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深圳先進(jìn)院丨免疫+抗衰老協(xié)同新型療法：Ⅱ期臨床試驗(yàn)顯示更高緩解、更低毒性（Nature Medicine）

化療聯(lián)合免疫治療（Chemoimmunotherapy）作為局部晚期頭頸部鱗狀細(xì)胞癌（HNSCC）的新輔助策略，雖顯著提升了病理緩解率，但受限于 “患者響應(yīng)異質(zhì)性、藥物毒性疊加、耐藥機(jī)制復(fù)雜”?三大核心問題，想要保障腫瘤患者的生活質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)“長期受益”仍具有挑戰(zhàn)性。中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院（以下簡稱“深圳先進(jìn)院”）腦認(rèn)知與腦疾病研究所（以下簡稱“腦所”）徐放副研究員，與中山大學(xué)孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院范松主任醫(yī)師、廣州國家實(shí)驗(yàn)室范小英研究員、哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院Xinhui Wang教授合作，在Nature Medicine在線發(fā)表了論文Immunotherapy and senolytics in head and neck squamous cell carcinoma: phase 2 trial results，首次證實(shí)腫瘤微環(huán)境中的免疫衰老是導(dǎo)致免疫治療耐藥的關(guān)鍵因素，并通過動(dòng)物模型和全球首個(gè)Ⅱ期臨床試驗(yàn)證實(shí)抗衰老藥物聯(lián)合免疫治療顯著提升頭頸鱗狀細(xì)胞癌（HNSCC）患者治療響應(yīng)率，且大幅降低毒副作用。該研究為實(shí)體瘤免疫治療提供了突破性策略。文章上線截圖，https://www.nature.com/articles/s41591-025-03873-7?sessionid=-465100064免疫耐藥新機(jī)制：單細(xì)胞多組學(xué)揭示免疫衰老核心作用研究團(tuán)隊(duì)最初通過一項(xiàng)II期臨床試驗(yàn)（OOC-001）發(fā)現(xiàn)，盡管新輔助化療聯(lián)合免疫治療在頭頸鱗癌患者中取得了47.9%的病理完全緩解率，但仍有部分患者對治療無響應(yīng)。通過單細(xì)胞多組學(xué)分析，研究人員發(fā)現(xiàn)這些無響應(yīng)患者的腫瘤微環(huán)境中存在明顯的免疫衰老特征：CCR7?CD4?幼稚T細(xì)胞和CD27?記憶B細(xì)胞比例顯著降低，TCR/BCR克隆多樣性下降，同時(shí)衰老標(biāo)志物p16/p21表達(dá)升高。團(tuán)隊(duì)還構(gòu)建了免疫衰老相關(guān)基因集（immunosenescence-associated gene set,?IAGs）評分系統(tǒng)，證實(shí)無響應(yīng)患者的T/B細(xì)胞具有更高的IAGs評分，并且發(fā)現(xiàn)IGF1?巨噬細(xì)胞比例升高與CD4?幼稚T細(xì)胞減少呈負(fù)相關(guān)，揭示了免疫衰老是導(dǎo)致治療耐藥的關(guān)鍵機(jī)制。臨床前模型驗(yàn)證：抗衰老藥物DQ聯(lián)合PD-1抑制劑逆轉(zhuǎn)免疫衰老為了驗(yàn)證干預(yù)策略，研究團(tuán)隊(duì)在多種動(dòng)物模型中測試了抗衰老藥物聯(lián)合免疫治療的療效。在4-NQO誘導(dǎo)的HNSCC衰老小鼠模型中，與單用PD-1抑制劑或聯(lián)合化療相比，PD-1抑制劑聯(lián)合達(dá)沙替尼和槲皮素（D+Q）治療顯著減少了腫瘤病灶并延長了生存期。該聯(lián)合治療降低了腫瘤內(nèi)免疫細(xì)胞的衰老標(biāo)志物表達(dá)，同時(shí)增加了CD62L?CD44?幼稚CD4?T細(xì)胞比例。這一效果在Ercc1+/-早衰小鼠模型以及膀胱癌和乳腺癌移植模型中同樣得到驗(yàn)證，表明D+Q聯(lián)合PD-1抑制劑能夠通過逆轉(zhuǎn)免疫衰老增強(qiáng)抗腫瘤免疫應(yīng)答。Ⅱ期臨床試驗(yàn)結(jié)果：抗衰老聯(lián)合免疫治療實(shí)現(xiàn)高效低毒基于臨床前研究的積極結(jié)果，團(tuán)隊(duì)開展了全球首個(gè)抗衰老藥物聯(lián)合免疫治療的II期臨床試驗(yàn)（COIS-01）。24例可切除頭頸鱗癌患者接受替雷利珠單抗聯(lián)合達(dá)沙替尼和槲皮素的新輔助治療后，33.3%達(dá)到主要病理緩解，其中包括16.7%的病理完全緩解率，顯著優(yōu)于歷史免疫單藥治療數(shù)據(jù)。更值得注意的是，該方案的3-4級治療相關(guān)不良反應(yīng)發(fā)生率僅為4.2%，遠(yuǎn)低于化療聯(lián)合免疫治療的51%。免疫組化分析證實(shí)治療后患者腫瘤內(nèi)CCR7?幼稚T細(xì)胞增加，衰老標(biāo)志物表達(dá)降低，為這種創(chuàng)新聯(lián)合策略的臨床轉(zhuǎn)化提供了有力支持。綜上所述，本研究通過前后兩項(xiàng)由研究者發(fā)起的II期臨床試驗(yàn)，結(jié)合單細(xì)胞多組學(xué)分析和動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)，首次系統(tǒng)性地揭示了免疫衰老在腫瘤免疫治療耐藥中的關(guān)鍵作用，并創(chuàng)新性地提出抗衰老藥物聯(lián)合免疫治療的策略。初步臨床數(shù)據(jù)顯示，這一聯(lián)合方案不僅提高了病理緩解率，還大幅降低了治療相關(guān)副作用，展現(xiàn)出良好的轉(zhuǎn)化潛力。同時(shí)基于多種實(shí)體瘤模型，COIS-01的遠(yuǎn)期生存率亦值得期待。本研究開啟了免疫聯(lián)合抗衰老治療實(shí)體瘤的一個(gè)新方向，針對腫瘤免疫治療響應(yīng)率低的臨床瓶頸問題，為改善治療效果提供了新思路，未來如何篩選或選擇更強(qiáng)的抗免疫衰老靶向藥物，優(yōu)化劑量和給藥頻率，以及免疫和抗衰老藥物在術(shù)后或標(biāo)準(zhǔn)治療后維持階段如何應(yīng)用都值得進(jìn)一步研究。范松主任醫(yī)師（中山大學(xué)孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院）、范小英研究員（廣州國家實(shí)驗(yàn)室）、徐放副研究員（深圳先進(jìn)院/深圳理工大學(xué)）、Xinhui Wang教授（哈佛大學(xué)）為論文通訊作者；劉牛（中山大學(xué)孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院研究生/深圳先進(jìn)院客座學(xué)生）、吳佳穎、鐘江龍、魏賓、蔡婷婷（中山大學(xué)孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院）、鄧恩澤（廣州國家實(shí)驗(yàn)室）為論文第一作者。中山大學(xué)孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院研究生/深圳先進(jìn)院客座學(xué)生陳運(yùn)升、繆家豪等人對論文亦有貢獻(xiàn)。

2025-08-26

廣州地化所汪程遠(yuǎn)、徐義剛等 SA：嫦娥六號樣品揭示月球年輕（<30億年）火山活動(dòng)的源區(qū)特征與熱驅(qū)動(dòng)力

????傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，月球在約30億年前就停止了火山活動(dòng)，但嫦娥五號和六號分別帶回了20億年和28億年前的玄武巖，證明月球"休眠"時(shí)間比想象中晚得多。這一新發(fā)現(xiàn)引出了一個(gè)重要的問題，究竟是什么樣的熱動(dòng)力機(jī)制維持著月球的活力？對此，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所月球科學(xué)研究團(tuán)隊(duì)的汪程遠(yuǎn)副研究員、徐義剛院士等，聯(lián)合廣州地化所-香港大學(xué)化學(xué)地球動(dòng)力學(xué)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的錢煜奇博士等，對嫦娥六號樣品展開了詳細(xì)的研究，為回答這一問題提供了新的視角。圖1. 嫦娥六號著陸區(qū)地質(zhì)圖及嫦娥六號玄武巖Mg#-TiO2成分與阿波羅玄武巖的對比?????研究團(tuán)隊(duì)在嫦娥六號樣品中發(fā)現(xiàn)了兩種不同類型的火山巖：分別形成于著陸區(qū)東側(cè)的29億年前的超低鈦玄武巖和位于著陸區(qū)的28億年前的低鈦玄武巖（圖1）。它們雖然形成時(shí)間接近，但成分和源區(qū)深度差異顯著（圖2）。前者的源區(qū)略深（約120公里），不含鈦鐵礦；?后者源自淺部（60-80公里）月幔，含少量鈦鐵礦。通過高溫高壓實(shí)驗(yàn)和微量元素模擬計(jì)算（圖3），發(fā)現(xiàn)它們的源區(qū)分別對應(yīng)月球早期巖漿洋結(jié)晶形成的含鈦鐵礦輝石巖（IBC）和輝石巖層。令人意外的是，本應(yīng)沉入月球深部的IBC竟仍存在于淺部月幔，且受到了SPA大撞擊的影響。圖2. 嫦娥六號玄武巖起源溫度和壓力條件圖3. 微量元素比值Ta/Nd-Zr/Nb模擬嫦娥六號玄武巖源區(qū)礦物組合????傳統(tǒng)理論認(rèn)為，月球火山活動(dòng)可能由富水或KREEP（一種富含放射性生熱元素的物質(zhì)）的源區(qū)驅(qū)動(dòng)，但嫦娥五號和六號樣品均排除了這兩種可能：它們的源區(qū)貧水且虧損放射性成因同位素?；阪隙鹆杻深愋鋷r的對比研究，研究團(tuán)隊(duì)提出了全新的機(jī)制（圖4）：考慮到月球冷卻過程中巖石圈逐漸加厚，巖漿很難到達(dá)月表而是底墊在具有不同流變性質(zhì)的巖層中間。一般認(rèn)為，巖石圈底部是具有不同流變性質(zhì)的分界層，然而，熱傳導(dǎo)模擬表明，即使是高速的巖漿底侵到巖石圈底部，仍很難引發(fā)淺部IBC的熔融。因此，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步提出，巖石圈內(nèi)部IBC和下方橄欖巖之間可能是一個(gè)被忽視的分界層。熱傳導(dǎo)模擬顯示，底墊到這個(gè)分界層的巖漿可以向上加熱引發(fā)IBC熔融。圖4. A. 月球早期（>30億年）火山活動(dòng)的多種熱動(dòng)力機(jī)制；B. 月球晚期（<30億年）火山活動(dòng)的淺部熱動(dòng)力機(jī)制；C. 遙感觀測揭示的月球火山成分隨時(shí)間的變化?為進(jìn)一步證明該機(jī)制可以適用于全月球火山，研究團(tuán)隊(duì)利用遙感數(shù)據(jù)分析了月球火山活動(dòng)的成分隨時(shí)間的變化，發(fā)現(xiàn)~30億年可能是?月球內(nèi)部熱動(dòng)力的轉(zhuǎn)折點(diǎn)（圖4C）：30億年前的玄武巖成分變化沒有規(guī)律，表明其熱動(dòng)力機(jī)制是多源且復(fù)雜的（如KREEP、潮汐加熱、撞擊等）。30億年之后，熱驅(qū)動(dòng)力變得單一，自下而上的的熱傳輸機(jī)制占據(jù)主導(dǎo)。由于IBC層的流變學(xué)阻擋作用，深部來源的巖漿不能噴出月表。底墊巖漿的熱傳導(dǎo)致使年輕月球火山活動(dòng)的源區(qū)集中在淺部月幔。此外，由于月幔結(jié)構(gòu)上可能的二分性（正面的IBC相對背面可能具有更多的鈦鐵礦），使得正背面的年輕火山成分上也出現(xiàn)差異：正面以嫦娥五號玄武巖類型為主導(dǎo)，而背面則以嫦娥六號超低鈦玄武巖類型的火山活動(dòng)為主。?????該研究近期于近期發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上，研究主要受中國科學(xué)院院長基金，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所所長基金，以及香港研究資助局和中國科學(xué)院聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室等項(xiàng)目的資助。?論文信息：Chengyuan Wang?（汪程遠(yuǎn)）,Yuqi Qian（錢煜奇）,Jintuan Wang（王錦團(tuán)）,Liang Liu（劉亮）,Le Zhang（張樂）,Zhiming Chen（陳志銘）,Jingyou Chen（陳景有）,Guanhong Zhu（朱冠虹）,Xianglin Tu（涂湘林）,Zexian Cui（崔澤賢）,Qing Yang（楊晴）,Yan-Qiang Zhang（張彥強(qiáng)）,Pengli He（賀鵬麗）,Yonghua Cao（曹永華）,Haiyang Xian（鮮海洋）,James W. Head III,?Yi-Gang Xu*（徐義剛）,The source and thermal driver of young (<3.0 Ga) lunar volcanism. Science Advances

2025-08-26

廣州地化所陳景有、張樂、徐義剛等-NA：嫦娥六號月壤揭示月球阿波羅盆地形成于約41.6億年前，定位太陽系撞擊歷史關(guān)鍵錨點(diǎn)

月球形成初期曾經(jīng)歷劇烈的小天體撞擊事件，其表面廣泛分布的巨型撞擊盆地（直徑超過300公里）是最直觀的地質(zhì)記錄。這些巨型撞擊盆地集中形成的時(shí)期被稱為月球晚期重轟擊（Late Heavy Bombardment，LHB），其本質(zhì)反映了月球撞擊通量的變化。關(guān)于LHB期間月球撞擊通量的變化，學(xué)術(shù)界長期存在兩種對立的觀點(diǎn)：1、撞擊通量自月球形成后呈現(xiàn)持續(xù)緩慢下降的趨勢； 2、撞擊通量在距今約38–40億年內(nèi)突然升高。導(dǎo)致這一爭議的主要原因是月球的大多數(shù)撞擊盆地缺乏精確的放射性同位素年齡的約束。嫦娥六號采樣點(diǎn)所在的阿波羅（Apollo）盆地直徑約540公里，作為月球南極-艾特肯（SPA）盆地內(nèi)最大的次級撞擊構(gòu)造，其形成年齡可能標(biāo)志著LHB的啟動(dòng)時(shí)間。因此，精確測定該盆地的形成年齡成為破解LHB之謎的關(guān)鍵。圖1 嫦娥六號月壤中識(shí)別出的三顆KREEP巖屑撞擊熔融巖石（impact melt rock）是月球巖石遭受撞擊時(shí)產(chǎn)生的高溫熔體冷卻結(jié)晶而形成的一類特殊月球巖石，被視為記錄月球撞擊歷史最理想的“地質(zhì)時(shí)鐘”。通過對這類巖石的精細(xì)年代學(xué)研究，有望獲得Apollo盆地的形成時(shí)代。中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所月球樣品研究小組陳景有博士后、張樂高級工程師等在徐義剛院士指導(dǎo)下，聯(lián)合大灣區(qū)研究團(tuán)隊(duì)（中山大學(xué)肖智勇教授和香港大學(xué)錢煜奇博士）以及國外合作者，從3.5 g嫦娥六號月壤樣中識(shí)別出三顆撞擊熔融巖屑（圖1）。這些巖石碎屑(150-350微米）具細(xì)粒嵌晶-斑狀結(jié)構(gòu)、高Co/Ni（11.2–14.6）鐵鎳金屬以及礦物組合不一致的冷卻速率等特征，且顯著富集不相容元素（圖2a-c），其Sr同位素符合KREEP（泛指富集鉀元素、稀土元素，磷元素及其他不相容元素組分的月球巖石）巖石演化的特征（圖2d）。因此本次發(fā)現(xiàn)的這三顆巖屑為富KREEP撞擊熔融巖石。圖2 三顆撞擊熔融巖屑的微量元素成分以及Sr同位素組成。?研究團(tuán)隊(duì)利用離子探針技術(shù)分析了兩顆巖屑中的含鋯礦物、磷酸鹽礦物以及其他硅酸鹽礦物，得到了具有非常一致的Pb-Pb年齡，分別為4164±7 Ma和 4184±40 Ma，平均加權(quán)年齡為41.6 億年，很可能對應(yīng)于一次大規(guī)模撞擊事件的發(fā)生時(shí)間。圖3 ?最左側(cè)Pb-Pb等時(shí)線年齡?？紤]到嫦娥六號采樣點(diǎn)位于南極-艾特肯（SPA）盆地中的阿波羅盆地內(nèi)，上述獲得的撞擊年齡最有可能記錄的是SPA或者阿波羅盆地的形成時(shí)代。然而現(xiàn)有的樣品分析和撞擊坑統(tǒng)計(jì)研究表明，SPA盆地的形成年齡早于42億年前。因此，本研究分析的較年輕的撞擊熔體碎屑（~4.16 Ga）最有可能記錄的是阿波羅盆地的形成年齡。三顆巖屑的KREEP特征指示它們是阿波羅撞擊盆地形成的產(chǎn)物。SPA撞擊盆地內(nèi)部的KREEP物質(zhì)被認(rèn)為有三種可能的來源：1、雨海盆地撞擊對跖點(diǎn)濺射；2、SPA撞擊事件本身挖掘出的深部月球巖漿洋殘余物（urKREEP）；3、SPA撞擊熔融池的分異產(chǎn)物。本研究獲得的撞擊年齡（4.16 Ga）顯著老于雨海盆地的年齡（~3.9 Ga），并年輕于預(yù)計(jì)的SPA年齡，因而排除了第一和第二種來源。熱化學(xué)模型的結(jié)果顯示SPA撞擊熔融池可能經(jīng)歷了類似月球巖漿洋的結(jié)晶過程，導(dǎo)致晚期分異殘余物具有類似KREEP地球化學(xué)特征。地形地貌觀測表明，在阿波羅盆地形成以前，部分SPA撞擊熔融池分異的KREEP物質(zhì)已分布在Apollo盆地區(qū)域（圖4a）。因此，在阿波羅盆地形成時(shí)，該區(qū)域之前分布的KREEP物質(zhì)將無可避免地被改造，形成新的具有KREEP屬性的撞擊熔體。最后，由Chaffee S撞擊事件將阿波羅撞擊產(chǎn)生的富KREEP巖石輸送至嫦娥六號著陸區(qū)（圖4b）。圖4 嫦娥六號月壤樣品中富KREEP撞擊熔融巖石成因模式圖。綜合遙感數(shù)據(jù)、地球化學(xué)數(shù)據(jù)、巖石學(xué)特征和著陸區(qū)地質(zhì)背景等多方面的信息，本項(xiàng)工作證實(shí)了阿波羅盆地形成于距今約41.6億年前，這一發(fā)現(xiàn)對于理解太陽系晚期重轟擊（LHB）事件具有兩點(diǎn)新的指示意義。第一，基于撞擊坑頻率統(tǒng)計(jì)的結(jié)果表明，阿波羅盆地的形成年齡略晚于酒海（Nectaris）盆地的形成年齡（圖5）。由于酒海盆地常被用作LHB事件的起始標(biāo)志，這一結(jié)果將LHB的起始時(shí)間進(jìn)一步約束至早于41.6億年。第二，撞擊通量的分析揭示LHB期間撞擊通量呈緩慢衰減，不支持災(zāi)變式（38-40億年間撞擊通量激增）的LHB。圖5 晚期重轟擊（LHB）期間月球撞擊通量的變化模式圖項(xiàng)目資助：本工作得到了中國科學(xué)院、中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所月球研究項(xiàng)目和中國科學(xué)院與香港地區(qū)“化學(xué)地球動(dòng)力學(xué)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”等的資助。論文信息：中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所徐義剛院士研究團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合粵港澳大灣區(qū)科研力量（中山大學(xué)、香港大學(xué)）及國際合作學(xué)者（英國曼徹斯特大學(xué)、美國布朗大學(xué)和圣母大學(xué)），通過對嫦娥六號返回樣品中撞擊熔融巖屑的系統(tǒng)分析，成功確定了嫦娥六號采樣點(diǎn)所在的阿波羅盆地形成于距今約41.6億年前，為揭示太陽系早期撞擊歷史提供了關(guān)鍵的時(shí)間錨點(diǎn)。研究成果以“KREEP-like lithologies in the South Pole-Aitken basin reworked by the Apollo basin impact at 4.16 Ga”為題，于北京時(shí)間2025年8月20日星在線發(fā)表于Nature Astronomy。論文共同第一作者為中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所陳景有博士后和張樂高級工程師，通訊作者為徐義剛院士。

2025-08-20

廣州地化所黃永勝、吳國濟(jì)等-GCA+CMP：高溫高壓實(shí)驗(yàn)限定俯沖帶蛇紋巖碳酸鹽化對全球深部碳循環(huán)的影響

?碳(C)元素在地球表層與深部圈層之間的遷移與再循環(huán)過程對全球氣候變化和地球宜居性演變具有重要調(diào)控作用。俯沖帶是地球深部C循環(huán)的關(guān)鍵構(gòu)造單元。通過俯沖作用，板片將沉積有機(jī)C、蝕變洋殼和巖石圈地幔中的無機(jī)C輸入地球內(nèi)部；與此同時(shí)，深部變質(zhì)脫水/部分熔融產(chǎn)生的富C流體和熔體又將C通過火山/熱液活動(dòng)等方式返回地表系統(tǒng)。這一動(dòng)態(tài)循環(huán)過程中，含CO2流體與鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖系發(fā)生廣泛的水–巖反應(yīng)，促使C以穩(wěn)定的碳酸鹽礦物相（如菱鎂礦、白云石等）在俯沖帶中沉淀固定。近年來，多學(xué)科交叉研究（包括：高壓–超高壓巖石學(xué)觀察、高溫高壓實(shí)驗(yàn)?zāi)M和大地電磁及地震波速探測）共同揭示，俯沖帶不同深度普遍發(fā)育的碳酸鹽化蛇紋巖可能是深部C循環(huán)的重要"儲(chǔ)庫"與"中轉(zhuǎn)站"。特別是，蛇紋巖在H2O–CO2–NaCl多組分流體體系中的碳酸鹽化反應(yīng)，通過控制C的溶解–沉淀平衡，深刻影響著俯沖帶C通量的空間分配與時(shí)間演化。然而，該過程對全球深部C循環(huán)的定量貢獻(xiàn)仍存在三個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問題亟待解決：(1)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的精確限定；(2)不同溫壓條件下的C固定效率；(3)俯沖帶C收支的評估。?為系統(tǒng)揭示蛇紋巖碳酸鹽化的動(dòng)力學(xué)特征與反應(yīng)平衡狀態(tài)，本研究設(shè)計(jì)了兩組系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)：?1)?在140–180 MPa、300–500?°C條件下，定量限定H2O–CO2–NaCl流體體系中蛇紋巖碳酸鹽化速率，并評估板片彎曲斷層區(qū)域的C封存潛力；?2)?在1.0–3.0 GPa、300–800?°C條件下，測定H2O–CO2–NaCl流體體系中蛇紋巖碳酸鹽化反應(yīng)程度，量化弧前蛇紋巖化地幔楔的C固定能力。?實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：蛇紋巖碳酸鹽化速率及反應(yīng)程度與流體鹽度呈負(fù)相關(guān)，而與溫度、壓力及XCO2呈正相關(guān)關(guān)系?；诒緦?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與前人研究成果，我們建立了蛇紋巖碳酸鹽化動(dòng)力學(xué)參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式。模型計(jì)算表明：(1)全球俯沖帶彎曲斷層中，蛇紋巖碳酸鹽化作用每年可向地幔輸送7.3–28.5 Mt?C，相應(yīng)蛇紋巖消耗量?<?1 vol%?(圖1)；(2)在15–80 km深度范圍內(nèi)，49–76%板片釋放的C可被地幔楔蛇紋巖碳酸鹽化作用固定，形成每年0.02–4.17 Mt的C封存量，蛇紋巖消耗比例為0.1–10?vol%?(圖2)。這些定量約束為建立俯沖帶C收支平衡模型提供了關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)約束。?本研究成果由中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所黃永勝副研究員團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)，聯(lián)合日本東北大學(xué)(奧村聰副教授、辻森樹教授等)及德國拜羅伊特大學(xué)(李元研究員)共同完成。系列成果已發(fā)表于礦物巖石學(xué)與地球化學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊《Contributions to Mineralogy and Petrology》和《Geochimica et Cosmochimica Acta》。論文信息：Yongsheng Huang*;?Satoshi Okumura;?Kazuhisa Matsumoto;?Naoko Takahashi;?Hong Tang;?Guoji Wu;?Tatsuki Tsujimori;?Michihiko Nakamura;?Atsushi Okamoto;?Yuan Li.?2024. Experimental constraints on serpentinite carbonation in the presence of a H2O–CO2–NaCl fluid.?Contributions to Mineralogy and Petrology?179,98. DOI:?10.1007/s00410-024-02175-4論文鏈接：https://link.springer.com/article/10.1007/s00410-024-02175-4#Sec8論文信息：Guoji Wu;?Yongsheng Huang*;?Michihiko Nakamura;?Tatsuki Tsujimori;?Yuan Li.?2025. Sequestration of carbon in the forearc mantle wedge.?Geochimica et Cosmochimica Acta.?DOI:?10.1016/j.gca.2025.07.002論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.gca.2025.07.002圖1. 俯沖板片彎曲斷層中的蛇紋石碳酸鹽化?(Huang et al.,2024 CMP)圖2. 俯沖帶弧前地幔楔中的蛇紋巖碳酸鹽化?(Wu et al.,2025 GCA)

2025-08-18

南海海洋所?|?馬尾藻場碳匯研究取得重要進(jìn)展

近日，中國科學(xué)院南海海洋研究所胡超群研究員團(tuán)隊(duì)在大型海藻惰性溶解有機(jī)碳（RDOC）形成機(jī)制及其碳封存能力精確測算方面取得重要進(jìn)展。研究成果以“Accurate Accounting and Molecular Composition Analysis Reveal Sargassum Beds as a Major Marine Carbon Sequestration”為題發(fā)表于國際著名期刊Environmental Science & Technology（《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》），并被選為封面文章。碩士研究生余宿中及其導(dǎo)師研究員任春華、廣西科學(xué)院研究員姜發(fā)軍為論文共同第一作者，研究員胡超群和研究員陳廷為共同通訊作者。溫室氣體的持續(xù)排放加劇了全球氣候變暖，海洋碳匯因其巨大的碳封存潛力，被視為緩解氣候變化的重要負(fù)碳排放途徑。長期以來，大型海藻生態(tài)系統(tǒng)因其碳匯機(jī)制研究有限和碳匯貢獻(xiàn)量化困難而未被納入海洋碳匯的評估范疇。研究團(tuán)隊(duì)以潿洲島馬尾藻場為研究對象，采用野外監(jiān)測與室內(nèi)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，調(diào)查了馬尾藻整個(gè)生命周期內(nèi)的生物量變化，首次開展了南海馬尾藻場RDOC形成機(jī)制及其碳封存能力研究。結(jié)果表明：RDOC是海洋長期碳封存的重要載體，馬尾藻通過自身代謝及微生物作用可向海域輸送RDOC，其中馬尾藻的代謝活動(dòng)在RDOC形成過程中占據(jù)主導(dǎo)地位。馬尾藻通過代謝活動(dòng)向水體釋放的溶解有機(jī)碳（DOC）約占藻體碳儲(chǔ)量的17.95%，其中高達(dá)64.29%的DOC最終轉(zhuǎn)化為RDOC。同時(shí)，研究建立了精準(zhǔn)的馬尾藻RDOC碳封存量的估算方法，估算出潿洲島馬尾藻場RDOC的碳封存量約為 9.17 g C·m?2·yr?1，并借助傅里葉變換離子回旋共振質(zhì)譜技術(shù)（FT-ICR MS）與三維熒光光譜技術(shù)（EEMs）在分子層面上進(jìn)一步揭示了馬尾藻釋放的DOC成分及其穩(wěn)定性。研究結(jié)果不僅揭示了大型海藻在碳封存中所起的重要作用，而且為大型海藻碳封存的定量評估提供了新的思路與方法。該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題和廣西科學(xué)院創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)啟動(dòng)資助項(xiàng)目資助。相關(guān)論文信息：Yu SZ#,Ren CH#,Jiang FJ#,Jiang X,Zhuang JL,Pan WJ,Qin Z,Huo D,Tu YK,Liu Y,Wang X,Liang JX,Chen T*,Hu CQ*. Accurate accounting and molecular composition analysis reveal Sargassum beds as a major marine carbon sequestration. Environ Sci Technol 2025 59: 16985-96.原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.5c02913圖1 Environmental Science & Technology封面論文圖2 馬尾藻碳匯的精確測量與分子組分分析

2025-08-22

深圳先進(jìn)院 | 工程化生物纖維素止血敷料賦能燒傷創(chuàng)面治療（Advanced Materials）

近日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院定量合成生物學(xué)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、合成生物學(xué)研究所材料合成生物學(xué)研究中心鐘超團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院燒傷整形科劉琰團(tuán)隊(duì)，在國際學(xué)術(shù)期刊Advanced Materials發(fā)表題為“Thrombin-Anchored Bacterial Cellulose Dressing for Advanced Burn Wound Care”的研究論文。近日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院定量合成生物學(xué)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、合成生物學(xué)研究所材料合成生物學(xué)研究中心鐘超團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院燒傷整形科劉琰團(tuán)隊(duì)，在國際學(xué)術(shù)期刊Advanced Materials發(fā)表題為“Thrombin-Anchored Bacterial Cellulose Dressing for Advanced Burn Wound Care”的研究論文。該研究基于纖維素結(jié)合結(jié)構(gòu)域（CBD）的非共價(jià)橋連機(jī)制，成功將重組人源凝血酶固定于生物纖維素基體上，構(gòu)建出兼具止血與促愈合功能的一體化敷料（T-BC）。該材料在燒傷創(chuàng)面護(hù)理中表現(xiàn)出優(yōu)異的生物性能和組織修復(fù)能力，為嚴(yán)重創(chuàng)傷管理提供了新的材料策略，并展現(xiàn)出良好的臨床轉(zhuǎn)化潛力。在臨床燒傷創(chuàng)傷治療中，早期削痂術(shù)是清除壞死組織、減輕炎癥反應(yīng)并改善愈合效果的關(guān)鍵干預(yù)措施。然而，該手術(shù)通常伴隨明顯的術(shù)區(qū)出血。若止血控制不充分，不僅會(huì)增加繼發(fā)感染風(fēng)險(xiǎn)，還可能延緩創(chuàng)面修復(fù)進(jìn)程，影響患者康復(fù)。當(dāng)前臨床常用的止血方式存在顯著局限：電凝止血雖可有效控制出血，但其熱損傷效應(yīng)易對周圍健康組織造成二次損傷，且處理過程需逐點(diǎn)操作，效率較低；而商用止血?jiǎng)┰趽Q藥時(shí)易出現(xiàn)再出血、貼附性差、機(jī)械強(qiáng)度不足等問題。這些挑戰(zhàn)凸顯出對兼具快速止血與良好生物相容性的新型創(chuàng)面修復(fù)材料的迫切需求。在眾多材料中，生物纖維素（BC）因其高度可控的納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、良好的透氣性與生物相容性，被廣泛視為理想的創(chuàng)面敷料基材。該材料是由康普茶菌Komagataeibacter rhaeticus在培養(yǎng)基的氣-液界面自然生成的濕膜，其不引起免疫排斥反應(yīng)，有助于維持濕潤微環(huán)境，促進(jìn)細(xì)胞遷移與組織再生。然而，BC本身缺乏主動(dòng)的生物功能，如止血活性，這限制了其在復(fù)雜創(chuàng)面中的應(yīng)用。凝血酶作為止血級聯(lián)反應(yīng)中的關(guān)鍵酶，不僅可迅速催化纖維蛋白原生成纖維蛋白形成血凝塊，還能通過與細(xì)胞表面受體相互作用參與調(diào)控傷口愈合過程。但天然凝血酶在創(chuàng)面使用時(shí)常因易被體液降解、局部停留時(shí)間短、粘附性差等問題而療效受限。針對上述問題，本研究創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)并構(gòu)建了人源凝血酶與纖維素結(jié)合域（CBD）的融合蛋白，通過簡單浸泡方式將其錨定至BC膜表面，成功制備出具備協(xié)同功能的T-BC敷料。該策略基于分子識(shí)別機(jī)制進(jìn)行酶固定化，無需有機(jī)溶劑或復(fù)雜化學(xué)修飾，兼顧綠色、安全與工藝可行性。制備所得的T-BC復(fù)合敷料在保留BC原有結(jié)構(gòu)和保濕優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了快速且持久的止血性能，為燒傷創(chuàng)面修復(fù)提供了一種新型、高效且具臨床轉(zhuǎn)化潛力的材料解決方案（圖1）。在初步實(shí)驗(yàn)中，研究團(tuán)隊(duì)首先篩選獲得了能夠與生物纖維素高效、穩(wěn)定結(jié)合的纖維素結(jié)合結(jié)構(gòu)域（CBD），并將其與人凝血酶原-2構(gòu)建為融合蛋白進(jìn)行表達(dá)。該融合蛋白經(jīng)蛇毒酶Ecarin激活后成功轉(zhuǎn)化為具有完整酶活性的CBD-凝血酶，并在體外實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出顯著的促凝血功能，能夠快速誘導(dǎo)血液凝固。進(jìn)一步通過大鼠肝臟切口模型驗(yàn)證了該策略的止血效果：CBD-凝血酶與BC基質(zhì)的穩(wěn)定結(jié)合將BC轉(zhuǎn)化為具有生物活性的功能性止血敷料，可在1分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速止血（圖2），表現(xiàn)出優(yōu)越的即時(shí)止血能力。此外，研究系統(tǒng)開展了T-BC敷料的細(xì)胞毒性、溶血活性與組織相容性評價(jià)，相關(guān)結(jié)果表明該材料具有良好的生物安全性，支持其在臨床燒傷創(chuàng)面修復(fù)中的應(yīng)用。在模擬深Ⅱ度燒傷削痂創(chuàng)面的大鼠模型中，T-BC敷料展現(xiàn)出顯著的促愈合效果。治療組在第5天的創(chuàng)面閉合率明顯高于未處理組，表明該材料可有效加速創(chuàng)面愈合進(jìn)程（圖3）。進(jìn)一步的轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析顯示，T-BC能夠調(diào)控多條與血管新生、炎癥消退和細(xì)胞外基質(zhì)重塑相關(guān)的信號通路，提示其在多階段創(chuàng)面修復(fù)過程中發(fā)揮協(xié)同作用。這一分子層面的調(diào)控作用亦得到了細(xì)胞水平和組織學(xué)結(jié)果的佐證，驗(yàn)證了T-BC在創(chuàng)面微環(huán)境中長期穩(wěn)定存在的基礎(chǔ)上，兼具止血與組織再生的雙重功能。綜上所述，T-BC敷料有效填補(bǔ)了燒傷創(chuàng)面護(hù)理中的關(guān)鍵技術(shù)空白，兼具快速止血與加速組織再生的雙重功能，顯著改善了創(chuàng)面修復(fù)效率并有望提升患者整體預(yù)后表現(xiàn)。通過蛋白功能模塊—碳水化合物結(jié)合域—碳水化合物基質(zhì)的可編程構(gòu)建策略，該平臺(tái)兼顧材料的模塊化設(shè)計(jì)、生物功能性與臨床相關(guān)性，為未來在急性創(chuàng)傷及慢性難愈性傷口治療中的應(yīng)用提供了廣闊前景和發(fā)展?jié)摿ΑＶ袊茖W(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院研究員鐘超、副研究員安柏霖和上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院劉琰主任為本文的通訊作者。深圳先進(jìn)技術(shù)研究院科研助理王瑤敏和瑞金醫(yī)院主治醫(yī)師楊沛瑯為本文共同第一作者。中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院副研究員王艷怡在本研究過程中提供了重要指導(dǎo)與支持。本研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、深圳市醫(yī)學(xué)研究專項(xiàng)資金、國家杰出青年科學(xué)基金、深圳市科技計(jì)劃項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金以及深圳合成生物學(xué)創(chuàng)新研究院等項(xiàng)目的資助。同時(shí)，本研究感謝材料合成生物學(xué)研究中心儀器分析平臺(tái)，以及深圳合成生物研究重大科技基礎(chǔ)設(shè)施在本研究中提供的技術(shù)支持。文章上線截圖圖1 | T-BC敷料在創(chuàng)面治療中的作用機(jī)制圖2 | T-BC止血敷料的體外及體內(nèi)性能評估圖3 | 大鼠削痂創(chuàng)面模型中止血促愈效果評估原文鏈接

2025-07-28

深圳先進(jìn)院｜微重力對卵母細(xì)胞減數(shù)分裂進(jìn)程影響研究取得新突破（Advanced Science）

近日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院生物醫(yī)藥與技術(shù)研究所能量代謝與生殖研究中心張鍵團(tuán)隊(duì)與雷曉華團(tuán)隊(duì)合作，在微重力環(huán)境下卵母細(xì)胞減數(shù)分裂損傷的研究方面取得了新進(jìn)展。該研究團(tuán)隊(duì)利用旋轉(zhuǎn)細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)構(gòu)建模擬微重力（SMG）模型，系統(tǒng)評估小鼠卵母細(xì)胞在SMG環(huán)境下的減數(shù)分裂動(dòng)態(tài)與能量代謝等，為空間卵母細(xì)胞減數(shù)分裂損傷機(jī)制與干預(yù)手段提供了新的見解。絕大多數(shù)關(guān)于哺乳動(dòng)物卵母細(xì)胞發(fā)育的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，皆源于地球標(biāo)準(zhǔn)重力（1g）條件下。然而，隨著載人航天任務(wù)的推進(jìn)，微重力對生殖系統(tǒng)的潛在干擾正日益引起關(guān)注。已有研究表明，微重力可顯著改變細(xì)胞骨架與能量代謝等。因此，對高度依賴結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與精密能量調(diào)控的卵母細(xì)胞而言，其反應(yīng)可能更為劇烈。盡管在20世紀(jì)90年代已實(shí)現(xiàn)非洲爪蟾（Xenopus laevis）和青鳉魚（Oryzias latipes）的太空繁殖，哺乳動(dòng)物卻尚未完成從交配到分娩的全過程。哺乳動(dòng)物卵母細(xì)胞異常高的非整倍性發(fā)生率提示其在太空環(huán)境中可能面臨獨(dú)特挑戰(zhàn)。然而，這種高敏感性是否限制了哺乳動(dòng)物在太空中的正常繁殖，這一問題目前仍缺乏相關(guān)研究。近日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院生物醫(yī)藥與技術(shù)研究所能量代謝與生殖研究中心張鍵團(tuán)隊(duì)與雷曉華團(tuán)隊(duì)合作，在微重力環(huán)境下卵母細(xì)胞減數(shù)分裂損傷的研究方面取得了新進(jìn)展。該研究團(tuán)隊(duì)利用旋轉(zhuǎn)細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)構(gòu)建模擬微重力（SMG）模型，系統(tǒng)評估小鼠卵母細(xì)胞在SMG環(huán)境下的減數(shù)分裂動(dòng)態(tài)與能量代謝等，為空間卵母細(xì)胞減數(shù)分裂損傷機(jī)制與干預(yù)手段提供了新的見解。相關(guān)成果以“The Critical Role of Enhanced OXPHOS and Mitochondrial Hyperpolarization in Simulated Microgravity-Induced Oocyte Maturation Arrest”發(fā)表于Advanced Science上。該研究顯示SMG誘導(dǎo)小鼠卵母細(xì)胞獨(dú)特的能量代謝損傷，表現(xiàn)為增加的氧化磷酸化（OXPHOS）與線粒體膜電位超極化，這不同于卵母細(xì)胞在常規(guī)重力下其他暴露所引起的能量代謝損傷，表明微重力與卵母細(xì)胞兩者的特殊性。與此同時(shí)，SMG加速減數(shù)分裂進(jìn)程，但延遲了微管組裝中心（MTOC）融合，最終引起卵母細(xì)胞成熟阻滯。該研究針對加速的減數(shù)分裂進(jìn)程，使用了后期促進(jìn)復(fù)合體抑制劑（APCin）進(jìn)行分裂期延長。結(jié)果表明延長分裂期改善了紡錘體組裝與MTOC融合，最終恢復(fù)SMG下卵母細(xì)胞第一極體（PB1）排放情況。該研究為微重力下卵母細(xì)胞成熟與空間雌性生殖提供了理論依據(jù)，并為未來開發(fā)空間生殖干預(yù)提供了潛在方案。中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院醫(yī)藥所能量代謝與生殖研究中心主任張鍵研究員、雷曉華研究員與楊雅莉助理研究員為該論文通訊作者，張鍵研究員團(tuán)隊(duì)的葛磊博士為第一作者。該研究獲得國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、廣東省自然科學(xué)基金、深圳市醫(yī)學(xué)研究專項(xiàng)資金、深圳市科技創(chuàng)新局、深圳市代謝健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、深圳市代謝與生殖靶向投遞技術(shù)概念驗(yàn)證中心、深圳中歐創(chuàng)新醫(yī)藥與健康研究中心等支持。模擬微重力損傷小鼠卵母細(xì)胞成熟機(jī)制與干預(yù)方案圖論文鏈接

2025-07-21

深圳先進(jìn)院?| 突破血腦屏障，細(xì)胞膜工程仿生納米生物技術(shù)為腦病治療開辟新路徑（Journal of Nanobiotechnology）

血腦屏障（BBB）作為保護(hù)大腦的關(guān)鍵防線，卻如同“天塹”般阻礙了超過98%的治療藥物（包括生物大分子、抗體及納米藥物）進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS），使得阿爾茨海默病、帕金森病、腦膠質(zhì)瘤、腦卒中等重大腦部疾病的治療面臨巨大挑戰(zhàn)。如何安全、高效、可控地突破BBB，實(shí)現(xiàn)藥物精準(zhǔn)遞送，是全球腦科學(xué)與腦疾病研究領(lǐng)域的核心難題之一。血腦屏障（BBB）作為保護(hù)大腦的關(guān)鍵防線，卻如同“天塹”般阻礙了超過98%的治療藥物（包括生物大分子、抗體及納米藥物）進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS），使得阿爾茨海默病、帕金森病、腦膠質(zhì)瘤、腦卒中等重大腦部疾病的治療面臨巨大挑戰(zhàn)。如何安全、高效、可控地突破BBB，實(shí)現(xiàn)藥物精準(zhǔn)遞送，是全球腦科學(xué)與腦疾病研究領(lǐng)域的核心難題之一。近日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院醫(yī)學(xué)成像科學(xué)與技術(shù)系統(tǒng)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、醫(yī)工所先進(jìn)探測材料與醫(yī)學(xué)成像器件研究中心盛宗海研究員團(tuán)隊(duì)對細(xì)胞膜工程仿生納米技術(shù)在跨血腦屏障藥物遞送治療CNS疾病的最新進(jìn)展進(jìn)行了系統(tǒng)性綜述。相關(guān)研究成果以"Recent advances of engineering cell membranes for nanomedicine delivery across the blood-brain barrier"為題，發(fā)表在國際知名期刊Journal of Nanobiotechnology上。本綜述系統(tǒng)梳理并重點(diǎn)評述了近年來迅速發(fā)展的細(xì)胞膜工程化納米顆粒（Cell membrane-engineered nanoparticles,CNPs）技術(shù)。該技術(shù)的核心在于利用天然細(xì)胞膜（如紅細(xì)胞、血小板、腫瘤細(xì)胞、白細(xì)胞等）包裹人工合成的納米顆粒內(nèi)核，創(chuàng)造性地賦予納米載體“生物身份”?！疤烊煌ㄐ凶C”與“智能鑰匙”結(jié)合源自不同細(xì)胞的膜結(jié)構(gòu)天然攜帶特定功能蛋白（如紅細(xì)胞膜的CD47賦予免疫逃逸能力，白細(xì)胞膜上的整合素介導(dǎo)炎癥靶向），使CNPs能更有效地規(guī)避免疫清除，并利用細(xì)胞自身的生物識(shí)別機(jī)制穿越BBB。研究團(tuán)隊(duì)特別強(qiáng)調(diào)，通過進(jìn)一步工程化修飾（如搭載靶向肽“CDX”、RGD、Angiopep-2等），可顯著提升CNPs的BBB穿透效率和病灶靶向精度?！鞍葱枞〔摹?，各顯神通綜述詳細(xì)對比了不同細(xì)胞源CNPs的特性：紅細(xì)胞膜CNPs(RBCNPs)的長循環(huán)優(yōu)勢顯著，但靶向性不足，需依賴配體修飾提升腦部遞送效率，在膠質(zhì)瘤和阿爾茨海默病模型中效果突出。血小板膜CNPs (PCNPs)天然靶向血管損傷和炎癥部位，在缺血性腦卒中治療和術(shù)后殘余膠質(zhì)瘤抑制方面展現(xiàn)出獨(dú)特潛力。腫瘤細(xì)胞膜CNPs (CCNPs)具備同源靶向能力，可有效歸巢至腦腫瘤，并已成功應(yīng)用于影像引導(dǎo)的光熱治療和手術(shù)切除。白細(xì)胞膜CNPs，包括巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞等膜賦予納米顆粒強(qiáng)大的炎癥趨化能力和免疫調(diào)節(jié)功能，在膠質(zhì)瘤和神經(jīng)炎癥性疾病治療中前景廣闊。而雜化膜CNPs通過融合不同細(xì)胞膜優(yōu)勢（如紅細(xì)胞膜延長循環(huán)+腫瘤細(xì)胞膜增強(qiáng)靶向），克服了單一膜在藥物遞送中的局限性。臨床轉(zhuǎn)化：機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存盡管CNPs在臨床前研究中展現(xiàn)出令人振奮的成果，作者指出，其邁向臨床應(yīng)用仍面臨多重挑戰(zhàn)：規(guī)?；a(chǎn)與質(zhì)控：當(dāng)前CNPs制備（如物理擠壓、超聲、微流控）多處于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模，難以滿足GMP要求。大規(guī)模生產(chǎn)中的批次間一致性、膜蛋白活性維持及長期儲(chǔ)存穩(wěn)定性是瓶頸。膜源選擇與免疫相容性：動(dòng)物源或細(xì)胞系來源的膜存在免疫原性風(fēng)險(xiǎn)；自體人源細(xì)胞（如患者血液或腫瘤細(xì)胞）是理想選擇，但獲取困難、成本高昂且涉及倫理?；蚬こ谈脑旒?xì)胞（如敲除免疫原性表位、引入人源CD47）是頗具前景的解決方案。個(gè)性化治療與監(jiān)管：基于患者自身細(xì)胞的“個(gè)性化CNPs”極具吸引力，但其長期安全性、藥代動(dòng)力學(xué)評估體系尚不完善。CNPs兼具生物材料和納米藥物的雙重屬性，現(xiàn)有監(jiān)管框架需針對性調(diào)整。人工智能：加速CNPs研發(fā)的“催化劑”展望未來，論文特別強(qiáng)調(diào)了人工智能（AI）在推動(dòng)CNPs臨床轉(zhuǎn)化中的革命性作用。AI模型（如Augur）可高效預(yù)測具有BBB穿透能力的多肽，指導(dǎo)CNPs表面配體的理性設(shè)計(jì)，加速高性能載體開發(fā)。同時(shí)，基于納米定量構(gòu)效關(guān)系（nano-QSAR）等AI模型，可提前評估CNPs的生物相容性，并進(jìn)行毒性預(yù)測，實(shí)現(xiàn)“安全設(shè)計(jì)”。另外，AI驅(qū)動(dòng)的先進(jìn)成像與數(shù)據(jù)分析技術(shù)（如SCP-Nano），能在單細(xì)胞分辨率上精準(zhǔn)描繪CNPs在體內(nèi)的分布、代謝及作用機(jī)制，為優(yōu)化遞送策略提供關(guān)鍵依據(jù)。中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院盛宗海研究員為通訊作者，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院博士后原盛楠為第一作者，南京大學(xué)王毅慶教授和Christopher J. Butch教授給予了大力支持。該工作得到了國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金、深圳市醫(yī)學(xué)研究基金等多個(gè)項(xiàng)目的資助。圖1：文章在線截圖圖2：CNP的取材及制備流程圖3：紅細(xì)胞膜CNPs跨血腦屏障遞送藥物機(jī)制示意圖圖4：人工智能（AI）輔助解決CNP臨床轉(zhuǎn)化挑戰(zhàn)文章鏈接

2025-07-22

深圳先進(jìn)院?| 闡述蛋白靶向降解減毒活疫苗策略（Nature Reviews Immunology）

7月24日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院定量合成生物學(xué)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、合成生物學(xué)研究所司龍龍團(tuán)隊(duì)在Nature Reviews Immunology雜志在線發(fā)表了題為“Live vaccine development through targeted protein degradation（通過蛋白靶向降解開發(fā)活疫苗）”的評述文章，闡述了該團(tuán)隊(duì)建立的蛋白靶向降解（Proteolysis-Targeting, PROTAR）減毒活疫苗策略，并展望了其未來的拓展與應(yīng)用，為新一代活疫苗研發(fā)提供了新思路。疫苗接種是預(yù)防病毒感染的最經(jīng)濟(jì)有效的手段之一。其中，減毒活疫苗是一種重要的疫苗研發(fā)策略，其通過控制病毒復(fù)制來削弱病毒的毒力，從而降低致病性。這類疫苗能夠保留病毒全部抗原并維持其天然構(gòu)象，可激發(fā)強(qiáng)烈的黏膜免疫、體液免疫和細(xì)胞免疫反應(yīng)。此外，減毒活疫苗可通過病毒自然感染途徑接種，支持無針接種方式（如呼吸道病毒減毒活疫苗可通過鼻噴方式接種）。然而，如何實(shí)現(xiàn)安全和高效免疫的平衡兼容，是減毒活疫苗研制面臨的關(guān)鍵科學(xué)問題之一：減毒不足則可能帶來安全隱患，而過度減毒可能會(huì)降低免疫原性。7月24日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院定量合成生物學(xué)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、合成生物學(xué)研究所司龍龍團(tuán)隊(duì)在Nature Reviews Immunology雜志在線發(fā)表了題為“Live vaccine development through targeted protein degradation（通過蛋白靶向降解開發(fā)活疫苗）”的評述文章，闡述了該團(tuán)隊(duì)建立的蛋白靶向降解（Proteolysis-Targeting,PROTAR）減毒活疫苗策略，并展望了其未來的拓展與應(yīng)用，為新一代活疫苗研發(fā)提供了新思路。01?PROTAR減毒活疫苗策略原理PROTAR減毒活疫苗策略利用宿主細(xì)胞中的蛋白質(zhì)降解機(jī)器“泛素-蛋白酶體系統(tǒng)”，操控病毒蛋白的穩(wěn)定與降解，將病毒轉(zhuǎn)化成為減毒活疫苗。具體而言，該策略在相關(guān)病毒蛋白的合適位置上引入“降解標(biāo)簽”（Proteasome-Targeting Degrons,PTD）；當(dāng)這種帶PTD標(biāo)簽的PROTAR病毒感染進(jìn)入細(xì)胞，細(xì)胞中的泛素-蛋白酶體系統(tǒng)會(huì)識(shí)別被PTD標(biāo)記的病毒蛋白，并將其降解。這一過程一方面讓病毒因失去部分蛋白而復(fù)制能力減弱，實(shí)現(xiàn)減毒；另一方面病毒蛋白降解產(chǎn)生的抗原肽會(huì)被細(xì)胞遞呈，有利于誘導(dǎo)更強(qiáng)的抗病毒免疫應(yīng)答。因此，PROTAR減毒活疫苗策略可以在減弱病毒復(fù)制的同時(shí)，同步增強(qiáng)病毒抗原遞呈，實(shí)現(xiàn)疫苗高安全性和強(qiáng)免疫原性的協(xié)同。在用于生產(chǎn)PROTAR疫苗的工程細(xì)胞株中，PTD標(biāo)記的病毒蛋白的降解通路被阻斷，病毒蛋白穩(wěn)定，PROTAR疫苗正常復(fù)制、高效制備，滿足疫苗生產(chǎn)需求。研究人員以流感病毒為模型，在細(xì)胞、小鼠、雪貂、人肺氣道芯片等多個(gè)模型中對PPROTAR減毒活疫苗策略進(jìn)行了系統(tǒng)研究論證。結(jié)果顯示，PROTAR疫苗在體內(nèi)充分減毒而安全；在單次鼻腔吸入接種免疫后，可誘導(dǎo)強(qiáng)而廣的免疫應(yīng)答，并對同源和異源病毒的感染提供優(yōu)良的交叉免疫保護(hù)。02?PROTAR減毒活疫苗策略的特點(diǎn)1. PROTAR疫苗策略可以將完整的流行病毒株減毒成為活疫苗，因此能夠更好地甚至完全地與流行病毒株抗原匹配，從而提高防護(hù)效果。2.?PROTAR疫苗策略可通過改變PTD的種類和在病毒基因組上的多樣化插入位點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對減毒程度和免疫反應(yīng)強(qiáng)度的靈活調(diào)控。目前，研究人員利用PTD種類的多樣性，建立了PROTAR流感疫苗庫，并證明PROTAR疫苗的安全性和免疫原性依賴于疫苗株種類。因此，該方法可以系統(tǒng)地優(yōu)化疫苗安全性與免疫原性，獲得最優(yōu)的疫苗株或者按需定制個(gè)性化疫苗株。3.?PROTAR疫苗策略簡單易行。PROTAR疫苗制備采用常規(guī)的分子生物學(xué)與細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，簡化了疫苗設(shè)計(jì)與研制，便于更廣泛的疫苗研究人員使用。4.?PROTAR疫苗策略具有普適性。病毒蛋白是病毒結(jié)構(gòu)組成和生命活動(dòng)所必需的生命物質(zhì)，只要能在目標(biāo)病毒的合適蛋白合適位點(diǎn)引入PTD，就可以使用該方法制備針對該病毒的減毒活疫苗，因此PROTAR疫苗策略有望推廣至多種病毒疫苗的研制。03?PROTAR疫苗需要關(guān)注的問題1.?PTD序列的選擇及其在病毒蛋白中的整合位置，會(huì)影響疫苗株的復(fù)制能力、蛋白降解效率、減毒程度、免疫原性等，因此需要系統(tǒng)篩選優(yōu)化。2.?應(yīng)避免選用某些能被MHC分子呈遞的PTD序列，以降低其誘發(fā)自身免疫反應(yīng)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。3.?PROTAR疫苗的減毒依賴于宿主的泛素-蛋白酶體系統(tǒng)，因此PROTAR疫苗不適用于泛素-蛋白酶體系統(tǒng)功能受損或正在接受蛋白酶體抑制劑治療的特殊人群。04?未來展望研究團(tuán)隊(duì)提出了對PROTAR減毒活疫苗策略發(fā)展的未來展望。結(jié)合人工智能蛋白結(jié)構(gòu)計(jì)算與高通量篩選平臺(tái)，有望更高效地篩選和優(yōu)化PTD，提升候選疫苗株的研發(fā)效率。探索細(xì)胞內(nèi)的其他蛋白質(zhì)降解機(jī)器（如自噬系統(tǒng)），有望拓展基于蛋白靶向降解的減毒活疫苗平臺(tái)在更廣泛病原體和人群中的適用性。中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院定量合成生物學(xué)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為本文的第一單位及通訊單位，司龍龍研究員為文章的通訊作者，團(tuán)隊(duì)成員張奇思（博士后）為文章第一作者。實(shí)驗(yàn)室簡介司龍龍，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院合成生物學(xué)研究所研究員、博士生導(dǎo)師，定量合成生物學(xué)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任，國家級青年人才，國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。實(shí)驗(yàn)室主要研究方向?yàn)椤安《靖腥炯胺乐窝芯康男虏呗院托孪到y(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用”，包括基于合成生物學(xué)的疫苗研制、人類器官芯片開發(fā)與應(yīng)用等。代表性成果以通訊作者、第一作者（含共同一作）發(fā)表于Science、Nature Biotechnology、Nature Microbiology、Nature Biomedical Engineering、Nature Chemical Biology、Nature Reviews Immunology等領(lǐng)域內(nèi)權(quán)威期刊。主持國家和省部級項(xiàng)目十余項(xiàng)。課題組招聘：本課題組長期招收病毒、疫苗、免疫、藥學(xué)、醫(yī)學(xué)、分子生物學(xué)、生物化學(xué)等相關(guān)研究背景的博士后。有意申請者請將個(gè)人簡歷（要求為PDF）以發(fā)送至ll.si@siat.ac.cn，簡歷及郵件標(biāo)題注明“應(yīng)聘崗位-學(xué)校名稱-專業(yè)-姓名”。文章上線截圖圖 | PROTAR減毒活疫苗策略示意圖原文鏈接

2025-07-28

華南植物園提出微生物碳泵的反向運(yùn)行機(jī)制

海洋沉積物是地球上最大的碳儲(chǔ)庫。海底的有機(jī)質(zhì)之所以能長期保存，主要得益于幾種“碳泵”機(jī)制，如微生物碳泵、礦物泵等。在沉積物埋藏的過程中，活性強(qiáng)的小分子底物會(huì)慢慢消失，同時(shí)會(huì)生成一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難以識(shí)別的大分子物質(zhì)，這些物質(zhì)被長久埋藏在深層沉積物中。因此，長期以來人們認(rèn)為海洋次表層沉積物是作為惰性碳庫而存在的。但研究發(fā)現(xiàn)，在海底深處仍然存在豐富的微生物群落，這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了人們的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)。這說明，在沉積物埋藏過程中，有機(jī)質(zhì)并不是完全“沉睡”，而是在持續(xù)緩慢地被微生物利用，但仍不清楚這些微生物如何以此生存。在一項(xiàng)2020年發(fā)表的研究中（Heuer等，《Science》），本文的合作者Verena Heuer博士分析了地下約1.2公里深處的地?zé)岢练e層的生物地球化學(xué)特征，找到了影響微生物生長的關(guān)鍵因素。但關(guān)于這些生物的謎團(tuán)仍未解開——它們賴以生存的能量從哪里來？升溫扮演著怎樣的角色？實(shí)際上，全球近一半海洋次表層沉積物的溫度超過40°C，支持微生物生存在這樣一個(gè)“沉睡”著的碳庫。這項(xiàng)新研究就是要認(rèn)識(shí)這些微生物的"食物"究竟是怎么來的?；趪H大洋鉆探計(jì)劃，我們使用了來自Shikoku海盆的深層沉積物（沉積物剖面深度160米），沉積物年齡約780萬年。結(jié)果表明，深部地球環(huán)境中的碳循環(huán)過程不同于地表，尤其是在溫度超過35°C時(shí)表現(xiàn)出礦物碳泵機(jī)制的“反轉(zhuǎn)”，超過55°C時(shí)則類似于微生物碳泵的“反轉(zhuǎn)”。當(dāng)溫度升高至85°C時(shí)，這些過程顯著加速，并伴隨著一個(gè)“再加工”的難降解碳庫的形成。有趣的是，在55°C時(shí)，微生物經(jīng)歷了一個(gè)有機(jī)質(zhì)礦化的“瓶頸期”，在這個(gè)溫度區(qū)間，水解過程明顯收到抑制，使得生物發(fā)酵過程貢獻(xiàn)減小，而非生物過程所貢獻(xiàn)的可利用有機(jī)碳仍然有限，而當(dāng)溫度上升至85°C，非生物過程的貢獻(xiàn)增大，生物降解鏈條趨于斷裂，非生物水解作用及中間產(chǎn)物（乙酸、氫氣等）的生成（圖1），減小了嗜熱微生物群體對深部生物圈微生物之間共生關(guān)系的依賴，重構(gòu)了厭氧環(huán)境中普遍存在的、基于有機(jī)質(zhì)降解的微生物共生關(guān)系，促進(jìn)了礦化終步驟的進(jìn)行。根據(jù)估算，這部分碳的活化所產(chǎn)生的生物可以利用碳比例可超過總有機(jī)碳的0.25%（包括非生物釋放、生物代謝及已代謝礦化過程的總和）。盡管這一比例看似微小，但考慮到次表層沉積物中的有機(jī)碳總量高達(dá)15000000Gt（相比之下，全球海水的總碳量僅39000 Gt），因升溫過程而轉(zhuǎn)變?yōu)榭衫玫挠袡C(jī)碳量依然非?？捎^。如此巨大的碳源，足以支持深部生態(tài)系統(tǒng)中繁多的生命活動(dòng)，這也解釋了深海沉積環(huán)境中深部生物圈的存在。這部分由生物和非生物過程耦合（圖2）而引發(fā)的碳流動(dòng)對全球碳循環(huán)具有重要意義，將促使人們重新思考地球深層環(huán)境中碳的轉(zhuǎn)化路徑和貢獻(xiàn)。該研究不僅提出了微生物碳泵和礦物泵在海洋深層沉積物中的反向運(yùn)行機(jī)制，也為表層海水的碳儲(chǔ)存機(jī)制提供新的反向視角。相關(guān)研究成果以“Moderate heating renders 7.8 million-year-old sedimentary organic matter bioavailable”為題發(fā)表在綜合類期刊Science Advances上。中國科學(xué)院華南植物園可持續(xù)生態(tài)學(xué)團(tuán)隊(duì)甘淑釵副研究員為論文的一作兼通訊作者，王法明研究員共同參與并指導(dǎo)研究，合作單位包括不來梅大學(xué)、哈佛大學(xué)等。該研究獲得國家自然科學(xué)基金、德國研究聯(lián)合會(huì)、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、廣東省應(yīng)用植物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)、國際大科學(xué)計(jì)劃ONCE海洋負(fù)碳排放等項(xiàng)目及哈佛大學(xué)的資助。論文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adw8638圖1. 中間代謝物之一乙酸生成和代謝路徑的量化圖2. 深部碳庫在加熱作用下的非生物與生物耦合分解模型示意圖。

2025-08-21