我国科学家揭示趋磁细菌跨尺度磁组织新机制
记者从中国科学院地质与地球物理研究所获悉，该所李金华研究员联合多国科研团队，以在西安未央湖发现的趋磁弧菌WYHV-1为研究对象，揭示了趋磁细菌跨尺度磁组织的全新机制。
相关成果北京时间9月29日在国际学术期刊《美国国家科学院院刊》发表。
地磁场如同地球自带的方向坐标网，趋磁细菌就是自然界里的“活罗盘”。
这类细菌能在细胞内部制造纳米级磁铁矿颗粒，也就是磁小体，再把颗粒串成磁链，顺着地磁场找准适合生存的环境。
过去主流理论认为，细菌想要获得稳定磁性，每一颗磁小体都必须是形态规整、磁化均匀的理想颗粒。
但自然界里不少细菌能合成偏大、磁化不均匀的磁小体，它们如何实现磁响应，磁链能不能跨细胞发挥作用，一直缺少直接实验证据。
△趋磁弧菌WYHV-1的磁小体结构、磁性与磁场依赖的细胞间磁连接
本次研究发现，WYHV-1制造的磁小体十分特别：呈拉长棱柱状，个头比常见同类颗粒更大，晶体两端还有一对类似“酒窝”的对称凹坑，这是颗粒本身自带结构，并非样品制备造成的假象。
大尺寸的磁小体单独放置时，内部磁场会呈涡旋卷曲状态，达不到理想的均匀磁化。
但当颗粒紧密排成链条，颗粒之间的磁相互作用会“驯服”这种紊乱，整条磁链就能形成稳定的磁性，实现定向导航。
研究还观察到一个新奇现象：在外磁场作用下，这种细菌可以首尾相连，组装成长链状细胞集合体。
磁小体链条产生的微弱磁场，能够充当“磁性纽带”，拉近独立细胞，实现细胞之间的磁力相互作用。
这项研究打通了磁性颗粒、磁链、细胞三个尺度，更新了经典的磁小体理论：不需要每一颗磁小体都保持理想磁化状态，依靠链条的协同效应，大尺寸涡旋颗粒依旧可以实现稳定磁响应。
该成果也为古地磁研究提供了重要参考，这种带凹坑的磁铁矿，可帮助科学家识别岩石里的磁小体化石，更好解读远古地球环境。
（总台央视记者 帅俊全 褚尔嘉）
适应性免疫系统关键细胞的功能调控解析
一、免疫平衡：免疫应答与免疫耐受的动态调节 适应性免疫系统的精准功能依赖于免疫应答与免疫耐受的动态平衡，这不仅体现在促炎与抗炎效应的协调，更表现为对 “异己” 抗原的激活与 “自身” 抗原的无反应性之间的切换。免疫应答能清除病原体和肿瘤细胞，免疫耐受可避免自身免疫攻击，二者相互制约，共同维持机体稳态。
免疫耐受的建立涉及多种细胞和机制，从免疫细胞发育到外周功能调控，均精细筛选和抑制自身反应性淋巴细胞。
T 细胞、B 细胞是免疫耐受的基础，调节性 T 细胞（Treg）主动维持外周耐受，树突状细胞（DC）则作为抗原呈递枢纽调控免疫应答方向，它们的功能及调控机制构成了适应性免疫系统稳态的核心网络。
二、T 细胞与 B 细胞：适应性免疫耐受的基础构建 T淋巴细胞的定义和主要功能是什么？核心细胞，负责细胞免疫和辅助体液免疫。
T 细胞和 B 细胞通过中枢和外周耐受机制，维系免疫耐受基础。
（一）中枢耐受：淋巴细胞发育中的 “质量筛选” 中枢耐受是淋巴细胞发育早期的第一道屏障，分别发生在 T 细胞的胸腺发育和 B 细胞的骨髓成熟过程。
记忆性淋巴细胞的功能和意义何在？长期存活，介导更快更强的二次免疫应答。
B 细胞在骨髓发育时，未成熟 B 细胞经 BCR 的 VDJ 重排形成多样抗原识别库，约 75% 的早期未成熟 B 细胞有自身反应性，其中 1/3 通过二次 Ig 基因重排（受体编辑）降低自身反应性，无法修正的则启动凋亡，减少成熟 B 细胞中自身反应性克隆比例。
T 细胞在胸腺经历 TCR 基因重排后，需经阳性和阴性选择。
阳性选择确保其识别自身 MHC 分子，阴性选择清除对自身抗原 - MHC 复合物高亲和力的克隆。
不识别 MHC 或高亲和力结合的 T 细胞凋亡，仅低亲和力结合的存活并分化为成熟 CD4⁺或 CD8⁺T 细胞，降低对自身组织的攻击性。
（二）外周耐受：中枢筛选后的 “补救机制” 约 25%-40% 的自身反应性 T 细胞和 40% 的自身反应性 B 细胞会逃逸中枢筛选，外周耐受成为重要补救措施。
T 细胞激活需三个信号：TCR 与 MHC - 抗原肽结合（第一信号）、共刺激受体与共刺激分子结合（第二信号）、细胞因子与受体结合（第三信号）。
仅存第一信号或跳过前两信号直接激活第三信号，会诱导 T 细胞无反应性，表现为功能失活、增殖受抑且无法分泌 IL-2。
重复抗原刺激、IL-10 作用及共抑制信号激活，也能巩固外周耐受。
B 细胞激活需 BCR 与抗原结合（第一信号）、TLR 信号（第二信号）、Th 细胞共刺激（第三信号）。
缺乏第二或第三信号时，即使 BCR 与自身抗原高亲和力结合，也会诱导其克隆缺失或无反应性，抑制自身反应性 B 细胞活化。
抗原水平影响淋巴细胞命运：高水平诱导无反应性，低水平易触发凋亡。
且 T、B 细胞无反应性非永久，抗原刺激消除后功能可部分恢复，与慢性感染或肿瘤中淋巴细胞耗竭相关。
三、调节性 T 细胞：外周耐受的主动调控者 调节性 T 细胞（Treg）通过主动抑制效应性免疫细胞活性，维持外周免疫耐受，主要亚群有 Foxp3⁺Treg 和 Foxp3⁻Treg（如 Tr1 细胞）。
Foxp3⁺Treg 特征性表达 Foxp3，胸腺成熟后迁移至外周，识别自身抗原抑制效应性 T 细胞活化。
其通过与效应性 T 细胞直接接触，竞争性结合 APC 表面共刺激分子，分泌 IL-10、TGF-β 等抗炎因子，抑制 T 细胞增殖与细胞因子分泌。
Foxp3⁻Treg（以 Tr1 为代表）通过分泌细胞因子和表达抑制性分子发挥作用。
产生大量 IL-10 和 TGF-β 抑制 T 细胞功能；表达穿孔素和颗粒酶 B 杀伤 APC；高表达 CTLA-4、PD-1 接触抑制 T 细胞；表达 CD39 降解 ATP 为腺苷间接抑制免疫反应，在黏膜组织耐受维持中作用重要。
Treg 功能具可塑性，数量和活性异常会致耐受失衡。
Foxp3⁺Treg 功能缺陷引发自身免疫病，肿瘤微环境中 Treg 富集抑制抗肿瘤免疫，精准调控其功能是治疗自身免疫病和肿瘤的重要策略。
四、树突状细胞：免疫耐受的 “枢纽” 调节者 树突状细胞（DC）是功能最强的抗原呈递细胞，既是免疫应答启动关键，也是免疫耐受调控中心介质，全程参与 T、B 细胞分化等调控。
传统认为 DC 成熟状态决定功能，未成熟诱导耐受，成熟启动应答。
但近年研究表明，诱导耐受需 DC 进入 “耐受性成熟” 状态，与独特转录程序相关：下调共刺激分子，上调共抑制分子；减少促炎因子，增加抗炎分子；增强抗炎代谢产物生成，赋予其诱导 T 细胞无反应性或分化为调节性 T 细胞的能力。
不同 DC 亚群功能有差异：浆细胞样 DC（pDC）稳态下分布于血液和淋巴组织，激活 T 细胞能力弱，可诱导 Treg 分化；传统 DC（cDC）能递呈抗原，促进 Foxp3⁺Treg 和 Tr1 分化；单核细胞衍生 DC 参与免疫调节，在耐受中具体作用待深入研究。
调控 DC 向耐受性表型分化，是开发免疫治疗策略的重要切入点，在自身免疫病、器官移植排斥防治中前景广阔。
五、总结与展望 T 细胞、B 细胞、Treg 和 DC 通过功能协作，构建多层次免疫耐受网络，同时保障对病原体的应答。
T、B 细胞的中枢筛选与外周无反应性是耐受基础，Treg 主动维持外周稳态，DC 整合信号决定应答方向。
这些细胞的调控机制为疾病治疗提供靶点：增强免疫应答可治感染和肿瘤，诱导免疫耐受对自身免疫病等至关重要。
未来深入解析细胞互作网络及调控机制，将推动免疫治疗优化，为维持免疫平衡、防治相关疾病提供精准理论和方案。
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不只靶向 E3酶，E2 泛素结合酶也能开发小分子抑制剂
期刊：Journal of Medicinal Chemistry DOI：10.1021/acs.jmedchem.6c01896 泛素化药物研发，靶点不止 E3 近期，一项发表于Journal of Medicinal Chemistry的研究便聚焦于 E2 泛素结合酶 UBE2D2。研究人员通过亲电试剂优先筛选（electrophile-first） 与 X 射线晶体学相结合的策略，发现了能够结合 UBE2D2 的新型小分子 XY54，并进一步利用蛋白-小分子共晶结构指导化合物优化，获得了对催化位点 C85 具有更明确结合偏好的候选化合物 XY54-24。
这项研究为理解 E2 的小分子结合机制，以及利用结构信息开发相关抑制剂，提供了新的研究基础。
亲电试剂优先筛选锁定苗头化合物XY54 为快速发掘共价活性分子，研究团队采用亲电试剂优先筛选策略，对带有共价弹头的化合物库进行直接筛选。
依托DSF、ABPP这两种成熟经典的生化筛选手段，团队最终鉴定得到骨架新颖的氨基噻唑类苗头化合物 XY54。
图1. 针对UBE2D2的共价化合物库筛选 图2. UBE2D2-XY54复合物的共晶结构 同时，从结合模式发现，C85 口袋在酰胺取代区域留有空余空腔；而C111 周边氨基酸排布紧凑，空间很小。
这种口袋环境的差异，为后续位点选择性改造提供了结构依据。
共晶结构指导优化，提升位点选择性与结合亲和力 C85位于催化口袋内，是抑制中间体E2~Ub形成的关键位点，而C111位于蛋白表面，是非催化位点。
因此共价抑制剂的优化目标是保留并增强C85结合，同时削弱C111的结合。
图3. 针对XY54的酰胺基与酯基进行结构引导修饰的策略示意图，旨在提高其对C85的选择性与结合亲和力，同时降低对C111的结合。
研究人员根据共晶结构展现出的口袋差异，分两轮对XY54进行了理性优化改造。
第一轮改造聚焦酰胺侧链。
通过在酰胺氮上引入不同取代基团，以实现“C85 口袋可以接纳该侧链，C111 口袋产生空间位阻冲突” 的目标。
经过多批衍生物合成与生化活性评价，发现带有对羟基苯乙基取代的XY54‑19综合表现最优。
图4. XY54-19优先结合于UBE2D2的C85位点 第二轮改造针对甲酯基团。
XY54‑19 自带的甲酯基团容易水解，存在代谢短板。
研究人员将酯基替换为一系列 N‑取代酰胺，筛选适配 C85 口袋的最优基团。
构效数据表明，只有体积小巧的小环酰胺可以很好适配口袋，其中环丙基酰胺衍生物 XY54‑24性能最佳。
图5. 通过酯基团修饰对XY54-19进行优化 生化测试结果显示，XY54‑24针对C85的抑制活性相比原始苗头 XY54 提升近 10 倍；GSH 体外反应测试显示，XY54‑24 弹头的本征巯基反应活性与临床共价药物阿法替尼相近，活性处于适中水平。
针对 UBE2D 家族各亚型的平行评价表明，XY54‑24 对 UBE2D2 的抑制活性优于 UBE2D1/3/4，表现出一定亚型选择性。
图6. XY54-24以UBE2D2 C85为靶点，并抑制其酶活性 图7. XY54-24对UBE2D家族蛋白的结合亲和力 细胞水平验证：抑制 A549 增殖并诱导凋亡 体外酶活实验证实，XY54‑24 能够阻断 UBE2D2‑泛素硫酯中间体形成，直接抑制 UBE2D2 酶催化功能。
进入细胞体系后，该分子可以穿透细胞，在胞内靶向 UBE2D2，剂量依赖性抑制 A549 肺癌细胞增殖、诱导肿瘤细胞凋亡。
共价抑制剂特征的洗脱实验验证：小分子与靶蛋白形成稳定共价加合物后，即便洗去游离药物，抑制效果依旧维持。
搭配 siRNA 敲低实验进一步证明，化合物产生的细胞抑制作用部分依赖 UBE2D2 靶点，降低了表型来自非特异性毒性的可能性。
研究也客观指出先导分子的局限：活性仍处在微摩尔区间；同时人肝微粒体代谢半衰期短，距离适用于体内研究的高质量化学探针，还留有进一步优化空间。
图8. XY54-24可抑制A549细胞的增殖并诱导其凋亡 总结 这项研究以亲电试剂优先筛选结合X射线晶体学的手段，发现并优化得到了UBE2D2小分子配体XY54-24，其在细胞水平的实验结果证实，XY54-24能够抑制A549肺癌细胞的增殖。
在共价靶点开发中，DSF、ABPP 是快速验证小分子-蛋白互作、筛选活性苗头分子的经典手段，而共晶结构解析则是揭示结合模式、实现理性分子改造的核心利器。
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