2015年01月02日《科学》杂志精选

组织易患癌症是因为运气不好之故吗？

Variation in cancer incidence among tissues can be explained by the number of stem cell divisions

研究人员说，在正在分裂的健康干细胞中发生的随机性突变可比遗传或环境因素更好地解释不同人体组织中癌症发生率的显著差异。这一发现可帮助解释为什么某些组织（如肺组织）会比其它组织（如骨头）更经常地发生癌症，它也能帮助研究人员为不同癌症类型设计更有效的预防策略。Cristian Tomasetti 和 Bert Vogelstein分析了在31种不同人类组织中发表的有关干细胞分裂的数据，并将这些数据与这些组织在一生中发生癌症的比率进行了比较。他们发现了在某个体一生中某组织内正常干细胞的分裂数与该特定组织中的癌症发生率之间有一个强的正相关。他们的发现提示，组织中的癌症发生率只有三分之一的差异可归因于遗传易感性和环境因素。他们说，组织中的主要差异性只是因为“不佳的运气”，即其健康干细胞在分裂中复制其DNA时发生的随机突变。（DOI:10.1126/science.1260825）

揭示针对肠病毒的可能标靶

Structure and inhibition of EV-D68, a virus that causes respiratory illness in children

Yue Liu及其同事揭示了肠病毒D68 (EV-D68)的晶体结构，并显示某种抗病毒化合物是如何阻止其感染细胞的。EV-D68最近在美国的儿童中引起了从轻微至严重呼吸道疾病的爆发；自2014年8月以来已有1000多确诊的病例。尚无针对该病毒的疫苗或有效的治疗。像诸如普通感冒病毒或脊髓灰质炎病毒等其它肠病毒一样，EV-D68的分子结构含有一个“口袋分子”，它位于病毒与细胞结合的地方。该口袋分子可让病毒保持稳定直到在结合时被排挤出去，接着，该病毒自身会“脱去包膜”，并让其基因组涌入某细胞内。研究人员显示，在EV-D68中，这个分子可能是一种脂肪酸，它能被一种叫做普来可那立（peconaril）的药物所置换。普来可那立已经作为一种抗病毒药物而在临床试验中进行过测试，但它因为可能干扰避孕药作用而没有获得使用许可。Liu和同事证明，在实验室中，普来可那立可在细胞内阻断EV-D68感染，这使其可能成为针对该病毒的候选药物。（DOI:10.1126/science.1261962）

脂肪细胞可在小鼠体内对抗感染有帮助

Dermal adipocytes protect against invasive Staphylococcus aureus skin infection

据在小鼠中进行的一项新研究披露，脂肪组织呈现出一种针对细菌感染的直接的保护作用。研究人员说，这些发现应该有助于研究为什么肥胖和有胰岛素抵抗性的个体更容易发生细菌感染。Ling-juan Zhang和同事对小鼠皮肤中的脂肪细胞如何对金黄色葡萄球菌感染做出反应进行了研究；金黄色葡萄球菌是在人体中造成MRSA的病原体。他们发现，为了反击，这些特定细胞会产生一种被称作组织蛋白酶抑制素的抗菌肽。研究人员观察到，在小鼠皮肤正下方的脂肪层会在接种细菌之后变厚。他们设计制造了无法形成新脂肪细胞的小鼠并发现，这些小鼠比它们的能产生脂肪细胞的对等小鼠更容易发生MRSA感染。此外，据研究人员披露，成熟脂肪细胞比年轻脂肪细胞所产生的组织蛋白酶抑制素要少，因此它们的保护性也较小。总之，这些新的发现提示，脂肪细胞可直接觉察病原体金黄色葡萄球菌并促发限制感染的先天性免疫反应。在此之前，研究人员已经认识到许多细胞——包括上皮细胞、肥大细胞和白细胞——是细菌感染时的首批做出反应的细胞，但这一新的研究还将脂肪细胞添加到了这一防御细胞名录之中。由John Alcorn和Jay Kolls撰写的一篇《视角》文章更为详细地对这一研究及其影响进行了解释。（DOI:10.1126/science.1260972）

霍乱毒素可协助基因替换

The type VI secretion system of Vibrio cholerae fosters horizontal gene transfer

据Sandrine Borgeaud和同事所做的一项研究披露，霍乱用来将毒素注入到邻近竞争细胞内的系统受到了可促使该细菌摄取并整合新的DNA到其基因组内的基因的共同调节。细菌常常会从其它细胞那里摄取DNA，并将其纳入它们自己的基因组中以帮助其演化。这个过程被称为水平基因转移，它能助长对抗菌素的抵抗力及细菌毒力。据研究人员披露，霍乱似乎能以一种特别凶残的方式让这种情况发生。在参与DNA摄取基因的指引下，该细菌可组装一条能刺穿附近细胞并给它们充注毒素的长管。这些死亡细胞接着会释出其DNA，而它们的杀手可捞取这些DNA以供自用。（DOI:10.1126/science.1260064）