多篇脑科学相关！《细胞》2018年度最佳论文新鲜出炉

近日，顶尖学术期刊《细胞》推出了“Best of 2018”特刊，介绍了8篇在2018年发表的优秀论文。特刊介绍页面提到，这些是在其具有高影响力的期刊上，所刊登的年度最佳研究。

来源：学术经纬

校审：brainnews团队| Simon

微生物组竟会影响脑细胞

在大脑中，存在一种叫做小胶质细胞（microglia）的巨噬细胞。它们对大脑的发育和稳态有着关键作用。这些细胞是否会受内在和外在因素的调控？这项研究所关注的正是这一话题。

一支由新加坡与法国科学家组成的联合团队发现性别和微生物组都会影响到这些小胶质细胞。具体来说，这些研究人员们指出，小胶质细胞有着一系列的分化过程，而来自母亲的微生物会影响到小胶质细胞在产前的特性。在无菌小鼠中，处于胚胎期的雄鼠与成年的雌鼠，其小胶质细胞都会出现异常。

这表明微生物组的清除，不但会对小胶质细胞产生短期影响，还会产生长期影响，且这种影响与性别有关。研究人员们指出，这有助于我们理解小胶质细胞在疾病中的作用。

论文地址：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2017.11.042

我们找到了人类骨骼干细胞

人类骨骼干细胞的调控在长期以来都没有得到良好的研究。在这篇论文中，斯坦福大学的张元豪（Howard Y. Chang）教授与Michael T. Longaker教授分离出了具有自我更新能力的多能人类骨骼干细胞，它能产生骨骼、软骨、以及基质等结构的祖细胞。

基因表达分析的结果发现，即便这些骨骼干细胞来自多个来源，但它们的基因表达模式非常类似。而通过比较小鼠与人类的骨骼干细胞，科学家们也找到了两种生物在骨骼生成通路上的异同。

论文地址：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.07.029

GPCR药物靶点的新洞见

G蛋白偶联受体（GPCR）是新药研发人员们所关注的一类重要蛋白。据估计，大约有108个GPCR是现有药物的靶点。这些药物多达475种，占美国FDA批准药物的三分之一！然而，由于人类遗传上的多样性，这些药物对不同患者群体的作用效果各有不同。有时，它会改变药物的作用效果，甚至带来副作用。

在这项研究中，来自英国的一支团队做了一个大型的药物基因组学研究，对人类遗传学多样性有了更深的理解。这些数据也有助于我们为患者开出更为精准的处方，更好地改善他们的病情。此外，这种精准的治疗也能在一定程度上避免药物的浪费。

论文地址：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2017.11.033

“人鱼族”的生存秘诀

在东南亚地区，生活着一群“人鱼族”。他们的日常生活中，有很大一部分需要潜水。在外界眼中，他们的屏气潜水能力堪称惊人，但这背后的生理学原因，却一直没有得到阐明。

在这项研究中，科学家们做了一个基因组学的比较分析。他们发现在自然选择的影响下，这群“人鱼族”的PDE10A基因上出现了一个变异，让他们的脾脏体积明显增大，从而能够储存更多的红细胞，用来供氧。

此外，另一个叫做BDKRB2的基因，也有助于这群“人鱼”进行深度潜水。这些发现不仅揭示了“人鱼族”的生存秘诀，还有望用于缺氧症的治疗。

论文地址：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.03.054

看懂癌症的演化

透明细胞肾细胞癌（ccRCC）是一类恶性癌症，关于它的系统性研究目前还并不多。在这篇论文里，一支庞大的跨国研究团队分析了101名患者的1206个原发肿瘤位点，并发现每一个肿瘤都有至多达30个驱动因素。随后，他们理顺了驱动因素发生的先后顺序，整理出了一幅肿瘤演化的图谱。

他们发现，ccRCC可以被分为7大亚型，有着不同的遗传多样性和染色体复杂性，这都会影响到患者的最终预后。这些发现为该恶性癌症的治疗提供了宝贵的洞见，带来了潜在的干预和监控手段。

论文地址：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.03.043

首只体细胞克隆猴的诞生

去年1月，中国科学院神经科学研究所的科学家们带来了一项重磅研究：人类首次使用体细胞克隆技术，带来了克隆猴。先前，体细胞克隆技术在猴子身上难以取得成功。

中科院神经所研究员孙强博士与研究团队经过多年的探索，找到了数个关键：研究人员们发现，来自不同体细胞的细胞核，克隆成功率不尽相同，而来自“成纤维细胞”的细胞核成功率较高；其次，在引入体细胞的细胞核后，我们还需引入表观遗传学的调控，对影响胚胎发育的基因进行适当的“激活”和“关闭”，确保胚胎发育的时间不会太早，也不会太晚；最后，克隆出的胚胎还需要精心呵护，防止胎死腹中。

2017年11月27日，这群为之奋斗了无数个日夜的科学家们，终于迎来了属于他们的荣光——世界上第一只体细胞克隆猴“中中”诞生了。10天后，第二只体细胞克隆猴“华华”也顺利诞生。后续的测试表明，她们的确是细胞核供体的克隆。

《细胞》出版社首席执行官、《细胞》期刊主编Emilie Marcus博士评价说：“该成果是一项令人兴奋的重要工作，这是全世界科学家花了二十年时间才达到的技术里程碑，它有潜力引发动物研究的革命并帮助研发治疗人类疾病的新方法。”

论文地址：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.01.020

理解突触的形成与活性

突触的活性一直是神经科学领域所关注的重点。这一精细的结构，对于神经元之间的信号传导起到了关键效果。在发育过程中，突触的正确形成，对于哺乳动物的大脑功能至关重要。

在这项研究里，香港科技大学的张明杰教授团队使用生物化学的方法，重塑了突触后致密物（postsynaptic density）的结构框架。这个框架能使受体聚集，选择性地集中一些酶，并促进肌动蛋白束的形成。研究人员们指出，这为研究突触如何形成与调节，提供了一个很好的分子平台。

论文地址：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.06.047

“深度学习”用于疾病诊断

深度学习在医学影像的处理上，已经取得了极大的进展。这项研究中，一支跨国研究团队使用深度学习的框架，打造了一款能够诊断多种疾病的工具，张康教授为该研究的通讯作者。

研究表明，这款工具可以精准地对年龄相关性黄斑变性和糖尿病性黄斑水肿等致盲性眼病作出诊断，总体准确度达到了96.6%，灵敏度为97.8%，特异性为97.4%，AUC值（可反映算法的优劣）更是高达99.9%。

此外，这款AI工具还有很广的适用性。通过“阅读”X光片，这款工具可以区分儿童的细菌性肺炎和病毒性肺炎，为治疗提供协助。这一重量级的研究，也登上了当期的《细胞》封面。

论文地址：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.02.010

2019年，我们期待更多科学进展诞生！

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