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廣州能源所在精確構(gòu)建納米級核殼載氧體增強(qiáng)化學(xué)鏈制氫穩(wěn)定性方面取得進(jìn)展

氫能作為終極清潔能源可有效規(guī)避溫室效應(yīng)，近年來化學(xué)鏈制氫 (CLHP) 作為一種高效靈活的能源轉(zhuǎn)化與制備平臺獲得廣泛關(guān)注，但該技術(shù)對載氧體的選擇具有十分嚴(yán)格的要求，需同時具備較高的氧容量、可調(diào)控的反應(yīng)活性并在苛刻工況下依然能保持結(jié)構(gòu)完整。氫能作為終極清潔能源可有效規(guī)避溫室效應(yīng)，近年來化學(xué)鏈制氫 (CLHP) 作為一種高效靈活的能源轉(zhuǎn)化與制備平臺獲得廣泛關(guān)注，但該技術(shù)對載氧體的選擇具有十分嚴(yán)格的要求，需同時具備較高的氧容量、可調(diào)控的反應(yīng)活性并在苛刻工況下依然能保持結(jié)構(gòu)完整。載氧體在晶格氧釋放和恢復(fù)過程中發(fā)生燒結(jié)、團(tuán)聚和失活，是制約化學(xué)鏈工藝大規(guī)模工業(yè)化的主要原因之一。載氧體發(fā)展至今，其結(jié)構(gòu)從簡單的宏觀機(jī)械混合逐漸趨向于微觀納米調(diào)控，由此提升活性和穩(wěn)定性。核殼結(jié)構(gòu)載氧體具備優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，能有效避免活性組分浸出。然而，惰性組分的引入不可避免地降低了載氧體的活性，且針對多級載氧體晶格氧的遷移轉(zhuǎn)化以及金屬離子的運(yùn)動過程仍缺乏系統(tǒng)的研究。如何精準(zhǔn)調(diào)控、平衡載氧體活性和穩(wěn)定性之間的“蹺蹺板”問題，已成為亟待解決的關(guān)鍵問題。針對這一問題，廣州能源研究所新興固廢高值循環(huán)研究中心廢棄物處理與資源化利用科研團(tuán)隊(duì)黃振研究員和東北石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院李翠勤教授創(chuàng)新性設(shè)計(jì)并合成了系列具有精準(zhǔn)外殼厚度、納米級限域的多級核殼結(jié)構(gòu)載氧體Fe2O3@SiO2，深入探究惰性載體厚度與空間結(jié)構(gòu)對載氧體穩(wěn)定性與傳質(zhì)速率的雙重影響機(jī)制，旨在尋求化學(xué)鏈制氫過程中活性與穩(wěn)定性的動態(tài)平衡。研究結(jié)果表明，薄殼層 (70 nm) 展現(xiàn)出卓越的循環(huán)穩(wěn)定性，連續(xù)30次氧化還原循環(huán)性能保持穩(wěn)定；而厚殼層 (200 nm) 因反應(yīng)過程中生成大量的惰性Fe2SiO4導(dǎo)致快速失活。研究還利用聚焦離子束-透射電子顯微鏡（FIB-TEM）結(jié)合原位透射電子顯微鏡（in-situ TEM）直觀揭示了惰性SiO2殼層的限域作用，有效抑制了Fe2O3的團(tuán)聚行為。這種獨(dú)特的核殼結(jié)構(gòu)與可控殼層厚度為具有空間結(jié)構(gòu)的高效長壽命載氧體的設(shè)計(jì)合成提供新思路。Fe2O3@SiO2核殼結(jié)構(gòu)載氧體氧化還原活性和穩(wěn)定性之間的“蹺蹺板”問題Fe2O3@SiO2核殼結(jié)構(gòu)載氧體的合成和結(jié)構(gòu)表征Fe2O3和Fe2O3@SiO2 (FS) 的制氫性能和循環(huán)穩(wěn)定性研究該研究得到國家自然科學(xué)基金、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金等項(xiàng)目的資助。相關(guān)研究成果以Nanoconfinement-Engineered Iron-Based Redox Catalysts: Precise Shell Thickness Gradients Enhanced Durability of Chemical Looping Hydrogen Production為題發(fā)表于Journal of Energy Chemistry。論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jechem.2025.05.005?動態(tài)還原過程-釋放晶格氧內(nèi)部活性組分體積收縮動態(tài)氧化過程-恢復(fù)晶格氧內(nèi)部活性組分體積膨脹

2025-05-22

廣州地化所高名迪、王煜等-SA：地幔氧化還原狀態(tài)研究新進(jìn)展

????地幔氧化還原狀態(tài)對地球內(nèi)部揮發(fā)組分的遷移與儲存具有重要影響，進(jìn)而影響地球長期宜居性。深俯沖洋殼物質(zhì)可將氧化組分?jǐn)y帶進(jìn)入深部還原地幔，進(jìn)而導(dǎo)致深部地幔氧逸度（fO2）高度不均一。然而，由于深部地幔樣品稀缺，使得人們對深部氧化還原平衡機(jī)制的理解依然有限。????近日，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所高名迪副研究員與王煜研究員、徐義剛研究員以及澳大利亞國立大學(xué)Stephen Foley教授合作，在Science Advances期刊上發(fā)表了題為“Variable mantle redox states driven by deeply subducted carbon”的研究論文。該研究通過高溫高壓實(shí)驗(yàn)與超深金剛石包裹體成分對比研究的方法，揭示了再循環(huán)碳酸鹽如何改變地幔氧化還原狀態(tài)，以及其對克拉通演化和深部碳循環(huán)的影響。????研究團(tuán)隊(duì)利用多面砧壓機(jī)在9-21?GPa高壓條件下開展了板片碳酸質(zhì)熔體與含金屬Fe地幔橄欖巖的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，并將不同氧逸度條件下實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物成分與克拉通內(nèi)超深金剛石包裹體成分進(jìn)行了對比分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同克拉通內(nèi)超硅石榴子石（majorite）和鐵方鎂石（ferropericlase）包裹體記錄了顯著不同的地幔氧化還原狀態(tài)：南非Kaapvaal克拉通超深金剛石包裹體整體指示了氧化的地幔環(huán)境，而巴西Amazonia克拉通內(nèi)超深金剛石包裹體則反映了一個整體還原的地幔環(huán)境。圖1. 實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物超硅石榴子石與天然超深金剛石中超硅石榴子石包裹體成分對比。????進(jìn)一步將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與板塊重建工作結(jié)合，研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為地幔熱狀態(tài)在該過程中起到了決定性作用：在非地幔柱條件下，板片碳酸質(zhì)熔體在與還原地幔反應(yīng)過程中被逐漸消耗直至完全被還原凍結(jié)為金剛石及Fe-C金屬相，因此地幔整體仍保持高度還原的狀態(tài)。而在地幔柱背景下，碳酸質(zhì)熔體與地幔的反應(yīng)過程會誘發(fā)地幔組分溶解至熔體中，其中溶解的Fe3+組分會緩沖碳酸鹽的還原凍結(jié)過程，進(jìn)而導(dǎo)致碳酸質(zhì)熔體在與還原地幔反應(yīng)的過程中穩(wěn)定存在。當(dāng)氧化的碳酸質(zhì)熔體上升遷移至克拉通根之后，會進(jìn)一步誘發(fā)克拉通根活化、巖石圈根拆沉與地表隆升、以及大規(guī)模火山作用和CO2釋放。圖2. 非地幔柱與地幔柱條件下碳酸鹽與地幔反應(yīng)過程模式圖。????本研究提出了一種統(tǒng)一模型，解釋了俯沖碳在不同地幔熱狀態(tài)下對氧化還原條件的調(diào)控路徑，并指出這種機(jī)制對克拉通穩(wěn)定性與深部碳循環(huán)具有關(guān)鍵意義。研究不僅加深了對地幔氧化還原狀態(tài)演化、克拉通穩(wěn)定性差異及金剛石形成機(jī)制的理解，也為全球碳循環(huán)提供了新視角。????該研究工作受國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年項(xiàng)目、科技部重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目以及中國科學(xué)院B類先導(dǎo)專項(xiàng)等項(xiàng)目的聯(lián)合資助。論文信息：Gao,M. (高名迪),Wang,Y.?(王煜)*,Foley,S.,Xu,Y-G (徐義剛).,2025. Variable mantle redox states driven by deeply subducted carbon. Science Advances,?eadu4985.

2025-05-21

?廣州能源所在“納米-生物雜化系統(tǒng)”脫氮研究方面取得系列進(jìn)展

近日，中國科學(xué)院廣州能源研究所生物質(zhì)高值化利用研究中心生物質(zhì)能生化轉(zhuǎn)化科研團(tuán)隊(duì)利用能量耦合策略，設(shè)計(jì)出一種新型“納米-生物雜化系統(tǒng)”。該系統(tǒng)通過可見光輸入耦合微生物鐵腐蝕驅(qū)動、調(diào)節(jié)水體硝酸鹽去除，在無額外有機(jī)碳源輸入下，硝酸鹽去除速率最高達(dá)233.3 mg N/d/L。相關(guān)成果為低碳生物脫氮領(lǐng)域提供了重要理論依據(jù)和技術(shù)支撐。近日，中國科學(xué)院廣州能源研究所生物質(zhì)高值化利用研究中心生物質(zhì)能生化轉(zhuǎn)化科研團(tuán)隊(duì)利用能量耦合策略，設(shè)計(jì)出一種新型“納米-生物雜化系統(tǒng)”。該系統(tǒng)通過可見光輸入耦合微生物鐵腐蝕驅(qū)動、調(diào)節(jié)水體硝酸鹽去除，在無額外有機(jī)碳源輸入下，硝酸鹽去除速率最高達(dá)233.3 mg N/d/L。相關(guān)成果為低碳生物脫氮領(lǐng)域提供了重要理論依據(jù)和技術(shù)支撐。研究圖文摘要低碳氮比廢水由于缺乏電子供體難以實(shí)現(xiàn)氮去除。而以零價鐵作為電子供體可以實(shí)現(xiàn)脫氮，且該過程具有安全性高、成本低廉等優(yōu)勢。由于反硝化菌的代謝多樣性，微生物鐵氧化的作用始終是黑箱般的存在，目前受限于模式菌株的缺乏和獲取胞外電子機(jī)理未知。針對上述問題，研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了電活性菌Shewanella oneidensis和反硝化菌Pseudomonas aeruginosa共培養(yǎng)體系，以零價鐵作為唯一電子供體，硝酸鹽作為唯一電子受體，探究了“嗜鐵”反硝化可行性及其反應(yīng)機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn)S. oneidensis菌可作為生物引擎，收集并釋放鐵腐蝕產(chǎn)生的電子，用于P. aeruginosa菌脫氮過程。宏轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析手段顯示，微生物電共生過程調(diào)控編碼反硝化酶、胞內(nèi)電子轉(zhuǎn)移蛋白以及群體感應(yīng)的基因表達(dá)，對微生物脫氮具有重要作用。系統(tǒng)功能基因表達(dá)示意圖在進(jìn)一步在可見光調(diào)控下（λ=395 nm），該體系實(shí)現(xiàn)了硝酸鹽的反硝化與異化還原為銨的雙路徑協(xié)同。研究發(fā)現(xiàn)在光照下通過S. oneidensis菌自組裝形成的FeS納米顆粒介導(dǎo)微生物電子跨膜傳遞，從而提升電子利用效率。該體系實(shí)現(xiàn)了平均63.8 mg N/d/L的硝酸鹽去除率，以及27.1%的銨氮回收效率。更重要的是，該系統(tǒng)還成功與實(shí)際污水活性污泥耦合，在模擬廢水中表現(xiàn)出優(yōu)異的脫氮（233.3 mg N/d/L），顯示出較強(qiáng)的工程應(yīng)用潛力。種間電子傳遞過程中光電子、硝酸鹽利用路徑以上研究得到國家重點(diǎn)研發(fā)課題、國家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目以及廣東省自然科學(xué)基金杰出青年項(xiàng)目資助。系列成果分別以Electric syntrophy-driven modulation of Fe0-dependent microbial denitrification和Light-regulated dentification and dissimilatory nitrate reduction by nano–bio electric syntrophic consortium為題，先后發(fā)表于環(huán)境領(lǐng)域頂刊Water Research。論文第一作者為高天宇特別研究助理，通訊作者為李穎研究員。論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2024.122722https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.123780

2025-05-21

廣州能源所在CH4和CO2共轉(zhuǎn)化制烯烴方面取得新進(jìn)展

工業(yè)上乙烯的生產(chǎn)主要依賴于石油裂解工藝，但該工藝面臨著資源限制和環(huán)境問題的挑戰(zhàn)，研究者一直在努力開發(fā)一種生產(chǎn)過程更可持續(xù)的乙烯生產(chǎn)替代方案。甲烷氧化偶聯(lián)（oxidation coupling of methane, OCM）通過一步反應(yīng)將甲烷直接轉(zhuǎn)化成烯烴，是非石油路線合成低碳烯烴的重要途徑，對于改善能源利用結(jié)構(gòu)及環(huán)境污染問題具有極大的促進(jìn)作用。傳統(tǒng)的OCM反應(yīng)將氧氣作為氧化介質(zhì)，不可避免地帶來過度氧化反應(yīng)的發(fā)生，導(dǎo)致甲烷轉(zhuǎn)化率和烯烴選擇性存在“蹺蹺板矛盾”，極大程度上限制了烯烴收率。工業(yè)上乙烯的生產(chǎn)主要依賴于石油裂解工藝，但該工藝面臨著資源限制和環(huán)境問題的挑戰(zhàn)，研究者一直在努力開發(fā)一種生產(chǎn)過程更可持續(xù)的乙烯生產(chǎn)替代方案。甲烷氧化偶聯(lián)（oxidation coupling of methane,OCM）通過一步反應(yīng)將甲烷直接轉(zhuǎn)化成烯烴，是非石油路線合成低碳烯烴的重要途徑，對于改善能源利用結(jié)構(gòu)及環(huán)境污染問題具有極大的促進(jìn)作用。傳統(tǒng)的OCM反應(yīng)將氧氣作為氧化介質(zhì)，不可避免地帶來過度氧化反應(yīng)的發(fā)生，導(dǎo)致甲烷轉(zhuǎn)化率和烯烴選擇性存在“蹺蹺板矛盾”，極大程度上限制了烯烴收率。針對這一難題，廣州能源所新興固廢高值循環(huán)研究中心廢棄物處理與資源化利用科研團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出了以CO2輔助的甲烷化學(xué)鏈氧化偶聯(lián)方法，將甲烷和二氧化碳兩種溫室氣體同時用于烯烴化學(xué)品的產(chǎn)生過程，并且保留了化學(xué)鏈反應(yīng)的概念。本研究報道了一種以MnO-Na2WO4/SiO2為載氧體的CO2輔助甲烷化學(xué)鏈制烯烴方法。反應(yīng)過程中CO2作為弱氧化劑補(bǔ)充載氧體上釋放的晶格氧，XPS分析證實(shí)了CO2的引入可以明顯提高反應(yīng)過程中載氧體表面氧物種濃度，維持反應(yīng)中的載氧體催化氧化活性，并且CO2的調(diào)控作用使得反應(yīng)過程中載氧體可以在更長時間內(nèi)勻速釋放晶格氧，從而提高甲烷轉(zhuǎn)化率和烯烴生成速率等關(guān)鍵指標(biāo)。同位素表征實(shí)驗(yàn)揭示了CO2與載氧體發(fā)生了充分的氧交換反應(yīng)，交換過程中一部分氧物種保留在載氧體表面并參與到后續(xù)的氧化偶聯(lián)反應(yīng)，同時反應(yīng)過程中少量CO2發(fā)生向烷烴生成的碳轉(zhuǎn)移途徑，從而實(shí)現(xiàn)了更高的CH4轉(zhuǎn)化率和烯烴產(chǎn)率。CO2輔助的甲烷化學(xué)鏈氧化偶聯(lián)反應(yīng)示意圖CH4-CO2在載氧體上的反應(yīng)路徑研究成果為以CH4和CO2為主要組分的沼氣、垃圾填埋氣等氣體高值化利用提供了借鑒意義。該研究得到了國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目和廣東省自然科學(xué)基金杰出青年基金項(xiàng)目的資助。相關(guān)研究以CO2-assisted oxygen exchange to enhance the chemical looping oxidation coupling of methane為題發(fā)表于ACS Sustainable Chemistry & Engineering。論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acssuschemeng.5c01466

2025-05-20

華南植物園揭示熱帶山地雨林球囊霉素相關(guān)蛋白空間分異規(guī)律

球囊霉素相關(guān)土壤蛋白（GRSP）作為叢枝菌根真菌（AMF）的重要代謝產(chǎn)物，在改良土壤結(jié)構(gòu)與表征土壤碳儲量方面具有關(guān)鍵作用。中國科學(xué)院華南植物園恢復(fù)生態(tài)學(xué)研究團(tuán)隊(duì)依托海南尖峰嶺60公頃熱帶山地雨林動態(tài)監(jiān)測樣地，系統(tǒng)解析了GRSP組分的空間分異特征及其對土壤有機(jī)碳的貢獻(xiàn)機(jī)制，為森林碳匯管理與生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)提供了科學(xué)依據(jù)。研究聚焦總球囊霉素相關(guān)蛋白（T-GRSP）和易提取球囊霉素相關(guān)蛋白（EE-GRSP）兩大組分，揭示了三方面重要規(guī)律：（1）地形梯度效應(yīng)顯著：T-GRSP與EE-GRSP含量呈山脊>山坡>山谷的垂直遞減格局，但其與土壤有機(jī)碳（SOC）的比值（T-GRSP/SOC、EE-GRSP/SOC）在山谷區(qū)域達(dá)到峰值。（2）環(huán)境驅(qū)動因子分異：山脊區(qū)GRSP含量主要受土壤全氮、速效磷和pH調(diào)控，而山谷區(qū)GRSP/SOC比值則主要響應(yīng)pH變化。（3）生物多樣性關(guān)聯(lián)特征：整體樹木多樣性水平與EE-GRSP/SOC呈顯著正相關(guān)，但AM樹種豐富度及生物量未顯現(xiàn)顯著影響。該研究首次闡明熱帶山地雨林GRSP空間分異的地形-環(huán)境-生物協(xié)同驅(qū)動機(jī)制，證實(shí)景觀異質(zhì)性與生物多樣性對土壤碳固存的關(guān)鍵調(diào)控作用。研究成果為優(yōu)化森林碳管理策略、提升生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力提供了新視角，特別強(qiáng)調(diào)在碳中和實(shí)踐中需綜合考慮微地形特征與生物多樣性保育。相關(guān)研究成果已近期發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Plant and Soil（《植物與土壤》）上。中國科學(xué)院華南植物園博士后丁彰琦和中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所李艷朋博士為論文共同第一作者，華南植物園劉占鋒研究員和中國林業(yè)科學(xué)院熱帶林業(yè)研究所許涵研究員為論文共同通訊作者，該研究得到廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究旗艦項(xiàng)目和國家自然科學(xué)基金等資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1007/s11104-025-07515-2圖1. 尖峰嶺熱帶山地雨林三類地形中球囊霉素相關(guān)蛋白分布特征對比。注：T-GRSP，總球囊霉素相關(guān)蛋白；EE-GRSP，易提取球囊霉素相關(guān)蛋白；SOC，土壤有機(jī)碳。

2025-05-20

華南植物園從檸檬桉果實(shí)中發(fā)現(xiàn)抑制銅死亡活性新骨架成分Corymbinols A和B

銅死亡（Cuproptosis）作為近年來新發(fā)現(xiàn)的銅依賴程序性細(xì)胞死亡方式，已被證實(shí)與神經(jīng)退行性疾病等重大疾病的病理機(jī)制存在密切關(guān)聯(lián)。銅螯合劑可抑制銅死亡的發(fā)生，但銅死亡特異性抑制劑的研發(fā)仍處于探索初期。近期，中國科學(xué)院華南植物園戰(zhàn)略植物資源保育與利用團(tuán)隊(duì)與中國科學(xué)院昆明植物研究所植物化學(xué)生物學(xué)團(tuán)隊(duì)展開合作，從檸檬桉（Corymbia citriodora）果實(shí)中分離并鑒定了兩個具有新穎骨架結(jié)構(gòu)的多環(huán)多甲基間苯三酚類化合物——Corymbinols?A（1）和B（2a/2b）（圖1）。通過構(gòu)建elesclomol (ES)/CuCl2誘導(dǎo)的HepG2細(xì)胞銅死亡模型，研究發(fā)現(xiàn)Corymbinol A在20?μM濃度下表現(xiàn)出一定的銅死亡抑制活性。檸檬桉（C. citriodora）是桃金娘科傘房桉屬的一種高大喬木，其枝葉和樹脂已被廣泛用于提取具有抗菌和抗炎活性的成分。然而，長期以來，檸檬桉的果實(shí)并未受到化學(xué)研究的充分關(guān)注。本研究團(tuán)隊(duì)通過核磁共振（NMR）、電子圓二色光譜（ECD）及X射線單晶衍射技術(shù)，成功解析了corymbinols?A和B的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。其中，corymbinol A具有前所未有的6/6/10/6/6五環(huán)骨架，該骨架由倍半萜單元（C15）與雙β-三酮通過連續(xù)兩步雜Diels–Alder（HDA）環(huán)加成形成；corymbinol B為一對對映異構(gòu)的雙β-三酮-二氫查耳酮雜合物。銅與線粒體三羧酸循環(huán)中的酯化酶結(jié)合而導(dǎo)致蛋白質(zhì)毒性應(yīng)激，并最終導(dǎo)致細(xì)胞銅死亡。本研究通過銅離子載體elesclomol與Cu2+聯(lián)用構(gòu)建銅死亡誘導(dǎo)模型，旨在發(fā)現(xiàn)非銅螯合劑的銅死亡抑制劑。實(shí)驗(yàn)表明，corymbinol A在20?μM濃度下可部分逆轉(zhuǎn)由于Cu2+過度積累導(dǎo)致的肝母細(xì)胞瘤HepG2細(xì)胞的銅死亡。同時corymbinol A部分回復(fù)了銅死亡相關(guān)線粒體鐵硫簇蛋白ACO2和SDHB的表達(dá)水平。研究團(tuán)隊(duì)還提出了其生物合成路徑：桃金娘科植物中廣泛存在的β-三酮單體（leptospermone）經(jīng)還原、脫水生成關(guān)鍵中間體ii，該中間體分別與hedycaryol和2,4,6-三羥基二氫查爾酮發(fā)生HDA環(huán)加成反應(yīng)，從而形成了化合物corymbinol?C（3）和4，化合物3和4進(jìn)一步與中間體ii發(fā)生HDA反應(yīng)，最終分別生成corymbinols?A（1）和B（2）（圖2）。該研究不僅拓展了多環(huán)多甲基間苯三酚類化合物的化學(xué)多樣性，還為靶向銅死亡的藥物研發(fā)提供了全新的分子骨架。相關(guān)研究成果以“Corymbinols A and B: Bis-β-triketone Conjugates of Sesquiterpene and Chalcone from the Fruit of?Corymbia citriodora”為題發(fā)表于國際權(quán)威期刊Organic Letters（《有機(jī)化學(xué)通訊》）。中國科學(xué)院華南植物園李玉林博士后、中國科學(xué)院昆明植物研究所丁驍副研究員和段先樂碩士研究生為本文的共同第一作者。華南植物園邱聲祥研究員和中國科學(xué)院昆明植物研究所郝小江研究員為本文的共同通訊作者。該工作得到了國家自然科學(xué)基金和中國科學(xué)院科技服務(wù)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的資助。文章鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.orglett.5c01245?圖1. 檸檬桉（C. citriodora）果實(shí)中發(fā)現(xiàn)新穎骨架結(jié)構(gòu)化合物圖2. Corymbinols A和B可能生源途徑（左），化合物1抑制銅死亡活性（右）

2025-05-20

深圳先進(jìn)院｜在活細(xì)菌中合成金屬-聚合物納米復(fù)合物：探索細(xì)胞內(nèi)材料構(gòu)筑新路徑（Angew. Chem.）

將活體生物系統(tǒng)作為材料合成平臺，已成為功能性納米復(fù)合材料研究的一個重要方向。相比傳統(tǒng)的體外合成方法，細(xì)胞內(nèi)原位構(gòu)建材料具有環(huán)境友好、反應(yīng)溫和、空間控制精確等優(yōu)勢。因此，如何有效調(diào)動細(xì)胞這一“天然反應(yīng)器”的功能，引導(dǎo)其在體內(nèi)合成復(fù)雜納米結(jié)構(gòu)，成為當(dāng)前亟需攻克的關(guān)鍵技術(shù)難題。將活體生物系統(tǒng)作為材料合成平臺，已成為功能性納米復(fù)合材料研究的一個重要方向。相比傳統(tǒng)的體外合成方法，細(xì)胞內(nèi)原位構(gòu)建材料具有環(huán)境友好、反應(yīng)溫和、空間控制精確等優(yōu)勢。因此，如何有效調(diào)動細(xì)胞這一“天然反應(yīng)器”的功能，引導(dǎo)其在體內(nèi)合成復(fù)雜納米結(jié)構(gòu)，成為當(dāng)前亟需攻克的關(guān)鍵技術(shù)難題。近期，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院耿晉研究員團(tuán)隊(duì)在Angewandte Chemie International Edition上發(fā)表研究論文，題為“Intracellular Polymerization Induced Self-Assembly and Gold Nanocomposite Synthesis in Living Bacteria”。該工作發(fā)展了一種基于細(xì)胞內(nèi)聚合誘導(dǎo)自組裝（iPISA）的新策略，實(shí)現(xiàn)了在活大腸桿菌中合成金–聚合物納米復(fù)合物，將細(xì)菌轉(zhuǎn)化為“活體納米制造工廠”。細(xì)胞內(nèi)自組裝的設(shè)計(jì)與調(diào)控研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一系列結(jié)構(gòu)和電荷性質(zhì)不同的聚合單體，通過RAFT聚合機(jī)制在細(xì)胞內(nèi)引發(fā)自組裝。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同電荷特性的聚合物與細(xì)胞膜的相互作用差異顯著，直接影響材料的空間分布。某些配方更傾向于在細(xì)胞內(nèi)部形成納米復(fù)合物，而另一些則主要定位于細(xì)胞表面。這一結(jié)果為調(diào)控納米材料的合成位置提供了可行策略：只需調(diào)整反應(yīng)體系中的關(guān)鍵成分，即可實(shí)現(xiàn)在胞內(nèi)或胞外構(gòu)筑功能材料。拓展功能：構(gòu)建細(xì)菌-材料雜合體系用于光催化反應(yīng)除了材料合成，該體系在功能拓展方面也表現(xiàn)出良好潛力。團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步利用“負(fù)載”金-聚合物復(fù)合材料的大腸桿菌，開展了光催化反應(yīng)研究。結(jié)果表明，這些“雜合細(xì)菌”能夠在溫和條件下催化醛醇縮合反應(yīng)，有效合成2-乙基己烯醛。此外，復(fù)合材料中的金納米顆粒可吸收可見光，激發(fā)高能電子，從而提升聚合物材料的光催化活性。在染料羅丹明B的降解實(shí)驗(yàn)中，該體系亦表現(xiàn)出優(yōu)異效率，顯示出在環(huán)境治理領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。展望與意義本研究展示了活細(xì)菌在納米復(fù)合材料原位構(gòu)建中的獨(dú)特優(yōu)勢，為綠色合成提供了新策略。通過精確調(diào)控細(xì)胞內(nèi)外的反應(yīng)行為，該方法有望在催化、傳感、生物制造等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更廣泛應(yīng)用。該工作由中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院耿晉研究員、戴卓君研究員和澳門大學(xué)郭珩輝研究員共同通訊，博士研究生張?jiān)娏釣榈谝蛔髡摺Ｑ芯揩@得國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、廣東省珠江人才計(jì)劃以及深圳市醫(yī)學(xué)研究專項(xiàng)等資助支持。

2025-05-19

亞熱帶生態(tài)所?|?HAN2/OsABCB5基因調(diào)控機(jī)制破解粳稻耐寒密碼

中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所聯(lián)合多家單位在Nature Communications發(fā)表題為Suppressing an auxin efflux transporter enhances rice adaptation to temperate habitats的研究論文，闡述生長素外排轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白HAN2?/OsABCB5通過生長素信號通路調(diào)控水稻低溫環(huán)境適應(yīng)性的分子機(jī)制。該研究獲得兩個新發(fā)現(xiàn)：① 生長素轉(zhuǎn)運(yùn)及其信號通路調(diào)控水稻低溫環(huán)境適應(yīng)性的遺傳基礎(chǔ)，② Copia逆轉(zhuǎn)座子介導(dǎo)的表觀遺傳修飾驅(qū)動秈粳適應(yīng)性分化的分子機(jī)制，為培育氣候韌性水稻品種提供新的理論依據(jù)與基因資源。中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所聯(lián)合多家單位在Nature Communications發(fā)表題為Suppressing an auxin efflux transporter enhances rice adaptation to temperate habitats的研究論文，闡述生長素外排轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白HAN2/OsABCB5通過生長素信號通路調(diào)控水稻低溫環(huán)境適應(yīng)性的分子機(jī)制。該研究獲得兩個新發(fā)現(xiàn)：① 生長素轉(zhuǎn)運(yùn)及其信號通路調(diào)控水稻低溫環(huán)境適應(yīng)性的遺傳基礎(chǔ)，② Copia逆轉(zhuǎn)座子介導(dǎo)的表觀遺傳修飾驅(qū)動秈粳適應(yīng)性分化的分子機(jī)制，為培育氣候韌性水稻品種提供新的理論依據(jù)與基因資源。水稻作為起源于熱帶或亞熱帶的糧食作物，其生長發(fā)育對低溫脅迫敏感。伴隨全球氣候變化加劇，極端低溫事件發(fā)生頻率顯著上升，發(fā)掘耐冷基因并解析分子機(jī)制，有利于水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)遺傳改良。目前利用自然群體挖掘的水稻耐冷基因資源有限。該研究團(tuán)隊(duì)基于正向遺傳學(xué)方法在溫帶粳稻中克隆到一個同時調(diào)控水稻苗期與孕穗期耐冷QTL-HAN2，HAN2編碼一個生長素外排轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（OsABCB5），通過生長素介導(dǎo)的“OsARF24-OsMAP1/OsMPK3“信號通路負(fù)調(diào)控水稻耐冷性。在水稻馴化過程中，HAN2在秈稻和溫帶粳稻中出現(xiàn)分化。在溫帶粳稻中，HAN2等位基因在其下游獲得一個Copia型逆轉(zhuǎn)座子的插入，通過表觀遺傳學(xué)修飾降低基因表達(dá)，從而增強(qiáng)耐冷性，適應(yīng)溫帶環(huán)境。溫帶粳稻HAN2等位基因向秈稻品種中導(dǎo)入可以增強(qiáng)水稻苗期與孕穗期耐冷性，因此該基因具有高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)育種價值。該研究深化了溫帶粳稻向北擴(kuò)張的適應(yīng)性馴化機(jī)制的理解，為氣候韌性水稻育種提供了新的理論依據(jù)與基因資源。中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所毛東海研究員為通訊作者，崔延春博士、黃麗芳、劉朋博士及王曉東為共同第一作者。研究獲陳彩艷研究員、邢永忠教授（崖州灣國家實(shí)驗(yàn)室）、張文利教授（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)）、唐文幫教授（湖南雜交水稻研究中心）等專家指導(dǎo)，崖州灣國家實(shí)驗(yàn)室吳比博士、湖南雜交水稻研究中心譚勇俊博士等參與試驗(yàn)。南方科技大學(xué)陳永龍教授團(tuán)隊(duì)及本所公共技術(shù)中心提供技術(shù)支持，謝卡斌教授（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)）提供了遺傳材料。研究獲國家自然科學(xué)基金、湖南省科技重大專項(xiàng)等項(xiàng)目資助。論文鏈接水稻基因HAN2促進(jìn)溫帶粳稻適應(yīng)低溫環(huán)境基于HAN2介導(dǎo)的水稻耐寒適應(yīng)機(jī)制模型

2025-05-16

亞熱帶生態(tài)所?|?反芻動物消化道微生物膳食選擇驅(qū)動纖維動態(tài)利用過程研究取得新進(jìn)展

牛、羊等反芻家畜可為人們提供優(yōu)質(zhì)牛羊肉和奶類，是可滿足人民群眾日益多元化食物消費(fèi)需求的優(yōu)質(zhì)蛋白來源。牛羊生產(chǎn)面臨著飼草料供需失衡和飼料效率低等瓶頸，嚴(yán)重阻礙了高質(zhì)量草食畜牧業(yè)的發(fā)展。膳食纖維作為反芻動物的主要營養(yǎng)來源，其利用效率直接影響動物的生長性能和健康狀況。然而，不同纖維類型在反芻動物消化道的動態(tài)利用過程尚不明晰，尤其是消化道微生物在此過程中扮演的角色仍缺乏系統(tǒng)研究。牛、羊等反芻家畜可為人們提供優(yōu)質(zhì)牛羊肉和奶類，是可滿足人民群眾日益多元化食物消費(fèi)需求的優(yōu)質(zhì)蛋白來源。牛羊生產(chǎn)面臨著飼草料供需失衡和飼料效率低等瓶頸，嚴(yán)重阻礙了高質(zhì)量草食畜牧業(yè)的發(fā)展。膳食纖維作為反芻動物的主要營養(yǎng)來源，其利用效率直接影響動物的生長性能和健康狀況。然而，不同纖維類型在反芻動物消化道的動態(tài)利用過程尚不明晰，尤其是消化道微生物在此過程中扮演的角色仍缺乏系統(tǒng)研究。近日，中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所畜禽健康養(yǎng)殖與農(nóng)牧復(fù)合生態(tài)研究中心譚支良研究員團(tuán)隊(duì)針對提高纖維利用率的現(xiàn)實(shí)需求，基于微生物分解纖維的速率差異，以山羊?yàn)樵囼?yàn)動物，構(gòu)建了快速發(fā)酵型纖維（FF組，纖維素16.6%、半纖維素10.1%、果膠3.4%）和慢速發(fā)酵型纖維（SF組，纖維素22.8%、半纖維素13.7%、果膠1.3%）模型，構(gòu)建了“纖維解聚→糖酵解→短鏈脂肪酸生成”級聯(lián)代謝圖譜。研究發(fā)現(xiàn) SF組顯著富集了瘤胃和盲腸中的纖維素降解菌Fibrobacter和Ruminococcus，而 FF組富集了果膠降解菌Prevotella，并通過提高果膠酶（PL1、GH28、CE8）的基因豐度提升動物生長性能。與此同時，慢速發(fā)酵型纖維可通過增強(qiáng)維生素B12 介導(dǎo)的瘤胃微生物纖維級聯(lián)代謝提升生長羊纖維利用效率。相關(guān)成果以Dietary selection of distinct gastrointestinal microorganisms drives fiber utilization dynamics in goats為題發(fā)表于Microbiome（一區(qū)Top，IF=13.8）雜志上。此研究從全消化道的角度解析了哪些微生物、酶和途徑參與了不同纖維組分利用的動態(tài)過程，可為靶向消化道微生物提升反芻動物纖維利用效率提供理論依據(jù)。該工作得到了國家自然科學(xué)基金、湖南省自然科學(xué)基金、湖南省科技創(chuàng)新計(jì)劃和中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會等項(xiàng)目的聯(lián)合資助，亞熱帶生態(tài)所畢業(yè)生張小麗為本論文第一作者，焦金真副研究員為論文通訊作者。論文鏈接山羊消化道微生物纖維代謝圖譜

2025-05-16

深圳先進(jìn)院?| 李漢杰團(tuán)隊(duì)提出并定義“小膠質(zhì)細(xì)胞譜系”（Trends in Immunology）

5月13日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院的李漢杰團(tuán)隊(duì)在Cell Press細(xì)胞出版社旗下期刊Trends in Immunology發(fā)表了題為 “The Microglial Lineage: Present and Beyond”的論點(diǎn)文章。5月13日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院的李漢杰團(tuán)隊(duì)在Cell Press細(xì)胞出版社旗下期刊Trends in Immunology發(fā)表了題為 “The Microglial Lineage: Present and Beyond”的論點(diǎn)文章。基于外周組織中存在具有小膠質(zhì)細(xì)胞特征的免疫細(xì)胞的研究進(jìn)展，該文章提出使用“小膠質(zhì)細(xì)胞譜系”這一術(shù)語，統(tǒng)一定義此類細(xì)胞和經(jīng)典中樞神經(jīng)系統(tǒng)小膠質(zhì)細(xì)胞。小膠質(zhì)細(xì)胞譜系是指具有小膠質(zhì)細(xì)胞分子表型特征，相同胚胎起源的組織駐留免疫細(xì)胞，但其組織分布和功能呈現(xiàn)多樣性。中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）小膠質(zhì)細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)小膠質(zhì)細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)是神經(jīng)生物學(xué)領(lǐng)域的里程碑（圖1A）。過去一個世紀(jì)的研究表明，小膠質(zhì)細(xì)胞是大腦健康的“守護(hù)者”，在發(fā)育、穩(wěn)態(tài)維持、免疫監(jiān)視及神經(jīng)退行性疾病中發(fā)揮關(guān)鍵作用。以詞源學(xué)角度，“microglia”（希臘語“micro-”意為“微小”）指代胞體較小的膠質(zhì)細(xì)胞。廣義的“膠質(zhì)細(xì)胞”（希臘語“glue”，意為“膠水”）概念起源于19世紀(jì)中葉，反映早期學(xué)界將其視為神經(jīng)系統(tǒng)的“粘合劑”。盡管“星形膠質(zhì)細(xì)胞”一詞于19世紀(jì)末被提出，但直到1919年，Pío del Río-Hortega才通過新型染色技術(shù)從小膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞中區(qū)分出星形膠質(zhì)細(xì)胞，明確定義了具有獨(dú)特小胞體特征的小膠質(zhì)細(xì)胞。后續(xù)研究將視網(wǎng)膜中具有類似形態(tài)和染色特征的細(xì)胞也歸入此范疇。盡管Pío del Río-Hortega從未將小膠質(zhì)細(xì)胞嚴(yán)格限定于CNS，但由于歷史研究重點(diǎn)和技術(shù)限制，學(xué)術(shù)界長期認(rèn)為小膠質(zhì)細(xì)胞僅存在于CNS。外周類小膠質(zhì)細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)單細(xì)胞基因組學(xué)以前所未有的精度揭示了細(xì)胞多樣性，改變了生物學(xué)的傳統(tǒng)研究范式。它能夠以單細(xì)胞和轉(zhuǎn)錄組分辨率進(jìn)行跨組織比較，重新定義對細(xì)胞亞群定義的理解，挑戰(zhàn)了長期以來認(rèn)為某些細(xì)胞具有嚴(yán)格組織特異性的觀念。此外，單細(xì)胞基因組學(xué)技術(shù)、先進(jìn)的計(jì)算生物學(xué)技術(shù)，和時間分辨率采樣技術(shù)相結(jié)合，有望揭示人類和其它不常見物種中不同細(xì)胞類型的個體發(fā)育。基于單細(xì)胞測序技術(shù)，近期在人類及非嚙齒類動物外周組織中發(fā)現(xiàn)，與CNS小膠質(zhì)細(xì)胞具有相同轉(zhuǎn)錄組、表觀遺傳特征和相同卵黃囊起源的免疫細(xì)胞（圖1A）。通過無偏性分析人類胚胎發(fā)育不同階段的多個器官/組織單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，作者團(tuán)隊(duì)及其他研究者發(fā)現(xiàn)：在胎兒皮膚、睪丸、心臟及外周神經(jīng)系統(tǒng)（PNS）中，存在一類具有小膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組特征（表達(dá)P2RY12、SALL1、TMEM119，不表達(dá)MRC1、DAB2、LYVE1）的免疫細(xì)胞群。流式細(xì)胞術(shù)及免疫組化進(jìn)一步證實(shí)，此類細(xì)胞為CD45lowMRC1-P2RY12+，與CNS小膠質(zhì)細(xì)胞高度相似，而非其他組織定居巨噬細(xì)胞。穩(wěn)態(tài)下，它們呈現(xiàn)典型分支狀形態(tài)（胞體延伸出樹突狀結(jié)構(gòu)）。時序性單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組聯(lián)合原位免疫熒光染色表明，這些外周類小膠質(zhì)細(xì)胞與其CNS對應(yīng)物同步出現(xiàn)于神經(jīng)管發(fā)育階段，并可能起源于卵黃囊巨噬細(xì)胞祖細(xì)胞。表觀遺傳分析進(jìn)一步顯示，PNS類小膠質(zhì)細(xì)胞與CNS小膠質(zhì)細(xì)胞具有相同特征。綜上，這些外周類小膠質(zhì)細(xì)胞與CNS小膠質(zhì)細(xì)胞共享轉(zhuǎn)錄組、蛋白標(biāo)記、形態(tài)、表觀遺傳及胚胎起源（圖1A）。小膠質(zhì)細(xì)胞譜系：具有小膠質(zhì)細(xì)胞分子表型與胚胎起源的組織駐留免疫細(xì)胞盡管Pío del Río-Hortega的早期研究聚焦于CNS，但其染色技術(shù)主要針對神經(jīng)組織，限制了對外周區(qū)域的探索。后續(xù)嚙齒類動物研究（小鼠和大鼠）強(qiáng)化了“小膠質(zhì)細(xì)胞僅存于CNS”的觀點(diǎn)。然而，近期單細(xì)胞基因組學(xué)研究在人類及非嚙齒類外周組織中發(fā)現(xiàn)了與小膠質(zhì)細(xì)胞具有相同分子特征及卵黃囊起源的細(xì)胞（Table 1）。這些發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)認(rèn)知，表明小膠質(zhì)細(xì)胞譜系是一類分布廣泛且具有器官特異性功能的獨(dú)特免疫譜系（圖1B）。文章提出使用“小膠質(zhì)細(xì)胞譜系”統(tǒng)一指代CNS小膠質(zhì)細(xì)胞及其外周同類細(xì)胞。該術(shù)語強(qiáng)調(diào)此類細(xì)胞共享小膠質(zhì)分子表型與胚胎起源，代表一類廣泛分布的定居免疫細(xì)胞（圖1B）。這一命名方案符合現(xiàn)代細(xì)胞分類學(xué)原則，可避免術(shù)語混淆，并促進(jìn)跨器官比較研究。1. 符合現(xiàn)代細(xì)胞分類學(xué)：傳統(tǒng)細(xì)胞分類依賴有限標(biāo)記物（如IBA1）和形態(tài)特征，而單細(xì)胞技術(shù)可基于分子與發(fā)育特征進(jìn)行無偏分類。將組織定居巨噬細(xì)胞亞群納入“小膠質(zhì)細(xì)胞譜系”，體現(xiàn)了以發(fā)育關(guān)系和分子狀態(tài)為核心的分類原則。2. 避免術(shù)語混淆：“類小膠質(zhì)細(xì)胞”一詞常被誤用于iPSC衍生模型、單核細(xì)胞來源的CNS浸潤細(xì)胞或僅表達(dá)部分小膠質(zhì)相關(guān)基因（如TREM2、CX3CR1）的外周巨噬細(xì)胞。而通過多組學(xué)分析和跨組織比較鑒定的外周小膠質(zhì)細(xì)胞譜系，在分子與發(fā)育層面與CNS小膠質(zhì)細(xì)胞同源。將其歸入“小膠質(zhì)細(xì)胞譜系”可明確其生物學(xué)獨(dú)特性。基于其與神經(jīng)系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)，作者建議將PNS類小膠質(zhì)細(xì)胞命名為“PNS小膠質(zhì)細(xì)胞”。3. 促進(jìn)跨器官比較：小膠質(zhì)細(xì)胞譜系在CNS中調(diào)控突觸修剪等神經(jīng)功能的分子機(jī)制，可能在外周被“改造”用于調(diào)控神經(jīng)嵴細(xì)胞分化或神經(jīng)元成熟。統(tǒng)一命名有助于揭示該譜系在不同組織中的保守與特化功能。外周小膠質(zhì)細(xì)胞譜系的功能意義外周小膠質(zhì)細(xì)胞譜系在不同組織（包括胎兒皮膚、睪丸、心臟和周圍神經(jīng)系統(tǒng)）中表現(xiàn)出顯著的多樣性空間分布（圖1B）。它代表著一個多樣化的駐留巨噬細(xì)胞群，這些巨噬細(xì)胞在不同器官中發(fā)揮著特殊作用，它們源于胚胎但又適應(yīng)于不同的組織微環(huán)境。在胎兒皮膚中，小膠質(zhì)細(xì)胞譜系分布于表皮，并與神經(jīng)嵴細(xì)胞發(fā)生物理相互作用，促進(jìn)神經(jīng)嵴細(xì)胞分化為黑素細(xì)胞前體。在睪丸中，它們在發(fā)育和成年期聚集于睪丸的輸出管和附睪管周圍。在心臟中，它們在發(fā)育過程中主要定位于心臟的主動脈壁。它們在睪丸和心臟中的功能仍在研究中。在感覺神經(jīng)節(jié)（例如背根神經(jīng)節(jié)，DRG）和交感神經(jīng)節(jié)（SG）內(nèi)，PNS小膠質(zhì)細(xì)胞將神經(jīng)元胞體包裹在由衛(wèi)星膠質(zhì)細(xì)胞 (SGC) 形成的膜內(nèi)，與神經(jīng)元胞體形成直接的物理界面。這些相互作用通過調(diào)節(jié)神經(jīng)元胞體增大和軸突生長，對神經(jīng)元成熟至關(guān)重要。PNS小膠質(zhì)細(xì)胞的缺失會損害神經(jīng)元的興奮性和軀體感覺。多樣化的組織分布和功能凸顯了小膠質(zhì)細(xì)胞譜系細(xì)胞對其微環(huán)境的適應(yīng)性及其在組織發(fā)育和體內(nèi)平衡中的關(guān)鍵作用（圖1B）。未來研究展望為了全面了解小膠質(zhì)細(xì)胞譜系，在未探索的組織、發(fā)育階段和物種中鑒定新的亞群至關(guān)重要。跨物種比較研究至關(guān)重要，因?yàn)樾∈蠛痛笫笾腥狈﹃P(guān)鍵亞群（例如皮膚和PNS中的亞群）。通過對不同物種不同組織中小膠質(zhì)細(xì)胞的存在進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析，不僅可更好地理解小膠質(zhì)細(xì)胞譜系的進(jìn)化保守性和分化性，而且還可揭示進(jìn)化和發(fā)育壓力如何塑造小膠質(zhì)細(xì)胞譜系在不同生態(tài)位中的可塑性。進(jìn)一步闡明組織微環(huán)境如何塑造它們的表型和功能，將有助于闡明它們對不同組織體內(nèi)平衡的貢獻(xiàn)。由于CNS小膠質(zhì)細(xì)胞參與不同的病理狀況，而探索外周小膠質(zhì)細(xì)胞譜系是否以及如何在男性不育、心血管疾病和周圍神經(jīng)病變等疾病中發(fā)揮作用，值得未來關(guān)注。填補(bǔ)這些研究空白將加強(qiáng)小膠質(zhì)細(xì)胞譜系的進(jìn)化多樣性、組織共同和特異適應(yīng)性及其與人類疾病相關(guān)性的理解。本文提出“小膠質(zhì)細(xì)胞譜系”這一術(shù)語，以整合中樞神經(jīng)系統(tǒng)與外周組織中具有相同小膠質(zhì)細(xì)胞分子特征及發(fā)育起源的免疫細(xì)胞。這一分類方案旨在減少術(shù)語混淆、促進(jìn)跨學(xué)科研究，并強(qiáng)調(diào)其進(jìn)化連續(xù)性。但是最終該術(shù)語的適用性，需經(jīng)科學(xué)界廣泛討論與共識確認(rèn)。該研究獲國家自然科學(xué)基金、深圳市醫(yī)學(xué)研究專項(xiàng)資金、國家科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、深圳市科技計(jì)劃，以及深圳合成生物學(xué)創(chuàng)新研究院科研計(jì)劃等多個項(xiàng)目的支持。文章上線截圖圖1.?小膠質(zhì)細(xì)胞譜系是指包含小膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組和相同發(fā)育的免疫細(xì)胞。(A) 時間軸展示了小膠質(zhì)細(xì)胞譜系的發(fā)現(xiàn)歷史。(B) 示意圖展示了小膠質(zhì)細(xì)胞譜系在人類中的發(fā)育起源、組織分布和功能。

2025-05-16