铂类药物（如顺铂）是最常用的细胞毒性抗癌药之一。它们通过在整个基因组中造成 DNA 损伤，抑制快速分裂细胞的 DNA 复制，从而杀死癌细胞。然而，这些药物同样会损伤有丝分裂后的终末分化细胞（如神经元和内耳毛细胞），导致剂量限制性的严重副作用——周围神经病变和耳毒性。目前，我们对于铂类或烷化剂造成的 DNA 损伤如何杀死有丝分裂后细胞知之甚少，因而也缺乏预防或减轻这些化疗毒性作用的明确方法。

顺铂与核苷酸碱基共价结合，主要形成相邻嘌呤之间的链内交联（约占 90-95% 的损伤），少数形成大体积单加合物（约 5%）或链间交联（约 2%）。这些 DNA 加合物扭曲双螺旋，阻断 DNA 复制和转录。细胞主要通过核苷酸切除修复（NER） 清除这些损伤。NER 有两个亚通路：全基因组修复（GG-NER） 和转录偶联修复（TC-NER）。TC-NER 专门清除阻断转录的损伤，由 CSB 蛋白识别停滞的 RNA 聚合酶启动；GG-NER 则在整个基因组中由 XPC 蛋白识别损伤。两个通路最终汇聚到核心 NER 复合物，切除含损伤的约 26 个核苷酸的 DNA 片段，然后通过 DNA 合成和连接填补缺口。

NER 的研究多基于紫外线（UV）诱导的 DNA 损伤。在快速分裂的细胞中，GG-NER 对生存贡献更大；而在有丝分裂后体细胞（如神经元）中，TC-NER 占据主导地位。神经元倾向于将修复活性集中在活跃转录的基因上，而忽略基因间区域的损伤。但这是否意味着 GG-NER 在神经元中完全不活跃？其活性程度如何？分化过程中从 GG-NER 向 TC-NER 的转变机制仍不清楚。

一项新的研究阐明了顺铂损伤在有丝分裂后神经元中的修复过程，并发现 NER 反而导致了这些细胞的死亡——原因是修复过程中消耗了细胞内有限的脱氧核苷三磷酸（dNTP） 库。TC-NER 首先在活跃基因的转录链上清除转录阻断性损伤，消耗了有限的 dNTP。随着 dNTP 耗竭，GG-NER 在全基因组范围内继续修复，但因缺乏 dNTP 无法完成缺口填补，导致大量毒性双链断裂（DSB） 积累，最终引发细胞死亡。

通过药物或遗传手段补充 dNTP，可显著提高神经元对顺铂的抵抗性，并减轻顺铂处理小鼠的神经病变。因此，研究者提出：核苷酸补充是一种保护患者免受化疗所致有丝分裂后组织副作用的策略。

这项研究的主要发现包括：（1）TC-NER 优先消耗 dNTP：在顺铂处理下，神经元首先通过 TC-NER 修复活跃基因中的损伤。这一过程迅速消耗了细胞内原本就很低的 dNTP 库（神经元不分裂，平时不需要大量 dNTP）。

（2）dNTP 耗竭后，GG-NER 导致致命性 DNA 断裂：当 dNTP 不足时，GG-NER 在全基因组范围内切除损伤后无法完成修复合成，产生大量难以修复的 DNA 缺口和双链断裂，触发细胞死亡。

（3）敲除 GG-NER（XPC 缺失）可提高神经元存活：有趣的是，单独缺失 GG-NER（而非 TC-NER）能显著减轻顺铂诱导的神经元死亡。这是因为 GG-NER 活性虽然总体低于 TC-NER，但由于其作用范围覆盖全基因组（两条链），在 dNTP 耗竭时更容易产生致命的双链断裂。

（4）补充脱氧核苷（dN）可保护神经元：在体外，向神经元培养液中添加脱氧核苷（dN）可提高其 dNTP 水平，减少 DNA 断裂，增强对顺铂的抵抗力。在体内，通过遗传手段提高小鼠 dNTP 水平或外源性补充 dN，可减轻顺铂诱导的神经病变，且不影响顺铂对快速分裂的癌细胞的杀伤效果。

（5）NER 完全缺失最终仍导致死亡：完全阻断 NER 虽避免了修复引起的 DNA 断裂，但未修复的损伤会持续阻断转录，约 4 天后也会导致神经元死亡。因此，补充 dNTP 才是更优策略。

该研究还提示，神经元中 dNTP 水平低可能也与正常衰老和神经退行性疾病有关。随着年龄增长，内源性或外源性 DNA 损伤累积，dNTP 不足可能导致神经元死亡频率增加。

这项研究的局限性

细胞毒性化疗药物在它们对细胞造成的DNA损伤类型上彼此不同。虽然这项关于顺铂的研究为理解DNA结合剂如何对神经元产生毒性奠定了基础，但不同的化疗药物可能通过其他机制对神经元产生毒性。此外，研究者确定增加核苷酸库是减轻铂类药物诱导的小鼠神经病变的一种策略。尽管这可能会改善神经元健康，但顺铂对免疫系统的影响也可能独立地促成神经病变。最后，核苷酸库增加对其他神经毒性表型（如耳毒性）的影响应在未来的研究中加以探究。

为攻克这一难题，一个国际研究团队构建了一套系统性的体内筛选平台，专门用于甲型流感病毒研究。该平台包含一个由84种经CRISPR-Cas9基因编辑技术构建的小鼠品系组成的文库，靶向的宿主基因均来自文献报道和体外siRNA筛选的候选列表。

利用这一资源，研究团队成功鉴定出17个宿主基因，当这些基因被敲除后，小鼠表现出对甲型流感病毒感染的显著抗性。进一步针对其中两个基因——Arhgef28（编码蛋白RGNEF） 和 Lasp1的深入研究表明，它们通过截然不同的机制保护宿主：（1）RGNEF缺失：通过抑制病毒在肺部的复制，直接减少病毒载量，从而减轻病理损伤；（2）Lasp1修饰：则通过不依赖病毒复制的途径增强宿主抵抗力，可能涉及调节免疫应答或组织修复。

传统的宿主因子研究主要依赖体外培养的细胞系，但细胞系无法反映完整生物体内的复杂环境，如免疫系统应答、组织屏障、代谢状态等。CRISPR-Cas9技术使科学家能够直接在活体动物中敲除特定基因，并观察其对病毒感染的影响，大大提高了筛选结果的可靠性和转化潜力。

综上所述，这项新的研究通过构建84种CRISPR基因敲除小鼠品系的体内筛选平台，成功发现了17个能够抵御甲型流感病毒感染的宿主基因。其中，RGNEF通过抑制病毒复制而发挥作用，而LASP1则通过不依赖病毒复制的途径保护宿主。这一研究不仅为抗流感药物研发提供了新的潜在靶点，还为整个病毒学领域提供了一种系统性的体内研究方法，对理解病毒-宿主相互作用和应对未来大流行具有重要意义。研究团队开放共享这一小鼠文库，将进一步加速全球流感研究的进程。

研究者通过对421名捐赠者（含125名IBD患者）的回肠末端、直肠黏膜及血液样本进行单细胞RNA测序，构建了名为“IBDverse”的超大规模单细胞数据集，覆盖约220万个细胞。

炎症性肠病（IBD）主要包括克罗恩病和溃疡性结肠炎，全球患者超过490万人，仅英国就有50余万。这类疾病反复发作、难以根治，患者往往需要终身服药或多次手术。大量遗传学研究证实，DNA的先天变异在IBD易感性中扮演关键角色，然而超过90%的疾病相关变异位于不编码蛋白质的“非编码区”，令科学家难以厘清它们究竟捣了什么鬼。

发表在国际杂志Nature上题为“Cell-type-resolved genetic variation shapes inflammatory bowel disease risk”的研究报告中，来自威康桑格研究所等机构的科学家们进行了一项里程碑式研究。文章中，他们通过对421名捐赠者（含125名IBD患者）的回肠末端、直肠黏膜及血液样本进行单细胞RNA测序，构建了名为“IBDverse”的超大规模单细胞数据集，覆盖约220万个细胞。在此基础上，研究人员绘制了细胞层面顺式表达数量性状位点（eQTLs）图谱，并将结果与IBD的全基因组关联分析（GWAS）位点进行共定位分析。

研究的核心发现令人眼前一亮：细胞类型层面的eQTLs相比传统组织层面eQTLs，距离转录起始位点更远、更富集于增强子区域、调控临近基因的可能性更低，而与已知IBD风险位点共定位的概率则高出3.5倍以上。换句话说，大量遗传效应仅在特定细胞类型中才显露真容，在混合组织样本中会被彻底“稀释”或掩盖。

在不同的细胞分辨率下观察到不同的表达数量性状位点

借助单细胞分辨率，研究人员在超过一半的已知IBD风险位点中锁定了最可能驱动疾病的效应基因。令人意外的是，许多效应基因调控的通路在IBD风险领域此前并未得到足够重视。例如在髓系细胞（尤其是树突状细胞）中，与IBD相关的遗传变异导致了Notch信号通路的减弱。Notch信号在调节肠道免疫反应中发挥重要作用，这一发现直接将遗传变异与肠道免疫功能障碍联系起来。

更精彩的发现来自肠道上皮。研究人员在肠道上皮干细胞和祖细胞中鉴定出受Wnt信号调控的基因表达异常，其中就包括大名鼎鼎的原癌基因MYC。Wnt信号通路对肠道上皮的自我更新和屏障功能维持至关重要。遗传变异扰乱了这一通路，削弱了肠道内壁的修复能力，进而导致屏障功能受损。这提示IBD的发生不仅源于免疫系统“过于亢奋”，还源于肠道“围墙”自身修缮不力。

除了为IBD发病机制提供了全新的机理图谱，这项研究还展示了单细胞eQTL分析的普适性价值。研究人员发现，部分效应基因能够解释为何二甲双胍（一种广泛使用的降糖药物）常引起胃肠道副作用，说明该方法可用于预测现有药物在特定组织中的脱靶效应。类似的策略完全可以推广到哮喘、银屑病、子宫内膜异位症等任何能够获取病灶组织样本的复杂疾病中。

Tim Raine博士指出，项目启动时单细胞测序项目通常只涉及几十人，而研究人员决心进行数百人的侵入性活检取样，患者的奉献与临床研究人员的巨大努力成就了这项前所未有的研究。许多新发现的效应基因所调控的通路在以往IBD风险研究中被大大低估，而这些变异又恰好富集在树突状细胞和肠道干细胞等既往不被认为与IBD直接相关的特定细胞类型中，这份图谱真正帮助人们看清了“哪个细胞里的哪个分子”出了问题。

从更宏观的视角看，这项研究为GWAS位点的功能解读提供了一个通用框架。GWAS告诉人们“风险住在哪个街区”，而单细胞eQTL则精确到了“门牌号”—具体是哪个细胞中的哪个基因被扰乱了。正如研究人员所言，这项成果不仅为IBD治疗新靶点的开发与老药新用奠定了坚实基础，更开启了一条通往多数复杂疾病生物学机制深处的全新道路。