客户文章目录
1. Cell | 钩虾基因组及深海环境适应性机制和种群动态研究
2. Nat Immunol | NAT10介导的mRNA乙酰化调控T细胞扩增与抗病毒免疫
3. Cell Metab | 病原菌源乙醛酸抑制Tet2 DNA加氧酶以促细菌持留菌形成
4. Nat Metab | 人体肠道微生物芳香族氨基酸及其代谢产物通过肠道免疫控制预防肥胖
5. ACS Nano | 一氧化氮驱动的纳米马达微针通过恢复巨噬细胞能量代谢来改善力诱导的胞葬功能障碍和无菌性炎症
6. Nat Commun | IL-16重编程谷氨酰胺代谢强化Th1-巨噬细胞协同抗瘤
7. Nat Commun | Foxk1与Foxk2促进心肌细胞增殖及心脏再生
8. Redox Biol | GPX4缺乏引发的铁死亡促进多囊卵巢综合征子宫内膜上皮纤维化
【1】 钩虾基因组及深海环境适应性机制和种群动态研究
Cell | The amphipod genome reveals population dynamics and adaptations to hadal environment
合作单位：中科院深海研究所
合作项目：TMAO定量检测服务
深海海沟的哈达尔区（>6000米）环境极端，静水压力高达110兆帕，终年无光且食物稀缺。Hirondellea gigas（钩虾，H. gigas）广泛分布于西北太平洋海沟（6800-11000米），是研究深海适应的理想模型。本研究通过基因组学、转录组学、代谢组学等多组学数据分析，揭示H. gigas在深海环境中的适应机制和种群动态，为理解深海生物如何适应极端环境提供新的见解。
1. 基因组特征：通过PacBio HiFi-CCS和Hi-C技术组装出13.92 Gb超大基因组，71.98%为重复序列（如串联重复和LINEs），内含子显著延长。预测27,881个蛋白编码基因，表达率67.3%，可能与深海适应性进化相关。
2. 种群动态：马里亚纳海沟510个个体全基因组分析显示，该种群遗传同质性强，能耐受宽深度范围（60-110兆帕）压力变化。而西菲律宾海盆与雅浦海沟种群存在显著分化，可能与地理隔离有关。种群历史分析表明，H. gigas在更新世冰期曾经历规模缩减，反映气候变化对深海生物的影响。
3. 适应机制：共生微生物协作：宏基因组分析发现44个独特共生微生物，其中Psychromonas（丰度26.97%）可能通过代谢互作辅助宿主适应高压环境；TMAO渗透调节：随深度增加，H. gigas体内TMAO（渗透压调节剂）浓度显著升高，宿主基因组含TMA氧化酶基因fmo3，而Psychromonas携带TMAO还原基因torYZ，暗示协同代谢维持细胞稳态；纤维素代谢：H. gigas基因组含内切葡聚糖酶基因，共生菌则具备纤维二糖转化基因，二者互补可能增强对木质残骸的利用能力，应对食物匮乏。
【2】NAT10介导的mRNA乙酰化调控T细胞扩增与抗病毒免疫
Nature Immunology | A critical role of N4-acetylation of cytidine in mRNA by NAT10 in T cell expansion and antiviral immunity
合作单位：复旦大学附属中山医院
合作项目：Q300全定量＋核苷酸定量检测服务
NAT10是一种负责mRNA上N4-乙酰胞嘧啶（ac4C）修饰的酶。研究发现，在T细胞激活过程中，NAT10表达上调，其介导的ac4C修饰对Myc mRNA的翻译效率至关重要，从而支持T细胞的快速扩张。在NAT10条件性敲除（CKO）小鼠中，T细胞扩张受限，抗病毒免疫能力下降，这可能部分解释了老年人抗病毒反应减弱的原因。
1. RNA-seq分析显示，NAT10缺失的T细胞中，与细胞周期和增殖相关的基因表达下调，如Cdk2、Cdk4和Cdc25a。这些基因的表达下调与代谢过程相关的基因集显著富集，表明NAT10缺失导致T细胞代谢功能受损。
2. acRIP-seq结果显示，NAT10缺失导致T细胞中ac4C修饰水平显著下降，尤其是Myc mRNA的ac4C修饰。这种修饰的减少与Myc蛋白表达下调相关，影响T细胞的扩张和增殖。
3. 代谢组学分析显示，NAT10缺失的T细胞在激活后代谢重编程受损，包括核苷酸、氨基酸和脂肪酸水平的显著变化。此外，NAT10缺失的T细胞显示出较低的糖酵解和能量产生能力，这可能限制了T细胞的激活和增殖。
4. scRNA-seq分析显示，NAT10缺失主要影响脾脏而非胸腺中的T细胞发育。在脾脏中，NAT10缺失导致T细胞数量显著减少，且不同T细胞亚群的比例也受到影响。
【3】病原菌源乙醛酸抑制Tet2 DNA加氧酶以促细菌持留菌形成
Cell Metabolism | Pathogen-derived glyoxylate inhibits Tet2 DNA dioxygenase to facilitate bacterial persister formation
合作单位：复旦大学
合作项目：Q300全定量检测服务
乙醛酸是一种代谢产物，通常参与细菌的碳源利用。研究发现，乙醛酸不仅能作为代谢物，还能作为信号分子重编程宿主转录组，抑制宿主免疫防御，促进沙门氏菌耐药菌群的形成。通过刺激TET2活性或阻断乙醛酸的产生，可以减少细菌的耐药性，提高抗生素治疗效果。
1. RNA-seq分析显示，乙醛酸处理的巨噬细胞中，与先天免疫反应相关的基因表达下调，而与脂质代谢、细胞周期和细胞分裂相关的基因表达上调。这些结果表明，乙醛酸通过抑制TET2活性，重编程宿主细胞的转录组，从而抑制宿主的免疫反应。
2. 代谢组学分析显示，感染活的沙门氏菌后，巨噬细胞内乙醛酸水平显著升高，而感染热灭活的沙门氏菌则无此现象。这表明乙醛酸的积累与活菌感染直接相关。此外，乙醛酸水平的升高与TET2活性的抑制和5hmC水平的降低相关联。
3. ACE-seq分析显示，乙醛酸处理的巨噬细胞中，5hmC修饰位点数量减少，特别是在与免疫反应相关的基因启动子区域。这表明乙醛酸通过抑制TET2活性，减少5mC到5hmC的转化，从而影响基因表达。
4. 功能验证结果：通过构建乙醛酸产生缺陷型的沙门氏菌突变株，发现这些突变株感染的巨噬细胞中5hmC水平更高，且耐药菌群形成减少。此外，使用维生素C刺激TET2活性可以提高抗生素治疗的效果，减少耐药菌群的形成。
【4】人体肠道微生物芳香族氨基酸及其代谢产物通过肠道免疫控制预防肥胖
Nature Metabolism | Human gut microbial aromatic amino acid and related metabolites prevent obesity through intestinal immune control
合作单位：西湖大学
合作项目：Q300全定量检测服务
4-羟基苯乙酸（4HPAA）及其类似物能有效保护小鼠免受高脂饮食引起的肥胖，这些代谢产物通过作用于肠道黏膜，调节免疫反应和控制脂质吸收，从而对抗肥胖。T细胞和B细胞在4HPAA介导的肥胖预防中并非关键，而天然淋巴细胞（ILCs）则具有拮抗作用，揭示了特定微生物代谢产物作为预防肥胖的关键分子，通过免疫控制来调节宿主代谢。
1. 代谢组学分析显示，血清中的微生物代谢产物与人体脂肪积累存在关联。特别是4HPAA及其类似物3-羟基苯丙酸（3HPP）和4-羟基苯丙酸（4HPP）与肥胖呈负相关。这些代谢产物在高脂饮食（HFD）诱导的肥胖小鼠中显示出保护作用，能够降低体重和脂肪百分比。
2. RNA-seq分析显示，4HPAA处理的小鼠肠道中，与脂质代谢相关的基因表达下调，而B细胞相关的免疫反应上调。这表明4HPAA通过调节肠道免疫反应和脂质吸收来预防肥胖。
3. 实验进一步验证了4HPAA、3HPP和4HPP对HFD诱导的肥胖具有保护作用。这些代谢产物通过口服给药能够显著降低小鼠的体重和脂肪百分比，而对食物摄入量无显著影响。此外，这些代谢产物还能够改善HFD诱导的肝脏脂肪变性，并降低血清中的总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平。
4. 免疫细胞分析结果：4HPAA处理能够增加结肠中的B细胞数量，但对T细胞和B细胞在4HPAA介导的肥胖预防中的作用不大。相反，ILCs在4HPAA处理的小鼠中减少，表明ILCs和4HPAA可能通过共同的靶点拮抗调节体重增加。
【5】一氧化氮驱动的纳米马达微针通过恢复巨噬细胞能量代谢来改善力诱导的胞葬功能障碍和无菌性炎症
ACS Nano | Microneedles Loaded with Nitric-Oxide Driven Nanomotors Improve Force-Induced Efferocytosis Impairment and Sterile Inflammation by Revitalizing Macrophage Energy Metabolism
合作单位：重庆医科大学附属口腔医院
合作项目：Q300全定量检测服务
机械力会干扰巨噬细胞中的“精氨酸代谢-三羧酸循环（TCA循环）-线粒体功能”代谢级联反应，导致巨噬细胞胞葬作用受损和炎症加剧。通过提高L-精氨酸水平来恢复巨噬细胞的能量代谢，改善了这些问题。由一氧化氮驱动的纳米马达（MSN-LA@MNs），能够靶向递送L-精氨酸，以改善力诱导的胞葬作用障碍和无菌性炎症。
1. 通过分析RNA-seq数据集GSE210827，发现机械力作用下，与凋亡和炎症免疫途径相关的基因表达显著上调，提示机械力可能引发细胞凋亡和激活炎症免疫反应。
2. 代谢组学分析显示，机械力导致巨噬细胞中88种代谢物发生改变，主要涉及精氨酸和脯氨酸代谢以及TCA循环。具体表现为精氨酸和天冬氨酸的减少，瓜氨酸的增加，以及TCA循环相关代谢物的显著抑制。
3. 纳米马达技术：MSN-LA@MNs系统利用诱导型一氧化氮合酶（iNOS）在力加载组织中的高表达作为化学引诱剂，利用iNOS催化L-精氨酸产生的NO作为自主推进的动力。在力诱导的大鼠正畸牙齿移动（OTM）模型中，MSN-LA@MNs增强了巨噬细胞的胞葬能力，并在iNOS的引导下动态调节OTM过程中的无菌性炎症水平。
4. 通过补充L-精氨酸，研究者发现可以改善机械力引起的巨噬细胞能量代谢缺陷，恢复线粒体功能，提高ATP水平，并增强胞葬能力，从而减轻无菌性炎症。
【6】IL-16重编程谷氨酰胺代谢强化Th1-巨噬细胞协同抗瘤
Nature Communications | Interleukin-16 enhances anti-tumor immune responses by establishing a Th1 cell-macrophage crosstalk through reprogramming glutamine metabolism in mice
合作单位：浙江大学附属邵逸夫医院
合作项目：Q300全定量检测服务
IL-16（白细胞介素-16）通过抑制CD4+T细胞中的谷氨酰胺分解，促进Th1细胞极化，增加IFN-γ的产生，从而改善抗肿瘤免疫反应。此外，IL-16还通过调节肿瘤相关巨噬细胞（TAM）的表型，增强免疫检查点阻断（ICB）疗法的效果。
1. scRNA-seq分析发现IL16在免疫细胞中高表达，特别是在T细胞、B细胞、单核细胞和巨噬细胞中。与非癌组织相比，肿瘤中的巨噬细胞和单核细胞中IL16表达显著下调，而肿瘤浸润的肥大细胞和B细胞中IL16表达增加。此外，低IL16表达与多种癌症患者的不良预后相关，提示IL-16在肿瘤进展中可能具有抑制作用。
2. 代谢组学分析显示，IL-16处理的Th1细胞中，谷氨酸和谷氨酰胺的代谢发生显著变化，谷氨酰胺/谷氨酸比值增加。IL-16通过抑制谷氨酰胺分解酶（GLS）的表达，抑制谷氨酰胺代谢，从而促进Th1细胞的分化。在谷氨酰胺剥夺的培养基中，IL-16对Th1细胞分化的促进作用减弱，表明IL-16通过调节谷氨酰胺代谢来增强Th1细胞功能。
3. RNA测序分析显示，IL-16处理的Th1细胞中，与Th1细胞分化和激活相关的基因表达显著上调，如Ifng、Tbx21等。这些结果进一步证实了IL-16在促进Th1细胞分化中的作用，并揭示了其可能通过调节谷氨酰胺代谢来实现这一功能。
4. 在小鼠模型中，IL-16与抗PD-L1抗体联合使用时，显示出比单独使用更好的抗肿瘤效果。IL-16通过增加TAM中CXCR3配体（CXCL9和CXCL10）的表达，促进CXCR3+CD8+T细胞的浸润，从而增强ICB疗法的效果。此外，IL-16还通过增加IFN-γ的产生，促进TAM向抗肿瘤表型转变。
【7】Foxk1与Foxk2促进心肌细胞增殖及心脏再生
Nature Communications | Foxk1 and Foxk2 promote cardiomyocyte proliferation and heart regeneration
合作单位：中国医学科学院阜外医院
合作项目：代谢流（U-13C6-glucose）技术检测服务
Foxk1和Foxk2是心肌细胞增殖的关键调控因子，其表达在出生后心脏发育过程中逐渐下降。在新生小鼠心肌梗死（MI）后，特异性敲除Foxk1或Foxk2会损害心脏再生能力。相反，通过AAV9介导的Foxk1或Foxk2过表达可以延长心肌细胞的增殖窗口，并增强成年小鼠在MI后的心脏修复能力。
1. RNA-seq分析显示，Foxk1和Foxk2能够显著上调与细胞周期相关的基因，如Ccnb1和Cdk1，这些基因在细胞周期的G2/M期转换中起关键作用。此外，Foxk1和Foxk2还能够上调Hif1α的表达，进而促进糖酵解和PPP的代谢重编程，为心肌细胞增殖提供能量和生物合成前体。
2. CUT&Tag测序结果显示，Foxk1和Foxk2能够直接结合到Ccnb1和Cdk1的启动子区域，从而调控这些基因的表达。此外，Foxk1和Foxk2还能够结合到Hif1α的启动子区域，调控其表达。这些结果进一步证实了Foxk1和Foxk2在心肌细胞增殖中的直接作用机制。
3. 通过代谢组学分析，研究者发现Foxk1和Foxk2过表达的心肌细胞中，糖酵解和PPP的代谢物显著增加，而三羧酸循环（TCA ）的代谢物则有所减少。这表明Foxk1和Foxk2能够促进心肌细胞的代谢重编程，使其更倾向于糖酵解代谢，从而为细胞增殖提供必要的能量和代谢中间体。
【8】GPX4缺乏引发的铁死亡促进多囊卵巢综合征子宫内膜上皮纤维化
Redox Biology | GPX4 deficiency-induced ferroptosis drives endometrial epithelial fibrosis in polycystic ovary syndrome
合作单位：北京大学第三医院
合作项目：Q300全定量检测服务
多囊卵巢综合征（PCOS）是一种复杂的生殖内分泌和代谢紊乱疾病，影响育龄期女性的生育能力。PCOS患者的子宫内膜缺乏正常的周期性变化，导致不孕和子宫内膜病变（如子宫内膜增生或癌症）的风险增加。本研究通过整合单细胞转录组学、转录组学和代谢组学分析，揭示了PCOS患者子宫内膜上皮细胞中谷胱甘肽（GSH）代谢紊乱和铁死亡（ferroptosis）的过度激活，这些变化可能与子宫内膜蜕膜化失败有关。
1. 通过对健康女性子宫内膜的单细胞测序数据进行分析，发现未分化的上皮细胞在月经周期中表现出最高的铁死亡活性。在从增殖期向分泌期转变时，铁死亡相关基因表达显著上调，GSH代谢途径显著下调，提示GSH代谢紊乱和铁死亡在子宫内膜周期性变化中的重要作用。
2. 转录组学分析显示，PCOS患者增殖期子宫内膜中，与铁死亡和GSH代谢相关的基因表达显著下调，而与细胞外基质（ECM）重塑和纤维化相关的基因表达显著上调。研究进一步发现，谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）是PCOS子宫内膜上皮细胞中唯一在转录组和单细胞数据中均下调的关键基因，其表达在分泌期子宫内膜上皮细胞中显著高于增殖期。
3. 通过代谢组学分析，揭示了PCOS患者增殖期子宫内膜中GSH代谢的显著紊乱。非靶向代谢组学显示PCOS和非PCOS患者之间存在明显差异，靶向代谢组学进一步定量分析了GSH代谢途径中的关键代谢物，发现GSH含量显著下降。这些结果表明，GSH耗竭可能是PCOS子宫内膜铁死亡的重要因素。
4. 通过体外细胞实验和动物模型，研究进一步证实了GPX4缺乏通过激活TGF-β1/Smad2/3信号通路促进子宫内膜上皮细胞纤维化。此外，研究还发现补充GSH可以改善PCOS子宫内膜类器官的纤维化表型。
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参考文献
1.Zhang H, Sun S, Liu J, et al. The amphipod genome reveals population dynamics and adaptations to hadal environment. Cell. 2025;188(5):1378-1392.e18. doi:10.1016/j.cell.2025.01.030
2.Sun L, Li X, Xu F, et al. A critical role of N4-acetylation of cytidine in mRNA by NAT10 in T cell expansion and antiviral immunity. Nat Immunol. 2025;26(4):619-634. doi:10.1038/s41590-025-02100-2
3.Cheng ZL, Zhang S, Wang Z, et al. Pathogen-derived glyoxylate inhibits Tet2 DNA dioxygenase to facilitate bacterial persister formation. Cell Metab. Published online February 26, 2025. doi:10.1016/j.cmet.2025.01.019
4.Jiang Z, He L, Li D, et al. Human gut microbial aromatic amino acid and related metabolites prevent obesity through intestinal immune control. Nat Metab. Published online March 14, 2025. doi:10.1038/s42255-025-01246-5
5.Tan H, Wang S, He X, et al. Microneedles Loaded with Nitric-Oxide Driven Nanomotors Improve Force-Induced Efferocytosis Impairment and Sterile Inflammation by Revitalizing Macrophage Energy Metabolism. ACS Nano. 2025;19(9):9390-9411. doi:10.1021/acsnano.5c01877
6.Wen Z, Liu T, Xu X, et al. Interleukin-16 enhances anti-tumor immune responses by establishing a Th1 cell-macrophage crosstalk through reprogramming glutamine metabolism in mice. Nat Commun. 2025;16(1):2362. Published 2025 Mar 10. doi:10.1038/s41467-025-57603-1
7.Cai D, Liu C, Li H, et al. Foxk1 and Foxk2 promote cardiomyocyte proliferation and heart regeneration. Nat Commun. 2025;16(1):2877. Published 2025 Mar 24. doi:10.1038/s41467-025-57996-z
8.Zhenhong Ye, Ming Cheng, Weisi Lian, et al.GPX4 deficiency-induced ferroptosis drives endometrial epithelial fibrosis in polycystic ovary syndrome,Redox Biology,2025,103615,ISSN 2213-2317, doi.org/10.1016/j.redox.2025.103615
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