《细胞》期刊2011年度五大研究发现

1.利用诱导性多功能干细胞构建出小鼠精子祖细胞



日本京都大学研究人员通过体外诱导胚胎干细胞(ESCs)和诱导性多功能干细胞(iPSCs)，形成原始生殖细胞样细胞(primordial  germ  cell-like  cells,  PGCLCs)，最后进一步分化，通过体内植入不能生育的小鼠睾丸中，产生了外观正常的精子。将这些精子注射到雌性小鼠的卵细胞中，不久雌性小鼠生出了健康的小鼠后代。



Katsuhiko  Hayashi  et  al.  Reconstitution  of  the  Mouse  Germ  Cell  Specification  Pathway  in  Culture  by  Pluripotent  Stem  Cells.  Cell,04  August  2011,146(4):519-532,  doi:10.1016/j.cell.2011.06.052.



2.鉴定出阿尔茨海默病Alzheimer\'s  disease的生物标记



美国研究人员利用一种一般性和无偏差的方法---组合文库筛选(Combinatorial  Library  Screening)来鉴定出诊断上有用的抗体，而避免进行抗原鉴定。该方法涉及利用非自然的合成分子组合文库对病人血清样品和对照样品进行比较性筛选，这样就可鉴定出病人血清样品中要比和对照样品中保留极其多IgG抗体的分子，随后利用这些分子作为捕获试剂来捕获诊断上有用的抗体。研究人员利用多发性硬化症(multiple  sclerosis)小鼠模式动物和证实这种方法的实用性，并利用该方法在阿尔茨海默病小鼠模式动物中鉴定出两种候选的IgG抗体生物标记。



M.  Muralidhar  Reddy  et  al.  Identification  of  Candidate  IgG  Biomarkers  for  Alzheimer\'s  Disease  via  Combinatorial  Library  Screening.  Cell,  7  January  2011,  144(1):132-142,  doi:10.1016/j.cell.2010.11.054.



3.发现干细胞多能性的选择性剪接开关



加拿大多伦多大学研究人员发现了进化上保守的特异的FOXP1选择性剪接开关,可调控干细胞的多能性。研究人员发现这种剪接开关产生的FOXP1胚胎干细胞特异性异构体，与典型的FOXP1异构体相比，着不同的DNA结合性质。选择性剪接事件改变了FOXP1胚胎干细胞特异性异构体的DNA结合性质，促进维持多能性所需的转录因子基因的表达，包括OCT4、NANOG、NR5A2和GDF3，同时抑制胚胎干细胞分化所需的基因。同时，研究小组还发现FOXP1胚胎干细胞特异性异构体促进体细胞高效重编程为诱导性多功能干细胞(iPSC)。



Mathieu  Gabut  et  al.  An  Alternative  Splicing  Switch  Regulates  Embryonic  Stem  Cell  Pluripotency  and  Reprogramming.  Cell,  15  September  2011,  147(1):132-146,

doi:10.1016/j.cell.2011.08.023.



4.追踪神经胶质瘤的起源



美国研究人员利用双标记嵌合分析(Mosaic  Analysis  with  Double  Markers，MADM)---该技术的精髓在于用绿色荧光蛋白明确标示突变细胞，还有一个关键特色就是无论一个突变的绿色细胞何时产生，总是同时产生一个正常的红色细胞---来分析神经胶质瘤(glioma)的起源。他们将胶质瘤病人体内发现的两种流行突变p53与NF1导入神经干细胞(neural  stem  cells,  NSCs)中，对源自神经干细胞的所有细胞系所作的进一步分析清楚地显示了少突胶质前体细胞(Oligodendrocyte  precursor  cells,OPCs)是该肿瘤的来源细胞，因为任何可见的肿瘤标志可被检出之前，变异的绿色少突胶质前体细胞的数量大大超过了其正常的红色对应物数量，足足超了130倍。为了进一步证实这点，研究人员也将p53与NF1突变直接导入小鼠少突胶质前体细胞，结果发现这些小鼠产生神经胶质瘤，从而再次证实少突胶质前体细胞是神经胶质瘤的来源。



Chong  Liu  et  el.  Mosaic  Analysis  with  Double  Markers  Reveals  Tumor  Cell  of  Origin  in  Glioma.  Cell,  07  July  2011,146(2):209-221,doi:10.1016/j.cell.2011.06.014.



5.发现新的组蛋白修饰方式



美国芝加哥大学Ben  Mary癌症研究所研究人员在细胞中筛查出了67个新组蛋白修饰标记，并从中发现了一种新型组蛋白翻译后修饰方式---赖氨酸巴豆酰化(lysine  crotonylation)修饰。通过进一步的结构及基因组定位分析，研究人员证实氨酸巴豆酰化修饰是一种进化高度保守，且在生物学功能上完全不同于组蛋白赖氨酸乙酰化的蛋白质修饰方式。研究人员还发现在人类体细胞和小鼠精子细胞基因组中，组蛋白赖氨酸巴豆酰化分布于基因活性转录启动区域或增强子上。在减数分裂后的精子细胞中，赖氨酸巴豆酰化高丰度集中在性染色体上，被用来标记睾丸特异性基因。



Minjia  Tan  et  al.  Identification  of  67  Histone  Marks  and  Histone  Lysine  Crotonylation  as  a  New  Type  of  Histone  Modification.  Cell,  16  September  2011,  146(6):1016-1028,  doi:10.1016/j.cell.2011.08.008.