Nature

下潜深海的自供电软体机器人

　　Nature封面：封面艺术再现了这个机器人和它的灵感来源——深海狮子鱼湖。Nature杂志第7848期封面文章报道了一个能在水下近11000米作业的软体机器人。由于极端条件的限制，深海一直是地球上仍有大量空间等待探索的区域。研究人员以深海狮子鱼（Pseudoliparis swirei）为设计灵感，该机器人的各个电子元器件分布在全身，并整体封装在一种柔性有机硅材料中，帮助其承受深海的极端压力。在测试中，研究团队成功让机器人在中国南海海面下3224米和马里亚纳海沟10900米的深度工作。

　　

气候驱动的候鸟迁徙路线变化以及基于记忆的长距离迁徙研究

　　Nature封面：一个佩戴GPS定位追踪器的游隼。Nature杂志第7849期封面文章报道了游隼从北极繁殖地到欧亚大陆不同越冬地的迁徙路线。研究人员将56只游隼的卫星追踪数据与35只游隼的基因组分析数据相结合，并利用古气候数据重建了游隼过去的繁殖地和越冬地分布。研究发现，游隼的迁徙模式从末次盛冰期（22000年前）结束以来，主要受到环境变化的影响。该研究还确定了一种对游隼有益的遗传因素，迁徙距离更长的游隼携带ADCY8优势等位基因，该基因可能与长期记忆的形成有关，帮助游隼保留了部分迁徙路线。

　　

一个自主辩论系统

　　Nature封面：一个AI系统。Nature杂志第7850期封面文章报道了一种人工智能系统——Project Debater（辩手项目），它能与人类进行竞技辩论。争论和辩论是人类智能的基本能力。该AI系统能通过扫描浏览一个存有4亿篇新闻报道的档案库，自己组织开场白和反驳论点。研究人员用一系列辩题测试了该系统，并将其与人类专业辩手和各种基线系统的表现进行了比较。虽然人类专业辩手仍然更胜一筹，但Project Debater的辩论在虚拟的人类观众这里拿到了高分。研究团队认为该结果证明了人工智能具有参与复杂人类活动的潜力。

　　

实验室培养的人囊胚样结构

　　Nature封面：囊胚是胚胎发育最初几天内形成的细胞团。Nature杂志第7851期封面文章报道了实验室培养的人囊胚细胞模型。两个团队各自分别诱导人多能干细胞、重编程的成人成纤维细胞，在培养皿中自组织成类似囊胚的三维结构。吴军团队的结构名为“胚状体”（blastoids），Polo团队的结构名为“诱导胚状体”（iBlastoids），这两个结构代表了早期人类胚胎的一个融合模型。尽管如此，两个团队都指出他们研究的结构并不等同于人类囊胚，但相信他们的胚状体和诱导胚状体能够用于开展不孕症和妊娠丢失的相关研究。

　　（本页期刊封面图来自Nature官网）

　　

　　

Science

硼烯加氢合成硼烷多晶型物

　　Science封面：以平面形式存在的硼烯通过可逆氢化反应可以制备另外一种形式的硼烯，它像是一种带有氢原子的褶皱片。Science杂志第6534期封面文章报道了在超高真空中用原子氢氢化硼烯来合成硼烷多晶型物。二维结构的硼烯或硼烷多晶型物凭借其各向异性的金属性、电子效应和多样的超晶格结构而备受关注。然而其在空气中会迅速氧化，只能在超高真空条件下进行实验与表征，严重阻碍了实际应用。研究发现氢化提供了化学钝化作用，而且可以通过简单的加热除氢处理，将氢化的硼烯恢复其本征状态。

　　

白垩纪晚期海洋中类似蝠鲼的浮游鲨鱼

　　Science封面：9300万年前在墨西哥湾以浮游生物为食的三头鹰鲨艺术再现图。Science杂志第6535期封面文章报道了一个来自白垩纪晚期的鲨鱼新物种。现代鲨鱼占据了世界各地的海洋生态系统，但几乎没有形态多样性，主要是流线型的捕食者。长鳍蝠鲼表现出许多与现代蝠鲼相似的特征，特别是细长的鳍和似乎适应滤食的嘴，这表明它是浮游生物。它可能还有更多我们未知的同类伙伴，在北美洲和北非的浅海中自由翱翔。浮游生物“翱翔者”在这一群体中出现的时间至少比之前认识到的早了3000万年。

　　

神秘的老鹰杀手被发现

　　Science封面：一只秃鹰抓着一条鲱鱼飞过阿肯色州的白河。Science杂志第6536期封面文章报道了一种由蓝藻产生的新型神经毒素，它不仅会伤害鸟类，还会伤害鱼类和无脊椎动物。这种毒素的一个不同寻常的特征是溴的存在，它在湖泊中很少见。蓝藻可能从除草剂、阻燃剂或其他污染物中获得溴。这一发现突显出在沉积物和植物上生长的有毒蓝藻的威胁，在这些地方，常规的水质监测可能会漏掉它们。这一发现也使研究人员有能力调查湖泊、野生动物和其他蓝藻细菌的毒素，这些毒素可能会积聚在组织中，并在食物网中移动。

　　

将抗体分子“放入”纳米笼子

　　Science封面：计算设计的蛋白质（绿色）指导几乎所有抗体或Fc融合蛋白（黄色）组装成高度有序的纳米结构，其对称性从二面体到二十面体不等（黑色结构示意图）。Science杂志第6537期封面文章报道了设计的蛋白质将抗体组装成模块化纳米笼。该纳米笼由两个部分组成：一个是结合抗体的同源寡聚蛋白，另一个是抗体分子本身。研究发现，通过计算设计的蛋白质可以在多种结构中驱动抗体纳米笼的组装，从而可以控制抗体对称性和多价性。该抗体纳米笼结构对SARS-CoV-2刺突蛋白具有更强的结合能力。

　　（本页期刊封面图来自Science官网）

　　

　　

医药卫生

寨卡病毒感染所致小头症的代谢重编程机制及潜在治疗策略

　　清华大学药学院胡泽平课题组揭示ZIKV感染导致小头症脑组织发生显著的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）代谢重编程，并发现靶向干预NAD+代谢可以在动物模型中有效改善ZIKV感染所致的小头症。相关成果发表于Nature Metabolism。该研究通过对ZIKV感染所致小头症的多组学分析，揭示了ZIKV感染导致显著的NAD+代谢重编程，并证明干预NAD+代谢能够从分子和整体层面上显著改善ZIKV感染所致的小头症。该研究提供了ZIKV感染后不同分子层面重塑的组学大数据信息，并为理解ZIKV感染所致小头症的分子机制提供了研究基础。最后，提示干预NAD+代谢或可作为治疗ZIKV感染所致小头症的潜在策略。

　　

TBX3是CTNNB1激活突变下游的抑癌因子

　　华中科技大学同济医学院附属同济医院肝脏外科中心黄志勇教授与合作者在消化疾病及肝脏病学领域取得新进展。相关成果发表于Journal of Hepatology。研究发现，在肝癌发生中，TBX3在人HCC标本中呈双峰表达模式。TBX3在CTNNB1激活突变的HCC中高表达，而在非CTNNB1突变的HCC肿瘤中表达下调。TBX3的高表达与肿瘤的高分化程度以及肿瘤生长较慢相关。TBX3是肝脏中Wnt/β-catenin通路的特异性靶点，被认为是促进肝癌发展的一个致癌基因。研究证明，TBX3实际上是一个抑癌基因，可以抑制肝脏肿瘤的生长。提高TBX3表达或其活性的治疗策略可能对HCC治疗有帮助。

　　

乳腺癌转移路径研究进展

　　复旦大学附属肿瘤医院乳腺外科教授邵志敏、江一舟团队发现三阴性乳腺癌细胞的“代谢基因PDSS1”通过其代谢途径，影响下游信号，经过一系列信息的加工处理，最终促使了癌细胞的转移。相关成果发表于Cancer Research。研究分析了三阴乳腺癌多组学数据库的基因组和转录组数据，发现有一些基因在三阴性乳腺癌DNA改变中表现活跃，通过生物技术干扰相应的基因片段后，转移现象则得到了抑制。通过反复的验证和大数据比对，研究团队最终锁定了促进三阴性乳腺癌转移的关键分子PDSS1，进一步阐明了代谢基因PDSS1在三阴性乳腺癌转移中的复杂作用和相关机制。

　　

无创呼吸支持研究进展

　　东南大学附属中大医院重症医学科主任杨毅教授团队的新研究能够准确识别COVID-19患者无创呼吸支持失败的危险因素，同时开发一个用于计算无创呼吸支持失败风险的列线图模型和在线计算器，通过密切监测患者的无创呼吸支持失败风险，进行早期干预。相关成果发表于The Lancet Digital Health。COVID-19中无创呼吸支持失败的比例较高，年龄、合并症的数目、ROX指数、GCS评分及是否需要使用血管活性药物是预测无创呼吸支持失败的独立危险因素。新型列线图模型和在线计算器通过密切监测患者的无创呼吸支持失败风险，进行早期干预，从而改善患者预后。

　　

性别与衰老对外周血免疫单细胞水平的影响

　　中山大学中山眼科中心苏文如教授、郑颖丰教授合作，在单细胞层面揭示了性别与衰老对外周血免疫细胞的影响。相关成果发表于PNAS。不同年龄阶段的男性与女性在感染性疾病、自身免疫性疾病、疫苗的免疫反应表现不同，性别与年龄是影响机体免疫系统应答的基础要素。研究发现，年轻人群中，男女间的免疫差异更加集中在B细胞与单核细胞，而在老年人群中则主要集中在自然杀伤细胞（NK）。文章利用单细胞测序等技术，扩展了对于性别与衰老对机体外周血免疫系统影响的认识；为探索性别与衰老在眼免疫性疾病（如白塞病眼病等）发病机制中的潜在意义与影响提供了新的方向。

　　

不良生活方式对心血管疾病影响

　　北京大学公共卫生学院李立明、吕筠教授团队揭示了不健康的生活方式对心血管代谢性疾病及共病发生、发展不同阶段的影响及其差异。相关成果发表于European Heart Journal。不健康生活方式在从无任何心血管代谢性疾病到发生首个心血管代谢性疾病，再到心血管代谢性共病，最终死亡的不同进展阶段均存在作用，但作用强度存在差异。该研究证实，生活方式在预防心血管代谢性疾病发生，以及随后进一步发展为共病和死亡中都发挥重要作用，强调了将综合生活方式干预纳入健康管理和疾病管理的重要性。特别是当个体生病后，单纯依靠药物治疗并不能完全改善预后，还需要配合综合的生活方式干预。

　　

胰腺癌免疫治疗研究

　　天津大学生命科学学院吕春婉等与美国佐治亚医学院Kebin Liu教授团队合作，发现抑制WDR5-H3K4me3表观遗传学通路可有效下调OPN的表达水平，阻断胰腺癌的免疫逃逸并改善抗PD-1免疫疗法在胰腺癌中的疗效。相关成果发表于Journal for Immunotherapy of Cancer。研究发现H3K4me3在启动子的富集程度可激活Spp1在胰腺肿瘤中的表达。Osteopontin（OPN）在人胰腺癌组织中高表达，并与较差的预后相关。WDR5-H3K4me3表观遗传学通路可在胰腺肿瘤细胞和髓源性抑制细胞（MDSCs）中有效调控OPN的表达并改善抗PD-1免疫疗法的疗效。

　　

肺部疾病超声诊断研究进展

　　同济大学附属上海市肺科医院超声科王茵教授团队开展了超声造影剂到达时差比鉴别诊断胸膜下肺部良恶性病灶的研究。相关成果发表于Radiology。此项前瞻性研究前后历时3年，所有病例资料均来源于同济大学附属上海市肺科医院。该研究聚焦现有国际指南中肺部超声造影诊断指标存在的缺陷，基于目前所见报道中最大的数据量（902例），设计并验证了“超声造影剂到达时差比（US Contrast Agent Arrival Time Difference Ratio）”这一指标的有效性，在胸膜下肺部病灶良恶性鉴别中获得了高达91%的诊断准确率，尤其是对于垂直径大于3cm的肺病灶，诊断准确率达到了97%。