一周前沿回顾·生殖研究:牛胚胎IFNT敲除、小鼠128万细胞谱系与IVF空孕囊47天阈值等多项研究
多项生殖发育研究重新校准了经典模型与临床判断:CRISPR-Cas9删除牛胚胎IFNT全部功能性拷贝后,妊娠仍维持至足月并出生健康雌性犊牛;DNATypewriter记录一枚小鼠胚胎近两周发育,重建128万个转录组细胞的谱系树。
多项生殖发育研究重新校准了经典模型与临床判断:CRISPR-Cas9删除牛胚胎IFNT全部功能性拷贝后,妊娠仍维持至足月并出生健康雌性犊牛;DNATypewriter记录一枚小鼠胚胎近两周发育,重建128万个转录组细胞的谱系树。
Cell 在线发表的研究用蛋白质组学检测头足类 RNA 编辑产生的重编码位点,发现单个氨基酸编辑会改变蛋白质稳定性、亚细胞定位、翻译后修饰和细胞器功能。研究指出,鞘形亚纲头足类的 RNA 编辑水平远超其他动物,但其对蛋白质组的功能后果此前大多未知。
推荐理由:用蛋白质组学直接检测头足类 RNA 编辑位点的重编码产物,把编辑事件与蛋白稳定性、定位和修饰的变化联系起来。
Cell 在线发表的研究显示,局部细胞间相互作用会形成可编码铁死亡敏感与抵抗命运的细胞图案,并在细胞内建立极性脂质组织。这些生化与生物物理特性耦合后,使自组织的细胞群体能够定向并限制原本各向同性、无界扩散的铁死亡传播,从而提出一种在系统层面调控群体细胞命运的机制。
研究团队构建了慢性运动的 22 种组织多组学图谱,刻画了随组织、性别和时间变化的分子适应,以及骨骼肌中细胞类型特异的表观遗传重塑。图谱显示转录组、表观遗传、蛋白质组和代谢层面在全身范围内协同重塑。
推荐理由:该图谱覆盖 22 种组织,呈现运动适应在组织、性别和时间维度上的差异,为研究跨组织分子调控提供参照。
南极棘鳍冰鱼 Harpagifer antarcticus 的新分相组装显示全基因组单倍型变异水平低,但存在多个 LINE-L2 支系的插入,提示持续转座可能参与物种形成。
Azo-morphine-3(AM-3)是一种光开关配体,可在低效价与高效价状态间切换,在体外及体内(中枢与外周)调控 mu-阿片受体活性。AM-3 可用于探究阿片效价的结构基础,并在多种疼痛模型中实现对镇痛的时空精准控制,副作用较全身用药减少。
研究发现活动期溃疡性结肠炎患者肠道中 Lachnospiraceae bacterium 3–1-57 丰度降低,且与疾病严重程度呈负相关;在小鼠结肠炎模型中,活菌或其鞭毛蛋白 L. 3–1-57 Fla 可减轻肠道炎症和黏液屏障功能障碍,而 E. coli 鞭毛蛋白反而加重病情。
Braun 等利用常规穿刺和钳取活检取得的活体肿瘤组织,在体外测量免疫治疗反应,结果与一个小型患者队列的临床结局一致,其中包括被现有生物标志物检测误判的患者。该研究提示,离体活肿瘤片段或可作为预测癌症免疫治疗获益的补充手段。
高电流经颅时间干涉刺激(tTIS)靶向左侧 sgACC 可安全缓解抑郁,短期疗效强于低电流或假刺激。Wang 等开展的随机双盲假刺激对照试验对此进行了验证。
Pan 等人在 Cell 报道了含四氧杂烷结构的化合物 WMK-1/2,它们是第一代线粒体脂质过氧化诱导剂,可绕过 GPX4 和视黄醇介导的防御,触发一条独立的“mito-ferroptosis”亚通路。该工作在多种体内模型中显示出具有生物利用度的抑瘤活性。
一项发表于Genome Medicine的研究用定量演化框架分析2171份样本,区分突变率与选择,发现NOTCH1突变在组织学正常食管上皮克隆扩增中受强正选择,这解释了其在该组织中的高 prevalence。
推荐理由:研究用2171份样本区分突变率与选择,显示NOTCH1在正常食管上皮中受强选择,却与TP53、RB1呈拮抗上位性,抑制后续恶性演化。
研究利用 467,152 份 UK Biobank 基因组构建了全表型结构变异图谱,显示大于 50 bp 的结构变异是人类疾病风险中重要且此前被低估的来源。该资源揭示了与疾病相关的罕见结构变异和调控性结构变异,为理解人类生物学和药物研发提供线索。
推荐理由:基于近 50 万份 UK Biobank 基因组构建的结构变异图谱,把大于 50 bp 的变异与疾病风险系统关联起来,可作为结构变异研究的参考资源。
Jackson Laboratory、耶鲁大学等 10 国合作团队在 Nature 发表 GLASS 联盟研究,对 183 例治疗前后配对取样的 IDH 突变胶质瘤进行分析,发现复发时少突胶质细胞瘤倾向获得新的生长驱动突变,星形细胞瘤则更常发生大规模染色体改变。
推荐理由:GLASS 联盟对 183 例配对样本的分析显示,IDH 突变胶质瘤的两种亚型在复发时走的是不同的基因组演化路径。
研究团队基于中国 6 个中心 18,476 名 1 至 96 岁参与者的血浆代谢组,用纳米辅助激光解吸电离质谱(LDI-MS)鉴定出 56 个代表性年龄相关代谢物,并构建 stacking 集成模型估计代谢组年龄,以代谢组年龄加速(mAA)衡量个体偏离实际年龄的程度。在健康队列中,较高的 mAA 与健康状态恶化和不良生活方式相关;2019 至 2025 年随访显示,mAA 加速者的脂肪肝、高血压、糖尿病等慢性病发病风险和全因死亡率升高。
研究提示色氨酸代谢中间产物喹啉酸(QA)参与急性肾损伤(AKI)向慢性肾病(CKD)的转变。作者在叶酸诱导的 AKI-to-CKD 模型和顺铂诱导的 AKI 模型中,通过遗传和外源手段改变 QA 水平,并结合临床观察。非靶向肾脏代谢组学发现,叶酸损伤后 QA 是升高最明显的代谢物之一;Qprt 单倍剂量不足会加重肾损伤和纤维化相关基因表达,外源 QA 可升高未损伤小鼠的血清肌酐并恶化叶酸模型中的肾功能与纤维化基因表达。缺失 HAAO 或 KMO(减少向 QA 的通量)的小鼠在叶酸损伤和顺铂 AKI 后肾脏结局改善。
研究报道了口服、可透过血脑屏障的小分子 TREM2 激动剂 VG-3927,它作用于 TREM2 及其接头蛋白 DAP12 的跨膜结构域,促进受体高阶复合物形成和下游信号。VG-3927 与工具化合物 VG-3909 表现出(亚)纳摩尔级活性,可与 Aβ 等内源配体协同,并恢复多种疾病相关 TREM2 变体的信号。
推荐理由:口服小分子 TREM2 激动剂在临床前与 I 期人体试验中的结果,为阿尔茨海默病的小胶质细胞靶向策略提供了早期人体数据。
研究比较了未免疫与免疫小鼠脾脏 T 细胞区、B 细胞区和生发中心中 CDR3β 的组成,发现各分区 TCR 库虽有明显差异,但在计入分区大小和增殖效应后这些差异基本消失。
研究用新构建的 MacSyFinder2 模型对古菌 T4F 系统进行鉴定与分类,发现其多样性远超预期,许多生物携带一套或多套组装机器。基于结构系统发育分析显示,T4F 相关 ATPase 可变的 N 端结构域与子系统聚类一致,提示核心机器通过结构创新在古菌分泌 ATPase 家族内发生分化。
对达斡尔、鄂温克、鄂伦春三个阿穆尔-黑龙江河流域(AR)原住民族群共78人的高覆盖度全基因组测序显示,AR人群约1万至3000年前经历共同且持久的瓶颈效应。全基因组选择扫描发现SORBS2、PRKAG2、KCNMA1等冷适应候选位点,其等位基因频率与寒冷相关气候变量强相关,其中CHST11的尼安德特人来源等位基因rs11112181可能贡献冷适应变异。
一项基于英格兰全国数据的队列研究纳入 1107 例原发性线粒体病患者(中位年龄 48 岁,74% 为线粒体 DNA 诊断、26% 为核基因诊断),遗传诊断后 10 年生存率为 80.3%、20 年为 58.9%,高于此前预期。
Costantino 等系统刻画了表型测量尺度的选择如何影响常见遗传分析的结果,发现尺度选择可改变 GWAS 命中位点与 PGS × E 交互作用,并影响 PGS 在特定亚组中的表现。该研究发表于 Cell Genomics(在线优先),提示在生物样本库的基因-环境交互检验中不应忽视表型尺度的设定。
中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞团队与陈宇航团队在 Nature Plants 在线发表研究,提出结构指导设计与顺式调控优化相结合的等位基因工程策略,创制了除草剂抗性提升的水稻和小麦新种质。
推荐理由:该工作把蛋白结构指导的编码区变异与顺式调控元件整合结合,在水稻和小麦中同时改造 HPPD,为复杂农艺性状改良提供可迁移路径。
研究团队用 DNA Typewriter 在小鼠胚胎中记录细胞分裂历史,重建了从受精卵第一次分裂到胚胎发育第 13.5 天的细胞家族树,成果于 2026 年 10 月 8 日发表在 Science。
推荐理由:用 DNA Typewriter 在小鼠胚胎中重建细胞谱系,可对照不同组织命运决定时间的差异。
地球大脑健康委员会在《Nature Mental Health》发布首份报告,提出未来十年内任何重大环境干预的设计与评估都须纳入心理健康影响评估。报告指出极端天气、空气与噪声污染、城市压力源、生物多样性丧失及社会不平等与焦虑、抑郁、创伤相关障碍和认知衰退风险升高相关,并建议自2027年起将心理健康指标纳入气候计划、环境影响评估和城市政策。
一项随机双盲安慰剂对照 II 期研究评估了 Dupilumab 对无鼻息肉慢性鼻窦炎(CRSsNP)患者的疗效,报告称这是首个在该人群中验证生物制剂疗效的随机临床试验。Dupilumab 可减轻影像学病变。
对 132 例慢性鼻窦炎伴鼻息肉(CRSwNP)患者整合转录组与鼻腔微生物组分析,识别出 4 种具有不同免疫-微生物特征和类固醇反应的内型。以 Staphylococcus 为主的 Cluster C 对附加全身糖皮质激素治疗的反应最高。
中国科学院南京地质古生物研究所等整合百余种昆虫基因组与转录组数据,首次测定16种我国蜉蝣全基因组,证实古翅类为单系类群、蜉蝣目与蜻蜓目互为姊妹群。基于13个化石校准点的分子钟分析显示,冠群有翅昆虫可追溯至早泥盆世,古翅类冠群起源于晚泥盆世,昆虫翅只演化了一次。研究还发现不完全谱系分选与基因树估计误差共同导致以往组学数据难以阐明古翅类系统发育关系。
研究团队开发了靶向 NK 细胞的脂质纳米颗粒 NtLNPs,用工程化双靶向 NK 细胞配体驱动受体特异性摄取和 mRNA 递送,在小鼠中实现最高约 80% 的 NK 细胞转染且脱靶效应很小。经系统给药递送 CAR mRNA 可在体内生成 CAR NK 细胞:靶向 CD19 的 CAR NK 细胞在健康小鼠中完全清除循环 B 细胞,靶向 CD3 的 CAR NK 细胞在自身免疫性肝炎模型中清除几乎全部自身反应性 T 细胞,作者据此提出其在 T 细胞驱动疾病上可能优于 CAR T 疗法。
推荐理由:研究用双靶向配体修饰的 LNP 在小鼠体内直接生成 CAR NK 细胞,为体内细胞工程提供了可迁移的递送思路。
六种蛋白组衰老时钟首次被部署到一项临床试验中,研究结果更多揭示了这些时钟本身的特性,而非药物效果。材料未给出试验规模、药物名称及具体结论。
研究团队对 62 例原发胰腺导管腺癌(PDAC)肿瘤进行单细胞 RNA 测序(443,451 个细胞),并对其中 11 例肿瘤匹配空间转录组(53,236 个 spot),同时纳入 6 例化疗前后配对样本,刻画克隆、转录与空间多样性。分析发现同一肿瘤内共存多个遗传上不同的肿瘤克隆,克隆特异的配体-受体程序受基因组剂量调控:配体或受体扩增增强相应互作,缺失则抑制,空间转录组与多重免疫荧光支持这些遗传编码差异。
推荐理由:62 例原发肿瘤的单细胞与空间转录组图谱,把克隆异质性、8q24/MYC 扩增与经典-基底表型转换联系起来。
维也纳大学研究人员重建了章鱼、鱿鱼和乌贼基因组的 3D 组织,发现数亿年前的大规模 DNA 重排把原本分离的染色体区域拉到一起,可能促成新的基因调控网络。研究发表于 Nature Communications,显示染色质结构域在演化中长期稳定,而染色质环在物种、组织和发育阶段间差异明显,且多位于神经系统相关基因附近。作者指出,结果并未证明这些 DNA 变化直接导致头足类智力的演化。
Google 团队一项对话式诊断 AI 系统的真实世界临床研究在 The Lancet 发表,作者 Vivek Natarajan 回顾了从 2022 年接触 LaMDA 和 PaLM、到 2023 年 AMIE 模型自博弈训练、再到与 Beth Israel Deaconess 医疗中心合作开展前瞻性临床试验的历程。
推荐理由:作者以当事方视角复盘这项真实世界临床研究从模型自测到前瞻试验的推进过程,并给出安全性数据。
北京大学昌增益团队在Scientific Reports发表研究,提出细菌休眠由氨基酸氧化副产物NH₄⁺与HCO₃⁻协同触发,而非营养耗尽本身。两种代谢物同时存在时才会显著降低ATP水平,解除ATP对FtsZ、FtsA、MinD、AdhE、RplA等蛋白的增溶保护,使其以折叠态相分离组装成复苏延迟体;补充ATP可完全溶解凝聚体并恢复生长。
推荐理由:该研究把细菌休眠的触发从营养饥饿转向NH₄⁺与HCO₃⁻协同耗竭ATP,为理解持留与抗生素耐受提供新框架。
研究发现 ecDNA 是微核的重要来源,复制压力下 ecDNA 发生有丝分裂聚集、不对称分配和错分进入微核,携带 ecDNA^+ 微核的细胞增殖能力下降、更易死亡。单微核测序显示多个不同 ecDNA 种类会汇聚到同一微核中;在 MYCN 扩增的神经母细胞瘤患者中,诊断时 ecDNA^+ 微核频率较高与总生存期改善相关。作者据此提出有丝分裂期 ecDNA 滞留可能成为治疗切入点。
推荐理由:研究把 ecDNA 的微核错分与适合度下降联系起来,并给出神经母细胞瘤患者生存关联,为理解 ecDNA 的代价提供新角度。
Wang 等开发出口服代谢工程菌平台 EcN-HlpA-CGL(EHC),用于结直肠癌免疫治疗。该菌通过触发结直肠癌细胞铁死亡增强免疫原性,同时以细菌佐剂效应重塑免疫抑制微环境,激活全身与肠道黏膜免疫,有效抑制原位肿瘤生长与转移。
研究用单细胞多组学在真实临床场景下追踪系统性红斑狼疮(SLE)患者接受免疫抑制剂标准治疗期间的免疫组库动态,发现该疗法未能纠正 B 细胞和浆细胞的突变负荷下降,也未能阻止 CD4+ Th1 与 CD8+ 记忆 T 细胞的克隆扩增。作者还将自有数据与已发表的 SLE 数据集整合,构建了约 160 万细胞的 SLE 免疫图谱,并指出这些持续存在的失调可能与该病治疗后高复发率相关。
Yin、Mou、Tang、Zhao 等人在 Nature 发表研究,显示拟杆菌门来源的奇数链饱和脂肪酸十五烷酸(C15:0)通过抑制 HMG-CoA 还原酶降低胆固醇水平,从而缓解动脉粥样硬化,机制与他汀类似。
中国科学院昆明动物研究所石磊团队联合国际同行,鉴定出古老保守基因CCNB1IP1在灵长类大脑中表达逐步升高,通过降解细胞周期相关转录因子促进基底祖细胞增殖,参与推动皮层扩张,成果发表于《自然·遗传学》。
推荐理由:研究把皮层扩张的线索指向古老基因CCNB1IP1的顺式调控元件演进,而非人类特有新基因。
上海海洋大学胡炜团队与中科院水生所等合作,以黄河鲤为对象发现并命名鲤科鱼类首个性别决定基因“盘古(pangu)”,相关成果于 2026 年 10 月 10 日发表于《Science Advances》。
Broad Institute 团队发现,两种降低细胞氧供的小分子药物组合可改善帕金森病小鼠模型的神经退行症状,研究发表于 PNAS。该组合还在 Leigh 综合征小鼠模型中延长寿命并缓解症状,在 Friedreich's ataxia 小鼠模型中延缓神经症状进展。研究者表示该方案值得进一步开展临床前及临床测试。