科技名刊精選

臨床研究

抗腫瘤血管形成研究

四川大學華西基礎醫學與法醫學院生物醫學工程研究室曾燁副研究員與美國紐約城市大學Bingmei M.Fu教授等合作，在抗腫瘤血管形成研究方面取得進展。研究成果發表于Journal of Extracellular Vesicles。富VEGF外泌體可顯著促進內皮血管生成和肝癌細胞血管生成擬態，促進肝癌在裸鼠體內的生長。抗自噬也可以抑制血管內皮細胞的血管生成，但是與AATs相似，自噬抑制劑3-MA促進了富VEGF外泌體的釋放。抑制外泌體的釋放，或使用VEGF中和性抗體處理富VEGF外泌體，可以顯著抑制腫瘤細胞的血管生成擬態。AATs和抗自噬后的腫瘤血管形成和腫瘤生長是內皮細胞和腫瘤細胞相互作用的結果，由富VEGF的外泌體所介導。

AATs或抗自噬促進人臍靜脈內皮細胞釋放富VEGF外泌體（圖片來源于四川大學華西醫學中心網站）

富VEGF外泌體促進腫瘤生長和血管形成（圖片來源于四川大學華西醫學中心網站）

褪黑素（melatonin）通過調控SERPINA3N—依賴性神經炎癥逆轉神經毒效應

浙江大學公共衛生學院周舟課題組報道褪黑素（melatonin）可以有效逆轉三甲基氯化錫（Trimethyltin Chloride， TMT）引起的神經毒性。同時，課題組進一步研究揭示melatonin通過調控SERPINA3N-依賴性神經炎癥拮抗TMT引起的神經毒性。相關成果發表于Journal of Pineal Research。課題組設計載有Serpina3n的腺相關病毒AAV-Serpina3n對小鼠腦部進行感染。結果發現，當小鼠海馬區過表達SERPINA3N蛋白后，有效阻斷了melatonin對TMT引起神經毒性和神經炎癥的保護作用。證明了抑制SERPINA3N依賴性神經炎癥是melatonin拮抗TMT神經毒性的關鍵。

中國人群肺腺癌中發現新型融合基因

復旦大學附屬腫瘤醫院陳海泉教授團隊在肺腺癌靶向治療取得新進展。研究成果發表于Journal of Thoracic Oncology。研究的相關數據已加入美國紀念斯隆凱特琳癌癥中心（MSKCC）Alexander Drilon教授領銜的全球NRG1基因融合患者登記項目（global NRG1 registry），進一步推動了通過大樣本人群對NRG1基因融合肺癌患者進行臨床、病理、治療、預后分析，指導了該分子亞型的治療及臨床試驗的開展。在肺腺癌患者中，以表皮生長因子受體（EGFR）基因突變和間變性淋巴瘤激酶（ALK）基因融合為靶點的靶向治療已經成為晚期肺腺癌患者的標準一線治療方案。

PML核體組裝機制二部曲

上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院、上海血液學研究所、醫學基因組學國家重點實驗室蒙國宇教授團隊研究發現，在PML-RING結構域介導的四聚的基礎上，PML-B1 box結構域能夠介導一種前所未有的寡聚化模式，進而形成PML核體。同時，通過轉基因小鼠和單細胞技術進一步證實了蛋白寡聚在白血病發病的重要意義，為后續的靶向治療提供新的思路。研究論文發表于Nature Communications。研究人員通過X射線晶體衍射技術成功解析了PML-B1 box結構域的結構，提出RING四聚體形成可能先于B1的寡聚化，即RING先形成四聚體進而B1再形成更高程度的聚合。

基于CRISPR/Cas9系統創建致死基因敲除小鼠模型的新方法

首都醫科大學附屬北京口腔醫院/基礎醫學院王松靈教授團隊基于CRISPR/Cas9系統創建了二細胞胚胎一步顯微注射法構建致死基因敲除小鼠模型的新方法。研究論文發表于Nature Communications。構建了Slc17a5出生后致死基因敲除嵌合小鼠，該小鼠可以攜帶致死基因突變并傳代繁育，并發現Slc17a5基因敲除可致成年小鼠頜下腺組織內硝酸鹽與唾液酸的轉運明顯低下。隨機選取了另外一個出生后致死基因Ctla4和兩個胚胎致死基因Virma及Dpm1，利用該策略構建了這些基因的敲除嵌合小鼠，發現該類小鼠均可攜帶這些致死基因突變并傳代繁育。利用本方法構建的小鼠還可研究致死基因成年期的功能。

致死性基因和常規基因敲除、基因編輯、腦重大疾病動物模型構建。（圖片來源于首都醫科大學新聞網）

肝癌合并門靜脈癌栓治療的東西方治療對比

東南大學附屬中大醫院院長滕皋軍教授和上海東方肝膽醫院程樹群教授牽頭，聯合中美等多位肝癌領域頂尖專家開展肝癌合并門靜脈癌栓治療的東西方治療對比研究，研究論文發表于《柳葉刀—胃腸肝病學》。文章全面分析比較了東西方在肝癌伴門靜脈癌栓的診斷、分型、外科手術、放療、介入栓塞治療、支架開通、系統治療等各方面的診治策略。羅列了包括東西方肝癌人群在發病病因、醫療政策、醫生傾向以及新藥新器械等方面的差異，并對差別成因進行了深入分析。該文章指出了目前國際權威的肝癌門靜脈癌栓的BCLC治療策略的不足，并加以補充，展示了東方尤其是中國學者的研究成就。

發現宿主細胞抵御病毒感染新途徑

南開大學校長曹雪濤院士與中國醫學科學院基礎醫學研究所免疫學系博士生劉洋等發現，宿主可以通過調控自身RNA修飾與重塑細胞代謝狀態協同抵御病毒感染。研究論文發表于Science。宿主細胞在病毒感染情況下，通過抑制ALKBH5酶活性來增強其靶分子代謝酶OGDH mRNA上的m6A修飾并促進其降解，從而改變細胞代謝狀態和降低代謝物衣康酸產生，最終抑制病毒復制。該研究提出了宿主通過不依賴于天然免疫的方式抵御病毒感染的新機制，有助于人們深入了解病毒與宿主之間相互作用的過程及其分子機制，為病毒感染性疾病的干預與治療提供潛在的藥物靶點。

腫瘤免疫新進展

華中科技大學同濟醫學院楊想平教授等發現了腎癌靶向治療抵抗機制新成果，研究論文發表于Clinical Cancer Research。腫瘤靶向治療和免疫治療在臨床上患者常對臨床各種治療方法產生抵抗。腎癌患者中大多存在著mTOR通路的異常活化和mTOR通路相關基因突變，針對mTOR的靶向抑制劑被FDA審批通過用于治療預后不佳的腎細胞癌。研究發現，mTOR靶向抑制劑在治療腎透明細胞癌過程中能激活轉錄因子TFEB，后者能誘導腫瘤細胞PD-L1表達從而抑制CD8+細胞的殺傷功能。靶向mTOR同時聯合PD-L1抗體在小鼠模型中能顯著增強對腎癌的治療效果。

植物研究

植物減數分裂紡錘體組裝研究進展

中國科學院遺傳與發育生物學研究所程祝寬研究組，基于觀測單、雙子葉植物減數分裂紡錘體組裝的細胞學過程，證實最終的兩極紡錘體是由多極紡錘體轉變而來的。研究論文發表于PNAS（《美國科學院院刊》）。在減數分裂過程中，紡錘體的正確組裝并不依賴于DSB形成。當同源重組不能發生，導致僅有單價體存在的性母細胞中，部分單價體的著絲粒會改變其原來的單極取向，成為類似有絲分裂的雙極取向，這是兩極紡錘體形成的重要保證。OsMTOPVIB通過改變姊妹染色單體著絲粒的粘連，參與減數分裂紡錘體的組裝。相關結果為由染色體介導植物減數分裂紡錘體的組裝理論提供了直接證據。

水稻減數分裂紡錘體組裝過程（圖片來源于中國科學院遺傳與發育生物學研究所網站）

OsMTOPVIB參與減數分裂兩極紡錘體的組裝（圖片來源于中國科學院遺傳與發育生物學研究所網站）

植物與傳粉者相互關系的百年歷史變化研究進展

中國科學院昆明植物研究所楊永平研究員牽頭的植物基因組演化與基因功能發掘團隊與中國科學院植物研究所、云南師范大學、云南大學和西藏自治區高原生物研究所合作，統計了百年間豆科植物標本，研究論文發表于New Phytologist。13個物種的種子數量在近些年表現出了顯著的變化趨勢，其中9個物種的種子數量顯著增加；三個亞科植物的種子數量并沒有表現出一致的變化趨勢，而在蝶形花亞科中，種子數量增加的物種數要高于降低的物種數。研究結果表明，豆科植物與傳粉者的相互關系在近些年來并沒有被嚴重干擾，至少在中國是這種情況。

玉米密植株型調控機制

中國農業大學教授田豐課題組從玉米野生祖先種大芻草中克隆了控制玉米緊湊株型、密植增產的關鍵基因，建立了玉米緊湊株型的分子調控網絡，為玉米理想株型分子育種、培育密植高產品種提供了理論和實踐基礎。研究論文發表于Science。利用一套由玉米自交系W22與玉米野生種大芻草（CIMMT 8759）為親本雜交衍生得到的滲入系群體，對葉夾角進行了QTL定位分析，并對位于玉米第1、2染色體上的兩個主效QTL-UPA1和UPA2進行了精細定位和克隆。田間密植試驗顯示，改良農大108在密植條件下玉米籽粒產量顯著增加。

揭示鈣通道蛋白調控水稻稻瘟病抗性的分子機制

南京農業大學萬建民院士團隊與中國農業科學院作物科學研究所科研人員合作，克隆了調控水稻先天免疫的新基因OsCNGC9，并對其影響水稻苗期稻瘟病抗性的分子機制進行研究。相關成果發表于Cell Research。稻瘟病嚴重危害水稻產量和品質，是世界范圍內最具破壞性的水稻病害之一。植物主要依靠自身的免疫系統抵御外界病原物的入侵。通過突變體鑒定、遺傳分析和基因定位等方法，克隆獲得水稻CDS1（CELL DEATH and SUSCEPTIBLE to BLAST1）基因編碼的環核苷酸門控離子通道蛋白OsCNGC9，該基因對稻瘟病抗性具有正向的調控作用。

云南普洱地區發現秋海棠屬新種滇南秋海棠

中國科學院西雙版納熱帶植物園園林園藝部工作人員申健勇、郗厚誠等在普洱地區進行“西南—滇南地區本土植物全覆蓋保護計劃”項目目標物種調查時，發現一未知的秋海棠屬植物，引種回植物園苗圃栽培，次年首次在版納園開花、結果。植物引種與信息管理組王文廣、申健勇和馬興達等在對苗圃秋海棠屬植物清查、鑒定時發現其可能為一新種，其生花莖、葉柄和花序梗及子房上有紅色的細條紋，且莖和葉柄上有極短的貼伏毛，葉片寬卵形，苞片小，蒴果的長翅更長，可明顯區別于后者。最終確認該物種為一新種，命名為滇南秋海棠，研究論文發表于Taiwania。

滇南秋海棠（Begonia austroyunnanensis）（圖片來源于中國科學院西雙版納熱帶植物園網站）

氣孔保衛細胞分裂精細調控機制

中國科學院植物研究所樂捷研究組揭示氣孔保衛細胞分裂的精細調控網絡，驗證了RPA2a亞基磷酸化狀態對于RPA參與DNA修復中的功能起到調控作用。相關成果發表于PNAS（《美國科學院院刊》）。氣孔是分布在所有陸地植物葉片表面的特化表皮細胞結構。氣孔保衛細胞根據環境條件變化和節律發生“運動”改變氣孔大小，調控植物與外界的氣體交換和水分蒸發，直接影響了光合作用碳同化和水分利用效率。RPA2a的細胞核定位和功能受到CDKB1；1磷酸化調控，其第11和21絲氨酸是進化保守磷酸化位點，但又可在細胞周期中受到CDKB1和CDKA特異調控。

水稻SPL9-miR528-AO通路抗病毒機制

北京大學生命科學學院李毅課題組揭示了OsSPL9通過轉錄調控miR528基因參與到水稻抗病毒反應的機制。研究成果發表于Molecular Plant。水稻條紋病毒（RSV）特異誘導的AGO18蛋白能夠通過競爭性結合植物內源的miR528來釋放靶基因，抗壞血酸氧化酶（AO），AO通過氧化抗壞血酸調節植物體內的氧化還原穩態，從而增強水稻的抗病毒防御反應。病毒侵染導致轉錄因子OsSPL9在蛋白水平顯著下調，受到SPL9轉錄激活調控的miR528積累減少，進而提高靶基因AO的表達，最終抑制病毒RSV的侵染。研究揭示了SPL9-miR528-AO通路在水稻與病毒相互作用過程中的抗病機制。

水稻高分辨三維基因組圖譜

華中農業大學作物遺傳改良國家重點實驗室李興旺教授和李國亮教授團隊合作，繪制了水稻活躍基因以及異染色質參與的高分辨率三維基因組圖譜，揭示水稻三維基因組結構對基因的轉錄調控，以及遺傳變異對三維基因組結構及基因表達的影響。研究成果發表于Nature Communications。利用改進的Long-read ChIA-PET技術構建了RNA聚合酶II（RNAPII）、組蛋白修飾H3K4me3介導的水稻活躍基因的染色質交互圖譜以及組蛋白修飾H3K9me2介導的異染色質交互圖譜，系統地分析了3種交互的基本特征。水稻基因組在空間上可劃分為幾類具有不同轉錄活性的染色質交互模塊（CID），共覆蓋了大約82%的水稻線性基因組區域。

新型材料

非對稱仿生界面高分子復合材料用于太陽能海水淡化

中國科學院寧波材料技術與工程研究所陳濤研究員團隊制備得到了一種低價、大面積且具有機械穩定性、可洗滌和可縫制的聚吡咯棉布。結合織物特有的可裁剪性及可縫制性，獲得了一種具有多級結構的3D“植物”，實現了高效的“out-ofplane”光熱蒸發。研究成果發表于Nano Energy。該光熱蒸發器具有一個很強的排鹽性能，能夠在夜間將白天積聚的鹽通過PCM中豐富的毛細通道擴散到水相中，從而保證其長期穩定的使用。在戶外實驗中，在多云的天氣下，7個小時內，每平方米該3D PCM能夠純化約5.39kg海水，且可直接達到WHO飲用標準（各種鹽離子去除率保持在99.9%以上），能夠滿足一個成年人一天的飲水需求。

低價、大面積、高機械穩定性、可洗滌和可縫制的聚吡咯棉布用于海水淡化。（圖片來源于中國科學院寧波材料技術與工程研究所網站）

中遠紅外非線性光學晶體材料研究進展

中國科學院福建物質結構研究所結構化學國家重點實驗室朱起龍課題組在MFIR-NLO晶體材料設計與合成研究方面取得進展。研究成果發表于Chemistry of Materials。采用中溫固相反應，利用SnCl2作為助熔劑成功制備了一例混金屬的MFIR-NLO晶體材料Sn2Ga2S5。性能測試表明該材料具有很好的光學性能，基本滿足優異MFIR-NLO晶體材料的要求，包括有利于晶體生長的低熔點（MP=958K），寬的相位匹配區間（＞725nm），大的單晶透過范圍（0.57～13.8μm），強的非線性系數（SHG=2.5′AgGaS2），以及高的激光損傷閾值（LIDT=6.6′AgGaS2）。

碳材料多元活性位點高倍率儲鈉研究

江蘇大學能源研究院邱靜霞研究員研究團隊牽頭與南京工業大學李盛教授、霍峰蔚教授等合作， 在碳材料多元活性位點高倍率儲鈉研究方面取得進展。研究成果發表于Angewandte Chemie International Edition。鈉元素在自然界中的儲量高且價格低廉，因此鈉離子電池被廣泛認為是非常有前景的新一代儲能器件。通過鈉離子在碳材料中的存儲機理入手，充分利用多元活性位點與鈉離子之間的快速成鍵—斷裂過程，提出了多元多活性位點電容式策略以獲得超高倍率與長壽命鈉儲存性能。實驗室制備的碳材料具有優異的電化學性能，在10A/g的大電流條件下，經過10000圈的長循環，容量依舊超過200mAh/g。

有機多孔聚合物材料的前官能化合成策略及其綠色催化應用

北京理工大學材料學院的黃木華課題組基于1，3，5-三氨基苯的C-衍生化反應，利用前功能化修飾的策略，高效構筑了多氨基功能化的有機多孔聚合物材料Azo-POP-4、Azo-POP-5和Azo-POP-6。并將其用作銅催化劑的多孔載體，實現了C-H鍵的綠色氧化反應。相關論文發表于Chemistry of Materials。利用核磁共振氫譜（1H-NMR）和氣相色譜-質譜聯用法（GC-MS）觀察到： Cu@Azo-POP-4催化劑對該C-H氧化反應具有化學選擇性高和分離產率高等特點。Azo-POP-4的氨基偶氮官能團與Cu2+間存在極強的配位作用，使得Cu2+均勻地被聚合物骨架束縛，使得Cu@Azo-POP-4具有良好的重復使用性和對產物的低污染性。

新型材料

新型可降解鎂合金血管支架

上海交通大學輕合金精密成型國家工程研究中心袁廣銀教授課題組在可降解鎂合金血管支架設計方法研究領域取得進展。相關論文發表于Biomaterials。該研究提出了一種基于有限元方法的形狀優化設計策略，并將其應用于課題組自行研發的材料本身具有均勻降解特性的Mg-Nd-Zn-Zr（JDBM）合金制備的血管支架上，在體外各項力學性能測試和體內降解過程觀察中都取得了符合預期的實驗結果。在動物實驗中，經過形狀優化的JDBM支架被植入新西蘭大白兔髂動脈，文章根據相關實驗結果對其在體內的生物安全性、對血管壁支撐能力的有效性以及在動物體內的降解行為進行了系統的分析和討論。

支架植入兔髂動脈1、3、5個月后的QCA影像和OCT觀察界面（圖片來源于上海交通大學新聞學術網）

研究工作的設計思路（圖片來源于上海交通大學新聞學術網）

水凝膠介導的類器官和器官芯片研究

中國科學院大連化學物理研究所秦建華研究員及其團隊重點介紹了目前不同種類水凝膠材料特性（包括天然、合成、雜化水凝膠等），以及其在類器官和器官芯片中的最新研究進展，研究成果發表于Advanced Materials。文章探討了水凝膠材料的關鍵理化因素（如化學成分、結構和機械特性等）對干細胞衍生類器官分化、形成的影響，以及基于水凝膠材料構建的器官芯片類型等；針對當前類器官和器官芯片研究中面臨的挑戰，從體內組織器官發生到仿生工程學設計策略出發，提出了基于水凝膠材料構建3D類器官模型的策略性指導和可能的解決方案，并對未來該領域發展方向進行了展望。

亞納米尺度上通過團簇—晶核共組裝調控物質組成的材料生長新策略

清華大學化學系王訓與南洋理工大學李述周課題組團隊報道了一種通過團簇—晶核共組裝的方法，在亞納米尺度上實現調控物質組成的材料生長新策略。研究論文發表于Nature Chemistry。該組裝體材料高度有序，但其并非結晶態。這些二元的團簇—晶核共組裝體材料進一步可作為基底捕捉不同種類的第三或第四種納米團簇，進一步轉化為三元或四元的超晶格組裝體。這些組裝體可作為原子級位點催化劑，在催化室溫汽油脫硫和立體選擇性催化反應中都表現出了高效的催化活性。這種在亞納米尺度下調控材料結構的新方法，將為建立一個新的“材料基因庫”奠定堅實的基礎。

超低噪聲與漂移的相變異質結存儲器

西安交通大學材料學院金屬材料強度國家重點實驗室微納中心（CAMP-Nano）張偉教授與深圳大學饒峰教授和美國約翰霍普金斯大學馬恩教授通力合作，提出了一種新式的相變異質結（PCH）設計，由多個交替堆疊的相變層與限制層構成，并通過原位加熱且低速生長的多層薄膜磁控濺射沉積技術實現了高質量相變異質結的制備。研究成果發表于Science。該相變異質結可有效抑制玻璃態相變材料結構弛豫以及反復相變過程中的組分偏析，將相變存儲器件數據態的阻值波動和漂移降低到前所未有的水平。相變異質結器件在迭代擦除操作時可實現9個穩定的多態存儲，并在累積寫入操作時器件電導呈現高一致性。