解码人类：新计划将通过3000多种脑细胞类型揭示我们的秘密

解码人类：新计划将通过3000多种脑细胞类型揭示我们的秘密在10月12日发表在《科学》、《科学进展》和《科学转化医学》杂志上的21篇论文中，一个庞大的研究联盟分享了有关构成我们和其他灵长类动物大脑的细胞的新知识。这些研究和数据揭示了我们的神经系统在大脑多个区域的细胞构成以及人类大脑的独特之处。该研究联盟是为了解人类大脑及其模块化、功能化性质而做出的共同努力。它由美国国立卫生研究院的"通过推进创新神经技术进行脑研究（BRAIN）计划"召集并资助。来自世界各地的数百名科学家通力合作，完成了一系列探索人脑和其他灵长类动物脑细胞构成的研究，并展示了如何利用一套变革性的可扩展新技术，以前所未有的分辨率研究人脑的详细组织结构。在细胞水平上了解我们的大脑是了解我们的大脑如何运作以及我们作为一个物种是什么的关键，也是更准确地找出大脑疾病和失调的细胞根源的关键--这些知识最终可能会带来更好的治疗方法。艾伦研究所下属的艾伦脑科学研究所（AllenInstituteforBrainScience）的科学家们领导了其中的五项研究，并为另外三项研究做出了重要贡献，其中一项研究极大地扩展了有关成人大脑中细胞类型数量的现有知识。卡罗林斯卡学院（KarolinskaInstitute）和艾伦研究所（AllenInstitute）的科学家们研究了单个脑细胞中开启的基因，这是一种被称为单细胞转录组学（single-celltranscriptomics）的技术，揭示了细胞类型惊人的多样性：我们有3000多种不同的脑细胞。在艾伦研究所的电生理学实验室，高级研究员埃德-莱恩和高级科学家MeanhwanKim在多补丁装置上观察活体脑组织。图片来源：ErikDinnel/艾伦研究所艾伦脑科学研究所（AllenInstituteforBrainScience）高级研究员、博士埃德-莱恩（EdLein）说："我认为这是神经科学的一个关键时刻，新技术让我们现在能够了解人类大脑和其他灵长类动物大脑非常详细的细胞组织。这项工作的核心是分子生物学的胜利：基因使用的差异可以用来定义细胞类型，基因组学工具可以用来绘制构成整个人类大脑的细胞的高分辨率注释图初稿"。这些研究还解决了一系列重要问题，例如：每个人的大脑有什么不同？每个人的大脑在细胞水平上有多大差异？我们的大脑与猿类近亲的大脑有何不同？我们有多少种脑细胞？这些细胞的特性是什么？这些细胞在发育过程中是如何出现和成熟的？新近发表的这套研究成果，在之前对人类大脑皮层（大脑最外层的外壳）单个区域的脑细胞类型进行高分辨率绘图的基础上，将这些研究扩展到整个大脑的数十个至上百个区域。单个区域的研究发现了100多种不同的脑细胞类型，而新发布的数据则显示整个大脑中有数千种不同类型的脑细胞。对于大脑的许多部分，这种复杂性和多样性以前从未被描述过。这些研究是美国国立卫生研究院（NIH）BRAINInitiative细胞普查网络（简称BICCN）的一部分，该网络于2017年启动，是一项为期五年的资助计划，旨在建立一个脑细胞类型目录。这项工作展示了前沿细胞和分子方法的可扩展性，以应对人类大脑的规模和复杂性带来的挑战，并为下一阶段的细胞普查工作奠定了基础。下一阶段工作的一部分正在艾伦研究所进行，它将通过"BRAIN计划"的细胞图谱网络（BICAN），建立更加全面的人类和其他灵长类动物大脑图谱。美国国立卫生研究院大脑计划主任约翰-恩盖博士（Dr.JohnNgai）说："目前的这一系列研究是一项具有里程碑意义的成就，它将继续为从细胞层面阐明人类大脑的复杂性架起一座重要的桥梁。通过BICCN建立起来的科学合作，以及在BICAN下一阶段继续开展的合作，正在推动这一领域以指数级的速度向前发展；其进展和可能性简直令人叹为观止。"人体研究使用了向科学界捐献大脑的人的死后组织，以及接受脑部手术并向研究捐献组织的病人捐献的健康活体组织。新发布的研究数据还将纳入《人类细胞图谱》（HumanCellAtlas），该图谱是一项国际性工作，旨在为人体的所有器官、组织和系统建立一个全面的细胞参考图谱。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1390741.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1390741.htm

MIT科学家设计“细胞漫游者” 用于探索和增强细胞的内部世界

MIT科学家设计“细胞漫游者”用于探索和增强细胞的内部世界麻省理工学院媒体实验室（MITMediaLab）的研究人员设计了一种微型天线，可以在活细胞内无线操作，为医疗诊断和治疗以及其他科学过程提供了可能性，因为这种天线有可能实时监测甚至指导细胞活动。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1321265.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1321265.htm

科学家发现癌细胞自毁新方式

科学家发现癌细胞自毁新方式化疗会杀死癌细胞，但这些细胞的死亡方式似乎与之前理解的不同。荷兰癌症研究所研究人员发现了一种全新的癌细胞死亡方式，由SLFN11基因起主导作用。许多癌症治疗都会损害细胞DNA。在遭受太多不可挽回的损害后，细胞可能会自行死亡。研究人员发现，如果DNA受损，基因SLFN11会关闭细胞的蛋白质工厂——核糖体。这会给这些细胞带来巨大压力，从而导致它们死亡。相关研究结果发表在17日出版的《科学》杂志上。

对眼科疾病的新认识：3D图谱揭示了人类视网膜细胞内的DNA组织

对眼科疾病的新认识：3D图谱揭示了人类视网膜细胞内的DNA组织美国国家眼科研究所（NEI）的科学家绘制了人类视网膜细胞染色质的组织图。这些纤维将30亿个核苷酸长的DNA分子包装成紧凑的结构，形成每个细胞核内的染色体。由此产生的综合基因调控网络提供了对一般基因表达调控的见解，以及对罕见和常见眼科疾病中视网膜功能的见解。该研究将于今天（2022年10月7日）发表在《自然通讯》杂志上。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1324601.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1324601.htm

科学家从干细胞中创造出类似人类胚胎的模型

科学家从干细胞中创造出类似人类胚胎的模型但这一关键时期在很大程度上仍未被科学家和医生研究，因为胚胎仍然太小，无法在活体患者身上观察。接受试管婴儿的病人的捐赠可用于研究，但供应有限，而且要遵守严格的伦理法规。现在，剑桥大学和加州理工学院的科学家们已经开发出了新的人类胚胎3D模型，该模型由干细胞培育而成，以一种可以在实验室中轻松研究的方式模拟了第9天和第14天之间的发育。这个窗口以前只能在动物细胞中研究。图为由干细胞培育出的人类胚胎样模型在发育的第四天。该研究的主要作者MagdalenaZernicka-Goetz教授说："我们的人类胚胎样模型完全由人类干细胞创建，使我们能够在通常情况下由于小胚胎植入母亲的子宫而被隐藏的阶段看到发育结构。这一令人兴奋的发展使我们能够在一个模型系统中操纵基因以了解它们的发育作用。这将让我们测试特定因素的功能，这在自然胚胎中很难做到"。这些模型包含制造人类胚胎所需的大部分细胞，包括最终将形成自己的精子或卵子的生殖细胞的前体。它们还包含支持胚胎的细胞，包括那些继续形成胎盘、卵黄囊和羊膜囊的细胞。然而，出于道德原因，这些模型被制成缺少大脑和心脏跳动的细胞，因此它们不能发育到14天以上。这是为了遵守目前在实验室中培养人类胚胎的法律限制。这一里程碑是Zernicka-Goetz和她的团队十年来逐步改进小鼠胚胎模型的工作成果。其他研究人员，包括来自以色列魏茨曼科学研究所的一个团队，也将小鼠胚胎模型推到了心脏细胞跳动的程度。多个团队在这一领域的工作不断增加，可能有助于提高寻求受孕的夫妇的存活率，更好地治疗遗传疾病，以及用于移植的实验室培育的器官。这项新研究发表在《自然》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1367837.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1367837.htm

科学家发现清除细胞记忆的"绝妙"方法 可更好地将细胞重编程为干细胞

科学家发现清除细胞记忆的"绝妙"方法可更好地将细胞重编程为干细胞科学家们开发出一种革命性的技术，称为"瞬时无处理（TNT）重编程"。这种方法可以对人体细胞进行重编程，使其更接近胚胎干细胞，从而解决再生医学中一个长期存在的问题。该团队的突破有望为细胞疗法和研究设定新标准。(人类iPS细胞）。细胞重编程的历史与挑战2000年代中期，人们发现，人体的非生殖成体细胞（称为"体细胞"）可以被人为地重新编程为类似胚胎干细胞（ES）的状态，从而有能力生成人体的任何细胞，这是一项革命性的进步。将人类体细胞（如皮肤细胞）人工重编程为这些所谓的诱导多能干细胞（iPS）的变革性能力，提供了一种制造基本上无限供应的ES样细胞的方法。这在疾病建模、药物筛选和细胞疗法中有着广泛的应用。李斯特教授说："然而，传统重编程过程中一直存在的一个问题是，iPS细胞会保留其原始体细胞状态的表观遗传记忆，以及其他表观遗传异常。这会造成iPS细胞和它们应该模仿的ES细胞以及随后从它们衍生出来的特化细胞之间的功能差异，从而限制了它们的使用"。介绍TNT重编程技术莫纳什生物医学发现研究所的何塞-波罗教授解释说，他们现在已经开发出一种新方法，称为瞬时无处理（TNT）重编程，可以模拟胚胎发育早期发生的细胞表观基因组重置。他说："这大大减少了iPS细胞和ES细胞之间的差异，最大限度地提高了人类iPS细胞的应用效果。"来自西澳大学哈里-珀金斯研究所（HarryPerkinsInstitute）和泰勒森儿童研究所（TelethonKidsInstitute）的计算科学家萨姆-巴克贝里（SamBuckberry）博士是这项研究的共同第一作者，他说，通过研究体细胞表观基因组在整个重编程过程中的变化，他们准确地找到了表观遗传畸变出现的时间，并引入了一个新的表观基因组重置步骤，以避免这些畸变并消除记忆。这项研究的带头人、干细胞科学家刘晓东博士说，新的人类TNT-iPS细胞在分子和功能上都比传统重编程技术产生的细胞更接近人类ES细胞。TNT方法的改进结果第一作者之一、西澳大学哈里-珀金斯研究所的细胞生物学家丹尼尔-波普博士说，用TNT方法产生的iPS细胞比用标准方法产生的iPS细胞更好地分化成许多其他细胞，如神经元祖细胞。第一作者之一、莫纳什大学学生谭佳（音译）说，研究小组的TNT方法是一种"炸药"。"它解决了与传统生成的iPS细胞相关的问题，如果不解决这些问题，从长远来看可能会给细胞疗法带来严重的不利后果。"未来影响与研究波罗教授说，尽管他们取得了突破性进展，但iPS表观基因组畸变及其纠正的确切分子机制还不完全清楚。要了解这些机制，还需要进一步的研究。李斯特教授说："我们预测，TNT重编程将为细胞疗法和生物医学研究建立一个新的基准，并大大推动其进展。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1378327.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1378327.htm