聚焦“细胞”研究国自然热点-看完这篇知识点汇总，不愁没方向了

“2023 年国自然评审结果已然揭晓，2024 年国自然申报工作也开始推进，值得关注的细胞学热点有哪些呢，看看其中有没有各位关注的研究领域吧~”

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巨噬细胞（macrophage）

细胞相关的研究中，巨噬细胞的热度仍居高不下，2023年中标数目达到880+,延续了2022年的火热。巨噬细胞是一类主要参与机体免疫和炎症反应的白血球，由于超强的异质性，他们的功能能够随着组织微环境的改变发生转变，也因此具有重要的研究价值，它们具有以下功能：

吞噬功能：巨噬细胞能够通过吞噬微生物、细胞碎片和其他异物来清除体内的病原体和死亡细胞，维持组织健康。吞噬过程中，巨噬细胞将病原体或细胞碎片包裹形成吞噬泡，然后与溶酶体融合，将其分解并消化。

抗原呈递功能：吞噬的病原体或细胞碎片被巨噬细胞内部消化后，巨噬细胞会将其表面的抗原片段呈现给其他免疫细胞，如T淋巴细胞，以触发针对该抗原的免疫应答。

分泌细胞因子：巨噬细胞可以分泌多种细胞因子，例如肿瘤坏死因子（TNF）、白细胞介素（IL）等，这些细胞因子能够调节炎症反应和免疫应答，激活其他免疫细胞参与抗病原体或抗肿瘤的作用。

清除老化细胞和组织修复：巨噬细胞能够识别和清除老化、受损或死亡的细胞，以维持组织的健康。此外，在组织修复和再生过程中，巨噬细胞也扮演重要角色，通过清除废弃物和分泌生长因子等方式促进组织修复。

总的来说，巨噬细胞的功能涵盖了免疫防御、清除病原体和细胞碎片、调节免疫应答、组织修复等多个方面，起着重要的生理和免疫调节作用，国自然标书中常见其与肿瘤、心脏、成骨、肝脏、脓毒症等方面的研究，主要探究其胞葬、极化、代谢重编程、外泌体、表型等功能，研究者们可以从这些方面关注巨噬细胞的研究进展。

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线粒体（mitochondrion）

线粒体作为细胞内的“动力站”，在细胞代谢和能量供应中起着重要的作用，近年来热度仍在持续增长，2023年通过的项目数量达到了778个，线粒体的主要特点包括：

结构：线粒体是细胞内的双层膜结构，由外膜和内膜组成。内膜上有许多褶皱称为线粒体内膜嵴，形成了许多隔室，称为线粒体内膜间隙。线粒体内膜内侧的空间称为基质。

能量生产：线粒体是细胞内主要的能量生产场所，通过氧化磷酸化产生三磷酸腺苷（ATP）。线粒体内的内膜嵴上存在着许多ATP合酶（ATP synthase）酶复合物，它们通过电子传递链和化学梯度驱动ATP的合成。

自主复制：线粒体具有自主复制的能力。在细胞分裂之前，线粒体会自我复制，保证新细胞能够继承足够的线粒体。线粒体的自主复制与细胞核的复制是独立的。

脂代谢和钙离子调节：线粒体参与细胞内脂代谢，包括脂酸β氧化和脂肪酸合成。此外，线粒体还与细胞内的钙离子调节有关，参与调控细胞内钙离子浓度。

炎症反应和细胞凋亡：线粒体在炎症反应和细胞凋亡过程中发挥重要作用。在炎症反应中，线粒体参与产生炎症介质和细胞因子。在细胞凋亡过程中，线粒体释放细胞凋亡信号物质，引发细胞死亡。

正常的细胞器功能取决于线粒体及其超过 1,000 种蛋白质的生物发生和维持。因此，细胞进化出了协调蛋白质和细胞器质量控制的机制，例如通过线粒体相关降解、泛素蛋白酶体系统和线粒体蛋白酶进行蛋白质周转，以及通过线粒体自噬消除线粒体。根据线粒体功能障碍的性质和严重程度，采用特定的质量控制机制，这也可以反馈以引发细胞的转录或蛋白质组重塑，线粒体功能异常与一些疾病如线粒体疾病、神经退行性疾病、肿瘤等有关。

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内质网（endoplasmic reticulum）

另一个被广泛关注的细胞器为内质网，每年都有一定数量的标书探究内质网应激、内质网与线粒体的功能交互、内质网稳态、内质网膜蛋白等方面在疾病中的作用机制，2023年的标书为170个。

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焦亡（Cellular senescence）

焦亡2023年的国自然申报中标数目为209个，细胞焦亡是指细胞在一定条件下失去生长和分裂能力，进入一种稳定的、非增殖的状态。细胞焦亡是正常细胞生命周期中的一部分，也是维持组织和器官功能的重要机制。它在发育过程中起着重要的调控作用，同时也是抵御癌症和维持组织稳态的一种保护机制。

细胞焦亡主要通过两个主要途径发挥作用：端粒缩短和DNA损伤响应。

端粒缩短：细胞焦亡与染色体末端的端粒长度有关。每次细胞分裂时，端粒会缩短一小段。当端粒缩短到一定程度时，细胞会停止分裂并进入焦亡状态。

DNA损伤响应：细胞受到外界的DNA损伤或内部DNA复制错误时，会启动DNA损伤响应机制。这种响应机制可导致细胞停止增殖，最终进入焦亡状态。

细胞焦亡具有重要的生理和病理意义。在正常生理条件下，细胞焦亡可以防止损伤的细胞继续分裂产生异常细胞，从而起到维持组织和器官稳态的作用。然而，在某些情况下，细胞焦亡也可能引起组织功能下降或衰老。例如，老化细胞的积累会导致组织和器官功能的减退。此外，细胞焦亡也与一些疾病的发生和发展相关，包括肿瘤、心血管疾病和神经退行性疾病等。

近年来，细胞焦亡在国自然中也受到了广泛的关注，在多种细胞类型中都有研究，如果发现了焦亡相关标志的出现，那么这无疑的一个值得深入探究的方向。

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干细胞

干细胞是一类具有自我复制和分化潜能的细胞，它们具有两个主要特点：自我更新和多向分化能力。干细胞具有分化为不同类型细胞的潜能。它们可以分化成多种不同的细胞类型，包括组织细胞、器官细胞和器官系统细胞。例如，干细胞可以分化为神经细胞、心脏细胞、肌肉细胞等。

干细胞具有广泛的应用潜力，包括组织工程、再生医学、疾病模型研究等领域。它们可以用于治疗各种疾病，如心脏病、白血病、神经退行性疾病等。此外，干细胞研究也有助于理解发育过程和疾病的发生机制，并为药物筛选和个性化医疗提供新的可能性。研究者可以关注间充质干细胞、诱导多能干细胞、脂肪干细胞、肿瘤干细胞、干细胞外泌体及其他组织干细胞的研究进展。

2023年通过的标书数量为446，数量虽然居高不下，但还是可以看到干细胞相关研究的热度正在降低。

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细胞衰老(senescence)

作为一种全球化的趋势，老龄化对社会经济和健康带来的显著影响也驱动着科研工作者们更为勤勉地探究衰老对机体疾病的作用机制，衰老作为一个逐年上升的关键词，2023年的中标数目为347个，相信这个趋势还将持续被关注。

纵观标书，我们不难发现衰老经常与心肌、血管、糖尿病、肾脏足细胞、骨关节炎、脂肪代谢、纤维化、免疫调节等关键词一同被纳入课题研究当中，若研究涉及一些与老龄化相关的疾病，不妨尝试一下这个方向。

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自噬（autophagy）

以2017年为节点，自噬相关研究标书数量呈现了一个山峰式趋势，2023年的中标数量为近5年最低，为518项，虽然这个趋势显得热度似有降低，但整体而言其数目仍居高位，有一定研究基础的科研人员，还是值得就这个方向再冲一冲下一年的标书申请。

自噬是细胞内部的一种重要代谢过程，旨在清除受损或老化的细胞器和蛋白质，并回收其中的营养物质以供细胞再利用。自噬在维持细胞内部环境稳定、抵抗应激和维持健康有重要作用。然而，自噬异常与神经退行性病变、肿瘤、心血管疾病、炎症性疾病等多种疾病的发生和发展密切相关

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甲基化（methylation）

甲基化是一种细胞遗传学的修饰过程，指的是DNA或RNA分子中的碱基上加上一个甲基基团（CH3）。这种修饰可以对基因表达和细胞功能产生重要影响。甲基化在生物体的生长、发育和疾病发生中起着关键作用，2023年的中标数目为284，较往年似略有下降。

在DNA甲基化中，甲基基团通常被附加在Cytosine碱基上形成5-甲基胞嘧啶（5-methylcytosine）。这种甲基化通常发生在CpG位点上，即DNA中的胞嘧啶和鸟嘌呤之间的连接。CpG位点的甲基化状态可以影响基因的表达。通常情况下，DNA的高度甲基化会导致基因的沉默，而低度或未甲基化则与基因的活化相关。这种甲基化的模式在细胞类型和组织之间有所不同，也受到环境和遗传因素的影响。

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脂代谢

脂质在信号转导中发挥着至关重要的作用，有助于细胞膜的结构完整性，并调节能量代谢，哪些脂质种类维持代谢稳态以及哪些脂质种类破坏重要的细胞功能并介导代谢紊乱仍未完全清楚，在国自然的申请中，其热度也是逐年攀升，2023年中标数目达到了220个的新高。

众多类别的代谢性疾病都开始将目光瞄准了脂质代谢，例如糖尿病、纤维化、肿瘤、衰老相关疾病等，值得一提的是，脂代谢常常与糖代谢一同出现，故相关研究方向的申请者可以对这些关键词保持持续关注。

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外泌体（exosomes）

外泌体（Exosomes）是一种细胞外释放的小型囊泡，直径约为30-150纳米。它们起源于内质网（endoplasmic reticulum）和高尔基体（Golgi apparatus），并通过内质网分泌途径（endosomal pathway）将可以将脂类、碳水化合物、蛋白质、信使RNA（mRNA）、微小RNA（miRNA）和DNA等生物分子释放到细胞外从而交换遗传信息、重编程宿主细胞，进行细胞间通讯。

按各年提交的标书数目来看，关注度略有下降，2023年标书数目为384个。

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铁死亡（ferroptosis）

作为一种相当有个性的细胞死亡方式，铁死亡与其他形式的细胞死亡，如凋亡、坏死和自噬都不同，它是由于细胞内铁过载引起的一系列反应而导致的细胞毒性损伤，2023年通过的国自然标书数目更是勇创新高，远远超过了焦亡，刷新了自己的记录为509个。

铁死亡的特点包括细胞膜的脂质过氧化、线粒体功能紊乱、细胞内谷胱甘肽（glutathione）耗竭以及铁离子释放等。这些改变最终导致了细胞膜的破裂和细胞内容物的泄漏，从而引起细胞死亡。

铁死亡与多种疾病的发生和发展相关，如神经系统疾病、肿瘤和心血管疾病等。因此，研究铁死亡的机制和调控对于理解这些疾病的发生机制，并开发相应的治疗策略具有重要意义。

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泛凋亡（PANoptosis）

细胞死亡一直是国自然研究热点，并且细胞死亡已被证明在感染、炎症性疾病、神经退行性疾病、癌症等方面起着关键作用；因此。全面了解细胞死亡对于确定新的治疗策略非常重要。细胞凋亡、焦亡、自噬、铁死亡以及最近热度比较高的铜死亡热度不断。长期以来人们一致认为细胞死亡之间是隔离且独立运行的。作为一种细胞的新兴死亡方式，直到2019左右泛凋亡的概念被提出，才揭示细胞死亡之间的相互交联的复杂方式。2023年国自然热点公布后，泛凋亡也被列入其中，其中标数目仅23个，却是逐年攀升，是一个值得关注的研究方向。

PANoptosis（泛凋亡）是一种炎症性程序细胞死亡，受到PANoptosome（泛凋亡体）复合物的调控，具有细胞焦亡（pyroptosis）、凋亡（apoptosis）和/或坏死性凋亡（necroptosis）的关键特征，这也是PANoptosis术语中“P”、“A”和“N”的来源。此外，最重要的一点，PANoptosis不能被细胞焦亡、凋亡和坏死性凋亡中任意一种死亡方式单独表征。

泛凋亡在一些疾病的发生和发展中起到重要的作用。包括自身炎症性疾病、神经退行性疾病、癌症、微生物感染和代谢疾病等，在国自然基金项目中，泛凋亡常与泛素化酶、泛素化修饰一同出现，研究者可从这些方向入手开展研究。

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中性粒细胞外捕网（NETs）

作为最丰富的粒细胞类型，中性粒细胞是是宿主对抗病原体反应的基本成分。在感染过程中，中性粒细胞从外周血迁移到组织中。它们可以在吞噬作用后迅速杀死病原体，但也可以通过释放其强大的抗菌武器库来保护宿主，其中包括颗粒酶、蛋白质、氧化剂以及中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)。

NETs是由活化的中性粒细胞分泌，由DNA纤维、组蛋白和抗菌蛋白组成的网状结构，负责捕获和杀死细胞外病原体，在抗菌防御中发挥保护作用。在感染或炎症条件下，中性粒细胞可以释放NETs来增强对病原体的消灭作用，但过度活化的NETs也与多种疾病的发生和发展相关，如自身免疫疾病、血栓形成和肿瘤转移等。

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m6A

作为一种广受关注的RNA修饰形式，m6A修饰在真核生物的转录后调控中起着重要的作用，2023年的中标率略有下降，可以看出m6A相关研究呈现疲态之势了。与之相似的m5C、m7G修饰数量倒是逐步升高，不知道RNA修饰是否能延续m6A的辉煌呢。

那么除了上述热点外，与细胞相关的热点还包括：T细胞耗竭、组蛋白修饰、乙酰化修饰、乳酸化修饰、非编码RNA、超级增强子、铜死亡、双硫死亡、可变剪切、染色质重塑等。

选题迷茫的各位老师也可以文章中找到自己感兴趣✍的研究方向作为自己的选题

毕竟跟着国自然的热点走，一定不会遇见大坑~