6月9日《自然》杂志精选

2011-6-23 08:34 来源: 科学时报
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  封面故事:干细胞研究中的热门话题

  本期Nature关注干细胞研究中一些最热门的话题。研究人员发现,名为“胸腺肽β4”的肽能够刺激成年心脏中的固有细胞(resident cells)而生成新的心肌细胞。这一发现使心血管再生医学中基于细胞的疗法又前进了一步。本期封面所示为培养中正在成熟的心肌细胞,其中粗的肌浆球蛋白丝用红色表示,细的用绿色表示。

  磁场线的断开和重联

  包括太阳耀斑和恒星耀斑在内的磁重联(驱动宇宙中很多爆炸事件的过程)涉及一个等离子体中磁场线的断开和重联。这个过程到底是怎样发生的并不清楚,但由扰动(或异常阻力)和热动量输送所产生的“离子—电子拖拽”被广泛认为涉及其中。Che等人报告的电脑模拟表明,这两个机制都不控制磁场线怎样重联。相反,他们发现,当磁重联过程中形成的当前层变得太强烈时,它们会分解和扩散成一个复杂的细丝网,这个网使重联的速度突然加快。

  波动函数被发现能够直接探测

  描述宇宙中任何事物波动特征和粒子特征的波动函数是量子理论的中心内容。物理学家通常是通过层析成像实验来间接了解它的,这样的实验只测量其行为的某些方面。现在,来自加拿大国家测量标准研究所的一个小组建立了一种新的、“温和”的方法,该方法使得人们有可能直接观测波动函数。他们通过测量一个单个光子的横向空间波动函数演示了这一方法。关于波动函数可以直接探测的发现提供了一个在很多不同领域可能派上用场的新工具,也提出了关于波动函数实际上是什么的哲学问题。

  空气—水界面上的表面现象探究

  空气—水界面上的表面现象在包括从海洋学到大气化学和环境化学在内的很多方面都至关重要。这个领域一个有待回答的问题是:界面区域有多薄?或者说,在该界面被穿过后宏观液态水的性质多快才会重新出现?Stiopkin等人利用光谱学方法来探测水分子的“free OD”振动模式(在该模式下一个氧—氘键从表面伸出),并通过理论模拟来解释探测结果,他们发现,横跨在表面上的水分子形成的氢键只比宏观水中的氢键稍弱一些。这表明,宏观相(bulk-phase)行为的出现是非常迅速的,空气—水界面在从空气向水相(water phase)穿越之后的“愈合长度”是极短的。

  丙型肝炎病毒感染的小鼠模型

  针对丙型肝炎病毒(HCV)感染的治疗方法的研究工作,一直受阻于缺少一种有关这种疾病的小型动物模型。现在,Alexander Ploss及其同事介绍了丙型肝炎病毒感染的第一个有免疫活性的啮齿类动物模型,他们利用表达四个人类因子的腺病毒使HCV能够进入小鼠细胞。这些病毒载体然后被用来转导小鼠的肝脏,后者于是便变得对HCV感染有易感性了。虽然这个模型并不能实现一个完整的病毒复制周期,但它对于评估HCV疫苗及入侵抑制因子的有效性应当是有用的。

  iPS细胞也会受到免疫排斥

  通过特定基因的表达将完全分化的成年细胞重新编程为类似胚胎的状态,这样所产生的“诱导多能干”(iPS)细胞有重要治疗潜力。对于将iPS细胞用在治疗上,人们所期望的优势之一是,由于它们是完全从患者身上获取的,所以它们应能避免免疫排斥。现在看来,事情也许不是这么回事。在将利用逆转录病毒方法或非一体化的附加型方法所重新编程的iPS细胞移植到小鼠体内的实验中,来自iPS细胞的畸胎瘤细胞受到免疫系统排斥,甚至在同基因接受者中也是这样。这个发现表明,从iPS细胞分化出的某些细胞中基因表达的改变会诱导取决于T细胞的免疫反应。本文作者们提出,从特定患者的iPS细胞获得的有治疗价值的细胞发生免疫反应的可能性,应在将这些细胞应用于患者的任何临床应用之前予以评估。

  HSC小环境能躲避免疫反应

  一项新的研究发现骨髓造血干细胞(HSC)小环境(专门作为干细胞栖身之处的小环境)是一个“有免疫特权”的地方。这个特性已知存在于睾丸、卵巢和毛囊中,但未曾被普遍性地证明存在于所有干细胞小环境中。高分辨率体内成像研究表明,调控性T细胞在HSC干细胞小环境中积累,使移植的异体HSC能够逃避异体排斥。除了支持干细胞功能外,这个小环境相对来说也许还提供了一个躲避免疫攻击的庇护所,这种庇护作用在某些情况下也可能会为恶性细胞所利用。