在复杂微生物组中使用基因排列分析进行菌株追踪揭示物种特定的进化模式 背景介绍 微生物种群通过单核苷酸突变和结构变化（如重组、插入和缺失）分化为不同的菌株。大多数菌株比较方法主要量化单核苷酸多态性（SNPs）的差异，而忽视了结构变化。然而，重组是许多物种（包括人类病原体）表型多样化的重要驱动因素。本文介绍了一种名为SynTracker的工具，该工具使用基因排列（基因组中同源区域的序列块顺序）来比较微生物菌株。基因排列是一种尚未被现有菌株比较工具充分利用的丰富的基因组信息来源。SynTracker对SNP敏感度低，无需数据库，且对测序错误具有鲁棒性。它在追踪元基因组数据中的菌株时优于现有工具，特别适用于噬菌体、质粒及其他数据有限的情境。应用于单物种数据集和人类肠道元基因组时，SynTracker...

基于群体资源的单样本肿瘤亚克隆重构算法 背景介绍 癌症的进化过程和肿瘤的基因异质性是现代肿瘤学研究的重要领域。肿瘤从正常细胞进化而来，通过获得体细胞突变逐步发展。这些突变受细胞染色质结构和内源性及外源性诱变压力的影响，以概率的方式发生。如果特定的突变为细胞提供了选择优势，其后代细胞可以在其局部环境中扩展。经过多年的积累，最终形成带有多种癌症标志的细胞群体，即克隆。不同的肿瘤细胞亚群（亚克隆）可以通过漂移或选择压力在整个细胞群体中出现。这种进化特征对临床具有重要意义，基因异质性与较差的预后、更多的突变和耐药性有关。因此，理解和量化肿瘤的进化过程对于癌症治疗和预后评估至关重要。 肿瘤亚克隆重构是一种常见的方法，通过利用体细胞单核苷酸变异（SNVs）和拷贝数异常（CNAs）的等位基因频率来量化肿瘤...

医学多组学数据分析中的多重先验知识图神经网络 背景介绍 精确医学是未来医疗保健的重要领域，因为它为患者提供个性化的治疗方案，从而改善治疗效果并降低成本。例如，由于乳腺癌患者存在复杂的临床、病理和分子特征，相同的治疗可能表现出不同的效果。随着生物医学技术的高速发展，疾病的表征可以通过多组学数据来实现。多组学方法相较单组学方法能够在多个数据间捕捉一致和互补的信息，从而建立更加准确和深入的模型。例如，癌症基因组图谱（The Cancer Genome Atlas, TCGA）提供了包括mRNA表达、DNA甲基化和拷贝数变异（Copy Number Variation, CNV）在内的多组学数据。因此，在精确医学的各类任务中引入多组学数据变得必要，这些任务包括药物反应预测、基因发现和生存分析等。 作...

研究背景与问题 陈述 本文是一项关于单一被试形态学脑网络在表型关联性及神经生物学基础方面的研究。该研究结合了多模态和多尺度数据，揭示了形态学脑网络与性别的差异、其作为个体特异性标志的潜力以及其与基因表达、层特异性细胞结构和化学结构的关系。这些发现深化了我们对单被试形态学脑网络作用和起源的理解，并为其在未来个性化脑联结组研究中的应用提供了有力依据。 形态学脑网络指的是基于结构性磁共振成像（structural magnetic resonance imaging，简写为sMRI）估算的脑区域之间的形态学关系。最早的研究通过计算一个群体中某形态学指标（如灰质体积，皮层厚度或表面积）的区域间协方差来估算这些关系，但这种基于群体的方法忽略了个体间的差异，导致了形态学脑网络所揭示的神经生物学意义不明确...

表观遗传年龄估计值与女性健康记忆研究中的认知功能轨迹关联 背景介绍 认知功能（cognitive function）的维持，对于老年人独立生活至关重要。随着老龄化人口的增长，认知功能的衰退已成为重要的公共卫生挑战。很多研究发现，各种可修改和不可修改的风险因素，比如教育水平、社会经济地位、身体活动、心血管疾病（Cardiovascular diseases, CVD）、心血管疾病风险因素、听力能力和遗传因素（如APOE e4）等与认知功能下降存在关联。然而，衰老过程中的分子机制尤其是表观遗传年龄加速（epigenetic age acceleration）与认知功能下降的具体关系尚未完全理解。 表观遗传年龄估算 表观遗传年龄估算（Epigenetic age estimators）是基于DNA...

小儿脑胶质细胞病：一种具有独特分子特征的弥漫性胶质瘤的预后不良表型 引言 胶质母细胞增生症（gliomatosis cerebri, GC）是一种高度侵袭性的弥漫性胶质瘤，早期由于其无法确立的分子特征而被放弃作为独立病理类型。然而，随着分子生物学的进步，特别是在儿童中，GC的生物学特性差异越来越引起学界的关注。儿童与成人弥漫性胶质瘤在关键生物学特性上的显著差异，使得在世界卫生组织（WHO）第五版中央神经系统肿瘤分类中，儿童类型与成人类型胶质瘤在分子特征上被明确区分开来。尽管如此，不同胶质瘤（亚）类型的临床表现仍可能被忽视，例如早期定义的GC，其特点是在大脑的至少三个相邻皮层中显示弥漫性浸润增长模式。 本文的研究团队开展了一项多国回顾性研究，意在综合放射学、病理学、临床和（表）遗传学特征，对1...

多区域非小细胞肺癌患者衍生异种移植模型中基因组水平瘤内肿瘤异质性的表现 学术背景与研究动机 患者衍生异种移植（Patient-Derived Xenograft，PDX）模型在癌症研究中被广泛应用。PDX模型通过将人类肿瘤移植到免疫缺陷小鼠体内进行繁殖。因此，PDX模型被认为比传统的细胞系更能模拟肿瘤的生物学特性，它们保留了体内细胞-细胞间和/或细胞-基质间的相互作用、三维结构及其较新的衍生特性。很多研究显示，PDX模型的药物反应与患者个体或患者群体的药物反应一致，这使得PDX模型被用于个体化医学和临床前药物试验中，成为癌症生物学的重要模型。 然而，PDX模型的基因组保真度（Fidelity）对于其在临床前肿瘤学应用中的重要性不言而喻。其中一个关键问题是这些模型在基因层面上能否准确反映原发肿...

系统分析NDUFAF6在复杂I组装和线粒体疾病中的作用 背景介绍 线粒体复合I（complex I，CI）是呼吸链中的一个至关重要的组件，它在氧化磷酸化（oxphos）过程中的作用是将电子引入线粒体呼吸链，并与复合II-IV一起生成并维持驱动ATP合成的质子动力势。研究表明，单独的CI缺陷构成了主要线粒体疾病的最常见原因之一，影响约每5000人中的1个。约一半的CI缺陷被认为是由影响CI组装因子（CI assembly factors, CIAFs）的致病变异所引起的，这些因子并不是CI全酶的一部分。虽然这些CIAFs在CI疾病发病机制中的作用显著，但它们的确切分子功能尚未明确，这不仅使得研究它们的机理变得复杂，也使得潜在致病基因变异的解释和诊断变得困难。 来源介绍 本研究发表在《Natur...

核碱基加合物结合MR1并激活MR1限制性T细胞 学术背景 MR1T 细胞是最近发现的一类T细胞，它们能识别由主要组织相容性复合体I类相关分子MR1提供的抗原，而无需微生物感染。MR1T细胞在体外表现出T辅助样和细胞毒性特性，但其识别的内源性抗原仍然不清楚，这阻碍了对其生理作用和治疗潜力的理解。这篇论文的研究旨在揭示MR1T细胞的内源性抗原，解决MR1T细胞在生物和病理条件下的角色不明确的问题。 来源 本文由Vacchini et al.撰写，作者来自巴塞尔大学医院与巴塞尔大学、苏黎世联邦理工学院、明尼苏达大学、马里奥内格里药物研究所等机构。文章发表在2024年5月10日的《Science Immunology》期刊上。 研究全过程 研究流程 a) 详细研究流程 研究使用了多种遗传学、药理学和...

TREM2缺陷重编程肠道巨噬细胞和微生物群以增强抗PD-1肿瘤免疫疗法 背景介绍 免疫检查点抑制剂（CPIs），如阻断程序性细胞死亡蛋白-1（PD-1）、程序性死亡配体-1（PD-L1）和细胞毒性T淋巴细胞相关抗原-4（CTLA-4）的药物已被成功用于激活抗肿瘤T细胞反应，以治疗多种类型的癌症。然而，尽管许多患者对CPIs表现出持久反应，但仍有大量患者对治疗无反应或出现复发，促使科学家们探索改善CPIs疗效的互补治疗途径。肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）支持肿瘤细胞的存活、增殖和血管生成，并抑制免疫反应，从而削弱了CPIs的疗效。阻断或删除在TAMs上广泛表达的巨噬细胞受体触发受体-2（TREM2）能减弱TAMs的免疫抑制功能并增强抗PD-1诱导的抗肿瘤T细胞反应。 另一种提高CPI治疗效果的策...