一文回顧2021年代謝性疾病領(lǐng)域組學(xué)研究進展
瀏覽次數(shù):938 發(fā)布日期:2022-4-28
來源:本站 僅供參考,謝絕轉(zhuǎn)載,否則責(zé)任自負
如今,包括肥胖、糖尿病等在內(nèi)的代謝性疾病已經(jīng)逐漸成為全球疾病負擔(dān)中不可忽視的一大部分。而中國目前是世界上糖尿病患者數(shù)量最多的國家(約1.16億)。國家統(tǒng)計局的調(diào)查結(jié)果顯示,隨著人口老齡化的加劇,代謝紊亂的情況被進一步加劇。另一方面,人們正在努力增進對代謝性疾病發(fā)病及分子機制的理解,代謝研究的進展也取得了長足的進步。今天,中科新生命為大家精心盤點了代謝性疾病領(lǐng)域組學(xué)研究進展及2021年高分精選文章簡讀,希望能為大家提供一些科研思路,也祝愿各位老師在2022年再創(chuàng)高峰。
1 蛋白質(zhì)組學(xué)
據(jù)不完全統(tǒng)計,迄今為止,代謝性疾病領(lǐng)域涉及蛋白質(zhì)組學(xué)文章,共發(fā)表4862篇,其中IF≥10的文章共371篇;2021年發(fā)表708篇,IF≥10的文章67篇,并且整體呈現(xiàn)出逐年遞增的趨勢,具體如下:
2 代謝組學(xué)
據(jù)不完全統(tǒng)計,迄今為止,代謝性疾病領(lǐng)域涉及代謝組學(xué)文章,共發(fā)表5813篇,其中IF≥10的文章共440篇;2021年發(fā)表1225篇,IF≥10的文章86篇,并且呈現(xiàn)出逐年穩(wěn)步遞增的趨勢,具體如下:
3 單細胞轉(zhuǎn)錄組
據(jù)不完全統(tǒng)計,迄今為止,代謝性疾病領(lǐng)域涉及單細胞轉(zhuǎn)錄組文章,共發(fā)表1670篇,其中IF≥10的文章共250篇;2021年發(fā)表173篇,IF≥10的文章44篇,具體如下:
精選文獻簡讀
1
文獻名稱:Adipocyte iron levels impinge on a fat-gut crosstalk to regulate intestinal lipid absorption and mediate protection from obesity.
發(fā)表期刊:Cell Metabolism(IF=27.287)
組學(xué)技術(shù):轉(zhuǎn)錄組學(xué)、代謝組學(xué)、脂質(zhì)組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)
實驗材料:TfrcAKO小鼠和對照小鼠;性腺白色脂肪組織(gWAT)、血清、腸系膜白色脂肪(mWAT)分離的小細胞外囊泡(sEVs)、脂肪細胞培養(yǎng)上清
摘要:鐵超載與糖尿病風(fēng)險呈正相關(guān)。然而,鐵在脂肪組織中的作用仍不完全清楚。本研究報告了不同亞型脂肪細胞對蛋白受體(TFRC)介導(dǎo)的鐵攝取的不同需求;在小鼠中敲低TFRC或者過表達鐵轉(zhuǎn)出的膜鐵轉(zhuǎn)運蛋白1(FPN1)降低脂肪細胞的鐵水平能改善脂肪功能,增強小鼠的葡萄糖耐受和胰島素敏感性;有趣的是,降低脂肪鐵水平還能改善腸道功能,抑制腸道對脂質(zhì)的吸收,增強小鼠的抵抗高脂飲食(HFD)和肥胖誘導(dǎo)的代謝紊亂。本研究揭示了鐵參與脂肪-腸道互作影響代謝紊亂和肥胖的新機制,并提供了新的干預(yù)靶點。
2
文獻名稱:DRAK2 aggravates nonalcoholic fatty liver disease progression through SRSF6-associated RNA alternative splicing
發(fā)表期刊:Cell Metabolism(IF=27.287)
組學(xué)技術(shù):轉(zhuǎn)錄組學(xué)、磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)、互作組學(xué)
實驗材料:小鼠模型的肝臟組織和原代肝細胞
摘要:非酒精性脂肪性肝炎(NASH)是非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)的晚期,其嚴重后果目前尚缺乏公認的藥物治療。本研究發(fā)現(xiàn)死亡相關(guān)凋亡誘導(dǎo)蛋白激酶DRAK2在NAFLD/NASH模型小鼠及病人的肝臟穿刺組織中顯著上調(diào)。肝臟DRAK2的缺失抑制了肝臟脂肪變性向NASH的進展。磷酸化蛋白質(zhì)組和轉(zhuǎn)錄組的綜合分析表明DRAK2在RNA剪接中起著關(guān)鍵作用,并確定剪接因子SRSF6是DRAK2的直接結(jié)合蛋白。進一步的研究表明,與DRAK2結(jié)合可通過SRSF激酶SRPK1抑制SRSF6磷酸化,并調(diào)節(jié)線粒體功能相關(guān)基因的選擇性剪接。該研究揭示了DRAK2在NAFLD/NASH中不可或缺的作用,并為該疾病提供了一個潛在的治療靶點。
3
文獻名稱:FXR activation protects against NAFLD via bile-acid-dependent reductions in lipid absorption
發(fā)表期刊:Cell Metabolism(IF=27.287)
組學(xué)技術(shù):脂質(zhì)組學(xué)、靶向代謝組學(xué)
實驗材料:人肝臟活檢,小鼠模型肝臟組織、糞便、膽汁、全腸(含內(nèi)容物)
摘要:本研究通過全面的脂質(zhì)組學(xué)分析,發(fā)現(xiàn)在小鼠或人類中FXR的激活特異性地降低了肝臟中單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸(MUFA和PUFA)的水平。MUFA的減少是由于FXR依賴性抑制Scd1、Dgat2和Lpin1的表達,這與SHP和SREBP1c無關(guān)。FXR依賴性多不飽和脂肪酸的減少是由脂質(zhì)吸收的減少介導(dǎo)的。在飲食中補充膽汁酸可防止GSK2324治療小鼠的脂質(zhì)吸收減少,這表明FXR通過減少膽汁酸來減少吸收。進一步使用組織特異性FXR-KO小鼠證明肝臟FXR控制脂質(zhì)生成基因,而腸道FXR控制脂質(zhì)吸收,建立了FXR調(diào)節(jié)肝臟脂質(zhì)的兩種不同途徑
4
文獻名稱:Deoxyhypusine synthase promotes a pro-inflammatory macrophage phenotype
發(fā)表期刊:Cell Metabolism(IF=27.287)
組學(xué)技術(shù):轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)
實驗材料:肝臟活檢樣本、血清
摘要:肥胖的代謝性炎癥以促炎性巨噬細胞浸潤脂肪組織為特征。脫氧半胱氨酸合酶(DHPS)催化修飾翻譯因子eIF5A以生成半胱氨酸(Hyp)殘基。eIF5AHyp控制炎癥相關(guān)mRNA的翻譯,但其在代謝性炎癥中的作用尚未闡明。本研究在肥胖小鼠的脂肪組織巨噬細胞和激活為促炎癥M1樣狀態(tài)的小鼠巨噬細胞中,發(fā)現(xiàn)eIF5AHyp水平升高。利用蛋白質(zhì)組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)檢測發(fā)現(xiàn),巨噬細胞中DHPS缺乏改變了參與NF-κB信號傳導(dǎo)的蛋白質(zhì)的豐度,可能通過其各自mRNA的翻譯控制。肥胖小鼠骨髓細胞中DHPS缺乏抑制脂肪組織中M1巨噬細胞的聚集,改善葡萄糖耐受性。這些發(fā)現(xiàn)表明,DHPS促進巨噬細胞中控制炎癥和趨化性的mRNA亞群的轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié),并促成促炎癥M1樣表型。
5
文獻名稱:Degradation of lipid droplets by chimeric autophagy-tethering compounds(客戶文獻)
發(fā)表期刊:Cell Research(IF=25.617)
組學(xué)技術(shù):脂質(zhì)組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)
實驗材料:db/db小鼠肝臟組織
摘要:脂滴(liquid drops,LDs)是一種普遍存在的脂質(zhì)儲存細胞結(jié)構(gòu),LDs的異常積聚與許多疾病有關(guān),如肥胖、脂肪肝等。本研究利用課題組于2019年發(fā)表的原創(chuàng)ATTEC(AuTophagy-TEthering Compounds)技術(shù),將LC3結(jié)合分子與LD檢測探針(已知的LD特異性結(jié)合分子)連接來設(shè)計LD·ATTECs,首次實現(xiàn)了非蛋白類生物大分子的靶向降解,從而實現(xiàn)了靶向降解技術(shù)從蛋白向非蛋白物質(zhì)的突破,為藥物發(fā)現(xiàn)開辟新的途徑。
6
文獻名稱:Single cell sequencing of human white adipose tissue identifies novel cell states in health and obesity
發(fā)表期刊:Nature Immunology(IF=25.606)
組學(xué)技術(shù):單細胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)
實驗材料:人白色脂肪組織
摘要:本研究利用單細胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)和流式細胞術(shù),對健康對照和肥胖人群白色脂肪組織(WAT)的基質(zhì)血管部分進行了大規(guī)模全面的細胞普查。發(fā)現(xiàn)在肥胖WAT中積累的脂肪固有淋巴細胞、樹突狀細胞和單核細胞來源的巨噬細胞群的新亞群和發(fā)育軌跡。對細胞-細胞配體-受體相互作用和富含肥胖的信號通路的分析顯示,健康人WAT的免疫調(diào)節(jié)機制轉(zhuǎn)變?yōu)榉逝秩薟AT的炎癥網(wǎng)絡(luò)。這些結(jié)果提供了健康人WAT內(nèi)穩(wěn)態(tài)和炎癥回路的詳細細胞景觀。
7
文獻名稱:Hepatic lipidomic remodeling in severe obesity manifests with steatosis and does not evolve with non-alcoholic steatohepatitis
發(fā)表期刊:Journal of Hepatology(IF=25.083)
組學(xué)技術(shù):脂質(zhì)組學(xué)
實驗材料:血漿、肝臟、內(nèi)臟脂肪脂質(zhì)、皮下脂肪組織
摘要:本研究利用脂質(zhì)組學(xué)詳細描述了181名肥胖患者NAFLD惡化的肝臟、脂肪組織和血漿脂質(zhì)組的特征,顯示了脂肪變性的顯著變化。與NAFL相比,NASH的肝臟脂質(zhì)沒有顯著變化。隨著脂肪變性的增加,肝臟和血漿脂質(zhì)組發(fā)生顯著變化,且二者密切相關(guān)。而脂肪組織脂質(zhì)組與NAFLD不相關(guān)。進一步評估了血漿脂質(zhì)作為NAFLD生物標(biāo)志物的效用。
8
文獻名稱:Multiple omics study identifies an interspecies conserved driver for nonalcoholic steatohepatitis(客戶文獻)
發(fā)表期刊:Science Translational Medicine(IF=17.956)
組學(xué)技術(shù):轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、丙二;鞍踪|(zhì)組學(xué)、靶向代謝流
實驗材料:小鼠模型肝臟組織、原代肝細胞
摘要:本研究系統(tǒng)地繪制了肝臟轉(zhuǎn)錄組學(xué)景觀的變化,以應(yīng)對多種物種的脂毒性損傷。花生四烯酸途徑,特別是花生四烯酸12-脂氧合酶(ALOX12)基因的保守和強有力的激活,與人類NASH的嚴重程度、自發(fā)發(fā)生NASH的獼猴以及豬和小鼠的飲食NASH模型密切相關(guān)。多組學(xué)研究發(fā)現(xiàn)ALOX12顯著加重了小鼠和巴馬豬模型的NASH,ALOX12通過溶酶體降解機制直接靶向乙酰輔酶a羧化酶1(ACC1)誘導(dǎo)NASH。該研究揭示了NASH發(fā)病機制的關(guān)鍵分子驅(qū)動因素,并提示ALOX12-ACC1相互作用可能是NASH的治療靶點。
9
文獻名稱:A small molecule targeting ALOX12-ACC1 ameliorates nonalcoholic steatohepatitis in mice and macaques(客戶文獻)
發(fā)表期刊:Science Translational Medicine(IF=17.956)
組學(xué)技術(shù):轉(zhuǎn)錄組學(xué)、脂質(zhì)組學(xué)、DIA蛋白質(zhì)組學(xué)、靶向代謝組學(xué)
實驗材料:小鼠血清、肝臟組織和原代肝細胞,獼猴血漿和肝臟組織
摘要:本研究旨在開發(fā)針對ALOX12-ACC1相互作用的小分子來治療NASH。對已知的ALOX12抑制劑ML355在小鼠和獼猴體內(nèi)治療NASH及其主要代謝物的安全性和有效性進行了系統(tǒng)評價。在發(fā)現(xiàn)IMA-1是ML355的主要代謝物并參與其在不同物種中的抗NASH活性后,通過結(jié)構(gòu)和生物學(xué)研究探討了IMA-1的作用機制。多組學(xué)分析以及廣泛的功能和分子研究闡明了IMA-1與ACC酶活性抑制劑不同,不會引起高脂血癥的主要原因。這些發(fā)現(xiàn)為使用小分子療法治療NASH提供了跨多個物種的證明。