重磅期刊封面论文一周盘点：全球性两栖动物种群下降原因

《科学》：导致全球性两栖动物种群严重下降的原因

名为蛙壶菌 (Batrachochytrium dendrobatidis) 的壶菌门真菌是导致全球性两栖动物种群数量严重下降的重要原因之一，但是这种导致全球性流行传染病的病原体产生的源头还没有得到确认。英国伦敦帝国学院 (Imperial College London) 的研究人员利用全基因组测序技术对从世界各地采集的蛙壶菌样本进行了分析，并且建立起一个代表全球各个地区蛙壶菌种类的样本库。通过对这一样本库的分析，研究人员发现所有这些蛙壶菌的祖先源于位于朝鲜半岛的名为 BdASIA- 1 的菌种。同时他们确定这一菌种是在 20 世纪早期在朝鲜半岛出现的，这正是两栖动物商业贸易向全球扩张的时期。全球性的两栖动物贸易导致了跨大陆的蛙壶菌传播。这项研究表明，东亚地区是蛙壶菌出现生物多样性的热点地区，它是现在寄生在全球两栖动物中的蛙壶菌菌种的发源地。

Recent Asian origin of chytrid fungi causing global amphibian declines

http://science.sciencemag.org/content/360/6389/621

《Science Translational Medicine》：iPSC 分化的神经祖细胞在小型猪模型中的脊髓移植获得成功

使用从诱导多能干细胞 (induced pluripotent stem cells, iPSCs) 分化生成的同源 (syngeneic) 或同种异体 (allogeneic) 细胞来治疗疾病和损伤具备良好的临床应用前景。但是这些细胞在再生医学方面的应用取决于移植到宿主体内的细胞能否避免宿主产生的免疫反应，成功整合到宿主的组织之中。加州大学圣地亚哥分校 (University of California, San Diego) 的研究人员将从猪的 iPSC 分化生成的神经祖细胞 (neural precursor cells, NPCs) 移植到健康或受到脊髓损伤的小型猪 (minipig) 模型中。他们发现同源 NPCs 表现出良好的安全性，能够在宿主中长期生存并且分化成为成熟的神经元和神经胶质细胞。同源 NPCs 的移植不需要对宿主进行免疫抑制，而将同种异体的 iPSC 生成的 NPCs 移植到小型猪脊髓中时只需要暂时的免疫抑制就可以支持移植细胞在宿主中的长期存活和整合。这项研究表明，由 iPSC 分化生成的 NPCs 可以用于治疗一系列脊髓疾病，包括创伤，缺血性损伤和肌萎缩侧索硬化症 (amyotrophic lateral sclerosis, ALS)。

Survival of syngeneic and allogeneic iPSC–derived neural precursors after spinal grafting in minipigs

http://stm.sciencemag.org/content/10/440/eaam6651

《Science Signaling》：基因表达的先后次序决定沙门氏菌表面脂多糖的修饰特征

对革兰氏阴性菌表面的脂多糖 (lipopolysaccharide, LPS) 的修饰可以被用来逃避宿主的免疫反应或产生对抗生素的抗性。例如，降低 LPS 中脂质 A(lipid A)负电荷的修饰能够提高沙门氏菌 (Salmonella) 对多粘菌素 B(polymyxin B)和其它阳离子抗菌素的抗性。耶鲁大学医学院 (Yale School of Medicine) 的研究人员发现不同刺激虽然在沙门氏菌中激发同样一组脂质 A 修饰酶的生成，但是它们可以造成不同的脂质 A 修饰特征。原因是不同刺激激活编码脂质 A 修饰酶的基因的动力学特征不同，这导致不同种脂质 A 修饰酶产生的时间顺序出现了变化，从而改变了脂质 A 的修饰特征和对多粘菌素 B 的抗性。这项研究揭示了细菌利用有限数量的酶来针对不同刺激生成多种适应反应的机制。

Gene expression kinetics governs stimulus-specific decoration of the Salmonella outer membrane

http://stke.sciencemag.org/content/11/529/eaar7921

《自然》：对外来物种的适应性进化让野生动物落入致命陷阱

人类活动可能将外来物种引入到野生环境中，而野生动物对外来物种的适应性进化可能为自身的生存设下一个致命陷阱。英国普利茅斯大学 (University of Plymouth) 的研究人员发现，在美国内华达州卡森市 (Carson City) 草原中存在的艾地堇蛱蝶 (Euphydryas editha) 的一个隔离种群演化出对长叶车前 (Plantago lanceolate) 植物的偏好，而长叶车前是由于人类的养牛业引入当地的外来物种。当这一艾地堇蛱蝶的适应性进化达到完全依赖长叶车前而完全摒弃了传统食用植物小花柯林草 (Collinsia parviflora) 的程度时，它们等于为自己的生存设置了一个致命陷阱。在 2005 年人类的养牛业撤离这一地区后，杂草迅速在长叶车前周围增生，改变了艾地堇蛱蝶生存环境的温度。而这一艾地堇蛱蝶种群无法适应因为人类养牛业撤离带来的突然环境变化而完全灭绝。直到 2013-2014 年，食用小花柯林草的艾地堇蛱蝶才重新在这一地区繁衍。这项研究表明人类活动可能无意中为野生动物设下致命的进化陷阱，未来的环保活动需要考虑到这些陷阱的重要影响。

Lethal trap created by adaptive evolutionary response to an exotic resource

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0074-6

《Nature Medicine》：治疗神经胶质瘤的 CAR- T 细胞疗法

携带组蛋白 H3-K27M 突变的弥漫性中线神经胶质瘤 (diffuse midline gliomas, DMGs) 是恶性致命的小儿脑癌。CAR- T 疗法在治疗 B 细胞血癌方面已经表现出出色的疗效，而且近期研究表明它可以用于治疗中枢神经系统肿瘤。斯坦福大学医学院 (Stanford University School of Medicine) 的研究人员发现从 DMGs 患者组织中培养的携带 H3-H27M 突变的神经胶质细胞都高度表达双唾液酸神经节苷脂 (disialoganglioside)GD2，基于这一发现研究人员设计出靶向 GD2 的 CAR- T 细胞。靶向 GD2 的 CAR- T 细胞不但在细胞培养实验中能够杀死 DMG 细胞，而且在小鼠异种移植模型中能够清除移植到小鼠体内的人类肿瘤。由于 DMGs 出现在大脑中对维持生命非常关键的脑区，因此研究人员仍然需要密切监控 CAR- T 疗法在大脑中产生的免疫副作用。即便如此，靶向 GD2 的 CAR- T 细胞疗法为携带 H3-K27M 突变的 DMG 患者带来希望。

Potent antitumor efficacy of anti-GD2 CAR T cells in H3-K27M+ diffuse midline gliomas

https://www.nature.com/articles/s41591-018-0006-x

《Nature Biomedical Engineering》：细胞外囊泡帮助发生心肌梗死的心脏的恢复

细胞分泌的细胞外囊泡 (extracellular vesicles, EVs) 能够调控一系列细胞过程，这一特点让它们可能成为治疗疾病的工具。例如携带细胞特异性微 RNAs(microRNAs)的 EVs 可以帮助心肌梗死发作后的心脏恢复功能，但是通常 EVs 在体内驻留的时间很短，因此疗效也是短暂的。美国哥伦比亚大学 (Columbia University) 的研究人员开发出一种人工合成的水凝胶补丁，它能够缓慢释放从诱导多能干细胞分化成的心肌细胞分泌出的 EVs。实验结果表明，这种水凝胶补丁在移植到出现心肌梗死的大鼠心脏上之后，能够减少心律不齐的负担，促进射血分数 (ejection-fraction) 恢复，和降低心肌细胞凋亡。对心肌细胞分泌的 EVs 的分析表明它们携带着调节心肌细胞特异性功能的心肌特异性微 RNA。这项研究表明，持续将从 iPSC 分化的心肌细胞分泌的 EVs 运送到心脏中可能帮助治疗心脏损伤，并且帮助加深我们对心脏恢复的理解。

Cardiac recovery via extended cell-free delivery of extracellular vesicles secreted by cardiomyocytes derived from induced pluripotent stem cells

https://www.nature.com/articles/s41551-018-0229-7

《PNAS》：内分泌干扰物对两栖动物的影响

全球范围内湿地两栖动物种群数目自上世纪 80 年代以来迅速下降。除了栖息地消失，外来物种入侵，流行病发生等众所周知的原因以外，多种内分泌干扰物 (endocrine disruptors, EDs) 对湿地的污染也是一个重要原因。EDs 是能够干扰生物内分泌系统并且造成不良生理影响的外源物质。法国萨瓦省勃朗峰大学(Univ. Savoie Mont Blanc) 的研究人员以非洲爪蟾为模型研究了 EDs 对两栖动物的影响。他们发现 EDs 会导致爪蟾出现类似糖尿病前期的代谢异常。这种代谢综合症会导致爪蟾后代从蝌蚪变态成为成年期个体的时间推迟，成年期个体更小更轻，而且生殖成功率下降。虽然在实验中使用的 EDs 的浓度被认为对人类无害，但是它们对两栖动物的健康水平和生殖过程的影响可能是导致种群数目下降的原因。

Unexpected metabolic disorders induced by endocrine disruptors in Xenopus tropicalisprovide new lead for understanding amphibian decline

http://www.pnas.org/content/115/19/E4416?iss=19