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科技名刊精选

来源:  发布时间:2019-12-06

临床研究
  
抗肿瘤血管形成研究
  四川大学华西基础医学与法医学院生物医学工程研究室曾烨副研究员与美国纽约城市大学Bingmei M.Fu教授等合作,在抗肿瘤血管形成研究方面取得进展。研究成果发表于Journal of Extracellular Vesicles。富VEGF外泌体可显著促进内皮血管生成和肝癌细胞血管生成拟态,促进肝癌在裸鼠体内的生长。抗自噬也可以抑制血管内皮细胞的血管生成,但是与AATs相似,自噬抑制剂3-MA促进了富VEGF外泌体的释放。抑制外泌体的释放,或使用VEGF中和性抗体处理富VEGF外泌体,可以显著抑制肿瘤细胞的血管生成拟态。AATs和抗自噬后的肿瘤血管形成和肿瘤生长是内皮细胞和肿瘤细胞相互作用的结果,由富VEGF的外泌体所介导。
  
褪黑素(melatonin)通过调控SERPINA3N—依赖性神经炎症逆转神经毒效应
  浙江大学公共卫生学院周舟课题组报道褪黑素(melatonin)可以有效逆转三甲基氯化锡(Trimethyltin Chloride, TMT)引起的神经毒性。同时,课题组进一步研究揭示melatonin通过调控SERPINA3N-依赖性神经炎症拮抗TMT引起的神经毒性。相关成果发表于Journal of Pineal Research。课题组设计载有Serpina3n的腺相关病毒AAV-Serpina3n对小鼠脑部进行感染。结果发现,当小鼠海马区过表达SERPINA3N蛋白后,有效阻断了melatonin对TMT引起神经毒性和神经炎症的保护作用。证明了抑制SERPINA3N依赖性神经炎症是melatonin拮抗TMT神经毒性的关键。
  
中国人群肺腺癌中发现新型融合基因
  复旦大学附属肿瘤医院陈海泉教授团队在肺腺癌靶向治疗取得新进展。研究成果发表于Journal of Thoracic Oncology。研究的相关数据已加入美国纪念斯隆凯特琳癌症中心(MSKCC)Alexander Drilon教授领衔的全球NRG1基因融合患者登记项目(global NRG1 registry),进一步推动了通过大样本人群对NRG1基因融合肺癌患者进行临床、病理、治疗、预后分析,指导了该分子亚型的治疗及临床试验的开展。在肺腺癌患者中,以表皮生长因子受体(EGFR)基因突变和间变性淋巴瘤激酶(ALK)基因融合为靶点的靶向治疗已经成为晚期肺腺癌患者的标准一线治疗方案。
  
PML核体组装机制二部曲
  上海交通大学医学院附属瑞金医院、上海血液学研究所、医学基因组学国家重点实验室蒙国宇教授团队研究发现,在PML-RING结构域介导的四聚的基础上,PML-B1 box结构域能够介导一种前所未有的寡聚化模式,进而形成PML核体。同时,通过转基因小鼠和单细胞技术进一步证实了蛋白寡聚在白血病发病的重要意义,为后续的靶向治疗提供新的思路。研究论文发表于Nature Communications。研究人员通过X射线晶体衍射技术成功解析了PML-B1 box结构域的结构,提出RING四聚体形成可能先于B1的寡聚化,即RING先形成四聚体进而B1再形成更高程度的聚合。
  
基于CRISPR/Cas9系统创建致死基因敲除小鼠模型的新方法
  首都医科大学附属北京口腔医院/基础医学院王松灵教授团队基于CRISPR/Cas9系统创建了二细胞胚胎一步显微注射法构建致死基因敲除小鼠模型的新方法。研究论文发表于Nature Communications。构建了Slc17a5出生后致死基因敲除嵌合小鼠,该小鼠可以携带致死基因突变并传代繁育,并发现Slc17a5基因敲除可致成年小鼠颌下腺组织内硝酸盐与唾液酸的转运明显低下。随机选取了另外一个出生后致死基因Ctla4和两个胚胎致死基因Virma及Dpm1,利用该策略构建了这些基因的敲除嵌合小鼠,发现该类小鼠均可携带这些致死基因突变并传代繁育。利用本方法构建的小鼠还可研究致死基因成年期的功能。
  
肝癌合并门静脉癌栓治疗的东西方治疗对比
  东南大学附属中大医院院长滕皋军教授和上海东方肝胆医院程树群教授牵头,联合中美等多位肝癌领域顶尖专家开展肝癌合并门静脉癌栓治疗的东西方治疗对比研究,研究论文发表于《柳叶刀—胃肠肝病学》。文章全面分析比较了东西方在肝癌伴门静脉癌栓的诊断、分型、外科手术、放疗、介入栓塞治疗、支架开通、系统治疗等各方面的诊治策略。罗列了包括东西方肝癌人群在发病病因、医疗政策、医生倾向以及新药新器械等方面的差异,并对差别成因进行了深入分析。该文章指出了目前国际权威的肝癌门静脉癌栓的BCLC治疗策略的不足,并加以补充,展示了东方尤其是中国学者的研究成就。
  
发现宿主细胞抵御病毒感染新途径
  南开大学校长曹雪涛院士与中国医学科学院基础医学研究所免疫学系博士生刘洋等发现,宿主可以通过调控自身RNA修饰与重塑细胞代谢状态协同抵御病毒感染。研究论文发表于Science。宿主细胞在病毒感染情况下,通过抑制ALKBH5酶活性来增强其靶分子代谢酶OGDH mRNA上的m6A修饰并促进其降解,从而改变细胞代谢状态和降低代谢物衣康酸产生,最终抑制病毒复制。该研究提出了宿主通过不依赖于天然免疫的方式抵御病毒感染的新机制,有助于人们深入了解病毒与宿主之间相互作用的过程及其分子机制,为病毒感染性疾病的干预与治疗提供潜在的药物靶点。
  
肿瘤免疫新进展
  华中科技大学同济医学院杨想平教授等发现了肾癌靶向治疗抵抗机制新成果,研究论文发表于Clinical Cancer Research。肿瘤靶向治疗和免疫治疗在临床上患者常对临床各种治疗方法产生抵抗。肾癌患者中大多存在着mTOR通路的异常活化和mTOR通路相关基因突变,针对mTOR的靶向抑制剂被FDA审批通过用于治疗预后不佳的肾细胞癌。研究发现,mTOR靶向抑制剂在治疗肾透明细胞癌过程中能激活转录因子TFEB,后者能诱导肿瘤细胞PD-L1表达从而抑制CD8+细胞的杀伤功能。靶向mTOR同时联合PD-L1抗体在小鼠模型中能显著增强对肾癌的治疗效果。
  
  
植物研究
  
植物减数分裂纺锤体组装研究进展
  中国科学院遗传与发育生物学研究所程祝宽研究组,基于观测单、双子叶植物减数分裂纺锤体组装的细胞学过程,证实最终的两极纺锤体是由多极纺锤体转变而来的。研究论文发表于PNAS(《美国科学院院刊》)。在减数分裂过程中,纺锤体的正确组装并不依赖于DSB形成。当同源重组不能发生,导致仅有单价体存在的性母细胞中,部分单价体的着丝粒会改变其原来的单极取向,成为类似有丝分裂的双极取向,这是两极纺锤体形成的重要保证。OsMTOPVIB通过改变姊妹染色单体着丝粒的粘连,参与减数分裂纺锤体的组装。相关结果为由染色体介导植物减数分裂纺锤体的组装理论提供了直接证据。
  
植物与传粉者相互关系的百年历史变化研究进展
  中国科学院昆明植物研究所杨永平研究员牵头的植物基因组演化与基因功能发掘团队与中国科学院植物研究所、云南师范大学、云南大学和西藏自治区高原生物研究所合作,统计了百年间豆科植物标本,研究论文发表于New Phytologist。13个物种的种子数量在近些年表现出了显著的变化趋势,其中9个物种的种子数量显著增加;三个亚科植物的种子数量并没有表现出一致的变化趋势,而在蝶形花亚科中,种子数量增加的物种数要高于降低的物种数。研究结果表明,豆科植物与传粉者的相互关系在近些年来并没有被严重干扰,至少在中国是这种情况。
  
玉米密植株型调控机制
  中国农业大学教授田丰课题组从玉米野生祖先种大刍草中克隆了控制玉米紧凑株型、密植增产的关键基因,建立了玉米紧凑株型的分子调控网络,为玉米理想株型分子育种、培育密植高产品种提供了理论和实践基础。研究论文发表于Science。利用一套由玉米自交系W22与玉米野生种大刍草(CIMMT 8759)为亲本杂交衍生得到的渗入系群体,对叶夹角进行了QTL定位分析,并对位于玉米第1、2染色体上的两个主效QTL-UPA1和UPA2进行了精细定位和克隆。田间密植试验显示,改良农大108在密植条件下玉米籽粒产量显著增加。
  
揭示钙通道蛋白调控水稻稻瘟病抗性的分子机制
  南京农业大学万建民院士团队与中国农业科学院作物科学研究所科研人员合作,克隆了调控水稻先天免疫的新基因OsCNGC9,并对其影响水稻苗期稻瘟病抗性的分子机制进行研究。相关成果发表于Cell Research。稻瘟病严重危害水稻产量和品质,是世界范围内最具破坏性的水稻病害之一。植物主要依靠自身的免疫系统抵御外界病原物的入侵。通过突变体鉴定、遗传分析和基因定位等方法,克隆获得水稻CDS1(CELL DEATH and SUSCEPTIBLE to BLAST1)基因编码的环核苷酸门控离子通道蛋白OsCNGC9,该基因对稻瘟病抗性具有正向的调控作用。
  
云南普洱地区发现秋海棠属新种滇南秋海棠
  中国科学院西双版纳热带植物园园林园艺部工作人员申健勇、郗厚诚等在普洱地区进行“西南—滇南地区本土植物全覆盖保护计划”项目目标物种调查时,发现一未知的秋海棠属植物,引种回植物园苗圃栽培,次年首次在版纳园开花、结果。植物引种与信息管理组王文广、申健勇和马兴达等在对苗圃秋海棠属植物清查、鉴定时发现其可能为一新种,其生花茎、叶柄和花序梗及子房上有红色的细条纹,且茎和叶柄上有极短的贴伏毛,叶片宽卵形,苞片小,蒴果的长翅更长,可明显区别于后者。最终确认该物种为一新种,命名为滇南秋海棠,研究论文发表于Taiwania。
  
气孔保卫细胞分裂精细调控机制
  中国科学院植物研究所乐捷研究组揭示气孔保卫细胞分裂的精细调控网络,验证了RPA2a亚基磷酸化状态对于RPA参与DNA修复中的功能起到调控作用。相关成果发表于PNAS(《美国科学院院刊》)。气孔是分布在所有陆地植物叶片表面的特化表皮细胞结构。气孔保卫细胞根据环境条件变化和节律发生“运动”改变气孔大小,调控植物与外界的气体交换和水分蒸发,直接影响了光合作用碳同化和水分利用效率。RPA2a的细胞核定位和功能受到CDKB1;1磷酸化调控,其第11和21丝氨酸是进化保守磷酸化位点,但又可在细胞周期中受到CDKB1和CDKA特异调控。
  
水稻SPL9-miR528-AO通路抗病毒机制
  北京大学生命科学学院李毅课题组揭示了OsSPL9通过转录调控miR528基因参与到水稻抗病毒反应的机制。研究成果发表于Molecular Plant。水稻条纹病毒(RSV)特异诱导的AGO18蛋白能够通过竞争性结合植物内源的miR528来释放靶基因,抗坏血酸氧化酶(AO),AO通过氧化抗坏血酸调节植物体内的氧化还原稳态,从而增强水稻的抗病毒防御反应。病毒侵染导致转录因子OsSPL9在蛋白水平显著下调,受到SPL9转录激活调控的miR528积累减少,进而提高靶基因AO的表达,最终抑制病毒RSV的侵染。研究揭示了SPL9-miR528-AO通路在水稻与病毒相互作用过程中的抗病机制。
  
水稻高分辨三维基因组图谱
  华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室李兴旺教授和李国亮教授团队合作,绘制了水稻活跃基因以及异染色质参与的高分辨率三维基因组图谱,揭示水稻三维基因组结构对基因的转录调控,以及遗传变异对三维基因组结构及基因表达的影响。研究成果发表于Nature Communications。利用改进的Long-read ChIA-PET技术构建了RNA聚合酶II(RNAPII)、组蛋白修饰H3K4me3介导的水稻活跃基因的染色质交互图谱以及组蛋白修饰H3K9me2介导的异染色质交互图谱,系统地分析了3种交互的基本特征。水稻基因组在空间上可划分为几类具有不同转录活性的染色质交互模块(CID),共覆盖了大约82%的水稻线性基因组区域。
  
  
新型材料
  
非对称仿生界面高分子复合材料用于太阳能海水淡化
  中国科学院宁波材料技术与工程研究所陈涛研究员团队制备得到了一种低价、大面积且具有机械稳定性、可洗涤和可缝制的聚吡咯棉布。结合织物特有的可裁剪性及可缝制性,获得了一种具有多级结构的3D“植物”,实现了高效的“out-of-plane”光热蒸发。研究成果发表于Nano Energy。该光热蒸发器具有一个很强的排盐性能,能够在夜间将白天积聚的盐通过PCM中丰富的毛细通道扩散到水相中,从而保证其长期稳定的使用。在户外实验中,在多云的天气下,7个小时内,每平方米该3D PCM能够纯化约5.39kg海水,且可直接达到WHO饮用标准(各种盐离子去除率保持在99.9%以上),能够满足一个成年人一天的饮水需求。
  
中远红外非线性光学晶体材料研究进展
  中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室朱起龙课题组在MFIR-NLO晶体材料设计与合成研究方面取得进展。研究成果发表于Chemistry of Materials。采用中温固相反应,利用SnCl2作为助熔剂成功制备了一例混金属的MFIR-NLO晶体材料Sn2Ga2S5。性能测试表明该材料具有很好的光学性能,基本满足优异MFIR-NLO晶体材料的要求,包括有利于晶体生长的低熔点(MP=958K),宽的相位匹配区间(>725nm),大的单晶透过范围(0.57~13.8μm),强的非线性系数(SHG= 2.5′AgGaS2),以及高的激光损伤阈值(LIDT=6.6′AgGaS2)。
  
碳材料多元活性位点高倍率储钠研究
  江苏大学能源研究院邱静霞研究员研究团队牵头与南京工业大学李盛教授、霍峰蔚教授等合作, 在碳材料多元活性位点高倍率储钠研究方面取得进展。研究成果发表于Angewandte Chemie International Edition。钠元素在自然界中的储量高且价格低廉,因此钠离子电池被广泛认为是非常有前景的新一代储能器件。通过钠离子在碳材料中的存储机理入手,充分利用多元活性位点与钠离子之间的快速成键—断裂过程,提出了多元多活性位点电容式策略以获得超高倍率与长寿命钠储存性能。实验室制备的碳材料具有优异的电化学性能,在10A/g的大电流条件下,经过10000圈的长循环,容量依旧超过200mAh/g。
  
有机多孔聚合物材料的前官能化合成策略及其绿色催化应用
  北京理工大学材料学院的黄木华课题组基于1,3,5-三氨基苯的C-衍生化反应,利用前功能化修饰的策略,高效构筑了多氨基功能化的有机多孔聚合物材料Azo-POP-4、Azo-POP-5和Azo-POP-6。并将其用作铜催化剂的多孔载体,实现了C-H键的绿色氧化反应。相关论文发表于Chemistry of Materials。利用核磁共振氢谱(1H-NMR)和气相色谱-质谱联用法(GC-MS)观察到: Cu@Azo-POP-4催化剂对该C-H氧化反应具有化学选择性高和分离产率高等特点。Azo-POP-4的氨基偶氮官能团与Cu2+间存在极强的配位作用,使得Cu2+均匀地被聚合物骨架束缚,使得Cu@Azo-POP-4具有良好的重复使用性和对产物的低污染性。
  
新型可降解镁合金血管支架
  上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心袁广银教授课题组在可降解镁合金血管支架设计方法研究领域取得进展。相关论文发表于Biomaterials。该研究提出了一种基于有限元方法的形状优化设计策略,并将其应用于课题组自行研发的材料本身具有均匀降解特性的Mg-Nd-Zn-Zr(JDBM)合金制备的血管支架上,在体外各项力学性能测试和体内降解过程观察中都取得了符合预期的实验结果。在动物实验中,经过形状优化的JDBM支架被植入新西兰大白兔髂动脉,文章根据相关实验结果对其在体内的生物安全性、对血管壁支撑能力的有效性以及在动物体内的降解行为进行了系统的分析和讨论。
  
水凝胶介导的类器官和器官芯片研究
  中国科学院大连化学物理研究所秦建华研究员及其团队重点介绍了目前不同种类水凝胶材料特性(包括天然、合成、杂化水凝胶等),以及其在类器官和器官芯片中的最新研究进展,研究成果发表于Advanced Materials。文章探讨了水凝胶材料的关键理化因素(如化学成分、结构和机械特性等)对干细胞衍生类器官分化、形成的影响,以及基于水凝胶材料构建的器官芯片类型等;针对当前类器官和器官芯片研究中面临的挑战,从体内组织器官发生到仿生工程学设计策略出发,提出了基于水凝胶材料构建3D类器官模型的策略性指导和可能的解决方案,并对未来该领域发展方向进行了展望。
  
亚纳米尺度上通过团簇—晶核共组装调控物质组成的材料生长新策略
  清华大学化学系王训与南洋理工大学李述周课题组团队报道了一种通过团簇—晶核共组装的方法,在亚纳米尺度上实现调控物质组成的材料生长新策略。研究论文发表于Nature Chemistry。该组装体材料高度有序,但其并非结晶态。这些二元的团簇—晶核共组装体材料进一步可作为基底捕捉不同种类的第三或第四种纳米团簇,进一步转化为三元或四元的超晶格组装体。这些组装体可作为原子级位点催化剂,在催化室温汽油脱硫和立体选择性催化反应中都表现出了高效的催化活性。这种在亚纳米尺度下调控材料结构的新方法,将为建立一个新的“材料基因库”奠定坚实的基础。
  
超低噪声与漂移的相变异质结存储器
  西安交通大学材料学院金属材料强度国家重点实验室微纳中心(CAMP-Nano)张伟教授与深圳大学饶峰教授和美国约翰霍普金斯大学马恩教授通力合作,提出了一种新式的相变异质结(PCH)设计,由多个交替堆叠的相变层与限制层构成,并通过原位加热且低速生长的多层薄膜磁控溅射沉积技术实现了高质量相变异质结的制备。研究成果发表于Science。该相变异质结可有效抑制玻璃态相变材料结构弛豫以及反复相变过程中的组分偏析,将相变存储器件数据态的阻值波动和漂移降低到前所未有的水平。相变异质结器件在迭代擦除操作时可实现9个稳定的多态存储,并在累积写入操作时器件电导呈现高一致性。科
  
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2024年3月

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