2026年6月Science期刊精华

2026年6月份即将结束，6月份Science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.

Science：细菌界的“生存经济学”——GTP vs (p)ppGpp，两种资源分配策略如何左右生长与抗压

DOI: 10.1126/science.aeb6410

细菌的生长和适应取决于细胞如何分配有限的生物合成资源。在大肠杆菌（Escherichia coli）中，这一过程由鸟苷四磷酸和五磷酸（合称 (p)ppGpp）协调。(p)ppGpp 是一种警报素，将氨基酸可用性与核糖体生产和蛋白质组成联系起来。这种调控逻辑是广泛接受的最优生长模型的基础——代谢通量和蛋白质组分配紧密耦合，以最大化生物合成输出。

然而，该模型是否普遍适用于所有细菌，尤其是在具有不同调控系统的物种中，尚不清楚。为回答这一问题，一项新的研究选取了革兰氏阳性菌枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）——该菌通过细胞内鸟苷三磷酸（GTP） 浓度来调控核糖体合成。他们探究了在应激条件下代谢通量与蛋白质组组成之间是否仍保持紧密耦合，以及 GTP 如何在枯草芽孢杆菌及相关物种中控制这种关系。

在营养限制的稳态生长条件下，枯草芽孢杆菌的细胞内 GTP 浓度决定了相对核糖体丰度和生长速率。相对核糖体丰度随 GTP 浓度升高而增加，直至达到野生型水平，但超过该点后反而下降。这一行为与最优生长模型一致：通过蛋白质组重新分配来平衡氨基酸供应和翻译需求，以最优方式利用蛋白质资源并最大化生长速率。然而，在翻译抑制条件下，这种耦合被打破：尽管蛋白质合成减少、生长变慢，枯草芽孢杆菌仍维持恒定的核糖体蛋白质组比例，同时通过反馈抑制来抑制氨基酸生物合成。这种全局氨基酸通量与蛋白质组组成的解耦，与大肠杆菌的响应（涉及(p)ppGpp驱动的蛋白质组重塑）形成了鲜明对比。

通过使用 GTP 可调菌株，他们通过在持续翻译应激下升高细胞内 GTP 浓度，实验性地重新耦合了通量和蛋白质组，恢复了核糖体蛋白质组比例，并提高了生长速率。然而，这是有代价的：升高的 GTP 浓度削弱了细菌在抗生素应激下的生存能力。这些发现揭示了一种生理权衡：野生型 GTP 浓度平衡了生长和生存，而人为升高 GTP 则将平衡推向生物合成效率，但牺牲了应激耐受性。

2.

Science：母乳中的“秘密武器”！一种脂肪酸就能独立重塑婴儿T细胞，终身抗感染

DOI: 10.1126/science.aea4041

母体膳食会显著调控母乳内各类脂肪酸的含量，这也是母婴营养领域长期关注的方向，但此前没有研究证实某一种母乳脂肪酸能够脱离其他物质，独立完成新生儿免疫程序的重编程，而反式异油酸（trans-vaccenic acid，TVA）的发现填补了这一空白。

TVA 是人类母乳中含量最高的天然反式脂肪酸，人体自身完全无法合成，只能依靠母亲日常摄入牛、羊等反刍动物的肉与乳制品获取，这一点和大众谈之色变的工业氢化反式脂肪存在本质区别；团队此前已证实膳食 TVA 能够提升成年小鼠 CD8⁺效应 T 细胞活性、强化抗肿瘤免疫，在此基础上，这项发表于

《Science》

的全新研究进一步聚焦母婴传递场景，完整解析母体 TVA 经由母乳影响新生儿免疫的完整链条。

研究团队设置不含 TVA 的对照饲料、0.1% 与 1% 两种 TVA 强化饲料喂养哺乳期母鼠，结果发现两组 TVA 饮食母鼠分泌的母乳中脂肪酸浓度水平相近，对照组母乳则完全检测不到 TVA；幼崽依靠母乳持续摄入 TVA，血清内该脂肪酸水平会随哺乳时间逐步累积，全程不会干扰幼崽正常体重增长，直观排除 TVA 影响生长发育的顾虑。

持续两周摄入富含 TVA 母乳的幼崽，脾脏、胸腺两类核心免疫器官体积明显增大，脾脏内总免疫细胞、CD4⁺、CD8⁺T 细胞、树突细胞等免疫群体数量全面上升，其中作为适应性免疫根基的初始 CD4⁺T 细胞出现特异性大幅扩增，其余免疫亚群无无差别异常增殖，说明 TVA 靶向作用于 T 细胞发育通路。

3.

颠覆免疫治疗固有思路！Science 重磅新通路：CD4⁺T 不靠直接杀癌细胞，靠摧毁肿瘤供血血管“断粮灭瘤”

DOI: 10.1126/science.ads7910

如今免疫检查点抑制剂、CAR-T 细胞疗法早已成为全民热议的抗癌前沿方案，但大量晚期实体瘤患者都遭遇治疗无效、肿瘤复发逃逸的困境，行业最大痛点集中在现有疗法几乎全部依靠免疫细胞直接识别、杀伤癌细胞。癌细胞演化出多重免疫逃逸手段，一方面会构筑致密的肿瘤基质形成物理屏障，阻挡免疫细胞深入瘤体；另一方面能通过基因突变丢失特异性抗原、关闭 MHC-II 分子表达，让 T 细胞无法识别自身，尤其突变负荷偏低的肿瘤，常规免疫方案收效甚微。

在此背景下，科学界一直迫切寻找靶向肿瘤基质、而非癌细胞本身的补充治疗策略，2026 年 6 月刊发于《Science》的一项重磅免疫研究跳出 “直接杀伤癌细胞” 的传统框架，揭示一套由 CD4⁺T 细胞主导、专门摧毁肿瘤供血血管的全新抑瘤分子通路，为破解免疫耐药带来突破性新思路。癌细胞会合成和正常人体细胞存在明显差异的特异性抗原，理论上能被适应性免疫系统精准识别。当下主流抗癌免疫手段，包括免疫检查点阻断疗法、各类工程化淋巴细胞疗法，核心逻辑都是调动淋巴细胞定位并直接清除携带肿瘤抗原的癌细胞。

但肿瘤的双重逃逸机制大幅限制了这类疗法的临床上限，因此靶向肿瘤基质的新型免疫通路具备极高临床开发价值。CD4⁺T 细胞是人体免疫应答与全身组织稳态的核心调控细胞，兼具双向调控肿瘤的双重特性：大量临床标本证实肿瘤内浸润 CD4⁺T 细胞通常预示更好预后，但特定微环境下这类细胞也会助推肿瘤增殖。过往研究大多聚焦 CD4⁺T 辅助 CD8⁺T 细胞、直接裂解 MHC-II 阳性癌细胞的作用，却极少探索它通过改造肿瘤基质产生间接抑瘤效果的潜力。

该研究团队留意到，CD4⁺T 识别肿瘤抗原的靶标并非癌细胞本身，而是树突细胞等非癌抗原呈递细胞（APC）递呈的肿瘤抗原，由此提出核心猜想：CD4⁺T 细胞可通过调控肿瘤内部基质结构发挥抑瘤作用，为此搭建了一套能分别对肿瘤细胞、肿瘤特异性 CD4⁺T 细胞、宿主基因组进行独立遗传改造的小鼠实验系统，用来完整拆解整条分子调控链条。

4.

Science：大脑中的“螺旋风暴”——旋转脑波在感觉与运动中扮演关键角色

DOI: 10.1126/science.adx1369

脑波是大脑中大量神经元同步电活动产生的节律性振荡，通常按频率分为α波（8-12 Hz）、β波（13-30 Hz）、γ波（30-80 Hz）等。传统观点认为脑波主要反映局部神经群体的同步状态，但近年研究发现，脑波可以以行波（traveling waves） 的形式在大脑皮层上传播，携带空间和时间信息。

神经活动形成的旋转行波（rotating traveling waves） 在大脑中出现并传播。科学家们希望了解，这些旋转中的波是否在感知和解释内外部刺激、形成记忆以及调控运动表现中发挥着全局性作用。

“我们发现了一种新型脑波，它专门在空间和时间上旋转，依赖于感觉皮层中的一个环形解剖回路，并影响整个大脑的活动。”西雅图华盛顿大学医学院神经生物学和生物物理学副教授 Nick Steinmetz 指出。他的团队领导了这项研究。

关于这些旋转传播的脑波，以及它们在小鼠特定行为中活动数据的细节，发表在《科学》（

Science

）杂志上。这些涡旋状波的发现，可以说令人头晕目眩。

科学家们研究了小鼠大脑的解剖连接如何协调这些波的结构和传播。这些波最常起源于体感皮层——该区域处理皮肤和肌肉感受到的感觉、身体位置和姿势信息，以及其他刺激。

产生这些旋转波的神经元在大脑感觉皮层中形成了一种类似旋转木马的模式。它们的轴突（产生电信号）指向一个圆环。这种固定的结构排列，几乎就像环行轨道上的车厢，与脑波的螺旋运动相吻合。

5.

Science：胎盘中的“抗衰分子”NAD⁺决定分娩时机，耗竭诱发早产，补充前体可预防

DOI: 10.1126/science.adz1624

早产是儿科发病和死亡的主要原因，但由于对早产的诱因知之甚少，且在大多数情况下无法预测，其预防仍然充满挑战。先前的研究已知，胎盘是一个高度活跃的组织，随着妊娠进程会发生代谢变化。

在一项新的研究中，Ciampa 等人确定了胎盘衰老过程中的一个主要元凶——烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD⁺）——一种也与身体其他器官衰老相关的代谢物，而且胎盘中的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD⁺）能够动态调节妊娠长度。在小鼠中，胎盘 NAD⁺ 的耗竭会诱发分娩开始，其机制是 NAD⁺ 作为 15-羟基前列腺素脱氢酶（一种负责抑制前列腺素积累的酶）的辅因子。增强胎盘 NAD⁺ 可延长基线妊娠期，并在早产模型中延长妊娠。这些发现表明代谢衰竭在诱发分娩中起着核心作用，并为早产治疗和引产优化揭示了潜在的治疗途径。

NAD⁺是细胞能量代谢和信号转导的关键辅酶，参与氧化还原反应、DNA修复（PARP 底物）、sirtuin 去乙酰化酶活性等。随着年龄增长和组织衰老，NAD⁺ 水平下降，导致线粒体功能障碍、炎症增加。本研究首次将胎盘 NAD⁺ 耗竭与早产联系起来，提示胎盘可能经历类似于其他器官的“衰老”过程，而这一过程过早发生则会启动分娩。

6.

Science：激光相位板“点亮”冷冻电镜——看清更小蛋白质，窥见细胞深处的分子秘密

DOI: 10.1126/science.aeh0665

近 100 年前，一项看似简单的发现彻底改变了光学显微镜。相差（phase contrast）技术的引入（该技术于 1953 年获得诺贝尔奖）使生物学家得以清晰观察到细胞内那些此前过于微弱或模糊不清的结构。

如今，加州大学伯克利分校的物理学家将相差技术应用到了电子显微镜上——后者的放大倍数约为光学显微镜的 10,000 倍。这项研究成果发表在《科学》（Science）杂志上。

增加一种被称为激光相位板的装置，有望极大改善冷冻电子显微镜（cryo-EM）——一种解析分子结构的技术。十年前，冷冻电镜本身已经彻底改变了人们对蛋白质的理解，并加速了新药发现。

然而，尽管影响巨大，冷冻电镜至今仍难以清晰成像小分子，包括大多数人类蛋白质。激光相位板有望清晰成像细胞中绝大多数小至现有机器难以处理体积三分之一的蛋白质。

激光相位板的加入似乎也必将彻底改变一项较新的技术——冷冻电子断层扫描（cryo-ET）。该技术通过组合一个分子或蛋白质的不同角度视图，重建出三维图像。这使得分析蛋白质在其天然环境（细胞内部）而非溶液中成为可能。

7.

终于找到根源！白天烦心事为何会让夜里睡不安稳？Science 揭秘慢性失眠背后的大脑记忆机制

DOI: 10.1126/science.aed8630

睡眠并非一成不变的静止状态，而是会被白天的经历持续影响的动态生理过程。长久以来，科学界已经证实，睡眠过程中发生的记忆回放与神经元重激活，是大脑完成记忆巩固、选择性遗忘的关键环节。

但反过来，记忆活动本身是否会重塑睡眠生理特征，这一核心问题始终没有清晰答案。日常生活中我们都有切身感受：白天遭遇负面事件、陷入焦虑压力时，夜晚往往入睡困难、睡眠变浅、频繁惊醒；而拥有愉悦经历后，睡眠会变得更加安稳，这一现象在各类物种中普遍存在。可睡眠状态相对隔绝外界刺激，白天的经历究竟如何在体内启动调控、一步步改变夜间睡眠，背后的内源机制一直悬而未决。

针对这一难题，科研团队提出全新猜想：大脑中编码各类生活经历的记忆印迹（memory engrams），会在睡眠中自发激活，它或许就是调控睡眠行为的内源核心因子。

为验证这一假说，研究团队以小鼠为实验模型，综合运用行为学实验、记忆印迹靶向标记、神经元活性操控等多项技术，同时借助双光子活体钙成像技术，实时追踪睡眠过程中记忆印迹细胞的活动状态，并结合深度学习开展因果分析；研究还进一步将这套机制延伸至慢性应激动物模型，探索压力相关睡眠障碍的病理成因。

实验结果清晰证实，当小鼠经历恐惧等负性体验后，夜间睡眠会出现明显的碎片化特征，而这种睡眠改变完全依赖记忆相关神经活动。通过在睡眠阶段针对性记录、操控神经元活性，研究确定海马-杏仁核神经环路中的记忆印迹细胞，是机体根据日间经历内源调节睡眠的核心载体。

不同情绪属性的记忆，会对睡眠产生截然相反的作用：积极记忆对应的印迹细胞发生重激活时，能够有效维持非快速眼动（NREM）睡眠的完整性，减少睡眠中断，让整体睡眠状态变得更加稳定。

8.

不幸童年会刻进全身细胞？Science 重磅猴岛研究推翻“逆境统一加速衰老”认知

DOI: 10.1126/science.aea4922

早期生活里的逆境经历会在人体健康层面留下持久印记，这种分子烙印能跨越数十年，遍布全身各类器官组织，也是当下大众热议的 “原生经历决定晚年健康” 背后的核心生物学谜题。

2026 年 6 月发表于《

Science

》的一项非人灵长类多组织表观遗传研究，依托一群终身持续追踪记录生活轨迹的半散养恒河猴完成了系统观测，将完整的个体生活史与成年后 14 种脏器的基因组甲基化数据结合，给出了目前最完整、最直接的分子证据，证实幼年逆境会在表观基因组上留下稳定、全身性的长效印记，而表观基因组正是叠加在 DNA 序列之上、负责开关调控基因活性的关键调控层面。

这项研究由亚利桑那州立大学、范德堡大学牵头，联合全球多家灵长类、演化医学机构共同完成，核心观测对象是DNA 甲基化这一目前研究最充分的衰老表观标志物，依靠甲基化特征还能构建表观遗传时钟，精准区分生物的日历年龄与真实生理年龄。

为了提升生理年龄预测精度，研究团队专门搭建了每套组织专属的高精度表观遗传时钟，多数组织对真实年龄的预测误差能控制在 1 年以内，不同脏器的检测精度存在明显分层，肝脏的年龄预测相关性最高（皮尔逊相关系数r=0.95），卵巢精度相对最低（r=0.81）；研究人员还利用未纳入建模的独立猴群血液样本完成验证，血液时钟与真实年龄相关系数达到 0.76，充分证明这套时钟具备稳定、可复用的生物学价值。

本次实验的观测对象是 237 只栖息在波多黎各凯奥圣地亚哥岛（大众俗称 “猴岛”）的恒河猴，该岛屿占地约 15 公顷，由波多黎各大学加勒比灵长类研究中心长期管护，岛内栖息超 1500 只自由活动的恒河猴，实验队列包含 132 只雌性、105 只雄性个体，年龄跨度覆盖 1.5 至 25 岁完整猴类生命周期，群体中位年龄 6.12 岁。

团队一共采集 2485 份脏器样本，覆盖 14 种组织，测序解析超 130 万个 CpG 位点，搭建了迄今为止规模最大的非人灵长类多组织DNA 甲基化图谱，再将成年后多组织甲基化测序数据和数十年完整的幼年生存、社交记录匹配，清晰拆解了幼年逆境与衰老两大因素如何在分子层面相互交织，永久重塑个体全身生物学特征。

研究最先得出颠覆性结论：即便表观遗传时钟的年龄测算精度极高，衰老带来的甲基化变化并不会在全身保持统一规律，与年龄相关的甲基化修饰具备极强的组织特异性，这也是现在仅靠抽血测生理年龄存在巨大局限的核心原因。

9.

Science：七鳃鳗大脑3D图谱揭示脊椎动物“祖传蓝图”——500万年演化中细胞类型保守而功能重塑

DOI: 10.1126/science.aea2535

脊椎动物大脑极为复杂，包含不同脑区和多样的细胞类型，这些结构在超过 5亿年 的进化中促成了显著的行为适应。理解这种复杂性如何产生，需要对脊椎动物各谱系进行系统的跨物种分析。七鳃鳗（lamprey）是一种无颌脊椎动物，约在 4.5亿年前 与有颌脊椎动物分化，是现存最基底的脊椎动物之一。尽管其大脑保留了基本结构特征，包括端脑、间脑、中脑和菱脑，但缺乏某些特化结构，如分层的皮层或完全发育的小脑。这使得七鳃鳗成为区分古老祖先特征与后期进化创新的关键模型。

虽然单细胞测序已对多种物种的脑细胞进行了分类，但一直缺乏对无颌脊椎动物大脑基因表达进行 三维空间 层面的全面理解。为了揭示脊椎动物大脑的进化蓝图，研究人员在一项新的研究中结合了单核RNA测序（snRNA-seq）和高分辨率空间转录组学，构建了成年七鳃鳗大脑的完整三维分子图谱。随后，他们进行了广泛的跨物种比较，将七鳃鳗数据与新产生的斑马鱼数据以及来自爬行动物、鸟类和哺乳动物（尤其是小鼠的空间转录组数据）的现有数据集进行了整合。这些分析使他们能够在多个维度上追踪脊椎动物谱系的进化轨迹，包括脑结构组织、细胞组成、空间分布和分子特征。

他们的三维图谱鉴定了分布在七鳃鳗 14个 主要脑区的 209种 不同细胞群体。他们发现大脑整体蓝图具有深度的进化保守性——在七鳃鳗和小鼠中，嗅球、丘脑和后脑等结构具有显著相似的细胞组成和空间布局。与此同时，他们也发现了显著的进化分歧，包括前脑分层组织的差异以及中脑独特细胞群的存在，突显了局部的进化创新。此外，他们揭示了大脑神经元运作方式的一个根本性转变：在脊椎动物大脑进化过程中，神经元经历了广泛的特化，这种特化由基因变化驱动，使这些细胞群体在物理上重组并在功能上多样化。最后，他们在七鳃鳗中鉴定出了特化的小脑细胞，表明小脑的基本细胞框架在有颌脊椎动物完全发育的小脑结构出现之前很久就已存在。

10.

Science：捕蝇草“无肌”快捕之谜破解——细胞壁瞬间软化，释放弹性储能

DOI: 10.1126/science.aed5051

捕蝇草（Dionaea muscipula）是自然界的一个奇迹：它是一种高效的杀手，无需移动一寸就能捕获并杀死猎物。它会释放出果味的蜜汁气味来吸引苍蝇和其他昆虫。当它们落入陷阱后，微小的触毛被触发，叶片以惊人的速度闭合。

捕蝇草的叶子经过进化形成了一种“双稳态”结构。在打开状态，叶片向外弯曲，储存弹性势能。当触发时，叶片快速“弹跳”到闭合状态（类似按一下圆顶盖）。传统理论认为这是通过水分迅速从内侧移动到外侧，导致叶片弯曲。但水的扩散速度远低于实际闭合速度（约 0.1 秒）。

几十年来，确切的机制一直困扰着科学家，但一项发表在《科学》（

Science

）杂志上的新研究为这种食虫植物如何做到这一点提供了新的解释。智利阿道夫·伊巴涅斯大学的 Jacques Dumais 在同一期期刊上撰写了一篇观点文章。

法国艾克斯-马赛大学的 Yoël Forterre 及其同事决定测试主流理论，该理论认为水从陷阱的一侧移动到另一侧，导致叶片弯曲并闭合。于是，他们设计了一个实验来测量水通过捕蝇草细胞的速度，发现水穿过叶片整个厚度需要 30 到 150 秒。然而，由于陷阱在几分之一秒内就闭合了，水的运输速度实在太慢，无法驱动这一运动。

为了理解是什么在驱动闭合，研究团队首先使用高速 3D 摄像机拍摄了闭合过程。然后，为了观察叶片细胞在整片叶子没有猛然关闭情况下的运动，他们将陷阱切成细条或用机械方式夹住使其保持张开状态。结果发现，陷阱潜在弯曲运动需要 3 到 4 秒，但叶片的弯曲形状迫使它在不到一秒的时间内关闭。

接下来，科学家使用微型探针测量了触发事件之前、期间和之后单个细胞的机械硬度。他们发现，外部细胞突然失去了硬度，这意味着要么细胞内部的流体压力下降，要么细胞壁松弛了。

最后，团队利用叶片层的 3D 表面扫描和计算机模型，观察这些细胞如何改变形状。他们发现，触发后细胞向外凸出得更多，证实了硬度的降低是由于细胞壁快速软化，而不是水压的丧失。（生物谷Bioon.com）