【核酸】

01

Small RNAs are modified with N-glycans and displayed on the surface of living cells

《在活细胞表面发现被N-聚糖修饰的小RNA》

Cell

摘要：聚糖可以修饰脂质和蛋白质，调节生命体的分子间和分子内的相互作用。人们以前不认为RNA是糖基化的主要目标。在这里，我们挑战这一观点，因为我们发现哺乳动物使用RNA作为糖基化的第三个支架。通过一系列的化学和生化方法，我们发现保守的小非编码RNA携带唾液酸化的聚糖（glycoRNA）。这些glycoRNA存在于多种细胞类型和不同种属的哺乳动物物中，在培养的细胞和体内都存在。glycoRNA的组装依赖于典型的N-聚糖生物合成机制，并导致了唾液酸和海藻糖的结构富集。活细胞分析显示，大多数glycoRNA存在于细胞表面，可以与抗dsRNA抗体和Siglec受体家族成员相互作用。总的来说，这些发现表明了RNA生物学和糖生物学之间存在一个直接联系，扩大了RNA在胞外生物学中作用。

离心目的：RNA的蔗糖梯度分离

离心条件： 80,000 xg (25,000 rpm)，18 h ，4 ℃（SW32转头，Optima L70-K 离心机，Beckman Coulter）

doi: 10.1016/j.cell.2021.04.023

02

MIR-NATs repress MAPT translation and aid proteostasis in neurodegeneration

《在神经退行性疾病中，MIR-NATs抑制MAPT的翻译并有助于蛋白质稳态》

Nature

摘要：人类基因组表达了上千种天然反义转录本（natural antisense transcripts, NAT），这些转录本可以调节表观遗传状态、转录、RNA稳定性或重叠基因的翻译。在这里，我们描述了MAPT- AS1，一种在灵长类动物的大脑内存在丰富的NAT，包含一个嵌入式哺乳动物广泛散布重复序列（mammalian-wide interspersed repeat, MIR），它通过与MAPT mRNA内部核糖体进入位点竞争核糖体RNA来抑制tau蛋白的翻译。MAPT编码的tau，是一种稳定轴突微管的神经元内在无序蛋白（intrinsically disordered protein, IDP）。过度磷酸化、易聚集的tau会形成tau蛋白病的标志性包涵体。MAPT的突变导致家族性额颞叶痴呆，MAPT H1单倍型的常见变异是许多tau蛋白病和帕金森病的重要危险因素。值得注意的是，MAPT-AS1的表达或MAPT-AS1的最小必要序列（包括MIR）减少了神经元tau蛋白的表达，而沉默MAPT-AS1的表达增加了神经元tau蛋白的水平，并与人脑中的tau蛋白病理相关。此外，我们还发现了许多嵌入MIRs的NATs（NATs with embedded MIRs, MIR-NATs），这些MIR-NATs在与神经变性相关的编码基因和/或编码IDPs的编码基因中占过多的比例，并证实了MIR-NAT介导的对其中一个基因PLCG1的翻译控制。这些结果显示了MAPT-AS1在肌萎缩性脊髓病中的关键作用，并揭示了MIR-NATs对严密控制的IDPs6翻译的潜在广泛贡献，特别是与神经退行性变的蛋白质沉积相关。

离心目的：mRNA的蔗糖梯度分离

离心条件： 15–50%蔗糖垫液，180,000 xg，100 min，4 ℃（SW41转头，Beckman Coulter）

doi: 10.1038/s41586-021-03556-6

【脂质体/药物载体/微囊泡】

01

Pathogenic ubiquitination of GSDMB inhibits NK cell bactericidal functions

《GSDMB的致病性泛素化抑制NK细胞的杀菌功能》

Cell

摘要： Gasdermin B （GSDMB）属于一个大的致孔溶栓素家族，可执行炎性细胞死亡程序。虽然基因研究已经将GSDMB的多态性与人类疾病联系起来，但它在对病原体免疫反应中的功能仍然知之甚少。在这里，我们报道了GSDMB与肠道侵袭性福氏志贺氏菌分泌的IpaH7.8效应蛋白之间的动态宿主-病原体冲突。我们发现IpaH7.8的泛素化并靶向GSDMB会导致26S蛋白酶体破坏。这种毒力策略通过抑制颗粒酶A介导的GSDMB活化，保护志贺氏菌免受NK细胞的杀菌活性作用。与大多数gasdermin家族成员的典型功能相反，GSDMB并不通过溶解宿主细胞来抑制福氏志贺氏菌。相反，它通过识别革兰氏阴性细菌膜上的磷脂而显示出直接的杀菌活性。本研究发现GSDMB作为细胞内杀灭细菌主要处决者，并揭示了病原体对抗宿主防御系统的机制。

离心目的：分离脂质体

离心条件：40,000 rpm，20 min，4 ℃（Optima Max-TL离心机，Beckman Coulter）

doi: 10.1016/j.cell.2021.04.036

【病毒】

01

Interpreting type 1 diabetes risk with genetics and single-cell epigenomics

《用遗传学和单细胞表观基因组学解释1型糖尿病风险》

Nature

摘要：在复杂疾病的全基因组关联研究中确定的遗传风险变异主要是非编码变异。将这些风险变异转化为机制上的解释需要详细的疾病相关细胞类型的基因调控图谱。在这里，我们结合了两种方法：一种是使用520,580个样本的全基因组1型糖尿病（type 1 diabetes, T1D）关联研究，另一种是使用131,554个单核ATAC测序（single-nucleus assay for transposase-accessible chromatin with sequencing, snATAC–seq）在胰腺和外周血单核细胞中鉴定候选顺式调节元件（candidate cis-regulatory elements, cCREs）。T1D的风险变异在T细胞和其他细胞类型（包括外分泌胰腺的腺泡和导管细胞）中活跃的cCREs中富集。多个T1D信号的风险变异与外分泌特异的cCREs重叠，这些cCREs与外分泌特异表达的基因相关。前面研究发现 T1D 信号在外分泌细胞的 cCRE 中具有很强的特异性，对其进行精细定位分析，显示 T1D 显著信号上的 rs7795896 位于外分泌细胞的 cCRE 中，发现 rs7795896 与胰腺疾病显著相关，与其他自身免疫性疾病无关，说明 rs7795896 可能通过调控 CFTR 的表达影响 T1D 和 胰腺疾病。

离心目的：慢病毒浓缩

离心条件：19,500 rpm，120 min，4 ℃（SW28转头，Beckman Coulter）

doi: 10.1038/s41586-021-03552-w

02

Neutralizing antibody responses to SARS-CoV-2 in symptomatic COVID-19 is persistent and critical for survival

《在有症状的COVID-19中，对SARS-CoV-2的抗体中和反应是持久的并对生存至关重要》

Nature Communications

摘要：了解在感染过程中对SARS-CoV-2的抗体反应如何演变，可能为COVID-19的治疗方法和疫苗接种提供重要的见解。在这里，我们对162名COVID-19症状患者的抗体应答进行了跟踪，从症状出现开始长达8个月都发现了SARS-CoV-2中和，以及识别SARS-CoV-2棘状抗原和核蛋白的抗体，或对季节性乙型冠状病毒S2抗原和H1N1流感病毒的血凝素具有特异性。在症状出现后的头几周内，中和抗体的存在与拭子阴性结果出现的时间相关（p = 0.002），而中和能力的缺乏与致命风险的增加相关（p = 0.008）。中和抗体滴度在5-8周后逐渐下降，但在大多数康复患者中，无论年龄或共病，在8个月后仍可检测到，IgG与抗原的峰值提供了中和的最佳相关性。对季节性冠状病毒的抗体反应暂时增强，与SARS-CoV-2类似，但不会抑制特定反应或恶化疾病进展。因此，我们的研究结果表明，对SARS-CoV-2峰值的免疫反应减弱是COVID-19危重患者的一个主要特征，从而为COVID-19患者护理和治疗优先级的规划提供信息。

离心目的：慢病毒载体的纯化

离心条件：20%蔗糖垫液，23,000 rpm，2.5 h，4 ℃（SW41Ti转头，Beckman Coulter）

doi: 10.1038/s41467-021-22958-8

【外泌体/细胞外囊泡】

01

Nuclear exosome HMGB3 secreted by nasopharyngeal carcinoma cells promotes tumour metastasis by inducing angiogenesis

《鼻咽癌细胞分泌的核外泌体HMGB3通过诱导血管生成促进肿瘤转移》

Cell Death & Disease

摘要：血管伴生的远转移是鼻咽癌（nasopharyngeal carcinoma, NPC）患者死亡的主要原因。核外泌体（nuclear exosomes, nEXOs）是潜在的肿瘤生物标志物。High mobility group box 3（HMGB3）是一种核蛋白，已知在癌症中过表达。然而，它在鼻咽癌中的作用尚未阐明。在本研究中，我们利用鼻咽癌细胞系和临床样本进行了一系列体外实验，并利用肿瘤异种移植斑马鱼血管生成模型进行了体内实验，首次探讨了nEXO HMGB3在鼻咽癌转移肿瘤血管生成中的作用。我们发现HMGB3在鼻咽癌中高表达，并伴有微核的形成，与转移相关。此外，鼻咽癌分泌的HMGB3的表达与肿瘤血管生成相关。此外，从鼻咽癌细胞微核中提取的含HMGB3的nEXOs被人脐静脉内皮细胞（umbilical vein endothelial cells, HUVECs）摄取，并在体内和体外加速血管生成。重要的是，蛋白免疫印迹法和流式细胞分析显示，循环的nEXO HMGB3与鼻咽癌转移呈正相关。综上所述，nEXO HMGB3可作为鼻咽癌转移的重要生物标志物，为临床转移癌症的抗血管生成治疗提供新的依据。

离心目的：外泌体的分离

离心条件： 100,000 xg，90 min，4 ℃（XPN-100超速离心机，Beckman Coulter）

doi: 10.1038/s41419-021-03845-y

02

Hydrogel-Assisted 3D Model to Investigate the Osteoinductive Potential of MC3T3-Derived Extracellular Vesicles

《使用水凝胶辅助的3D模型研究MC3T3来源的细胞外囊泡的骨诱导潜能》

ACS Biomaterials Science & Engineering

摘要：在因疾病和/或高龄而发生的严重意外伤害和残疾中，特别是在组织再生能力下降的患者中，有效和快速的骨损伤再生往往是巨大的挑战。以间充质干细胞（mesenchymal stromal cell, MSC）为基础的研究策略在促进骨再生方面的成功受到了阻碍，不仅是因为对MSC治疗作用的了解有限，同时也由于细胞生产的难度和费用以及时间伦理等问题，难以被临床批准使用和工程化。在骨组织再生领域，从MSC分泌组中分离出的旁分泌因子和细胞外囊泡（extracellular vesicles, EVs），最近已有趋势从研究向应用转化，这一转变将研究引向了“无细胞”疗法的发展。此外，越来越多的证据表明3D微环境影响MSCs的旁分泌作用。尽管最近的研究表明了EVs的成骨作用，但是在3D水凝胶介导的培养中（具有0.05 -200μm的微观和宏观的多孔微环境），EVs连同MC3T3细胞的封装改善了体外的成骨反应。目前的工作主要集中在研究不同启动条件下分离的EVs对增强成骨潜能的影响。此外，我们还检测了不同类型的EVs（微囊泡和外泌体）和不同时间点分离的总EVs在海藻酸凝胶中被MC3T3细胞包裹后的成骨能力。通过各种生化检测，如碱性磷酸酶（alkaline phosphatase, ALP）的产生和钙的分泌，观察到从MC3T3细胞收集的微囊泡和外泌体的成骨潜能。我们进一步发现，与对照组相比，EVs在更早的时间点诱导MC3T3细胞分泌ALP和钙，这表明早期成骨反应。我们的数据表明，这种3D水凝胶辅助系统提供了接近细胞和EVs的功能，从而模拟了体内的情况，使其在骨组织工程中具有临床应用价值。

离心目的：外泌体的分离

离心条件： 100,000 xg，70 min，4 ℃（超速离心机，Beckman Coulter）

doi: 10.1021/acsbiomaterials.1c00386

03

Metformin facilitates mesenchymal stem cell-derived extracellular nanovesicles release and optimizes therapeutic efficacy in intervertebral disc degeneration

《二甲双胍促进间充质干细胞来源的胞外纳米囊泡释放以优化腰椎间盘退变的治疗效果移》

Biomaterials

摘要：细胞外囊泡（extracellular vesicles, EVs）可向细胞传递各种物质并参与细胞通信。以间充质干细胞（mesenchymal stromal cell, MSC）来源的EVs被认为是一种治疗肌肉骨骼退变疾病的方法，包括椎间盘退变。然而，产量有限，质量不稳定阻碍了EVs的临床应用。本研究表明，二甲双胍促进EVs的释放，并能改变EVs的蛋白谱。二甲双胍通过自噬相关途径增强EVs的产生，同时伴有突触体相关蛋白29的磷酸化。二甲双胍治疗不仅影响MSCs生成EVs的数量，而且影响其质量。蛋白质组学分析表明，二甲双胍增加了参与细胞生长的EVs的蛋白质含量。研究表明，二甲双胍处理的间充质干细胞产生的EVs可改善椎间盘细胞在体内和体外的衰老。综上所述，这些发现表明了二甲双胍在基于EVs的椎间盘再生方面的巨大前景。

离心目的：细胞外囊泡的分离

离心条件： 100,000 xg，70 min，4 ℃，twice（Type 70 Ti转头，Beckman Coulter）

doi: 10.1016/j.biomaterials.2021.120850

【分析型超速离心】

01

Structural basis for zinc-induced activation of a zinc uptake transcriptional regulator

《锌离子诱导激活摄取锌的转录调节因子的结构基础》

Nucleic Acids Research, gkab432

Zur作为转录调节因子在细菌毒性和内稳态中发挥重要作用。广西大学Fenmei Liu等人报告了Zur的晶体结构，为锌介导的Zur激活的机制提供了结构基础。在这项研究中，他们利用SV-AUC方法，分别对Zur单独蛋白以及添加锌离子后的Zur蛋白状态进行了分析。结果表明，Zur可以在溶液中形成单体、二聚和三聚，但是加入锌离子后，Zur二聚体含量明显增加。

图1 SV-AUC分别表征XcZur和XcZur+Zn蛋白质聚集状态

仪器型号：分析型超速离心机Proteomelab XL-I

实验目的：检测溶液中蛋白聚集状态

链接：https: //doi.org/10.1093/nar/gkab432

02

A lysine–cysteine redox switch with an NOS bridge regulates enzyme function

《带有NOS桥的赖氨酸-半胱氨酸具有氧化还原开关调节酶的功能》

Nature 593, 460–464 (2021).

德国哥廷根乔治奥古斯特大学Kai Tittmann研究组取得一项新突破。他们发现带有NOS桥的赖氨酸-半胱氨酸具有氧化还原开关调节酶的功能。这一研究成果发表国际学术期刊《自然》杂志上。他们报告发现一个带有NOS桥半胱氨酸和赖氨酸残基之间的共价交联，该桥在淋病奈瑟氏球菌（引起淋病的病原体）的转醛醇酶中用作变构氧化还原开关。在研究中他们使用AUC来评估NgTAL在氧化和还原条件下的聚集状态，发现在测试的所有条件下，这种酶主要是一种单体。

图2 AUC分析NgTAL在氧化和还原条件下的状态

仪器型号：分析型超速离心机Proteomelab XL-I

实验目的：分析蛋白质聚集状态

链接：https://doi.org/10.1038/s41586-021-03513-3