生物通报道：2007年自然出版集团宣布《Nature》出版集团的新出版物、名为Nature China的网站（www.naturechina.com.cn）正式启动。这一网站致力于聚焦中国大陆地区和香港的优秀科学成果，每周都会针对最新发表的论文，在此网站撰写摘要和评述。近期推荐研究文章包括：

生物技术

Yang, K. & Ma, Y. Q. Computer simulation of the translocation of nanoparticles with different shapes across a lipid bilayer. Nature Nanotechnol. doi:10.1038/nnano.2010.141 (2010).

纳米微粒在药物传递，成像等多个方面都具有重要的作用，但是影响纳米微粒穿透细胞膜的重要因素至今科学家们还并没有完全了解。

在这篇文章中，研究人员利用耗散粒子动力学（dissipative particle dynamics）分析了纳米微粒进入细胞膜的过程，从而发现了纳米微粒的形状和方向决定了这一穿透过程动力学。这些发现将有助于科学家们利用几何学方法设计药物载体。

细胞与分子生物学

Gao, C. et al. Autophagy negatively regulates Wnt signalling by promoting Dishevelled degradation. Nature Cell Biol. doi:10.1038/ncb2082 (2010).

来自清华大学，中科院上海生化所，北京大学附属第三医院等处的研究人员发现了Wnt信号途径与自体吞噬作用之间的联系，为进一步解析细胞途径与自体吞噬之间的关系提供了重要信息。

真核生物自体吞噬是一种高度保守的过程，指细胞将自己细胞质的一部分（如线粒体和内质网）包围起来形成液泡（自体吞噬泡），再依靠初级溶酶体供应的水解酶将其消化，可由于饥饿和激素的作用等诱导产生。自体吞噬活性的降低会导致神经细胞中错误折叠蛋白的积累，并且也许在慢性神经退行性疾病，比如亨廷顿舞蹈病（Huntington''s disease，HD，是一种由IT15基因上CAG重复序列异常扩展所致常染色体显性遗传的神经退行性疾病），阿尔茨海默病（Alzheimer''s disease，AD，即老年痴呆症）中也会出现。

研究人员在这篇文章中发现自体吞噬能负调控Wnt信号途径，这主要是通过Dvl降解过程。这对于进一步解析细胞途径与自体吞噬之间的关系提供了重要信息。

Han, C. et al. Integrin CD11b negatively regulates TLR-triggered inflammatory responses by activating Syk and promoting degradation of MyD88 and TRIF via Cbl-b. Nature Immunol. doi:10.1038/ni.1908 (2010).

新一期出版的国际学术期刊《自然—免疫学》杂志发表了中国工程院院士、医学免疫学国家重点实验室主任、第二军医大学免疫学研究所所长曹雪涛研究小组在免疫识别与免疫调控研究领域的成果。该研究小组发现，免疫细胞膜表面整合素CD11b能够通过一系列信号转导机制促进天然免疫分子的泛素化蛋白降解，从而负向调节天然免疫应答中免疫细胞产生炎症性细胞因子与干扰素，反馈抑制了免疫反应与炎症发生，避免病原体感染过程中免疫应答与炎症反应过度发生造成机体组织的损害，从而维持机体内环境稳定与健康。

病毒、细菌等致病性病原微生物一旦入侵机体，将迅速启动机体天然免疫应答反应并触发炎症性反应。令免疫学家感兴趣的是，机体免疫系统如何在有效启动天然免疫应答效应以清除病原微生物的同时，又通过何种分子机制避免炎症性反应的过度发生以减轻病原微生物入侵对机体组织的损害？

在国家自然科学基金和“973”项目的资助下，曹雪涛与韩超峰博士等发现，整合素CD11b基因缺失小鼠一旦感染细菌，将产生大量的炎症性细胞因子与干扰素而易于死亡；进一步研究表明，病原体感染可以激活巨噬细胞、树突状细胞等免疫细胞表面的CD11b分子，然后CD11b分子向免疫细胞内触发了一系列信号转导，导致两个重要的天然免疫分子MyD88和TRIF的磷酸化，并促进了E3泛素化连接酶对这两种磷酸化免疫分子的蛋白降解，从而抑制了免疫细胞炎症性信号通路的发生并适度控制了炎症性细胞因子的产生，由此，整合素CD11b分子能通过介导不同信号转导通路的交叉调控而参与免疫应答与炎症发生的反馈抑制。该结果提示，整合素CD11b分子的异常可能与炎症性疾病的发生发展有关，进一步寻找选择性地激活整合素CD11b分子的药物将有可能利于炎症性自身免疫性疾病等的预防与治疗。

Zhao, Y. et al. Cytosolic FoxO1 is essential for the induction of autophagy and tumour suppressor activity. Nature Cell Biol. doi:10.1038/ncb2069 (2010).

最新研究发现肿瘤抑制因子FoxO1是诱导细胞自噬的关键蛋白，其抗癌作用与其诱导自噬功能密切相关。

FoxO1 是FOXO家族的重要一员，该蛋白主要调节细胞衰老，细胞周期，代谢及抗肿瘤的作用。传统上认为：FoxO家族蛋白是一类转录因子，通过结合到下游基因启动子而激活一系列重要基因来调节细胞的重要生命过程。朱卫国教授课题组经过多年努力探索，发现FoxO1在细胞浆内起更大作用，即启动另一个重要的生命过程：细胞自噬。他们发现：细胞浆内的FoxO1与组蛋白去乙酰化酶SIRT2结合而保持非活性状态，但在应激情况下FoxO1与SIRT2脱离而变成活化状态的乙酰化FoxO1；该活化状态的FoxO1又特异的结合到一个自噬关键的蛋白ATG7，从而激发了细胞自噬过程。另外，他们从老鼠实验中证实了这种细胞浆内FoxO1引起的自噬是FoxO1抗肿瘤的主要原因之一，同时在临床肿瘤病人标本中也得到了验证。该发现将表观遗传修饰的组蛋白去乙酰化酶与细胞自噬以及肿瘤抑制功能有机的联系起来。

Zhao, Y. et al. C. elegans screen identifies autophagy genes specific to multicellular organisms. Cell doi:10.1016/j.cell.2010.04.034 (2010).

细胞自噬作用是真核细胞中一种高度保守的降解过程。在这一过程中，细胞质中的内含物包括蛋白聚合体以及组织、器官等会被一个双层膜结构的囊泡包裹，这个囊泡叫做自噬小体，自噬小体形成后即被运送到液泡或溶酶体中被降解，其中的物质被循环利用。这一过程可以协助细胞在各种压力胁迫状态下得到缓解。

对于细胞自噬作用分子机制的了解几乎都来源于对酵母的研究。但是研究人员对于真核高等生物中特异的重要自噬组分却知之甚少。

本文中，研究人员利用线虫作为模式生物进行遗传筛选，得到了4个多细胞动物特异的自噬基因，分别命名为epg-2, -3, -4, -5 (ectopic PGL granules)。epg-2编码线虫特异的蛋白，epg-3, -4, -5编码的蛋白在哺乳动物中很保守，但在酵母中却没有。遗传分析证明这四个基因分别作用于自噬作用的不同步骤。 EPG-2调控PGL颗粒被自噬小体的特异识别和运输， 而哺乳动物中的同源基因EPG-3/VMP1, EPG-4/EI24, EPG-5/mEPG5也被证实参与饥饿诱导的自噬作用。VMP1是通过控制Ω小体的形成时间来调控自噬小体的形成。EI24 和 mEPG5 是形成可降解的自噬-溶酶小体所必需的。这项研究为让研究人员对高等生物中自噬机制有了进一步了解，自噬小体的形成需要经过诱导，延伸以及成熟的过程。研究人员建立了线虫这一多细胞生物的遗传研究模型，来分析自噬的通路。

生态与进化生物学

Yi, X. et al. Sequencing of 50 human exomes reveals adaptation to high altitude. Science doi:10.1126/science.1190371 (2010).

来自深圳华大基因研究院，加州大学伯克利分校，华南理工大学等处的研究人员通过对汉族和藏族的基因比对分析解释高原适应性进化，发现藏族人群特有的“EPAS1”基因不同于汉族人群，它阻止了藏族人血红蛋白浓度的过度升高，降低了各种高原性疾病发生的可能性。这一研究成果公布在Science杂志上。

西藏高原是人类居住的最为极端的环境之一。当生活在低海拔地区的人来到该地区的时候，由于他们的身体内缺乏氧气而会引起高原反应，这种反应可能会发展成为致命性的心脏或脑子的炎症。 更好地了解身体对低氧的反应对治疗高原反应以及其他的与低氧血症有关的疾病具有重要的意义。

在这篇文章中，研究人员通过将50个藏族人与低海拔汉族人群、高加索人群的基因进行比对后发现，发现了藏族人群适应高原环境的关键基因。研究显示,一系列基因在藏族人群的高原适应中发挥作用，其中“EPAS1”基因可能起着关键作用。藏族人群特有的“EPAS1”基因不同于汉族人群，正是这种遗传基因阻止了藏族人血红蛋白浓度的过度升高，降低了各种高原性疾病发生的可能性。由于“EPAS1”基因与缺氧及血红蛋白生成密切相关，对这一基因的研究还有可能对某些血液性疾病的治疗带来突破，并且还可应用于运动员的筛选等方面。

这一成果还发现了其它一些重要的高原适应相关基因，例如“EGLN1”基因、“FANCA”基因等共30个重要候选基因，这些基因可能在藏族人群的高原适应机制中发挥重要的作用，但是其明确的生理生化表型仍不是很确定。

（生物通：万纹）

打赏

下载安捷伦电子书《通过细胞代谢揭示新的药物靶点》探索如何通过代谢分析促进您的药物发现研究

10x Genomics新品Visium HD 开启单细胞分辨率的全转录组空间分析！

欢迎下载Twist《不断变化的CRISPR筛选格局》电子书

单细胞测序入门大讲堂 - 深入了解从第一个单细胞实验设计到数据质控与可视化解析

下载《细胞内蛋白质互作分析方法电子书》