Cell发布年度最佳12篇研究论文，中国学者占据8篇，实现多个世界首创！

摘要：日前，Cell期刊发布了“Best of Cell 2024”，展示了2023年底到2024年底这一年里在Cell期刊发表的最令人兴奋的论文，其中包括 12 篇研究论文。在这 12 篇研究论文中，有 8 篇来自国内学者，2 篇来自华人学者，还有 1 篇第一作者

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

日前，Cell期刊发布了“Best of Cell 2024”，展示了2023年底到2024年底这一年里在Cell期刊发表的最令人兴奋的论文，其中包括 12 篇研究论文。在这 12 篇研究论文中，有 8 篇来自国内学者，2 篇来自华人学者，还有 1 篇第一作者为华人。

以下是这 12 篇论文的介绍（按论文上线时间排序）

睡眠不足，诱发细胞因子风暴及死亡

2023年11月27日，北京生命科学研究所/清华大学生物医学交叉研究院张二荃团队在Cell期刊发表了题为：Prolonged sleep deprivation induces a cytokine storm-like syndrome in mammals 的研究论文。

睡眠在许多生物过程中起着至关重要的作用，包括免疫调节、认知表现和代谢。长期睡眠剥夺可导致一系列模式动物（包括果蝇、小鼠、大鼠和狗）过早死亡。此外，睡眠不足还会导致许多健康问题，包括但不限于对感染的易感性增加、慢性炎症性疾病和炎症。睡眠不足还与中枢神经系统（CNS）代谢物和蛋白质的清除异常、CNS 中细胞因子的产生（例如IL-1和肿瘤坏死因子）以及氧化应激有关。然而，睡眠调节免疫的详细机制，以及睡眠不足如何导致不良健康影响尚未被阐明。

该研究发现，长期睡眠剥夺触发小鼠危及生命的细胞因子风暴，并进一步阐明了背后的机制——睡眠剥夺诱导 PGD 2 在大脑内积累，随后 ABCC4 转运蛋白介导的脑源性 PGD2 外排穿过血脑屏障，导致促炎细胞因子的过量产生，最终导致细胞因子风暴样表型和多器官功能障碍综合征（MODS）。

罕见突变预防阿尔茨海默病的机制

2023年12月11日，圣路易斯华盛顿大学的研究人员在Cell期刊发表了题为： APOE3ch alters microglial response and suppresses Aβ-induced tau seeding and spread 的研究论文。

PSEN1 基因突变会导致早发性阿尔茨海默病（AD），而最近的一份病例报告显示，一个APOE3ch纯合突变携带者，抵抗了由 PSEN1E280A 突变引起的常染色体显性阿尔茨海默病。但尚不清楚 APOE3ch 是否参与了这种保护作用。

该研究构建了人源化 APOE3ch 基因敲入小鼠模型，并将其与 β-淀粉样蛋白（Aβ）斑块沉积模型交叉。注射 AD-tau 大脑提取物来研究在淀粉样蛋白存在或不存在的情况下 tau 蛋白的形成和扩散。与病例报告相似，APOE3ch 表达导致外周血脂异常和与斑块相关的 tau 蛋白病理显著减少。此外，该研究还观察到斑块周围的淀粉样蛋白反应降低，小胶质细胞反应增强。

该研究还证明，与较弱的 APOE3ch 结合硫酸肝素蛋白聚糖相关的 τ 聚集物的髓系细胞吞噬和降解增加。 APOE3ch 影响小胶质细胞对 Aβ 斑块的反应，从而抑制 Aβ 诱导的 tau 蛋白的形成和播散。这些结果揭示了靶向 Aβ 诱导的 tau 蛋白病的新的可能性。

肿瘤细胞的“帮凶”——乳酸

2023年12月20日，同济大学医学院/附属东方医院袁健团队在Cell期刊发表了题为：Metabolic Regulation of Homologous Recombination Repair by MRE11 Lactylation 的研究论文。

该研究揭示了 MRE11 乳酸化修饰对同源重组修复的代谢调节，发现在肿瘤细胞代谢中所产生的大量乳酸，成为肿瘤细胞的“帮凶” ，帮助肿瘤细胞躲避化疗药物的杀伤，从而导致化疗耐药。

该研究还进一步揭示了蛋白乳酸化修饰链接肿瘤代谢与DNA损伤修复的关键分子机制，进而提供了潜在的肿瘤治疗靶点与策略。

从 3D 全肿瘤视角描绘胶质母细胞瘤的演化和异质性

2024年1月18日，美国加州大学旧金山分校Joseph Costello团队与美国西北大学岳峰团队合作，在Cell期刊发表了题为：Glioblastoma evolution and heterogeneity from a 3D whole-tumor perspective 的研究论文。

该研究采用了基因组学和表观基因组学测序方法对胶质母细胞瘤（GBM）组织和单个细胞进行了详细的研究，首次为胶质母细胞瘤提供了全肿瘤视角，并且在三维空间中重新定义了胶质母细胞瘤的肿瘤异质性，揭示了其最早的起源和演化。

该研究还提供了在线交互平台，用户可以选择任何基因、转录组或其他感兴趣的特征，在 360 度跨个体肿瘤中可视化其空间模式，并生成显示其在肿瘤质心、边缘和对比增强病变方面的摘要图和统计数据。该研究为未来的胶质母细胞瘤研究、临床治疗和预后研究提供了宝贵的资源，有望推动我们对胶质母细胞瘤的深入了解，并为优化胶质母细胞瘤患者预后和改善治疗效果奠定了基础。

为何红斑狼疮等自身免病总是女性患病？

2024年2月1日，斯坦福大学张元豪团队在Cell期刊发表了题为：X-ist ribonucleoproteins promote female sex-biased autoimmunity 的研究论文。

自身免疫病是第三大常见的疾病类别，仅次于癌症和心脏病。值得关注的是，80% 的自身免疫病患者是女性，例如，在系统性红斑狼疮（SLE）中，女性与男性患者的比例为 9:1，在干燥综合征（Sjögren's disease）中，女性与男性患者的比例更是高达 19:1。

女性的两条 X 染色体会随机失活一条，该研究表明，调控雌性的 X 染色体中的一条随机失活的长链非编码 RNA（lncRNA）——X-ist，其与多种 RNA 结合蛋白结合形成 X-IST-RNP，其包含的多种自身抗原成分导致了自身免疫。由于 X-ist 只在人类和雌性哺乳动物细胞中表达，因此驱动了性别偏倚自身免疫。

世界首次！发现并命名了一种肠道激素——Cholesin（肠抑脂素）

2024年3月18日，清华大学生命科学学院王一国团队与南方医科大学南方医院张惠杰团队合作，在Cell期刊发表了题为： A gut-derived hormone regulates cholesterol metabolism 的研究论文。

肠道对胆固醇的吸收和肝脏从头合成胆固醇之间的相互协调，对于维持胆固醇稳态至关重要，但这些过程的相反的调节机制仍不清楚。

该研究首次发现并命名了一种肠道激素——Cholesin（肠抑脂素），并揭示了 Cholesin 调控机体胆固醇稳态的作用和机制，Cholesin-GPR146 信号轴介导了肠道胆固醇吸收和对肝脏胆固醇合成的抑制作用。这种新发现的激素有望成为治疗高胆固醇血症和动脉粥样硬化的有效药物。

单蛋白质分辨的神经元空间蛋白质组学

2024年3月28日，德国马克斯普朗克生物化学研究所的研究人员在Cell期刊发表了题为： Spatial proteomics in neurons at single-protein resolution 的研究论文。

要理解生物过程，就必须揭示细胞的分子异质性，即获取所有生物分子的位置和相互作用。超分辨率显微镜技术在该领域取得了重大进展，但此类方法距离蛋白质组学的多重检测能力仍有很大差距。

该研究开发了一种基于二级标签的无限制多重 DNA-PAINT 技术——SUM-PAINT，这是一种高通量成像方法，能够以优于 15 纳米的分辨率实现几乎无限制的多重成像。利用 SUM-PAINT 技术，研究团队在神经元中生成了 30 重单分子分辨率的数据集，并采用了受组学启发的分析方法来进行数据探索，从而得以揭示突触异质性的复杂性，并发现了一种独特的突触类型。

该研究不仅为研究人员提供资源，还提供一个集成的获取和分析工作流程，用于在单蛋白分辨率下进行全面的空间蛋白质组学研究。

世界首个！3D 重构完整人类原肠胚模型

2024年4月23日，中国科学院动物研究所/北京干细胞与再生医学研究院于乐谦研究员、郭靖涛研究员、中国农业大学魏育蕾教授及中国科学院动物研究所王晓琰博士合作，在Cell期刊发表了题为：3D Reconstruction of a Gastrulating Human Embryo 的研究论文。

为了精准地描述不同发育时期人类胚胎特征，上世纪早期来自美国卡耐基研究所的科学家们将人类胚胎发育的前 8 周划分为 23 个卡内基分期，即 Carnegie stage（CS1-CS23）。原肠运动主要发生于 CS7-CS8 阶段。

该研究基于一枚珍贵的 CS8 时期完整人类胚胎，利用连续横断面高分辨空间转录组切片，结合机器学习算法进行三维对齐，构建了完整胚胎中不同细胞类型与基因表达的三维空间分布点云图，进而数字 3D 重构了首个完整人类原肠胚模型。

世界首次！实现植物一年生与多年生之间互相转换

2024年5月28日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心王佳伟团队在Cell期刊发表了题为：Reciprocal conversion between annual and polycarpic perennial flowering behavior in the Brassicaceae 的研究论文。

多年生作物由于其一次种植，多次收获的特性，能够显著节约人工和机械成本。此外多年生作物发达的根系能保证高的水肥利用，减少土壤流失，并将大气中的碳固定在土层中。培育多年生作物是我国推动农业可持续发展和应对未来气候变化的重要战略储备。通常认为，多年生植物更为古老，一年生植物是由多年生植物演化而来。然而，相关演化路径的遗传学基础目前仍知之甚少。

在这项研究中，研究团队首先建立了两个多年生模式植物，使之与近缘一年生植物杂交，构建起两个跨物种遗传群体，再采用正向遗传学手段定位到了三个决定植物多年生的 MADS-box 基因（FLC、FLM 和 MAF）。

该研究进一步发现，植物的生活史策略演化是由这三个基因剂量叠加所决定的连续过程，尤为重要的是，只需在一年生植物中转入这三个基因中的一个，就足以使其生活史策略转向多次结实多年生。

世界首次！通用型CAR-T成功治疗自身免疫病

2024年7月16日，邦耀生物联合华东师范大学杜冰、刘明耀及海军军医大学附属长征医院徐沪济等在Cell期刊发表了题为： Allogeneic CD19-targeted CAR-T therapy in patients with severe myositis and systemic sclerosis 的研究论文。

该研究利用 CRIS PR-Cas9 基因编辑技术对健康供体来源的、CD19 靶向的 CAR-T 细胞进行基因工程改造，以解决免疫排斥问题，从而开发出了新一代异体通用型 CAR-T 疗法（TyU19，由邦耀生物开发），并成功治疗了 1 例难治性免疫介导的坏死性肌病患者，以及 2 例弥漫性皮肤系统性硬化症患者。在治疗后 6 个月的随访期间，所有 3 名患者的症状均得到深度缓解，疾病临床反应指数评分显著改善，炎症和器官纤维化也得到逆转，且无细胞因子释放综合征或其他严重不良事件。

这些临床结果表明，现货通用型CAR-T细胞在治疗严重难治性自身免疫疾病方面具有高度安全性和有效性。

值得一提的是，这是国际上首次报道异体通用型 CAR-T 细胞成功治疗自身免疫疾病，也是顶尖学术期刊Cell首次发表CAR-T细胞治疗自身免疫疾病研究。

世界首例！化学重编程的多能干细胞成功治疗1型糖尿病

2024年9月25日，南开大学/天津市第一中心医院沈中阳、王树森团队、北京大学/昌平实验室邓宏魁团队与杭州瑞普晨创科技有限公司的研究人员合作，在Cell期刊发表了题为：Transplantation of chemically induced pluripotent stem-cell-derived islet under the abdominal anterior rectus sheath in a type 1 diabetes patient 的研究论文。

2022年，邓宏魁教授首次实现了完全利用化学小分子诱导人类体细胞转变为多能干细胞——化学诱导多能干细胞（CiPSC）。传统的 iPSC 是通过在体细胞中过表达转录因子而产生的，而 CiPSC 的产生则采用了非生物的、小分子化学物质作为重编程因子，具有易于制造和标准化，不整合到基因组中，可扩展且可微调等优势。

CiPSC 技术开辟了人多能干细胞（hPSC）制备的全新途径，这是我国自主研发的新一代人多能干细胞制备技术，也为我国干细胞和再生医学的发展解决了底层技术上的“瓶颈”问题。

在这项新研究中，研究团队将化学重编程多能干细胞分化而来的胰岛（CiPSC-islets）移植到了一名1 型糖尿病（T1D）患者的腹直肌前鞘下，获得了可耐受的安全性，并且在 1 年随访中不再需要外源胰岛素治疗，且恢复了血糖控制。这名患者的治疗效果鼓舞人心，支持了腹直肌前鞘下 CiPSC-胰岛移植治疗 1 型糖尿病（T1D）的可行性。

世界首个！青铜时代奶制品揭示人类与乳酸菌相互作用史

2024年9月25日，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹团队联合中国科学院大学人文学院杨益民等，在Cell期刊发表了题为： Bronze Age cheese reveals human-Lactobacillus interactions over evolutionary history 的研究论文。

这项研究是世界首个古代奶制品遗存宏基因组研究。该研究发现古代开菲尔乳酸菌存在欧洲和东亚两个重要分支，且古代新疆开菲尔乳酸菌位于东亚分支基部，揭示出开菲尔乳酸菌及开菲尔酸奶制作工艺的另一独立的、从新疆传播至东亚内陆的新传播路线，为厘清新疆塔里木盆地古人群的生活方式及技术文化的交流发展提供了全新而独特的遗传学证据。

此外，研究通过比较古代和现代开菲尔乳酸菌菌株的功能性基因，发现开菲尔乳酸菌在过去数千年里与耐药机制、细菌自身免疫及减轻人类肠道炎症反应相关的功能性基因发生演变，揭示出进化时间尺度上乳酸菌与人群协同演化、互利共生的分子机制。

这一发现对于深入理解古代人类技术文化的传播交流、共生微生物遗传多样性的形成机制及现代微生物抗性基因的富集有重要科学意义。

论文链接：

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(23)01176-5

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(23)01315-6

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(23)01276-X

https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(23)01345-4

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)00002-3

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)00226-5

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)00248-4

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)00357-X

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)00473-2