近期中国科学家参予发表的《自然》及子刊文章

近期中国科学家参予发表的《自然》及子刊文章

　　

生物通综合：

复旦大学等第一作者发表《自然》子刊文章

来自美国缅因州医学中心研究院（Maine Medical Center Research Institute），哈佛医学院麻省总医院，麻省理工大学，上海复旦大学附属华山医院（Shanghai Huashan Hospital）利用一种可升级的二维方法无需经由拟胚体（embryoid-body，EB），描述了人类胚胎干细胞（human embryonic stem，hES）分化成上皮细胞。这一研究成果公布在《Nature Biotechnology》杂志上。

在这一研究中，来自复旦大学附属华山医院血液科的陈彤副教授是三位第一作者之一。

拟胚体（embryoid body，EB）是胚胎干细胞在体外一定条件下自发形成的类似早期胚胎的球体结构，早期发育的简单拟胚体包含了外层的原始内胚层（primitive endoderm）和内层的原始外胚层（primitive ectoderm），这种结构与胚胎发育过程中的卵圆柱期（egg cylinder stage）结构十分相似。拟胚体三个胚层的形成与分化基本模拟了体内胚胎早期发育中组织细胞分化的过程，因此被作为研究哺乳动物胚胎发育尤其是早期谱系决定、胚层相互诱导等现象的体外模型。

而在这篇文章中，研究人员绕过了拟胚体EB，利用一种可升级的二维方法描述了人类胚胎干细胞hES分化成上皮细胞。研究人员将分化细胞移植进严重联合免疫缺陷型（severe combined immunodeficient，SCID）小鼠，结果发现这些细胞在能整合宿主循环系统的分支血管的形成，以及作为blood conduits的作用。

南京大学等发表最新《自然》文章

来自美国自然历史卡内基博物馆（Carnegie Museum of Natural History），南京大学地球科学系，以及中科院南京地质与古生物研究所现代古生物学和地层学国家重点实验室（State Key Laboratory of Palaeobiology and Stratigraphy）的研究人员通过在河北省北部发现的一中生代eutriconodont(Yanoconodon allini)，提出中耳骨（middle ear bones）是由一Meckel软骨与下颚骨相连的，这为研究早期哺乳动物Hox基因作用模式提供了重要依据。这一研究成果公布在3月15日《Nature》杂志上。

文章的第一作者与通讯作者为来自美国自然历史卡内基博物馆古脊椎动物分部的馆长罗哲西博士，其早年毕业于南京大学，现为南京大学的客座教授，参予这一研究的还包括陈丕基（Peiji Chen，音译），李罡（Gang Li，音译），陈萌（Meng Chen，音译）。

来自于爬虫类下颚骨（reptilian mandible）的三块小中耳骨(middle ear bones)的拆分是现代哺乳动物的一个重要进化，因此相关的研究也就受到了古生物学家，进化生物学家等的关注，在去年的一篇研究报告中，研究人员对潘氏鱼（Panderichthys）——与最早出现在陆地上的四足动物具有同一个祖先、且同时进化的一种古鱼——的头骨化石进行了分析，并将它的头骨和脑部结构与一种更古老的鱼类化石以及一种早期四足动物化石进行了比对，结果发现潘氏鱼的骨柱开始显现出镫骨的模样，而中耳骨正是由此而来，这一文章同样发表于《Nature》杂志。

而在这篇文章中，罗博士等人则进一步通过冠群哺乳动物（crown mammals）的一Mesozoic eutriconodont发现了中耳骨的演变历程：经由一骨化的Meckel软骨，中耳骨与下颚骨相连。这种相连耳朵和颚骨的结构与现代单孔类动物（monotremes，egg-laying mammals）以及胎盘哺乳动物的胚胎模式相似，但是在成体中仍然保持着，属于幼形遗留（paedomorphic feature），与单孔类动物和胎盘动物成体并不相同。

这说明这种哺乳动物前（premammalian）祖先环境的逆转或者维持是与不同的发育时期相关的，要么“现代的”中耳独立演化过两次，要么它曾经涉及过至少一个古代分支、然后又在它们身上消失了。这一新eutriconodont也增加了thoraco-lumbar转变的脊椎特征同型，以及早期哺乳动物未融合腰肋（lumbar ribs）的证据。而这与现代哺乳动物椎骨中homeobox基因模式效应相似，从而为研究Hox基因模式提供了新的切入口。

　
浙江大学等第一作者发表《自然》子刊文章

来自罗彻斯特大学（University of Rochester）医学中心George Whipple癌症研究实验室（George Whipple Lab for Cancer Research），浙江大学第二医院，台湾台北医学大学，Thomas Jefferson大学（Thomas Jefferson University）等处的研究人员在之前研究的基础上发现姜黄素化合物（5-hydroxy-1,7-bis(3,4-dimethoxyphenyl)-1,4,6-heptatrien-3-one，ASC-J9）可以扰乱AR及其共调控子，并且增加细胞的存活，这为治疗和预防脊髓延髓肌肉萎缩症(SBMA)提出了一种更好的办法。这一研究成果公布在《Nature Medicine》杂志上。

这一研究的第一作者是来自浙江大学第二医院的杨志明（Zhiming Yang），通讯作者是罗彻斯特大学的张耀仁教授。

SBMA（spinal and bulbar muscular atrophy）是一种X性连锁隐性遗传病，又称肯尼迪病，主要表现为近端肌肉萎缩的球麻痹和肌束震颤。当SBMA患者主诉肌肉无力时，舌肌萎缩通常是主要症状之一。这种病罕见却致命，全球每4万人中便有1例，主要的发病年龄段在30-50岁之间。

在之前的研究中发现男性激素受体(androgen receptor)聚合会导致运动神经元退变，这与SBMA的发展有很大的关系，在这篇研究报告中，研究人员发现通过减少培育细胞中AR-polyQ核聚合，以及增加AR-polyQ降解可以扰乱AR和其共调控子之间的相互作用，从而增加细胞的存活。

进一步研究发现，通过腹膜腔将ASC-J9注入AR-polyQ转基因SBMA小鼠可以显著的改善疾病的症状，而且不用于之前的治疗方法——利用外科或者化学阉割的方法，这种ASC-J9治疗可以通过减少AR-97Q聚合，增加VEGF164表达来达到治疗效果，因此对血清睾丸激素影响小。除此之外，利用ASC-J9治疗的小鼠也保有生育的功能。

这种方法为SBMA提出了一种新的更好的治疗以及预防的方法，其机理就是扰乱AR和AR共调控子之间的相互作用，这种思路也可以运用到其它致病治疗方面。

　

上海交大等第一作者发表《自然》子刊文章

来自美国宾州大学医学院细胞与发育生物学系，心血管研究院，德国国立环境与健康研究中心 (GSF-National Research Center for Environment and Health），中国上海交通大学附属新华医院，中科院水生生物研究院（Institute of Hydrobiology）等处的研究人员发现组蛋白去乙酰酶-2（histone deacetylase-2 ，Hdac2）可以调控许多胚胎心肌异构体（cardiac isoforms）的表达，为心肌肥厚以及心力衰竭的治疗提出了一个新的治疗靶标。这一研究成果公布在2月的《Nature Medicine》杂志上。

这一研究的第一作者包括上海交通大学附属新华医院和中科院水生生物研究院罗杨（Yang Luo，音译），尹展（Zhan Yin，音译），参予研究的中方研究人员还有张懋贞教授。

核心蛋白的乙酰化和去乙酰化是基因表达过程中重要的调控方式，而负责组蛋白乙酰化和去乙酰化的是一对功能相互拮抗的蛋白酶。组蛋白乙酰化转移酶(HAT)和组蛋白去乙酰化酶(HDAC)它们各自形成的基因转录调控复合物分别称为辅助激活因子(CoA)和辅助抑制因子(CoR)，在细胞核内组蛋白乙酰化和去乙酰化过程两者处于动态平衡，精确地调控基因的转录与表达。

心肌肥厚(Cardiac hypertrophy)是心血管疾病的独立危险因素，它不仅是疾病的后果，而且与冠心病、高血压、心衰、心肌病等心血管疾病密切相关。这种疾病的发生主要是来自维持心肌功能的过重负荷，延长的心肌肥厚会引起心力衰竭，而这方面的机制目前科学家们了解的并不多。

在这篇文章中，研究人员发现组蛋白去乙酰酶-2（Hdac2）可以调控许多胚胎心肌异构体的表达，Hdac2缺陷或者化学组蛋白去乙酰酶抑制剂可以抑制胚胎基因的再表达，以及消弱心脏心肌肥厚。而Hdac2转基因小鼠则会增加失活的糖原合成酶激酶3（glycogen synthase kinase 3，Gsk3)相关的心肌肥厚，活性Gsk3的化学抑制会让Hdac2缺陷小鼠变得对肥厚刺激敏感。这些结果都说明Hdac2是心脏HDAC抑制剂的重要靶标，而且Hdac2和Gsk3都是未来针对心肌肥厚和心力衰竭吸引人的治疗靶标调控途径中的重要成员。



复旦大学****等发表《自然》文章

来自日本千叶大学医学研究院（Chiba University Graduate School of Medicine），德岛大学（University of Tokushima），Kobe生物医学研究院（Kobe Institute of Biomedical Research），复旦大学附属中山医院及生物医学科学研究院上海市心血管研究所等处的研究人员针对心肌肥厚（Cardiac hypertrophy）引起心力衰竭（heart failure）的机制发现了心肌血管新生（cardiac hypertrophy）以及p53在这个过程中的重要作用，为心力衰竭机制研究以及治疗方法提出了新的见解。这一研究发表在《Nature》杂志在线版上。

参与这一研究的中方研究人员是来自复旦大学附属中山医院的邹云增教授，其早年毕业于北京医学院临床医学系，主要从事心脏病的分子细胞生物学的研究。

心肌肥厚(Cardiac hypertrophy)是心血管疾病的独立危险因素，它不仅是疾病的后果，而且与冠心病、高血压、心衰、心肌病等心血管疾病密切相关。这种疾病的发生主要是来自维持心肌功能的过重负荷，延长的心肌肥厚会引起心力衰竭，而这方面的机制目前科学家们了解的并不多。 

在这篇文章中，研究人员发现了心肌血管新生在心肌肥厚适应性机制中的关键作用，以及p53积累对于心肌肥厚发展成心力衰竭的重要影响。压力过负会由乏氧诱导因子-1(hypoxia inducible factor-1，HIF-1)依赖性血管新生因子引起心脏血管生长，而持续的压力过负则会导致p53的积累从而抑制Hif-1的活性，因此会造成心肌血管新生受损。相反，如果通过引入血管新生因子或者抑制p53积累，就可以促进心肌血管新生，从而恢复心肌功能。 

因此从这些研究结果中，研究人员认为p53的抗血管新生特性也许对于心肌肥厚转化成心力衰竭的过程意义重大，这为了解心肌肥厚引起的心力衰竭机制以及相关心血管疾病的治疗提出了重要资料。

（生物通：张迪）