前言

本文是前沿快讯的第61期。前沿快讯栏目主要收集一些个人感兴趣的近期发表的研究，关注领域包括肿瘤的分子生物学、临床研究、流行病学等，文献类型主要是期刊论文和综述。研究介绍在Google机翻摘要的基础上进行微调，可能不一定特别准确、专业，主要目的是方便自己和大家快速了解和回顾相关领域研究进展。如果你对某个研究的细节感兴趣，请自行寻找全文进一步了解。此外，研究根据子领域会进一步细分，不过交叉领域的研究不好分为某一类，所以这个分类主要用于初级索引，并不十分准确，不喜勿喷。最后，大家看到什么特别的研究，也可以在评论区向我推荐，我会酌情收录在后面的期刊中。如无意外，前沿快讯栏目会长期更新，周期为2周-1月不等。从第5期开始，前沿快讯会新增一个CNS类，用来记录一些发表在Nature, Science或Cell杂志上的研究。从第18期开始，“肿瘤转移类”、“肿瘤代谢类”等将不再更新，而是合并至其它分类。原有的流行病学类也改为科普类。

本期有以下知识点值得关注：

CNS类

空间蛋白质组学确定JAK抑制剂为致命皮肤病的治疗

Spatial proteomics identifies JAKi as treatment for a lethal skin disease – Nature – 2024

• 毒性表皮坏死症（TEN）是由常见药物引发的一种致命药物诱导性皮肤反应，是一个日益严重的公共卫生问题。TEN患者经历急性严重的表皮脱落，这种现象由角质形成细胞的死亡引起。尽管已有一些提出的分子机制，但驱动角质形成细胞死亡的主要因素仍不清楚，目前对TEN的有效治疗尚未找到。
• 在此研究中，为了系统性地映射与TEN相关的分子变化并识别潜在的可靶向药物，我们利用了深度视觉蛋白质组学技术，该技术提供了单细胞基础的细胞类型分辨率蛋白质组学。我们分析了三种不同严重程度的药物反应患者的固定石蜡包埋皮肤活检，从中量化了超过5000种在角质形成细胞和皮肤浸润免疫细胞中的蛋白质。
• 该研究揭示，TEN患者的免疫细胞和角质形成细胞中，I型和II型干扰素的表达特征显著丰富，以及磷酸化STAT1的激活。通过在体外针对性地抑制广泛JAK抑制剂tofacitinib，减少了针对角质形成细胞的细胞毒性。在两种不同的TEN小鼠模型中，通过口服给药tofacitinib、baricitinib或JAK1特异性抑制剂abrocitinib或upadacitinib，缓解了临床和组织病理学的疾病严重性。关键的是，用JAK抑制剂（JAKi）治疗是安全的，并在七名TEN患者中促进了快速皮肤再上皮化和恢复。
• 这项研究揭示了JAK/STAT及干扰素信号通路作为TEN的主要致病驱动因素，并展示了靶向JAKi作为治疗的潜力。

胰岛素的葡萄糖敏感性及其在降低低血糖风险中的作用

Glucose-sensitive insulin with attenuation of hypoglycaemia – Nature – 2024

诺和诺德 Rita Slaaby 团队

• 低血糖（血糖过低）是糖尿病胰岛素治疗中面临的主要挑战。胰岛素剂量必须进行调整，以确保血糖水平维持在正常范围，但由于血糖水平波动，尤其是某些情况下稍微过量的胰岛素就可能导致低血糖，这使得剂量匹配变得困难，而低血糖的后果可能从不适到危及生命。因此，设计一种能够根据环境中葡萄糖水平可逆调节自身生物活性的葡萄糖敏感性胰岛素，从而更好地控制血糖并降低低血糖风险，一直以来都是一个重要目标。
• 在此，我们报道了NNC2215的设计及其特性，这是一种能够对与糖尿病相关的葡萄糖水平范围产生生物活性的胰岛素共轭物，其有效性通过体外和体内实验得到了验证。
• NNC2215是通过将一种结合葡萄糖的宏环分子和一种糖苷与胰岛素结合而设计的，由此引入了一种可以在葡萄糖信号的作用下开关的机制，使胰岛素分子在活跃和非活跃构象之间实现平衡。当葡萄糖浓度从3 mM升高到20 mM时，NNC2215与胰岛素受体的亲和力增加了3.2倍。
• 在动物研究中，NNC2215的葡萄糖敏感性生物活性被证明在部分缓解血糖波动的同时，能够有效保护免受低血糖的影响。

生物钟可塑性通过神经肽基因的调控变化而演化

Circadian plasticity evolves through regulatory changes in a neuropeptide gene – Nature – 2024

洛桑大学洛桑瑞士生物与医学学院综合基因组学中心 Richard Benton 团队

• 许多生物，包括广泛分布的果蝇，表现出生物钟可塑性，即根据不同的晨昏间隔调节其活动。这种行为如何演化尚不清楚。
• 本文通过比较普通果蝇(Drosophila melanogaster)和生态专一的赤道果蝇(Drosophila sechellia)，旨在探讨生物钟可塑性演化的机制。D. sechellia失去了在长光照周期下推迟其晚间活动高峰时间的能力。
• 通过筛查D. melanogaster和D. sechellia杂交体中的生物钟突变体，发现神经肽色素分散因子(Pdf)对这一现象的丧失有所贡献。Pdf的种特异性时间表达在一定程度上归因于顺式调控的分歧。在D. melanogaster中采用物种特异性Pdf调控序列进行RNA干扰和救助实验，显示调节该神经肽表达的变化影响行为可塑性程度。Pdf的调控区域在D. sechellia及来自不同纬度的D. melanogaster种群中显示出选择信号。
• 我们提供的证据表明可塑性在高纬度下为D. melanogaster带来选择优势，而D. sechellia在其分布范围外则可能因交配成功率降低而遭受适应上的成本。我们的发现突显了该神经肽基因作为生物钟可塑性演化的一个热点位点，可能促成了D. melanogaster的全球分布及D. sechellia的生态专一性。

神经肽信号调节T细胞分化

Neuropeptide signalling orchestrates T cell differentiation – Nature – 2024

美国麻省总医院和哈佛医学院布莱根妇女医院Gene Lay 免疫学和炎症研究所 Vijay K. Kuchroo 团队

• T辅助1型（TH1）细胞与其他TH细胞之间的平衡对于抗病毒和抗肿瘤反应至关重要，但这一平衡的实现机制仍然知之甚少。本研究探讨了TH1细胞在体外极化和急性病毒感染后体内分化过程中的动态调节。
• 我们使用独特的TH1–TH2细胞二元培养系统识别了调节T辅助细胞分化的调节因子，并通过多次体内外CRISPR筛选系统性验证了它们的调节作用。研究发现，神经肽CGRP（降钙素基因相关肽）受体的组成部分RAMP3在TH1细胞命运决定中发挥细胞内在作用。
• 髓外CGRP信号通过受体RAMP3–CALCRL限制了TH2细胞的分化，而通过激活下游的cAMP响应元件结合蛋白（CREB）和激活转录因子3（ATF3）促进TH1细胞的分化。ATF3通过诱导TH1细胞分化的关键调控因子Stat1的表达，进一步促进了TH1细胞的分化。在病毒感染后，神经元产生的CGRP与T细胞上表达的RAMP3之间的相互作用增强了抗病毒的产生IFNγ的TH1和CD8+ T细胞反应，并有效控制了急性病毒感染。
• 我们的研究揭示了一条神经免疫回路，其中神经元通过产生神经肽CGRP参与T细胞命运决定，作用于RAMP3表达的T细胞，诱导有效的抗病毒TH1细胞反应。

(～￣▽￣)～ 选择性利用葡萄糖代谢指导哺乳动物的胚胎发育

Selective utilization of glucose metabolism guides mammalian gastrulation – Nature – 2024

美国耶鲁大学医学院遗传学系 Berna Sozen 团队

• 当前的观点认为，在发育中的有机体中，形态模式的形成主要依赖于转录因子网络和信号分子的共同输入，产生空间和时间特异的表达模式。然而，代谢也逐渐被认定为一种重要的发育调控因子，超越了其在能量生产和生长中的传统功能。关于养分利用在指导细胞程序、塑造哺乳动物胚胎发育中的机制尚不清楚。
• 本研究通过对发育中的小鼠胚胎、干细胞模型及胚胎来源的组织样本进行单细胞分辨率的定量成像，揭示了在哺乳动物胚胎发育过程中出现的两波空间分布、细胞类型和阶段特异性的葡萄糖代谢活动。我们发现，第一波葡萄糖代谢的空间-时间波动是通过己糖胺生物合成途径驱动上胚层细胞命运的获得，第二波则通过糖酵解引导中胚层迁移和侧向扩展。此外，我们证明了葡萄糖通过细胞信号通路对这些发育过程的影响，每一波中将葡萄糖与ERK活性之间的链接机制存在差异。
• 我们的发现强调了在与遗传机制和形态梯度协同作用下，细胞代谢的区域化在指导细胞命运及专门功能中的重要性。本研究挑战了细胞代谢的通用性和基础性质，提供了对其在不同发育背景下角色的宝贵见解。

(～￣▽￣)～ 古老的幽门螺旋杆菌生态种

An ancient ecospecies of Helicobacter pylori – Nature – 2024

中国科学院上海免疫与感染研究所 Daniel Falush 团队

• 幽门螺旋杆菌（Helicobacter pylori）在其长期寄生于人类宿主的过程中会破坏胃黏膜，引发溃疡和胃癌等后果。许多幽门螺旋杆菌的毒力因子已经被识别，并表现出广泛的地理变异。
• 本研究确定了一种“Hardy”生态种的幽门螺旋杆菌，它与“Ubiquitous”幽门螺旋杆菌在大部分基因组上共享共同的祖先，但在100个基因中几乎存在固定的单核苷酸多态性差异，其中许多基因编码外膜蛋白和宿主相互作用因子。
• 大多数Hardy菌株具有第二种脲酶，该酶使用铁作为辅因子而非镍，且具有两个额外的空泡细胞毒素VacA的拷贝。目前，Hardy菌株的分布有限，主要出现在西伯利亚和美洲的土著人群中，以及已经从人类传播到其他哺乳动物的谱系中。多态性数据的分析暗示，Hardy和Ubiquitous菌株自人类离开非洲之前就已共同存在于现代人类的胃中，并且在我们的迁徙过程中一起扩散到世界各地。
• 我们的研究结果还表明，即使在菌株之间持续的基因交流存在的情况下，细菌种群内也能稳定维持高度独特的适应策略。

最古老的蝌蚪揭示了无尾目生活史的进化稳定性

The oldest tadpole reveals evolutionary stability of the anuran life cycle – Nature – 2024

• 无尾目（Anurans）以其双相生活史为特征，包括水生的幼体（蝌蚪）阶段和随后的成人（青蛙）阶段，这两个阶段通过形态和生理发生剧烈变化的变态期相连接。现存的蝌蚪展示了丰富的形态多样性和生态重要性，但在白垩纪前（145百万年前之前）的化石记录中缺乏蝌蚪的踪迹，这使得它们的起源和早期进化仍然不明确。这与早侏罗世的无尾目化石记录相对比，后者可以追溯到大约217-213百万年前的晚三叠世。
• 在此，我们报道了一种来自巴塔哥尼亚中侏罗世（约168-161百万年前）的无尾目原始类群Notobatrachus degiustoi的晚期蝌蚪。这一发现具有双重重要性，因为它代表了已知的最古老蝌蚪，且据我们所知是首次发现的无尾目原始幼体。其优美的保存状态，包括软组织，展示了与现存蝌蚪特征相关的滤食机制。
• 值得注意的是，N. degiustoi的蝌蚪和成体均体型巨大，显示出原始无尾目蝌蚪中的巨型化现象。这一新发现揭示，一种双相生活史，伴随滤食蝌蚪栖息在水生暂时性环境中的特征，早在无尾目早期进化历史中就已经存在，并在至少161百万年内保持相对稳定。

工程化气味受体揭示气味辨别的基础

Engineered odorant receptors illuminate the basis of odour discrimination – Nature – 2024

• 嗅觉系统如何检测和区分具有不同物理化学性质和分子构型的气味尚不完全清楚。脊椎动物通过G蛋白偶联气味受体（ORs）感知气味。在人类中，约有400个ORs赋予了嗅觉。OR家族主要分为两大类：I类ORs对羧酸进行调谐，而II类ORs则对多种气味有反应。理解嗅觉的一个基本挑战是无法可视化气味与ORs的结合。
• 在这项研究中，我们通过使用工程化ORs并采用共识蛋白设计策略，揭示了气味-OR相互作用的分子特性。由于这些共识OR（consORs）源自人类ORs的17个主要亚家族，它们为建模具有高序列和结构同源性的个体天然ORs提供了模板。
• consORs的生化可处理性使我们能够确定四种具有特定配体识别特性的不同consOR的低温电子显微镜结构。consOR51（一个I类consOR）的结构与天然人类受体OR51E2显示出高度的结构相似性，并生成了一个相关的人类OR51家族成员的同源模型，具有很高的预测能力。三种II类consOR的结构揭示了I类和II类ORs之间不同的气味结合和激活机制。
• consORs的结构为理解OR超家族对气味的分子识别奠定了基础。

同种异体造血细胞移植后的克隆动态

Clonal dynamics after allogeneic haematopoietic cell transplantation – Nature – 2024

• 同种异体造血细胞移植（HCT）用供体细胞替代了负责血液生成的干细胞。为了量化长期干细胞植入动态，我们对来自十对供体-受体的数据进行了基因组测序，这些样本是在与HLA匹配的兄弟姐妹HCT后9至31年所取下的共计2,824个单细胞来源的造血克隆。
• 在较年轻的供体（在移植时年龄为18至47岁）中，5,000至30,000个干细胞已成功植入，并且在采样时仍在参与造血；而在较年长的供体（50至66岁）中，估计植入的干细胞数量低了十倍。植入的细胞对髓系、B淋巴和T淋巴细胞群体均作出了多系贡献，尽管个别克隆往往对某一成熟细胞类型表现出偏向。
• 受体的克隆多样性低于相应的供体，相当于约10至15年的额外衰老，这是由于干细胞克隆的扩张程度高达25倍所致。移植相关的种群瓶颈无法解释这些差异；相反，系统发育树显示了两种不同的HCT特异性选择模式。
• 在“修剪选择”中，支持受体富集克隆扩张的细胞分裂发生在供体中，其选择优势源于优先动员、采集、生存或初始定植。在“生长选择”中，支持克隆扩张的细胞分裂发生在受体的骨髓中，植入后尤为明显，特别是具有多个驱动突变的克隆。
• 与供体未受干扰的造血过程相比，从其原生环境中拔起干细胞并移植到异体后增加了选择压力，扭曲并加速了克隆多样性的丧失。

组织间隙是非洲锥虫抗原多样性的库

Tissue spaces are reservoirs of antigenic diversity for Trypanosoma brucei – Nature – 2024

• 原生动物寄生虫非洲锥虫（Trypanosoma brucei）通过变异其密集的变异表面糖蛋白（VSG）外膜逃避免疫系统的清除，周期性地“切换”VSG的表达，利用大量的VSG编码基因组谱系。近年来的体内抗原变异研究主要集中于寄生在血液中的寄生虫，但研究表明，许多寄生虫，甚至大多数寄生虫生存在组织的间质空间。
• 我们旨在探讨在外血管寄生虫群体中抗原变异的动态，使用VSG-seq，这是一种用于对T. brucei群体中表达的VSG进行高通量测序的方法。我们的研究表明，组织而非血液是针刺和采蝇叮咬引发的T. brucei感染中抗原多样性的主要储存库，其中超过75%的VSG仅在外血管空间内发现。
• 我们发现，这种增加的多样性与组织间隙中寄生虫清除速度较慢相关联。综合这些数据支持了一种模型：在外血管空间中，免疫反应较慢为生成维持慢性感染所需的抗原多样性提供了更多时间。
• 我们的发现揭示了外血管空间在病原体多样性形成中的重要作用。

多余的X染色体如何损害男性胎儿生殖细胞的发展

How the extra X chromosome impairs the development of male fetal germ cells – Nature – 2024

• X联锁基因剂量在胎儿生殖细胞（FGCs）发育过程中被准确调节。然而，X联锁基因的异常剂量如何损害人类FGCs的发育仍然知之甚少。患有克兰费尔特综合症（KS）患者的FGCs多出了一个X染色体，为研究这一问题提供了天然模型。
• 我们的研究表明，大多数KS患者的人类FGCs在早期阶段被阻滞，表现为与多能性、WNT通路和TGF-β通路相关基因的上调，以及FGCs分化相关基因的下调。仅有少量KS FGCs能够达到晚期，但依然维持相对原始的状态。KS FGCs中，X染色体未被失活且X联锁基因的剂量过高。
• X联锁基因主导了差异表达基因，并富集于与KS FGCs发育延迟相关的关键生物过程中。此外，Sertoli细胞与FGCs之间的异常相互作用破坏了KS患者晚期FGCs向基底膜的迁移。值得注意的是，抑制TGF-β通路可改善KS患者FGCs的分化。
• 我们的研究揭示了多余的X染色体如何损害男性FGCs的发育，并揭示了KS中生殖细胞丧失前的初步分子事件。

RAS突变白血病干细胞驱动对venetoclax的临床耐药性

RAS-mutant leukaemia stem cells drive clinical resistance to venetoclax – Nature – 2024

• 癌症驱动突变往往表现出不同的时间获取模式，但其中的生物机制则仍然未知。RAS突变通常发生在急性髓性白血病的晚期，伴随疾病的进展或复发/难治性疾病出现。
• 我们利用人类白血病模型，首次表明RAS突变是必然发生的晚期事件，其需要在早期合作突变之后才能发生。我们为此现象提供了机制性解释，即需要突变型RAS特异性转化承载先前获得的驱动突变的髓单核系承诺前体（粒细胞-单核细胞前体），显示出先进白血病克隆可以来源于血液生成层次中与祖先克隆不同的细胞类型。
• 此外，我们还证明了RAS突变白血病干细胞（LSCs）会导致单核细胞病，这在对BCL2抑制剂venetoclax反应不佳的患者中常可见到。我们发现这种现象是由于RAS突变LSCs与RAS野生型LSCs相比，BCL2家族基因表达发生改变，从而对venetoclax产生耐药性，导致临床耐药及具有单核细胞特征的复发。
• 我们的发现表明，特定的遗传驱动因素通过施加特定的LSC靶细胞限制，塑造了急性髓性白血病的非遗传细胞层次结构，并严重影响患者的治疗结果。

单个噬菌体蛋白从TIR和cGAS类似酶中隔离信号

Single phage proteins sequester signals from TIR and cGAS-like enzymes – Nature – 2024

• 原核抗噬菌体免疫系统采用TIR和cGAS类似酶分别产生1′′-3′-糖环ADP-核糖（1′′-3′-gcADPR）和环二核苷酸（CDN）及环三核苷酸（CTN）信号分子，从而限制噬菌体复制。然而，噬菌体如何中和这些不同且普遍的系统仍不清楚。
• 在此，我们展示了Thoeris抗防御蛋白Tad14和Tad25均通过同时隔离CBASS循环寡核苷酸，实现了抗循环寡核苷酸基础的抗噬菌体信号系统（抗-CBASS）活性。
• 除了结合Thoeris信号1′′-3′-gcADPR和1′′-2′-gcADPR之外，Tad1还与众多CBASS CDNs和CTNs以高亲和力结合，抑制了在体内和体外使用这些分子的CBASS系统。六聚体结构的Tad1具有六个独立的结合位点，可以结合CDNs或gcADPR，这些位点与两个高亲和力的CTNs结合位点相互独立。
• Tad2形成四聚体，同样能够隔离各种CDNs以及gcADPR分子，利用不同的结合位点同时结合这些信号。因此，Tad1和Tad2都是双重抑制剂，结合抗-CBASS蛋白2（Acb）共同建立了一种噬菌体蛋白的范式，利用独特的结合位点灵活地隔离大量循环核苷酸。

肿瘤演化与微环境在二维和三维空间中的相互作用

Tumour evolution and microenvironment interactions in 2D and 3D space – Nature – 2024

美国密苏里州圣路易斯市华盛顿大学医学系 Li Ding 团队

• 为了研究癌细胞与非癌细胞之间的空间相互作用，我们通过Visium空间转录组学（ST）检查了来自6种癌症类型的78例病例中的131个肿瘤切片，并结合了48个匹配的单核RNA测序样本和22个匹配的索引共同检测（CODEX）样本。
• 我们定义“肿瘤微区”为由间质成分分隔开的空间上独特的癌细胞簇，用于描述肿瘤结构和栖息地。不同癌症类型中的微区在大小和密度上有所不同，最大微区出现在转移样本中。我们进一步将具有共同遗传改变的微区分组为“空间亚克隆”。我们发现35个肿瘤切片显示出亚克隆结构；具有不同拷贝数变异和突变的空间亚克隆表现出不同的致癌活性。
• 我们在微区中心观察到代谢活性增加，而在微区的前缘处观察到抗原呈递增加。我们还观察到微区内的T细胞浸润变化，并发现巨噬细胞主要位于肿瘤边界。通过共同注册来自16个样本的48个序列ST切片，我们重建了3D肿瘤结构，为肿瘤的空间组织和异质性提供了洞察。此外，利用无监督深度学习算法并整合ST和CODEX数据，我们识别出免疫“热区”和“冷区”，并增强了围绕3D亚克隆的免疫耗竭标记物的表达。
• 这些发现有助于理解肿瘤在二维和三维空间中通过与局部微环境相互作用的演化过程，为肿瘤生物学提供了宝贵的见解。

催乳素激活的下丘脑BNC2神经元急性抑制食物摄入

Leptin-activated hypothalamic BNC2 neurons acutely suppress food intake – Nature – 2024

洛克菲勒大学霍华德休斯医学院分子遗传学实验室Jeffrey M. Friedman团队

• 催乳素是一种脂肪组织激素，负责通过调节特定神经群体的活动来维持脂肪组织质量的稳态控制。催乳素通过抑制促进食欲的毛地黄相关蛋白（AGRP）神经元和激活抑制食欲的前促黑素皮质素（POMC）神经元来调节食物摄入。然而，尽管AGRP神经元在快速时间尺度上调节食物摄入，但急性激活POMC神经元的效果却微乎其微。这引发了一个假设，即存在一种未知的催乳素调节神经群体，能够快速抑制食欲。
• 在本研究中，我们报告了在下丘脑弓状核中发现的一种新的催乳素靶向神经元群体，这些神经元表达basonuclin 2（Bnc2），通过直接抑制AGRP神经元急性抑制食欲。
• 与AGRP神经元的激活效果相反，BNC2神经元的激活在饥饿但不饱腹的小鼠中引发了表现出正价的位点偏好。BNC2神经元的活动受催乳素、感官食物线索和营养状态的调节。此外，删除BNC2神经元中的催乳素受体导致明显的嗜食症和肥胖，类似于观察到的AGRP神经元中的催乳素受体缺失现象。
• 这些数据表明，表达BNC2的神经元是维持能量平衡的神经回路的重要组成部分，从而填补了我们对食物摄入调节和催乳素作用理解中的一个重要空白。

(～￣▽￣)～ γδ T细胞的节律性IL-17产生维持脂肪组织的新生脂肪生成

Rhythmic IL-17 production by γδ T cells maintains adipose de novo lipogenesis – Nature – 2024

• 免疫系统的昼夜节律有助于保护机体免受病原体的侵害；然而，昼夜节律在免疫稳态中的作用尚不完全清楚。先天T细胞是局部组织驻留的淋巴细胞，在组织的稳态中发挥着重要作用。
• 在这项研究中，我们使用单细胞RNA测序、分子时钟报告基因和基因操控技术，发现先天性IL-17产生的T细胞（包括γδ T细胞、变性自然杀伤T细胞和粘膜相关变性T细胞）相比其产生IFNγ的同源细胞更富含分子时钟基因。特别地，IL-17产生的γδ T细胞依赖分子时钟来维持脂肪组织的稳态，并在多种脂肪组织中展现出RORγt和IL-17A的强烈昼夜节律，其峰值发生在夜间。
• 在小鼠模型中，CD45细胞群体中分子时钟的缺失（Bmal1∆Vav1）影响了脂肪γδ17 T细胞的IL-17产生，而对αβ T细胞或IFNγ产生的γδ T细胞的细胞因子产生则没有影响。昼夜节律性IL-17对脂肪组织的新生脂肪生成至关重要，缺乏脂肪细胞特异性IL-17受体C（IL-17RC）的小鼠在新生脂肪生成上表现出缺陷。
• 通过整体代谢分析发现，缺失IL-17A和IL-17F表达的双基因敲除小鼠（Il17a−/−Il17f−/−）在新生脂肪生成的昼夜节律上存在缺陷，导致整体代谢节律和核心体温节律的中断。这项研究确定了IL-17在维持整体代谢稳态中的关键作用，表明新生脂肪生成是IL-17的一个主要靶标。

心肌梗死增强睡眠以限制心脏炎症和损伤

Myocardial infarction augments sleep to limit cardiac inflammation and damage – Nature – 2024

• 睡眠对心血管健康至关重要。然而，连接心血管病理与睡眠的神经回路尚未完全理解。研究表明心脏损伤是否会影响睡眠，及睡眠介导的神经输出是否有助于心脏的愈合和炎症仍不清楚。
• 本研究报道，在人类和小鼠中，心肌梗死（MI）后单核细胞会主动被招募至大脑，以增强睡眠，这一过程抑制了对心脏的交感神经输出，从而限制炎症并促进愈合。在MI后，小胶质细胞迅速通过脉络丛招募循环单核细胞至大脑的丘脑外侧后核（LPN），在此它们被重编程以生成肿瘤坏死因子（TNF）。
• 在丘脑LPN中，单核细胞产生的TNF与表达Tnfrsf1a的谷氨酸能神经元相互作用，增加慢波睡眠的压力和丰度。MI后打断睡眠会加重心脏功能下降，降低心率变异性，并引发自发性心室心动过速。
• 在MI后，通过操控丘脑LPN中谷氨酸能TNF信号来打断或减少睡眠，增加心脏的交感输入，这通过巨噬细胞β2-肾上腺素受体的信号促进细胞趋化特征，从而增加单核细胞的涌入。急性冠状动脉综合征后，睡眠不足的几周内将增加继发心血管事件的易感性并降低心脏的功能恢复。此外，在人类中，睡眠不足也使得表达β2-肾上腺素受体的单核细胞向趋化表型重编程，从而增强其迁移能力。
• 本研究的数据揭示了心脏损伤后心生成的睡眠调控，限制了心脏的交感输入，从而抑制炎症和损伤。

定制冠状病毒受体的设计

Design of customized coronavirus receptors – Nature – 2024

• 尽管冠状病毒使用多种受体，但由于缺乏感染模型，未知受体的冠状病毒特征化受到阻碍。本文介绍了一种工程化功能定制病毒受体（CVR）的策略。该模块化设计依赖于构建由各种模块组成的人工受体支架，并生成特定的病毒结合域。
• 我们识别了CVR功能性模拟天然受体所需的关键因素，这些因素通过促进刺突蛋白的蛋白酶切割、膜融合及伪病毒的进入和传播，适用于多种冠状病毒。我们描绘了功能性SARS-CoV-2刺突受体结合位点，以指导CVR的设计，并揭示了由N末端结构域靶向的S2L20-CVR促进细胞进入的机制。
• 我们为来自6个亚属的12种代表性冠状病毒生成了表达CVR的细胞，其中大部分缺乏已知受体。研究表明，广谱沙尔科病毒CVR支持传播能力强的HKU3伪病毒及真实的RsHuB2019A3的传播。
• 使用HKU5特异性CVR，我们成功地恢复了野生型和ZsGreen-HiBiT标记的HKU5-1（LMH03f），并从蝙蝠样本中分离出HKU5菌株。本研究表明，CVR策略在建立独立于天然受体的感染模型方面的潜力，为研究缺乏已知易感靶细胞的病毒提供了一种工具。

结直肠癌转移过程中的渐进性可塑性

Progressive plasticity during colorectal cancer metastasis – Nature – 2024

• 随着癌症的进展，其侵袭性逐渐增强——转移性肿瘤对一线治疗的反应性低于原发性肿瘤，且它们获得对后续治疗的耐药性，最终导致患者死亡。基本上，来自同一患者的原发肿瘤和转移肿瘤的突变大体上是保守的，这表明非基因特征的表型可塑性在癌症进展和耐药性中起着重要的作用。然而，我们对转移细胞状态及其转变机制的了解仍然不足。
• 在一组来自同一患者的正常结肠、原发性和转移性结直肠癌生物样本三重组中，我们发现，尽管原发肿瘤主要采用LGR5+肠道干细胞样状态，转移性肿瘤却表现出渐进性的可塑性。癌细胞失去肠道细胞特征，重新编程为高度保守的胎儿祖细胞状态，然后经历非典型分化，转变为不同的鳞状和神经内分泌样状态，这一过程在转移和化疗影响下加剧，并与患者的生存率低下相关。
• 通过使用匹配的患者来源类器官，我们证明转移细胞在与微环境线索相互作用时表现出比其肠道谱系限制的原发肿瘤对应细胞更大的细胞自主多谱系分化潜能。我们确定了PROX1作为胎儿祖细胞状态下非肠道谱系的抑制因子，显示PROX1下调允许非典型重编程的发生。

(～￣▽￣)～ 系列研究 – 哺乳动物发育与癌前状态的时间记录

Temporal recording of mammalian development and precancer – Nature – 2024

美国范德比尔特大学医学中心上皮生物学中心 Ken S. Lau 和 Robert J. Coffey 团队

• 对细胞事件的时间排序提供了对生物现象的基本见解。虽然传统上是通过连续直接观察来实现这一点，另一种解决方案则利用不可逆的遗传变化，例如自然而然发生的突变，创造无法磨灭的标记，以便进行追溯性时间排序。
• 我们使用了一种多功能单细胞CRISPR平台，开发了一种分子时钟方法，以记录体内细胞事件的时序和克隆性，以及细胞状态和谱系信息的整合。
• 通过这一方法，我们揭示了小鼠胚胎发育过程中组织特异性细胞扩展的精确时机、细胞类型之间非常规的发育关系以及其独特遗传历史下的新上皮前体状态。对小鼠腺瘤的分析结合了对人类癌前状态的多组学和单细胞分析，以及对418个人类息肉的克隆分析，显示在15%到30%的结肠癌前状态中发生了多克隆起始，表明这些癌前状态起源于多个正常祖细胞。
• 本研究提出了一种多模式框架，为体内记录奠定了基础，整合了合成或自然不可磨灭的遗传变化与单细胞分析，以探索哺乳动物系统中发育和肿瘤发生的起源和时序。

(～￣▽￣)～ 系列研究 – 多克隆性克服了APC驱动肿瘤发生中的适应性障碍

Polyclonality overcomes fitness barriers in Apc-driven tumorigenesis – Nature – 2024

英国剑桥癌症研究所 Douglas J. Winton 团队

• APC肿瘤抑制基因的功能丧失突变是肠道肿瘤发生的初始步骤。APC突变的肠道干细胞通过分泌Wnt拮抗因子而超越其野生型邻居，这一过程加速了突变体的固定及随后的快速克隆扩展。然而，有关人类患者和小鼠模型中多克隆肠道肿瘤的报道似乎与这一过程不符。
• 本研究结合多色谱系追踪和小鼠中的化学诱变，揭示了大量肠道肿瘤具有多源祖先的起源。多克隆肿瘤保持着由具有不同APC突变和转录状态的亚克隆组成的结构，主要由KRAS和MYC信号通路的差异驱动。这些通路层面的变化伴随着癌症干细胞表型的显著差异。
• 值得注意的是，这些发现通过引入一种致癌Kras突变得到了确认，该突变导致主要单克隆肿瘤的形成。此外，多克隆肿瘤具有加速的生长动态，提示多克隆性与肿瘤进展之间存在关联。
• 综合这些发现，表明克隆间相互作用在促进肿瘤发生中的作用，通过依赖于克隆间致癌通路差异激活的非细胞自主途径来发挥影响。

(～￣▽￣)～ 系列研究 – 结直肠癌前病变演变中的多克隆到单克隆转变

Polyclonal-to-monoclonal transition in colorectal precancerous evolution – Nature – 2024

中国科学院深圳先进技术研究院、深圳合成生物学研究所、定量合成生物学重点实验室 Zheng Hu 团队

• 揭示癌前病变的起源和演变对有效预防恶性转化至关重要，但我们目前的知识仍然有限。我们通过一种基于基础编辑的DNA条形码系统，全面绘制了小鼠肠道肿瘤发生模型中单细胞的系统发育树，这些模型由炎症或Apc基因缺失诱导。
• 通过对正常、发炎和肿瘤性肠道组织中260,922个单细胞的高分辨率系统发育分析，我们识别出每个病变内数十个独立的细胞谱系，并观察到它们进行平行克隆扩展。我们还通过大规模全外显子组测序和单腺体全基因组测序发现了人类散发性结直肠息肉的多克隆起源。
• 基因组和临床数据支持一个多克隆到单克隆转变的模型，其中单克隆病变代表一个更先进的阶段。单细胞RNA测序揭示了早期多克隆病变中细胞间广泛的相互作用，但在单克隆转变过程中这种相互作用显著减少。
• 因此，我们的数据表明，结直肠癌前病变往往由多条不同的谱系构成，并强调它们在癌症形成早期阶段的协同相互作用。这些发现为早期干预结直肠癌提供了新的视角。

内源性自我肽守护中枢神经系统的免疫特权

Endogenous self-peptides guard immune privilege of the central nervous system – Nature – 2024

• 中枢神经系统（CNS）虽有战略性解剖屏障设计以保护其免受免疫系统的影响，但其并非完全与免疫系统隔绝。事实上，CNS与外周免疫系统保持着物理连接，且其可受到外周免疫的影响。如何在保持免疫学独特地位的同时，维持CNS的这种应答能力，仍然是一个悬而未决的难题。
• 在我们探索来源于CNS的分子线索，以实现其与免疫系统的直接交流时，发现了一组内源性CNS衍生的调节性自我肽，这些自我肽在CNS边界的主要组织相容性复合体（MHC）II分子上展示。在稳态条件下，这些调节性自我肽被发现与MHC II分子结合，贯穿从大脑到其周围脑膜和引流颈淋巴结的淋巴排 drainage 路径。
• 然而，在神经炎症性疾病中，调节性自我肽的展示显著减少。通过增强这些调节性自我肽的展示，抑制性CD4+ T细胞群体被扩展，从而以CTLA-4和TGFβ依赖的方式控制CNS自身免疫。
• 这一对CNS衍生的自身免疫自我肽的意外发现，可能是使CNS能够在维持与免疫系统的持续对话的同时，平衡明显的自身反应性的分子关键。这为我们重新审视及治疗神经炎症和神经退行性疾病提供了新的视角。

药物恢复突变RAS的GTP水解活性

Pharmacologic restoration of GTP hydrolysis by mutant RAS – Nature – 2024

• 每年全球约有340万患者被确诊为携带三种RAS原癌基因（KRAS、NRAS和HRAS）中致病突变的癌症。这些突变会削弱RAS的GTP酶活性，导致下游信号通路的激活和细胞增殖。长期以来，恢复RAS突变体的水解活性的努力并未成功，阻碍了相关治疗策略的可行性。
• 本研究展示了三复合体抑制剂的作用机制，即能够将环孢素A（CYPA）招募到RAS活性状态的一类分子胶。这类抑制剂具有双重机制：不仅阻止激活的RAS结合其效应物，意外地还刺激了GTP的水解。与药物结合的CYPA复合物调节RAS中切换II结构域的残基，以特定突变的方式协调对GTP的ɣ磷酸盐进行亲核攻击。
• 对GTP酶活性刺激最敏感的RAS突变体在治疗中表现出更高的脆弱性，表明药物刺激水解增强了针对特定RAS突变体的三复合体抑制剂的治疗效果。
• 本研究为开发一类新的治疗药物奠定了基础，该药物通过刺激突变GTP酶活性来抑制癌症生长。

(～￣▽￣)～ 干细胞活性与内源性逆转录病毒的抑制协同作用调控成人组织再生

Stem cell activity-coupled suppression of endogenous retrovirus governs adult tissue regeneration – Cell – 2024

• 哺乳动物的逆转录转座子占基因组的40%。在组织再生过程中，成人干细胞会协调地抑制逆转录转座子并激活谱系基因，但这种协调是如何控制的尚不清楚。
• 在本研究中，我们观察到组蛋白甲基转移酶SETDB1（一个逆转录转座子抑制因子）的动态表达与小鼠皮肤中的干细胞活性密切相关。SETDB1的缺失会导致内源性逆转录病毒（ERVs，一种逆转录转座子）的重新激活以及类似病毒颗粒的组装，从而导致脱发和干细胞耗竭，而这种情况可以通过抗病毒药物逆转。
• 从机制上看，至少有两条分子和空间上不同的通路负责这种现象：由毛囊干细胞和前体介导的抗病毒防御，以及因暂时性增殖细胞中的复制压力引起的抗病毒独立反应。ERV的重新激活是由DNA去甲基化酶十-十一转座子（TET）介导的羟甲基化促进的，并通过消除细胞命运转录因子得到重复。
• 总之，我们证实了ERV的沉默与干细胞活性密切相关，并且对于成人毛发再生至关重要。

古老HLA I类受体等位基因在大洋洲原住民的自然杀伤细胞驱动免疫中起多样化作用

An archaic HLA class I receptor allele diversifies natural killer cell-driven immunity in First Nations peoples of Oceania – Cell – 2024

• 主办单位免疫的遗传变异影响着第一民族人民所经历的感染性疾病的不成比例负担。多态性人类白细胞抗原（HLA）I类和杀伤细胞免疫球蛋白样受体（KIRs）是自然杀伤（NK）细胞的关键调节因子，这些细胞在早期感染控制中发挥作用。然而，这种变异如何影响不同人群的反应尚不清楚。
• 我们展示了HLA-A∗24:02通过正向自然选择在大洋洲的第一民族人民中成为对抑制性KIR3DL1的主导配体。我们确定了KIR3DL1∗114，这是一个在大洋洲广泛分布且独特的等位基因谱系，源自古人类。来自澳大利亚第一民族捐赠者的KIR3DL1∗114+NK细胞通过与HLA-A∗24:02结合而受到抑制。
• KIR3DL1∗114谱系的特征是166位氨基酸残基呈苯丙氨酸。结构和结合研究表明，苯丙氨酸166与HLA-肽复合物形成多个独特接触点，从而增加了结合的亲和力和特异性。
• 因此，评估免疫遗传变异及其对免疫功能的影响，对于理解基于人群的疾病关联具有重要意义。

结构引导的胆汁酸衍生物发现用于治疗肝脏疾病且不引起瘙痒

Structure-guided discovery of bile acid derivatives for treating liver diseases without causing itch – Cell – 2024

北京分子科学国家实验室，教育部生物有机化学与分子工程重点实验室，清华大学化学与分子工程学院

• 慢性瘙痒是影响肝病患者生活质量的一种严重症状，尤其是在胆汁淤积等疾病中更为常见。人类G蛋白偶联受体MRGPRX4（hX4）的激活与胆汁酸（BAs）相关，被认为在促进胆汁淤积瘙痒中发挥作用。然而，相关的详细机制仍不清楚。
• 在此研究中，我们发现胆汁淤积患者中与瘙痒症状相关的3-硫酸化胆汁酸水平显著升高。我们解析了hX4-Gq与3-磷酸去氧胆酸（DCA-3P）复合物的冷冻电子显微镜（cryo-EM）结构，DCA-3P是内源性3-硫酸去氧胆酸（DCA-3S）的模拟物。该结构揭示了MRGPR家族蛋白中前所未见的配体结合口袋，强调了胆汁酸中3-羟基（3-OH）基团在激活hX4中的关键作用。
• 受该结构信息的指导，我们设计并开发了复合物7（C7），这是一种缺乏3-OH的胆汁酸衍生物。值得注意的是，C7在肝病模型中有效缓解了肝损伤和纤维化，同时显著减轻了瘙痒副作用。
• 我们的研究为没有引发瘙痒的肝疾病治疗提供了新的胆汁酸衍生物，这可能会改善患者的生活质量。

IRGQ介导的自噬在MHC I类分子质量控制中的作用促进肿瘤免疫逃逸

IRGQ-mediated autophagy in MHC class I quality control promotes tumor immune evasion – Cell – 2024

• 自噬-溶酶体系统负责多种货物的降解，并且与肿瘤进展相关。
• 本研究表明，免疫相关GTP酶家族Q（IRGQ）蛋白在MHC I类分子的质量控制中发挥作用。
• IRGQ通过与GABARAPL2和LC3B的结合模式，引导错误折叠的MHC I类分子向溶酶体降解。在缺乏IRGQ的情况下，自由的MHC I重链不仅在细胞中积累，而且还被转运到细胞表面，因而促进了免疫反应。
• 患有肝细胞癌的小鼠和人类患者因IRGQ水平降低而显示出更好的生存率，这与CD8+ T细胞对IRGQ敲除肿瘤细胞的高度反应性相关。
• 因此，我们揭示了IRGQ作为MHC I类质量控制的调控因子，介导肿瘤免疫逃逸的机制。

神经活动的多尺度组织统一了依赖于尺度的脑功能理论

Multiscale organization of neuronal activity unifies scale-dependent theories of brain function – Cell – 2024

• 不同分辨率下采集的脑电记录支持不同的神经编码特征，导致了依赖于尺度的脑功能理论的形成。
• 在此，我们展示这些不同特征源于一种重尾的多尺度神经元活动功能组织，这种组织在斑马鱼和线虫整脑钙成像记录以及果蝇、小鼠和猕猴的感觉区域中观察到。
• 网络模拟表明，这种保守的层级结构增强了信息处理能力。最终，我们发现尽管在行为过程中细胞协调的跨尺度重构显著，仍然能够保持这种组织模式。
• 我们的研究发现表明，这种神经活动的非线性组织是一种普遍原则，其得以保存是因为它能够适应性地将行为与多种时空尺度上的神经动态联系起来，同时平衡功能的韧性与信息处理的效率。

卵巢癌来源的IL-4促进免疫治疗抵抗

Ovarian cancer-derived IL-4 promotes immunotherapy resistance – Cell – 2024

• 卵巢癌对免疫治疗存在抵抗性，而这种抵抗受免疫抑制的肿瘤微环境（TME）中巨噬细胞主导的影响。同时，肿瘤内的异质性也影响抵抗的形成，但其发展机制尚不清楚。
• 为了识别卵巢癌免疫的调节因子，我们采用了一种空间功能基因组学筛选方法（Perturb-map），聚焦于假设中在肿瘤与巨噬细胞之间沟通中发挥作用的受体/配体。
• Perturb-map重现了肿瘤异质性，并揭示白介素-4（IL-4）促进对抗PD-1的抵抗。我们发现卵巢癌细胞是IL-4的主要来源，它通过对巨噬细胞的调控引导免疫抑制性TME的形成。IL-4的缺失并未被附近的IL-4表达克隆补偿，表明肿瘤演化受限于TME成分的短程调节。
• 我们的研究表明，异质性TME可以由癌症衍生细胞因子/趋化因子局部改变的表达所产生，形成免疫富集和免疫排斥的邻域，从而驱动克隆选择和免疫治疗抵抗。这些发现强调了靶向IL-4信号传导在增强卵巢癌对免疫治疗反应中的潜力。

(～￣▽￣)～ 类似病毒的在人类微生物组中的定殖者

Viroid-like colonists of human microbiomes – Cell – 2024

这是在测量环状RNA的时候发现的吗？

• 在本研究中，我们描述了一类称为“尖塔”的可遗传RNA元素，其具有以下几种特性：(1) 似乎是环状RNA的约1 kb基因组构成，(2) 预测的杆状全基因组二级结构，以及(3) 编码一种新型“Oblin”蛋白超家族的开放阅读框。尖塔的一个子集包括一种变体的自切割锤头核糖酶。
• 尖塔形成了一个自己的系统发育组，与已知生物因子没有可检测的相似性。通过全球调查，我们识别出29,959个不同的尖塔（以90%的序列同一性进行聚类），这些尖塔来自不同的生态环境。
• 尖塔在人体微生物组中广泛存在，在查询的粪便和口腔转录组中分别检测到约7%的样本(29/440)和约50%的样本(17/32)。
• 我们确立了牙菌体链球菌（Streptococcus sanguinis）作为特定尖塔的细胞宿主，并发现该尖塔的维持对细菌生长并不是必需的。我们的观察结果揭示了尖塔作为一类多样化RNA的身份，其对人体和全球微生物组的影响尚待进一步确定。

核心剪接体的转录组范围内剪接网络揭示了其专门的调控功能

Transcriptome-wide splicing network reveals specialized regulatory functions of the core spliceosome – Science – 2024

• 剪接体是一种复杂的分子机制，它在真核生物信使RNA前体上依次组装，以去除内含子（前mRNA剪接），这一生理调节过程在多种病理中发生改变。
• 我们对人类癌细胞中系统敲低305个剪接体组成成分和调控因子后的转录组范围分析，以及重建指导不同类别的可选择性剪接决策的功能性剪接因子网络。
• 结果揭示了剪接因子交叉调控的复杂电路，显示出晚期组装的U4/U6.U5三小核糖核蛋白（snRNP）复合物的精确结构如何调节剪接位点配对，并发现U1 snRNP中蛋白成分之间在外显子定义和可选择5’剪接位点选择方面的前所未有的分工。
• 因此，我们提供了一种资源，以探讨剪接调控的生理及病理机制。
• 这一研究为理解剪接体的功能及其在不同生理和病理情况下的作用提供了重要的基础，可能有助于开发新的治疗策略。

植物质体桥通过内质网依赖的不完全细胞分裂形成

Plant plasmodesmata bridges form through ER-dependent incomplete cytokinesis – Science – 2024

• 相较于传统的细胞分裂模型，植物细胞通过不完全分裂来生成母细胞之间的质体桥沟通结构。这一过程对植物多细胞性的形成至关重要，但导致桥稳定化而非断裂的分子事件仍然未知。
• 通过电子断层扫描，我们描绘了从细胞板小孔转变为质体桥的过程。我们发现内质网（ER）在小孔之间连接着子细胞，随着细胞板的成熟，小孔收缩，导致质膜（PM）围绕收缩的ER管道成形。
• 内质网的存在阻止了小孔的融合，从而形成质体桥，而它的缺失则会导致小孔的闭合。同时，ER-PM蛋白连接剂MCTP3、MCTP4和MCTP6在小孔收缩期间进一步稳定新生的质体桥。在拟南芥中进行的基因缺失实验显示，质体桥的形成有所减少。
• 我们的研究揭示了植物如何通过不完全分裂促进细胞间的通讯。

脑畸形与TRiC的伴侣蛋白功能受损引发癫痫

Brain malformations and seizures by impaired chaperonin function of TRiC – Science – 2024

• 脑畸形是常见的疾病，其严重程度从微不足道到潜在致命不等。其具体原因尚未完全阐明。
• 在本研究中，我们报告了在TRiC/CCT核心蛋白折叠机制中的致病性变异，这些变异出现在患有脑畸形、智力残疾和癫痫的个体中。伴侣蛋白TRiC是一个必须的异源寡聚体，我们鉴定出其八个亚单位中的七个发生变异，所有这些变异通过不同机制影响其功能或组装。
• 基于患者来源的成纤维细胞的转录组和蛋白质组分析显示了TRiC功能受损的各种影响。这些结果揭示了蛋白质折叠在中枢神经系统发育中意想不到且可能广泛的重要作用，并定义了一种“TRiC病谱”。
• TRiC功能的损害不仅影响正常的脑发育，还可能导致罕见的遗传性神经系统疾病，这为以往研究提供了新的视角。
• 本研究的发现为理解脑畸形及其相关癫痫的病因提供了新的见解，强调了蛋白质折叠在脑发育和功能维护中的重要性。

通过分子拥挤敏感的DCP5介导的细胞质渗透感应机制

A cytoplasmic osmosensing mechanism mediated by molecular crowding–sensitive DCP5 – Science – 1 Nov 2024

• 细胞在水环境中生存，常常面临渗透扰动。细胞膜两侧的渗透压不平衡会导致水的进出，重塑细胞形状，并对各种细胞活动产生显著影响。为了保持适当的水分和适宜的体积，细胞必须感知并适应周围环境中的渗透变化。这在大多数植物细胞中尤为重要，因为它们直接暴露于环境渗透性的波动之中。
• 我们发现阿拉伯芥中的去帽蛋白5（DCP5）在高渗透压应激下迅速且可逆地聚集到细胞质冷凝物中。这一行为与应激引发的渗透物类型无关，也不受经典渗透信号通路的调控。我们通过监测细胞在高渗透处理过程中的体积变化，揭示了细胞体积变化与DCP5冷凝之间的因果关系。
• DCP5在体内外都能导致相分离，并确认其相行为依赖于其内源性无序区（IDR）。我们发现DCP5的IDR内含一种分子拥挤敏感因子（ICS），可通过构象变化感知增强的分子拥挤，并通过疏水相互作用触发相分离。ICS在陆生植物中特有，而酵母、藻类或动物DCP5同源物中则不存在。
• 我们进一步揭示DCP5冷凝物的成分包括mRNA和翻译调节因子，识别其为一种 distinct 的植物压力颗粒，命名为DCP5富集的渗透压力颗粒（DOSG）。通过DCP5与聚腺苷酸结合蛋白（PABs）之间的相互作用，mRNA被输送到DOSGs中。通过在DOSGs中大量分离mRNA和调节蛋白，同时自身具有翻译抑制功能，DCP5将转录组和翻译组从生长促进重编程为压力适应。
• 我们的研究发现了一种通过分子拥挤触发的DCP5相分离及DOSG组装介导的细胞质渗透感应和应激适应机制，确认DCP5作为一种多功能渗透感知器，参与渗透感知及渗透应激适应，提出高渗透诱导的压力颗粒具有应激感知功能。

探索蛋白质宇宙的结构多样性——《结构域百科全书》

Exploring structural diversity across the protein universe with The Encyclopedia of Domains – Science – 2024

伦敦大学学院计算机科学系

• AlphaFold蛋白质结构数据库（AFDB）代表了计算生物学的一项重大成就，包含超过2.14亿个蛋白质结构的高质量预测。这些结构由单独折叠的结构域组成，这对于理解蛋白质的功能和进化至关重要。然而，AFDB的庞大规模使得准确识别和分类这些结构域变得困难，从而限制了我们充分利用其潜力进行生物发现的能力。
• 为了解决这一挑战，我们开发了《结构域百科全书》（TED），这是一个用于系统识别和分类AFDB中可检测蛋白质结构域的综合资源。传统的基于序列的方法（如Pfam和Gene3D）无法检测远缘进化关系或全新结构域，而TED结合了多种深度学习和先进结构比较技术，揭示了更广泛的结构域架构，提供了更完整的蛋白质结构多样性图谱。
• TED在超过100万个分类中识别出近3.65亿个结构域，显著扩展了AFDB中的结构域检测范围。其中包括超过1亿个此前未被序列方法检测到的结构域，展示了TED借助结构来增加结构域覆盖的能力。我们的研究进一步强调了AFDB中结构域之间之前未观察到的相互作用，发现了超过1万个超家族之间的新结构相互作用。我们评估了TED与CATH之间的相互作用中非冗余域的多样性，发现两者在大多数情况下相似，只有约5.4%的相互作用在TED中显示出更大的多样性。总体而言，TED将已知的结构域超家族相互作用的集合扩展至实验结构的三倍，这为丰富我们对多结构域蛋白质进化的理解提供了新的途径。
• 此外，TED揭示了数千个潜在的新折叠，大幅扩展了已知的折叠空间。这包括揭示之前未表征的结构架构，为结构和功能分析提供了有价值的新目标。TED对生命树上结构域分布的分析揭示了不同谱系之间折叠排斥和共享架构的模式，暗示了重要的进化趋势。例如，某些折叠在所有超级王国中高度保守，表明其在细胞功能中扮演的关键角色，而其他则为谱系特有，指向独特的进化适应。
• TED通过识别高度对称和重复的结构域架构，促进了对AFDB中结构多样性的更深入理解，这些结构通常与特定的生物功能相关。以前未知的结构域，包括独特的β-桨和α-螺旋结构，代表了研究蛋白质进化和功能的新机会。此外，TED还展示了检测结构域打包新变体的能力，进一步丰富了AFDB中可用的结构数据。
• TED不仅填补了以往基于序列的方法留下的关键空白，还为结构和进化生物学的研究开辟了新途径。为使其与AFDB的未来发布保持同步，该资源将不断更新。TED提供的全面结构域注释将促进广泛的功能分析，从药物发现到蛋白质进化研究。通过揭示广阔蛋白质结构空间内先前隐藏的关系，TED为未来在蛋白质结构、功能和进化之间复杂相互作用的理解突破奠定了基础。

第2组先天淋巴样细胞促进抑制性突触的发展与社会行为

Group 2 innate lymphoid cells promote inhibitory synapse development and social behavior – Science – 1 Nov 2024

• 先天免疫系统监控并促进健康器官的发展，包括大脑。早期生命中的免疫功能障碍被认为与神经发育和精神疾病有关。在早期生命阶段，巨噬细胞和先天淋巴细胞（ILCs）等免疫细胞主导反应。因此，ILCs在适应性免疫细胞如T细胞和B细胞成熟之前的过程中特别相关。第2组ILC（ILC2s）是ILC的一个亚群，介导过敏免疫反应，但也日益被认为与组织的发育、重塑和稳态相关。ILC2s产生多种细胞因子以介导这些重塑反应，包括通过Il4ra和Il13ra1基因编码的异二聚体受体传递信号的白介素-13（IL-13）。尽管细胞因子对免疫细胞的影响得到了广泛研究，但关于它们如何调节组织常驻细胞，包括神经元的了解仍较少。
• 在发育中的大脑中，神经元通过重塑数万亿个突触连接，建立成年神经回路，这对大脑功能至关重要。大脑中存在两种主要的突触类型。兴奋性突触通过谷氨酸这种神经递质编码信息并在中枢神经系统中建立长程连接。相反，抑制性突触由局部作用的中间神经元形成，以调节神经回路的兴奋性并提高数据的保真度，主要通过神经递质γ-氨基丁酸（GABA）发挥作用。确定先天免疫如何影响这些突触类型的发展可能揭示免疫信号如何影响大脑功能。
• 我们之前发现，细胞因子IL-33，一种调节2型过敏免疫反应的因子，直接和间接地调节大脑兴奋性突触。在本研究中，为了更广泛地研究2型免疫在大脑发育中的作用，我们定义了ILC2及其效应细胞因子IL-13在小鼠发育皮层中对抑制性和兴奋性神经突触发展的作用。我们还检查了这一通路对成年行为的影响。
• 通过对发育小鼠大脑脑膜的单细胞RNA测序，我们观察到先天淋巴细胞的数量超过适应性淋巴细胞，其中包括大量ILC2。通过流式细胞术分析报告内源细胞因子水平的小鼠大脑细胞，我们发现ILC2在出生后第5天到第22天之间产生了一波2型细胞因子，包括IL-13和IL-5。相反，在这一发育窗口中，适应性CD4 T细胞几乎未表达IL-13和IL-5。为了确定ILC2对大脑发育的影响，我们通过在表达Il5的细胞中表达白喉毒素选择性和持续性地消灭ILC2（ΔILC2小鼠）。通过蛋白质免疫染色和切片电生理学，我们观察到ΔILC2小鼠在P15时期的躯体感觉和前额叶皮层中抑制性突触减少，但在成年后未见这种情况。相反，接收供体ILC2的小鼠通过脑室向心注射与对照注射的小鼠相比表现出更多的抑制性突触。IL-4/13受体Il4ra在发育皮层的微胶质细胞和神经元中都表达。全球删除或特定于抑制性中间神经元的Il4ra显示出与ΔILC2小鼠中观察到的抑制性突触缺失相似的表型，微胶质细胞则不受影响。相反，局部注射重组IL-13足以增加抑制性突触。在上述干预中，兴奋性突触未见变化。IL-13注射后，对皮层抑制性神经元进行的单细胞核RNA测序显示，与神经发育和神经信号传递相关的基因在数个中间神经元亚群中发生改变，但未出现2型免疫激活的经典标志。ΔILC2小鼠以及缺乏Il4ra的中间神经元在三室社交偏好测试中社会互动能力受损，但未见记忆或认知缺陷。
• 我们的研究确认了ILC2在促进抑制性突触形成中的作用，因此确立了这些细胞作为大脑发育的重要调节因子。我们发现IL-13直接对发育中的中间神经元发信号，这表明一种潜在机制，通过这机制早期生命中的免疫信号可以对大脑功能和行为产生持久影响。这些数据与新兴的文献相一致，显示细胞因子能够直接对神经元进行信号传递，从而在大脑发育的关键时期作为对免疫环境敏感的神经调节剂发挥作用。

鸟类鲜艳色彩变异的分子机制

A molecular mechanism for bright color variation in parrots – SCIENCE – 1 Nov 2024

• 颜色在生态适应和动物间的交流中是一个重要特征，尤其是在鸟类中，它们利用多样的羽毛颜色进行伪装或社会信号传递。鹦鹉以其鲜艳的颜色而闻名，展现了包括黄色、橙色、红色和绿色在内的多种色调。这种丰富的色彩主要归因于在羽毛生长期间沉积的鹦鹉色素（psittacofulvins），这一类色素仅存在于鹦鹉中。
• 鹦鹉色素是多烯类色素，通过内源性合成来生产明亮的黄色、橙色和红色。与羽毛纳米结构产生的蓝色相结合，黄色的鹦鹉色素也对于产生绿色至关重要。虽然以前的研究在驯化物种中识别了一种对于鹦鹉色素生物合成必要的多酮合成酶，但鹦鹉如何多样化其色彩调色板的机制仍未被了解。本研究阐明了鹦鹉色素如何在生化上被修饰以产生在野生鹦鹉物种中观察到的广泛颜色组合，并识别了这些颜色变化的化学和遗传基础。
• 通过对不同物种羽毛进行光谱、色谱和质谱分析，我们揭示了鹦鹉黄色至红色颜色变异的共同化学基础。我们发现，鹦鹉色素“末端基团”的氧化状态在颜色变化中起关键作用，黄色到红色的颜色调节与鹦鹉色素分子中羧酸末端基团与醛末端基团的比例相关；红色羽毛中含有大量醛型鹦鹉色素，而黄色和绿色羽毛则富含羧酸型鹦鹉色素。为了探索这些颜色差异的遗传基础，我们研究了黄臀鹦鹉，该物种在野生种群中有两种变种：黄色和红色。遗传绘图确定了与颜色变异相关的基因组区域，在该区域发现了一个候选点突变，位于ALDH3A2基因下游的非编码区域，该基因编码能够催化脂肪醛转化为羧酸的酶。单细胞RNA测序和染色质可及性实验确认ALDH3A2在晚期分化的角质细胞中表达水平更高，这些细胞对于鹦鹉色素的代谢至关重要，并且揭示了黄臀鹦鹉中的候选因果突变位于这些角质细胞特有的开放染色质区域内，表明该因果变体影响一个增强子活性，在细胞类型特异性中调控ALDH3A2的表达水平。在黄臀鹦鹉和另一个鹦鹉物种（玫瑰面爱情鸟）中的转录组分析表明，富含黄色鹦鹉色素的再生羽毛块中，ALDH3A2的含量高于富含红色鹦鹉色素的区域。酵母实验确认ALDH3A2酶能够将红色鹦鹉色素转化为黄色色素，验证了遗传结果的预测。
• 本研究确定了ALDH3A2是负责鹦鹉颜色变异的生化通路中的关键酶。这些结果揭示了自然界中最引人注目的适应性之一的分子机制，并为未来研究提供了基础，旨在理解鲜艳颜色如何在野外进化。

一种细菌免疫蛋白直接感知两种不同的噬菌体蛋白

A bacterial immunity protein directly senses two disparate phage proteins – Nature – 2024

美国麻省理工学院 Michael T. Laub 团队

• 真核生物的固有免疫系统通过模式识别受体来感知感染，识别病原相关分子模式，进而触发免疫反应。细菌同样进化出免疫蛋白，以感知其病毒捕食者（即噬菌体）的某些成分。尽管不同的免疫蛋白能够识别不同的噬菌体编码触发因子，但单个细菌免疫蛋白在感染过程中通常只能感知单一触发因子，这表明细菌模式识别受体与其配体之间存在一对一的关系。
• 本研究展示了大肠杆菌中的抗噬菌体防御蛋白CapRelSJ46可以直接结合并感知两种完全不相关且结构上不同的蛋白，并使用相同的感知域，具有重叠但独特的界面。这一发现突显了免疫感知域的显著多功能性，这可能是抗噬菌体防御系统的一个普遍特性，使其能够跟上快速演化的病毒捕食者。
• 我们发现Bas11噬菌体携带了CapRelSJ46在感染过程中感知的两种触发蛋白，并且只有当这两种触发因子同时突变时，这类噬菌体才能完全逃避免疫防御。我们的研究显示，能感知多种触发因子的细菌免疫系统有助于防止噬菌体轻易逃避检测，并可能使其能够检测更广泛的噬菌体。更一般地说，我们的发现展示了细菌防御系统的多因素感知及其与噬菌体编码触发因子之间复杂的共同进化关系。

多尺度药物筛选心脏纤维化，识别MD2为治疗靶点

Multiscale drug screening for cardiac fibrosis identifies MD2 as a therapeutic target – Cell – 2024

• 心脏纤维化影响心脏功能，但目前尚无有效的临床治疗方法。为满足这一未满足的需求，我们采用高通量筛选技术，使用人源诱导多能干细胞（iPSC）衍生的心脏成纤维细胞（CFs）来筛选抗纤维化化合物。
• 在初步候选化合物中进行的对照筛选中，使用iPSC衍生的心肌细胞和iPSC衍生的内皮细胞排除了具有心脏毒性的药物。这一筛选过程最终识别出阿托品作为首选化合物。阿托品（乙酰胆碱M-受体竞争性拮抗剂）在经过诱导纤维化的刺激后，抑制了人类初级CFs的增殖、迁移和收缩，并减少胶原沉积，改善了三维工程心脏组织的收缩功能。
• 阿托品还在心力衰竭小鼠模型中减轻了心脏纤维化，并改善了心脏功能。在机制上，阿托品通过靶向骨髓分化因子2（MD2），抑制了MD2/ Toll样受体4（TLR4）信号通路，从而减轻了CFs中的纤维化基因表达。
• 我们的研究利用了结合人源iPSC平台、组织工程、动物模型、计算机模拟和多组学的多尺度药物筛选方法，以识别MD2作为心脏纤维化的治疗靶点。

人类肠内分泌细胞传感器的描述和功能验证

Description and functional validation of human enteroendocrine cell sensors – Science – 2024

• 肠内分泌细胞（EECs）是肠上皮细胞，通过分泌激素（如调节多种生理过程的胰高血糖素样肽1（GLP-1）和胃抑制性肽（GIP））对肠道内容物作出反应。激素释放的调控依赖于代谢物感应蛋白。
• 由于表达水平低、种间差异以及存在多种EEC亚型，这些传感器的研究面临挑战。我们描述了胃EEC的分化，以补充现有的肠道类器官培养方案。CD200被确定为一种泛EEC表面标记物，使我们能够对来源于人类初级组织的胃-肠道的转录组进行深入分析。
• 我们在22种受体上生成了功能缺失突变，并对类器官进行了配体诱导分泌实验。我们阐明了个体人类EEC传感器在GLP-1等激素分泌中的作用。
• 这些研究成果为影响食欲、排便、胰岛素敏感性和粘膜免疫的潜在药物靶点提供了依据。

(～￣▽￣)～ 体内树突细胞重编程用于癌症免疫治疗

In vivo dendritic cell reprogramming for cancer immunotherapy – Science – 2024

瑞典隆德大学隆德干细胞中心 Carlos-Filipe Pereira 团队

• 癌症免疫治疗的成功取决于肿瘤特异性T细胞的激活。然而，肿瘤细胞常常下调抗原呈递并构建免疫抑制性微环境，使免疫原性抗原呈递细胞无法进入肿瘤。这些限制因素阻碍了癌症免疫治疗的广泛成功，包括免疫检查点阻断。第一型常规树突细胞（cDC1s）是一种稀少的树突细胞亚群，对于招募和激活细胞毒性T细胞至关重要，其在肿瘤中的存在与生存率的提高相关。
• 我们提出假设，肿瘤细胞向cDC1样细胞的重编程可以完全在体内肿瘤微环境中进行。这种方法将利用cDC1的独特功能来促进T细胞的激活。通过使用同种异体模型、异种移植以及来自多种癌症类型的人癌症球体，我们表征了重编程所触发的局部和系统性免疫反应，并开发了一种向肿瘤直接传递PIB的病毒平台。
• 体内肿瘤细胞重编程表现出比体外方法更快的动力学和更高的忠实度，且结果导致肿瘤内存在的cDC1样细胞显示出成熟、免疫原性特征。尽管存在免疫抑制性肿瘤相关成纤维细胞、髓源抑制细胞或周细胞，重编程在人体癌症球体中依然有效，导致T细胞激活和肿瘤细胞消除。在小鼠免疫能力模型中，重编程的肿瘤细胞招募和扩展了多克隆细胞毒性和记忆T细胞，同时减少了耗竭型和调节型细胞群体。
• 我们的研究显示，利用腺病毒载体进行PIB的体内递送能够在肿瘤内诱导cDC1样细胞的生成，重塑肿瘤微环境，形成第三淋巴结构，并扩展多克隆细胞毒性和记忆T细胞。这项工作为一种可以协调系统性和持久抗肿瘤免疫的现成肿瘤特异性免疫治疗提供了临床前概念验证。

细菌捕食机制通过内毒极作用

Mechanism of bacterial predation via ixotrophy – Science – 2024

瑞士苏黎世联邦理工学院分子生物学和生物物理学研究所 Martin Pilhofer 团队

• 淡水与海洋栖息地是异质环境，营养物质浓度随时间和空间波动。内毒极作用被提出为细菌门Bacteroidota中的细菌菌株访问固定在活微生物内的底物的一种捕食策略。已知的内毒极细菌呈丝状，像粘蝇纸一样捕获猎物细胞并将其附着在其细胞表面。猎物细胞的鞭毛被认为在这个捕捉行为中起着重要作用，捕捉后随之发生猎物细胞的溶解。
• 内毒极作用的分子机制仍然不清楚。本研究旨在回答以下问题：（i）猎物是如何被捕获的？（ii）猎物是如何被杀死的？（iii）内毒极作用的活动是如何切换的？（iv）细胞为何采用内毒极作用？
• 我们以Aureispira sp. CCB-QB1为模型，表征了液体和固体培养基上的内毒极作用，使用杀伤实验对抗猎物Vibrio campbellii。在这两种环境中，内毒极作用被观察为一个两步过程：（i）捕食者通过将猎物细胞固定在其细胞表面（在液体培养基中）或利用滑动运动靠近猎物（在固体表面上）来建立与猎物细胞的接触；（ii）捕食者以接触依赖的方式杀死猎物。为了观察可能涉及这种捕食行为的超微结构，我们通过冷冻电子层析成像对捕食者-猎物混合物进行了成像。层析图像显示，每个Aureispira细胞都有带有“抓钩”的细胞外杆，这些抓钩与猎物细胞的鞭毛相互作用。单颗粒冷冻电子显微镜识别这些抓钩为九型分泌系统（T9SS）基质的七聚体。此外，Aureispira显示出多种类型六分泌系统（T6SSs），这是一类固定在细胞包膜中的宏观分子注射设备。这些T6SSs具有复杂的跨膜复合物和细胞外天线。在收缩时，T6SSs被观察到排出其内管并刺破猎物细胞。使用稳定同位素标记猎物的单细胞拉曼显微谱法证明，猎物成分被攻击者摄取。此外，营养物质的可利用性通过插入序列（ISs）影响内毒极作用的活动，这些插入序列提供了选择的遗传变异。在营养丰富的条件下，发现IS插入到与内毒极作用相关的基因中，导致其表达失活。在营养限制条件下，我们观察到通过IS的切除引发的再激活事件，导致通过恢复内毒极作用获得的适应性优势。
• 我们提供了一个细菌内毒极作用的综合模型，涉及多个细胞机制的相互作用。在其他阳性内毒极细菌中编码这些机制的基因簇的存在表明这种分子机制的保守性。内毒极作用可能在细菌获取异质水域的营养物质和塑造微生物种群方面发挥了被忽视但至关重要的作用。

PLD3和PLD4合成S,S-BMP，这是一种在溶酶体中促进脂质降解的关键磷脂

PLD3 and PLD4 synthesize S,S-BMP, a key phospholipid enabling lipid degradation in lysosomes – Cell – 2024

美国霍华德休斯医学院斯隆凯特林研究所细胞生物学项目 Tobias C Walther 团队

• 双单脂酰甘油磷酸盐（BMP）是一种丰富的溶酶体磷脂，需用于脂质降解，尤其是神经节苷脂。BMP水平的变化与神经退行性疾病密切相关。与典型的甘油磷脂不同，溶酶体中的BMP具有两个顺式（S）立体构型的甘油碳原子，而不是反式（R）立体构型，这使其不易受到溶酶体降解的影响。而这种独特且至关重要的S,S立体化学如何形成目前仍不清楚。
• 我们的研究发现，磷脂酶D3和D4（PLD3和PLD4）合成溶酶体中的S,S-BMP，这两种酶均可以在体外催化关键的甘油立体反转反应。删除PLD3或PLD4显著降低细胞或小鼠组织（在PLD3高表达的脑组织或在PLD4高表达的脾脏中）中的BMP水平，导致神经节苷脂症和溶酶体异常。
• 与包括阿尔茨海默病风险在内的神经退行性疾病相关的PLD3突变体显著降低了PLD3的催化活性。这一发现表明，PLD3/4酶合成的溶酶体S,S-BMP是一种对维持大脑健康至关重要的脂质。

P-stalk核糖体作为细胞因子介导过程的主调节因子

P-stalk ribosomes act as master regulators of cytokine-mediated processes – Cell – 2024

• 炎症性细胞因子在免疫反应中起着关键作用。在暴露于细胞因子后，细胞会进入一种“警觉状态”，从而增强其对免疫系统的可见性。
• 在此研究中，我们识别出一种由P-stalk定义的警觉状态核糖体亚群。我们展示了P-stalk核糖体（PSRs）是在与肿瘤免疫相关的细胞因子响应下形成的，且这一过程至少部分是通过P-stalk的磷酸化介导的。PSRs参与优先翻译对于细胞因子反应至关重要的mRNA，尤其是细胞因子介导过程中涉及的受体分子的跨膜域。
• 重要的是，PSR的丧失会抑制CD8+ T细胞的识别和杀伤，同时，抑制性细胞因子如转化生长因子β（TGF-β）会干扰PSR的形成，这表明PSR是一个汇聚多种信号的中心调节枢纽。
• 因此，PSR是细胞因子暴露后发生的细胞重塑的一个关键介导因子，通过翻译调控这一过程。

可扩展的蛋白质设计：在放宽的序列空间中进行优化

Scalable protein design using optimization in a relaxed sequence space – Science – 2024

慕尼黑工业大学自然科学学院生物科学系生物分子纳米技术实验室Hendrik Dietz团队

• 基于机器学习（ML）的设计方法已经推动了从头蛋白质设计领域的发展，基于扩散的生成方法逐渐主导了蛋白质设计流程。
• 在此，我们报告了一种基于“幻觉”的蛋白质设计方法，该方法在放宽的序列空间中运行，使得高质量蛋白骨架的有效设计成为可能，具备多种规模和广泛应用范围，且无需任何形式的再训练。
• 我们实验性地生产和表征了超过100种蛋白质。通过对由多达1000个氨基酸组成的单链蛋白质获得的三项高分辨率晶体结构及两个冷冻电子显微镜密度图，验证了该方法的准确性。我们的方法管道也可以用于设计合成蛋白质-蛋白质相互作用，这通过一组蛋白质异源二聚体的实验验证得到了证明。
• 放宽的序列优化在设计能力、不同设计问题的适用范围及跨蛋白质大小的可扩展性方面展现出良好的性能。

人类驱动的石蝇拟体的颜色进化

Human-driven evolution of color in a stonefly mimic – Science – 2024

• 迅速适应被认为是物种在全球变化下生存的关键，但我们对人类诱导的野外进化的理解仍然有限。我们的研究显示，大范围的森林砍伐推动了野生昆虫种群中颜色的重复变化。
• 具体而言，森林的消失导致多个谱系的颜色变化，这些变化模仿了有毒森林石蝇的警告色彩。捕食实验表明，颜色表型的相对适应性在森林和非森林栖息地之间有所不同。
• 对1200个标本的基因组和颜色分析显示，控制颜色多态性的黑色基因座经历了多次选择，这在不同谱系中表现突出。
• 这些发现代表了一个与物种相互作用改变相关的人类驱动进化示例，突显了种群在突发环境变化之后迅速适应的可能性。

多参数成像揭示头颈癌中临床相关的癌细胞-基质相互作用动态

Multiparameter imaging reveals clinically relevant cancer cell-stroma interaction dynamics in head and neck cancer – Cell – 2024

有点划水

• 上皮肿瘤的特征是肿瘤内和肿瘤间的高度异质性，这使得诊断和治疗变得复杂。癌症-基质相互作用对这种异质性的贡献尚不清楚。
• 在此，我们报告了一种通过单细胞分辨率定量头颈鳞状细胞癌（HNSCC）表型多样性的范式。结合细胞状态标志物与形态特征，我们识别出与临床特征（包括转移和复发）相关的表型特征。肿瘤和基质特征的整合揭示，部分上皮-间质转化（pEMT）使得疾病结果对基质成分高度敏感，从而生成强大的预后和预测特征。
• 空间转录组学和后续的癌细胞球体动态分析确定癌相关成纤维细胞-pEMT轴作为跨腔信号传递的核心，该信号能够将pEMT细胞重编程为侵袭性表型。
• 综合来看，我们确立了一种识别临床相关肿瘤表型的范式，并发现基质与上皮腔之间的细胞状态依赖性相互作用驱动癌症进展。

CRISPR相关腺苷脱氨酶Cad1将ATP转化为ITP以提供抗病毒免疫

The CRISPR-associated adenosine deaminase Cad1 converts ATP to ITP to provide antiviral immunity – Cell – 2024

• III型CRISPR系统通过产生环状寡腺苷酸（cAn）分子来对抗基因侵略者，这些分子激活包含CRISPR相关Rossman折叠（CARF）结构域的效应蛋白。
• 在这项研究中，我们表征了一个效应蛋白的功能和结构，该蛋白的CARF结构域与腺苷脱氨酶结构域融合，即CRISPR相关腺苷脱氨酶1（Cad1）。
• 我们展示了Cad1在其CARF结构域与cA4或cA6结合后，能够将ATP转化为ITP，这一反应在体内和体外均有效。通过低温电子显微镜（cryo-EM）对全长Cad1的结构研究显示，该蛋白形成一个由三聚体二聚体组成的六聚体结构，其活性所需的ATP位于结构域间位点，而ATP/ITP则存在于脱氨酶的活性位点内。在噬菌体感染过程中，Cad1激活促使cAn的合成，导致宿主细胞生长停滞，从而阻止病毒的传播。
• 我们的研究结果揭示，CRISPR-Cas系统采用多种分子机制超越核酸降解，为原核生物提供适应性免疫。

有效预测融合肽启动的SHIV感染猕猴的广泛HIV-1中和能力

Potent and broad HIV-1 neutralization in fusion peptide-primed SHIV-infected macaques – Cell – 2024

• 一种基于抗体的HIV-1疫苗需要诱导出有效的交叉反应性HIV-1中和反应。为了证明这一目标的可行性，我们将针对融合肽脆弱位点的疫苗接种与猕猴免疫缺陷病毒(SHIV)感染相结合。
• 在四只通过疫苗接种诱导中和反应的猕猴中，SHIV感染使得血浆中和能力提升至45%-77%的广度（几何平均50%抑制稀释度[ID50]约为100），在208株病毒株面板上进行评估。通过抗体分离和冷冻电镜（cryo-EM）结构测定，分子解剖表现出15条抗体谱系中的16条具有交叉亚型中和能力，均指向融合肽的脆弱位点。
• 在每只猕猴中，来自记忆B细胞的分离抗体重现了血浆中和反应，其中与融合肽结合的抗体广度为40%-60%（50%抑制浓度[IC50] < 50 μg/mL），总谱系浓度估计为50-200 μg/mL。纵向映射显示这些反应在SHIV感染前就已出现。
• 综合来看，这些结果提供了体内分子实例，表明一到几条B细胞谱系能够提供有效且广泛的中和血浆反应。

哺乳动物精子发生中RNA结合蛋白的概况

The landscape of RNA binding proteins in mammalian spermatogenesis – Science – 2024

南京医科大学公共卫生学院全球健康中心、生殖医学与后代健康国家重点实验室 Ke Zheng 团队

• 哺乳动物睾丸转录了绝大多数基因组，因此拥有最复杂的组织转录组之一。然而，我们对RNA结合蛋白（RBPs）在精子发生中动态调控大量RNA的系统性理解仍不足。特别是，RBPs的非结构域元素（即在注释的结构域外发现的短基序）逐渐受到研究者关注，而这在动物模型中尚未得到充分探索。
• 为了系统性识别小鼠精母细胞（mMGCs）在不同阶段的RBPs，我们分离了精原细胞、粗大前精子和圆形精子，并进行了RNA相互作用捕获。接着，我们利用RBDmap捕获了睾丸的RNA-交联肽，以筛选RNA结合结构域和非结构域元素，随后使用生物信息学和实验方法对其普遍性、特性和功能进行了表征。通过整合超过1000名非阻塞性无精症或乏精症病人的全外显子组测序数据，我们研究了RBPs对男性不育症的遗传贡献，阐明了非结构域元素的临床相关性。
• 我们建立了一个mMGC RBPs的综合图谱，包括一些具有未知RNA相关活性的蛋白，专门用于减数分裂和减数分裂后功能。我们的研究表明，mMGC RBPs参与多层次的动态过程，包括蛋白质组表达模式、蛋白转录组不一致性、相对RNA结合活性和核糖核蛋白一致行为。我们发现了一种名为谷氨酸-精氨酸（ER）小片段的多两性非结构域元素，它与RBPs的螺旋对偶（CCs）位置相关，展示了残基对的进化共变，并增强了其宿主RBPs的RNA结合能力。我们证明了ER小片段在一种名为NONO（非POU结构域含有的八聚体结合蛋白）的RBP中调控男性生殖细胞的有丝分裂到减数分裂的转变，达到了单细胞分辨率。我们的全外显子组分析揭示了与男性不育相关的RBPs变异，包括那些位于CCs和ER小片段中的变异。
• 我们的发现为与男性不育相关的生殖系RBPs提供了资源，并证明了非结构域元素在RNA结合和精子发生中的功能重要性，突显了这一资源在解码男性生育的遗传和分子基础方面的广泛潜在价值。

血液生成老化通过促进IL-1⍺驱动的应急骨髓生成来促进癌症

Hematopoietic aging promotes cancer by fueling IL-1⍺–driven emergency myelopoiesis – Science – 2024

美国纽约西奈山伊坎医学院免疫学和免疫治疗系 Miriam Merad 团队

• 大多数癌症是与衰老有关的疾病。广泛的流行病学研究已确认，癌症诊断的频率在生命的第六个十年时最为明显。衰老是导致癌症风险增加、整体和无进展生存期降低以及未来复发概率增加的主要因素。
• 关于衰老与癌症之间关联的细胞和分子变化的研究表明，尽管针对衰老细胞、耗竭的T细胞或炎症分子的治疗性研究在患者中显示出一定的前景，但目前对肿瘤微环境中肿瘤内在或外在、免疫或非免疫因素的作用尚缺乏全面的理解。近期的研究表明，表皮细胞的细胞内衰老实际上抑制了它们在老鼠体内的肿瘤转化和生长。
• 我们的研究表明，无论基质的年龄如何，免疫系统的衰老与肺癌的发展有关。值得注意的是，重新构建老鼠的年轻免疫系统可以恢复其抗肿瘤反应并延缓肺癌进展。血液生成的老化在老鼠中增强了应急骨髓生成，导致骨髓外的髓系前体在肺肿瘤中积累。老鼠体内的肿瘤浸润性前体样髓系细胞产生白细胞介素（IL）–1⍺，作为增强的骨髓生成反应的驱动因素，进而促进免疫抑制。
• 我们的研究确定，年龄相关的免疫系统老化促进了肿瘤生长，无论肿瘤或其周围基质的年龄如何。具体而言，血液生成的老化驱动应急骨髓生成，早期肿瘤发展中靶向IL-1R1信号的干预可减轻这一过程，从而消除衰老对肿瘤控制的促肿瘤效应。
• 我们的研究不仅强调了免疫治疗在改善年龄依赖的抗肿瘤反应中的重要性，还突出了局部髓系前体在正反馈循环中实际促进年龄增强的应急骨髓生成的主要作用。这些发现对癌症预防策略的设计具直接相关性，并为解开衰老、DNMT3A突变驱动的克隆性血液生成与癌症之间的联系提供了重要信息。

水熊虫辐射耐受性的多组学景观及分子基础

Multi-omics landscape and molecular basis of radiation tolerance in a tardigrade – Nat Commun – 2023

• 水熊虫，通常被称为水熊，是一种小型变形动物，以其对极端环境的耐受性而闻名，包括超高辐射。它们对电离辐射表现出卓越的抗性，可以承受高达3000至5000戈瑞（Gy）的伽马射线剂量，约为人类致死剂量的1000倍。然而，水熊虫的辐射耐受机制仍然大多不清楚。
• 一种多组学数据挖掘策略在揭示水熊虫极端环境耐受机制方面具有巨大潜力。通过整合基因组学、转录组学和蛋白组学，我们解密了抗辐射反应的全基因组景观。在差异分析和关键分子的筛选之后，我们采用生化和细胞生物学方法来验证其功能角色，并深入探讨其潜在的分子机制。
• 我们获得了一种辐射耐受性物种Hypsibius henanensis sp. nov.的良好注释的染色体水平基因组，这是本研究中新鉴定的物种。通过对重离子辐射后的转录组和蛋白组进行差异分析，我们识别了2801个差异表达基因（DEGs）。基于这些DEGs的进化和功能分析，我们从三个不同的角度描述了辐射耐受机制：首先，水平基因转移（HGT）可能是一个重要的进化事件，对水熊虫超高辐射耐受性的形成有显著贡献。我们发现了一个DOPA（dihydroxyphenylalanine）双羟基苯丙氨酸）二氧化酶基因DODA1，我们推测该基因是由细菌转移到水熊虫的产物。DODA1对辐射有响应，并通过生物合成主要存在于植物、一些真菌和细菌中的色素——贝塔色素，赋予辐射抗性。其次，我们发现一种水熊虫特有的辐射诱导无序蛋白TRID1通过相分离加速DNA损伤修复。最后，非水熊虫特异性基因也有助于水熊虫的辐射耐受性。我们发现两种线粒体呼吸链复合体组装蛋白，BCS1（泛醌-细胞色素c还原酶（bc1）合成）和NDUFB8（NADH脱氢酶（泛醌）1 beta亚复合体8），明显上调，并积累以加速NAD+（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）再生，以进行聚（腺苷二磷酸-核糖）化（PARylation）和随后的PARP1（聚（腺苷二磷酸-核糖）聚合酶1）介导的DNA损伤修复。
• 通过多组学数据挖掘和功能验证，我们的工作揭示了DODA1在活化氨基酸代谢途径（酪氨酸-DOPA-贝塔色素轴）中在反应氧种减缓中的作用，阐明了水熊虫特有的TRID1介导的相分离在通过增强双链断裂修复效率来促进辐射耐受性中的贡献，并提供了BCS1和NDUFB8参与加速线粒体氧化磷酸化和NAD+再生的见解。对这些水熊虫辐射耐受机制的功能研究将拓宽我们对极端条件下细胞生存的理解。

针对超强效、持久抗病毒疗法的适应性多表位靶向和增强亲和力纳米抗体平台

Adaptive multi-epitope targeting and avidity-enhanced nanobody platform for ultrapotent, durable antiviral therapy – Cell – 2024

美国纽约西奈山伊坎医学院药理学科学系蛋白质工程和治疗中心 Yi Shi 团队

• 病原体不断进化，会出现逃避免疫和治疗的突变。解决这些逃逸机制需要针对进化上保守的脆弱性，因为这些区域的突变往往会导致适应性成本。
• 我们介绍了一种适应性多表位靶向增强亲和力（AMETA）的模块化多价纳米抗体平台，该平台将强效双特异性纳米抗体结合到人类免疫球蛋白M（IgM）支架上。
• AMETA可以展示20个以上的纳米抗体，提供对多种保守和中和表位的优越亲和力结合。通过利用多表位的SARS-CoV-2纳米抗体和结构诱导设计，AMETA构造的抗病毒效力指数级增强，超越了单链纳米抗体超过百万倍。这些构造展示出对病原性萨尔贝科病毒（sarbecoviruses）包括Omicron亚系的超强效、广泛和持久的疗效，且有坚实的前临床结果。
• 通过冷冻电子显微镜和建模的结构分析揭示了在单一构造中存在多种抗病毒机制。在皮摩尔到纳摩尔浓度下，AMETA有效诱导尖峰之间和病毒之间的交联，促进尖峰后融合并显著减弱病毒活性。
• AMETA的模块化特性使其能够快速、经济地生产，并适应不断演变的病原体。

低功率细菌维持状态的机理研究：利用高通量电化学方法

Mechanistic study of a low-power bacterial maintenance state using high-throughput electrochemistry – Cell – 2024

加州理工学院生物与生物工程系、加州理工学院地质与行星科学部 Dianne K Newman 团队

• 对生命最低代谢限制的机理研究受到可操作实验系统匮乏的限制。在此，我们展示了通过铜绿微杆菌（Pseudomonas aeruginosa）对苯嗪-1-羧酰胺（PCN）的氧化还原循环，支持细胞在无生长状态下的维持，其质量特定代谢率在25°C时为8.7 × 10^-4 W (g C)^-1。
• 利用高通量电化学培养装置，我们发现非生长状态下的细胞在循环PCN时可以耐受常规抗生素，但对针对膜成分的抗生素则敏感。在这些条件下，细胞通过一种非常规的、促进的发酵方式节约能量，该过程依赖于乙酸激酶和NADH脱氢酶。
• 在限制细胞生存的PCN浓度下，细胞特定的代谢率是恒定的，这表明细胞在其生物能量极限附近操作。
• 该定量平台为进一步的维持机理研究打开了大门，这一生理状态是微生物在自然环境和疾病中生存的基础。

海马CA3区记忆支持神经动态的机制

Mechanisms of memory-supporting neuronal dynamics in hippocampal area CA3 – Cell – 2024

• 海马CA3区在记忆的形成和提取中扮演着核心角色。尽管已提出多种网络机制，但缺乏直接证据。
• 通过在行为小鼠中进行细胞内膜电位记录和光遗传学操控，我们发现，CA3区的位置场活动是由CA3锥体神经元之间的重复突触所产生的对称行为时间尺度突触可塑性（BTSP）机制驱动的，而这种机制在来自齿状回（DG）的突触中并不存在。
• 额外的操控实验表明，来自内嗅皮层（EC）的兴奋性输入，而非DG的输入，对于根据动物的运动更新位置细胞活动至关重要。这些数据通过一个计算模型得以捕捉，该模型使用BTSP和外部更新输入，在在线学习条件下产生了吸引子动态。
• 理论分析进一步突出了这些网络在处理相关输入模式时优越的记忆储存能力。这些证据揭示了海马体中学习和记忆形成的细胞和电路机制。

多模态斑马鱼发育图谱揭示后脊椎动物多能轴向祖细胞的状态转变动态

A multimodal zebrafish developmental atlas reveals the state-transition dynamics of late-vertebrate pluripotent axial progenitors – Cell – 2024

美国陈扎克伯格生物中心

• 阐明生物体发育过程需要全面理解细胞谱系在空间、时间和分子领域的动态变化。
• 本研究介绍了Zebrahub，一个动态的斑马鱼胚胎发育图谱，它将单细胞测序时间序列数据与通过光片显微镜辅助的谱系重建相结合。
• 该图谱提供了斑马鱼发育的高分辨率和深入的分子见解，涵盖了十个发育阶段单个胚胎的测序结果，并辅以细胞轨迹重建。Zebrahub还包含一个交互式工具，方便用户浏览来自光片显微镜数据的复杂细胞流动和谱系，从而实现计算机内的命运追踪实验。
• 为了展示我们这一多模态资源的多样性，我们利用Zebrahub提供了有关神经-中胚层祖细胞（NMPs）多能性及一个联合肾-血管祖细胞群体起源的新见解。

(～￣▽￣)～ 使用矩量法框架进行单细胞RNA测序数据的差异表达分析

Method of moments framework for differential expression analysis of single-cell RNA sequencing data – Cell – 2024

加利福尼亚大学旧金山分校人类遗传学研究所 Chun Jimmie Ye团队

已入库

• 单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据的差异表达分析对于表征实验因素如何影响基因表达分布至关重要。然而，区分细胞间变异的生物学和技术来源，以及评估细胞组之间定量比较的统计显著性仍然存在挑战。
• 我们引入了Memento，一种用于scRNA-seq数据的稳健高效的均值表达、变异性和基因相关性差异分析工具，能够扩展到数百万细胞和数千个样本。
• 我们将Memento应用于70,000个气道上皮细胞，以识别干扰素应答基因；对160,000个CRISPR-Cas9干扰的T细胞进行分析，以重建基因调控网络；对1.2百万个外周血单核细胞（PBMCs）进行分析，以绘制细胞类型特异的定量性状基因组（QTLs）；并对5000万细胞的CELLxGENE Discover语料库进行分析，以比较任意细胞组。在所有案例中，Memento在均值表达方面识别出比现有方法更多的显著和可重复的差异。
• 此外，Memento还识别了变异性和基因相关性方面的差异，这表明扰动所赋予的不同转录调控机制。这种细致的分析可帮助研究人员更好地理解在不同条件下细胞内的生物学变化。
• 我们的研究为高维单细胞数据的分析提供了一种新的思路，将推动生物医学研究和临床应用中的相关研究进展。

人源分离的牛H5N1亚型病毒在动物模型中具有传播性和致死性

A human isolate of bovine H5N1 is transmissible and lethal in animal models – Nat Biotechnol – 2024

• 美国奶牛中H5N1亚型高度致病性禽流感病毒（HPAI H5N1）2.3.4.4b克隆的暴发，迄今为止已导致至少十三名农场工人发生溢出感染，他们表现出轻微的呼吸道症状或结膜炎，并且有一名没有已知动物接触史的个体被入院治疗，但最终康复。
• 本研究对从一名患结膜炎的感染农场工人眼睛中分离到的病毒A/Texas/37/2024（huTX37-H5N1）进行了特征分析。结果显示，huTX37-H5N1在原代人肺泡上皮细胞中有效复制，但在角膜上皮细胞中的复制效率较低。尽管在感染的工人中仅导致轻微疾病，huTX37-H5N1在小鼠和雪貂中具有致死性，并在呼吸和非呼吸器官中以高滴度系统性传播。
• 在对雪貂进行的四次独立实验中，huTX37-H5N1通过呼吸飞沫传播，传播率为17%到33%，而六只暴露于该病毒的雪貂中有五只被感染并死亡。牛分离株所编码的PB2-631L促进了在人的细胞中流感病毒聚合酶活性，提示其在哺乳动物适应中的作用，与huTX37-H5N1编码的PB2-627K类似。
• 此外，牛HPAI H5N1病毒在体外和小鼠中对聚合酶抑制剂均表现出敏感性。因此，来自奶牛的HPAI H5N1病毒能够在哺乳动物中通过呼吸飞沫传播，而无须先前适应，并在动物模型中导致致命疾病。

肿瘤免疫类

ACE2通过抑制巨噬细胞诱导的免疫抑制和血管生成增强对PD-L1拦截的敏感性

ACE2 Enhances Sensitivity to PD-L1 Blockade by Inhibiting Macrophage-Induced Immunosuppression and Angiogenesis – Cancer Res – 2024

• 以抗PD-L1为基础的联合免疫治疗已成为不可切除肝细胞癌（HCC）的首选治疗方案。然而，客观反应率低于40%，强调了识别对免疫检查点抑制剂耐受机制及准确反应生物标志物的必要性。在此研究中，我们采用下一代测序分析了10例接受抗PD-L1治疗的HCC患者样本。
• 在抗PD-L1治疗的非响应者中，肾素-血管紧张素系统的激活显著高于响应者，且ACE2表达在非响应者中明显下调。ACE2缺乏促进了HCC的发展和对抗PD-L1的耐药，而ACE2过表达则在免疫功能正常的小鼠中抑制了HCC的进展。
• 通过飞行时间质谱（CyTOF）分析发现，ACE2缺乏的小鼠原位肿瘤组织显示M2型肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）升高，并表现出CCR5+PD-L1+的免疫抑制表型，以及高水平的VEGFα表达。ACE2通过ACE2/血管紧张素-(1-7)/Mas受体轴抑制了肿瘤内源性CCL5表达，进而抑制NF-κB信号通路。CCL5水平的降低导致JAK-STAT3通路的激活减少，并抑制了巨噬细胞中PD-L1和VEGFα的表达，从而阻止了巨噬细胞的浸润和M2型极化。使用maraviroc药理学靶向CCR5增强了抗PD-L1治疗的肿瘤抑制效果。
• 这些发现表明，ACE2轴的激活克服了HCC的免疫抑制微环境，可能作为PD-L1拦截的免疫治疗靶点和反应的预测生物标志物。

靶向GSDME介导的巨噬细胞极化增强肝细胞癌抗肿瘤免疫

Targeting GSDME-mediated macrophage polarization for enhanced antitumor immunity in hepatocellular carcinoma – Cellular & Molecular Immunology – 2024

• 尽管抗PD-1疗法在治疗肝细胞癌（HCC）患者方面疗效显著，但大多数患者的耐药性需要进一步研究。

• 本研究收集了9例接受抗PD-1单药治疗的HCC患者的肿瘤组织，并进行了RNA测序。结果显示，在抗PD-1耐药患者中，主要由肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）表达的GSDME显著上调。此外，HCC组织中GSDME+巨噬细胞水平升高的患者预后较差。

• 单细胞测序数据和流式细胞术分析显示，抑制非肿瘤细胞中GSDME的表达导致HCC肿瘤微环境（TIME）中M2样巨噬细胞比例下降，同时增强CD8+ T细胞的细胞毒性。

• 巨噬细胞内GSDME的非N端片段与PDPK1结合，从而激活PI3K-AKT通路，促进M2样极化。小分子Eliprodil抑制了GSDME位点1介导的PDPK1磷酸化增加。

• Eliprodil与抗PD-1的联合用药在c-Myc+/+;Alb-Cre+/+小鼠的自发性HCC模型和水动力尾静脉注射模型中均有效，为新型联合免疫疗法提供了一种有前景的策略。

乳腺癌在骨髓传播中通过CX43相关肿瘤-基质通道获得侵袭性表型

Breast cancers that disseminate to bone marrow acquire aggressive phenotypes through CX43-related tumor-stroma tunnels – J Clin Invest – 2024

• 雌激素受体阳性（ER+）乳腺癌通常会转移到骨髓，骨髓中的间充质基质细胞（MSCs）与肿瘤细胞的相互作用影响疾病的发展轨迹。
• 我们通过肿瘤-MSC共培养模型模拟这些相互作用，并使用综合转录组-蛋白质组-网络分析工作流识别了一系列接触诱导的变化。来自MSCs的条件培养基未能重新产生由直接接触肿瘤细胞所诱导的一些基因和蛋白质，这些基因和蛋白质中有些是借用的，有些是肿瘤内在的。蛋白质-蛋白质相互作用网络揭示了“借用”与“内在”成分之间丰富的连接组。
• 生物信息学的优先筛选确定了一个“借用”的成分：CCDC88A/GIV，一个与转移相关的多模块蛋白，最近被认为在驱动肿瘤的一项标志性特征，即生长信号自主性方面发挥作用。MSCs通过连接蛋白（Cx）43促进的细胞间运输，利用隧道纳米管转移GIV蛋白到缺乏GIV的ER+乳腺癌细胞中。
• 单独恢复GIV在缺乏GIV的乳腺癌细胞中，重新复制了约20%的从接触共培养中获得的“借用”和“内在”基因诱导模式；这赋予了肿瘤对抗雌激素药物的耐药性，并增强了肿瘤的传播能力。
• 研究结果提供了多组学视角下的MSCs→肿瘤细胞间运输的洞见，并证实了如何通过从“拥有者”（MSCs）向“没有者”（ER+乳腺癌）传输这种候选物GIV，来促进侵袭性的疾病状态。

Lnc-H19衍生蛋白塑造胶质母细胞瘤的免疫抑制微环境

Lnc-H19-derived protein shapes the immunosuppressive microenvironment of glioblastoma – Cell Rep Med – 2024

• 胶质母细胞瘤（GBM）是最致命的原发性脑癌，其显著特征是免疫抑制肿瘤微环境（TME），对现有的免疫治疗具有抵抗性。GBM-TME的机制尚待探索。
• 我们的研究发现长链非编码RNA（LncRNA）H19编码一种与免疫相关的蛋白质，称为H19-IRP。H19-IRP与H19 RNA功能分离，通过与CCL2和Galectin-9启动子结合并激活其转录，促进GBM免疫抑制，招募骨髓来源抑制细胞（MDSCs）和肿瘤相关巨噬细胞（TAMs），导致T细胞耗竭和免疫抑制的GBM-TME。
• H19-IRP在临床GBM样本中表达过量，作为由主要组织相容性复合体I型（MHC-I）呈递的肿瘤相关抗原（TAA）。针对H19-IRP的环状RNA疫苗（circH19-vac）能引发强有力的细胞毒性T细胞反应，抑制GBM的生长。
• 我们的结果强调了H19-IRP在通过招募MDSCs和TAMs建立免疫抑制GBM-TME中的未被揭示的功能，支持针对H19-IRP的癌症疫苗用于GBM治疗的观点。

免疫治疗反应在肝细胞癌中诱导不同的三级淋巴结构形态

Immunotherapy response induces divergent tertiary lymphoid structure morphologies in hepatocellular carcinoma – Nat Immunol – 2024

• 三级淋巴结构（TLS）与免疫检查点抑制剂治疗的实体瘤改善反应相关，但对于TLS的预后和预测价值以及其消退的情况尚不完全了解。
• 在这里，我们表明，在接受新辅助免疫治疗的肝细胞癌患者中，手术时肿瘤内高密度的TLS与病理反应和改善的无复发生存率相关。
• 在肿瘤退化区域，我们发现了一种非经典的TLS退化形态，其特征为B细胞滤泡的分散、富含T细胞-成熟树突状细胞相互作用的T细胞区持续存在及T细胞记忆标记物的表达增加。
• 综合来看，这些数据表明，TLS可以作为肝细胞癌中免疫治疗反应的预后和预测标志物，晚期TLS可能在消除可存活肿瘤后支持T细胞记忆的形成。

家族性腺瘤样息肉病的多组学分析揭示了与早期肿瘤发生相关的分子通路

Multiomic analysis of familial adenomatous polyposis reveals molecular pathways associated with early tumorigenesis – Nat Cancer – 2024

• 家族性腺瘤样息肉病（FAP）是一种遗传疾病，导致患者体内出现数百个癌前息肉，是研究早期癌前状态向结直肠癌（CRC）转变的理想模型。我们对来自六名FAP患者的93个样本（包括正常黏膜、良性息肉和发育不良息肉）进行了深入的多组学分析。
• 转录组、蛋白组、代谢组和脂质组分析揭示了在癌前转变过程中发生的数千个分子和细胞事件的动态舞蹈。这些过程涉及细胞增殖、免疫反应、代谢改变（包括氨基酸和脂质）、激素及细胞外基质蛋白质等多个方面。
• 有趣的是，花生四烯酸通路的活化在增生早期被发现；该通路是阿斯匹林和其他非甾体抗炎药的靶点，这些药物在FAP患者中的预防治疗正在被研究。
• 总体而言，我们的研究结果揭示了CRC形成最早阶段的关键基因组、细胞和分子事件以及潜在的药物预防机制。

通过蛋白组学研究识别DLK1作为神经母细胞瘤的免疫治疗靶点

A proteogenomic surfaceome study identifies DLK1 as an immunotherapeutic target in neuroblastoma – Cancer Cell – 2024

• 癌症免疫疗法在B细胞恶性肿瘤中取得了显著成果；然而，对于许多实体瘤的最佳细胞表面靶点仍然难以捉摸。
• 本文通过肿瘤和正常组织的整合蛋白组学、转录组学和表观基因组学分析，识别神经母细胞瘤（一种常致命的儿童癌症）生物学相关的免疫治疗靶点。
• 蛋白组学分析揭示了六十个高置信度的候选免疫治疗靶点，我们优先选择了delta-like canonical notch ligand 1（DLK1）进行进一步研究。DLK1的高表达与超增强子直接相关。
• 通过免疫荧光、流式细胞术和免疫组化表明DLK1在细胞表面具备强有力的表达。在神经母细胞瘤细胞中通过短发夹RNA介导的DLK1沉默，结果导致细胞分化增加。
• 针对DLK1的抗体药物偶联物ADCT-701在DLK1表达的神经母细胞瘤异种移植模型中显示出强效且特异的细胞毒性。由于在多个成人和儿科癌症中发现DLK1高表达，我们的研究证明了蛋白组学方法的有效性，并为DLK1作为免疫治疗靶点提供了依据。

临床类

肠道亚型作为局部晚期胃腺癌新辅助免疫化疗反应的生物标志物：来自前瞻性 II 期试验的见解

Intestinal subtype as a biomarker of response to neoadjuvant immunochemotherapy in locally advanced gastric adenocarcinoma: insights from a prospective phase II trial – Clin Cancer Res – 2024

重庆市大坪医院消化内科

• 新辅助免疫化疗（NAIC）显著诱导局部晚期胃腺癌（GAC）的病理回归。然而，仍然缺乏特异性的生物标志物来有效识别适合NAIC的受益患者。
• 开展了一项前瞻性、单臂、II期研究，用于治疗局部晚期GAC患者的NAIC（NCT05515796）。研究了临床病理特征与新辅助疗效之间的相关性。对104个样本（来自两组独立队列的75名患者）的大规模RNA测序数据和105个未接受治疗的GAC的单细胞RNA测序数据进行了综合分析，以揭示上皮特征、微环境特征和临床反应之间的关联。
• 病理完全回归（pathCR）率为30％，主要病理回归（MPR）率为43％，而该方案耐受性良好。基础临床病理参数的分析显示，Lauren分类的肠道亚型是一个关键特征，能够将对NAIC更敏感的患者进行分层。从机制上讲，肿瘤微环境中DNA损伤修复（DDR）活性癌细胞的增加以及CLEC9A+树突状细胞（DCs）的富集与肠道亚型GAC对NAIC的增强反应相关。更重要的是，通过整合DDR活性癌细胞和CLEC9A+ DCs的转录组特征，使用机器学习算法NaiveBayes构建了一个肠道亚型特异性标志模型，能够准确预测多个独立GAC队列中NAIC的疗效。
• 肠道亚型是GAC对NAIC增强敏感性的组织学生物标志物。肠道亚型特异性标志模型适用于指导局部晚期GAC患者的NAIC治疗。

嵌合抗原受体T细胞及T细胞疗法治疗癌症

CAR T Cells and T-Cell Therapies for Cancer: A Translational Science Review – JAMA – 2024

• CAR T细胞疗法通过基因工程改造T淋巴细胞，使其表达合成受体，识别肿瘤细胞表面抗原并诱导肿瘤细胞死亡。目前，美国食品药品监督管理局（FDA）已批准六种CAR T细胞产品用于治疗六种血液系统恶性肿瘤：B细胞急性淋巴细胞白血病、大B细胞淋巴瘤、滤泡性淋巴瘤、套细胞淋巴瘤、慢性淋巴细胞白血病和多发性骨髓瘤。与标准化疗联合干细胞移植相比，CAR T细胞疗法显著提高了大B细胞淋巴瘤患者的4年总生存率（54.6% vs 46.0%），并使儿童急性淋巴细胞白血病患者达到长期缓解（3年随访显示48%的患者存活且无复发）。对于先前接受过1至4种非CAR T细胞疗法的多发性骨髓瘤患者，CAR T细胞疗法也延长了无治疗缓解期（一项试验中，CAR T细胞疗法的无进展生存期为13.3个月，而标准疗法为4.4个月）。

• CAR T细胞疗法常见可逆性急性毒性，包括细胞因子释放综合征（约40%至95%的患者）和神经系统疾病（约15%至65%的患者）。目前正在开发新的CAR T细胞疗法，旨在提高疗效，减少不良反应，并治疗其他类型的癌症。

• 目前尚无FDA批准的CAR T细胞疗法用于治疗实体瘤，但最近有两个基于T淋巴细胞的其他疗法获得批准：一种用于治疗黑色素瘤，另一种用于治疗滑膜肉瘤。其他细胞疗法也对某些实体瘤（包括儿童神经母细胞瘤、滑膜肉瘤、黑色素瘤和人乳头瘤病毒相关癌症）产生疗效。这些基于T淋巴细胞的疗法的一个常见不良反应是毛细血管渗漏综合征，其特征是体液潴留、肺水肿和肾功能障碍。

• CAR T细胞疗法是一种经FDA批准的疗法，已改善多发性骨髓瘤的无进展生存期，提高了大B细胞淋巴瘤的总生存率，并为其他血液系统恶性肿瘤（如急性淋巴细胞白血病、滤泡性淋巴瘤和套细胞淋巴瘤）带来了高癌症缓解率。最近批准的基于T淋巴细胞的疗法也展现了改善实体瘤恶性肿瘤预后的潜力。

Nivolumab加伊匹单抗与基于铂化合物的双药方案作为70岁及以上晚期非小细胞肺癌患者一线治疗的比较：一项随机开放标签的3期研究

Nivolumab plus ipilimumab versus carboplatin-based doublet as first-line treatment for patients with advanced non-small-cell lung cancer aged ≥70 years or with an ECOG performance status of 2 (GFPC 08-2015 ENERGY): a randomised, open-label, phase 3 study – Lancet Respir Med – 2024

• 背景：抗PD-1和抗CTLA-4抗体的联合治疗在晚期非小细胞肺癌（NSCLC）患者中显示出优于化疗的效果，但对于≥70岁并具有ECOG表现状态为0-1或ECOG表现状态为2的老年患者的数据仍然稀缺。本研究旨在测试PD-1抗体nivolumab和CTLA-4抗体ipilimumab与基于铂的双药化疗作为70岁或以上或ECOG表现状态为2的NSCLC患者的一线治疗的优越性。

• 方法：这是一项开放标签，多中心，随机对照的3期试验，在法国的30家医院和癌症中心进行。符合条件的患者为IV期组织病理学证实的NSCLC患者，无已知的肿瘤基因变异，年龄≥70岁且ECOG表现状态为0-2，或年龄<70岁且ECOG表现状态为2。患者通过集中随机分配（1:1），使用计算机生成的算法根据年龄（<70 vs ≥70岁）、ECOG表现状态（0-1 vs 2）和组织学（鳞状细胞vs非鳞状细胞）进行分组，接受nivolumab加ipilimumab或基于铂化合物的双药化疗（卡铂[曲线下面积≤700 mg]加上pemetrexed [静脉注射500 mg/m²每3周]或卡铂[在第1天；曲线下面积≤700 mg]加上紫杉醇[每4周第1、5和15天静脉注射90 mg/m²]）。主要终点是总体生存率；次要终点包括无进展生存率和安全性。所有有效性分析均在意向性治疗人群中进行，包括所有随机分配的患者。安全性在安全性分析集中进行，包括所有随机分配的患者，这些患者至少接受过一次研究治疗，并至少有一次安全性随访。本试验已在ClinicalTrials.gov注册，注册号为NCT03351361。

• 结果：根据预先计划的中期分析，在预计事件的33%发生后，本试验因无效性提前停止。2018年2月12日至2020年12月15日，共有217名患者被随机分配，其中216名患者被纳入最终分析，nivolumab加ipilimumab组有109名患者，化疗组有107名患者；中位年龄为74岁（IQR 70-78）。nivolumab加ipilimumab组的中位总体生存期为14.7个月（95% CI 8.0-19.7），而化疗组为9.9个月（7.7-12.3）（风险比[HR] 0.85 [95% CI 0.62-1.16]）。在ECOG表现状态为0-1的70岁及以上患者中（中位年龄76岁 [IQR 73-79]），nivolumab加ipilimumab组的中位总体生存期比化疗组更长：22.6个月（95% CI 18.1-36.0）对比11.8个月（8.9-20.5；HR 0.64 [95% CI 0.46-0.96]）。而ECOG表现状态为2的患者（中位年龄69岁 [IQR 63-75]），nivolumab加ipilimumab组的中位总体生存期为2.9个月（95% CI 1.4-4.8），化疗组为6.1个月（3.5-10.4；HR 1.32 [95% CI 0.82-2.11]）。未发现新的安全信号。化疗组中最常见的3级或更高级不良事件为中性粒细胞减少症（103名患者中28名[27%]），而nivolumab加ipilimumab组中，内分泌紊乱（105名患者中5名[5%]）、心脏疾病（10名患者[10%]）和胃肠道疾病（11名患者[11%]）较为常见。

• 解释：该研究未显示nivolumab加ipilimumab组合在总体研究人群中的益处。由于提前停止，本试验对于主要和次要终点的统计功效不足；然而，在ECOG表现状态为0-1的老年NSCLC患者中nivolumab加ipilimumab相较于基于铂的双药方案的生存时间更长的发现，值得进一步研究。

KRAS突变转移性 colorectal cancer的二线治疗：Onvansertib与化疗和贝伐单抗的联合应用的单臂、II期试验

Onvansertib in Combination With Chemotherapy and Bevacizumab in Second-Line Treatment of KRAS-Mutant Metastatic Colorectal Cancer: A Single-Arm, Phase II Trial – J Clin Oncol – 2024

梅奥诊所肿瘤科

• 目的：本II期研究评估了Onvansertib（一种极具前景的PLK1抑制剂）与氟尿嘧啶、leucovorin和伊立替康（FOLFIRI）及贝伐单抗的联合使用在KRAS突变转移性结直肠癌（mCRC）中的有效性和耐受性。
• 患者与方法：这项多中心、开放标签的单臂研究纳入了既往接受过奥沙利铂和氟尿嘧啶（可能含或不含贝伐单抗）治疗的KRAS突变mCRC患者。患者接受Onvansertib（15 mg/m²，按28天周期于第1-5天和第15-19天每天一次）以及FOLFIRI + 贝伐单抗（第1天和第15天）。主要终点是客观缓解率（ORR），次要终点包括无进展生存期（PFS）、缓解持续时间（DOR）和耐受性。在KRAS突变CRC中进行了转化研究和临床前研究。
• 结果：53名接受治疗的患者中，确认的ORR为26.4%（95% CI，15.3至40.3）。中位DOR为11.7个月（95% CI，9.4至未达到）。62%的患者报告了3/4级不良事件。后期分析显示，与既往接受贝伐单抗治疗的患者相比，未曾接受贝伐单抗治疗的患者的ORR显著更高且PFS更长：ORR为76.9%对比10.0%（比值比为30.0，P < .001），中位PFS为14.9个月对比6.6个月（危险比为0.16，P < .001）。我们的转化研究结果支持以往贝伐单抗暴露可能导致Onvansertib的耐药。临床前研究表明，Onvansertib在抑制血管生成的同时抑制了缺氧通路，并表现出与贝伐单抗联合使用时强劲的抗肿瘤活性。
• 结论：Onvansertib与FOLFIRI + 贝伐单抗联合使用在KRAS突变mCRC患者的二线治疗中显示出显著疗效，尤其是在没有先前接受贝伐单抗治疗的患者中。这些发现促使我们评估这一联合方案在一线设置中的应用（ClinicalTrails.gov标识符：NCT06106308）。

高分辨率微内镜改善食道癌筛查和监测：针对边缘化全球环境的国际随机对照试验的启示

A HIGH-RESOLUTION MICROENDOSCOPE IMPROVES ESOPHAGEAL CANCER SCREENING AND SURVEILLANCE: IMPLICATIONS FOR UNDERSERVED GLOBAL SETTINGS BASED ON AN INTERNATIONAL, RANDOMIZED CONTROLLED TRIAL – Gastroenterology – 2024

• 背景与目的：以卢戈尔染色内镜（LCE）为基础的食道鳞状细胞肿瘤（ESCN）检测存在特异性低的问题。高分辨率微内镜（HRME）在学术内镜医师使用时显示出提高特异性和减少不必要活检的效果。在此项国际随机对照试验中，我们评估了HRME在不同卫生背景下的临床影响、效率及性能。
• 方法：我们在中国和美国招募了接受ESCN筛查或监测的专家和初学者内镜医师。参与者随机分配到LCE（标准护理）组或LCE+HRME（实验组）。主要结果为LCE与LCE+HRME的效率和临床影响，用金标准的共识病理进行评估。
• 结果：在916名同意参与的受试者中，859名（93.8%）在中国招募，36名（3.9%）在美国；21名（2.3%）由于程序或数据不完整被排除。在筛查组中，217名受试者被随机分配到LCE组，204名分配到LCE+HRME组；在监测组中，236名分配到LCE组，238名分配到LCE+HRME组。HRME提高了筛查效率：诊断产率（恶性/总活检）从20.0%（95%置信区间[CI] 12.7-29.2%）提高到51.7%（95% CI 32.5-70.6%），且65.2%（95% CI 54.6-74.9%）的活检可以避免，59.7%（95% CI 47.5-71.1%）的受试者可能不需要任何活检。六名受试者（0.7%）在HRME下被内镜医师漏诊（假阴性）；其中3名为初学者遗漏的中度或重度异型增生。
• 结论：低成本的微内镜在与LCE结合时，改善了ESCN筛查和监测的效率及临床影响。HRME有望避免不必要的活检，从而在该疾病流行的边缘化全球环境中实现成本节约。

基于临床和分子特征分析HR+/HER2-高级别早期乳腺癌患者的病理完全反应率

Pathologic complete response (pCR) rates for patients with HR+/HER2- high-risk, early-stage breast cancer (EBC) by clinical and molecular features in the phase II I-SPY2 clinical trial – Ann Oncol – 2024

• 背景：激素受体阳性（HR+）、HER2阴性早期乳腺癌（EBC）是一种异质疾病。识别更好的临床和分子生物标志物对于指导每位患者的最佳治疗至关重要。
• 患者与方法：我们分析了在I-SPY2试验中8个新辅助臂中HR+/HER2- EBC患者的病理完全反应（pCR）和远处无复发生存（DRFS）率，依据临床/分子特征如年龄、分期、组织学、雌激素受体（ER）阳性百分比、ER/孕激素受体（PR）状态、MammaPrint（MP）-High1（0到-0.57）与MP-High2（<-0.57）、BluePrint（BP）-Luminal型与BP-Basal型、及ImPrint免疫特征进行分析。我们量化了临床/分子异质性，评估了这些生物标志物之间的重叠，并评估了其与pCR和DRFS的关联。
• 结果：本次分析纳入了379名HR+/HER2- EBC患者，观察到的pCR率为17%。II期患者的pCR率高于III期患者（21%对9%，p=0.0013）；导管型与小叶型组织学（19%对11%，p=0.049）；较低的ER阳性百分比（≤66%对>66%）（35%对9%，p=3.4E-09）；MP-High2对MP-High1疾病（31%对11%，p=1.1E-05）；BP-Basal型对BP-Luminal型疾病（34%对10%，p=1.62E-07）；ImPrint阳性对阴性疾病（38%对10%，p=1.64E-09）。具有较低ER阳性百分比的患者更可能为MP-High2和BP-Basal型疾病。在中位随访4.8年中，达到pCR的患者无论临床/分子特征如何均表现出良好预后。在未达到pCR的患者中，MP-High2和BP-Basal型疾病患者的DRFS事件相较于MP-High1和BP-Luminal型疾病患者更为频繁。
• 结论：在高分子风险的HR+/HER2- EBC患者中，MP-High2、BP-Basal型和ImPrint阳性特征识别了部分重叠的患者亚集，这些患者在接受新辅助化疗±靶向药物或免疫疗法时比MP-High1、BP-Luminal型和ImPrint阴性疾病患者更可能获得pCR。I-SPY2.2正在利用这些生物标志物对特定患者群体进行分子性定义，以优化治疗选择。

二期临床试验探讨恩福妥单抗对先前治疗的晚期头颈癌患者的疗效

Phase II Trial of Enfortumab Vedotin in Patients With Previously Treated Advanced Head and Neck Cancer – J Clin Oncol – 2024

• 尽管免疫治疗取得了进展，但无法切除的复发/转移性头颈癌（HNC）预后较差，需要有效的治疗方案。考虑到nectin-4在HNC中的广泛表达，恩福妥单抗（EV）作为一种针对nectin-4的抗体-药物偶联物，在EV-202（ClinicalTrials.gov标识符：NCT04225117）中被应用于HNC患者。
• 本研究为一项开放标签的多队列二期研究，评估每28天周期内在第1、第8和第15天静脉给药EV（剂量为1.25 mg/kg）。在HNC队列中，符合条件的患者需为复发/转移性HNC患者，且已接受过铂类治疗和PD-1/PD-L1抑制剂。主要终点为根据RECIST第1.1版评估的确认客观响应率（ORR）。次要终点包括研究者评估的响应持续时间（DOR）、疾病控制率（DCR）、无进展生存期（PFS）、总体生存期（OS）及安全性。
• 主要分析纳入46名患者，所有患者均接受了EV（中位随访时间为9.3个月）。其中大多数患者（52.2%）在转移期接受了≥3个疗程的系统治疗。确认的ORR为23.9%，DCR为56.5%，中位DOR未达到（在随后的数据截止时中位DOR为9.4个月 [中位随访时间为11.3个月]）。中位PFS和OS分别为3.9个月和6.0个月。发生在>20%患者中的治疗相关不良事件（TRAEs）包括脱发（28.3%）、疲劳（26.1%）和周围神经性神经病（23.9%）。16名患者（34.8%）经历了3级及以上的TRAEs；其中贫血和中性粒细胞减少在≥1名患者中发生（均为2例；4.3%）。
• 总之，EV在多次治疗后出现的HNC中显示了抗肿瘤活性，其安全性与已有的EV安全性资料一致，并未发现新的安全信号。这些数据支持进一步评估EV在不适合局部治疗的晚期HNC患者中的应用。

大规模药物基因组学分析癌症患者的临床实践信息

Large-Scale Pharmacogenomics Analysis of Patients With Cancer Within the 100,000 Genomes Project Combining Whole-Genome Sequencing and Medical Records to Inform Clinical Practice – J Clin Oncol – 2024

• 作为100,000基因组项目的一部分，我们旨在评估报告与药物诱导毒性相关的基因变异对癌症患者的潜在可行性及临床影响。这些患者被招募进行全基因组测序（WGS），以建立基因组医学服务。
• 从76,805名参与者中分析了与五种癌症治疗药物（包括卡培他滨、氟尿嘧啶、巯嘌呤、硫嘌呤和伊立替康）相关的四个基因（DPYD、NUDT15、TPMT、UGT1A1）的药物基因组学（PGx）变异。通过将基因组数据与处方和住院发生率记录相结合，进行了一项表型广泛关联研究（PheWAS），以确定是否显示出药物暴露个体中与不良药物反应（ADRs）相关的表型。
• 我们在研究队列中发现62.7%的参与者具有在四个基因中与临床相关的PGx变异。将此结果扩展到英国受到这些PGx变异影响的药物的年度处方数量，预计每年约有14,540名患者可以通过减少剂量或更换药物来降低ADRs风险。在真实世界数据集中验证PGx关联后，我们发现DPYD的PGx变异与接受卡培他滨或氟尿嘧啶治疗的患者的毒性相关表型之间存在显著关联。报告的DPYD变异在大多数情况下被认为对临床决策具有信息价值。
• 报告与癌症患者相关的全基因组WGS中的PGx变异，结合与其癌症相关的主要发现，可以提供临床信息，指导减小ADRs风险的处方。将可操作变异的范围扩展到非欧洲祖先患者中发现的变异是重要的，也将拓展潜在的临床影响。

一种用于药物发现的多重单细胞RNA-Seq药物转录组学管道

A multiplex single-cell RNA-Seq pharmacotranscriptomics pipeline for drug discovery – Nat Chem Biol – 2024

• 癌症中药物反应的基因调控动态尚未完全理解。在此，我们报告了一种能够通过活细胞条形码化利用抗体-寡核苷酸结合物产生高通量药物转录组分析的管道。该管道将药物筛选与96重单细胞RNA测序相结合。
• 我们通过探讨初级高分级浆液性卵巢癌（HGSOC）细胞在45种药物治疗后异质的转录谱来展示该方法的潜力，这些药物具有13种不同的作用机制。部分磷脂酰肌醇3-羟基激酶（PI3K），蛋白激酶B（AKT）以及哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）抑制剂诱导了如表皮生长因子受体（EGFR）等受体酪氨酸激酶的活化，且这一过程是通过上调洞蛋白1（CAV1）介导的。
• 这种药物耐受性反馈回路可以通过针对PI3K-AKT-mTOR和EGFR的策略联合作用进行缓解，尤其在CAV1和EGFR表达的HGSOC中。
• 我们这一工作流程的使用能够在单细胞分辨率下实现患者衍生肿瘤样本的个性化测试。

慢性髓性白血病中酪氨酸激酶抑制剂的长期疗效

Long-term Outcomes of tyrosine kinase inhibitors in chronic myeloid leukemia – Blood – 2024

• 对酪氨酸激酶抑制剂（TKI）的长期疗效研究显示，它们对慢性髓性白血病（CML）的影响是持续的，这一点通过13项具有5至14年随访期的研究以及多项新诊断的慢性期CML的短期研究得到了证实。25年的伊马替尼（IM）治疗进一步确认其对CML患者生存率和可能治愈的有益效果。
• 大规模随机学术治疗优化研究确认并扩展了关键的国际随机研究干扰素与STI571（IRIS）的结果。在德国、法国和英国的三项学术试验中，尽管干扰素具备免疫调节特性，但IM与干扰素联合治疗并未显示出显著的疗效。第二代（2G）TKI相比IM能更快地产生反应，并识别IM耐药突变，但在延长生存期方面与IM相比并无优势。
• 严重的药物相关反应（ADR）限制了2G TKI的广泛使用，尽管IM的ADR在频率上较高但多为轻微。分子监测治疗效果的有效性已得到确立，为其他肿瘤提供了范例。研究中还涉及了合并症、转录类型及高危附加染色体异常（ACA）的负面影响。
• 一种新的预后评分（EUTOS长期生存评分或ELTS评分）考虑到了大多数CML患者死于其他原因的事实，并识别了生存的非CML相关因素。大型长时间观察性研究表明，在大多数情况下，CML管理的进展也已渗透到常规护理中。尽管2G TKI具有诸多优点，IM仍然是CML的首选治疗方案，因为其疗效和优越的安全性。

(～￣▽￣)～ 根据整合mRNA-lncRNA特征进行高风险可切除三阴性乳腺癌患者的强化化疗与标准化疗的比较（BCTOP-T-A01）：随机多中心 III 期试验

Intensive chemotherapy versus standard chemotherapy among patients with high risk, operable, triple negative breast cancer based on integrated mRNA-lncRNA signature (BCTOP-T-A01): randomised, multicentre, phase 3 trial – BMJ – 2024

• 研究的目的是评估使用多基因特征为可切除三阴性乳腺癌患者量身定制辅助治疗的可行性。该研究设计为随机、多中心、开放标签的 III 期试验，设置在中国的7个癌症中心，时间范围为2016年1月3日至2023年7月17日。
• 参与者为18至70岁的女性，均为经过根治性手术的早期三阴性乳腺癌患者。在进行风险分层后，高风险患者被随机分为两组，接受不同的辅助治疗：一组为强化方案，包括四个周期的多西他赛、表阿霉素和环磷酰胺，随后为四个周期的吉西他滨和顺铂（A组；n=166）；另一组三则为标准治疗，即四个周期的表阿霉素和环磷酰胺，随后四个周期的多西他赛（B组；n=170）。低风险患者接受的则是与B组相同的辅助化疗（C组；n=168）。
• 主要终点为意向治疗分析中A组与B组的无病生存率。次要终点包括C组与B组的无病生存率、无复发生存率、总体生存率以及安全性。研究结果显示，在498名接受研究治疗的患者中，A组的三年无病生存率为90.9%，而B组为80.6%（风险比0.51，95%置信区间（CI）0.28到0.95；P=0.03）。A组的三年无复发生存率为92.6%，而B组为83.2%（风险比0.50，95% CI 0.25到0.98；P=0.04）。而对于三年总体生存率，A组为98.2%，B组为91.3%（风险比0.58，95% CI 0.22到1.54；P=0.27）。
• C组的三年无病生存率、无复发生存率和总体生存率均显著高于B组，三年无病生存率为90.1%对80.6%（风险比0.57，P=0.04）、三年无复发生存率为94.5%对83.2%（风险比0.42，P=0.007）、三年总体生存率为100%对91.3%（风险比0.14，P=0.002）。三组的3-4级不良反应发生率分别为A组64%（105/163）、B组51%（86/169）和C组54%（90/166）。未发生治疗相关死亡事件。
• 结论：多基因特征在为可切除三阴性乳腺癌患者量身定制辅助化疗方面显示出潜力。采用吉西他滨和顺铂的强化方案显著改善了无病生存率，同时保持了可控的毒性。

激进甲状腺癌患者的双重免疫检查点抑制：第二阶段非随机临床试验

Dual Immune Checkpoint Inhibition in Patients With Aggressive Thyroid Carcinoma: A Phase 2 Nonrandomized Clinical Trial – JAMA Oncol – 2024

• 严重的甲状腺癌（包括放射碘抵抗性（RAIR）分化型甲状腺癌（DTC）、甲状腺髓样癌（MTC）和未分化甲状腺癌（ATC））与显著的发病率和死亡率相关，并且治疗选择有限。不同甲状腺癌亚型的免疫特征表明它们可能对免疫检查点抑制敏感。
• 本研究旨在评估抗程序性细胞死亡1抗体nivolumab和抗细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4抗体ipilimumab在激进甲状腺癌患者中的疗效。试验设计为第二阶段非随机临床试验，从2017年10月到2019年5月在单一中心招募了RAIR DTC患者，同时设立了MTC和ATC的探索性队列。数据分析在2021年6月至2023年9月之间进行。参与者接受静脉注射nivolumab（3 mg/kg，每两周一次）和ipilimumab（1 mg/kg，每六周一次），直到疾病进展、不耐受不良事件或最长两年。主要终点是RAIR DTC的客观缓解率（ORR），依据RECIST (实体肿瘤反应评估标准) 1.1版评分。
• 共有51名患者登记，49名患者可进行分析。中位年龄为65岁（范围30-88岁），其中51%的参与者为女性。DTC队列的ORR为9.4%（3/32 [95% CI, 2.8%-28.5%]），所有部分缓解均在肿瘤细胞癌（2/6 [33.0%]）或分化差的甲状腺癌（1/5 [20.0%]）中观察到。DTC整体队列的临床获益率为62.5%（20/32），在肿瘤细胞癌中为83.3%（5/6），在分化差的甲状腺癌中为40%（2/5）。ATC探索性队列的ORR为30.0%（3/10 [95% CI, 6.7%-65.2%]），临床获益率为50.0%（5/10）。MTC探索性队列中未观察到缓解。安全性特征与先前关于双重免疫检查点抑制的报告相似（瘙痒、皮疹、腹泻、疲劳和脂肪酶及肝酶升高）。NRAS肿瘤基因序列变异的存在与较差的预后相关，但BRAF V600E并无此相关性。
• 结论：该第二阶段非随机临床试验报告了在激进甲状腺癌中双重免疫检查点抑制的临床活性。本研究未在RAIR DTC的主要人群中达到预定终点，并不支持在非生物标志物选择的DTC中进一步研究。然而，在ATC中观察到的信号可能值得进一步评估。

抗程序性死亡配体-1联合靶向治疗治疗难治性甲状腺癌的临床试验

Anti-Programmed Death Ligand 1 Plus Targeted Therapy in Anaplastic Thyroid Carcinoma: A Nonrandomized Clinical Trial – JAMA Oncol – 2024

• 重要性：难治性甲状腺癌（ATC）是一种罕见且致命的癌症。尽管近年来对于突变BRAF肿瘤的患者已取得了一定进展，但这些患者在初期响应后仍最终死于疾病；此外，对于非BRAF突变肿瘤目前没有批准的疗法。
• 目的：研究采用匹配靶向治疗加免疫检查点抑制剂是否与改善总体生存期（OS）相关。
• 设计、设置和参与者：这是一个在单中心进行的第二期临床试验，设计有平行队列，根据肿瘤突变状态分配靶向治疗。突变BRAF V600E肿瘤的患者接受vemurafenib/cobimetinib联合atezolizumab治疗（队列1）；突变RAS（NRAS、KRAS或HRAS）或NF1/2肿瘤的患者接受cobimetinib加atezolizumab治疗（队列2）。没有这些变异的患者则接受bevacizumab加atezolizumab治疗（队列3）。患者在2017年8月3日至2021年7月7日期间入组。所有符合条件的ATC活动性疾病的系统治疗初治患者均被纳入研究。分析于2023年9月进行。
• 主要结果和措施：研究的主要结果是整个靶向治疗队列的中位OS，与历史上中位OS 5个月相比进行比较。研究显示，靶向治疗队列中，43名ATC患者中有42名纳入了主要分析。三个队列患者的中位OS为19个月（95% CI，7.79-43.24）。各队列的中位OS和无进展生存期（PFS）分别为：队列1：43个月（95% CI，16-ND），PFS为13.9个月（6.6-64.1）；队列2：8.7个月（95% CI，5.1-37.0）和4.8个月（1.8-14.7）；队列3（血管内皮生长因子抑制剂组）：6.21个月（4.1-ND）和1.3个月（1.3-ND）。
• 结论和相关性：在这项非随机临床试验中，atezolizumab联合靶向治疗使中位OS长于历史基准，达到了研究的主要终点，其中队列1的OS最长。

Inavolisib在PIK3CA突变的晚期乳腺癌中的治疗

Inavolisib-Based Therapy in PIK3CA-Mutated Advanced Breast Cancer – N Engl J Med – 2024

• Inavolisib是一种高效且选择性强的抑制剂，靶向磷脂酰肌醇3激酶复合物（由PIK3CA编码）中的p110催化亚单位的α异构体，并促进突变p110α的降解。在早期临床试验中，Inavolisib加palbociclib-fulvestrant组合显示出协同抗肿瘤活性。
• 在一项随机、双盲的3期临床试验中，我们比较了以9 mg/天的口服剂量使用Inavolisib加palbociclib-fulvestrant（Inavolisib组）与安慰剂加palbociclib-fulvestrant（安慰剂组）在PIK3CA突变且激素受体阳性、HER2阴性局部晚期或转移性乳腺癌患者中的效果，这些患者在辅助内分泌治疗后复发，时间不超过12个月。主要终点为由研究者评估的无进展生存期。
• 共有161名患者分配至Inavolisib组，164名患者分配至安慰剂组；中位随访时间分别为21.3个月和21.5个月。Inavolisib组的中位无进展生存期为15.0个月（95%置信区间[CI]，11.3至20.5），而安慰剂组为7.3个月（95% CI，5.6至9.3）（疾病进展或死亡的风险比为0.43；95% CI，0.32至0.59；P<0.001）。Inavolisib组中58.4%的患者发生了客观反应，而安慰剂组为25.0%。
• Inavolisib组中3级或4级中性粒细胞减少症发生率为80.2%，安慰剂组为78.4%；3级或4级高血糖发生率分别为5.6%和0%；3级或4级口腔炎或粘膜炎发生率分别为5.6%和0%；3级或4级腹泻发生率为3.7%和0%。未观察到3级或4级皮疹。因不良事件而中断任何试验药物的患者在Inavolisib组中为6.8%，而安慰剂组为0.6%。
• 对于PIK3CA突变的、激素受体阳性、HER2阴性的局部晚期或转移性乳腺癌患者，Inavolisib加palbociclib-fulvestrant的治疗显著延长了无进展生存期，相较于安慰剂加palbociclib-fulvestrant，但发生的毒性事件较多。不过，因不良事件中断任何试验药物的患者比例较低。（本研究由F. Hoffmann-La Roche资助；INAVO120临床试验登记号，NCT04191499。）

Camizestrant在雌激素受体阳性、HER2阴性晚期乳腺癌中与Fulvestrant的比较（SERENA-2）：多剂量、开放标签、随机、II期试验

Camizestrant, a next-generation oral SERD, versus fulvestrant in post-menopausal women with oestrogen receptor-positive, HER2-negative advanced breast cancer (SERENA-2): a multi-dose, open-label, randomised, phase 2 trial – Lancet Oncol – 2024 Nov;25(11):1424-1439. doi: 10.1016/S1470-2045(24)00387-5

• 背景：激素受体阳性乳腺癌对内分泌治疗的耐药性是一个挑战。我们旨在评估新一代口服选择性雌激素受体降解剂（SERD）和完全雌激素受体拮抗剂Camizestrant与第一种获批SERD，引发Fulvestrant在经过绝经的雌激素受体阳性、HER2阴性晚期乳腺癌女性中的疗效差异。
• 方法：SERENA-2是一项在亚太地区、欧洲、中东和北美的74个研究中心进行的开放标签、随机II期试验。符合条件的女性患者需年满18岁，经过绝经，具有组织学或细胞学确认的转移或局部复发的雌激素受体阳性、HER2阴性乳腺癌，以及东部肿瘤协作组（ECOG）或世界卫生组织（WHO）0或1级的表现状态，并在至少一条内分泌治疗上出现疾病复发或进展，且在晚期阶段不超过接受过一条内分泌治疗。患者最初以1:1:1:1的比例随机分配到每天口服Camizestrant 75 mg、150 mg或300 mg（直至300 mg组关闭），或肌肉注射Fulvestrant 500 mg（按标签）。随机分配通过互动式网络系统进行管理，并根据之前是否接受CDK4/6抑制剂治疗及肝脏和/或肺部转移的存在进行分层。研究的主要目标是通过研究者评估的无进展生存期（PFS）来确定Camizestrant与Fulvestrant在各剂量水平的临床疗效。
• 从2020年5月11日至2021年8月10日，共有240名患者被随机分配接受Camizestrant 75 mg（n=74）、150 mg（n=73）、300 mg（n=20）或Fulvestrant（n=73），均纳入全分析集。所有患者至少接受过一剂研究药物。
• Camizestrant 75 mg组的中位随访为16.6个月，150 mg组为16.3个月，而Fulvestrant组为14.7个月。Camizestrant 75 mg组中位无进展生存期为7.2个月，150 mg组为7.7个月，而Fulvestrant组为3.7个月。Camizestrant 75 mg与Fulvestrant的风险比为0.59，150 mg的风险比为0.64。
• 与治疗相关的不良事件分别发生在Camizestrant 75 mg组的39名患者中（53%），150 mg组的49名患者中（67%），300 mg组的14名患者中（70%），以及Fulvestrant组的13名患者中（18%）。没有单一的3级或更高的不良事件在任何组中超过两个患者发生。
• 解释：Camizestrant在75 mg和150 mg剂量下在无进展生存率方面明显优于Fulvestrant。这些结果支持Camizestrant在治疗雌激素受体阳性、HER2阴性乳腺癌中的进一步开发。

其它类

致病性线粒体DNA突变抑制黑色素瘤转移

Pathogenic mitochondrial DNA mutations inhibit melanoma metastasis – Sci Adv – 2024

• 线粒体DNA（mtDNA）突变在癌症中很常见，但其在癌症进展中的确切作用仍存在争议。为了对mtDNA变异对肿瘤生长和转移的影响进行功能性评估，我们开发了一种增强的细胞质杂种（cybrid）生成方案，并建立了具有野生型mtDNA或具有部分或完全丧失线粒体氧化功能的致病性mtDNA突变的同基因人黑色素瘤cybrid细胞系。

• 具有致病性mtDNA纯合水平的cybrid细胞能够可靠地建立肿瘤，尽管氧化磷酸化功能失调。然而，这些mtDNA变异破坏了原发肿瘤的自发转移，并降低了循环肿瘤细胞的丰度。肿瘤细胞的迁移和侵袭减少，表明在mtDNA功能障碍的情况下，进入循环是转移的一个瓶颈。致病性mtDNA并没有抑制静脉注射后的器官定植。

• 在异质性cybrid肿瘤中，单细胞分析显示在黑色素瘤生长过程中对致病性mtDNA的选择作用。

• 总之，这些发现通过实验证明，在黑色素瘤生长过程中，功能性mtDNA更受青睐，并支持其转移性进入血液。

TPX2作为一种新型靶点，通过赋予合成致死性来扩展PARPi在胰腺癌中的应用

TPX2 serves as a novel target for expanding the utility of PARPi in pancreatic cancer through conferring synthetic lethality – Gut – 2024

复旦大学附属肿瘤医院胰腺外科 Si Shi 团队

• 尽管PARP抑制剂（PARPi）已被批准用于携带致病性生殖系BRCA1/2突变的转移性胰腺癌患者的维持治疗，但BRCA1/2突变在胰腺癌中非常罕见。因此，迫切需要拓宽PARPi的应用范围。

• 研究者进行了RNA测序以筛选PARPi敏感性的潜在靶点。并在患者来源异种移植（PDX）、异种移植和患者来源类器官模型中验证了合成致死效应。通过LC-MS/MS、免疫共沉淀、激光显微照射、免疫荧光、同源重组（HR）或非同源末端连接（NHEJ）报告基因系统、原位邻近连接试验和活细胞延时成像分析等方法探索了其机制。

• 研究发现靶向非洲爪蟾动粒蛋白样激酶2（TPX2）是一种可利用的脆弱性。在对PARPi敏感的PDX模型中，TPX2表达下调，并且TPX2抑制在体外和体内均赋予了PARPi合成致死性。从机制上讲，TPX2以细胞周期依赖性的方式发挥作用。在S/G2期，ATM介导的TPX2 S634磷酸化促进BRCA1募集到双链断裂（DSBs）处以进行HR修复，而非磷酸化的TPX2与53BP1相互作用以募集其进行NHEJ。磷酸化和非磷酸化TPX2之间的平衡决定了DSB修复途径的选择。在有丝分裂过程中，TPX2磷酸化增强Aurora A活性，促进有丝分裂进程和染色体稳定性。使用细胞穿透性肽靶向TPX2 S634磷酸化会导致基因组不稳定性和有丝分裂灾难，并增强PARPi敏感性。此外，TPX2或S634磷酸化的抑制与吉西他滨联合使用进一步增强了胰腺癌对PARPi的敏感性。

• 研究结果揭示了TPX2在控制DNA DSB修复途径选择和有丝分裂进程中的双重功能意义，提示了一种潜在的治疗策略，即使用PARPi治疗胰腺癌患者。

针对氧化应激疾病的单甲基富马酸酯定点药物释放

Site-specific drug release of monomethyl fumarate to treat oxidative stress disorders – Nature Biotechnology – 2024

• 通过激活抗氧化剂核因子E2相关因子2（NRF2）来治疗氧化应激疾病受到全身性副作用的限制。

• 我们对NRF2激活剂单甲基富马酸酯进行了化学功能化修饰，使其需要贝耶尔-维利格氧化才能在氧化应激部位释放活性药物。此前药在患有慢性疼痛的小鼠模型中逆转了慢性疼痛，并减少了副作用，并可能应用于其他氧化应激疾病。

• 该研究开发了一种新型的单甲基富马酸酯前药，该前药需要在氧化应激位点进行贝耶尔-维利格氧化才能释放活性药物，从而减少全身性副作用。该前药在小鼠慢性疼痛模型中显示出疗效，并具有减少副作用的潜力，为治疗氧化应激相关疾病提供了一种新的策略。

通过二元载体拷贝数工程提高农杆菌介导的转化效率

Binary vector copy number engineering improves Agrobacterium-mediated transformation – Nature Biotechnology – 2024

• 质粒的拷贝数与其功能相关，然而，很少有尝试优化高拷贝数突变体以用于不同宿主中不同的复制起点。

• 我们使用高通量生长偶联选择分析和定向进化方法快速鉴定影响拷贝数的复制起点突变，并筛选提高农杆菌介导转化 (AMT) 效率的突变体。

• 通过将这些突变引入AMT中使用的质粒骨架内的二元载体中，我们观察到在四个不同的测试起点（pVS1、RK2、pSa和BBR1）中，本氏烟草的瞬时转化得到改善。对于性能最佳的起点pVS1，我们分离出高拷贝数变体，这些变体提高了拟南芥的稳定转化效率60-100%，提高了产油酵母红酵母的稳定转化效率390%。

• 我们的工作提供了一个易于部署的框架，用于生成质粒拷贝数变体，这将提高原核生物基因工程的精度，并提高AMT效率。

基于人工智能的病理工具在代谢功能障碍相关脂肪肝炎评分中的临床验证

Clinical validation of an AI-based pathology tool for scoring of metabolic dysfunction-associated steatohepatitis – Nat Med – 2024

• 代谢功能障碍相关脂肪肝炎（MASH）是导致肝脏相关发病率和死亡率的主要原因，但目前治疗选择有限。肝活检的人工评分被视为临床试验入组和终点评估的金标准，但其存在较高的读者变异性。
• 本研究是对一种基于人工智能（AI）的病理系统——代谢功能障碍相关脂肪肝炎的AI测量（AIM-MASH）进行的最全面的多中心分析和临床验证，旨在辅助病理学家进行MASH试验的组织学评分。AIM-MASH显示出了与人工评分相比的高重复性和可重复性。
• 受过训练的MASH病理学家使用AIM-MASH进行的评分在准确评估炎症、气球样变、MAS ≥ 4且每个评分类别均≥1，以及MASH的缓解方面，表现优于未借助AIM-MASH的阅读，同时在脂肪变和纤维化评估中保持不劣于人工评分的效果。
• 这些发现表明，AIM-MASH有助于减轻读者变异性，为MASH临床试验中的治疗评估提供更可靠的依据。

基因编辑中碱基编辑器和引物编辑器较Cas9核酸酶产生大片段DNA缺失的频率降低20倍

Large DNA deletions occur during DNA repair at 20-fold lower frequency for base editors and prime editors than for Cas9 nucleases – Nature Biomedical Engineering – 2024

• 用于基因组编辑的Cas9核酸酶会在DNA中产生靶向的双链断裂。随后的DNA修复途径会诱导大的基因组缺失（大于100 bp），这限制了基因组编辑的适用性。本研究表明，Cas9介导的双链断裂在癌细胞系、人胚胎干细胞和人原代T细胞中以不同的频率诱导大的缺失，并且大多数缺失是由两种修复途径产生的：末端切除和DNA聚合酶θ介导的末端连接。这些发现需要优化长程扩增子测序，开发一种k-mer比对算法以同时分析大的DNA缺失和小DNA改变，并使用CRISPR干扰筛选。

• 尽管利用产生单链断裂的突变Cas9 nickases，碱基编辑器和引物编辑器也会产生大的缺失，但其频率比Cas9低约20倍。

• 本研究优化了长程扩增子测序方法，开发了一种k-mer比对算法，能够同时分析大片段DNA缺失和小片段DNA改变，并利用CRISPR干扰筛选技术进行了验证。

• 本研究结果揭示了Cas9、碱基编辑器和引物编辑器介导的基因组编辑过程中大片段DNA缺失的发生频率及机制，并提出了减轻此类缺失的策略，为提高基因编辑的精准性和安全性提供了重要参考。

通过在错配修复缺陷的人结肠类器官中选择四个自发性致癌突变重现腺瘤-癌变序列

Recapitulating the adenoma-carcinoma sequence by selection of four spontaneous oncogenic mutations in mismatch-repair-deficient human colon organoids – Nat Cancer – 2024

• 癌症发生是通过连续获得致癌突变，将正常细胞转变为侵袭性和转移性癌细胞的过程。结直肠癌是这一过程的典型代表，其腺瘤-癌变序列已被广泛研究。先前的研究使用CRISPR技术在野生型人肠类器官中诱导四个连续突变来模拟这一过程。

• 研究者发现，通过长期培养错配修复缺陷的类器官，可以通过有策略地撤除或添加特定生长因子来选择性地获得自发性致癌突变。具体操作包括：逐步撤除Wnt激动剂、表皮生长因子(EGF)激动剂和骨形态发生蛋白(BMP)拮抗剂Noggin，并通过添加Nutlin-3来选择TP53突变。

• 通过这种方法，类器官依次获得了多个关键信号通路的突变，包括Wnt通路的AXIN1和AXIN2、p53通路的TP53、BMP通路的ACVR2A和BMPR2，以及EGF通路的NRAS。这些突变使类器官完全independent于干细胞微环境因子。

• 最终，这些四通路（Wnt、EGF受体、p53和BMP）突变的类器官能够在异种移植模型中形成实体瘤，成功地重现了癌症发生的复杂过程，特别是在DNA修复缺陷的背景下。

基于高通量测量的紧凑型转录效应子开发

Development of compact transcriptional effectors using high-throughput measurements in diverse contexts – Nat Biotechnol – 2024

• 转录效应子是已知用于激活或抑制基因表达的蛋白质结构域；然而，目前缺乏对这些效应子在基因组、细胞类型和DNA结合结构域（DBD）背景下调节转录的系统理解。
• 在本研究中，我们开发了一种dCas9介导的高通量招募（HT-recruit）方法，这是一种用于在内源性目标基因上量化效应子功能的池化筛选技术，并测试了一个包含5092个核蛋白Pfam结构域的文库在不同背景下的效应子功能。
• 我们还映射了来自未注释蛋白区域的效应子的背景依赖性，使用更大的文库铺展染色质调控因子和转录因子的功能。我们发现许多效应子的功能依赖于目标和DBD背景，例如HLH结构域可以作用于激活或抑制。
• 为了实现高效的干扰，我们选择了背景稳健的结构域，包括ZNF705 KRAB，以改善CRISPR干扰工具对启动子和增强子的沉默能力。
• 我们还通过结合NCOA3、FOXO3和ZNF473结构域工程化了一个紧凑型人类激活子NFZ，从而实现了更高效的CRISPR激活、改善病毒传递以及对嵌合抗原受体T细胞的诱导控制。

脂质滴负载的促肿瘤巨噬细胞在胶质母细胞瘤中的富集及其治疗性靶向

Protumoral lipid droplet-loaded macrophages are enriched in human glioblastoma and can be therapeutically targeted – Sci Transl Med – 2024

• 胶质母细胞瘤因其复杂的微环境而带来了巨大的临床挑战。本研究表征了肿瘤相关泡沫细胞（TAFs），这是一种负载脂质滴的巨噬细胞，在人类胶质母细胞瘤中存在。通过对患者肿瘤进行广泛分析，以及体外和体内实验，我们发现TAFs表现出与缺氧、间充质转化、血管生成和吞噬作用受损相关的独特促肿瘤特征，并且其存在与胶质瘤患者的预后较差相关。
• 我们进一步表明，TAFs的形成是通过从胶质母细胞释放的细胞外囊泡中回收脂质来促进的。我们发现，靶向脂质滴形成中涉及的关键酶（如二酰基甘油O-酰基转移酶或长链酰基辅酶A合成酶）能够有效干扰TAFs的功能。
• 这些数据共同强调TAFs作为胶质母细胞瘤中显著的免疫细胞群体，并提供了它们对肿瘤微环境的贡献的洞见。打破脂质滴形成以靶向TAFs可能代表了未来对胶质母细胞瘤治疗开发的一个方向。

铜驱动透明细胞肾细胞癌的代谢状态重塑与进展

Copper drives remodeling of metabolic state and progression of clear cell renal cell carcinoma – Cancer Discov – 2024

• 铜（Cu）是细胞色素c氧化酶（CuCOX）的辅因子， 对于有氧线粒体呼吸至关重要。本研究揭示，晚期透明细胞肾细胞癌（ccRCC）能够积累Cu，并将其分配给CuCOX。
• 我们采用了一系列正交方法，包括代谢组学、脂质组学、同位素标记的葡萄糖和谷氨酰胺流量分析，以及横跨肿瘤样本、细胞系、异种移植和患者来源的Xenograft（PDX）模型的转录组学研究，结合遗传和药理干预，探讨Cu在ccRCC中的作用。
• 升高的Cu水平刺激CuCOX生物合成，为肿瘤生长提供生物能量和合成上的益处。这一效应与依赖于葡萄糖的谷胱甘肽生成相辅相成，促进解毒并减轻Cu-H2O2的毒性。
• 单细胞RNA测序（scRNA-seq）和空间转录组学揭示，ccRCC进展过程中氧化代谢增强，谷胱甘肽和铜的代谢改变，以及HIF活性降低。因此，Cu驱动了生物能量学、合成代谢和还原稳态的综合肿瘤重塑，促进了ccRCC的生长，这为新治疗方法提供了靶点。

马来酸脱氢酶2对胶质母细胞瘤干细胞表观转录组的代谢调控

Metabolic regulation of the glioblastoma stem cell epitranscriptome by malate dehydrogenase 2 – Cell Metab – 2024

• 肿瘤通过重编程其代谢来生成复杂的肿瘤生态系统。我们在此证明，胶质母细胞瘤（GBM）干细胞（GSCs）表现出较高的马来酸-天冬氨酸穿梭（MAS）活性以及马来酸脱氢酶2（MDH2）的表达。
• 对MDH2进行遗传和药理学靶向干预可减弱GSC的增殖、自我更新和体内肿瘤生长，这一过程可部分通过天冬氨酸得到恢复。靶向MDH2会导致α-酮戊二酸（αKG）的积累，而αKG是二氧化酶的关键辅因子，包括N6-甲基腺苷（m6A）RNA去甲基化酶AlkB同源物5（ALKBH5）。
• MDH2的强迫表达增加了m6A水平并抑制了ALKBH5的活性，而αKG的补充可部分恢复这一过程。相反，靶向MDH2则降低了全局m6A水平，其中血小板衍生生长因子受体-β（PDGFRβ）是一个受到调控的转录本。
• 在GSC中药理学抑制MDH2则增强了达沙替尼的效能，这是一种口服生物可利用的多靶点激酶抑制剂，对PDGFRβ有效。总的来看，干样肿瘤细胞重编程其代谢以引发表观转录组的变化，并揭示了可能的治疗范例。

目标针对化疗诱导的适应性信号回路以赋予胰腺癌的治疗脆弱性

Targeting a chemo-induced adaptive signaling circuit confers therapeutic vulnerabilities in pancreatic cancer – Cell Discov – 2024

• 先进的胰腺导管腺癌（PDAC）对所有治疗的反应都很差，包括一线治疗化疗、最新的免疫疗法以及KRAS靶向疗法。尽管进行了大量努力改善晚期PDAC患者的治疗效果，有效的治疗方法仍然是未满足的医学挑战。为了改变现状，我们探讨了导致PDAC普遍对治疗反应差的关键信号网络。
• 本研究报道了一种先前未知的化疗诱导共生信号回路，该回路在晚期PDAC患者和小鼠中适应性地赋予了化疗抵抗力。通过整合来自PDAC小鼠模型的单细胞转录组数据和PDAC患者的临床病理信息，我们确定了癌细胞中的Yap1和基质成纤维细胞中的Cox2作为这一信号回路中的两个关键节点。
• 同时靶向癌细胞中的Yap1和基质中的Cox2可使PDAC对吉西他滨（Gemcitabine）治疗敏感，并显著延长承载晚期PDAC小鼠的生存期，而仅在癌细胞中同时抑制Yap1和Cox2则无效。从机制上看，化疗通过Nemo样激酶在过表达14-3-3ζ的PDAC细胞中触发非经典的Yap1激活，并增加CXCL2/5的分泌，这些因子结合基质成纤维细胞上的CXCR2以诱导Cox2和PGE2的表达，反过来促进PDAC细胞的生存。
• 最后，PDAC患者数据分析显示，接受Statins（抑制Yap1信号）和Cox2抑制剂（包括阿司匹林）同时接受吉西他滨的患者，相较于其他患者具有显著延长的生存期。Statins和阿司匹林的强效抗肿瘤作用，针对肿瘤细胞和基质中的化疗诱导适应性回路，标志着一种独特的PDAC治疗策略。

六磷酸果糖激酶2通过感应果糖促进结直肠癌生长

Hexokinase 2 senses fructose in tumor-associated macrophages to promote colorectal cancer growth – Cell Metab – 2024

• 果糖与结直肠癌的肿瘤发生和转移密切相关，主要通过酮己糖激酶介导的代谢在结直肠上皮中发挥作用，但其在肿瘤免疫微环境中的作用仍然不太清楚。
• 在本研究中，我们发现少量果糖在不影响肥胖及相关并发症的情况下，促进结直肠癌的肿瘤发生和生长，这一过程是通过抑制M1样巨噬细胞的极化实现的。
• 果糖独立于其代谢作用，抑制M1样巨噬细胞的极化。相反，它作为信号分子，促进六磷酸果糖激酶2与内源性1,4,5-三磷酸钙通道受体3之间的相互作用，后者是内质网中主要的Ca2+通道。这种相互作用降低了细胞质和线粒体中的Ca2+水平，从而抑制了有丝分裂原活化蛋白激酶（MAPK）和信号转导与转录激活因子1（STAT1）的激活，以及NOD、LRR和吡啶域含量3（NLRP3）炎症小体的激活。结果上，这一过程妨碍了M1样巨噬细胞的极化。
• 我们的研究强调了果糖作为信号分子的关键作用，它通过抑制M1样巨噬细胞的极化来促进肿瘤生长。

乳腺癌亚型及其谱系的差异染色质可及性和转录动力学

Differential chromatin accessibility and transcriptional dynamics define breast cancer subtypes and their lineages – Nat Cancer – 2024

• 乳腺癌（BC）被不同的分子亚型定义，这些亚型具有不同的细胞来源。但特定亚型的肿瘤-正常谱系的转录网络尚未得到建立。
• 本文中，我们应用了大规模、单细胞和单核多组学技术，以及空间转录组学和多重成像，研究了来自37名BC患者的61个样本，以显示BC亚型与其假定起源细胞之间基因表达和染色质可及性的特征联系。
• 转录因子的调控网络分析强调了BHLHE40在腺泡乳腺癌和腺泡成熟细胞中的重要性，以及KLF5在基底样肿瘤和腺泡祖细胞中的重要性。此外，我们识别了定义基底型（SOX6和KCNQ3）和腺泡A/B（FAM155A和LRP1B）谱系的关键基因。基底样BC中表达CTLA4的耗竭型CD8+ T细胞增多，提示存在一种改变的免疫功能障碍机制。
• 这些发现表明，在单细胞水平分析配对转录和染色质可及性是研究癌症谱系的有力工具，并突出了定义基底型和腺泡型BC谱系的转录网络。

恢复的Cas12a祖先扩展了核酸编辑和检测的靶标接入和底物识别能力

A resurrected ancestor of Cas12a expands target access and substrate recognition for nucleic acid editing and detection – Nat Biotechnol – 2024

• Cas12a核酸酶的特性限制了可接入靶标的范围及其应用。
• 在本研究中，我们应用祖先序列重建（ASR）技术，从水生细菌中提取了一组Cas12a同源物，以重建一个共同祖先ReChb，其特征是近乎无PAM（protospacer adjacent motif）靶向性，并能够识别多种核酸激活剂和附带底物。
• ReChb与最近的Cas12a同源物具有53%的序列同一性，但不再需要T-rich PAM，并且能够在对自然FnCas12a或工程化及PAM灵活的enAsCas12a不可及的位置实现人类细胞基因组编辑。此外，ReChb不仅可以被双链DNA触发，还可以被单链RNA和DNA靶标激活，导致对三种核酸底物的非特异性附带裂解，且效率相似。最后，通过低温电子显微镜获得的ReChb的三级和四级结构揭示了其扩展生物物理活性的分子细节。
• 总体而言，ReChb扩展了Cas12a核酸酶的应用空间，并强调了ASR在增强CRISPR技术中的潜在价值。

100,000基因组计划中的心肌病：间隔评估提高了诊断收益并为持续基因发现策略提供了信息

Cardiomyopathies in 100,000 genomes project: interval evaluation improves diagnostic yield and informs strategies for ongoing gene discovery – Genome Med – 2024

• 心肌病是一类临床重要的疾病，具有强烈的遗传成分。国家基因组计划，例如100,000基因组项目（100KGP），提供了在规模上研究这些罕见疾病的机会，超越了传统研究的局限。
• 我们展示了100KGP队列的临床和分子特征，比较了不同心肌病的儿童和成人受试者。我们评估了不同临床表现下的诊断收益和遗传病因谱。使用更新的分析策略（修订基因面板；对新生突变的无偏分析；以及改进的变异优先级策略），我们重新分析了现有的基因组数据，以识别在遗传上未解决的儿童中的新致病变异。
• 在100KGP中，我们确定了1918名心肌病患者（CM），其中包括1563名受试者和355名相关者。这些受试者，包括273名儿童和1290名成人，参与了超过55种不同的招募类别。与成人（0.9%）相比，儿童受试者的共存先天性心脏病率更高（12%）。在100KGP的初步分析后，儿童的诊断收益（19%）显著高于成人（11%），而总体上11%的诊断是在现有的英国儿科或综合性CM面板之外的基因中做出的。我们对儿科受试者的重新分析显示出有40%的潜在诊断，识别出49例之前未解决的儿科病例的新可能或可能的诊断。结构性和内含子变异占儿童所有潜在诊断的11%，而新生突变在17%的病例中被识别。
• 100KGP证明了基因组测序相较于独立面板在心肌病中的优势。对儿科CM受试者的重新分析显著提高了诊断收益，强调了在基因组研究中迭代重新评估的重要性。尽管进行了这些努力，许多患有心肌病的儿童仍然没有遗传诊断，这突显了对更好基因-疾病关系整理和持续数据共享的需求。100KGP CM队列可能对进一步的基因发现非常有价值，但必须理解并解决异质的获取方式和关键技术限制。

(～￣▽￣)～ 不同样品制备方法对顶层蛋白组学中蛋白质形式鉴定的影响

Influence of different sample preparation approaches on proteoform identification by top-down proteomics – Nat Methods – 2024

• 顶层蛋白组学结合质谱技术，可以识别完整的蛋白质形式，即蛋白质的所有分子形态。过去的多项进展导致了多种样品制备工作流程的发展。我们在此系统性地研究了不同样品制备步骤对蛋白质形式及蛋白质鉴定的影响，包括细胞裂解、还原与烷基化、蛋白质形式富集、纯化和分级。
• 我们发现，样品制备中的所有步骤均会影响所鉴定蛋白质形式的子集（例如，它们的数量、置信度、物理化学性质及人工生成的修饰）。多种样品制备策略导致了互补的鉴定，显著提高了蛋白组覆盖率。
• 总体上，我们从人类Caco-2细胞中鉴定出13,975个蛋白质形式，涉及2,720种蛋白质。这些结果可作为设计和调整顶层蛋白组学样品制备策略以应对特定研究问题的建议。
• 此外，我们预计在完整蛋白质水平上识别的采样偏差和修饰将有助于改善底层蛋白组学的方法。

从诱导多能干细胞分化出的内脏感觉神经节类器官

Differentiating visceral sensory ganglion organoids from induced pluripotent stem cells – Nat Methods – 2024

韩国首尔国立大学医学院生物医学科学系Inhee Mook-Jung团队

• 从诱导多能干细胞（iPS细胞）生成内脏感觉神经元（VSN）有助于深入理解肠-神经-脑轴在神经疾病中的作用。我们建立了一个分化人类iPS细胞衍生的内脏感觉神经节类器官（VSGO）的协议。
• VSGO表现出典型的VSN标记物，单细胞RNA测序揭示了VSGO的异质性分子特征和与原生VSN一致的发展轨迹。我们将VSGO与人类结肠类器官整合在一个微流控装置上，并将此轴-芯片模型应用于阿尔茨海默病研究。
• 我们的结果表明，VSN可能是传播肠源性淀粉样蛋白和tau蛋白到大脑的潜在介导者，且这种机制依赖于APOE4和LRP1。此外，我们的方法还扩展到包括患者衍生的iPS细胞，显示出与临床数据之间的强相关性。

金纳米颗粒-siRNA超聚集体增强立体定向消融放疗在原发和转移肿瘤中的抗肿瘤免疫反应

Gold-siRNA supraclusters enhance the anti-tumor immune response of stereotactic ablative radiotherapy at primary and metastatic tumors – Nat Biotechnol – 2024

• 加强立体定向消融放疗（SABR）在原发肿瘤及远处部位的抗肿瘤免疫反应的策略正在深入研究。
• 本文报告了一种可代谢的二元超聚集体（BSCgal），该复合物结合了作为放射增敏辅料的金纳米簇与靶向免疫抑制介质半乳糖凝集素-1（Gal-1）的细小干扰RNA（siRNA）。
• BSCgal由可逆交联的阳离子金纳米簇和siRNA复合物组成，形成一个在数周内生物降解的聚合物基质，促进体内清除（4周内90.3%的清除率），以减少毒性。其颗粒大小远高于肾脏过滤阈值，有助于被动靶向肿瘤输送。
• 在头颈癌小鼠模型中，我们展示了BSCgal通过促进肿瘤抑制性白细胞的作用、上调细胞毒性颗粒酶B、并减少免疫抑制细胞群体，增强了SABR在原发肿瘤和转移肿瘤中的放射动力学和免疫治疗效果。
• 与SABR联合Gal-1拮抗剂、化学放疗药物顺铂或PD-1抑制剂相比，该策略表现更优。这项研究提供了一种可转化的策略，以将局部放射增敏与靶向免疫检查点沉默结合，实现个性化的放射免疫治疗。

机器学习/组学类

匹配的正常和肿瘤乳腺组织的基因组和表观基因组揭示了不同的进化轨迹和肿瘤-宿主相互作用

Genomes and epigenomes of matched normal and tumor breast tissue reveal diverse evolutionary trajectories and tumor-host interactions – Am J Hum Genet – 2024

• 邻近肿瘤的正常组织 (NATs) 可能携带由场致癌作用驱动的早期乳腺癌发生事件。尽管之前的研究已经描述了拷贝数 (CN) 和转录组改变，但 NATs 在乳腺癌 (BC) 中的进化史仍然缺乏充分的描述。我们利用全基因组测序 (WGS)、甲基化分析和 RNA 测序 (RNA-seq)，分析了来自香港 (HK) 43 例 BC 患者的配对种系、NATs 和肿瘤样本。

• 我们发现单核苷酸变体 (SNVs) 在 NATs 中很常见，三分之一的 NAT 样本在驱动基因中表现出 SNVs，其中许多存在于配对的肿瘤样本中。肿瘤和 NAT 样本中最常发生突变的基因是 PIK3CA、TP53、GATA3 和 AKT1。相反，在 NAT 样本中很少检测到诸如体细胞 CN 改变 (SCNAs) 和结构变异 (SVs) 等大规模畸变。

• 我们生成了系统发育树来研究配对的 NAT 和肿瘤样本的进化史。它们可以分为仅肿瘤组、共享组和多树组，最后一组与非遗传性场致癌作用一致。这些组在 NAT 和肿瘤样本中都表现出不同的基因组和表观基因组特征。具体而言，共享树组中的 NAT 样本显示出更高的突变数量，而属于多树组的 NAT 样本显示出较少的炎症性肿瘤微环境 (TME)，其特征是调节性 T 细胞 (Tregs) 的比例较高，而 CD14 细胞群的比例较低。

• 总之，我们的研究结果突出了 BC NAT/肿瘤对中不同的进化史，以及场致癌作用和 TME 对塑造肿瘤基因组进化史的影响。

肥胖依赖性癌症驱动突变的选择

Obesity-dependent selection of driver mutations in cancer – Nat Genet – 2024

• 肥胖是癌症的危险因素，但肥胖是否与特定基因组亚型癌症相关尚不清楚。我们研究了肥胖与两种临床基因组资料库中肿瘤基因型之间的关系。

• 与临床协变量、人口统计因素和遗传祖先无关，肥胖与肺腺癌、子宫内膜癌和原发灶不明癌症中的特定驱动突变相关。

• 因此，肥胖是某些癌症病因异质性的驱动因素。

• 本研究强调了肥胖在癌症发生发展中的作用，并提示在癌症的风险评估和治疗中应考虑肥胖因素。

(～￣▽￣)～ 基于基因表达特征的类先导分子跨模态生成模型GexMolGen

GexMolGen: cross-modal generation of hit-like molecules via large language model encoding of gene expression signatures – Brief Bioinform – 2024

• 设计具有特定生物活性的全新分子是一项重要任务，因为它有可能绕过靶基因的探索，而靶基因的探索是现代药物发现范式中的第一步。然而，传统方法主要通过比较文献中实验结果中所需的分子效应来筛选分子。数据集限制了这一过程，难以进行直接的跨模态比较。

• 因此，我们提出了一种基于跨模态生成的解决方案，称为GexMolGen（基于基因表达的分子生成器），它仅使用基因表达特征生成类先导分子。这些特征是通过输入控制和所需的基因表达状态计算出来的。

• 我们的模型GexMolGen采用“先对齐后生成”的策略，在映射空间中对齐基因表达特征和分子，确保平滑的跨模态转换。然后将转换后的分子嵌入解码成分子图。此外，我们采用先进的单细胞大型语言模型来提高输入灵活性，并预训练了一个基于支架的分子模型，以确保所有生成的分子都是100%有效的。

• 经验结果表明，我们的模型可以生成与已知参考分子高度相似的分子，无论输入的是领域内还是领域外的转录组数据。此外，它还可以作为一种可靠的跨模态筛选工具。

HSCGD：一个全面的单细胞全基因组数据和元数据数据库

HSCGD: a comprehensive database of single-cell whole-genome data and metadata – Nucleic Acids Res – 2024

• 单细胞全基因组测序是揭示单个细胞中突变的有力工具。近年来，海量数据的产生极大地促进了我们对关键生物过程（包括细胞发育和肿瘤进展）的理解。这种数据的快速积累凸显了迫切需要一个全面的资源平台来有效地管理和利用这些信息。

• 为了满足这一需求，我们推出了HSCGD，这是第一个开放获取且全面的数据库，致力于收集、整合、分析和可视化单细胞全基因组数据和元数据。

• 当前版本的HSCGD包含来自63个公共单细胞数据集的74 154个人类细胞的已处理单细胞全基因组测序数据和精选的元数据，涉及23种细胞类型和17种主要的单细胞全基因组扩增方法。

• HSCGD旨在通过提供浏览、搜索、可视化、下载和在线工具，帮助对细胞异质性感兴趣的研究人员探索和利用单细胞水平的全基因组数据。

(～￣▽￣)～ 通用图表平台(GDP):一个高质量生物医学图形的综合数据库

Generic Diagramming Platform (GDP): a comprehensive database of high-quality biomedical graphics – Nucleic Acids Res – 2024

• 高质量的示意图对于生物医学研究的科学成果发表至关重要，它们对于有效传达复杂的生物医学概念至关重要。然而，由于需要投入大量时间和精力才能完成，许多研究人员仍然难以创建这样的插图。

• 为了满足这一需求，我们推出了通用图表平台 (GDP)，这是一个包含专业制作的生物医学图形（生物图形）的综合数据库。目前，GDP 收录了 7562 幅高质量的生物图形，仔细地分为 10 个主要类别和 77 个次要类别。

• 为了提高设计效率，GDP 提供了 204 个可定制的模板，这些模板源于对 2000 多篇文献和 7 本教科书的广泛查阅。通过 GDP 中实现的交互式绘图平台和用户友好的网络界面，这些资源可以促进生物医学界高效生成可用于发表的插图。

• 此外，GDP 集成了一个协作提交系统，允许研究人员贡献他们的作品，从而培养一个不断发展的图表生态系统，并确保数据库持续扩展。总的来说，我们相信 GDP 将作为一个宝贵的平台，显著提高生物医学研究人员的科学插图效率和质量。

基于空间转录组数据的空间模式和差异表达分析

Spatial pattern and differential expression analysis with spatial transcriptomic data – Nucleic Acids Res – 2024

• 空间转录组技术为研究基因活性同时保留组织的空间背景提供了新的途径。利用这些技术产生的数据，鉴定空间可变 (SV) 基因是探索组织景观和生物过程的重要步骤。尤其是在典型的实验设计中，例如病例对照研究或纵向研究，鉴定组间 SV 基因对于发现重要的生物标志物或开发针对性疾病疗法至关重要。然而，目前可用于分析空间转录组数据的 方法还处于起步阶段，现有的方法都不能鉴定组间的 SV 基因。
• 为了克服这一挑战，我们开发了用于空间模式和差异表达分析的 SPADE，以识别空间转录组数据中的 SV 基因。SPADE 基于具有基因特异性高斯核的高斯过程回归机器学习模型，能够检测组内和组间的 SV 基因。
• 通过在广泛的模拟和真实数据分析中与现有方法进行基准测试，我们证明了 SPADE 在检测组内和组间 SV 基因方面的优越性能。

VISTA：组织特异性发育增强子数据库

VISTA Enhancer browser: an updated database of tissue-specific developmental enhancers – Nucleic Acids Res – 2024

• 调控元件（增强子）是哺乳动物基因表达的主要驱动因素，并包含许多与人类疾病相关的遗传变异。本文介绍了更新后的VISTA增强子浏览器 (https://enhancer.lbl.gov)，这是一个在体内发育中的小鼠胚胎中进行的转基因增强子分析数据库。
• 自2007年首次发表以来，该数据库的实验数量增长了近20倍，从250个增长到超过4500个，目前包含超过23500张图像。更新后的数据库提供了关于在胚胎发育不同阶段进行的实验的结构化信息，包括人类致病性和合成变异体的增强子活性以及来自各种物种的序列。
• 除了数千个单独实验的手动整理结果外，新数据库还包含数百个等位基因之间的手动整理比较。
• VISTA增强子浏览器为研究人类遗传变异、基因调控和发育生物学提供了重要的资源。

根据实体瘤患者的全面基因组分析确定遗传推断祖先

A consensus-based classification workflow to determine genetically inferred ancestry from comprehensive genomic profiling of patients with solid tumors – Briefings in Bioinformatics – 2024

• 基于自我认同的种族和民族（SIRE）的癌症诊断、治疗和预后差异已被充分证明，但这些变量历来被排除在临床研究之外。在没有SIRE的情况下，可以使用从肿瘤DNA的全面基因组分析（CGP）中检测到的单核苷酸多态性（SNP）推断遗传祖先。然而，肿瘤DNA的CGP固有的因素增加了识别祖先信息SNP的难度，目前从CGP推断遗传祖先的工作流程需要改进祖先推断过程的关键领域。

• 本研究使用了来自4274名不同参考对象的基因组数据和来自491名实体瘤患者的CGP数据以及SIRE，开发并验证了一个工作流程，用于从CGP测序结果中获得准确的遗传推断祖先（GIA）。我们使用基于共识的分类法，从涵盖八个世界人口（非洲、美洲混血、中亚/西伯利亚、欧洲、东亚、中东、大洋洲、南亚）的扩展参考数据集中获得可靠的祖先推断。

• 我们的GIA调用结果与SIRE高度一致（95%），并与推断祖先的参考人群很好地吻合。此外，我们的工作流程可以通过以下方式扩展SIRE：（i）检测通常缺乏适当种族类别的患者的祖先；（ii）确定哪些患者具有混合祖先；以及（iii）解决具有异质种族类别和缺少SIRE信息的患者的祖先问题。

• 准确的GIA提供了必要的信息，可以实现关注祖先的生物标志物研究，确保在临床研究中纳入代表性不足的群体，并增加符合精准医疗疗法和试验的患者群体的多样性代表性。

基于大规模家族数据估计的遗传易感性改善了重度抑郁症的遗传预测、风险评分分析和基因定位

Genetic liability estimated from large-scale family data improves genetic prediction, risk score profiling, and gene mapping for major depression – Am J Hum Genet – 2024

• 本研究介绍了一种名为皮尔逊-艾特肯家族遗传风险评分 (PA-FGRS) 的方法，该方法利用扩展的、年龄审查的家谱记录中的诊断模式来估计疾病易感性。该方法应用于对典型复杂疾病——重度抑郁症 (MDD) 的研究，使用了包含 30,949 例 MDD 病例、39,655 例随机人群对照以及超过 200 万名亲属的 iPSYCH2015 病例队列研究。

• 研究结果表明，将从家族记录中估计的 PA-FGRS 易感性与先证者的分子基因型相结合，可以改进三方面的研究：首先，结合 PA-FGRS 易感性可以改善 MDD 的分类，优于多基因评分；其次，可以识别与合并症、复发和严重程度相关的 MDD 临床异质性的强大遗传贡献；最后，可以提高全基因组关联研究的效力。

• PA-FGRS 方法灵活易用，并且本研究的方法可以推广到其他数据集以及其他复杂性状和疾病。

• 这项研究强调了整合广泛的表型、家族记录和分子遗传数据来研究复杂性状和疾病的益处，并为改进 MDD 的遗传预测、风险评估和基因发现提供了新的方法。

基于基因的罕见种系变异负担检验鉴定出六个癌症易感基因

Gene-based burden tests of rare germline variants identify six cancer susceptibility genes – Nat Genet – 2024

• 本研究对来自冰岛、挪威和英国的130,991例癌症病例和733,486例对照样本进行了基因负担关联分析，汇总了22个癌症部位的罕见错义和功能丧失变异。

• 结果鉴定出四个与癌症风险增加相关的基因： BIK基因（促凋亡，与前列腺癌相关）、ATG12基因（参与自噬，与结直肠癌相关）、TG基因（与甲状腺癌相关）以及CMTR2基因（与肺癌和皮肤黑色素瘤相关）。

• 此外，研究还发现一些携带罕见变异的基因与癌症风险降低相关：AURKB基因（与任何部位的癌症风险降低相关）和PPP1R15A基因（与乳腺癌风险降低相关），提示抑制PPP1R15A可能是一种预防乳腺癌的策略。

• 这些发现确定了几个新的癌症风险基因，并强调了自噬、细胞凋亡和细胞应激反应在开发新型疗法中的重要作用。

RepeatsDB 2025版：扩展AlphaFoldDB上结构串联重复蛋白的注释

RepeatsDB in 2025: expanding annotations of structured tandem repeats proteins on AlphaFoldDB – Nucleic Acids Res – 2024

• RepeatsDB 是一个用于分类和注释结构串联重复蛋白 (STRP) 的关键资源，它整合了来自蛋白质数据库 (PDB) 和 AlphaFoldDB 的数据。

• 最新版本包含大量改进，包括对来自超过 2000 个有机体的 34000 多个独特蛋白质序列的注释，覆盖范围增加了 15 倍。利用最先进的结构比对工具，RepeatsDB 现在可以更快、更精确地检测实验结构和预测结构中的 STRP。

• 关键改进还包括重新设计的用户界面和增强的 Web 服务器，提供直观的浏览体验，并改进数据可搜索性和可访问性。新的统计页面允许用户根据重复分类浏览数据库指标，而 API 增强功能支持可扩展性以管理不断增长的数据量。

• 这些改进不仅完善了对 STRP 的理解，而且简化了注释过程，进一步增强了 RepeatsDB 在推进我们对 STRP 功能理解方面的作用。

Quaqc：高效快速的ATAC-seq质量控制和过滤

Quaqc: Efficient and quick ATAC-seq quality control and filtering – Bioinformatics – 2024

• Quaqc软件能够对NGS数据的ATAC-seq进行特异性的质量控制和reads过滤，同时保持极低的处理时间和内存占用。其高效的可扩展性实现使其能够广泛应用于各种场景，从个人笔记本电脑上处理单个样本到在计算集群上并行处理数千个样本。辅助R包quaqcr允许交互式程序执行和结果探索。

• 源代码和文档可从https://github.com/bjmt/quaqc 以GPLv3许可证免费下载。Quaqc使用C语言实现，并在macOS和Linux系统上进行了测试。辅助包quaqcr只需要R编程语言。

• 本文相关的程序和代码的固定版本可在https://zenodo.org/records/13833437找到。

scImmOmics：一个手动整理的单细胞多组学免疫数据资源

scImmOmics: a manually curated resource of single-cell multi-omics immune data – Nucleic Acids Res – 2024

• 单细胞测序技术使得发现和鉴定具有独特功能的免疫细胞亚群成为可能，这对于揭示健康或疾病条件下的免疫反应至关重要。虽然已经努力收集和整理单细胞RNA测序(scRNA-seq)数据，但仍然缺乏具有统一元数据的免疫特异性单细胞多组学图谱。

• 本研究介绍了scImmOmics (https://bio.liclab.net/scImmOmics/home)，这是一个手动整理的单细胞多组学免疫数据库，基于具有已知免疫细胞标签的高质量免疫细胞构建。目前，scImmOmics 收录了来自七种单细胞测序技术的超过290万个细胞类型标记的免疫细胞，涉及131种免疫细胞类型、47种组织和4个物种。

• 为了确保数据一致性，我们标准化了免疫细胞类型的命名法，并以分层树状结构呈现它们，以清晰地描述免疫系统内的谱系关系。scImmOmics还提供全面的免疫调控信息，包括T细胞/B细胞受体测序克隆型信息、细胞特异性调控信息（例如，已知细胞类型内的基因/染色质可及性/蛋白质/转录因子状态、细胞间通讯和共表达网络）以及免疫细胞对细胞因子的反应。

• 总之，scImmOmics是一个全面且有价值的平台，用于揭示免疫细胞的异质性和多样性，并阐明单细胞水平的特定调控机制。

EXPRESSO：探索多层级三维基因组组织的多组学数据库

EXPRESSO: a multi-omics database to explore multi-layered 3D genomic organization – Nucleic Acids Res – 2024

• 人类基因组的三维（3D）结构在基因调控中起着至关重要的作用。探索具有空间和序列观察结果的调控表观基因组 (EXPRESSO) 是一个新颖的多组学数据库，用于探索和可视化 46 种不同人类组织中的多层级 3D 基因组特征。

• EXPRESSO 整合了来自同一生物样本的 1360 个 3D 基因组数据集（Hi-C、HiChIP、ChIA-PET）和 842 个 1D 基因组和转录组数据集（ChIP-seq、ATAC-seq、RNA-seq），提供了一个全面的资源，用于研究 3D 基因组结构与转录调控之间的相互作用。

• 该数据库提供了多种 3D 基因组特征类型（区室、接触矩阵、接触域、条纹（作为接触矩阵中从基因位点延伸的对角线）、染色质环等）以及用户友好的界面，用于数据探索和下载。其他关键功能包括用于程序访问的 REpresentational State Transfer 应用程序编程接口、用于 3D 基因组特征的高级可视化工具以及将 3D 基因组特征与基因表达和表观基因组修饰关联的基于 Web 的应用程序。

• 通过提供大量数据集和工具，EXPRESSO 旨在加深我们对 3D 基因组结构及其对人类健康和疾病影响的理解，成为研究界的宝贵资源。EXPRESSO 可在 https://expresso.sustech.edu.cn 免费获取。

基于高分辨率亚硫酸氢盐测序数据的BS-clock：改进的表观遗传年龄预测

BS-clock, advancing epigenetic age prediction with high-resolution DNA methylation bisulfite sequencing data – Bioinformatics – 2024

上海师范大学数学系 Xiaoqi Zheng 团队

• DNA甲基化模式由于其稳健性以及与衰老过程相关的可预测变化，可以提供精确的生物年龄估计。尽管近年来开发了几种甲基化衰老时钟，但它们主要针对DNA甲基化芯片数据而设计，与亚硫酸氢盐测序数据相比，其CpG覆盖范围和检测灵敏度有限。

• 本研究提出了BS-clock，这是一种基于亚硫酸氢盐测序数据的全新人类衰老DNA甲基化时钟。利用从四种组织中检索到的529个样本的BS-seq数据，与现有的基于芯片的时钟相比，我们的BS-clock在多种组织类型中与实际年龄的相关性更高。我们的研究揭示了不同年龄阶段和疾病状况下年龄依赖性衰老速度，以及将在一类组织类型上训练的模型应用于其他组织类型时，总体跨组织预测能力较低。总之，BS-clock克服了基于芯片技术的局限性，提供了全基因组CpG位点覆盖率以及更稳健和准确的衰老量化。

• BS-clock利用了高分辨率的亚硫酸氢盐测序数据，从而相比于基于芯片的方法具有更高的CpG覆盖率和检测灵敏度，进而提高了年龄预测的准确性和稳健性。

• 本研究为衰老的先进表观遗传学研究铺平了道路，并有望开发出促进健康衰老的靶向干预措施。该研究的全部分析代码已公开发布在https://github.com/hucongcong97/BS-clock。

靶向富集长读长测序检测抗性组和移动组的因素

Factors impacting target-enriched long-read sequencing of resistomes and mobilomes – Genome Res – 2024

• 本研究调查了靶向富集长读长测序 (TELSeq) 在复杂基质中检测抗菌药物抗性基因 (ARGs) 和移动遗传元件 (MGEs) 的效率。本研究旨在克服传统抗菌药物抗性 (AMR) 检测方法（包括短读长鸟枪法宏基因组学）的局限性，这些方法可能缺乏灵敏度、特异性和提供详细基因组背景信息的能力。

• 通过结合生物素标记探针富集和长读长测序，我们促进了 ARGs 的扩增和测序，无需生物信息学重建。我们的实验设计包括人体粪便菌群移植材料、牛粪便、原始草原土壤和模拟人体肠道微生物群落的重复样本，使我们能够检查包括基因组 DNA 输入和探针组成的变量。

• 我们的研究结果表明，与传统的测序方法相比，TELSeq 显着提高了 ARGs 和 MGEs 的检测率，突出了其在准确 AMR 监测方面的潜力。我们的研究的一个关键发现是结合移动组图谱以更好地预测 ARGs 在微生物群落中的转移能力的重要性，因此建议在未来的研究中使用组合的 ARG-MGE 探针组。

• 我们还揭示了低输入工作流程中 ARG 检测的局限性，并描述了正在进行的方案改进的下一步，以最大限度地减少技术变异性并扩大其在临床和公共卫生环境中的应用。这项工作是我们更广泛地致力于推进解决全球 AMR 挑战的方法的一部分。

结构变异重塑2105个甘蓝型油菜种质的群体基因表达和性状变异

Structural variation reshapes population gene expression and trait variation in 2,105 Brassica napus accessions – Nature Genetics – 2024

• 本研究构建了一个包含334,461个结构变异（SVs）的参考库，这些SVs来自16个代表性新异源多倍体甘蓝型油菜（Brassica napus）种质的基因组组装，并在2,105个重测序基因组中检测到258,865个SVs。结合5个组织群体的转录组数据，研究者发现了285,976个SV-表达数量性状位点（eQTLs），这些位点与73,580个基因表达改变相关。

• 研究人员开发了一种高通量联合分析SV-全基因组关联研究（SV-GWAS）、表型数据的转录组关联研究、eQTLs和eQTL-GWAS共定位的流程，并鉴定了726个SV-基因表达-性状变异关联，其中一些通过转基因技术得到了验证。

• 通过芥子油苷生物合成和转运途径，证明了SV对性状变异重塑的普遍影响。

• 这项研究强调了全基因组和物种尺度SV的影响，提供了一种强大的方法策略和宝贵的资源，用于研究进化、基因发现和育种。

IMGT/RobustpMHC：用于I类MHC肽结合预测的稳健训练

IMGT/RobustpMHC: robust training for class-I MHC peptide binding prediction – Brief Bioinform – 2024

• 准确预测肽-主要组织相容性复合体（MHC）I类结合概率是免疫信息学中的关键任务，对疫苗开发和免疫疗法具有广泛影响。虽然最近基于深度神经网络的方法在pMHC预测方面显示出前景，但它们有两个缺点：（i）依赖手工制作的伪序列提取；（ii）不能很好地推广到不同的数据集，这限制了这些方法的实用性。

• 现有方法依赖于34个氨基酸的伪序列，而我们的研究结果揭示了MHC和肽之间直接相互作用中涉及的147个位点。我们进一步表明，神经网络架构即使使用完整序列也能学习pMHC结合的复杂性。为此，我们提出了PerceiverpMHC，它能够利用高效的基于转换器的架构学习完整序列的准确表示。此外，我们提出了IMGT/RobustpMHC，该方法利用未标记数据通过自监督学习策略提高pMHC结合预测的稳健性。

• 我们在八个不同的数据集上对RobustpMHC进行了广泛评估，与最先进的方法相比，结合预测准确性总体提高了6%以上。我们编制了CrystalIMGT，这是一个经晶体学验证的数据集，由于pMHC分布存在显著差异，对现有方法提出了挑战。

• 最后，为了减轻这种分布差异，我们进一步开发了一个迁移学习管道。

TDFPS-Designer: 一种高效的条形码设计和选择工具

TDFPS-Designer: an efficient toolkit for barcode design and selection in nanopore sequencing – Genome Biol – 2024

山东大学数学与交叉科学研究中心

• 牛津纳米孔技术（ONT）提供超高通量的多样本测序，但仅提供支持最多96个样本复用的条形码试剂盒。
• 我们推出了TDFPS-Designer，这是一种新的纳米孔测序条形码设计工具包，能够生成显著更多的条形码：20个碱基对长的条形码可生成137个，24个碱基对可生成410个，30个碱基对达1779个，远超ONT的提供。
• 该工具包包括基于GPU的加速功能，可以实现超快速的去复用，并且设计了适用于高错误率ONT数据的稳健条形码。TDFPS-Designer的性能超过了当前的方法，相较于Guppy提高了去复用召回率20%，且精确度没有下降。
• 我们的工具具有较大的条形码设计能力，能够满足多样本测序的需求，并进一步提升了样本的聚合能力，这对基因组研究和相关应用有着重要意义。
• TDFPS-Designer的推出将为纳米孔测序领域带来显著的进步，提升实验数据处理的效率，促进生物医学领域的研究与应用。

(～￣▽￣)～ CTR-DB 2.0：更新的癌症临床转录组资源，扩展原发性耐药性并新增获得性耐药性数据集，增强预测性生物标志物的发现与验证

CTR-DB 2.0: an updated cancer clinical transcriptome resource, expanding primary drug resistance and newly adding acquired resistance datasets and enhancing the discovery and validation of predictive biomarkers – Nucleic Acids Res – 2024

• 药物耐药性是癌症治疗中的主要限制因素。CTR-DB，癌症治疗反应基因特征数据库，是首个针对癌症治疗反应的临床转录组数据资源，同时支持各种数据分析功能，为药物耐药性的分子决定因素提供见解。
• 本研究提出了升级版的CTR-DB 2.0。新增约190个包含原发耐药信息的源数据集（与版本1.0相比增加129%），以及13个获得性耐药数据集（新数据集类型），涵盖了10,856个患者样本（增加111%）、39种癌症类型（增加39%）和346种治疗方案（增加26%）。
• 在功能方面，CTR-DB 2.0在单个数据集分析和多个数据集比较模块中新增了基因集富集、肿瘤微环境（TME）和特征连接性分析功能，帮助阐明药物耐药机制及其同质性/异质性，并发现候选组合疗法。
• 此外，与生物标志物相关的功能大幅扩展。CTR-DB 2.0新支持在TME中细胞类型作为治疗反应预测性生物标志物的验证，特别是组合生物标志物面板的验证，甚至可通过用户自定义的CTR-DB患者样本直接发现最佳生物标志物面板。同时，用户自身数据集的分析、应用编程接口和数据众筹功能也得到增加。

利用T2T组装解决参考基因组缺失中的罕见和致病性倒位

Leveraging the T2T assembly to resolve rare and pathogenic inversions in reference genome gaps – Genome Res – 2024 Nov 1

• 染色体倒位（INVs）因其拷贝数中性状态和与重复区域的关联而特别难以检测。倒位约占所有平衡结构染色体畸变的1/20，并可能通过基因破坏或改变对剂量敏感基因的调控区域而导致疾病。短读长基因组测序（srGS）只能解析约70%的临床诊断实验室中可见的细胞遗传学倒位，可能是由于断裂点位于重复区域。
• 在本研究中，我们利用长读长基因组测序（lrGS）（n = 9）或短读长基因组测序（srGS）（n = 3）研究了12个倒位，并解析了其中的九个。在四个案例中，倒位断裂点区域缺失于至少一个人类参考基因组（GRCh37，GRCh38，T2T-CHM13），因此需要进行无参考的分析。其中一个案例，INV9仅在使用T2T-CHM13进行的de novo组装的lrGS数据中可映射，破坏了EHMT1，与孟德尔诊断（Kleefstra综合征1; MIM#610253）一致。
• 接下来，通过对T2T-CHM13、GRCh37和GRCh38以及黑猩猩和倭黑猩猩进行成对比较，我们发现数百兆碱基对的序列至少在一个人类参考基因组中缺失，这突显了灵长类基因组对基因组多样性的贡献。将群体基因组数据对齐到这些区域表明，这些区域在个体之间是可变的。
• 我们的分析强调了利用T2T-CHM13最大化lrGS在临床诊断中的倒位检测价值的必要性。这些结果突显了利用多样化和全面的参考基因组解决罕见病未解分子病例的重要性。

药物干扰下肺癌培养物和组织中的空间分 resolved 蛋白-蛋白相互作用组学

Spatially resolved subcellular protein-protein interactomics in drug-perturbed lung-cancer cultures and tissues – Nat Biomed Eng – 2024

• 蛋白-蛋白相互作用（PPIs）调控信号通路和细胞表型，因此可视化空间分 resolved 动态的PPIs将有助于揭示信号网络的激活和相互作用。
• 在这里，我们报告了一种利用顺序邻近连接测定的方法，能够对多达47种参与多信号交叉通路的PPIs进行多重剖析。
• 我们将此方法与传统的免疫荧光结合应用于具有突变表皮生长因子受体的非小细胞肺癌细胞培养物和组织，以确定PPIs在亚细胞体积中的共定位，并重建在酪氨酸激酶抑制剂奥希替尼的干扰下PPIs在亚细胞内分布的变化。
• 我们还展示了能够编码空间分 resolved PPI的图卷积网络可以准确预测单细胞的细胞治疗状态。
• 由图神经网络支持的多重邻近连接测定能够为PPIs的亚细胞组织提供深入见解，从而为靶向蛋白相互组的药物设计提供指导。

基于纳米孔直接RNA测序的基因治疗载体质量控制优化协议

An optimized protocol for quality control of gene therapy vectors using nanopore direct RNA sequencing – Genome Res – 2024

• 尽管近期在提升慢病毒基因治疗的有效性方面取得了一定进展，但生产的载体中仍有相当比例包含不完整的、潜在的非功能性RNA基因组。这会损害慢病毒的基因递送效果，同时增加制造成本，因此必须改进以促进慢病毒基因治疗的广泛临床应用。
• 本研究比较了三种长读长测序技术在检测载体设计问题方面的能力，结果表明，纳米孔直接RNA测序是最强大的方法。我们展示了该方法如何识别和定量由于隐性剪接和多腺苷酸化位点导致的不完整RNA，包括在广泛使用的木鼠肝炎病毒转录后调控元件（WPRE）中发现的潜在隐性多腺苷酸化位点。
• 通过对慢病毒RNA进行人工多腺苷酸化，我们还识别出了分析的慢病毒载体（LVs）中多个与发夹相关的截短，这些截短占检测到的大部分RNA片段。
• 最后，我们表明，这些见解可用于优化LV设计。总之，纳米孔直接RNA测序是进行LV质量控制和优化的强大工具，有助于提高慢病毒的制造质量，从而开发更高质量的慢病毒基因治疗。

通过寡核苷酸介导的近端互作组学映射进行RNA微环境的多组学特征分析

Multiomic characterization of RNA microenvironments by oligonucleotide-mediated proximity-interactome mapping – Nat Methods – 2024

• RNA分子形成复杂的分子交互网络，这些网络对于RNA的功能和细胞结构至关重要。然而，这些交互网络在原位上探索的难度较大。
• 我们在此介绍了一种新的方法——寡核苷酸介导的近端互作组学映射（O-MAP），它用于阐明目标RNA周围的生物分子，并在其本地环境中进行研究。
• O-MAP使用类似于RNA原位荧光杂交的寡核苷酸探针，将近端生物素化酶输送至目标RNA，从而在原位促进相邻分子的富集，利用链霉亲和素下拉法进行分析。这种方法使得极为精确的生物素化得以实现，并且可以轻松地优化以适应新的靶标或样本类型。
• 我们选用非编码RNA（47S、7SK和Xist）作为模型，开发了O-MAP工作流程，以发现RNA邻近的蛋白质、转录本和基因组位点，实现对这些RNA亚细胞区室和新的调控相互作用的多组学特征分析。
• O-MAP不需要任何基因操作，使用完全现成的组分，并且所需细胞数量较传统方法减少了几个数量级，使其对大多数实验室均可获得。

(～￣▽￣)～ 基于发育状态的转录解构建立人类癌症的细胞状态全景图

Developmental-status-aware transcriptional decomposition establishes a cell state panorama of human cancers – Genome Med – 2024

• 背景：癌细胞在独特的功能适应下演变，解锁潜藏在成人干细胞和前体细胞中的转录程序以促进进展、转移和对治疗的抵抗。然而，基于基因表达谱量化肿瘤的干性细胞状态依然具有挑战性。
• 方法：我们开发了一种基于发育状态的转录解构策略，利用单细胞RNA测序获得的组织特异性胎儿和成人细胞标志作为锚点。我们将该方法应用于多种生物背景，包括发育中的人类器官、成人人体组织、实验诱导的分化培养和大规模人类肿瘤，以评估其性能并揭示在癌症过程中交缠的发育信号的新生物学。
• 结果：我们的策略成功捕捉了发育组织块中的复杂动态，揭示了成人组织中的显著细胞异质性，并解决了体外转化中的细胞身份模糊性。通过应用于大规模患者队列的bulk RNA-seq，我们识别出临床相关的细胞来源模式，并观察到分解的胎儿细胞信号在肿瘤中相比正常组织以及在转移肿瘤中相比原发肿瘤显著增加。在不同癌症类型中，推断的胎儿状态强度在预测患者生存方面超越已发表的干性指标，并赋予治疗反应的显著增强的预测能力。
• 结论：我们的研究不仅提供了一种量化大样本中发育状态细胞状态的一般方法，还构建了一个信息丰富、可生物学解释的人类癌症细胞状态全景图，促进多种转化应用。

人体生物液体中外源性小泡的环状RNA谱系

Circular RNA landscape in extracellular vesicles from human biofluids – Genome Med – 2024

• 背景：环状RNA（circRNAs）已成为一种重要的共价闭合单链RNA分子类，表现出组织特异性的表达，并具有作为来自液体活检的外源性小泡（EVs）生物标志物的潜力。然而，它们在EVs中的特征和应用尚待揭示。
• 方法：我们对来自1082种人类体液（包括血浆、尿液、脑脊液和胆汁）的EV衍生circRNAs（EV-circRNAs）进行了全面分析。我们的验证策略采用了RT-qPCR和RNA免疫沉淀实验，并结合计算技术分析EV-circRNA的特征和RNA结合蛋白的相互作用。
• 结果：我们从各种人类体液中识别出136,327个EV-circRNAs。显著的是，与线性RNA相比，EVs中富含大量具有高回退剪接比的circRNAs。此外，我们发现富含脑特异性circRNAs的血浆EVs和与临床结果相关的癌症相关EV-circRNAs。此外，我们展示了EV-circRNAs在非小细胞肺癌（NSCLC）中评估免疫治疗效果的生物标志物潜力。重要的是，我们识别了RNA结合蛋白，特别是YBX1，在circRNAs分拣到EVs中所起的作用机制。
• 结论：本研究揭示了人类生物体液中EV-circRNAs的广泛谱系，为它们作为疾病生物标志物的潜力和在EVs中的机制角色提供了见解。特定circRNAs的识别及RNA结合蛋白介导的分拣机制的阐明为EV-circRNAs在疾病诊断和治疗中的临床应用开辟了新途径。

统计推断与流形约束的RNA速度模型揭示细胞周期速度调节

Statistical inference with a manifold-constrained RNA velocity model uncovers cell cycle speed modulations – Nat Methods – 2024

• 在生物系统中，细胞经历协调的基因表达变化，导致转录组动态在低维流形中展开。虽然可以通过RNA速度提取低维动态，但这些算法可能脆弱，并依赖于缺乏统计控制的启发式方法。此外，估计的向量场在动态上与所经历的基因表达流形不一致。
• 为了解决这些挑战，我们引入了一种RNA速度的贝叶斯模型，该模型在重新构建的统一框架中将速度场与流形估计耦合，识别出显式动态系统的参数。我们专注于细胞周期，实施了VeloCycle，以研究一维周期性流形上的基因调控动态，并验证了其使用实时成像推断细胞周期周期的能力。
• 我们还应用VeloCycle揭示了区域定义的祖细胞和Perturb-seq基因敲除中的速度差异。
• 总体而言，VeloCycle扩展了单细胞RNA测序分析工具包，提供了一个模块化且统计一致的RNA速度推断框架。

蛋白质组规模重组标准和高效搜索引擎，以推动交叉链接质谱基础的相互作用组学

Proteome-scale recombinant standards and a robust high-speed search engine to advance cross-linking MS-based interactomics – Nat Methods – 2024

• 为了推动蛋白质组范围内的交叉链接质谱（XL-MS）数据分析工具的发展，需要能够模拟生物复杂性的真实标准。在此，我们开发了一种经过严格控制的XL-MS标准，由数百种重组蛋白组成，系统性地混合以进行交叉链接。
• 我们使用一个标准数据集来指导开发Scout，这是一种用于XL-MS的搜索引擎，配备有MS可裂解的交叉链接剂。通过其他独立的标准数据集和已发表的数据集，我们基准测试了Scout与现有XL-MS软件的性能。
• 我们发现Scout在速度、灵敏度和假发现率控制方面提供了卓越的组合。这些结果表明，我们的大型重组标准能够支持XL-MS分析工具的开发和XL-MS结果的评估。
• 本研究为XL-MS的分析提供了坚实的基础，有助于推动相关领域的研究进展。

基于等位基因特异性和非特异性转录因子结合数据的DNA结合亲和力模型基准测试与构建

Benchmarking and building DNA binding affinity models using allele-specific and allele-agnostic transcription factor binding data – Genome Biol – 2024

• 转录因子（TF）以高度序列特异性的方式与DNA结合。这种特异性在体内表现为在杂合位点两个等位基因之间TF占用的差异。全基因组范围的检测方法，如ChIP-seq，目前在检测等位基因特异性结合（ASB）的能力上存在局限性，无论是在读数覆盖度上还是在使用的细胞系中对个体变异的代表性上。这使得在序列基础上预测TF结合的等位基因差异成为可取的，前提是此类预测的可靠性可以被定量评估。

• 我们提出了基准化TF结合序列到亲和力模型的方法，以评估其预测ChIP-seq计数中等位基因失衡的能力。我们使用基于过度离散的二项分布的似然函数在全基因组范围内聚合等位基因偏好的证据，而不需要对个体变异的统计显著性。这使我们能够在多个相同TF的结合模型可用时系统地比较预测性能。

• 为方便从成对的体内结合数据（例如ChIP-seq、ChIP-exo和CUT&Tag）进行高质量模型的去新推断，而无需读数映射或峰值呼叫，我们引入了一个可扩展的生物物理可解释机器学习框架的重新实现，名为PyProBound。在对ChIP-seq训练时显式考虑DNA片段化率的实验特异性偏倚，有助于改善TF结合模型。此外，我们展示了PyProBound如何利用我们的无阈值ASB似然函数，通过等位基因特异性ChIP-seq计数进行去新图案发现。

• 我们的工作为预测非编码变异的功能影响提供了新的策略。

长读长RNA测序揭示等位基因特异性的N6-甲基腺苷修饰

Long-read RNA sequencing reveals allele-specific N6-methyladenosine modifications – Genome Res – 2024

• 长读测序技术能够高精度地检测等位基因特异性RNA表达，为了解基因变异对剪接和RNA丰度的影响提供了重要的视角。此外，使用Oxford Nanopore技术直接测序RNA的能力，使得我们可以在确认每个分子的等位基因来源的同时检测RNA修饰。
• 在本研究中，我们利用这些优势，确定了天然mRNA中N6-甲基腺苷（m6A）修饰的等位基因偏向模式。我们利用具有已知基因变异的人类和小鼠细胞，以分配每个mRNA分子的等位基因来源，并结合监督式机器学习模型检测读数水平的m6A修饰比率。
• 我们的分析揭示了与DRACH-序列相邻的序列在决定m6A沉积中的重要性，这不仅涉及等位基因差异，还涉及直接改变该序列的变异。此外，我们发现了一些等位基因特异性m6A修饰（ASM）事件，这些事件的近端没有与不同修饰核苷酸相关的基因变异，这展示了使用长读长测序技术的独特优势，超越了依赖抗体的短读长方法的能力。
• 这一技术进步有望推动我们对遗传学在确定mRNA修饰中作用的理解。

基于几何深度学习的de novo基因组组装框架

Geometric deep learning framework for de novo genome assembly – Genome Res – 2024

• 在每个de novo基因组组装器的关键阶段，识别在组装图中对应于重建基因组序列的路径是一个挑战。现有的算法方法在这一方面存在困难，主要是因为重复区域导致图形缠结，进而导致组装碎片化。
• 在此，我们介绍了GNNome，这是一种基于几何深度学习的路径识别框架，使得在组装图上训练模型无需依赖现有的组装策略。通过仅利用问题内在的对称性，GNNome能够从PacBio HiFi读段中重建出具有相当于最先进工具的连续性和质量的组装，适用于多种物种。
• 随着每个新组装的基因组从端粒到端粒，可靠的训练数据量不断增加。将多样化基因组结构的丰富模拟数据生成与人工智能方法结合，使得所提出的框架成为未来在重建具有不同倍性和非整倍体程度的复杂基因组方面的有力基石。
• 为了促进这样的发展，我们将此框架及最佳表现模型公开提供，作为一种可直接用于组装新单倍体基因组的工具。

国家长读序列研究揭示染色体重排的隐藏复杂性

A national long-read sequencing study on chromosomal rearrangements uncovers hidden complexities – Genome Res – 2024

• 临床遗传实验室通常需要对染色体重排/结构变异（SVs）进行全面分析，涉及从大规模事件（如易位和反转）到超数目环状/标记染色体以及小的缺失或重复等。理解这些事件的复杂性及其临床后果需要精确定位断点连接处并解析衍生染色体结构。这个任务常常超出短读序列技术的能力范围。相较而言，长读测序技术为临床诊断提供了令人信服的替代方案。
• 在此研究中，瑞典基因组医学中心-稀有疾病组探讨了HiFi Revio长读基因组测序（lrGS）在全国范围内用于SVs数字核型分析的实用性。来自所有瑞典医疗区域的16个样本（来自13个家庭）被收集，之前的研究已经识别出16个SVs，涵盖了从简单到复杂的重排，包括反转、易位和拷贝数变异。
• 我们建立了一个国家级管道及一个共享的变异数据库用于变异调用和过滤。使用lrGS可以检测出16个已知SV中的14个。其中，13个在核苷酸解析度下被定位，而一个复杂重排仅通过读取深度可见。两个21号染色体重排（其中一个为马赛克型）未被检测到。所有样本的读取长度平均为8.3-18.8 kb，覆盖度均超过20×。全新组装结果显示每个个体的相位连接体数量有限（N50 6-86 Mb），使我们能够直接表征染色体重排。
• 在国家级试点研究中，我们展示了HiFi Revio lrGS在分析染色体重排中的实用性。基于我们的结果，我们提出了一项为期五年的计划，以扩展lrGS在瑞典稀有病诊断中的应用。

乳腺癌转移活检的多模态单细胞和空间表达图谱

A multi-modal single-cell and spatial expression map of metastatic breast cancer biopsies across clinicopathological features – Nat Med – 2024

• 尽管转移性疾病是癌症相关死亡的主要原因，但由于技术和生物样本的限制，其肿瘤微环境仍未得到充分表征。本研究汇集了一幅涵盖60例转移性乳腺癌患者、67个肿瘤活检的多模态空间和细胞图谱，其中涵盖了不同的临床病理特征以及来自九个解剖部位的详细临床注释。
• 我们将所有活检的单细胞或单核RNA测序与四种空间表达检测方法（Slide-seq、MERFISH、ExSeq和CODEX）以及最多15个这些活检的连续切片的H&E染色相结合，构建了一个综合性数据集。我们利用这些耦合测量提供了不同实验技术的效用和整合的参考点，并通过这些方式评估了细胞类型组成和表达的变异性，以及跨临床病理及方法多样性的新兴空间表达特征。
• 最后，我们分析了巨噬细胞群体的空间表达和共定位特征，描述了上皮-间质转变的三种不同空间表型，并识别了与局部T细胞浸润或排斥相关的表达程序，展示了在这种地图中进行临床相关发现的潜力。

从空间分辨转录组学推断等位基因特异性拷贝数异常和肿瘤族群地理学

Inferring allele-specific copy number aberrations and tumor phylogeography from spatially resolved transcriptomics – Nat Methods – 2024

通过RNA测量推断等位基因特异性CNV？

• 在癌症研究中，分析肿瘤随时间和空间的体细胞演化是一项重要挑战。空间分辨转录组学（SRT）可在肿瘤的成千上万个空间位置测量基因表达，但不能直接揭示基因组异常。
• 我们介绍了CalicoST，这是一种算法，可同时推断等位基因特异性拷贝数异常（CNA）并重建肿瘤演化或族群地理学。CalicoST能够识别重要类型的CNA，包括拷贝中立的杂合性丧失和镜像亚克隆CNA，这些在总体拷贝数分析中是不可见的。
• 利用来自人类肿瘤图谱网络的九名患者的数据，CalicoST的平均准确性达到了86%，比现有方法高出约21%。在两个具有多个相邻切片的患者中，CalicoST成功重建了三维空间中的肿瘤族群地理。
• 在分析来自癌性前列腺器官的多个SRT切片时，CalicoST揭示了前列腺两侧的镜像亚克隆CNA，形成了基因和物理空间中分岔的族群地理。

使用CyLinter进行高通量组织特征的单细胞分析质量控制

Quality control for single-cell analysis of high-plex tissue profiles using CyLinter – Nat Methods – 2024

• 肿瘤是由细胞和非细胞结构复杂组合而成的，这些结构在空间尺度上从微米到厘米不等。高通量空间分析的引入极大推进了对这些组合的研究。基于图像的特征分析方法能够在每个样本中以亚细胞分辨率揭示20至100种蛋白质的强度和空间分布，涵盖103到107个细胞。
• 尽管已经在提取这些图像中单细胞数据的方法上进行了广泛的研究，但所有组织图像都包含各种伪影，如褶皱、杂物、抗体聚集、光学像差及图像处理错误，这些问题源于样本准备、数据采集、图像组装和特征提取的不完善。我们的研究表明，这些伪影对单细胞数据分析有显著影响，掩盖了有意义的生物学解释。
• 为了应对这一挑战，我们描述了一种交互式质量控制软件工具CyLinter，它能够识别并去除与成像伪影相关的数据。
• CyLinter显著提升了单细胞分析的质量，特别是对于那些在数据采集前多年已被切片的存档样本，如临床试验中使用的样本。

系统研究 – 对于”在半合成RNA-seq数据模拟中忽视归一化影响会产生人工假阳性”和”在分析人群样本时，威恩索化显著减少了流行的差异表达方法中的假阳性”的回应

Response to “Neglecting normalization impact in semi-synthetic RNA-seq data simulation generates artificial false positives” and “Winsorization greatly reduces false positives by popular differential expression methods when analyzing human population samples” – Genome Biol – 2024

加州大学统计与数据科学系 Jingyi Jessica Li 团队

• 有两篇通讯讨论了我们关于差异表达（DE）方法产生过高假阳性结果的分析，这引发了他们的担忧和评论。在此，我们探讨了他们提出的观点，并解释我们同意或不同意这些观点的原因。
• 我们进行了新的分析，以确认在考虑归一化和 Winsorization 化这两个数据预处理步骤后，Wilcoxon秩和检验仍然是两条件DE分析中相较于其他五种DE方法（DESeq2、edgeR、limma-voom、dearseq和NOISeq）最为稳健的方法。
• 这些分析结果进一步支持了我们之前的工作，确认了DE方法的适用性和准确性，尤其是在复杂的人体样本分析中。
• 我们的讨论旨在加强对差异表达分析中归一化方法和数据处理过程理解，以便在未来研究中更好地识别和处理潜在的假阳性问题。

(～￣▽￣)～ 系列研究 – 忽视规范化对半合成RNA-seq数据模拟的影响会产生虚假的阳性结果

Neglecting the impact of normalization in semi-synthetic RNA-seq data simulations generates artificial false positives – Genome Biol – 2024

• 最近的一项研究报告表明，在分析大规模样本时，大多数差异表达方法所产生的虚假阳性结果被夸大。我们重现了差异表达分析的模拟结果，并发现数据生成过程中存在一个问题。
• 在不是真正依据零假设生成的数据下，导致了基准方法的比较不正确。我们提供了修正后的模拟结果，证明了dearseq的良好表现，并质疑了之前研究中提到的Wilcoxon秩和检验的优越性。
• 本研究强调了在进行RNA-seq分析时，规范化步骤的重要性，并建议在模拟研究中应仔细评估数据生成过程。
• 通过纠正这些问题，我们希望能够提升研究人员在使用差异表达分析方法时对结果的信心，并推动相关分析方法的优化和发展。

(～￣▽￣)～ 利用 Winsorization 显著降低分析人群样本时常用差异表达方法的假阳性率

Winsorization greatly reduces false positives by popular differential expression methods when analyzing human population samples – Genome Biol – 2024

美国梅奥诊所定量健康科学系计算生物学部Jun Chen 团队

• 最近的研究发现，DESeq2和edgeR这两个主要用于RNA-seq数据差异表达分析的工具存在显著的第一类错误率膨胀问题。
• 在本研究中，我们展示了通过使用 Winsorization 方法妥善处理RNA-seq数据中的异常值，可以显著降低DESeq2和edgeR的第一类错误率，同时在大数据集中它们的统计效能可以与Wilcoxon秩和检验相媲美。
• 因此，作为Wilcoxon秩和检验的替代选择，DESeq2和edgeR仍然可以应用于大型RNA-seq数据集的差异表达分析。这一结果为研究者提供了一种更加可靠的分析工具，从而提高RNA-seq数据的结果有效性。
• 我们的研究为如何在差异表达分析中处理异常值提供了新的视角，也为生物信息学方法的改进提供了重要依据。
• 此外，该方法的有效性使得在相关人群样本分析中能够减少假阳性率，进而提升后续生物学发现的可靠性。

LABEL-seq：内源性蛋白丰度、活性、相互作用和药物可开发性的多路复用分析

Multiplexed profiling of intracellular protein abundance, activity, interactions and druggability with LABEL-seq – Nat Methods – 2024

美国华盛顿大学化学系Dustin J Maly团队

• 本文介绍了一种以条形码标签和富集技术为基础的生化分析测定方法——LABEL-seq，该方法用于对人类细胞中 pooled 蛋白质变体进行大规模并行分析。通过利用RNA结合域（RBD）和稳定的变体编码RNA条形码的内源性自组装，LABEL-seq 使得通过简单的亲和富集 RBD 蛋白融合物、随后进行高通量的条形码联合测序，从而直接测量蛋白质特性和功能成为可能。
• 对约20,000个变体效应和1,600个BRaf变体的测量显示，癌症中频繁突变的位置的变异对细胞内丰度的影响最低，但却可以显著改变活动性、蛋白质-蛋白质相互作用和药物可开发性。
• 综合分析识别出具有相似生化角色的位置网络，并能够对变体效应建模，从而影响细胞增殖和小分子诱导的降解。
• 因此，LABEL-seq能够在原生细胞环境中直接测量多种生化特性，为蛋白质功能、疾病机制和药物可开发性提供了重要见解。

利用人群水平数据对血浆循环微小RNA的遗传调控和疾病关联进行全面研究

A comprehensive study of genetic regulation and disease associations of plasma circulatory microRNAs using population-level data – Genome Biol – 2024

荷兰鹿特丹伊拉斯姆斯 MC 大学鹿特丹医学中心流行病学系 Mohsen Ghanbari 团队

• 微小RNA（miRNAs）是小型非编码RNA，能够在转录后调控基因表达。血浆miRNA水平的干扰已知会影响疾病风险，并有可能作为疾病生物标志物。探索miRNAs的遗传调控可能为其在调控基因表达和疾病机制中的重要角色提供新的见解。
• 我们展示了对2178名参与者的鹿特丹研究的2083种血浆循环miRNAs进行的全基因组关联研究，以识别miRNA表达数量性状基因位点（miR-eQTLs）。我们识别出1289个SNP与63种miRNA之间的3292个关联，其中65%在两个独立队列中得到了验证。我们证明血浆miR-eQTL与基因表达、蛋白质及代谢物QTL共同定位，这有助于识别miRNA调控的通路。
• 我们通过对UK Biobank数据（N = 423,419）的表型广泛关联研究和孟德尔随机化研究，调查了循环miRNA水平变化对多种临床条件的后果，揭示了多种miRNAs在不同临床状态下的基因效应和因果效应。在孟德尔随机化分析中，我们发现miR-1908-5p对良性结肠肿瘤风险具有保护性因果效应，并表明该效应独立于其母基因（FADS1）。
• 本研究丰富了我们对血浆miRNA遗传结构的理解，并探讨了miRNAs在多种临床状况中的特征。结合人群基础的基因组学、其他组学数据和临床数据，提供了揭示miRNAs潜在临床意义的机会，并为新型miRNA治疗靶点的发现提供了工具。

免疫谱序列数据的超灵敏等位基因推断

Ultrasensitive allele inference from immune repertoire sequencing data with MiXCR – Genome Res – 2024

• 在适应性免疫受体位点中的等位基因变异对病原体和疫苗的免疫反应至关重要，因其包含编码B细胞和T细胞受体（BCR/TCR）的基因片段。适应性免疫受体谱序列分析（AIRR-seq）已在免疫学研究中得到广泛应用，成为获取免疫球蛋白（IG）和T细胞受体（TR）位点等位基因多样性信息的最便捷来源。
• 本研究提出了一种新颖的算法，用于超灵敏和特异的可变（V）和连接（J）基因等位基因推断，能够重建个体高质量的基因片段文库。该方法可应用于推断外周血淋巴细胞BCR和TCR谱序列数据中的等位基因变体，包括超突变的亚型转换BCR序列，从而实现从现有数据集中进行高通量的新等位基因发现。开发的算法是MiXCR软件的一部分。我们使用AIRR-seq与长读长基因组测序数据相结合，比较了该方法与广泛使用的算法TIgGER的准确性。
• 我们将该算法应用于450名来自不同祖先群体的大量IGH AIRR-seq数据集，以及迄今为止最大的完全长TCR alpha和beta链（TRA; TRB）AIRR-seq数据集，代表134名个体。
• 这使我们能够评估不同群体中IGH、TRA和TRB位点的遗传多样性，并建立一个从AIRR-seq数据推断的V和J基因的等位基因及其群体频率的数据库，供公众在线自由访问。

使用分层软聚类方法推断祖先关系的tangleGen

Inferring ancestry with the hierarchical soft clustering approach tangleGen – Genome Research – 2024

• 理解人群的遗传祖先对于众多科学和社会领域至关重要。这有助于更好地理解人类的演化历史，促进个性化医疗，辅助法医鉴定，并让个人能够与其家谱相连接。现有的方法，如ADMIXTURE，显著提高了我们推断祖先的能力。然而，这些方法通常依赖于固定数量的独立祖先群体。因此，它们在提供遗传混合的洞察方面表现出色，但没有包括分层解释。特别是复杂的祖先群体结构仍然难以解开。使用具有一致遗传结构的替代方法，如分层聚类，可能在解释推断的祖先时提供额外的好处。
• 在此，我们介绍了tangleGen，这是一种软聚类工具，它将分层机器学习框架Tangles的图论概念转移到群体遗传学领域。tangleGen对群体组成和结构的分层视角提高了推断祖先关系的可解释性。
• 此外，tangleGen增加了一层新的可解释性，因为它能够识别导致聚类结构的单核苷酸多态性（SNPs）。我们展示了tangleGen在推断祖先关系方面的能力和优势，使用了模拟数据以及来自1000基因组计划的数据。
• tangleGen的应用将为研究遗传结构提供新的视角，有助于提高对群体历史的理解并推动相关领域的研究进展。

构建全基因组图谱

Building pangenome graphs – Nat Methods – 2024

美国田纳西大学健康科学中心遗传学、基因组学和信息学系

• 全基因组图谱可以表示多个参考基因组之间的所有变异，但当前的构建方法要么排除了复杂序列，要么基于单一参考基因组。
• 我们开发了全基因组图谱构建器（PanGenome Graph Builder），这是一个无偏见和排除的全基因组图谱构建流程。
• 全基因组图谱构建器使用全对全比对的方法来构建一个变异图谱，我们能够在其中识别变异、测量保守性、检测重组事件并推断系统发育关系。
• 该工具不仅提高了全基因组图谱的构建效率，同时也增强了我们对基因组多样性的理解。随着全基因组图谱构建技术的发展，我们希望能够推动基因组学、进化生物学及相关领域的进一步研究。

无法培养物种的代谢模型自动重建

pan-Draft: automated reconstruction of species-representative metabolic models from multiple genomes – Genome Biol – 2024

• 精确重建无法培养物种的基因组规模代谢模型（GEMs）面临挑战，主要由于 metagenome-assembled genomes (MAGs) 的基因信息不完整和破碎。现有工具通常依赖于单一基因组的序列同源性。
• 本研究引入了 pan-Draft 方法，这是一种基于全反应组的策略，利用重复的遗传证据来确定物种水平 GEMs 的坚固核心结构。
• 通过比较以物种为水平聚类的 MAGs，pan-Draft 有效解决了个体基因组的不完整性和污染问题，提供了高质量的草稿模型以及一个辅助反应目录来支持缺口填补步骤。此方法能提高我们对无法培养物种代谢功能的理解。该方法不仅提升了代谢模型的构建质量，还为进一步的基因组分析和生物学研究提供了可靠的基础，推动了我们对微生物代谢路径的探索。
• pan-Draft 预计将成为代谢模型重建领域的重要工具，促进对环境中未培养微生物的研究和开发。

STASCAN通过深度学习解码空间转录组学中的细胞分布图

STASCAN deciphers fine-resolution cell distribution maps in spatial transcriptomics by deep learning – Genome Biol – 2024

• 空间转录组学技术已广泛应用于通过解析组织中的基因表达谱来解码细胞分布。然而，现有的测序技术仍有限制，难以创建精细分辨率的空间细胞类型图谱。
• 为此，我们开发了一种基于深度学习的新方法STASCAN，旨在通过细胞特征学习，结合基因表达谱和组织学图像，预测捕获或未标绘区域的空间细胞分布。
• STASCAN成功应用于来自不同空间转录组学技术的多种数据集，并在解码高分辨率细胞分布和解析增强的组织结构方面显示出显著优势。
• 这种方法的成功表明它能够有效地处理复杂的生物学数据，为理解细胞分布提供了新的视角。

准确的细菌爆发追踪：运用牛津纳米孔测序及减少甲基化诱导的错误

Accurate bacterial outbreak tracing with Oxford Nanopore sequencing and reduction of methylation-induced errors – Genome Res – 2024

• 本研究探讨了牛津纳米孔技术在细菌爆发追踪中的有效性，通过重新测序33个克雷白氏肺炎菌（Klebsiella pneumoniae）爆发隔离株，以Illumina短读测序数据作为参考点。我们发现牛津纳米孔技术测序的基因组在cgMLST和系统发育分析中存在显著的碱基错误，导致部分与爆发相关的菌株被错误地排除出爆发簇。
• 邻近的甲基化位点导致了这些错误，并且这些位点也可在其他物种中发现。基于这些数据，我们探讨了基于PCR的测序和掩膜策略，这两种方法均成功解决了这些不准确性，确保了爆发追踪的准确性。我们提供的掩膜策略作为生物信息学工作流程（MPOA），以无参考的方式识别和掩膜问题基因组位置。
• 我们的研究强调了在对原核生物进行测序时，使用牛津纳米孔技术的局限性，特别是在调查爆发事件时。对于无法等待牛津纳米孔技术进一步技术发展的时间紧迫项目，我们的研究建议使用PCR测序或采用我们提供的生物信息学工作流程。
• 我们建议在发布结果时，应提供基于读映射的基因组质量控制。

揭示猕猴主要组织相容性复合体II类单倍型的结构

Unravelling the architecture of major histocompatibility complex class II haplotypes in rhesus macaques – Genome Res – 2024

• 免疫系统相关的基因组区域通常表现出多态性、拷贝数变异和片段重复的特征。因此，需要彻底表征这些复杂区域，以深入了解基因组多样性对健康和疾病的影响。
• 在本研究中，我们采用长读测序策略（Oxford Nanopore Technologies）结合自适应采样，解析了猕猴中完整的主要组织相容性复合体（MHC）II类区域的组织结构。特别是，灵长类动物的DRB区域的扩展与收缩似乎是一个动态过程，涉及不同平行基因的基因组重排。
• 这些染色体重组事件由一个保守的假基因DRB6传播，该假基因整合了两个逆转录病毒元件。相比之下，DRA基因座似乎受到保护，未发生重排，这可能是由于相邻位置的一个截短基因片段DRB9的存在。
• 借助我们的测序策略，可以重新评估假基因的注释、进化保守性和潜在功能，这一点在大多数灵长类动物的基因组研究中被忽视。此外，我们的方法还可以促进对动物模型的表征和优化，这对研究人类生物学和疾病至关重要。

小鼠多组织基因组注释图谱的生成与分析

Generation and analysis of a mouse multitissue genome annotation atlas – Genome Res – 2024

• 为生物体生成准确和完整的基因组注释是复杂的，因为每种组织中的细胞能够表达从特定基因中产生的独特转录本异构体集合。全面的基因组注释应包含关于各个组织中能够表达哪些转录本异构体及其表达水平的信息。这些组织级的异构体信息可以为广泛的研究问题和实验设计提供指导。结合长读长测序技术与先进的全长cDNA文库制备方法，如今已实现了足够的通量和准确性，使得生成这些类型的注释成为可能。
• 在本研究中，我们生成了小鼠（Mus musculus）的基因组注释，采用了基于纳米孔的R2C2长读长测序方法，生成了6400万条高精度的全长cDNA共识读数——每种组织平均生成540万条读数，涵盖了十多种组织。
• 我们使用Mandalorion工具处理这些读取数据，生成了小鼠异构体的组织级图谱，该图谱作为trackhub可在UCSC基因组浏览器中访问，并包含了绝大多数在每种组织中表达的基因的至少一个全长异构体。
• 该研究为未来的基因组功能研究提供了可靠的基础资源，有助于在多种研究领域中进行更深入的分析和实验设计。

结构信息驱动的人类蛋白质-蛋白质相互作用组揭示疾病突变引起的蛋白组广泛扰动

A structurally informed human protein-protein interactome reveals proteome-wide perturbations caused by disease mutations – Nat Biotechnol – 2024

• 为了促进遗传研究成果在疾病病理生物学和治疗发现中的应用，我们提出了一种名为PIONEER（蛋白质-蛋白质相互作用界面预测）的深度学习框架，该框架能够预测人类及其他七种常见模式生物中所有已知蛋白质相互作用的特定结合界面，从而生成全面的结构信息驱动的蛋白质相互作用组。
• 我们证明了PIONEER的性能优于现有的最先进方法，并对其预测结果进行了实验验证。我们的研究显示，与疾病相关的突变在PIONEER预测的蛋白质-蛋白质界面中富集，并探讨了这些突变对疾病预后和药物反应的影响。
• 通过分析约11,000个全外显子组，针对33种癌症类型，我们识别出586个显著的蛋白质-蛋白质相互作用（PPIs），这些相互作用富含PIONEER预测的界面体细胞突变（称为oncoPPIs），并显示其与患者生存和药物反应之间存在显著关联。
• PIONEER作为一个网页服务器平台和软件包实现，能够识别与疾病相关的等位基因的功能结果，并为多尺度相互作用组网络提供精准医学的深度学习工具。

综述类

借助人工智能代理赋能生物医学发现

Empowering biomedical discovery with AI agents – Cell – 2024 Oct 31;187(22):6125-6151. doi: 10.1016/j.cell.2024.09.022

• 我们设想“人工智能科学家”是能够进行怀疑学习和推理的系统，这些系统通过集成人工智能模型和生物医学工具与实验平台的协作代理，赋能生物医学研究。与其将人类排除在发现过程之外，生物医学人工智能代理结合了人类的创造力和专长与人工智能分析大数据集、导航假设空间和执行重复任务的能力。
• 人工智能代理有望在多种任务中表现出色，包括规划发现工作流程和执行自我评估，以识别和弥补知识的空白。这些代理应用大语言模型和生成模型，形成结构化记忆以进行持续学习，同时使用机器学习工具来整合科学知识、生物学原理和理论。
• 人工智能代理可以影响多个领域，从虚拟细胞模拟、可编程表型控制到细胞电路设计，以及新疗法的开发。
• 通过与高效的计算能力结合，人工智能代理有望在生物医学研究中实现创新的突破，推动科学发现的进程。

人工智能在神经肿瘤学响应评估中的应用（AI-RANO）第二部分：标准化、验证和良好临床实践的推荐

Artificial Intelligence for Response Assessment in Neuro Oncology (AI-RANO), part 2: recommendations for standardisation, validation, and good clinical practice – Lancet Oncol – 2024

• 随着技术的进步，计算方法在多个领域，包括医疗保健中的研究、开发和应用不断扩大。越来越多的诊断、预测、预后和监测生物标志物正在被探索，以改善神经肿瘤学中的临床决策。这些进展体现了人工智能（AI）算法的逐步融入，包括放射组学的应用。
• 然而，AI的广泛适用性和临床转化受到普遍性、可重复性、可扩展性和验证性等问题的限制。本政策评论旨在成为医疗保健中AI方法标准化和良好临床实践的首要推荐资源，特别是在神经肿瘤学领域。
• 为此，我们探讨了AI在神经肿瘤响应评估中的重复性、可重复性和稳定性，并研究了影响这些计算方法的因素以及公开可用的开源数据和计算软件工具，以促进这些目标的实现。
• 文章讨论了这些方法标准化和验证的路径，以期建立可靠的AI，从而推动下一代临床试验的发展。最后，我们对AI驱动的神经肿瘤学的未来进行展望。

促进去中心化临床试验中的公平性、多样性和包容性

Recommendations to promote equity, diversity and inclusion in decentralized clinical trials – Nat Med – 2024

• 使用数字工具促进远程研究的去中心化临床试验正在加速发展。数字技术的快速进步支持了这些试验的采用，这些创新通过简化电子数据的收集、传输和存储，促成了临床试验团队与参与者之间的虚拟互动。
• 尽管一些研究表明这些方法有可能减少参与临床试验的障碍，但它们也带来了若干挑战，这些挑战可能会加剧或加深现有的健康不平等，并限制试验结果的普遍适用性。
• 本文回顾了数字化和去中心化临床试验在公平参与方面的潜力，描述了来自服务不足群体的个人可能面临的主要障碍，并提供了促进公平性、多样性和包容性的建议。
• 我们的建议旨在确保所有群体在临床试验中的平等参与，并推动向更平等和包容的研究环境的发展。

系列研究 – 解码大脑：从神经表征到机制模型

Decoding the brain: From neural representations to mechanistic models – Cell – 2024

• 神经科学中的一个核心原则是，大脑内的神经元协同工作，以产生感知、认知和适应性行为。神经元被组织成专门的大脑区域，这些区域在不同功能上的专注程度各不相同，并且它们的功能依赖于分布式电路，能够持续编码相关的环境和身体状态特征，从而使其他区域能够解码（解释）这些表征，以便进行有意义的决策和精确的动作执行。因此，可以将分布式大脑视为一系列计算过程，这些过程用于编码和解码信息。
• 在这篇观点文章中，我们详细说明了神经编码和解码的重要概念，并强调了用于测量这些概念的数学工具，包括深度学习方法。我们提供了案例研究，展示了解码概念如何促进运动、视觉和语言处理中的基础性和转化科学。

系列研究 – 自然智能的神经基础

Understanding the neural basis of natural intelligence – Cell – 2024

• 理解自然智能的神经基础需要一个范式转变：从严格的还原论转向接受复杂性和多样性。新的工具和理论使我们能够应对这一挑战，提供前所未有的神经动态和行为在时间、背景和物种之间的访问。
• 现在，关于自然界中智能行为和学习的原则比以往任何时候都更接近我们。我们能够更深入地探讨智能行为的基础，揭示出构成智能的复杂神经机制。
• 这一进展为我们提供了验证关于智能的多元化理论平台，让我们能在各种生物系统中探索智能的表现形式。
• 本研究强调了跨学科方法的重要性，鼓励在未来的研究中全面考虑生物学、心理学和神经科学的交叉领域，以更好地理解智能的多样性。

系列研究 – 人类大脑进化机制

Unraveling mechanisms of human brain evolution – Cell – 2024

• 人类大脑结构和功能的进化变化使我们具备了特殊的认知能力。至今，关于这些变化在遗传和功能上是如何产生的仍然是一个悬而未决的问题。然而，新的方法正在提供大量的信息，揭示出使人类大脑独特的遗传、表观遗传和转录组差异。
• 结合可以接触到发育中大脑组织的体外模型和我们最亲近的生存亲属的细胞，现在各个拼图片段正在逐渐拼合，呈现出更完整的人类大脑独特性的图景。
• 目前的挑战在于将这些观察联系起来，并从相关性跃迁到因果关系。然而，优雅的遗传操作现在已成为可能，结合类器官等模型系统，可以揭示出遗传水平的进化变化是如何导致人类认知发展和功能中的关键差异的机制理解。
• 这将为我们提供更深入的见解，了解人类大脑如何在进化过程中形成这些独特的特征，从而推动科学研究向前发展。

系列研究 – 精神疾病的神经科学：迈向未来

The neuroscience of mental illness: Building toward the future – Cell – 2024

• 精神疾病源于大脑功能的障碍。尽管众多神经外部因素影响这些疾病，最终推动新疗法发展的仍然是大脑科学。与此同时，我们对这一复杂器官的理解并不完备，这导致了“神经科学尚未对精神疾病患者的护理作出实质性贡献”这一常见论调的反复出现。
• 本文旨在反驳这一观点，提供具体实例，展示神经科学进展如何推动过去在心理健康护理中的进展，并阐明当前成就如何为未来进一步的发展奠定基础。
• 我们强调了神经科学在理解精神疾病机制、开发新疗法方面的关键作用，展示了前沿研究如何应对临床需求和患者福祉的挑战。
• 通过整合当前的研究成果与实践，本文为心理健康护理的未来发展提供了希望与方向，呼吁进一步的研究和合作。

评论类

miRNA疗法走向市场：挑战与展望

What will it take to get miRNA therapies to market? – Nature Biotechnology – 2024

• miRNA疗法的现状及挑战： 尽管microRNA (miRNA)的发现获得了诺贝尔医学奖，并被证实其在基因表达调控中扮演着核心角色，影响着细胞分化、增殖和存活等关键过程，但将其开发为治疗药物却面临巨大挑战。目前，miRNA模拟物和反义miRNA（antimiR）已被尝试用于治疗，前者模拟内源性miRNA的功能，后者则抑制过度表达的内源性miRNA。然而，由于miRNA结合位点具有多重性，导致脱靶效应难以避免，这成为miRNA疗法走向临床的主要障碍。尽管一些miRNA疗法已进入临床试验，但至今尚未有任何疗法进入III期临床试验或获得FDA批准，多个临床试验均因毒性或疗效不佳而终止。与之形成对比的是，siRNA疗法已取得显著进展，多个siRNA药物已获批上市。

• miRNA疗法开发的瓶颈： miRNA疗法面临着与其他RNA疗法类似的挑战，例如递送效率低和免疫原性毒性。此外，miRNA的特异性低于siRNA，其作用机制的验证耗时且成本高昂。目前，尽管算法、测序数据和数据库（如MiRBase）的进步有助于确定miRNA靶点，但大多数miRNA仍缺乏充分的注释和验证。体外确定的靶点与体内结果常常存在显著差异，这使得miRNA靶点预测的准确性和可靠性成为一大瓶颈。对于miRNA模拟物，主要挑战在于寻找直接影响所需通路的miRNA，并证明恢复其活性能够改善疾病表型。对于反义miRNA，靶向特异性至关重要，需要避免脱靶效应，但这在目前的技术条件下是难以实现的。

• miRNA疗法的递送和毒性问题： miRNA疗法的递送和毒性问题可以通过借鉴siRNA和mRNA递送技术来解决。例如，靶向肿瘤递送、无载体递送以及避免内体滞留等策略已被开发出来。但这些策略的有效性和安全性仍需进一步验证。

• miRNA的诊断应用前景： miRNA作为诊断工具具有显著优势。miRNA可以从细胞中释放到体液中并被外泌体保护，易于通过测序进行检测，从而用于诊断特定癌症或疾病，并预测治疗反应。基于miRNA的诊断工具已开始应用于临床。

CRISPR诺贝尔奖获得者放弃其欧洲专利

CRISPR Nobelists surrender their own European patents – Nat Biotechnol – 2024

• 诺贝尔奖获得者詹妮弗·杜德纳和埃曼纽尔·沙尔潘蒂耶在欧洲的两项CRISPR专利即将被撤销，律师团队的这一战略举动成为CRISPR-Cas9技术争夺战的新高潮。欧洲专利局（EPO）在8月份针对这些专利有效性的挑战后发布了不利的初步意见。
• 根据EPO的意见，这两项关键专利并没有足够清晰地解释CRISPR-Cas9，以致于其他研究人员无法有效使用，因此不符合可专利发明的标准。一位EPO技术上诉委员会的成员指出，这些专利未提及Cas9核酸酶切割目标DNA序列所需的短DNA序列，即“原旁位序列”。诺贝尔奖获得者的律师在9月发布的反驳中指出，提及这些序列是不必要的，因为其已成为常识，甚至“本科生”都知道它们是Cas9功能所必需的。
• 当前，诺贝尔奖获者的律师希望取消EP3401400和EP2800811号专利。根据Testbiotech的克里斯托弗·滕的说法，如果他们认为还有机会在听证会上保住这些专利，他们就不会采取这种退却举动。反对这些专利的其他方包括雅培（原阿尔克兰）及代表未披露客户的律师。
• 尽管放弃专利看似不寻常，但熟悉案件的人士却认为其影响并不重大。生物医学基金会的常务法律顾问迈克尔·阿尔西罗表示：“这是一次战术性撤退……基于程序原因。”他指出，杜德纳和沙尔潘蒂耶的其他专利仍然能够保护他们的发明。这些包括EP3597749号专利和涉及被撤专利的待审申请。尽管许多新的基因编辑工具逐渐取代了CRISPR-Cas9，但包括Cas9在内的专利依旧有价值，尤其是在涉及新的基因编辑技术时。

(～￣▽￣)～ 如何展示你的研究对现实世界的影响

How to demonstrate the real-world impact of your research – Nature Career Column – 30 October 2024

• 自2020年成为资助研究员以来，我们感受到向资助者，最终向纳税人展示我们研究影响力的压力。幸运的是，我们的工作实用性强，且与我们所在的英国政府利益高度相关。M.N.研究通过体育建立的社会纽带如何用于社会公益，涉及英国及欧洲大陆的警察部门和监狱服务；而S.W.的研究则着重于提高在建设项目中的考古工作所带来的社会价值，以期影响地方及国家政府部门。
• 有些研究者可能会觉得自己的研究领域过于晦涩，以至于无法直接影响政府政策，亦可能难以设想如何应用。其他人则可能觉得网络建立和参加活动很困难。我们都能意识到痛苦的会议茶歇，但政策影响力往往依赖于人脉。如何应对可能让一些人感到不舒服的情境？又如何获得邀请参加研究者与政策决策者、行业领导者及其他研究使用者碰面的有影响力活动？
• 经验告诉我们，影响政策和政治的有效途径之一就是在合适的时刻出现在合适的场所。这往往意味着超越学术领域和常规会议。对M.N.而言，这意味着在可能的情况下亲自参加活动。例如，在参与两个BBC演播室访谈时，与其他拥有政策背景的受邀嘉宾的交流促成了长期的专业关系。
• 根据我们的经验，我们提炼出了四条有效参与的关键建议：强调研究的相关性、重视非正式的交流、为成功率低做好准备，以及将专业知识表述为启发性的，而非指责性的。掌握这些建议将有利于建立人际关系并扩大影响力，最终帮助将研究转化为现实世界的行动。

支撑AlphaFold和生物学AI革命的巨大蛋白质数据库

The huge protein database that spawned AlphaFold and biology’s AI revolution – Nature – 2024

• 蛋白质数据银行（PDB）是由晶体学家海伦·伯曼于1960年代创立的，它现在存储着超过200,000个蛋白质的结构，免费向任何人开放。这些数据帮助AlphaFold从蛋白质序列预测结构，也帮助其他AI以按键的方式构想新蛋白质。
• 伯曼表示，她对化学诺贝尔奖得主（包括华盛顿大学的大卫·贝克和谷歌DeepMind的约翰·朱佩尔）对PDB的认可感到高兴。她强调，科学领域可以通过高质量的数据为AI突破铺平道路。
• PDB的创建缘起于仅有少数蛋白质结构存在的时候，这些结构通过打孔卡或磁带进行共享，个别研究人员需要邮寄数据到另一个国家。伯曼与一小群有相同兴趣的人开始讨论建立一个共享蛋白质结构的数据库。
• 伯曼认为，PDB所提供的数据经过专家审查和验证，这是推动AlphaFold成功的重要因素。她表示，实验数据的质量在推动科学AI突破方面至关重要，认为其它科学领域也应仿效这种成功的实践，以实现重大的突破。

干细胞移植未见明显增加长期癌症风险

Do stem-cell transplants increase cancer risk? Long-lived recipients offer clues – NEWS – 25 October 2024

• 自从50多年前首次成功将造血干细胞移植到血癌患者体内，研究人员就一直关注这些患者是否会发展出致癌突变。最近一项针对最长寿命移植受者及其供体的独特研究显示，接受供体干细胞的人群似乎并未增加发生此类突变的风险。
• 研究结果令人惊讶但也令人感到宽慰，伦敦巴特癌症研究所的血液学家迈克尔·斯宾塞·查普曼表示：“对于正在接受这些治疗的人来说，这真是个好消息。”
• 造血干细胞是存在于骨髓中的前体细胞，能够衍生出所有类型的血细胞。它们已被用于治疗数十万名血癌和骨髓疾病患者。移植过程涉及去除一个人的所有血液干细胞储备，然后用健康供体的细胞替代。然而，研究人员一直担心，给细胞施加如此大的压力可能会增加癌症风险。在万分之一的罕见情况下，供体细胞可能会在受者体内发展成癌症。
• 最新研究发表于《科学转化医学》，研究团队分析了与癌症相关的特定基因突变。研究认为，这些突变可能使得造血细胞在移植受体中具有生长优势，使其随年龄增长快速分裂，从而发展为白血病。研究者收集了32例供体-受体对的血液样本，并发现突变在所有健康供体中普遍存在，但总体突变频率仅为每百万个测序碱基对中的一个。研究表明，移植受者的细胞老化速度与供体相似，并未增加突变风险，这显示出“造血系统的再生能力确实非常深远”。

量子理论为何如同魔法一样（爱因斯坦在这一领域应当得到更多的认可）

Why quantum theory is just like magic (and Einstein deserves more credit in this field than he gets) – Nature – 2024

• 法国物理学家阿兰·阿斯贝特是“量子纠缠”的先驱——指的是亚原子粒子之间的量子特性连接，即使在超越光速的距离下仍然保持。在此基础上，他与他人共同分享了2022年诺贝尔物理学奖。阿斯贝特在新书中探讨了量子力学的基础，强调了爱因斯坦的贡献，以及他对“量子革命”概念的重新评估。
• 阿斯贝特认为，许多人误解了爱因斯坦对量子物理的贡献。他指出，虽然爱因斯坦不赞同量子理论的概率性质，但他在量子力学的核心问题如纠缠及光的量子理论方面发挥了重要作用。书中提到有两个量子革命，第一个是粒子和波动的二象性，第二个则是量子纠缠。
• 量子纠缠是指根据量子理论的规则，两个粒子可以如此相关，以至于对一个粒子特性的测量会立即确定另一个粒子的特性，即使它们远隔千里。这一概念不仅是量子理论的基础，也是新信息传输和处理方式的关键，能促进量子计算机和量子密码学的发展。
• 阿斯贝特还谈到，他对量子纠缠的追求起初遭到一些物理学家的反对，他们认为量子理论已经足够成功，无需质疑。通过创造性实验，他展示了爱因斯坦和量子力学之间的哲学辩论可以通过实验来解决，表明了这些看似不可思议的现象背后隐藏的深刻物理规律。

在攻读博士期间开发视频游戏如何磨炼我的领导力和时间管理技能

Boss level: how developing a video game during my PhD honed my leadership and time-management skills – Nat Cell Biol – 2024

• 从小我对视频游戏的热爱激发了我的创造力和想象力。然而，缺乏引人入胜的教育类游戏（尤其是以波兰语制作的）让我渴望创造既有趣又具有教育意义的游戏。在博士研究的第四年中，我正在研究蛋白质代谢的细胞机制，并且希望我的学术工作能与游戏的激情相结合。
• 我开发的DEGRADATOR游戏是一款单人免费游戏，旨在介绍蛋白质降解的一个关键组成部分：泛素-蛋白酶体系统。玩家的目标是识别和标记失效蛋白质以促进其降解。随着游戏的进行，玩家还会接触到利用体内自然机制去除有害蛋白质（如癌症相关蛋白质）的药物——PROTAC。
• 创建这个游戏的过程中，我领悟到领导团队的视角的重要性。虽然负责项目的每一个决策，使得任务繁重，但是我通过发展自己的时间管理系统，结合了计划和灵活性来处理优先级任务，同时保持团队的动力。
• 此外，我还学会了如何提前准备突发事件的应对方案，以便在决策中应对不确定性。通过开发DEGRADATOR，我获得了信心去应对更大项目，并最终创立了自己的公司，以支持罕见疾病患者的个性化医疗和研究。

科普类

青春期饮品摄入对成年后2型糖尿病风险的影响

Influence of consuming coffee and other beverages in adolescence on risk of type 2 diabetes in adulthood – Eur J Epidemiol – 2024

• 以往针对2型糖尿病（T2DM）预防的膳食策略主要集中在固体食物和营养素上。越来越多的证据表明，成年期的饮料摄入也可能影响T2DM的发病，而青春期饮料的作用仍然未知。本研究旨在考察青春期饮料的摄入及其从青春期到成年期的变化与成年期T2DM风险的关系。

• 这项前瞻性队列研究利用护士健康研究II（NHS II）的数据，纳入了41317名女性，她们在高中时期完成了关于饮食的膳食频率问卷（FFQ），并且在基线（1997年）时没有糖尿病、心血管疾病或癌症。使用FFQ评估饮料的摄入量，包括咖啡、茶、普通苏打水或健怡苏打水、果汁或牛奶。采用Cox比例风险模型估计青春期饮料摄入与成年期2型糖尿病（T2DM）发病风险之间的风险比（HR），并调整了潜在的混杂因素。

• 在725650人年的随访期间，共有2844名参与者发展为T2DM。在调整了人口统计学、生活方式和饮食危险因素后，将每日≥1份与非饮用者进行比较，青春期咖啡摄入[HR，0.86（95%置信区间：0.75～0.98）；P趋势=0.02]和橙汁摄入[HR，0.83（0.71～0.96）；P趋势=0.0008]与较低的T2DM风险相关，而普通苏打水摄入[HR，1.37（1.20～1.57）；P趋势<0.0001]和冰茶摄入[HR，1.41（1.21～1.65）；P趋势<0.0001]与较高的T2DM风险相关。1991年青春期至成年期咖啡摄入量的增加与较低的T2DM风险相关[HR，0.70（0.61～0.80）；P趋势<0.0001]，将每日≥+3份与无变化进行比较，而普通苏打水[HR，1.20（1.06～1.35）；P趋势=0.004]和健怡苏打水摄入量增加[HR，1.59（1.41～1.80）；P趋势=0.0002]则观察到相反的结果，将每周≥+1份或更多与无变化进行比较。

• 青春期咖啡或橙汁的摄入与较低的T2DM风险相关，而普通苏打水或冰茶的摄入则观察到相反的结果。此外，咖啡摄入量的增加与较低的糖尿病风险相关，而普通苏打水或健怡苏打水的摄入则观察到相反的结果。这些数据突出了早期生命阶段饮料摄入在成年期糖尿病病因学中的潜在重要作用。

基于人乳头瘤病毒的宫颈筛查与长期宫颈癌风险：瑞典的随机卫生政策试验

Human papillomavirus-based cervical screening and long-term cervical cancer risk: a randomised health-care policy trial in Sweden – Lancet Public Health – 2024

• 以人乳头瘤病毒（HPV）为基础的宫颈筛查是全球推荐的公共卫生政策。随机临床试验发现，基于HPV的初级筛查在预防宫颈癌方面较细胞学检查表现更佳。然而，亟需来自真实世界公共卫生政策的额外证据。在瑞典进行的随机卫生政策试验的预先计划的二次分析中，我们旨在评估在经历两轮完整筛查后，哪种政策对侵袭性宫颈癌提供了更好的保护。
• 瑞典首都地区的组织宫颈筛查计划邀请所有30-64岁且符合筛查条件的女性参与HPV基础与细胞学基础筛查的随机卫生政策试验。在2014年至2016年期间，395,725名合格女性被随机分配（非隐蔽）到这两种政策中，并对8年随访期间的侵袭性宫颈癌发生率进行比较。意向分析包含所有被邀请女性，而按方案分析则仅包括根据方案参加基线筛查的女性。本试验已在ClinicalTrials.gov登记，注册号为NCT01511328。
• 被邀请参加HPV基础宫颈筛查的女性，其侵袭性宫颈癌风险较被邀请参加细胞学的女性降低了17%（风险比[HR] 0.83，95%置信区间[CI] 0.70-0.98）。参与HPV筛查的女性，其侵袭性宫颈癌风险较参与细胞学的女性降低了28%（HR 0.72，95% CI 0.54-0.95）。在HPV政策中，转诊进行活检的女性数量较细胞学政策多（在意向筛查分析中为15,832人[7.5%]，在按方案分析中为9,968人[9.0%]），而细胞学政策中的转诊数量为12,650人[6.9%]和7,179人[7.9%]。在基线时HPV阴性的女性，其侵袭性宫颈癌风险为每10万人年1.3（95% CI 0.6-2.4），而正常细胞学女性的风险为9.1（6.7-11.8）每10万人年。HPV阳性且细胞学阴性的女性，其侵袭性宫颈癌风险为每10万人年79.2，而HPV 16或HPV 18阳性的女性则风险达到318.2每10万人年。
• 这项随机政策试验发现，HPV基础筛查在实际环境中优于细胞学检查，能够更有效地预防侵袭性宫颈癌。单次基线HPV阴性测试在8年后与非常低的侵袭性宫颈癌风险相关。然而，HPV阳性同时伴随细胞学阴性则与高风险的侵袭性宫颈癌相关联。