三句话读懂一篇 CNS：吸烟、饮酒和肥胖，导致全球近一半的癌症死亡；高血压可跨代遗传

本周学术君继续带来 CNS 最新一周的进展，助力大家勇攀科研高峰！

1. Science：解析 Craspase 系统机制

基于 CRISPR-Cas 的基因编辑技术被广泛地应用于基因校正、遗传育种、新药开发等多个领域。

2022 年 8 月 25 日，康奈尔大学的可爱龙团队联合荷兰代尔夫特理工大学 Stan J.J Brouns 团队在 Science 杂志发表研究论文 Craspase is a CRISPR RNA-guided, RNA activated protease。

该研究解析了一种全新的 CRISPR 偶联的蛋白酶新系统（Craspase, CRISPR associated Caspase）的工作机制：Craspase 是一个 gRNA 引导、并且受到靶向 RNA 激活的蛋白酶系统，该蛋白酶受到激活之后可对天然的蛋白底物进行切割并诱导细胞死亡。

图 1：来源 Science

2. Cell：揭示植物感知胞外 pH 的机制

研究表明植物具备感应外界 pH 的能力，然而植物如何感知胞外 pH 变化，其机制未明。

2022 年 8 月 22 日，南方科技大学郭红卫教授团队与清华大学-德国马克斯普朗克研究所-科隆大学柴继杰教授团队联合在 Cell 杂志发表研究论文 Extracellular pH sensing by plant cell-surface peptide-receptor complexes。

该研究揭示了细胞表面的小肽-受体复合物作为胞外 pH 感受器，调控植物生长和免疫的机制。证实了 RGF1 信号通路和 Pep1 信号通路通过受体复合物胞外区直接感应胞外 pH 变化，为利用「酸碱调控」 来调节作物生长、抗病、抗逆提供了新视角。

图 2：来源 Cell

3. Circulation：高血压可跨代遗传

高血压是最常见的慢性病，也是心脑血管病最主要的危险因素。

2022 年 8 月 25 日，陆军军医大学大坪医院曾春雨、胡翠美、吴庚泽及余骏逸共同通讯在 Circulation 杂志发表研究论文 Prenatal Lipopolysaccharides Exposure Induces Transgenerational Inheritance of Hypertension。

该研究对妊娠 Sprague Dawley 大鼠在妊娠第 6、8、10 和 12 天腹腔注射脂多糖（LPS）以生成产前 LPS 暴露模型，发现不良产前暴露可通过表观遗传调控机制诱导跨代高血压遗传，并确定了潜在的高血压预防和治疗策略。

图 3：来源 Circulation

4. Science：开发染色体编辑新技术，创造世界首个染色体融合小鼠

不同的物种具有不同的核型，但是同一物种的核型是高度保守的，一个物种的染色体数目、大小或形态组成往往需要数百万年。

2022 年 8 月 26 日，中国科学院动物研究所干细胞与生殖生物学国家重点实验室周琪院士、李伟研究员领衔的科研团队在 Science 杂志发表研究论文 A sustainable mouse karyotype created by programmed chromosome fusion。

该研究报道了哺乳动物完整染色体可编程连接的新技术，实现了哺乳动物大规模基因组 DNA 的编辑，创造出了一种特殊的「染色体融合」小鼠，其染色体总数只有 19 对——比天然小鼠少 1 对。此外，这种融合染色体还能遗传给后代，对了解染色体重组如何影响物种的进化具有重要的参考价值。

图 4：来源 Science

5. Nature：基因改造得到可持久击杀肿瘤的 T 细胞

将癌症患者自身 T 细胞改造后，可以获得专门攻击肿瘤的治疗性 T 细胞，是一种强有力的抗癌工具。

2022 年 8 月 24 日，加利福尼亚大学医学系 Alexander Marson 团队等多个单位联合在 Nature 杂志发表研究论文 RASA2 ablation in T cells boosts antigen sensitivity and long-term function。

该研究借助 CRISPR 基因编辑技术，调控 RASA2 的表达对 T 细胞进行了基因改造，新设计的 T 细胞不仅击杀效率比传统的 T 细胞要更高，并且能够存活更长的时间，持久地发挥抗肿瘤作用！

图 5：来源 Nature

6. Nature：揭示 CRISPR-Cas9 基因编辑系统 R-loop 形成和活化的结构基础

目前研究者对 CRISPR-Cas9 系统的 R-loop 形成及后续的活化机制缺乏全面了解。

2022 年 8 月 24 日，瑞士苏黎世大学的 Martin Jinek 团队在 Nature 杂志发表研究论文 R-loop formation and conformational activation mechanisms of Cas9。

该研究利用冷冻电镜对 CRISPR-Cas9 系统 R-loop 形成的机制进行了全面系统的分析，揭示了 Cas9 核酸酶活化的结构基础，发现 R-loop 的形成与核酸酶活化所必须的结构域重构之间存在多重偶联的关系，为降低脱靶改善 CRISPR-Cas9 系统的安全性提供了新的见解。

图 6：来源 Nature

7. Nature：人造胚胎长出了完整大脑结构和跳动的心脏

胚胎干细胞（embryonic stem cells, ESCs）常被认为是万能细胞，它们的发育潜力能够通过与胚胎外干细胞的相互作用而大大扩展，

2022 年 8 月 25 日，英国剑桥大学的 Magdalena Zernicka-Goetz 教授团队在 Nature 杂志发表研究论文 Synthetic embryos complete gastrulation to neurulation and organogenesis。

该研究体外从小鼠胚胎干细胞、滋养层干细胞及胚胎外内胚层干细胞中组装了干细胞衍生的胚胎，具有明确前脑和中脑区域的头部褶皱，并发育出一个跳动的心脏状结构，为揭示发育和疾病机制提供了重要模型。

图 7：来源 Nature

8. Lancet：吸烟、饮酒和肥胖是全球癌症死亡的主要风险因素

癌症是全球第二大死亡原因，受许多因素影响。

2022 年 8 月 20 日，国际医学顶刊 Lancet 杂志发布研究论文 The global burden of cancer attributable to risk factors, 2010–19: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2019。

该研究系统分析了 2019 年全球疾病负担、伤害和风险因素研究，发现全球几乎一半的癌症死亡是由吸烟、饮酒和肥胖等已知的风险因素引起的，吸烟仍然是全球癌症的主要风险因素。减少接触这些可改变的风险因素将有效降低全球癌症死亡率和伤残调整寿命年。

图 8：来源 Lancet

9. Nature Immunology：揭示 JMJD1C 在浆细胞分化及类风湿关节炎中的作用

目前，有关浆细胞分化相关的负向调节机制研究较少。

2022 年 8 月 22 日，南京医科大学基础医学院王晓明课题组与南医大第一附属医院车楠团队合作在 Nature Immunology 杂志发表研究论文 Jmjd1c demethylates Stat3 to restrain plasma cell differentiation and rheumatoid arthritis。

该研究报道了 JMJD1C 通过非经典功能去甲基化 STAT3 从而调控浆细胞分化和类风湿关节炎发病的作用，阐释了 STAT3 去甲基化修饰而非甲基化修饰发挥了更为关键的调控作用。

图 9：来源 Nature Immunology

10. Nature Medicine：通过睡眠时的呼吸可检测帕金森病

帕金森病（PD）是继阿尔茨海默症之后全球第二大最常见的神经系统疾病。

2022 年 8 月 22 日，麻省理工学院电气工程和计算机科学系 Yuzhe Yang 团队在 Nature Medicine 杂志发表研究论文 Artificial intelligence-enabled detection and assessment of Parkinson's disease using nocturnal breathing signals。

该研究开发了一个人工智能模型，仅通过读取一个人的呼吸特征就可以检测出帕金森病，提供传统手段上无法获得的临床见解，有助于缩短临床试验，促进药物开发！图 10：来源 Nature Medicine