2025年12月Cell期刊精华

2025年12月份即将结束，12月份Cell期刊又有哪些亮点研究值得学习呢？小编对此进行了整理，与各位分享。

1.Cell：重大进展！科学家构建 3D 子宫内膜模型，首次全程还原人类胚胎植入全过程

DOI: 10.1016/j.cell.2025.10.027

胚胎植入是妊娠的起点，却也是最神秘的 “生命黑箱”——受精后约一周，胚胎会嵌入子宫内膜，这一阶段失败是早期妊娠丢失和试管婴儿（IVF）成功率低的主要原因。

如今，Babraham 研究所与斯坦福大学的研究团队在《Cell》发表重磅成果：他们成功构建了能高度模拟人类子宫内膜的 3D 模型（CREST），首次在体外完整还原了胚胎植入及后续 14 天的发育过程，为破解植入失败、妊娠并发症的起源提供了全新工具。

“理解胚胎植入和早期发育具有至关重要的临床意义，因为这些阶段的失败率极高，尤其成为 IVF 成功的主要瓶颈。” 领导该研究的 Babraham 研究所高级课题组负责人 Peter Rugg-Gunn 博士强调。长期以来，由于胚胎植入后会隐藏在子宫内，科学家无法直接观察这一过程，相关研究只能依赖静态的组织切片或动物模型，而人与其他物种的植入机制差异巨大，导致很多关键问题悬而未决。

为打破这一僵局，研究团队打造了一套 “复刻版” 子宫内膜。他们从健康捐赠者的子宫内膜活检组织中，分离出上皮细胞和基质细胞这两种核心细胞类型——前者构成子宫内膜的表面屏障，后者是深层支撑组织。为还原子宫内膜的复杂结构，团队通过转录组数据分析，筛选出胶原蛋白 I、III、VI 和纤连蛋白等关键胞外基质成分，将其与基质细胞一起封装进含金属蛋白酶切割位点的葡聚糖水凝胶中，这种水凝胶能在胚胎植入时被降解，模拟体内的组织微环境。随后，他们将上皮细胞培养成类器官片段，接种在水凝胶表面，最终形成厚度约 180 微米、结构与真实子宫内膜高度一致的 3D 模型。

2.高脂饮食会“逼疯”肝细胞！Cell：高脂肪饮食使肝细胞逆转成干细胞样状态，肝癌风险飙升

DOI: 10.1016/j.cell.2025.11.031

高脂饮食早已被证实是诱发肝癌的关键风险因素，而麻省理工学院团队在《Cell》发表的重磅研究，首次揭开了背后的核心机制：长期高脂饮食会迫使成熟肝细胞 “逆生长” 为干细胞样的不成熟状态，这种为了在代谢应激中存活的 “自保行为”，恰恰为日后癌变埋下了致命隐患，同时也锁定了多个可精准干预的药物靶点。

作为全球发病率极高的代谢相关肝病，代谢相关脂肪性肝病（MASLD）已影响超过 33% 的全球人口，若持续进展会引发肝炎、纤维化，最终可能恶化为肝硬化和肝细胞癌（HCC）。过去，人们只知道高脂饮食会导致肝脏脂肪堆积和炎症，但肝细胞如何一步步走向癌变，始终是未解之谜。麻省理工学院 Alex K. Shalek 教授、Ömer Yilmaz 副教授与 Wolfram Goessling 教授联合领导的团队，通过长期追踪高脂饮食小鼠的肝脏变化，终于破解了这一谜题。

研究团队给小鼠喂食高脂饮食（60% 热量来自脂肪），并在 6 个月、12 个月、15 个月等关键时间点，通过单细胞 RNA 测序、表观遗传分析等技术，监测肝细胞的基因表达和形态变化。

结果发现，高脂饮食带来的慢性代谢应激，会触发肝细胞启动一套 “生存权衡” 策略：为了抵御细胞凋亡、在恶劣环境中存活，肝细胞会主动开启抗凋亡、促增殖的基因（如 Bcl2l1、Cdkn1a），同时关闭维持正常肝功能的核心基因（如代谢酶 Hmgcs2、尿素循环关键酶 Cps1、肝脏特异性转录因子 HNF4A）。

3.Cell：揭示微管如何参与细胞信号处理

DOI: 10.1016/j.cell.2025.11.011

微管通过向细胞功能单元传递接收到的信号，在细胞内部通讯中发挥主动作用。保罗谢勒研究所与巴塞尔大学生物医学系的研究人员首次从结构上阐明了这些细胞骨架蛋白丝如何实现这一功能。他们的发现可能有助于干预这种通讯，例如阻止肿瘤生长。该研究发表于《Cell》。

人体细胞的最多样功能——从细胞分裂、分化到运动和程序性细胞死亡——都由细胞内的信号蛋白控制。这包括免疫系统和遗传信息的读取。最初，指令来自细胞外部，通过激素、细胞因子或生长因子传递；它们到达细胞膜，与相应受体结合，然后被翻译成信号蛋白，将指令传递到细胞内部。信号随后通过多个阶段到达微管。

微管是细胞骨架的核心蛋白丝。正如人体由其骨骼支撑，细胞由细胞骨架支撑。然而，细胞骨架还执行其他功能。如果将细胞比作一座城市，微管可以说是连接重要结构（对应细胞器如细胞核、线粒体和核糖体）的"主干道"，并实现它们之间"货物"（生物分子）的运输。

不同之处在于，微管是动态的：它们不断形成新的连接并拆除旧的连接，从而重新排列自身。以前人们认为，在细胞信号传导的背景下，微管仅仅是接收者，通过改变其动态和组织来响应此类命令。但实际上，它们还承担着将信号传递给其他接收者的功能。

4.Cell：胚胎在早期表现出特化的不对称性

doi: 10.1016/j.cell.2025.11.006

由于近六分之一的夫妇面临生育问题，体外受精已成为日益普遍的生殖技术。然而，关于胚胎基础生物学——包括决定其存活能力的因素——仍存在许多未解的科学问题，这些问题的解答最终可能提高体外受精的成功率。加州理工学院的一项新研究观察了小鼠胚胎在刚完成首次细胞分裂后、仅由两个细胞组成的阶段。该研究首次表明，这两个细胞存在显著差异——各自具有不同水平的特定蛋白质。

重要的是，研究揭示：分裂后保留精子进入位点的细胞最终将构成发育身体的主体部分，而另一个细胞则主要贡献于胎盘形成。尽管研究在小鼠模型中进行，但为理解人类胚胎发育提供了关键方向。事实上，研究人员还在人类胚胎首次细胞分裂后立即进行了评估，发现这两个细胞同样存在深刻差异。

该研究主要在生物学与生物工程学Bren讲席教授Magdalena Zernicka-Goetz的实验室完成，相关论文发表于《Cell》期刊。

5.Cell：新研究确定帮助控制流体平衡的关键肾脏传感蛋白

DOI: 10.1016/j.cell.2025.11.013

俄勒冈健康与科学大学及合作机构的研究人员发现，一种名为PIEZO2的蛋白质在肾脏中充当机械传感蛋白。当血容量发生变化时，这种蛋白质有助于触发肾素（renin）的释放。肾素是一种激素，能启动被称为肾素-血管紧张素-醛固酮系统（renin-angiotensin-aldosterone system, RAAS）的连锁反应。该系统是人体维持血压稳定、确保体内盐分和水分平衡的主要工具之一。

这项发表于《Cell》的研究表明，如果没有PIEZO2，肾脏会释放过多的肾素。这会使RAAS系统失衡，并导致肾脏过滤血液过快，如果长期持续，可能导致健康问题。

"几十年来，我们一直知道肾脏中的机械力有助于控制肾素，但我们不知道实际感知这些力的分子是什么，"该研究的主要及共同通讯作者、OHSU医学院和Vollum研究所的化学生理学与生物化学助理教授Rose Hill博士表示。

"在这些特定的肾脏细胞中发现PIEZO2令人惊讶，因为这种离子通道此前被认为主要存在于神经系统中，用于感知触觉。"

6.Cell：肠道微生物组可以通过训练母体免疫系统来帮助健康怀孕

doi: 10.1016/j.cell.2025.11.022

根据威尔康奈尔医学院研究人员的临床前研究，肠道微生物可能在训练母亲免疫系统适应孕期发育中的胎儿方面发挥关键作用。

该研究结果发表在《Cell》上，表明有益肠道细菌有助于防止可能导致小鼠流产的免疫系统反应。研究人员证明，肠道微生物产生的代谢物会促进两种类型的保护性免疫细胞——髓源性抑制细胞和RORyt+调节性T细胞——募集到胎盘，并帮助母体免疫系统学会对胎儿产生免疫耐受。

"在怀孕期间，母体免疫系统被训练以认识到胎儿无害是至关重要的，"该研究的资深作者、威尔康奈尔医学院儿科免疫学副教授、Gale and Ira Drukier儿童健康研究所成员Melody Zeng博士表示。"这可以防止母体免疫系统攻击胎儿，而攻击可能导致复发性流产或死产。"

根据美国妇产科学院的数据，对于超过一半经历过反复流产的女性，其根本原因尚未明确。先前的研究已将肠道微生物群紊乱与免疫系统功能障碍或炎症状况联系起来；但其机制基础仍不清楚。Zeng博士和她的团队研究了肠道微生物群在母胎免疫耐受和妊娠结局中的潜在作用。

7.Cell：mRNA疫苗的不同组分合作指导有效的生发中心反应

DOI: 10.1016/j.cell.2025.11.023

mRNA疫苗（例如用于对抗COVID-19的疫苗）能有效激发抗体反应。这些抗体通过称为生发中心的特化免疫结构产生，但此前学界尚未完全理解mRNA疫苗是如何触发这一强大过程的。

在发表于《Cell》的一项研究中，宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的研究人员揭示，mRNA疫苗的两个关键部分——mRNA本身和递送它的脂质纳米颗粒——都主动刺激免疫系统，并协同作用以产生生发中心和免疫保护。

尽管mRNA经过化学修饰以减少过度炎症并提高蛋白质产量，但研究表明它并非对免疫系统完全"隐形"。相反，mRNA会诱导I型干扰素产生低水平但具有生物学意义的信号，这些免疫信号有助于引导辅助T细胞转化为支持强效抗体反应的形式。

与此同时，LNP会激活称为树突状细胞的免疫细胞，并帮助它们定位于淋巴结，在那里它们能有效指导T细胞为B细胞提供辅助信号。

8.Cell：“魔法蘑菇”如何重塑大脑？科学家首次全脑绘制裸盖菇素的神经接线图

doi:10.1016/j.cell.2025.11.009

你是否想过，一颗野生蘑菇里的核心成分，竟能在大脑中完成一场精密的 “网络重构”，成为抑郁症治疗领域的潜在 “破局者”？近年来，psilocybin（裸盖菇素，俗称 “魔法蘑菇” 的活性成分）在精神疾病治疗领域掀起了一场 “静默革命”：临床研究证实，单次给药就能让部分抑郁症患者的症状缓解数周甚至数月，其疗效远超传统抗抑郁药。但它究竟如何在大脑中施展 “疗愈魔法”，打破抑郁状态下僵化的神经连接，一直是科研界悬而未决的 “黑箱”。

近日，发表在国际顶刊《Cell》上的研究“Psilocybin triggers an activity-dependent rewiring of large-scale cortical networks”中，来自美国康奈尔大学等机构的科学家，首次借助狂犬病病毒单突触追踪技术，像绘制 “全脑接线图” 一样，清晰揭示了psilocybin如何在全脑尺度重塑神经连接，还发现了其重塑作用的核心规律——神经活动依赖性调控，这不仅解开了psilocybin治疗潜能的神经机制，更为未来精准调控精神药物疗效提供了全新可能。

精神健康的 “静默危机” 与新型疗法的曙光早已迫在眉睫。世卫组织数据显示，全球超 3.5 亿人受抑郁症困扰，传统抗抑郁药存在起效慢（通常需 2-4 周）、有效率有限（仅对约 60% 患者起效）、副作用明显等弊端。

9.大脑神经元“生锈”元凶找到了！Cell：GPX4 特殊结构塌陷触发铁死亡，为痴呆治疗开辟新路径

doi: 10.1016/j.cell.2025.11.014

想象一下，大脑中的神经元如同精密的仪器般有序运作，可某天却莫名开始 “生锈”、坏死，这并非夸张的比喻，而是一种名为铁死亡的真实细胞死亡方式。全球目前有超 5500 万人受痴呆症困扰，阿尔茨海默病是其中最常见的类型，传统研究大多将焦点放在大脑内的淀粉样蛋白斑块上，但越来越多证据表明，神经元细胞膜脂质的过氧化损伤，或许是更早启动的致病环节。

近日，发表在国际顶刊《Cell》上的研究“A fin-loop-like structure in GPX4 underlies neuroprotection from ferroptosis”中，德国赫尔姆霍兹慕尼黑中心等机构的科学家首次拿出分子级证据，证实铁死亡可直接驱动神经退行性病变，这一发现不仅破解了一种罕见儿童早发性痴呆的病因，更为阿尔茨海默病等常见痴呆症的研究开辟了全新视角。

在人体中，有一类关键的 “防锈工”——谷胱甘肽过氧化物酶 4（GPX4），它能精准清除有害的脂质过氧化物，从而保护细胞膜免于发生过氧化损伤，避免细胞陷入铁死亡。

研究中，科研人员将目光聚焦在三名患有罕见早发性痴呆的美国儿童身上，他们均携带相同的GPX4基因突变（R152H）。通过深入剖析这一突变，科学家发现了一个前所未有的关键细节：GPX4蛋白上存在一个鳍状环结构，这个结构能帮助GPX4稳定锚定在细胞膜内侧，就像冲浪板的鳍插入水中一样，让GPX4可以在膜上有效 “巡逻”，及时中和膜上产生的有害物质。而 R152H 突变会直接导致这个 “鳍” 状结构塌陷，GPX4无法再稳定附着在细胞膜上，其保护功能也随之丧失；细胞膜上的脂质过氧化物开始不断累积，进而触发铁死亡，最终造成神经元不可逆的死亡。

10.癌症治疗怕“精准不足”、“免疫乏力”？Cell：IgE致敏肥大细胞双效出击，靶向递药+激活免疫，PDX模型验证临床潜力

doi:10.1016/j.cell.2025.11.015

癌症治疗的“精准打击”一直是医学界的攻坚难题，药物难寻肿瘤踪迹、肿瘤微环境又像“免疫荒漠”让治疗效果大打折扣。近日，Cell刊登的一项突破性研究，给癌症个性化治疗带来了全新希望。来自浙江大学等机构的团队成功“改造”肥大细胞，通过IgE致敏赋予其双重技能，既化身精准递药的“运输车”，又成为激活免疫的“信号兵”，为攻克癌症提供了创新方案。

科研团队受肥大细胞在IgE介导的过敏反应中具有主动靶向和信号触发脱颗粒特性的启发，利用肿瘤特异性抗原作为“过敏原”，通过抗原特异性IgE致敏肥大细胞，构建了抗原靶向、生物响应的细胞递送系统。该系统可高效加载多种治疗药物，包括溶瘤腺病毒、小分子化疗药、PD-1抗体、mRNA脂质纳米颗粒等，展现出广泛的适用性。

机制层面，IgE致敏肥大细胞通过经典的FcεRI-Syk信号通路激活，触发MAPK/STAT3/NF-κB级联反应，释放大量促炎细胞因子和趋化因子。其中，CCL3-CCR5轴是招募CD8⁺T细胞浸润肿瘤组织的核心机制，能够有效重塑肿瘤免疫微环境，打破免疫抑制状态。当IgE致敏肥大细胞到达抗原阳性肿瘤部位后，会快速与肿瘤细胞结合并激活，通过脱颗粒作用精准释放负载的治疗药物，同时释放的细胞因子可进一步招募和激活免疫细胞，形成递药与免疫激活的协同效应。

在动物实验中，该平台展现出卓越的治疗效果。在B16F10-OVA黑色素瘤皮下移植模型中，负载溶瘤病毒的IgE致敏肥大细胞治疗组，肿瘤生长受到显著抑制，60%的小鼠生存期超过25天，远优于游离溶瘤病毒或未致敏肥大细胞负载药物组。同时，肿瘤组织中M1型巨噬细胞、成熟树突状细胞以及CD8⁺T细胞的浸润比例显著升高，调节性T细胞比例降低，抗肿瘤免疫反应被有效激活。（生物谷Bioon.com）