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基于膜穹顶结构的PIEZO机械敏感通道调控新机制:选择性剪接通过调整穹顶面积调控机械敏感性
在生命科学领域,机械敏感性离子通道作为机械力信号转导的关键分子,一直是研究的热点。PIEZO通道家族作为其中最重要的成员,在触觉感知、心血管功能、免疫调节等多种生理过程中发挥着核心作用。然而,一个长期困扰科学界的问题是:面对复杂多变的机械环境,PIEZO通道如何实现对其机械敏感性的精细调控?这一基本问题的解答对于理解机械传导的分子机制及其在生理病理过程中的作用具有重要意义。传统研究表明,PIEZO通道的电生理特性存在明显的细胞类型差异,但其背后的分子机制一直不甚明确。秀丽隐杆线虫的PEZO-1通道因其存在12种天然剪接异构体而成为研究这一问题的理想模型。这些异构体根据序列长度可分为三组,在虫体
来源:Cell Reports
时间:2025-12-01
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蓝斑去甲肾上腺素能系统通过运动转换调控觉醒状态的机制研究
在日常生活中,我们很容易观察到这样一个现象:动物的运动状态与其觉醒水平密切相关。一只沉睡的小鼠几乎静止不动,而当它醒来开始探索环境时,会伴随着明显的身体活动。这种运动与觉醒的精细协调对生物体高效分配认知和代谢资源至关重要,但其背后的神经机制至今尚未完全阐明。蓝斑核作为大脑中去甲肾上腺素的主要来源,长期以来被认为是调控觉醒、注意力和感觉运动功能的关键节点,然而它在协调运动与觉醒状态中的具体作用仍存在诸多疑问。发表在《细胞报告》(Cell Reports)上的这项研究,正是为了深入解析蓝斑去甲肾上腺素能系统在运动-觉醒耦合中的精确角色。研究人员通过巧妙设计实验,利用麻醉苏醒这一可控的觉醒状态转换过
来源:Cell Reports
时间:2025-12-01
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小脑微胶质细胞的空间重组:衰老过程中的神经保护新机制
衰老是神经系统功能衰退的主要驱动因素,而小脑作为运动协调和认知功能的关键脑区,虽在阿尔茨海默病(AD)中表现出较强韧性,但其衰老过程中的细胞与分子机制尚不明确。以往研究多聚焦于皮层和海马等易感脑区,对小脑的关注较少。然而,跨脑区转录组分析显示,小脑实际上是最早且最显著发生衰老相关变化的区域之一。这种矛盾现象——即小脑在AD病理中的韧性与其显著的衰老相关变化——引发了对其内在保护机制的深入探索。微胶质细胞作为大脑主要的免疫细胞,在维持神经元稳态中起核心作用,但其在小脑衰老中的空间与分子特征仍属未知。为系统解析小脑衰老的细胞基础,研究团队应用了三大关键技术:首先,对3月、12月、18月及24月龄小
来源:Cell Reports
时间:2025-12-01
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PIEZO离子通道的弹簧力学机制:驱动快速失活与随机单通道门控的结构基础
在生命科学领域,离子通道如何将机械力转化为电信号一直是备受关注的核心问题。作为机械敏感性离子通道的典型代表,PIEZO通道在触觉、本体感觉、血管调节等生理过程中发挥关键作用。然而,长期以来困扰研究人员的一个谜团是:为什么PIEZO通道在机械刺激下产生的宏观电流会快速失活,但在稳态膜张力条件下,单通道记录却显示持续的开闭活动?这种看似矛盾的门控特性暗示着存在一种独特的力学机制,既能实现快速的力依赖性激活,又能支持热波动驱动的随机门控。以往的研究表明,PIEZO1通道的三聚体碗状结构包含三个高度弯曲的叶片结构域和一个中央孔道模块,其中细胞外顶部帽结构域通过两个柔性连接 linker(OC-link
来源:Cell Reports
时间:2025-12-01
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FoxP3“面对面”二聚化稳定微卫星位点多聚体形成:拓宽染色质环序列谱的新机制
在免疫稳态的“司令部”——调节性T细胞(Treg)中,转录因子FoxP3一直被视为掌控免疫耐受的“总司令”。然而,这位司令如何精准识别并“缝合”基因组中数以万计的调控片段,一直是未解之谜。早期研究指出,FoxP3既能像“串珠”一样在TnG微卫星上多聚化,也能在反向回文叉头基序(IR-FKHM)上“面对面”二聚化,但后者在体内是否真实存在、功能为何,始终缺乏直接证据。序列限制过严、峰值集合过小、统计功效不足,成了横亘在领域的“三座大山”。为搬走这些大山,Leng等展开系统研究,最终证实FoxP3通过H-H二聚化“播种”相邻短TnG重复的多聚化,显著拓宽其染色质环序列谱,为解析Treg命运决定与免
来源:Cell Reports
时间:2025-12-01
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多巴胺能轴突GABAA受体调控纹状体胆碱能输入整合的新机制
在大脑的奖励和运动控制中枢——纹状体中,多巴胺能神经元的轴突末梢如同精密的信号转换站,通过释放多巴胺调节着我们的行为选择。这些纤细的轴突不仅被动传递来自中脑的动作电位,还主动整合局部神经递质信息,其中γ-氨基丁酸A型受体(GABAA受体)和尼古丁乙酰胆碱受体(nAChR)的相互作用尤为关键。然而,这两种受体在轴突水平如何相互影响,一直是个未解之谜。早期研究发现,苯二氮卓类药物地西泮能够抑制多巴胺释放,且在尼古丁信号通路完整时抑制作用更为显著,暗示着GABA能信号与胆碱能信号存在复杂交互。多巴胺能轴突自发的nAChR介导的亚阈值去极化事件虽不足以单独引发动作电位,但它们的时空整合可最终触发轴突动
来源:Cell Reports
时间:2025-12-01
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酿酒酵母中前导链与后随链端粒末端结构不对称性揭示末端复制问题的本质
生命的时钟——端粒,如同鞋带两端的塑料套,保护着染色体末端免于磨损和融合。然而,每次细胞分裂时,染色体末端的DNA复制都会面临一个棘手的“末端复制问题”,导致端粒逐渐缩短。当端粒缩短到临界长度,细胞便会走向衰老或死亡。为了对抗这种损耗,大多数真核生物演化出了端粒酶来延长端粒。长期以来,科学界普遍接受“填充”模型,认为无论是前导链还是后随链复制产生的端粒,最终都会经过加工形成相同的3'单链突出端,因此两端都会缩短。但实际观测到的酵母端粒缩短速率(每代2-3 bp)远低于该模型的预测(每代约5 bp),这一矛盾成为了领域内一个长期未解之谜。此外,位于染色体最末端的那个RNA引物是如何被移除的,其机
来源:Cell Reports
时间:2025-12-01
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真菌营养适应中批量与选择性自噬协同重塑蛋白质组的机制研究
当环境中的营养物质发生变化时,细胞必须迅速调整其蛋白质组成,以适应新的生存条件。这一过程涉及新蛋白质的合成和旧蛋白质的降解,其中降解途径主要包括蛋白酶体系统和自噬。自噬又分为批量自噬(非选择性降解)和选择性自噬(特异性靶向细胞器或蛋白复合物)。尽管这些途径已被广泛研究,但它们在全局蛋白质组重塑中的相对贡献仍不清楚。特别是在真菌如Komagataella phaffii(原名Pichia pastoris)中,其能够利用多种碳源(如甲醇、葡萄糖和油酸),切换碳源时需要大幅调整代谢相关蛋白质,是研究蛋白质组动态平衡的理想模型。为了揭示这些降解途径在营养适应中的具体作用,Telusma等人在《Cel
来源:Cell Reports
时间:2025-12-01
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核仁蛋白Fibrillarin通过EZH2介导的Scribble表达调控维持上皮完整性的新机制
上皮组织是人体内部与外部环境之间的重要屏障,其结构的完整性对于维持组织功能和防止疾病发生至关重要。上皮细胞通过E-cadherin等粘附分子紧密连接在一起,形成具有极性的细胞层。然而,在癌症发展过程中,上皮细胞会经历一种称为上皮-间质转化(EMT)的生物学过程,丧失其特有的"铺路石"形态,获得迁移和侵袭能力,从而促进肿瘤转移。尽管科学家们已经认识到EMT在癌症转移中的关键作用,但调控这一过程的精确分子机制,特别是核内特殊结构如何参与其中,仍有待深入探索。在这项发表于《Cell Reports》的研究中,Santam Saha、Balaji A.K.等研究人员将目光投向了核仁——这个传统上被认为
来源:Cell Reports
时间:2025-12-01
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ATXN2L通过液液相分离增强mRNA翻译促进肝细胞癌进展的机制研究
肝细胞癌(HCC)是全球范围内发病率和死亡率均较高的恶性肿瘤,其五年生存率不足50%,主要归因于肿瘤的高转移性和复发率。尽管近年来手术、放疗、化疗及靶向治疗等多种手段不断发展,但疗效仍十分有限。因此,深入探索HCC发生发展的新分子机制,对于寻找新的治疗靶点、改善患者预后至关重要。在分子层面,基因表达的精细调控对肿瘤的发生至关重要。这不仅包括基因的转录水平,更涉及转录后调控。RNA结合蛋白(RBPs)作为转录后调控的核心执行者,能够通过调控RNA的剪接、稳定性、定位、翻译和降解等过程,帮助癌细胞动态重编程其蛋白质组,从而影响癌基因和抑癌基因的表达。许多RBPs在HCC中存在异常表达,并通过独特的
来源:Cell Reports
时间:2025-12-01
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呼吸抑制通过Znf2-Cln1调控轴诱导新生隐球菌单性生殖的细胞周期机制
在微生物王国中,生存策略的多样性往往决定着物种的兴衰。作为重要的人类病原真菌,新生隐球菌(Cryptococcus deneoformans)具备两种独特的有性生殖方式:一种是需要MATα和MATa两种交配型细胞共同参与的双性生殖(α×a sexual reproduction),另一种则是仅需MATα细胞即可完成的单性生殖(unisexual reproduction)。在自然环境中,超过99%的菌株为MATα型,这使得单性生殖成为该物种主要的遗传多样性产生途径。然而,一个长期悬而未决的科学问题是:真菌细胞如何在这两种生殖模式之间做出"抉择"?以往研究表明,虽然两种生殖方式共享部分信号通路(
来源:Cell Reports
时间:2025-12-01
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抑制外周血清素通过激活肝脏AMPK通路减少单核细胞源性巨噬细胞浸润改善肝纤维化
随着全球肥胖患病率的持续攀升,代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD,原名非酒精性脂肪性肝病NAFLD)已成为最常见的慢性肝脏疾病,影响约30%的成年人群体。这种疾病谱从单纯的肝脏脂肪变性(脂肪肝)可进展为更严重的代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH),其特征是肝脏炎症和纤维化。尤其值得关注的是,肝纤维化的严重程度是预测临床结局的重要指标,但目前针对MASH和肝纤维化的有效治疗方法仍然有限。在MASH的发病机制中,肝脏巨噬细胞扮演着关键角色。肝脏内存在多种巨噬细胞群体,包括定居的库弗细胞(ResKCs)和单核细胞源性巨噬细胞。近年研究发现,在MASLD和MASH病程中,ResKCs会逐渐丢失,
来源:Cell Reports
时间:2025-12-01
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C3+IL-33+外膜成纤维细胞通过建立ILC2维持性微环境驱动气道过敏
在我们呼吸的每一次律动中,肺部都在执行着精密的气体交换,但同时,它也时刻面临着外界环境中过敏原的挑战。对于易感个体而言,无害的物质如屋尘螨(HDM)却能引发异常的2型免疫反应,导致哮喘等过敏性气道疾病。长期以来,补体系统,尤其是其核心成分C3,被认为是过敏反应的关键介质。然而,一个根本性问题悬而未决:在过敏过程中,究竟是哪种细胞在肺部局部产生了这些“促过敏”的C3?传统的观点将肝脏视为补体的主要来源,但越来越多的证据表明,局部产生的补体在黏膜免疫中扮演着独特角色。与此同时,肺部间质中的细胞,特别是成纤维细胞,不再被视作简单的结构“支架”,而是积极参与免疫调节的活跃参与者。其中,包裹着大气道和血
来源:Cell Reports
时间:2025-12-01
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CARD11调控p100加工增强非经典NF-κB信号通路并促进边缘区B细胞扩增
在适应性免疫系统中,B细胞和T细胞的正常功能依赖于精确的信号转导网络,其中CARD11信号支架蛋白扮演着关键角色。当B细胞受体(BCR)或T细胞受体(TCR)与抗原结合后,CARD11被激活并介导下游多条信号通路的活化,包括经典核因子κB(NF-κB)、mTOR、JNK和AKT通路。然而,CARD11的功能获得性(GoF)突变与多种淋巴瘤的发生密切相关,这些突变使CARD11能够绕过正常的自抑制机制,导致信号分子持续异常活化。尽管以往研究主要集中在CARD11 GoF突变对经典NF-κB通路的激活作用,但其对B细胞生物学特性的具体影响机制尚未完全阐明。特别是,CARD11 GoF突变如何影响非
来源:Cell Reports
时间:2025-12-01
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ARHGAP11A通过RHOA-ROCK信号通路维持人类大脑发育过程中皮质祖细胞身份
人类大脑的发育是一个精密而复杂的过程,其中新皮质的形成尤为关键。新皮质作为哺乳动物特有的脑结构,负责高级认知功能,其空前的尺寸是人类智慧的基础。皮质扩张主要由神经祖细胞(NPCs)驱动,这些细胞在严格调控下进行增殖、迁移和分化。顶端祖细胞(APs)作为皮质发育的"基石",通过建立脑室区(VZ)为大脑发育提供基础框架。然而,调控祖细胞身份和VZ架构的具体分子机制,特别是Rho家族GTP酶及其调节蛋白的作用,仍不清楚。在这项发表于《Cell Reports》的研究中,Hass等人深入探究了Rho GTP酶激活蛋白ARHGAP11A在人类皮质发育中的功能。研究人员利用人类诱导多能干细胞(iPSCs)
来源:Cell Reports
时间:2025-12-01
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突触活动触发肌动蛋白笼结构对突触囊泡液相凝聚体的锚定机制
在神经科学领域,化学突触能够持续高速释放神经递质的特性一直令人着迷。这种高效传输依赖于突触前末梢内成群聚集的突触囊泡(Synaptic Vesicles, SVs),它们像一支训练有素的队伍,在需要时迅速将神经递质释放到突触间隙。然而,一个长期困扰科学家的问题是:在神经活动导致囊泡大量消耗和再补充的动态过程中,这个囊泡集群为何不会散开或远离其释放位点?传统的“肌动蛋白假说”认为,囊泡簇的稳定依赖于囊泡蛋白synapsin将囊泡与肌动蛋白丝交联在一起,但该假说因囊泡簇内部肌动蛋白丝的稀少而受到质疑。近年来兴起的“液-液相分离(LLPS)假说”则提出,synapsin蛋白通过液相分离形成液态凝聚体
来源:Cell Reports
时间:2025-12-01
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结直肠癌中肿大肿瘤引流淋巴结来源的CD8+MT+效应T细胞通过增强抗肿瘤免疫改善预后
在结直肠癌(Colorectal Cancer, CRC)的战场上,免疫系统与肿瘤细胞的博弈决定着患者的命运。肿瘤引流淋巴结(Tumor-Draining Lymph Nodes, TDLNs)作为这场博弈的关键“指挥中心”,负责激活和调度抗肿瘤免疫细胞。然而,并非所有TDLNs都能有效履行职责。临床上观察到,一些TDLNs会显著肿大(L-TDLNs),而另一些则保持较小体积(S-TDLNs)。更令人困惑的是,拥有更多L-TDLNs的CRC患者往往预后更好,但其背后的细胞和分子机制一直是个未解之谜。传统研究常将TDLNs视为均质实体,忽视了其内在异质性可能对免疫应答产生的决定性影响。为了揭开L
来源:Cell Reports
时间:2025-12-01
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Menin-MLL1复合物与NF-Y协同促进肝细胞癌生存:表观遗传调控新机制与联合治疗策略
肝细胞癌(HCC)是全球癌症相关死亡的第三大原因,也是美国癌症死亡增长最快的类型,五年生存率仅约22%。多数患者确诊时已处于晚期,只能依赖疗效有限的激酶抑制剂和免疫疗法。表观遗传调控异常在HCC中频繁发生,约50%的病例存在染色质调节因子突变,但其中关键机制尚未明确。为探索HCC生存的新靶点,研究人员在二维(2D)和三维(3D)培养条件下对737个染色质相关基因进行CRISPR-Cas9筛选,发现menin-MLL1复合物(包括MEN1、ASH2L、KMT2A等亚基)是HCC的核心依赖因素。进一步通过menin-MLL1相互作用抑制剂SNDX-5613及基因敲除模型,结合RNA测序(RNA-s
来源:Cell Reports
时间:2025-12-01
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蛋白激酶Cι缺失通过诱导肺腺癌衰老细胞与三级淋巴结构增强免疫监视
肺腺癌(LUAD)作为肺癌中最常见的亚型,因其高度异质性、易转移和免疫逃逸特性,临床治疗面临巨大挑战。尽管针对KRAS和TP53等驱动基因突变的研究已取得进展,但肿瘤细胞如何通过不同轨迹适应微环境并影响免疫应答的机制尚不明确。尤其引人注意的是,约20%的LUAD患者存在蛋白激酶Cι(PKCι)基因的缺失,这种遗传变异与肿瘤行为的关系此前未被深入解析。为探索PKCι在LUAD中的作用,研究团队构建了KrasG12D/Trp53fl/fl(KP)和KrasG12D/Trp53fl/fl/Prkcifl/fl(KPI)基因工程小鼠模型,并通过肺泡Ⅱ型(AT2)细胞特异性启动子(Ad-SPC-Cre)
来源:Cell Reports
时间:2025-12-01
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谷氨酰胺稳态通过GS调控LATS稳定性激活Hippo通路的新机制
在肿瘤生物学领域,癌细胞的代谢重编程一直是研究的焦点。其中,谷氨酰胺作为最丰富的循环氨基酸,不仅是癌细胞生物合成的重要底物,更是调控关键信号通路的重要分子。然而,尽管已知谷氨酰胺能够通过mTOR通路促进细胞生长,但其是否以及如何与其他生长调控通路相互作用,特别是与著名的肿瘤抑制通路——Hippo通路之间的关联,至今仍不明确。这一知识空白限制了人们全面理解癌细胞如何整合代谢信号与生长信号,也阻碍了相关靶向治疗策略的发展。针对这一问题,来自大连理工大学和中国科学院大连化学物理研究所的研究团队在《Cell Reports》上发表了最新研究成果。他们通过系统的实验设计,意外发现谷氨酰胺能够显著激活Hi
来源:Cell Reports
时间:2025-12-01