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NATURE REVIEWS CANCER
2023 Feb 15
LucaCassetta,Jeffrey...
A timeline of tumour-associated macrophage biology.
NATURE REVIEWS CANCER
肿瘤进展受到当地微环境的调节。这个环境中有很多免疫细胞，而巨噬细胞是其中最丰富的一种。临床相关数据和大量针对小鼠癌症模型的预临床研究表明，肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）在促进癌症方面起到了作用。在原发性肿瘤中，TAMs促进了肿瘤细胞的侵袭和内皮细胞穿透，增加了肿瘤干细胞的存活率并诱导血管生成。在转移部位，转移相关的巨噬细胞促进了细胞外液化、肿瘤细胞的存活和持续增长，同时在某些情况下维持肿瘤细胞的休眠。在原发性和转移部位，TAMs抑制了细胞毒T和自然杀伤细胞的活动，而这些细胞有潜力消灭肿瘤。这些活动表明TAMs将成为治疗干预的主要目标。在这篇观点文章中，我们按时间顺序探讨了我们对TAM生物学的理解，将其放置在巨噬细胞生物学的重要推动进步的背景下。©2023年Springer Nature Limited。
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NATURE REVIEWS CANCER
2023 Feb 17
MariaTsoumakidou
The advent of immune stimulating CAFs in cancer.
NATURE REVIEWS CANCER
癌关联成纤维细胞（CAFs）是免疫抑制细胞的理论在过去的十年中盛行。然而，最近的高通量、高分辨率基于间充质的单细胞研究利用计算进展来进行功能特征化，突显了免疫刺激CAF的存在。我们的团队和其他人已经揭示和实验证实了癌抗原呈递CAF在体内外的T细胞免疫中的关键功能，推翻了CAFs阻碍肿瘤适应性免疫排斥的传统假设。在这篇综述中，我将肿瘤的滤泡和非滤泡、非内皮基质统一为“外周适应性免疫间充质”框架，并将一些CAFs亚型定位为直接的正调节剂。基于CAFs对癌抗原呈递和第二触觉学说的理解，后者假设完整的T细胞极化需要与抗原呈递细胞在抗原所在的非淋巴组织中相互作用，我重新设计了“癌症免疫周期”，将肿瘤内部癌特异性CD4+T细胞的激活纳入其中。最后，提出了一份利用免疫刺激CAF状态的治疗路线图。©2023. Springer Nature 有限公司。
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Nature Protocols
2023 Jan 20
TaoranTian,TaoZhang,...
A dynamic DNA tetrahedron framework for active targeting.
Nature Protocols
一种采用主动靶向策略的DNA四面体输药载体可促进稳定的药物包封和刺激响应型随需释放，构建不同药物输送需求的通用平台。由于其极佳的生物兼容性、可编程性和显著的细胞和组织渗透性，四面体DNA纳米结构（TDN）已经在各种生物活性分子的输送中证明了其价值。我们先前在早期规程中将其描述为静态多功能复合物。然而，在复杂的生物条件下，静态结构和被动靶向行为可能会引入离靶效应。因此，在这个协议扩展中，我们提出了TDN输送载体的重大更新，使其可以使用主动靶向策略进行刺激敏感的构象变化和现场货物释放，从而避免了其他基于DNA的输送载体的复杂和耗时的制造过程和未确定的细胞穿透能力的缺点。在精美的TDN尺寸设计基础上，采用一步退火方法制备Tiamat设计的TDN外骨骼。然后，动态DNA装置的设计可以基于目标和环境刺激，包括基于DNA链杂交的和pH敏感的DNA装置，并使用聚丙烯酰胺和琼脂糖凝胶电泳或荧光染料修饰来达到链长和不匹配的仔细滴定。最后，设计货物加载策略，包括站点和准确的滴定和货物包封验证。动态结构在体内外的抗肿瘤和抗炎治疗中显示出有前途的靶向性和有效性。实验室中的组装和表征需要约5天，生物稳定性和生物应用的验证时间取决于用途。©2023 Spring Nature Limited.
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Nature Protocols
2023 Jan 27
JatinPanwar,AlexisAu...
Design and construction of a microfluidics workstation for high-throughput multi-wavelength fluorescence and transmittance activated droplet analysis and sorting.
Nature Protocols
微滴微流控技术在单细胞分析、抗体发现和定向进化等领域中被广泛应用，从而彻底改变了定量高通量生物测定和筛选的方法。然而，针对表型的荧光读出和分选的微滴微流体平台仍然主要用于专门实验室，由于它们的设置复杂。与传统的荧光激活细胞分选技术相辅相成，微流控方法可用于筛选细胞库中的分泌因子，甚至针对分泌或表面表达的因子对第二个细胞类型的影响进行筛选。此外，它们还可以通过PCR激活微滴分选来分离携带特定标记的遗传物质。在本文中，我们详细介绍了一种高通量微滴分析仪和分选器的构建方法，这可以由非专业人员在约45个工作小时内完成。所得的仪器配备有三个激光器，用于激发微滴中的荧光染料和光传感器，以在蓝色（425-465纳米）、绿色（505-545纳米）和红色（580-630纳米）光谱下获取荧光信号。此外，该仪器还允许通过分析通过微滴的亮场光强度来进行透射激活的微滴分选。该设置通过将荧光珠分选速度达到200赫兹，准确性达到99.4％的实验加以验证。我们展示了一个实验的结果，其中包含了单个细胞的微滴，根据基质金属蛋白酶活性的增加进行了分选，以展示我们的工作站在单个细胞分子生物学等领域中的应用，例如分析癌症转移的分子决定因素。© 2023. Springer Nature Limited.
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Nature Protocols
2023 Jan 27
HelenaGavilán,GiusyM...
Scale-up approach for the preparation of magnetic ferrite nanocubes and other shapes with benchmark performance for magnetic hyperthermia applications.
Nature Protocols
磁性纳米粒子在医疗应用中得到越来越广泛的应用，包括通过磁致热疗法治疗癌症。本协议描述了一种溶剂热基础下的过程，制备克级别的铁氧体纳米粒子，其形状明确定义为纳米立方体、纳米星星和其他多面体纳米粒子，并对结构/磁性属性进行精细控制，以实现参考点的磁致热疗法性能。这种简单的方法包括简单的步骤：(i)制备表面活性剂和脂肪胺的均匀酒精溶液；(ii)加入有机金属前体和作为关键形状指导剂的醛分子；(iii)在高压釜中进行溶剂热结晶反应。铁氧体纳米粒子的形状可以通过醛基配体的结构进行控制。苯甲醛及其芳香族衍生物有利于形成立方体铁氧体纳米粒子，而脂肪族醛则导致形成球形纳米粒子。将用于纳米立方体合成的一级胺替换为二级/三级胺，则产生具有星状形状的纳米粒子。在形状、窄的大小分布（低于5%）、组成调控和晶体性方面的良好掌控保证了制备克级别的纳米立方体/星状纳米粒子，在临床使用的磁场条件下，具有与通过热分解法典型制备的毫克级别相当甚至更高的特定吸附速率。在大约10小时内，具平均化学水平的人可制备出基准磁致热疗法应用的克级别纳米粒子产品。©2023 Springer Nature Limited.
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Nature Protocols
2023 Feb 08
SamuelBernardo-Berme...
Quantitative multiple fragment monitoring with enhanced in-source fragmentation/annotation mass spectrometry.
Nature Protocols
具有高灵敏度和选择性的分析技术对于临床样本的定量分析至关重要。液相色谱串联质谱法是临床化学的黄金标准。然而，串联质谱仪的资本支出和维护成本较高。我们最近表明，通过执行增强的源内碎片化/注释（EISA）结合相关的离子监测，可以使用更简单的单质谱探测器产生非常相似的结果。在这里，我们提供了一个逐步优化EISA分析条件的方案，以便于任何受过良好液相色谱-质谱法培训的人员都可以遵循并将此技术应用于任何给定的分析物。我们使用2-羟基戊二酸（2-HG）作为范例，该物质是一种临床相关代谢物，其D-对映异构体被认为是与突变异构酸脱氢酶1或2（IDH1 / 2）相关的癌症的“癌代谢物”。我们包括确定定量稳健性的程序，并展示这些程序与分析细胞中的DL-2-羟基戊二酸以及患有IDH1 / 2突变的急性髓性白血病患者的血清样本相关的结果。这种EISA-质谱法方案是一种广泛适用且成本低廉的方法，可用于小分子的定量，并且已经开发用于单四极杆和飞行时间质谱分析仪。© 2023年 Springer Nature Limited。
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Nature Protocols
2023 Feb 15
HeidarHeidariKhoei,A...
Generating human blastoids modeling blastocyst-stage embryos and implantation.
Nature Protocols
人类早期发育为胚胎和成年生活奠定了基础，但仍难以研究。通过干细胞能够组织成类似于囊胚的结构，我们称之为“囊胚体”，解决方案应运而生。这种胚胎模型可以无限制地提供，因此可以支持科学和医学进步。然而，它的预测能力取决于它是否忠实地重现了囊胚。在这里，我们描述了如何形成人类囊胚体，(1)高效地实现囊胚的形态，(2)根据囊胚发育的节奏和顺序形成分化线索，(3)最终形成反映囊胚（植入前期阶段）的转录细胞群。我们使用了三种不同的商用96孔和24孔微孔板，并展示了类似于我们自制的结果，表明在临床体外受精培养基中形成囊胚并可冷冻运输。最后，我们解释了如何重现植入进入内膜器官样体的定向过程，特别是在这些组织受到激素刺激的情况下。人类囊胚体需要4天形成，需要10天准备内膜植入测试，我们已将囊胚培养至6天（相当于13天），根据我们的经验，我们预计有1年人类多能干细胞和器官样体培养经验的人应该可以执行该协议。总之，囊胚体为早期妊娠的科学和生物医学发现计划提供了机会，并提供了使用胚胎的伦理替代方案。© 2023.Springer Nature Limited。
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Nature Protocols
2023 Feb 27
ShuoLi,RanHu,ColinSm...
cfSNV: a software tool for the sensitive detection of somatic mutations from cell-free DNA.
Nature Protocols
细胞外DNA（cfDNA）在血液中，被视为肿瘤活检的替代方法，具有许多临床应用，包括诊断癌症、指导癌症治疗和监测治疗反应。所有这些应用都依赖于一个不可或缺但尚未完善的任务：从cfDNA中检测体细胞突变。由于cfDNA中肿瘤比例较低，因此这项任务具有挑战性。最近，我们开发了计算方法cfSNV，这是第一个全面考虑cfDNA属性用于从cfDNA中敏感检测突变的方法。cfSNV在表现上远优于传统方法，传统方法主要为从实体肿瘤组织中调用突变而开发。cfSNV可以准确检测cfDNA中的突变，即使使用中等覆盖率（例如，≥200×）测序，这使得cfDNA的全外显子组测序（WES）成为各种临床用途的可行选择。在这里，我们呈现了一个用户友好的cfSNV包，具有快速计算和便捷的用户选项。我们还建立了一个Docker镜像，旨在使具有有限计算背景的研究人员和临床医生能够轻松地在高性能计算平台和本地计算机上执行分析。从标准预处理WES数据集（约250×和约70百万个碱基对目标大小）中调用突变可以在具有8个虚拟CPU和32 GB随机访问内存的服务器上进行3小时。©2023. Springer Nature Limited.
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NATURE BIOTECHNOLOGY
2023 Jan 26
CarineBouffi,Kathryn...
In vivo development of immune tissue in human intestinal organoids transplanted into humanized mice.
NATURE BIOTECHNOLOGY
来自多能干细胞的人类肠道器官模型（HIOs）为研究人类肠道生殖和生理提供了一个重要的模型，但它们缺乏充分再现人类肠道生物学和疾病复杂性所需的免疫组分。为了解决这个问题并开始解密发育过程中肠道与免疫系统之间的相互作用，我们通过将HIOs移植到具有人性化免疫系统的小鼠肾被囊下，生成了含有免疫细胞的HIOs。我们发现，人类免疫细胞在时间上移动到粘膜并形成类似于人类肠道淋巴滤泡的细胞聚集体。此外，在微生物暴露后，上皮微小折叠细胞数量增加，导致HIO腔中免疫细胞活化并分泌IgA抗体。带有人类免疫细胞的这种在体HIO系统为未来研究感染或变态反应驱动的肠道疾病提供了一个框架。 ©2023. 作者。
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NATURE BIOTECHNOLOGY
2023 Jan 26
XiaoyunDai,JonathanJ...
Massively parallel knock-in engineering of human T cells.
NATURE BIOTECHNOLOGY
针对细胞治疗应用的靶向敲入效率一般较低，规模也有限。在本研究中，我们开发了CLASH系统，能够实现高效率、高通量的敲入工程。在CLASH中，Cas12a/Cpf1 mRNA与混合的腺相关病毒共同介导大规模同源重组，同时进行基因编辑和精确的转基因敲入，从而产生一批稳定整合的突变变异体，每个变异体都有针对性的基因编辑。我们将这项技术应用于人类原代T细胞，并在血液癌和实体瘤模型中进行了时间序列的CLASH实验，利用CD3、CD8和CD4 T细胞进行池化生成和无偏选择有利的CAR-T变异体。从CLASH实验中，一种独特的CRISPR RNA（crRNA）在CAR-T中产生了PRDM1的外显子3跳变型，导致这些细胞在增殖、干细胞样特性、中央记忆和寿命方面增强，在多个癌症模型中，包括实体瘤模型，表现出更高的体内效价。CLASH的通用性使其在各种细胞和治疗工程应用中广泛适用。 ©2023年。作者（们）独家许可Springer Nature America，Inc.
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