吃多了，生物钟会帮你”减肥”？！ | CNS一周论文推荐（2018.08.02）

科技君说

赶路的时候，总希望有人为自己留一盏灯，有光，有方向，有温暖。

《CNS一周论文推荐》，甄选《Cell》《Nature》《Science》三大刊中，与生命科学相关的文章，助您了解各种疾病、动植物、微生物的最新研究进展和技术突破，及时跟踪最新科研动态，期待成为您科研路上的一盏灯。

第9期解读，供您参考~

本期速览：

《Cell》-2018.7.26

1. 饮食诱导的生物钟增强子重塑可以同步调控相反的肝脏脂类代谢过程

2. 卵子发生的“劫持“能实现LINE和逆转录病毒转座子的大规模扩增

《Nature》-2018.7.25

3. 脑膜淋巴管在衰老与阿尔茨海默病中的功能研究

4. 新线粒体DNA的合成可激活NLRP3炎症

5. 双链线粒体RNA可触发人类的抗病毒信号

《Science》-2018.7.27

6. 蚁群当中胰岛素信号的社会调节与真社会性系统的演化

7. T细胞中LKB1的缺失可促进胃肠息肉的发生

8. 凝集素可以调节群居变形虫的微生物群落

《Cell》

1

标题：

Diet-Induced Circadian Enhancer Remodeling Synchronizes Opposing Hepatic Lipid Metabolic Processes

饮食诱导的生物钟增强子重塑可以同步调控相反的肝脏脂类代谢过程

关键词： 

生物钟、脂肪酸合成、脂肪酸氧化、营养过剩

主要内容：

肥胖与“营养过剩”有关联，而后者会影响生物钟，但是背后的机制却不清晰。在这个研究中，研究者发现饮食诱发的肥胖（DIO）使小鼠肝脏生物钟增强子活性进行大规模重塑，从而引发了脂肪酸（FA）合成和氧化同步高幅度启动的节律。进一步探究发现，DIO可以规律地诱导SREBP表达，从而引发节律性的FA合成，但是出乎意料的是，SREBP表达也会引发节律性的FA氧化（FAO）。DIO同样引起了PPARα的高幅度节律，并且PPARα的高幅度节律是FAO所必需的。PPARα的药理活化剂可以消除FAO对SREBP的需求（但不影响FA合成），这表明SREBP通过产生内源性PPARα配体间接控制FAO。另外，PPARα的高幅度节律使机体对降脂药物的反应受时间的影响。因此PPARα和SREBP1的节律性会重塑代谢基因转录以应对营养过剩，并为处理代谢紊乱提供了一种时间药理学方法。（解读：傅涛）

刊发时间：

 2018年7月26日

原文链接：

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(18)30799-2

2

标题：

Hijacking Oogenesis Enables Massive Propagation of LINE and Retroviral Transposons

卵子发生的“劫持“能实现LINE和逆转录病毒转座子的大规模扩增

关键词：

转座子、piRNA、卵子发生

主要内容：

尽管动物已经进化出多种抑制转座子的机制，但仍然会发生“渗漏”导致突变和疾病的发生。这表明转座子可以采用特定策略来逃脱piRNA的控制。通过直接跟踪监视，发现在卵子形成的短暂特定窗口期间，逆转录转座子可以通过细胞类型特异性靶向策略实现大量扩增。逆转录转座子很少在未分化的种系干细胞中移动。然而，随着卵子的形成，它们会把看护细胞作为具有整合能力的大规模生产入侵产品的工厂，但是，逆转录转座子很少融入看护细胞本身，相反，通过微管介导的转运，它们将优先新拷贝并整合进入卵母细胞的DNA中。通过阻断看护细胞的微管依赖性细胞间运输，它们可以显著减轻对卵母细胞基因组的损害。文章数据显示，寄生基因组元件可以有效地劫持宿主发育过程，从而实现稳健繁殖，进而推动进化改变并引发疾病。（解读：彭卓冰）

刊发时间：

2018年7月26日

原文链接：

https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(18)30843-2

《Nature》

3

标题：

Functional aspects of meningeal lymphatics in ageing and Alzheimer’s disease

脑膜淋巴管在衰老与阿尔茨海默病中的功能研究

关键词：

脑膜淋巴管、阿尔茨海默病

主要内容：

衰老是许多神经疾病的主要致危因素，但其机制尚不清楚。中枢神经系统（CNS）与其他组织不同，它们的薄壁组织缺乏淋巴管系统，因此利用血管中的血液循环来清除部分代谢废物。本研究再次确认并评估了脑膜淋巴管在CNS代谢废物清除过程中的作用。研究显示脑膜淋巴管排出的大分子通过CNS（脑脊髓和间质液）进入小鼠颈部淋巴结，脑膜淋巴功能的损害会减缓大分子进入大脑的血管旁流和大分子从间质液中流出的速度，从而诱发小鼠的认知障碍。用血管内皮生长因子C治疗年老的小鼠，可增强其脑脊液中大分子的脑膜淋巴引流，提高脑灌注和学习记忆能力。在阿尔茨海默氏病的转基因小鼠模型中，破坏脑膜淋巴管能够促进脑膜中的淀粉样蛋白-β沉积，原理类似于人脑膜病理，并且能够加重实质淀粉样蛋白-β的累积。所以脑膜淋巴功能障碍可能是阿尔茨海默病病理和与年龄相关认知能力下降的加重因素。 因此，脑膜淋巴功能的增强可能是预防或延迟与年龄相关的神经疾病可能的治疗靶点。（解读：彭丹）

刊发时间：

 2018年7月25日

原文链接： 

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0368-8

4

标题：

New mitochondrial DNA synthesis enables NLRP3 inflammasome activation

 新线粒体DNA的合成可激活NLRP3炎症

关键词：

线粒体DNA、固有免疫

主要内容： 

NLRP3炎症小体异常调节可引发失控的炎症，这是许多慢性疾病的基础。尽管NLRP3炎性小体的形成和活化需要线粒体损伤，但尚不清楚巨噬细胞如何能够对结构上不同的炎性小体的激活刺激作出反应。本研究发现Toll样受体参与诱导线粒体DNA（mtDNA）的合成，这对NLRP3信号传导至关重要。Toll样受体可以通过MyD88和TRIF衔接子发出信号，来诱导CMPK2的IRF1依赖性转录，其中，CMPK2是一种限制性内切酶，可提供用于mtDNA合成的脱氧核糖核苷酸。 CMPK2依赖的mtDNA合成，是在接触NLRP3激活物后产生氧化mtDNA片段所必需的。胞质氧化mtDNA与NLRP3炎性小体复合物结合则是其活化所必需的。对CMPK2催化活性的依赖性的研究为更有效地控制NLRP3炎性小体相关疾病提供了可能。（解读：张海琳）

刊发时间：

 2018年7月18日

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0372-z#auth-1

5

标题：

Mitochondrial double-stranded RNA triggers antiviral signalling in humans

双链线粒体RNA可触发人类的抗病毒信号

关键词：

线粒体、双链RNA、PNP酶

主要内容：

线粒体是共生细菌的后代，保留了原核生物的基本特征，如具有紧凑的环形基因组。因此，在哺乳动物中，线粒体DNA有双向转录作用，可以产生重叠的转录本，能够形成长双链RNA结构。然而，目前双链RNA在体内尚未被发现。文章描述了一种在单细胞水平上高度不稳定的原生线粒体双链RNA物种，确定了降解酶的关键作用：线粒体RNA解旋酶SUV3和多核苷酸磷酸化酶PNPase可以限制线粒体双链RNA的水平。任何一种酶的丢失都会导致大量的线粒体双链RNA积累，并且以PNP酶的方式进入细胞质。该过程涉及一种MDA5驱动的抗病毒信号通路，它会触发I型干扰素反应。与这些数据一致，PNPT1基因（编码PNP酶）中次形态突变的患者中，线粒体双链RNA积累，会伴随着刺激干扰素的基因的上调以及一些其它免疫激活标志物的出现。PNP酶在线粒体内膜和基质中的位置表明，其在阻止线粒体双链RNA的形成并释放进入细胞质中具有双重作用。这反过来又阻止了潜在的先天免疫防御机制的激活，这些机制已经进化成可以保护脊椎动物免受微生物和病毒攻击的功能。（解读：赵书华）

刊发时间：

 2018年7月25日

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0363-0

《Science》

6

标题：

Social regulation of insulin signaling and the evolution of eusociality in ants

蚁群当中胰岛素信号的社会调节与真社会性系统的演化

关键词：

蚂蚁、胰岛素样肽2（ilp2）、营养、真社会性

主要内容：

【前言】在真社会性昆虫群体当中，绝大多数个体以牺牲自己的生殖潜能来支持女王的生殖。尽管这个系统不断演进，关于它的起源，仍然有很多争论。Chandra 等人通过转录组学的方法对7种不同的蚂蚁进行研究，发现了一个在蚁后当中表达量持续上调的单基因。这个基因似乎是通过增加营养供给量来为蚁后争取生殖地位的。在一个无性繁殖的蚂蚁群体中，幼虫的信号干扰了这个基因的上调，使得群体生殖分工变得不稳定。相关信号肽水平升高会淹没这些幼虫的信号，继而重建群体的社会性。

【摘要】学界认为，真社会性膜翅目昆虫中，女王和工兵与祖先亚社会性生活周期中的生殖和育幼阶段是同源的，但生殖分工演化背后的分子机制尚不明确。本研究通过脑转录组学分析发现了胰岛素样肽2 (ilp2)—一个在蚂蚁负责生殖的个体中总是上调的单基因，其上调的原因可能是相比于同一窝蚂蚁中其他非生殖的个体，负责生殖的个体能获取更多营养。在无性繁殖的掠食性蚂蚁—毕氏粗角蚁(Ooceraea biroi)中，幼虫通过信号抑制ilp2来抑制成虫的繁殖，由此产生的生殖周期类似祖先的亚社会性生活周期。然而，当不断升高的ilp2水平超过了幼虫的抑制信号水平，这个生殖周期就会被打破，从而形成稳定的生殖分工。这些发现为蚂蚁真社会性的起源提供了一个简单模型，即由营养决定的生殖等级，并且这种等级会被幼虫信号强化。（解读：李瑜琪）

Fig. 1. Brain gene expression in seven ant species identifies one conserved differentially expressed gene. The figure shows the summary cladogram of the seven ant species used in this study in the context of the entire ant phylogeny with all subfamilies labeled. Five of the focal species have queens, whereas two (Dinoponera quadriceps and O. biroi) are queenless. Although Harpegnathos saltator is not queenless, the data compared reproductive and nonreproductive workers (table S1). The dot plots show variance-stabilized transformed read counts for ilp2. Blue and orange dots indicate reproductive (R) and nonreproductive (NR) ants, respectively. Horizontal bars indicate means, and asterisks indicate statistically significant differences between groups (Wald test: *P < 0.05; ***P < 0.001). All photos except for those of Acromyrmex echinatior are from A. Nobile, S. Hartman, and E. Prado (www.antweb.org). Scale bars, 2 mm. The phylogeny is based on (30). Species numbers are from (6).

刊发时间：

 2018年7月27日

原文链接：

http://sci-hub.tw/downloads/3499/[e-mail]?download=true

7

标题：

LKB1 deficiency in T cells promotes the development of gastrointestinal polyposis

T细胞中LKB1的缺失可促进胃肠息肉的发生

关键词：

LKB1、T细胞、胃肠息肉

主要内容：

STK1（编码肿瘤抑制因子肝激酶B1，LKB1）的生殖系突变，可促使一种以胃肠道息肉发育为特征的癌症易感性综合征，即黑斑息肉综合征（Peutz–Jeghers syndrome (PJS)）的产生。本研究发现T细胞中Stk11的杂合缺失（LThet 小鼠）能够促进胃肠息肉的发生。LThet 小鼠、Stk11+/− 小鼠和已经患有PJS病人的息肉组织都会表现出一个慢性发炎的标志（通过炎症性免疫细胞的浸润来判定）。信号转导与转录激活因子（STAT3）的激活，可以增加与癌症发生相关的炎症因子的表达（IL-6，IL-11，CXCL2）。只要以T细胞、IL-6或STAT3中其一作为靶点，都能减少Stk11+/− 动物息肉的生长。研究通过鉴定介导的炎症反应，发现可能通过该手段治疗此类疾病有效方法。本研究确定了LKB1介导的炎症是PJS中肠息肉的组织-外在调节因子，表明了通过靶向去除该疾病中的炎症来进行治疗的方法。（解读：彭雪）

刊发时间：

 2018年7月27日

原文链接：

http://science.sciencemag.org/content/361/6400/406

8

标题：

Lectins modulate the microbiota of social amoebae

凝集素可以调节群居变形虫的微生物群落

关键词：

凝集素、变形虫、微生物群落

主要内容：

群居变形虫盘基网柄菌（Dictyostelium discoideum）在多细胞发育过程中会以微生物群落的形式生活：迁移的蛞蝓会携带细菌，而这些细菌则会在变形虫和孢子中作为内共生体存在。细菌的携带和内共生是由变形虫分泌的一种凝集素网柄菌凝素I诱导，该凝集素可以和细菌结合，从而保护它们免受细胞外杀伤，使它们可以保留在变形虫内。这种对细菌的处理在植物凝集素覆盖的细菌中也有发生，从而促使DNA从细菌到变形虫中的转移。因此，凝集素可以改变盘基网柄菌对细菌的细胞反应，从而使它们可以建立变形虫的微生物群落。另外，在哺乳动物细胞中，当细菌表面覆盖有凝集素时，细胞内的细菌也可以保留下来，因此外源凝集素也可能会引发动物的内共生。总之，本研究表明，内源性或环境凝集素可能会影响真核生物系统发育中的微生物群落稳态。（解读：刘青峰）

刊发时间：

2018年7月27日

原文链接：

http://science.sciencemag.org/content/361/6400/402

审核：刘青峰、李瑜琪

编辑：市场部

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