12 月的第一個星期如約而至，2023 年進入尾聲，科研人的 KPI 都達到了嗎？

本週學術君繼續帶來 CNS 最新一週科研進展，助力大家勇攀科研高峰！

1.Cell：首次建立多腔室心臟類器官平臺，揭示心臟發育與疾病機制

先天性心臟病（Congenital heart disease, CHD）是最常見出生發育缺陷，其形成機制不明。

2023 年 11 月 28 日，奧地利 IMBA 研究所Sasha Mendjan團隊在Cell雜誌發表研究論文Multi-chamber cardioids unravel human heart development and cardiac defects。

該研究通過建立多房室心臟類器官平臺，對人類心臟發育系統（右心室和左心室、心房、流出道、房室管結構）進行了全面模擬，對心臟類器官多種細胞類型進行多腔室整合，揭示信號通路影響，並剖析基因突變、藥物等在人類心臟中引起先天性房室特異性缺陷的機制，為攻克先天性心臟病提供了新視角。

圖 1：來源Cell

2.BMC Medicine：超過 50 萬人群資料顯示，肥胖至少導致 13 種癌症

眾所周知，肥胖會給身體帶來一系列健康隱患。

2023 年 11 月 23 日，法國國際癌症研究中心（IARC‑WHO）Heinz Freisling團隊在BMC Medicine雜誌發表研究論文Body mass index and cancer risk among adults with and without cardiometabolic diseases: evidence from the EPIC and UK Biobank prospective cohort studies。

該研究聚焦於英國生物樣本庫（約 50 萬樣本）和歐洲癌症和營養前瞻性調查（約 52 萬樣本）的參與者，通過 Cox 比例風險迴歸分析、多變數調整基礎模型表明無論是否患有心臟代謝疾病，較高身體質量指數（body mass index, BMI）均會增加歐洲成年人患肥胖相關癌症的風險。此外，心血管疾病患者預防肥胖將大大降低患癌風險。

圖 2：來源BMC Medicine

3.Science Advances：微塑膠顆粒進入大腦，增加帕金森病風險

微塑膠被定義為長度小於 5 毫米的微小塑膠碎片，曾有研究表明經常喝瓶裝水、吃外送食品以及工作性質為粉塵暴露的人，其糞便中的微塑膠更多。

2023 年 11 月 17 日，杜克大學的Andrew B West團隊在Science Advances雜誌發表研究論文Anionic nanoplastic contaminants promote Parkinson’s disease–associated α-synuclein aggregation。

該研究通過構建帕金森病小鼠模型，發現微塑膠顆粒會進入大腦，在神經元中與 α-突觸核蛋白（α-syn）相互作用，促進 α-syn 的原纖維形成和複製，該過程與帕金森病的發生密切相關，許多帕金森病患者大腦中都會出現 α-syn 的異常摺疊和聚集。

圖 3：來源Science Advances

4.The American Journal of Clinical Nutrition：多吃綠葉菜、補充葉酸，可降低腸癌風險

葉酸在綠葉中含量豐富, 人類必須通過飲食來獲取葉酸。

2023 年 11 月 23 日，希臘約阿尼納大學醫學院、南加州大學、Fred Hutchinson 癌症中心等數十位研究人員聯合在The American Journal of Clinical Nutrition雜誌發表研究論文Genome-wide interaction analysis of folate for colorectal cancer risk。

該研究聚焦超過 70000 人的資料（30550 例病例和 42336 例對照組），發現通過飲食（菠菜、捲心菜、西蘭花等）或服用補充劑來增加葉酸的攝入量，能降低結直腸癌風險。對於膳食葉酸攝入量較高的人，每增加 260 微克的膳食葉酸攝入量，患結直腸癌（包括近端結腸癌、遠端結腸癌和直腸癌）的風險降低 7%。

圖 4：來源The American Journal of Clinical Nutrition

5.Nature Immunology：報道第二代 CAR-巨噬細胞抗實體腫瘤的療效

巨噬細胞（Macrophages）正在成為熱門的抗實體腫瘤細胞藥物研發對象。

2023 年 11 月 27 日，浙江大學基礎醫學院張進團隊在Nature Immunology雜誌發表研究論文A second generation M1-polarized CAR macrophage with antitumor efficacy。

該研究構建了 GBM 小鼠顱內原位腫瘤模型和肝癌小鼠模型，設計了抗原依賴性極化的第二代 iPSC 來源的 CAR-macrophage（CAR-iMAC），闡明瞭其抗原依賴性極化和激活，通過誘導腫瘤細胞凋亡，清除凋亡小體的「胞葬 (efferocytosis) 」途徑，為 CAR-iMAC 應用於實體腫瘤的免疫細胞治療提供了更加堅實的理論基礎。

圖 5：來源Nature Immunology

6.Cell：在相同細胞中觀測到 7 種不同的分子信號

如何在同一細胞中看到更多的分子信號，一直是人們關注的問題。

2023 年 11 月 28 日，美國麻省理工學院（MIT）的Edward S. Boyden教授課題組在Cell雜誌發表研究論文Temporally multiplexed imaging of dynamic signaling networks in living cells。

該研究提出了一種基於多個可逆光轉換熒光蛋白（rsFPs）、新的複合熒光成像策略——時間複合熒光成像（temporally multiplexed imaging），其能準確地刻畫每種亞細胞結構的熒光圖像，利用可逆光轉換熒光蛋白在時間維度上表現的差異性，揭示信號傳導網路中各分子之間的相互調控關係。

圖 6：來源Cell

7.Nature Cell Biology：發現治療癌症和年齡相關疾病的新靶點

人體衰老細胞會導致許多病理進程加速。

2023 年 11 月 27 日，英國帝國理工學院Jesús Gil團隊在Nature Cell Biology雜誌發表研究論文COPI vesicle formation and N-myristoylation are targetable vulnerabilities of senescent cells。

該研究通過 RNAi 篩選和構建癌症及纖維化小鼠模型，發現了包被蛋白複合物 I（COPI）的 Senolytic 靶向通路，靶向抑制該通路，能夠導致衰老細胞的死亡，從而改善健康狀況、延長壽命。此外， N-肉豆蔻醯轉移酶抑制劑（NMTi）可作為殺死衰老細胞，治療癌症及纖維化等年齡相關疾病的候選藥物。

圖 7：來源Nature Cell Biology

8.Channels：顏寧團隊最新綜述，全面概述 Nav 通道結構藥理學進展

電壓門控鈉（Nav）通道是許多臨床和研究藥物的主要靶點。

2023 年 11 月 30 日，清華大學/深圳醫學科學院顏寧團隊在Channels雜誌發表研究論文A structural atlas of druggable sites on Nav channels。

該綜述概述 Nav 通道結構藥理學的最新進展，包括配體與 Nav 通道結合的結構圖譜，通過綜述加深了對通道結構和工作機制的理解，對原型藥物和毒素的結合和作用機制（MOA）的分子基礎有了前所未有的清晰認識，為未來的藥物開發奠定了重要的基礎。同時，提出目前人工智慧結構預測的能力不足以解析蛋白構象動力學，因此獲得 Nav 通道與配體複合時不同狀態的實驗結構對於合理的藥物設計至關重要。

圖 8：來源Channels

9.Science：重新定義玉米起源

民以食為天，玉米是世界上很多人口的主食，其起源不明。

2023 年 12 月 1 日，華中農大嚴建兵教授團隊聯合加州大學戴維斯分校Jeffrey Ross-Ibarra團隊Science雜誌線上發表研究論文Two teosintes made modern maize。

該研究提出了一個全新的玉米起源模型，發現兩份完全不同的大芻草——小穎大芻草亞種（Zea maysssp.Parviglumis）和墨西哥高原大芻草亞種（Zea maysssp.mexicana）為現代玉米的祖先，修正了玉米單一起源於小穎大芻草亞種的假說，證明了墨西哥高原大芻草亞種對現代玉米表型變異的重要貢獻。

圖 9：來源Science

10.British Journal of Sports Medicine：步行達這個速度，糖尿病風險或降低 39%

先前研究顯示，每天採取更多的步行與降低死亡風險有關。

2023 年 11 月 28 日，伊朗塞姆南醫科大學Ahmad Jayedi等人在British Journal of Sports Medicine雜誌發表綜述Walking speed and the risk of type 2 diabetes：a systematic review and meta-analysis。

該研究共納入 508121 名成年參與者，記錄了 18410 例 2 型糖尿病患者，發現更快步行速度與降低 2 型糖尿病風險相關。與休閒散步（3 km/h）相比，正常步行速度（3-5 km/h）與糖尿病風險降低 15% 相關，輕快步行（5-6.5 km/h）與糖尿病風險降低 24% 相關，非常快步行（>6.5 km/h）與糖尿病風險降低 39% 相關。

圖 10：來源British Journal of Sports Medicine

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參考文獻：

1. Schmidt C, Deyett A, Ilmer T, et al. Multi-chamber cardioids unravel human heart development and cardiac defects. Cell. Published online November 16, 2023. doi:10.1016/j.cell.2023.10.030

2. Fontvieille E, Viallon V, Recalde M, et al. Body mass index and cancer risk among adults with and without cardiometabolic diseases: evidence from the EPIC and UK Biobank prospective cohort studies. BMC Med. 2023;21(1):418. Published 2023 Nov 23. doi:10.1186/s12916-023-03114-z

3. Anionic nanoplastic contaminants promote Parkinson’s disease–associated α-synuclein aggregation. Science Advance (2023). DOI: 10.1126/sciadv.adi8716

4. Emmanouil Bouras et al.Genome-wide interaction analysis of folate for colorectal cancer risk,The American Journal of Clinical Nutrition(2023), https://doi.org/10.1016/j.ajcnut.2023.08.010.

5. Lei, A., Yu, H., Lu, S. et al. A second-generation M1-polarized CAR macrophage with antitumor efficacy. Nat Immunol (2023). https://doi.org/10.1038/s41590-023-01687-8

6. Qian Y, Celiker OT, Wang Z, Guner-Ataman B, Boyden ES. Temporally multiplexed imaging of dynamic signaling networks in living cells. Cell. Published online November 21, 2023. doi:10.1016/j.cell.2023.11.010

7. McHugh D, Sun B, Gutierrez-Muñoz C, et al. COPI vesicle formation and N-myristoylation are targetable vulnerabilities of senescent cells. Nat Cell Biol. Published online November 27, 2023. doi:10.1038/s41556-023-01287-6

8. Li Z, Wu Q, Yan N. A structural atlas of druggable sites on Nav channels. Channels (Austin). 2024;18(1):2287832. doi:10.1080/19336950.2023.2287832

9. Yang N, Wang Y, Liu X, et al. Two teosintes made modern maize. Science. 2023;382(6674):eadg8940. doi:10.1126/science.adg8940

10. Jayedi A, Zargar M, Emadi A, et alWalking speed and the risk of type 2 diabetes: a systematic review and meta-analysis.British Journal of Sports Medicine Published Online First: 28 November 2023. doi: 10.1136/bjsports-2023-107336