本文中,，小編整理了多篇重要研究成果,，共同解讀科學(xué)家們?nèi)绾纬晒L制出有望改善多種人類疾病研究的圖譜！分享給大家,！

圖片來源：Eviatar Yemini

【1】Cell：重磅,！科學(xué)家開發(fā)出新型著色技術(shù)成功繪制出了大腦的多色圖譜！

doi：10.1016/j.cell.2020.12.012

人類的大腦中包含了大約860億個(gè)神經(jīng)元細(xì)胞,，其由大約100萬億個(gè)突觸連接編織在一起,；每個(gè)細(xì)胞都發(fā)揮著關(guān)鍵作用，其能幫助我們運(yùn)動(dòng)肌肉,、處理環(huán)境信息并形成大腦記憶等,。考慮到大量的神經(jīng)元及其連接,，目前研究人員并不清楚神經(jīng)元是如何協(xié)同工作從而產(chǎn)生大腦思想或行為的,。

日前，一篇刊登在國際雜志Cell上的研究報(bào)告中,，來自哥倫比亞大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究開發(fā)了一種名為NeuroPAL的著色技術(shù)來識(shí)別線蟲大腦中的每一個(gè)神經(jīng)元,；NeuroPAL，即神經(jīng)元多色標(biāo)記圖譜（a Neuronal Polychromatic Atlas of Landmarks）,，其能幫助研究人員在秀麗隱桿線蟲中進(jìn)行相關(guān)研究,。該著色技術(shù)能利用一種遺傳方法給神經(jīng)元細(xì)胞涂上顏色，其能幫助科學(xué)家們識(shí)別出動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)中的每個(gè)神經(jīng)元,，同時(shí)還能記錄處于活動(dòng)狀態(tài)的整個(gè)神經(jīng)系統(tǒng),。

【2】Nature：重磅！科學(xué)家成功繪制出人類癌細(xì)胞系的轉(zhuǎn)移圖譜,！

doi：10.1038/s41586-020-2969-2

近日,，一篇發(fā)表在國際雜志Nature上題為“A metastasis map of human cancer cell lines”的研究報(bào)告中，來自美國Broad研究所等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究成功繪制出了人類癌細(xì)胞系的轉(zhuǎn)移圖譜,，相關(guān)研究結(jié)果或有望幫助闡明癌癥的轉(zhuǎn)移機(jī)制并開發(fā)出有效預(yù)防癌癥轉(zhuǎn)移及癌癥治療的新型療法,。

癌癥所引起的大部分死亡都能通過癌癥轉(zhuǎn)移來進(jìn)行解釋，然而而由于體內(nèi)模型的復(fù)雜特性，大規(guī)模的癌癥轉(zhuǎn)移研究一直都不切實(shí)際,。這項(xiàng)研究中,，研究人員引入了一種體內(nèi)條形碼策略，其能夠大規(guī)模地確定小鼠異種移植物中人類癌細(xì)胞系的轉(zhuǎn)移潛能,，文章中,，研究人員證實(shí)了這種新方法的穩(wěn)定性、可擴(kuò)展性和可重復(fù)性,，并將該方法應(yīng)用于來自21種不同類型實(shí)體瘤的500個(gè)細(xì)胞系中,。

【3】Cell論文詳解！首個(gè)激酶組圖譜為開發(fā)靶向癌癥相關(guān)激酶的降解劑奠定基礎(chǔ)

doi：10.1016/j.cell.2020.10.038

對(duì)于希望利用一種強(qiáng)大的新技術(shù)來降解稱為激酶的細(xì)胞酶的科學(xué)家們來說,，選擇可能有點(diǎn)令人難以作出,。約有514種不同的蛋白激酶在人體細(xì)胞中工作，占整個(gè)人類基因組的2.5%,。了解其中的哪些蛋白激酶可以被降解,，以及哪些藥物分子可以最好地執(zhí)行這種降解，可能會(huì)加快開發(fā)靶向攻擊癌癥和其他疾病中的激酶的治療方法,。

在一項(xiàng)新的研究中,，來自美國達(dá)納-法伯癌癥研究所的研究人員為大約200種這樣的激酶提供了指南：他們?yōu)樵谶@個(gè)領(lǐng)域從事研究工作的科學(xué)家們提供首個(gè)綜合激酶組（kinome）圖譜，預(yù)計(jì)這將對(duì)癌癥治療產(chǎn)生重大影響,。該圖譜將幫助人們?cè)O(shè)計(jì)靶向特定激酶以便使之隨后遭受破壞的分子,。此類分子可以作為開發(fā)比當(dāng)今許多癌癥靶向療法更有效的藥物的模板。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Cell期刊上,。

【4】Nature子刊：何川團(tuán)隊(duì)新成果,！成功繪制出關(guān)鍵5hmC生物標(biāo)志物的全基因組圖譜 有望改善人類癌癥的診斷

doi：10.1038/s41467-020-20001-w

近日，一篇發(fā)表在國際雜志Nature Communications上的研究報(bào)告中,，來自芝加哥大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究繪制出了一張涵蓋多種人類組織類型的全基因組5-羥甲基胞嘧啶（5hmC）圖譜,，該圖譜揭示了5hmC作為能檢測(cè)多種嚴(yán)重人類疾病（比如癌癥和多種慢性疾?。┑耐ㄓ眯蜕飿?biāo)志物的強(qiáng)大性能,。與基因抑制標(biāo)志物5mC不同的是，5hmC是一種特殊的基因激活標(biāo)志物,，其代表了參與胚胎發(fā)生調(diào)節(jié),、神經(jīng)過程和致癌過程的最普遍流行的途徑之一，這種新型圖譜的繪制或有望幫助科學(xué)家們理解誘發(fā)多種疾病的多種生物學(xué)驅(qū)動(dòng)因子,，這對(duì)于開發(fā)新一代診斷檢測(cè)試劑非常重要,。

研究者Chuan He教授說道，此前研究表明,，5hmC或能作為一種優(yōu)秀的生物標(biāo)志物進(jìn)行包括癌癥在內(nèi)的多種人類疾病的診斷和預(yù)后評(píng)估,，但缺少全身組織的圖譜或會(huì)限制我們對(duì)這一標(biāo)記及其潛在的組織特異性的全面了解,。通過聯(lián)合研究，這項(xiàng)研究擴(kuò)展了我們對(duì)全局生物標(biāo)志物的理解,，同時(shí)這也是研究人員所報(bào)道的最廣泛的關(guān)于5hmC修飾的人體組織圖譜,，新型圖譜的繪制證實(shí)了5hmC或能作為基因體和增強(qiáng)子的普遍基因激活標(biāo)志物，其具有非常好的組織和細(xì)胞類型特異性,，對(duì)于未來改善人類癌癥的早期診斷和人類慢性疾病的監(jiān)測(cè)或許至關(guān)重要。

【5】Nature：科學(xué)家成功繪制出腸道微生物組的空間復(fù)雜圖譜 有望幫助改善人類健康研究

doi：10.1038/s41586-020-2983-4

人類機(jī)體腸道中有哪些微生物,？這些微生物具體都在哪里,？近日，一篇刊登在國際雜志Nature上的研究報(bào)告中,，來自康奈爾大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究開發(fā)了一種成像工具來繪制出成百上千種不同微生物菌群所在位置及其身份的復(fù)雜空間圖譜,，比如組成腸道微生物組的微生物菌群等，這種新型工具未來或?qū)椭茖W(xué)家們理解復(fù)雜微生物群落之間及與其所處環(huán)境之間的相互作用,。

研究者Iwijn De Vlaminck表示,，我們機(jī)體中生活著多種微生物群落，其在機(jī)體健康和生物學(xué)特性中國扮演著非常關(guān)鍵的作用,，這些微生物擁有豐富的多樣性,，我們也能通過諸如DNA測(cè)序等技術(shù)了解到這一點(diǎn)，這些技術(shù)能幫助創(chuàng)建一個(gè)微生物群落中所存在的多種細(xì)菌物種的列表,；然而目前研究人員僅擁有有限的工具來理解不同微生物之間的空間相互作用,，而擁有強(qiáng)大的工具對(duì)于理解微生物菌群的代謝特性以及其與宿主之間的相互作用或許非常重要。

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【6】Nature：構(gòu)建出人類肺部的細(xì)胞圖譜,，為理解和治愈肺部疾病奠定基礎(chǔ)

doi：10.1038/s41586-020-2922-4

在一項(xiàng)新的研究中,，來自美國斯坦福大學(xué)的研究人員構(gòu)建出人類肺部的細(xì)胞圖譜，該細(xì)胞圖譜突出了構(gòu)成肺部不同部分的幾十種細(xì)胞類型,。相關(guān)研究結(jié)果于2020年11月18日在線發(fā)表在Nature期刊上,，論文標(biāo)題為“A molecular cell atlas of the human lung from single-cell RNA sequencing”。在這篇論文中,，他們描述了他們的研究工作（主要涉及單細(xì)胞RNA測(cè)序）以及他們?cè)谘芯抗ぷ髦辛私獾降囊恍╆P(guān)于肺部的事情,。

為了構(gòu)建肺部細(xì)胞圖譜，這些研究人員從肺部的細(xì)支氣管,、支氣管和肺泡區(qū)域收集了組織樣本,，以及相關(guān)的血液樣本。每一個(gè)樣本都被分解成其細(xì)胞成分,，然后按類型進(jìn)行分類：免疫細(xì)胞,、上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞或基質(zhì)細(xì)胞,。這些研究人員為大約75000個(gè)細(xì)胞生成了轉(zhuǎn)錄組,。通過使用標(biāo)志物,，他們隨后對(duì)這些細(xì)胞進(jìn)行了聚類分析，揭示了58個(gè)不同的細(xì)胞群體,。在這樣做的過程中,，他們能夠生成91%的肺部細(xì)胞類型的表達(dá)譜，而且還發(fā)現(xiàn)了14種以前不為科學(xué)所知的肺部細(xì)胞類型,。他們還發(fā)現(xiàn)了大約200種標(biāo)志物,，可以用來識(shí)別他們發(fā)現(xiàn)的未知肺部細(xì)胞類型。

【7】Nat Immunol：科學(xué)家繪制出了首張能揭示免疫細(xì)胞抵御并“記住”機(jī)體感染的完整圖譜

doi：10.1038/s41590-020-0800-8

如今研究人員繪制出了小鼠在整個(gè)感染過程中機(jī)體免疫細(xì)胞中成千上萬個(gè)基因的活性圖譜,，日前,，一篇發(fā)表在國際雜志Nature Immunology上的研究報(bào)告中，來自墨爾本大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究首次繪制出了免疫細(xì)胞學(xué)習(xí)抵御微生物感染及隨后保存對(duì)未來感染記憶力的完整動(dòng)態(tài)圖譜,，相關(guān)研究結(jié)果有望幫助科學(xué)家們深入研究特殊類型的免疫細(xì)胞來開發(fā)治療一系列疾病的新型疫苗和療法,，比如CD4+ T細(xì)胞，其對(duì)于機(jī)體產(chǎn)生免疫力至關(guān)重要,。

文章中,，研究人員在小鼠感染誘發(fā)瘧疾的寄生蟲的實(shí)驗(yàn)中研究了CD4+ T細(xì)胞，這些寄生蟲會(huì)入侵并在紅細(xì)胞中增殖,，在機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的幫助下,，研究人員結(jié)合并分析了小鼠感染四周的基因活性數(shù)據(jù)，生成了CD4+ T細(xì)胞發(fā)育歷程的全面圖譜,。研究者Ashraful Haque表示,，我們通過追蹤成千上萬個(gè)基因生成了一張從最初感染階段到細(xì)胞決定對(duì)抗感染的多種免疫角色，再到保存此前遭遇病原體記憶的完整圖譜,，該圖譜能夠揭示存在于T濾泡輔助細(xì)胞（一種CD4+ T細(xì)胞）中一些非?；钴S的新型基因，這對(duì)于制造保護(hù)機(jī)體抵御瘧疾但尚未得到充分研究的抗體至關(guān)重要,。

【8】Cell：構(gòu)建出RGS蛋白調(diào)節(jié)G蛋白信號(hào)的全面圖譜,，有助解釋為何人們對(duì)同一種藥物作出不同反應(yīng)

doi：10.1016/j.cell.2020.08.052

在一項(xiàng)新的研究中，來自美國斯克里普斯研究所的研究人員全面繪制了細(xì)胞內(nèi)的一類關(guān)鍵蛋白如何調(diào)節(jié)從細(xì)胞表面受體傳入的信號(hào),。此外,，他們揭示了人們通常在這類蛋白中存在的變異導(dǎo)致他們的細(xì)胞在相同的細(xì)胞受體受到刺激時(shí)做出不同的反應(yīng)，這為為什么不同人對(duì)相同的藥物作出的反應(yīng)存在有很大的不同提供了一個(gè)合理的解釋,。相關(guān)研究結(jié)果于2020年10月1日在線發(fā)表在Cell期刊上,。

這些研究結(jié)果為更好地理解這類稱為G蛋白信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白（regulator of G protein signaling protein， RGS蛋白）的蛋白在健康和疾病中扮演的復(fù)雜角色奠定了基礎(chǔ),。這反過來可能會(huì)導(dǎo)致人們開發(fā)治療一系列疾病的新方法,。研究者Kirill Martemyanov教授說，“在進(jìn)行修復(fù)之前,，你需要知道它們是如何受到破壞的以及它們是如何正常發(fā)揮作用的,，在這項(xiàng)研究中,，這就是我們?yōu)檫@些重要的調(diào)節(jié)蛋白所做的?！?/P>

【9】Nature論文深度解讀,！有史以來最詳細(xì)地構(gòu)建出人類心臟的細(xì)胞和分子圖譜，有助開發(fā)個(gè)性化的心臟病治療方法

doi：10.1038/s41586-020-2797-4

在一項(xiàng)新的研究中,，來自美國哈佛醫(yī)學(xué)院,、布萊根婦女醫(yī)院、英國韋爾科姆基金會(huì)桑格研究所,、倫敦帝國理工學(xué)院和德國馬克斯-德爾布呂克分子醫(yī)學(xué)中心等研究機(jī)構(gòu)的研究人員構(gòu)建出健康的人類心臟的詳細(xì)細(xì)胞和分子圖譜,，以了解這一重要器官如何發(fā)揮功能并闡明心血管疾病的問題所在。相關(guān)研究結(jié)果在線發(fā)表在Nature期刊上,。

這些作者分析了近50萬個(gè)細(xì)胞，建立了迄今為止最全面的人類心臟細(xì)胞圖譜,。該圖譜顯示了細(xì)胞的巨大多樣性,，并揭示了心肌細(xì)胞類型、心臟保護(hù)性免疫細(xì)胞和錯(cuò)綜復(fù)雜的血管網(wǎng)絡(luò),。它還預(yù)測(cè)了這些細(xì)胞如何進(jìn)行交流以保持心臟正常工作,。這項(xiàng)研究是“人類細(xì)胞圖譜（Human Cell Atlas）”計(jì)劃的一部分，該計(jì)劃旨在繪制人體的每一種細(xì)胞類型,。新的有關(guān)心臟的分子和細(xì)胞知識(shí)有望讓人們更好地了解心臟疾病,，并指導(dǎo)開發(fā)高度個(gè)性化的治療方法。這些作者表示,，這項(xiàng)研究也為在未來開發(fā)出基于再生醫(yī)學(xué)的療法奠定了基礎(chǔ),。

【10】Cell：重磅！中國科學(xué)家成功繪制出人類肺腺癌的全面蛋白質(zhì)組圖譜,！

doi：10.1016/j.cell.2020.05.043

近日,，一篇刊登在國際雜志Cell上的研究報(bào)告中，來自中科院上海藥物研究所等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究對(duì)103名中國肺腺癌（LUAD,，lung adenocarcinoma）患者進(jìn)行了全面的蛋白質(zhì)組學(xué)分析,，肺腺癌是全球所有癌癥中引發(fā)患者死亡的主要原因。

文章中,，研究者揭示了與肺腺癌相關(guān)的分子特征,，以及這些分子特征與患者臨床預(yù)后、潛在預(yù)后生物標(biāo)志物和藥物靶點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián),；盡管近些年來科學(xué)家們?cè)诜蜗侔┗蚪M學(xué)研究中取得了很大的進(jìn)展,，但大量的患者依然缺少靶向性的治療手段，由于蛋白質(zhì)是生物活性的“直接執(zhí)行者”,，對(duì)肺腺癌進(jìn)行全面蛋白質(zhì)組學(xué)研究或許就能填補(bǔ)基因組異常和致癌蛋白質(zhì)功能之間的空白,。（生物谷Bioon.com）

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