《Nature》8月最受关注的五篇论文

英国著名杂志《Nature》周刊是世界上最早的国际性科技期刊，自从1869年创刊以来，始终如一地报道和评论全球科技领域里最重要的突破。其办刊宗旨是“将科学发现的重要结果介绍给公众，让公众尽早知道全世界自然知识的每一分支中取得的所有进展”。近期《Nature》下载论文最多的十篇文章（2019年7月9日 ～ 2019年8月8日）：

Potential roles of gut microbiome and metabolites in modulating ALS in mice

Weizmann科学研究所的研究人员在小鼠身上发现，肠道微生物（统称为肠道微生物群）可能会影响肌萎缩侧索硬化（ALS）。发表在Nature杂志上的研究结果显示，小鼠接受某些肠道微生物菌株或由这些微生物分泌的已知物质后，类似ALS疾病的进展会减慢很多。初步结果表明，微生物群调控功能的研究结果可能也适用于ALS患者。

“我们长期以来的科研和医学目标是阐明微生物群对人类健康和疾病的影响，而大脑是一个迷人的新领域，”免疫学系的Eran Elinav教授说。他的团队与计算机科学和应用数学系的Eran Segal教授一起进行了这项研究。Segal说：“鉴于越来越多证据表明微生物群影响大脑功能和疾病，我们想研究其在ALS中的潜在作用。”

Absence of NKG2D ligands defines leukaemia stem cells and mediates their immune evasion

白血病干细胞能通过抑制杀伤细胞的靶分子来保护自身免受免疫细胞的攻击。这种保护机制可以被药物“欺骗”。在最新一期Nature杂志上，来自巴塞尔大学等多处的科学家报道了从这些研究发现中得出的新治疗方法。

急性髓性白血病（AML）患者在成功治疗后经常会复发。在治疗中存活的白血病干细胞是疾病复发的原因。科学家对此的解释是：干细胞具有保护机制，使其对化疗产生抗性。但是它们是如何摆脱免疫防御的呢？

来自巴塞尔大学和蒂宾根大学，德国癌症研究中心（DKFZ）和德国癌症联盟（DKTK）等处的科学家深入分析了这一现象，发现了一个惊人的机制。

研究人员分析了175名AML患者的白血病细胞，发现癌症干细胞可以抑制其表面的NKG2D-L蛋白。这些蛋白质是自然杀伤细胞（NK细胞）识别受损和感染细胞以及癌细胞的依据，从而在必要时杀死它们。通过这种方式，白血病干细胞逃避了免疫系统的攻击。另一方面，没有干细胞特性的白血病细胞在其表面上呈递这些靶分子，因此逃脱了NK细胞的检查。

在注入了患者AML细胞的小鼠中，研究人员发现虽然正常的AML细胞（没有干细胞特性）受NK细胞控制，但NKG2D-L阴性白血病干细胞能逃过“杀手小队”。

文章作者，巴塞尔大学Claudia Lengerke说：“干细胞特性与逃避免疫系统的能力之间的这种联系到现在还不得而知。白血病干细胞中这种免疫抗性的一个重要机制显然是与抑制细胞表面的NKG2D-L等危险信号有关。”

Human placenta has no microbiome but can contain potential pathogens

多年来，科学家和医生们都认为子宫是无菌的，但随着测序和培养技术的进步，一些研究表明胎盘含有相对较小的微生物群落，然而近期来自剑桥大学的一组研究人员提出了不同的意见——他们认为胎盘中存在的细菌来源于实验室污染和分娩过程中的转移。

这一研究发现公布在Nature杂志上，这组研究人员的结论是除了B族链球菌（一种已知的病原体）外，没有证据证明胎盘中存在细菌，这一结论也受到了一些研究人员的质疑。

宾州大学微生物学家Frederic Bushman（未参与该项研究）表示，作者“使用了非常大的样本量，完成了非常彻底的分析，这很有说服力”。Bushman的研究小组在2016年曾发表了一篇论文，其中也认为胎盘样本的微生物特征与实验室污染产生的微生物特征没有区别，“我认为这已经盖棺定论了”。

而来自哈佛医学院的微生物学家Andrew Onderdonk则表示，“他们的研究做得很好，但是我无法接受这一结论，”Onderdonk研究小组采用了分子和培养技术分析早产儿胎盘细菌， 认为这不是污染物。

Flower isoforms promote competitive growth in cancer

癌症细胞之所以对人体天然防御系统具有如此强大的免疫效果，其中一个原因是它们实际上是人类细胞，因此它们的固有机制不仅能够欺骗人体的防御和维护系统，甚至可以劫持它们。因此，发掘癌细胞的“全套伎俩”是抗癌的关键。

葡萄牙里斯本Champalimaud中心的首席研究员Eduardo Moreno发现了一种新的“伎俩”：一种他称之为“健康指纹”的细胞竞争机制。

为了查明人体细胞是否表达健康指纹以及是否与癌症有关，实验室的两名研究人员Rajan Gogna和Esha Madan进行了一系列实验。他们首先确定了基因组中编码健康指纹的基因。这个基因被鉴定出来后，他们发现它实际上编码了四种不同类型的健康指纹：两种类型的“赢”健康指纹和两种类型的“输”健康指纹。

接下来，为了观察健康指纹是否影响癌症的生长，研究小组分析了这四种类型的指纹在不同类型组织中的表达：恶性肿瘤（乳腺和结肠）、良性肿瘤（乳腺和结肠）、肿瘤旁组织和正常组织。

他们的分析揭示了几个惊人的发现：在正常组织中，“赢”的表达总体上相当稀少，“输”的表达甚至更低。相反，在所有肿瘤中，“赢”的表达显著增加，恶性肿瘤中的表达水平高于良性肿瘤。

研究小组的研究结果强烈表明，肿瘤中高表达的“赢”指纹和周围组织中高表达的“输”指纹是肿瘤生长的先决条件。所以他们决定测试阻止这种机制的效果。为了做到这一点，他们在小鼠体内植入了人类肿瘤移植物，并去除了健康指纹的表达。

Single-cell analysis of cardiogenesis reveals basis for organ-level developmental defects

生育一个健康的宝宝，是准父母的最大心愿。不过，大约5%的新生儿存在出生缺陷，其中先天性心脏畸形最为常见。为了弄清楚出生缺陷是如何产生的，美国Gladstone心血管病研究所的研究人员建立了小鼠心脏发育过程中的基因表达目录。

研究人员利用单细胞RNA测序对小鼠心脏发育过程中近40,000个心脏前体细胞进行深入分析。他们发现，转录因子Hand2在决定细胞命运方面起着关键作用，其缺失会破坏心脏发育。这项成果于本周发表在《Nature》杂志上。

通讯作者之一、Gladstone心血管病研究所的Casey Gifford表示：“这种测序技术让我们能够观察到心脏发育不同阶段存在的各类细胞，并帮助我们确定在此过程中哪些基因被激活，而哪些基因被抑制。”

来源：生物通