三句话读懂一篇 CNS，酗酒背后的机制，环境-基因互作诱导肿瘤发生，Cas9 时钟...
丁香学术
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春节临近，相信很多小伙伴都快乐回家过年了。
聚会应酬可不要贪杯哦，近期复旦大学冯建峰教授等却发现酗酒背后的社会学/生物学机制值得一看。
学术君在假期将继续为大家带来 CNS 最新研究，持续关注生命领域的一线科研进展！
1. NEJM：对超过 11 万名女性进行乳腺癌风险基因关联分析
乳腺癌是世界上女性最常见、死亡率最高的癌症类型，2021 年首次超过肺癌成为全球第一大癌症。
2021 年 2 月 4 日，乳腺癌协会联盟（BCAC）在顶尖医学期刊新英格兰医学杂志（NEJM）发表论文 Breast Cancer Risk Genes — Association Analysis in More than 113,000 Women，该研究以应用由 34 个推测的易感基因构成的基因面板，对 60,466 例乳腺癌女性患者和 53,461 例对照女性的样本进行了测序，筛选出如 ATM、BRCA1、BRCA2、CHEK2 和 PALB2 等数个预测乳腺癌风险最有用的基因，这些结果能有效用于备孕人士的遗传咨询。
乳腺癌作为全球第一大癌症，女性朋友们定要多加防范，做好癌症筛查！
图片来源：站酷海洛 Plus
2. Science: 发现 HIV 诱导细胞焦亡的炎症小体感受器
艾滋病作为一种危害性极大的传染病，会给人的生命健康带来巨大的威胁。
2021 年 2 月 4 日，美国圣路易斯华盛顿大学（WUSTL）的单梁教授团队在 Science 杂志发表论文 CARD8 is an inflammasome sensor for HIV-1 protease activity，首次报道了人体 CARD8 蛋白可以识别 HIV 蛋白水解酶的活性并形成炎症小体。
当 HIV 感染原代 CD4+ T 细胞和巨噬细胞时，CARD8 炎症小体的活化会迅速激活 Caspase-1 以及下游的细胞焦亡（pyroptosis）途径，从而清除被感染的细胞。
该研究为攻克艾滋病提供了创新性的研究思路，或许有一天能打破艾滋病患者们终身服药的困境！
图片来源：Science
3. Nature: NSD3 组蛋白甲基化活性升高诱发肺鳞癌
肺鳞癌是最常见的癌症，占原发性肺癌的 40%～51%。染色体区域 8p11-12 的扩增是一种常见的遗传改变，与肺鳞癌（LUSC）病因有关。
2021 年 2 月 3 日，来自斯坦福大学、德州大学、阿卜杜拉国王科技大学以及澳门大学的研究人员联合在 Nature 杂志发表论文 Elevated NSD3 histone methylation activity drives squamous cell lung cancer，研究揭示 组蛋白 H3 赖氨酸 36（H3K36） 甲基转移酶 NSD3（其基因位于 8p11-12 扩增子中） 是肺鳞癌（LUSC）肿瘤发生的关键调控因子。
体外、体内实验及结构动力学实验表明 H3K36（H3K36me2）的二甲基化显示出增加的催化活性，即 NSD3（T1232A）组蛋白甲基化活性升高能促进致癌基因表达。
该研究为临床治疗肺鳞癌提供了潜在的方向！
图片来源：Nature
4. Cell: 首次构建 15 个癌种内的髓系细胞图谱
2021 年 2 月 4 日，北京大学生物医学前沿创新中心张泽民课题组联合北京大学肿瘤医院步召德课题组和季加孚课题组，在 Cell 杂志上发表论文 A Pan-Cancer Single-Cell Transcriptional Atlas of Tumor Infiltrating Myeloid Cells。
该研究在单细胞水平构建了 15 个癌种内的髓系细胞图谱，比较了肥大细胞、树突状细胞以及肿瘤相关巨噬细胞在不同癌种内的特性，进一步探索肿瘤复杂的生态系统，为靶向不同癌种内髓系细胞的免疫治疗提供了重要依据。
图片来源：Cell
5. Science Advances：揭示酗酒行为成因新机制
全球每年因酗酒造成的死亡人数超过三百万人，其中不少人从青壮年时期开始滥用酒精。
2021 年 2 月 4 日，复旦大学冯建峰教授团队、英国剑桥大学 Trevor Robbins 教授团队联合在 Science Advances 杂志发表论文 Neural network involving medial orbitofrontal cortex and dorsal periaqueductal gray regulation in human alcohol abuse，以大批量的人类青少年为研究样本，成功验证了最新的动物酗酒动物行为的神经调控模型，揭示了 mOFC-dPAG 负面刺激调控网络在过度刺激和过度抑制两种极端情况下可能诱发青少年酒精滥用。
所以各位仙男仙女们，少饮酒或最好滴酒不沾，因为酒精不仅损伤你的大脑，还会夺去你的健康！
图片来源：Science Advances
6. Nature: 环境改变诱导肿瘤发生
伴随着环境污染与人类不健康的作息方式，癌症已成为威胁人类正常寿命的头号杀手。
2021 年 2 月 3 日，美国斯隆・凯特琳纪念癌症中心 Scott W. Lowe 课题组在 Nature 杂志发表论文 A gene–environment-induced epigenetic program initiates tumorigenesis，研究人员通过整合基因组学、单细胞染色质分析和喂养小鼠时空调控功能扰动模型，发现 Kras 突变与组织损伤相结合诱发了胰腺上皮细胞独特的染色质状态，且组织损伤通过未知机制增加了癌症的发病风险。
该研究揭示了基因与环境之间的相互作用如何快速产生决定早期肿瘤发生的基因调控程序，为人类进一步抗癌提供了新的思路。
图片来源：Nature
7. Cell：抗真菌疫苗和药物研发新探索
2021 年 2 月 5 日，威尔康奈尔医学院 IIiyan D. Iliev 教授团队在 Cell 上发表研究论文 Human gut mycobiota tune immunity via CARD9-dependent induction of anti-fungal IgG antibodies。 该工作开发出全新系统检测分析肠道菌群和血液中抗体的结合力，发现血液中存在特异性结合白色念珠菌等真菌的抗体。接着在动物实验水平上鉴定得到依赖固有免疫的调节蛋白 CARD9，证明肠道白色念珠菌能够诱导真菌抗体，从而发挥保护作用。
上述工作为目前进展空白的抗真菌疫苗以及中和抗体研发带来新的线索，人类离战胜超级细菌又近了一步！
图 7：来源 Cell
8. Cell: 我国完整解析非洲肺鱼基因组信息，破解脊椎动物水生到陆生演化之谜
肺鱼拥有大量超长基因，最长基因长达 18Mb，而人类最长基因为 2.8Mb。
2021 年 2 月 4 日，来自中科院昆明动物所、西北工业大学、中科院北京基因组所等机构的科研人员在 Cell 杂志发表论文 African lungfish genome sheds light on the vertebrate water-to-land transition，利用两个三代测序组装软件 NextDenovo 和 wtdbg.2.0 对肺鱼基因组完整信息进行解析，结果显示 肺鱼和四足动物的祖先在抗焦虑方面可能具有更强的能力，有助于脊椎动物的登陆。
基于物种演化过程的比较分析，首次提出脊椎动物从水生到陆生的演化过程中，其登陆的遗传基础已经在硬骨鱼类祖先出现。
图 8：来源 Cell
9. Nature: 超 800 样本表观遗传图谱揭示疾病表型调控环路
2021 年 2 月 3 日，布罗德研究所 Manolis Kellis 教授团队在 Nature 上发表研究论文 Regulatory genomic circuitry of human disease loci by integrative epigenomics。该工作通过整合 ENCODE、Roadmap 计划，对超过 800 种组织细胞样本进行分析， 绘制了染色质修饰和染色质开放性特征等表观遗传图谱。进一步地，将 210 万个增强子划分为 300 个模块，结合 GWAS 数据对这些增强子在疾病的潜在作用进行探究。
上述工作对深入理解组织器官病变及调控环路机制具有重要意义，为后续实验提供了精准的线路图。
图 9：来源 Nature
10. Cell: 利用 CRISPR-Cas 系统记录生物事件和时间
2021 年 2 月 3 日，韩国延世大学 Hyongbum Henry Kim 教授团队在 Cell 上发表研究论文 Recording of elapsed time and temporal information about biological events using Cas9。
该工作在哺乳动物细胞引入 CRISPR-Cas 系统，其产生的插入缺失等突变以稳定的速率累积。CRISPR-Cas 系统利用上述特点热刺激激活、结合药物激活和炎症反应激活，能够记录药物的累积时间，同时确定发生热刺激及炎症反应后经历的时间。
值得一提的是，该系统不仅适用于细胞系，也适用于小鼠体内实验。
图 10：来源 Cell
题图来源：站酷海洛 Plus
