳米材料在细胞内可通过伪装成 PLK1 的作用底物，吸引了大量 PLK1 蛋白与之结合，并使其活性丧失，进一步造成纺锤体错误组装，最终阻断了细胞分裂的正常进行。
基于这一机制，黑磷纳米材料被赋予了基本的抗肿瘤药物性质！这是一项跨学科交叉的研究，为生物医药领域增添新的研究视角！
图 2：来源 Nature Nanotech
3. Nature Medicine：攻克鼻咽癌获得重大进展
每年全世界因鼻咽癌去世的人高达 14 万例。
2021 年 8 月 2 日，中山大学肿瘤防治中心徐瑞华教授团队在 Nature Medicine 杂志上发表研究论文 Toripalimab or placebo plus chemotherapy as first-line treatment in advanced nasopharyngeal carcinoma: a multicenter randomized phase 3 trial。
该研究首次重磅推出新药特瑞普利单抗联合化疗一线治疗复发或转移性鼻咽癌 III 期研究（JUPITER-02 研究）成果，该药可使疾病进展风险降低 48%，为癌症病人重获健康带来了希望！
图 3：来源 Nature Medicine
4. Cell Reports: 高糖饮食导致线粒体损伤
高糖饮食导致人肥胖、糖尿病、高血压和高血脂等疾病。
2021 年 8 月 3 日，美国 Van Andel 研究所 Ning Wu 教授团队在 Cell Reports 杂志上发表研究论文 Excess dietary carbohydrate affects mitochondrial integrity as observed in brown adipose tissue。
该研究发现机体摄入过量糖类能够改变脂质成分，进而影响线粒体电子传递链效率和完整性，最终引发线粒体能量输出低下。
图 4：来源 Cell Reports
5. Nature Methods：精准调控小鼠体内表观遗传修饰
目前，转基因小鼠模型上难以实现基因表达和表观遗传修饰的精准控制。
2021 年 8 月 2 日，美国杜克大学 Charles A. Gersbach 教授团队在 Nature Methods 上发表研究论文 Transgenic mice for in vivo epigenome editing with CRISPR-based systems。
该研究构建了 CRISPR 转基因小鼠模型 Rosa26-LSL-dCas9-p300core (dCas9p300) 和 Rosa26-LSL-dCas9-KRAB (dCas9KRAB)。利用该模型，Cre 重组酶能够诱导表达 dCas9p300 和 dCas9KRAB，进而精准调控机体基因表达和表观遗传修饰。
图 5：来源 Nature Methods
6. Immunity：硒缺乏导致 T 细胞分化紊乱的机制
克罗恩病和溃疡性结肠炎是炎症性肠病的两个临床亚型。
2021 年 8 月 2 日，浙江大学靳津教授团队在 Immunity 杂志上发表研究论文 Multiomic analyses reveal a critical role of selenium in controlling T cell differentiation in Crohn’s disease。
该研究发现克罗恩患者结肠中含硒代谢物特异性减少时，能够调控 Th1 细胞分化。外源性补充硒元素可以有效抑制 Th1 分化，进而缓解肠道炎症。
图 6：来源站酷海洛
7.Nature Biomedical Engineering：基因密码子扩展技术治疗罕见病
罕见病种类高达 8000 余种，仅有 1% 的病例具有可行的治疗方案。
2021 年 8 月 2 日，北京大学夏青教授团队在 Natural Biomedical Engineering 杂志上发表研究论文 Restoration of dystrophin expression in mice by suppressing a nonsense mutation through the incorporation of unnatural amino acids。
该研究首次利用基因密码子扩展技术表达了内源性 Dystrophin 蛋白，在体内外模型上系统评价了该技术治疗杜氏肌营养不良症的安全性及有效性，为治疗罕见病提供了参考。
图 7：来源站酷海洛
8.Nature Aging：基因隐秘转录参与哺乳动物干细胞衰老机制
高等哺乳动物体内是否存在基因隐秘转录尚未知。
2021 年 8 月 2 日，美国贝勒医学院党巍巍教授团队在 Nature Aging 杂志上发表研究论文 Altered chromatin states drive cryptic transcription in aging mammalian stem cells。
该研究阐明了基因隐秘转录是多种哺乳动物干细胞衰老过程中共有特征，同时发现染色质状态改变是诱导基因隐秘转录的因素之一。
图 8：来源 Nature Aging
9.Nature Neuroscience：大脑皮层决定睡熟程度
大脑皮层约占 80% 的大脑体积，负责调控多种复杂生理现象。
2021 年 8 月 2 日，牛津大学 Zoltán Molnár 和 Vladyslav V. Vyazovskiy 教授团队在 Nature Neuroscience 杂志上发表研究论文 A role for the cortex in sleep–wake regulation。
该研究对小鼠大脑皮层部分区域的神经元做失活处理，揭示了大脑皮层可能具有调控睡眠功能，机体睡多久、睡多深均与大脑皮层相关。
图 9：来源 Nature Neuroscience
10. PNAS：长期熬夜破坏人的记忆力
熬夜危害极大，增加罹患肝病、心脏病和癌症等风险。
2021 年 8 月 5 日，美国密歇根大学 Sara J. Aton 教授团队在 PNAS 杂志上发表研究论文 Sleep loss drives acetylcholine- and somatostatin interneuron–mediated gating of hippocampal activity to inhibit memory consolidation。
该研究发现人熬夜后，大脑的海马体中的抑制神经元活动增强，抑制性神经元能够限制周围神经元活动，最终对记忆巩固产生破坏性影响。
熬夜学习的小伙伴，好好睡一觉更有利于记忆哦。
图 10：来源站酷海洛
题图来源：站酷海洛
参考文献：
1. Li, M., Li, L., Li, B. et al. Brown adipose tissue is the key depot for glucose clearance in microbiota depleted mice. Nat Commun 12, 4725 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-24659-8
2.Shao, X., Ding, Z., Zhou, W. et al. Intrinsic bioactivity of black phosphorus nanomaterials on mitotic centrosome destabilization through suppression of PLK1 kinase. Nat. Nanotechnol. (2021). https://doi.org/10.1038/s41565-021-00952-x
3. Mai, HQ., Chen, QY., Chen, D. et al. Toripalimab or placebo plus chemotherapy as first-line treatment in advanced nasopharyngeal carcinoma: a multicenter randomized phase 3 trial. Nat Med (2021). https://doi.org/10.1038/s41591-021-01444-0
4. Althea N et al. Excess dietary carbohydrate affects mitochondrial integrity as observed in brown adipose tissue. Cell Reports (2021). https://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.109488
5. Gemberling, M.P., Siklenka, K., Rodriguez, E. et al. Transgenic mice for in vivo epigenome editing with CRISPR-based systems. Nat Methods 18, 965–974 (2021). https://doi.org/10.1038/s41592-021-01207-2
6. Ling-jie Huang et al. Multiomic analyses reveal a critical role of selenium in controlling T cell differentiation in Crohn’s disease. Immunity (2021). https://doi.org/10.1016/j.immuni.2021.07.004
7. N Shi et al. Restoration of dystrophin expression in mice by suppressing a nonsense mutation through the incorporation of unnatural amino acids. Nature Biomedical Engineering (2021). https://www.nature.com/articles/s41551-021-00774-1
8. McCauley, B.S., Sun, L., Yu, R. et al. Altered chromatin states drive cryptic transcription in aging mammalian stem cells. Nat Aging (2021). https://doi.org/10.1038/s43587-021-00091-x
9. Krone, L.B., Yamagata, T., Blanco-Duque, C. et al. A role for the cortex in sleep–wake regulation. Nat Neurosci (2021). https://doi.org/10.1038/s41593-021-00894-6
10. James Delorme et al. Sleep loss drives acetylcholine- and somatostatin interneuron–mediated gating of hippocampal activity to inhibit memory consolidation.PNAS (2021) https://www.pnas.org/content/118/32/e2019318118
