3月30日Nature杂志精选文章一览
【1】封面故事： Lgr5+细胞在结肠癌中的作用
doi | 10.1038/nature21713
本期封面为肿瘤干细胞通过血液转移的艺术想象图。人们认为肿瘤干细胞是肿瘤生长和转移扩散背后的驱动力，但在许多类型的癌症中都还没有找到实验证据。Felipe de Sousa e Melo及同事发现在结肠癌中，可塑性使得Lgr5+肿瘤干细胞在原发性肿瘤细胞生长中不再必要。研究者去除了Lgr5+干细胞之后，并没有观察到预期中的退化现象：相反，Lgr5-细胞维持了肿瘤生长。然而，团队发现肿瘤细胞在肝脏中的转移扩散和生长受到了很大限制，表明Lgr5+肿瘤干细胞对这一过程是不可或缺的，因此或许是应对癌症转移的一个靶点。封面图片：Allison Bruce
【2】利用非共价相互作用设计催化剂
doi | 10.1038/nature21701
芳香族化合物的非共价相互作用对分子识别和结合具有重要作用。对于支配这些复杂相互作用的物理因子，人们的认识也日益增长；Dean Toste及同事对此进行了梳理，并分析了这些相互作用是如何影响化学转化的。根据来自计算和实证研究的结果，这种微妙的非共价相互作用在小分子催化剂和酶设计中的应用已愈发成为可能。
【3】海洋护卫人员配备不足
doi | 10.1038/nature21708
为了保护海洋资源，各国设立了越来越多的海洋保护区。David Gill及同事表明，人员配备不足会损害全球海洋保护区的保护效果。他们分析了全球海洋保护区的鱼类生物量和管理数据，发现虽然71%的保护区对鱼类种群产生了有益作用，但具体效果却存在较大差异。人员配备被认为是最重要的解释变量，能解释约19%的海洋保护效益差异。作者认为，虽然全球海洋保护区仍在持续扩张，但人力财力投资不足或将限制海洋保护效益。
【4】以铁发光
doi | 10.1038/nature21430
过渡金属配合物被用作光敏剂和光催化剂，也被应用于发光设备中。为了实现这些应用，过渡金属配合物需要由基态激发至电荷转移态。一般而言，电荷转移态要维持足够长的时间才能保证效果。因此，要用更为廉价、毒性更低，且储量丰富的金属来代替配合物中目前使用的高性能稀有贵金属是一项颇具挑战性的任务。通过一种利用了具有卓越电子性质的配体的设计策略，Pavel Chábera及同事制成了前所未有的长寿命电荷转移态铁配合物。进一步研究后，这一方法或可制备用于太阳能设备光发射体和光敏剂的铁基材料。
【5】国际食品贸易引起水耗损
doi | 10.1038/nature21403
国际贸易在不同国家间转移“隐藏”的资源和环境因素的程度日渐加深。例如，一扎在伦敦被吃掉的芦笋可能是用来自南美的水灌溉的。类似地，在中国产生的污染或许能追溯至美国的消费需求。现在，Carole Dalin及同事将这一观点扩展到了农业贸易所消耗的非可再生地下水中。他们发现，11%的地下水抽取与农业贸易相关，而巴基斯坦、美国和印度三国就占到了其中的三分之二。该研究揭示了一国食品消费对其它国家地下水消耗的影响程度，表明人们有必要进一步考虑国际食品贸易中的可持续性和公平性等问题。
【6】空气污染的国际“贸易”
doi | 10.1038/nature21712
空气质量和人口死亡率会受到本地空气污染的影响，但并非所有本地空气污染都来自本地的污染物排放。远处的大气污染物也会被输送到本地，一个地区的某种污染还可能来自为异地生产的商品。本研究调查了两个远距离污染源对与细颗粒物污染相关的过早死亡率的影响。张强及同事发现，在2007年，约12%的与细颗粒物污染相关的过早死亡率可归因于远距离空气污染物，约22%与为异地生产商品和服务有关。这些发现表明，与国际贸易相关的细颗粒物污染带来的健康影响要大于大气污染物远距离输送所造成的影响。
【7】夏威夷丧失物种多样性
doi | 10.1038/nature21675
演化支在历史上的兴衰应该如何描绘？化石记录往往过于分散，而分子系统发生学会推断演化支的多样性在研究取样时最大。Jun Y. Lim和Charles Marshall对地理相连的夏威夷岛屿的本地演化支多样性进行了取样分析，研究人员此前已经了解了各岛屿的历史和地理变化。夏威夷群岛中的每一座岛屿都可被视作一个“时间胶囊”，代表着该群岛历史上的一个特定阶段，有的年轻鲜活（比如夏威夷岛），有的悠久沧桑（比如考艾岛），人们可以从中一窥该群岛数百万年来的物种多样性。作者发现，夏威夷岛上的许多演化支可能在人类到达之前就已开始处于长期衰落状态。他们表示，景观变化可能驱动产生了其它方法难以发现的物种减少情况。
【8】早期胚胎体细胞突变
doi | 10.1038/nature21703
人们对于早期胚胎体细胞突变的认识仍然有限。Michael Stratton及同事分析了取自241位成人正常血细胞的全基因组序列，以推测胚胎形成早期可能就已发生的嵌合点突变。这项研究初步揭示了人类胚胎形成早期的体细胞突变率和突变过程，以及它们对成体组织的作用。
【9】发现肿瘤新生抗原
doi | 10.1038/nature21433
肿瘤体细胞突变产生的新生抗原可用于区分恶性细胞和正常细胞，但新生抗原的个体化识别和验证仍然并非易事。Michael Khodadoust及同事为人类B细胞淋巴瘤中存在丰富的II类新生抗原呈递提供了证据。他们综合使用了基因组和蛋白质组方法，发现突变的肿瘤抗原来自淋巴瘤免疫球蛋白重链和轻链，且会驱动CD4 T细胞介导的细胞毒性作用。
【10】癌症组合疗法
doi | 10.1038/nature21676
免疫检查点阻断(ICB)等免疫疗法对转移性去势抵抗性前列腺癌(mCRPC)对没有显著疗效，但ICB在其它类型的癌症中能产生持久的治疗反应。作者设计了一个新的mCRPC嵌合小鼠模型，并在模型中测试了不同的免疫疗法组合，包括ICB和靶向治疗。他们发现，去除髓样抑制细胞的组合是最有效的，这表明该细胞群可能具有潜在的临床应用意义。
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