CellStemCell八大熱點文章（6月）

　　《Cell Stem Cell》雜志是2007年Cell出版社新增兩名新成員之一（另外一個雜志是Cell Host & Microbe），這一雜志內容涵蓋了從最基本的細胞和發育機制到醫療軟件臨床應用等整個干細胞生物學研究內容。這一雜志特別關注胚胎干細胞、組織特異性和癌癥干細胞的最新成果。《Cell Stem Cell》自創刊以來就倍受關注，影響因子迅速提升，從0一沖至16.826，又達到了25.315。其中最受關注的文章包括：

　　Zika Virus Disrupts Neural Progenitor Development and Leads to Microcephaly in Mice

　　第一篇文章是中國科學院與軍事醫學科學院合作完成的一項研究。研究人員建立了寨卡病毒小頭畸形動物模型，并在全球首次證實寨卡病毒感染能夠直接導致小頭畸形的發生，該成果也為進一步研究寨卡病毒的致病機制和治療研究打下了理論基礎。

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　　中科院遺傳與發育生物學研究所研究員許執恒團隊與軍事醫學科學院微生物流行病研究所教授秦成峰團隊合作在哺乳動物小鼠中發現，寨卡病毒可以在胚胎腦中快速復制并感染神經干細胞，造成神經干細胞的增殖與分化異常，以及神經元的大量死亡，最終導致大腦皮層變薄以及小頭畸形。

　　Genetic Drift Can Compromise Mitochondrial Replacement by Nuclear Transfer in Human Oocytes

　　來自英國紐卡斯爾大學等機構的研究人員開發出一種更加有效的線粒體替代療法（mitochondrial replacement therapy, MRT），這可能能夠降低將線粒體DNA（mitochondria DNA, mtDNA）疾病傳遞給后代的風險。他們改進了原核轉移技術，增加有活力的受精卵產生的數量，同時降低與核DNA一起轉移到供者卵子中的缺陷性線粒體的數量。

　　通過調整原核轉移時間，研究人員發現更早地進行原核轉移（在受精大約8小時后）導致體外受精卵更有效地存活。改變某些轉移條件---在卵母細胞去核期間不添加蔗糖和使用凍存的而不是新鮮的病人卵母細胞---導致將近50%的樣品在胚泡中沒有檢測到有缺陷的線粒體。在產生的所有有三個生父母的受精卵中，共有79%的受精卵在核轉移后殘留不到2%發生突變的線粒體。

　　Zika Virus Infects Human Cortical Neural Progenitors and Attenuates Their Growth

　　Cell Stem Cell雜志發表的研究顯示，寨卡病毒能感染形成大腦皮層的神經干細胞，阻礙這些細胞的生長。

　　Johns Hopkins大學的宋紅軍（Hongjun Song）、明國麗（Guo-li Ming）夫婦與佛羅里達州立大學的Hengli Tang領導研究團隊日以繼夜地進行了一個月的研究。他們用人類誘導多能干細胞生成神經細胞，建立了研究寨卡病毒的新平臺。

　　鑒于人們一般是被蚊子攜帶的寨卡病毒感染，研究人員將病毒在蚊子細胞中培養幾天，然后再用它們感染人類神經細胞。研究顯示，大腦皮層的神經前體細胞被感染之后成為了寨卡病毒繁殖的天堂，病毒顆粒在短短三天內就擴散到了整個培養皿的干細胞。而且研究人員沒有發現細胞啟動抗病毒應答，還不清楚病毒是否會被清除出去。

　　這項研究告訴我們，寨卡病毒可能對大腦皮層的破壞最大。“這只是第一步，還有很多工作要做，”宋教授指出。寨卡病毒還有許多問題有待解答，比如為何成年感染者癥狀輕微，病毒又是如何進入胎兒神經系統的。

　　宋紅軍、明國麗等寨卡研究獲重要突破

　　3D Chromosome Regulatory Landscape of Human Pluripotent Cells

　　Whitehead研究所的研究人員構建出了在人類胚胎干（ES）細胞和成體細胞中構成人類基因組三維（3D）結構，并調控了基因表達的DNA環的圖譜。一些基因和調控元件在這一染色體框架內的定位有可能幫助科學家們更好地指導他們的基因組研究，確立突變與疾病發生發展之間的關系。

　　CRISPR Interference Efficiently Induces Specific and Reversible Gene Silencing in Human iPSCs

　　結合21世紀最強大的兩種生物學工具，Gladstone研究所的科學家第一次采用CRISPR-Cas9系統的變種技術，改變了讀取誘導多能干細胞(iPSCs)基因組的方式。這是在構建遺傳病細胞模型上取得的一個重大技術進步。

　　研究人員比較了CRISPRi和CRISPR-Cas9沉默控制iPSC多能性的一個特殊基因的狀況。他們發現CRISPRi的效率比CRISPR-Cas9高得多：利用CRISPRi，95%以上細胞中的靶基因被沉默，而采用CRISPR-Cas9的細胞為60-70%。并且CRISPRi沒有造成任何脫靶基因表達改變，像在細胞基因組中非期望的插入或刪除等——這是采用CRISPR-Cas9要考慮的一個問題。

　　華人學者齊磊：比CRISPR-Cas9更優的CRISPRi

　　Mitochondrial Dynamics Impacts Stem Cell Identity and Fate Decisions by Regulating a Nuclear Transcriptional Program

　　來自加拿大渥太華大學的研究人員發現線粒體動力學能夠通過調控核轉錄編程影響干細胞特性及命運決定。這為深入理解因干細胞異常導致的疾病的機制，找到相應治療方法以及如何維持干細胞干性提供了重要信息。

　　Genome Editing of Lineage Determinants in Human Pluripotent Stem Cells Reveals Mechanisms of Pancreatic Development and Diabetes

　　研究人員通過TALEN和CRISPR對hPSC進行基因組編輯，隨后誘導這些細胞定向分化。他們通過這樣的方式系統分析了八種胰腺轉錄因子（PDX1、RFX6、PTF1A、GLIS3、MNX1、NGN3、HES1和ARX）的具體作用。

　　細菌一直在與病毒或入侵核酸進行斗爭，為此它們演化出了多種防御機制，CRISPR/Cas適應性免疫系統就是其中之一。規律成簇的間隔短回文重復CRISPR與內切酶Cas9的組合，可以在引導RNA的指引下，靶標并切割入侵者的遺傳物質。 2012年研究者們利用這一特點，將CRISPR系統發展成了強大的基因組編輯工具。

　　這項研究證實，小鼠和人類的胰腺發育有著保守的基因需求。此外，研究人員還揭示了一些與二型糖尿病有關的胰腺發育機制。舉例來說，RFX6參與了胰腺祖細胞的數量調控，胰腺β細胞分化對PDX1有特別的要求，形成葡萄糖響應性β細胞需要NGN3。文章指出，在hPSC中進行系統性基因組編輯，可以幫助人們進一步了解先天性疾病背后的機制。

　　Age-Related Accumulation of Somatic Mitochondrial DNA Mutations in Adult-Derived Human iPSCs

　　人們長期以來認為我們的線粒體DNA中的致病性突變是衰老和年齡相關性疾病的一種驅動力，不過一直都缺乏明確的證據。如今，利用這項研究中的證據，科學家知道我們必須篩選iPS細胞中發生的突變，或者在年齡更為年輕時收集人體細胞制造iPS細胞，從而確保它們的線粒體基因是健康的。這種對細胞在自然衰老過程中如何遭受損傷的基本了解可能有助消除發生基因突變的線粒體在退化性疾病中發揮的作用。

　　研究人員采集了24歲到72歲之間的人群的血液和皮膚樣本。當他們測試樣品尋找線粒體DNA突變時，發現突變的水平很低。但是當他們對iPS細胞系進行測序時，他們發現了更高數量的線粒體DNA突變，尤其是在超過60歲的患者的細胞中。他們還發現，在一個細胞內含有突變的線粒體比例更高。一個細胞內突變的線粒體DNA含量越高，就對細胞功能的損害越大。