以色列希伯來大學(xué)成像技術(shù)可以幫助預(yù)測癌癥

耶路撒冷希伯來大學(xué)正在開展一項新的研究，對同一患者進(jìn)行不同時間的腦部掃描，在不進(jìn)行侵入性或危險程序的情況下區(qū)分健康和患病的腦組織。

希伯來大學(xué)研究人員將這種閱讀MRI的新方法與進(jìn)行血液檢測相比較。當(dāng)我們進(jìn)行血液檢查時，它向我們展示了我們身體中白細(xì)胞的確切數(shù)量以及這個數(shù)字是否因疾病而高于正常水平。這項磁共振圖像新分析為大腦提供了類似的信息。當(dāng)對大腦進(jìn)行掃描分析時，不同疾病中造成的大腦大分子存在巨大差異，通過這些差異可檢測和分析判斷神經(jīng)退行性疾病的發(fā)作。這種新的磁共振圖像可以幫助醫(yī)生更快地確定疾病的發(fā)病并開始有效治療，已被用作分析大腦的一種方法。

新的磁共振圖像技術(shù)將使人們進(jìn)一步理解大腦如何衰老的。當(dāng)掃描年輕和年老患者的大腦時，發(fā)現(xiàn)一些大腦區(qū)域在不同年齡有很大差異。例如，在一些白質(zhì)區(qū)域中，腦組織體積減少，而在灰質(zhì)中組織體積保持不變，然而分子構(gòu)成發(fā)生了重大變化。希伯來大學(xué)研究人員認(rèn)為，通過非侵入性技術(shù)可使患者更早接受正確的診斷，有助于人們更長時間地維持和改善生活質(zhì)量。

高胰島素可能導(dǎo)致胰腺癌

不列顛哥倫比亞大學(xué)（UBC）的科學(xué)家首次證明了高胰島素水平和胰腺癌之間的關(guān)系。當(dāng)研究人員降低胰腺癌小鼠模型的胰島素水平時，低水平胰島素可以保護(hù)小鼠不患胰腺癌。在這項研究中，研究人員將一種不能提升胰島素水平遺傳特性的小鼠與一種易患胰腺癌的小鼠雜交。后代小鼠和對照組小鼠同樣喂食已知能增加胰島素水平和促進(jìn)胰腺癌的食物。當(dāng)為期一年的研究結(jié)束時，研究人員發(fā)現(xiàn)，胰島素水平略有下降的小鼠可免于胰腺癌發(fā)生。無論觀察整個胰腺、病變還是腫瘤，胰島素的減少都意味著胰腺癌癥的發(fā)病率有所降低。

已有研究發(fā)現(xiàn)，高胰島素血癥與包括乳腺癌在內(nèi)的多種癌癥有關(guān)，但與胰腺癌的關(guān)系最為密切。UBC的這項研究首次對上述發(fā)現(xiàn)進(jìn)行了直接實(shí)驗。這項發(fā)現(xiàn)為早期發(fā)現(xiàn)和預(yù)防人類胰腺癌提供了可能性。

日本癌癥的“第五療法”將在2020年使用

據(jù)日本媒體報道，在日本，用藥物給癌細(xì)胞做上標(biāo)記、通過放射線和光將其殺死的新型癌癥療法BNCT（硼中子俘獲療法）最早將在2020年開始使用，在癌癥治療方面，被稱為繼手術(shù)、傳統(tǒng)放療、抗癌藥物、免疫療法之后的“第五療法”。這種療法很可能可以用于和正常組織沒有明顯界限的病灶，與PET（正電子發(fā)射型計算機(jī)斷層顯像）檢查共同使用，可在治療前預(yù)測治療效果。

治療時，給患者服用的含有硼化合物的藥物將被癌細(xì)胞吸收，以此為標(biāo)記，使中子與其撞擊發(fā)生核反應(yīng)，破壞癌細(xì)胞的DNA。每次治療40分鐘左右。正常細(xì)胞基本上不會吸收硼化合物。在先期進(jìn)行的臨床試驗中，以頭頸部的癌癥患者為對象，約70%患者的病灶有所縮小。

圍繞硼中子俘獲療法，日本國內(nèi)目前正在建設(shè)多處設(shè)施。中子以前主要通過核反應(yīng)堆來生成，而現(xiàn)在已經(jīng)利用加速器成功制造出中子。設(shè)備實(shí)現(xiàn)了可以安裝到醫(yī)院里的小尺寸，成為這一療法的推動因素。在治療所用設(shè)備和藥物的研發(fā)方面，除住友重機(jī)械工業(yè)外，還包括半導(dǎo)體企業(yè)羅姆和電商樂天等意想不到的面孔。

唐氏綜合征兒童白血病前期轉(zhuǎn)化為白血病的機(jī)制

近日，來自德、英國高校研究團(tuán)隊首先使用三種方法對111位TAM和141位ML-DS病人的外周血和骨髓樣本的基因組序列進(jìn)行分析，為揭示由TAM到ML-DS的轉(zhuǎn)化過程，作者在小鼠胚胎肝細(xì)胞中使用靶向Gata1的第二外顯子的CRISPR-Cas9系統(tǒng)敲除Gata1，并將胎肝細(xì)胞移植到骨髓被清除的受體小鼠中，成功構(gòu)建能夠模擬TAM的模型。作者針對臨床樣本中檢測到突變的基因設(shè)計gRNA，將gRNA混合后導(dǎo)入胎肝細(xì)胞，移植到小鼠中。通過對38只發(fā)生ML的小鼠癌細(xì)胞進(jìn)行測序，發(fā)現(xiàn)82%能夠與Gata1協(xié)同調(diào)控TAM到ML-DS的轉(zhuǎn)化過程。

作者分析了111位TAM和141位ML-DS病人的外周血和骨髓樣本的基因組序列，發(fā)現(xiàn)僅有GATA1突變?yōu)榘籽�病前期發(fā)生所必需；同時還鑒定了ML-DS新的熱點(diǎn)突變CSF2RB（A455D）。作者又建立了TAM轉(zhuǎn)化到ML的小鼠模型，使用該模型鑒定得到18個在其中發(fā)揮重要作用的基因，從而為研究轉(zhuǎn)化過程奠定了基礎(chǔ)，未來可為控制唐氏綜合征兒童白血病的發(fā)生提供新的策略。

超級增強(qiáng)子動態(tài)甲基化調(diào)控轉(zhuǎn)錄異質(zhì)性

近日，美國Whitehead研究所RudolfJaenisch聯(lián)合其他課題組第一次實(shí)時在單細(xì)胞和單染色體水平在體外和體內(nèi)同時地證明了增強(qiáng)子甲基化的動態(tài)調(diào)控，而這種動態(tài)調(diào)控是導(dǎo)致細(xì)胞間甲基化水平不同的基礎(chǔ)，并且會功能性地導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄的異質(zhì)性。

以Sox2和miR290-295兩個基因的超級增強(qiáng)子研究對保持多能性有重要作用，而且其T-DMR在測序數(shù)據(jù)中顯示低水平甲基化。在Castaneousx129F1的mESC中（兩套基因組之前含大量SNP,便于區(qū)分不同allele），研究人員將兩個不同顏色的甲基化報告子通過CRISPR/Cas9敲進(jìn)Sox2或者miR290-295的超級增強(qiáng)子T-DMR，報告子的熒光可以實(shí)時反映在單細(xì)胞單染色體水平Sox2或者miR290-295超級增強(qiáng)子位點(diǎn)的甲基化變化。

結(jié)果表明細(xì)胞間的Sox2,miR290-295超級增強(qiáng)子的甲基化不但是異質(zhì)性的，而且還是十分動態(tài)的。研究人員利用流式細(xì)胞分選（FACS）純化出等位基因特異甲基化的細(xì)胞，在培養(yǎng)過程中這些細(xì)胞會重組之前的表觀異質(zhì)性細(xì)胞群。利用這些胚胎干細(xì)胞的動態(tài)變化和可純化性，研究人員通過基因敲除實(shí)驗發(fā)現(xiàn)甲基化的動態(tài)變化反映了三個甲基轉(zhuǎn)移酶（DNMTs）的活性動態(tài)平衡，揭示去甲基化的過程是被動的。同時動態(tài)的甲基化也導(dǎo)致了動態(tài)的H3K27ac在增強(qiáng)子和啟動子的同步變化。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，miR290的不同等位基因超級增強(qiáng)子甲基化不會造成細(xì)胞生長或者表觀遺傳的不同，而Sox2如果兩個等位基因超級增強(qiáng)子都被甲基化，會導(dǎo)致細(xì)胞生長緩慢，全基因組H3K27ac變化，但卻還可以保留多能干性分化成三個胚層。最后，研究人員用這些干細(xì)胞構(gòu)建了有兩個等位基因RGM顏色的SOX2-SE-TG和MIR290-SE-TG轉(zhuǎn)基因小鼠，通過分析這些小鼠的早期胚胎，發(fā)現(xiàn)囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)中Sox2,miR290超級增強(qiáng)子的甲基化也是異質(zhì)性和動態(tài)變化的。而且由于Sox2和miR290的表達(dá)位置不同，在MIR290-SE-TG小鼠中滋養(yǎng)層的miR290超級增強(qiáng)子甲基化也是異質(zhì)性的。

該研究系統(tǒng)第一次實(shí)時在單細(xì)胞和單染色體水平在體外和體內(nèi)同時地證明了增強(qiáng)子甲基化的動態(tài)調(diào)控，而這種動態(tài)調(diào)控是導(dǎo)致細(xì)胞間甲基化水平不同的基礎(chǔ)，并且會功能性地導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄的異質(zhì)性。該研究的方法學(xué)可以被利用到其他系統(tǒng)表觀遺傳異質(zhì)性研究中，比如癌細(xì)胞，很多癌細(xì)胞顯示不正常的甲基化水平，而每個細(xì)胞的甲基化在不同位點(diǎn)、不同疾病階段的失控又是十分不同的。利用該研究，可以更細(xì)化地區(qū)分每個細(xì)胞在不同位點(diǎn)和不同時間點(diǎn)的甲基化調(diào)控，并且能得出是哪一個下游基因由于甲基化失控導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄失控，從而更好地理解發(fā)育、疾病、衰老的表觀遺傳調(diào)控進(jìn)程。

Wnt和TGFβ信號協(xié)同調(diào)控與個體大小相關(guān)的生物行為

8月15日，來自美國Stowers研究所的AlejandroSánchezAlvarado團(tuán)隊發(fā)文揭示了Wnt和TGFβ信號通路如何協(xié)調(diào)生長和模式化進(jìn)而調(diào)控渦蟲大小與橫裂生殖行為的具體機(jī)制。

首先發(fā)現(xiàn)了第一次分裂產(chǎn)生的子代片段長度與母體長度無關(guān)，相同時間內(nèi)母體越長經(jīng)歷的分裂次數(shù)越多，產(chǎn)生的子代也越多，這些子代約1mm左右。這些結(jié)果證實(shí)渦蟲分裂與大小有關(guān)、子代數(shù)目和分裂起始頻率與母體大小也有關(guān)系。

隨后利用RNA干擾庫篩選前后軸模式化相關(guān)基因，結(jié)果發(fā)現(xiàn)TGFβ和Wnt信號途徑組分可以作為分裂起始頻率的調(diào)節(jié)因子，鑒定到actR-1、smad2/3、β-catenin、dsh-B、tsh和wnt11-6是分裂激活因子，而apc是分裂抑制因子。進(jìn)一步的，利用RNAi與動態(tài)觀察，證明它們是通過調(diào)節(jié)分裂頻率而非分裂平面的前后軸模式化發(fā)揮作用。FISH結(jié)果證明TGFβ和Wnt信號組分與CNS標(biāo)志物pc2共定位；去除包含頭神經(jīng)節(jié)的前部組織延遲了分裂行為的開始；敲低CNS模式化關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子coe，顯著減少了分裂。這些結(jié)果表明表達(dá)Wnt和TGFβ信號的前部中樞神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)了分裂的開始。隨后，作者進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，Wnt和TGFβ信號調(diào)控了pkd1L-2+/gabrg3L-2+/sargasso-1+的機(jī)械感受神經(jīng)元的模式化分布，并且這種分布也是與個體大小相關(guān)的。