【1】Nature：一種新型篩查演算法或能將COVID-19的檢測成本降低20倍！

doi：10.1038/s41586-020-2885-5

近日，一項刊登在國際雜誌Nature上的研究報告中，來自愛丁堡大學等機構的科學家們透過研究開發了一種新型的數學演算法，其對大規模群體進行COVID-19篩查的成本要比單獨進行檢測便宜20倍左右。研究者表示，應用這種新演算法或能一次性對多個樣本進行檢測，從而就減少了所需的檢測總數，並能降低人群進行COVID-19篩查的成本。

研究者表示，這種新方法或能使早期發現疾病爆發變得更加容易，而且初步研究結果也表明，當大多數人COVID-19檢測結果呈現陰性時，該方法在識別陽性病例上或許會更加有效；研究者表示，這種名為超立方演算法（hypercube algorithm）的新方法目前正在非洲進行首次測試。研究人員從單個棉拭子中提取少量樣本，隨後混合進行測試，他們表示，即使在混合了99個陰性樣本後，他們也能檢測到其中摻入的單個陽性樣本。

【2】Nature：好神奇！機體保護大腦免於感染或許少不了腸道組織的幫忙

doi：10.1038/s41586-020-2886-4

機體大腦能受到特殊保護免於病毒和細菌的入侵，但其背後的防禦機制一直是一個謎，目前，一項刊登在國際雜誌Nature上的研究報告中，來自劍橋大學等機構的科學家們透過研究發現，得益於機體腸道的幫助，大腦才能夠被保護免於細菌等病原體的侵襲；大腦是人體最重要的器官，其控制著很多機體其它系統，並能夠促進機體的推理、智力和情感表述；人類能夠進化出多種保護性措施來防止對大腦產生物理性的損傷。

大腦位於頭骨部位，且被稱之為腦膜的三層防水組織所包裹，這項研究中，研究人員發現，腦膜組織或是分泌抗體的漿細胞的“住所”，其能被安置到在腦膜內執行的大血管附近，從而就能分泌抗體來保護大腦的周邊組織，當研究者觀察漿細胞所產生的特殊型別的抗體時，他們意外發現，這些抗體也是腸道中經常存在的抗體型別。漿細胞來源於免疫系統B細胞，正常情況下，血液中的抗體是免疫球蛋白G（IgG），其是在脾臟和骨髓中產生的，這些抗體能有效保護機體免受感染。然而，腦膜中所發現的抗體則是IgA，其通常是在腸道內壁組織、鼻腔或肺臟內壁中產生的，IgA能保護與外界環境接觸的表面。

【3】Nature解讀！首次闡明腸道菌群與人類機體免疫系統動態學變化之間的關聯！

doi：10.1038/s41586-020-2971-8

近日，一篇發表在國際雜誌Nature上題為“The gut microbiota is associated with immune cell dynamics in humans”的研究報告中，來自紀念斯隆凱特琳癌症中心等機構的科學家們透過研究揭示了機體微生物菌群與免疫系統之間的關聯，研究人員首次發現，血液中不同型別免疫細胞濃度的改變或與腸道中不同菌群的存在直接相關。近些年來，機體微生物菌群引起了科學家們的重點關注，部分是因為其很容易進行研究，而且還與人類健康的多個方面直接相關。

這項研究中，研究人員首次發現，腸道菌群能夠直接塑造人類機體免疫系統的組成，具體而言，血液中不同型別的免疫細胞的濃度的改變與腸道中不同菌群的存在直接相關，研究人員對十年來從來自2000多名患者機體中收集的資料進行了相關分析；研究者Joao Xavier說道，如今科學界已經接受了腸道菌群對人類免疫系統健康重要性的觀點，但他們做出這一假設的資料來自於對動物的研究，研究人員能夠追蹤正在接受血液癌症治療患者機體微生物菌群的改變情況。

【4】Nature：科學家成功繪製出腸道微生物組的空間複雜圖譜 有望幫助改善人類健康研究

doi：10.1038/s41586-020-2983-4

人類機體腸道中有哪些微生物？這些微生物具體都在哪裡？近日，一篇刊登在國際雜誌Nature上的研究報告中，來自康奈爾大學等機構的科學家們透過研究開發了一種成像工具來繪製出成百上千種不同微生物菌群所在位置及其身份的複雜空間圖譜，比如組成腸道微生物組的微生物菌群等，這種新型工具未來或將幫助科學家們理解複雜微生物群落之間及與其所處環境之間的相互作用。

研究者Iwijn De Vlaminck表示，我們機體中生活著多種微生物群落，其在機體健康和生物學特性中國扮演著非常關鍵的作用，這些微生物擁有豐富的多樣性，我們也能透過諸如DNA測序等技術瞭解到這一點，這些技術能幫助建立一個微生物群落中所存在的多種細菌物種的列表；然而目前研究人員僅擁有有限的工具來理解不同微生物之間的空間相互作用，而擁有強大的工具對於理解微生物菌群的代謝特性以及其與宿主之間的相互作用或許非常重要。

【5】Nature：重磅！科學家成功繪製出人類癌細胞系的轉移圖譜！

doi：10.1038/s41586-020-2969-2

近日，一篇發表在國際雜誌Nature上題為“A metastasis map of human cancer cell lines”的研究報告中，來自美國Broad研究所等機構的科學家們透過研究成功繪製出了人類癌細胞系的轉移圖譜，相關研究結果或有望幫助闡明癌症的轉移機制並開發出有效預防癌症轉移及癌症治療的新型療法。

癌症所引起的大部分死亡都能透過癌症轉移來進行解釋，然而而由於體內模型的複雜特性，大規模的癌症轉移研究一直都不切實際。這項研究中，研究人員引入了一種體內條形碼策略，其能夠大規模地確定小鼠異種移植物中人類癌細胞系的轉移潛能，文章中，研究人員證實了這種新方法的穩定性、可擴充套件性和可重複性，並將該方法應用於來自21種不同型別實體瘤的500個細胞系中。

【6】Nature解讀！大腦神經元如何影響機體所做出的選擇？

doi：10.1038/s41586-020-2880-x

日前，一篇刊登在國際雜誌Nature上題為“Values encoded in orbitofrontal cortex are causally related to economic choices”的研究報告中，來自華盛頓大學醫學院等機構的科學家們透過研究揭示了大腦神經元影響機體選擇的分子機制。當我們面臨並權衡選擇時，比如吃冰激凌還是巧克力蛋糕當甜點時，我們大腦中的一組腦細胞就會“燃燒”起來，對動物的研究結果表明，每種選擇都會啟用大腦中一組不同的神經元，“出價”越誘人，相應的神經元就會越快地被啟用。

這項研究中，研究人員透過研究揭示了這些神經元細胞編碼機體選擇的價值並決定最終選擇的機制，在實驗中，研究者讓動物在不同口味的果汁中進行選擇，透過改變神經元細胞的活性，研究者就能夠改變猴子對每個選項的吸引力，從而導致其做出不同的選擇。深入理解大腦中的選項是如何被重視並做出選擇的，或能幫助研究人員理解決策機制是如何在多種疾病患者機體中出錯的，比如成癮症、飲食失調、抑鬱症和精神分裂症等。

【7】Nature：為何很多在實驗室中能發揮作用的藥物卻無法進入臨床應用？

doi：10.1038/s41586-020-2888-2

近日，一項刊登在國際雜誌Nature上題為“Combinatorial expression of GPCR isoforms affects signaling and drug responses”的研究報告中，來自聖猶大兒童研究醫院等機構的科學家們透過研究解釋了為何很多在實驗室中能發揮作用的藥物最終卻無法進入臨床應用？

研究者表示，G蛋白偶聯受體（GPCRs，G protein-coupled receptors）是最大的膜蛋白受體家族，該蛋白家族能幫助控制組織和器官功能的發揮，目前有超過三分之一的藥物都能夠靶向作用這些受體。這項研究中，研究人員對GPCRs進行了深入研究，旨在闡明為何靶向作用這些受體的藥物能在實驗室中成功應用，而無法成功進入臨床中進行使用；研究人員對700多名個體進行研究，分析了其機體中來自30種不同型別組織中的GPCRs的mRNA測序資料；研究結果表明，單個GPCRs或許擁有很多亞型，其在不同組織和不同實驗室模型中都會發生改變，這或許會導致藥物副作用的產生，而且這些差異還會導致在實驗室生長細胞中能發揮作用的藥物在隨後的臨床測試中失效。

【8】Nature：揭秘嬰兒出生後的第一次呼吸如何在大腦中誘發挽救機體生命的變化的？

doi：10.1038/s41586-020-2991-4

生命中或許很少有像嬰兒第一次呼吸一樣珍貴且值得慶祝的重要時刻了，近日，一項刊登在國際雜誌Nature上的研究報告中，來自弗吉尼亞大學等機構的科學家們透過研究闡明，機體呼吸系統的終生改變或許會精確地發生在其出生時的第一次呼吸時，相關研究或為闡明嬰兒瘁死綜合症（SIDS，sudden infant death syndrome）的發生機制提供新的見解。

文章中，研究人員在機體大腦腦幹中發現了一種特殊的訊號系統，其或會在出生時就立刻處於啟用狀態從而支援個體的早期呼吸，每位父母所珍視的嬰兒第一次呼吸或許會觸發這種特殊的支援性系統，研究者Douglas A. Bayliss說道，出生對於新生兒而言來講是具有創傷性的，因為嬰兒自身必須獨立地控制機體多種重要的功能，包括呼吸等，我認為，在出生時這種支援系統的啟用或能為嬰兒所處的關鍵時刻提供一種額外的安全因素。

【9】Nature：重大進展！發現促進上皮-間質轉化、轉移和耐藥的腫瘤驅動因子

doi：10.1038/s41586-020-03046-1

癌症轉移是指腫瘤細胞向遠處器官擴散，是癌症患者死亡的主要原因。癌細胞要發生轉移，必須離開原發性腫瘤，進入血液迴圈，在遠處器官定植，形成遠處轉移。有人提出，上皮-間質轉化（epithelial to mesenchymal transition， EMT）是上皮細胞與它們的鄰近細胞分離並獲得間質細胞遷移特性的過程，對啟動使得癌細胞離開原發性腫瘤的轉移級聯反應非常重要。然而，基因突變在促進EMT方面的作用尚不清楚。

FAT1是人類多種癌症中最常發生突變的驅動基因之一。該基因的功能喪失突變表明，FAT1具有抑癌作用，能夠阻止癌症的產生。然而，儘管FAT1的突變頻率很高，但是人們對它在癌症中的作用知之甚少。在一項新的研究中，由比利時布魯塞爾自由大學幹細胞與癌症實驗室主任Cedric Blanpain教授領導的研究人員首次證實，FAT1的缺失會促進面板鱗狀細胞癌（人類第二大常見癌症）、肺癌（最致命的癌症）和頭頸部腫瘤中的EMT、浸潤特徵和轉移。相關研究結果發表在Nature期刊上。

【10】Nature：首次構建出模擬組織再生和癌症的類組裝體

doi：10.1038/s41586-020-3034-x

類器官（organoid）是由實驗室培養的幹細胞衍生出來的類似器官的組織，通常被稱為微型器官。鑑於它們可以模擬人體器官的結構和功能，它們被認為是構建人工器官或開發新藥的下一代技術。在一項新的研究中，來自韓國浦項科技大學、國立首爾大學醫院和成均館大學的研究人員提出了一種稱為類組裝體（assembloid）的微型器官的新概念，這種類組裝體，超越了類器官，在結構和功能上重現了人體組織。相關研究結果發表在Nature期刊上。

這些研究人員透過將幹細胞與組織基質（tissue stroma）中的各種細胞型別一起進行三維重組，開發出稱為類組裝體的精確模擬人體組織的多層微型器官。類組裝體是一種新穎的創新技術，作為超越傳統類器官的患者定製化人體器官，可以為開發治療難治性疾病的下一代藥物提供新的途徑。類器官是指與人體器官相似的微型器官。然而，目前的類器官技術有一個基本的侷限性，即它不能模擬器官的成熟結構，缺乏組織內的微環境。此外，缺乏人體組織內各種細胞之間的關鍵性相互作用。這些侷限性一直被認為是精確模擬包括癌症在內的各種難治性疾病的主要問題。

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