科研進(jìn)展
  • 南海海洋所?|?研究揭示細(xì)菌復(fù)雜鞭毛馬達(dá)的結(jié)構(gòu)組裝和演化
    中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所（后簡(jiǎn)稱(chēng)“南海海洋所”）熱帶海洋環(huán)境與島礁生態(tài)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、熱帶海洋生物資源與生態(tài)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)，圍繞細(xì)菌復(fù)雜鞭毛馬達(dá)的精細(xì)結(jié)構(gòu)、組裝時(shí)序與演化路徑開(kāi)展系統(tǒng)研究。相關(guān)成果以“Structural insights into the assembly and evolution of a complex bacterial flagellar motor”為題，于1月9日在線發(fā)表于微生物學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊《自然·微生物》（Nature Microbiology）。南海海洋所博士生馮雪銀、耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院博士后Shoichi Tachiyama、山東大學(xué)博士生何靜以及南海海洋所助理研究員朱思琦為論文共同第一作者；南海海洋所研究員高貝樂(lè)、耶魯大學(xué)教授劉駿和山東大學(xué)教授高翔為論文共同通訊作者。該研究整體科學(xué)構(gòu)想與研究設(shè)計(jì)由研究員高貝樂(lè)與教授劉駿共同提出并主導(dǎo)完成。鞭毛是驅(qū)動(dòng)細(xì)菌細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的重要納米機(jī)器，在海洋等多種環(huán)境中協(xié)助細(xì)菌實(shí)現(xiàn)空間遷移與環(huán)境響應(yīng)。不同細(xì)菌的鞭毛結(jié)構(gòu)差異顯著，以往研究主要集中于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的模式菌株大腸桿菌和沙門(mén)氏菌的馬達(dá)；然而，自然界中的大多數(shù)細(xì)菌存在更為復(fù)雜的鞭毛馬達(dá)，其額外結(jié)構(gòu)的組成、組裝時(shí)序以及進(jìn)化路徑缺乏系統(tǒng)研究，限制了我們對(duì)細(xì)菌馬達(dá)的多樣性和運(yùn)動(dòng)機(jī)制的全面理解?？漳c彎曲菌具有高度復(fù)雜的鞭毛馬達(dá)結(jié)構(gòu)，為研究該問(wèn)題提供了理想模型。本團(tuán)隊(duì)前期研究（Chen et. al, PNAS, 2025 Jan 7;122(1):e2412594121.）揭示了空腸彎曲菌馬達(dá)的胞質(zhì)部分存在一個(gè)四聚體PilZ家族蛋白FlgX，并且該蛋白復(fù)合體處于經(jīng)典模型中的定子與轉(zhuǎn)子結(jié)合界面，因此阻礙了定子與轉(zhuǎn)子的結(jié)合，說(shuō)明該復(fù)雜馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)機(jī)制區(qū)別于經(jīng)典模型。最近，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步構(gòu)建了空腸彎曲菌復(fù)雜鞭毛馬達(dá)近乎完整的結(jié)構(gòu)模型，解析了自1979年發(fā)現(xiàn)以來(lái)成分一直未知的周質(zhì)E環(huán)、由FcpMNO和PflD組成的外周籠、以及PflA輻條-PflB輪圈復(fù)合體的精細(xì)結(jié)構(gòu)及其互作細(xì)節(jié)。這些復(fù)雜支架結(jié)構(gòu)通過(guò)精密的互作網(wǎng)絡(luò)，穩(wěn)定了多達(dá)17個(gè)定子單元，從而產(chǎn)生超高轉(zhuǎn)矩，為鞭毛提供了強(qiáng)大的動(dòng)力以適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境。圖1 空腸彎曲菌復(fù)雜鞭毛馬達(dá)的完整模型該研究還首次報(bào)道了復(fù)雜支架蛋白的表達(dá)調(diào)控機(jī)制及其組裝次序，發(fā)現(xiàn)內(nèi)膜錨定支架與定子復(fù)合體的組裝早于鞭毛桿形成，表明鞭毛基因的表達(dá)受到嚴(yán)格的時(shí)空順序調(diào)控，遵循由內(nèi)而外的層級(jí)化組裝邏輯。此外，該體系中的組裝順序明顯區(qū)別于經(jīng)典模型中定子在鞭毛桿和鞭毛鉤之后組裝的模式；同時(shí)，復(fù)雜馬達(dá)中的定子數(shù)目保持恒定，也不同于經(jīng)典模型中定子的動(dòng)態(tài)交換的機(jī)制。進(jìn)化分析顯示，籠狀結(jié)構(gòu)是彎曲菌門(mén)的特有結(jié)構(gòu)，而E環(huán)和輻條結(jié)構(gòu)廣泛存在于多種具有鞭毛的物種中，暗示其可能起源于細(xì)菌共同祖先，演化歷史久遠(yuǎn)。研究進(jìn)一步揭示，彎曲菌門(mén)自深海熱液口祖先開(kāi)始，其鞭毛馬達(dá)“借用”了IV型菌毛系統(tǒng)的部分結(jié)構(gòu)單元，形成了包裹定子復(fù)合體的輻條與籠狀結(jié)構(gòu)，是細(xì)菌大分子機(jī)器演化過(guò)程中一次典型的“拓展適應(yīng)（exaptation）”事件。圖2 復(fù)雜支架蛋白的進(jìn)化分析該研究響應(yīng)了“向極微觀深入”的科學(xué)研究前沿趨勢(shì)，在結(jié)構(gòu)和進(jìn)化層面深化了對(duì)細(xì)菌納米馬達(dá)的認(rèn)知，揭示了一系列不同于經(jīng)典模型的新組分和新機(jī)制。相關(guān)成果為理解復(fù)雜分子機(jī)器的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、功能適應(yīng)及其在不同生態(tài)環(huán)境中的演化路徑提供了重要理論依據(jù)，同時(shí)也有助于進(jìn)一步闡釋納米機(jī)器的起源與進(jìn)化，并為基于合成生物學(xué)手段對(duì)其進(jìn)行改造與利用奠定基礎(chǔ)。本研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃以及廣東省科技計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。相關(guān)論文信息：Xueyin Feng, Shoichi Tachiyama, Jing He, Siqi Zhu, Hang Zhao, Jack M. Botting, Yanran Liu, Yuanyuan Chen, Canfeng Hua, María Lara-Tejero, Matthew A. B. Baker, Xiang Gao*, Jun Liu*, Beile Gao*. Structural insights into the assembly and evolution of a complex bacterial flagellar motor. Nature Microbiology, 2026.論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41564-025-02248-5
    2026-01-09
  • 深圳先進(jìn)院?| 揭示材料表面化學(xué)在蛋白腔體識(shí)別中的作用機(jī)制（JACS）
    中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院醫(yī)藥所炎癥與疫苗研究室?李洋團(tuán)隊(duì)以Amino Acid Residue-Driven Nanoparticle Targeting of Protein Cavities: Surface Chemistry Dictates Binding Specificity beyond Size Complementarity為題，在 Journal of the American Chemical Society發(fā)表研究成果，系統(tǒng)揭示了納米材料靶向蛋白表面腔體的分子識(shí)別機(jī)制。近日，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院醫(yī)藥所炎癥與疫苗研究室李洋團(tuán)隊(duì)以Amino Acid Residue-Driven Nanoparticle Targeting of Protein Cavities: Surface Chemistry Dictates Binding Specificity beyond Size Complementarity為題，在 Journal of the American Chemical Society發(fā)表研究成果，系統(tǒng)揭示了納米材料靶向蛋白表面腔體的分子識(shí)別機(jī)制。蛋白-蛋白相互作用界面的蛋白表面腔體在細(xì)胞信號(hào)調(diào)控和病毒入侵等過(guò)程中具有重要功能，但其結(jié)構(gòu)淺、尺度較大，長(zhǎng)期被認(rèn)為難以通過(guò)傳統(tǒng)小分子實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定靶向，成為限制相關(guān)調(diào)控策略發(fā)展的重要瓶頸。團(tuán)隊(duì)此前研究（Nano Today, 2024, 55, 102183）發(fā)現(xiàn)，尺寸約為 3 nm 的氧化鈰納米顆粒（CeO?NPs）能夠插入 SARS-CoV-2 刺突蛋白約 5 nm 的中央腔體，為“納米材料可靶向蛋白表面腔體”這一概念提供了直接實(shí)驗(yàn)依據(jù)。在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步開(kāi)展了針對(duì)腔體選擇性靶向機(jī)制的系統(tǒng)研究。本研究以 SARS-CoV-2 刺突蛋白（Spike，S 蛋白）為模型體系，選取尺寸高度一致但表面化學(xué)性質(zhì)不同的CeO?NPs和金納米顆粒（AuNPs），在嚴(yán)格控制尺寸變量的前提下，系統(tǒng)比較了納米材料表面化學(xué)性質(zhì)對(duì)蛋白腔體靶向行為的影響。結(jié)果顯示，兩類(lèi)納米顆粒均可通過(guò)與刺突蛋白結(jié)合發(fā)揮抗病毒作用，但其結(jié)合位點(diǎn)和分子機(jī)制存在顯著差異。CeO?NPs傾向于靶向富含天冬氨酸（Asp）殘基的中央腔體，通過(guò)與 Asp 羧基之間的配位作用實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定結(jié)合，從而阻斷S蛋白與宿主細(xì)胞ACE2受體的識(shí)別過(guò)程。而AuNPs主要結(jié)合富含精氨酸（Arg）殘基的側(cè)向腔體，依賴(lài)與Arg的靜電作用和氫鍵相互作用，靠近S1/S2 酶切位點(diǎn)區(qū)域，干擾宿主蛋白酶介導(dǎo)的刺突蛋白激活過(guò)程?；谏鲜鲅芯拷Y(jié)果，團(tuán)隊(duì)明確提出：在幾何尺寸可達(dá)的前提下，納米顆粒對(duì)蛋白腔體的選擇性靶向并非由尺寸單一因素決定，而是由材料表面化學(xué)性質(zhì)與腔體局部氨基酸殘基所構(gòu)成的微環(huán)境之間的相互作用方式所主導(dǎo)。只有同時(shí)滿(mǎn)足“結(jié)構(gòu)幾何匹配”與“表面化學(xué)匹配” 兩個(gè)條件，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)特定蛋白腔體的精準(zhǔn)識(shí)別與功能調(diào)控。本研究從分子和界面層面系統(tǒng)闡明了 “殘基驅(qū)動(dòng)的腔體特異性識(shí)別機(jī)制”。 該機(jī)制在尺寸匹配等結(jié)構(gòu)因素的基礎(chǔ)上，引入殘基微環(huán)境這一關(guān)鍵分子維度，進(jìn)一步細(xì)化并完善了納米材料-靶蛋白相互作用的分子識(shí)別機(jī)制，為理解復(fù)雜蛋白表面局部結(jié)構(gòu)的選擇性結(jié)合提供了明確且可推廣的物理化學(xué)依據(jù)。相關(guān)結(jié)果為納米材料靶向調(diào)控蛋白功能提供了可操作的設(shè)計(jì)原則，也為突破傳統(tǒng)小分子難以調(diào)控的“不可成藥”蛋白腔體建立了具有普適意義的理論框架。該研究也是李洋團(tuán)隊(duì)圍繞納米材料-蛋白精準(zhǔn)互作機(jī)制持續(xù)開(kāi)展研究的重要進(jìn)展之一。近年來(lái)，圍繞納米藥物長(zhǎng)期面臨的靶點(diǎn)不清、機(jī)制不明和轉(zhuǎn)化受限等問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)納米材料可通過(guò)精準(zhǔn)識(shí)別并結(jié)合關(guān)鍵功能蛋白或生物分子直接調(diào)控其生物學(xué)功能，并據(jù)此提出并發(fā)展了“納米分子靶向藥物”研究理念。團(tuán)隊(duì)通過(guò)解析納米材料-靶蛋白分子識(shí)別規(guī)律，初步建立了納米–靶蛋白互作精準(zhǔn)解析方法體系，并以此為基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)了多種靶點(diǎn)明確、機(jī)制清晰的納米藥物。相關(guān)成果相繼發(fā)表在 Nature Nanotechnology ( 2021, 16(10): 1150-1160；2022, 17, 993-1003.), Nano Today (2024, 55, 102183), Advanced Functional Materials (2024, 34, 2312941), Exploration ( 2025, 20240143)等期刊。本研究李洋研究員為通訊作者，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院（SIAT）為通訊單位，團(tuán)隊(duì)成員劉芳芳博士、張國(guó)芳副研究員以及王曉峰工程師為共同第一作者。研究工作得到了科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助，并得到西班牙?加泰羅尼亞納米科學(xué)與納米技術(shù)研究所Victor F. Puntes教授團(tuán)隊(duì)的支持。文獻(xiàn)鏈接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.5c15860文章上線截圖圖|氨基酸殘基驅(qū)動(dòng)的尺寸匹配納米顆粒對(duì) SARS-CoV-2 刺突蛋白腔體的選擇性靶向機(jī)制。
    2026-01-14
  • 鼎湖山站撰文解讀中國(guó)森林精細(xì)尺度多樣性格局與過(guò)程
    鼎湖山站武東海研究員受邀在?Nature Ecology & Evolution?雜志撰文，對(duì)其團(tuán)隊(duì)最新發(fā)表的研究成果進(jìn)行系統(tǒng)解讀，闡釋中國(guó)森林精細(xì)尺度樹(shù)種豐富度與結(jié)構(gòu)多樣性的空間格局、驅(qū)動(dòng)機(jī)制及未來(lái)潛力，并展望相關(guān)領(lǐng)域的前沿研究方向。相關(guān)成果以?“Fine-grained mapping of forest diversity in China”?為題，發(fā)表在?Nature Ecology & Evolution?雜志2026年第1期（論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41559-025-02925-y）。?國(guó)家需求：為應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)峻的氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)對(duì)森林多樣性保護(hù)造成的壓力，中國(guó)作為主席國(guó)制定了《昆明-蒙特利爾全球生物多樣性框架》。在此背景下，從多維度視角系統(tǒng)評(píng)估森林的多樣性格局、驅(qū)動(dòng)機(jī)制及其未來(lái)潛力，對(duì)于支撐國(guó)家生物多樣性保護(hù)戰(zhàn)略意義重大。過(guò)去20年來(lái)，國(guó)內(nèi)關(guān)于森林多樣性空間格局的研究主要聚焦于粗尺度（通常覆蓋數(shù)十萬(wàn)公頃以上面積）的伽馬多樣性，側(cè)重刻畫(huà)區(qū)域?qū)用娴奈锓N總量。這類(lèi)研究在識(shí)別宏觀空間格局和劃定保護(hù)優(yōu)先區(qū)方面發(fā)揮了重要作用，但難以揭示森林群落內(nèi)部物種經(jīng)歷相互作用之后的自然共存狀態(tài)及其結(jié)構(gòu)異質(zhì)性，從而限制了對(duì)關(guān)鍵生態(tài)過(guò)程的深入認(rèn)識(shí)。相比之下，基于細(xì)尺度（通常覆蓋數(shù)百平方米樣方）的研究能夠更直接反映群落內(nèi)部的結(jié)構(gòu)異質(zhì)性，可為精準(zhǔn)制定森林多樣性保護(hù)、生態(tài)恢復(fù)與可持續(xù)經(jīng)營(yíng)措施提供更具針對(duì)性的科學(xué)依據(jù)。?科學(xué)發(fā)現(xiàn)：研究基于全國(guó)近3400個(gè)自然林樣方數(shù)據(jù)，從更貼近生態(tài)過(guò)程的細(xì)尺度出發(fā)，同時(shí)量化評(píng)估了森林樹(shù)種豐富度與結(jié)構(gòu)多樣性，并首次構(gòu)建了中國(guó)自然林精細(xì)尺度多樣性空間分布圖。研究結(jié)果顯示，兩類(lèi)多樣性在空間格局及其主導(dǎo)驅(qū)動(dòng)機(jī)制上存在顯著差異：樹(shù)種豐富度主要受降水季節(jié)性控制，其次為地形異質(zhì)性和氣候穩(wěn)定性；而結(jié)構(gòu)多樣性則主要由林齡所決定，降水季節(jié)性和年降水量發(fā)揮次要調(diào)節(jié)作用?；跈C(jī)器學(xué)習(xí)模型的情景預(yù)測(cè)結(jié)果表明，在未來(lái)氣候變化背景下，我國(guó)自然林的樹(shù)種豐富度和結(jié)構(gòu)多樣性分別具有約?36%?和?27%?的提升潛力，表明中國(guó)森林在未來(lái)仍具備較大的多樣性恢復(fù)與提升空間。?未來(lái)方向：由于多樣性格局具有明顯的尺度依賴(lài)性，且物種豐富度隨面積呈非線性增加，跨尺度外推仍然面臨較大挑戰(zhàn)。目前，無(wú)人機(jī)遙感為破解這一難題提供了新的途徑，其能夠突破傳統(tǒng)地面調(diào)查受限于單一尺度的局限，實(shí)現(xiàn)連續(xù)空間尺度上的高效數(shù)據(jù)獲取，并對(duì)幾十至上百平方公里范圍進(jìn)行高精度監(jiān)測(cè)。此外，無(wú)人機(jī)遙感突破了傳統(tǒng)衛(wèi)星遙感空間分辨率受限的瓶頸，其厘米級(jí)高分辨率光學(xué)成像與激光雷達(dá)掃描技術(shù)在刻畫(huà)樹(shù)種豐富度和結(jié)構(gòu)多樣性方面展現(xiàn)出巨大潛力。然而，要實(shí)現(xiàn)森林多樣性的真正跨尺度制圖，仍需解決若干關(guān)鍵技術(shù)難題。面向未來(lái)，應(yīng)大力發(fā)展基于人工智能與無(wú)人機(jī)遙感的森林多樣性精細(xì)制圖技術(shù)，推動(dòng)“AI for Ecology”在森林生物多樣性保護(hù)與精細(xì)化管理決策中的應(yīng)用。?專(zhuān)家點(diǎn)評(píng)：Nature Ecology & Evolution?編輯部在同期評(píng)論中指出，該研究基于大規(guī)模、標(biāo)準(zhǔn)化的野外樣地調(diào)查數(shù)據(jù)，系統(tǒng)揭示了森林樹(shù)種豐富度與結(jié)構(gòu)多樣性之間的關(guān)系及其氣候驅(qū)動(dòng)機(jī)制，并對(duì)未來(lái)變化趨勢(shì)進(jìn)行了情景模擬，為后續(xù)相關(guān)研究提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和參考基準(zhǔn)。來(lái)自澳大利亞西悉尼大學(xué)的?Manuel Esperon-Rodriguez?博士在專(zhuān)家點(diǎn)評(píng)中表示：“該研究聚焦一個(gè)重要且具有現(xiàn)實(shí)緊迫性的科學(xué)問(wèn)題，系統(tǒng)分析了中國(guó)森林當(dāng)前及未來(lái)的多樣性格局，對(duì)自然保護(hù)與生態(tài)系統(tǒng)管理具有重要啟示意義。
    2026-01-13
  • 亞熱帶生態(tài)所?|?反芻動(dòng)物胃腸道病毒群落空間異質(zhì)性形成機(jī)制研究取得新進(jìn)展
    反芻動(dòng)物（如牛、羊、鹿等）依賴(lài)其復(fù)雜的胃腸道微生物群落消化纖維類(lèi)物質(zhì)，合成揮發(fā)性脂肪酸和微生物蛋白，同時(shí)排放溫室氣體甲烷。以往研究多集中于細(xì)菌和古菌群落，而對(duì)數(shù)量龐大的病毒群落了解甚少。反芻動(dòng)物（如牛、羊、鹿等）依賴(lài)其復(fù)雜的胃腸道微生物群落消化纖維類(lèi)物質(zhì)，合成揮發(fā)性脂肪酸和微生物蛋白，同時(shí)排放溫室氣體甲烷。以往研究多集中于細(xì)菌和古菌群落，而對(duì)數(shù)量龐大的病毒群落了解甚少。病毒通過(guò)侵染宿主、調(diào)節(jié)代謝、傳遞基因等方式，深刻影響微生物群落結(jié)構(gòu)和功能，但反芻動(dòng)物胃腸道不同區(qū)段的病毒組成、分布及其生態(tài)功能仍屬未知。該研究整合了來(lái)自7種反芻動(dòng)物10個(gè)胃腸道區(qū)域的373個(gè)宏基因組樣本，結(jié)合二代與三代測(cè)序技術(shù)，成功構(gòu)建了首個(gè)反芻動(dòng)物胃腸道病毒組目錄（Ruminant Gastrointestinal Virome Catalog，RGVC）。該目錄包含近4.4萬(wàn)個(gè)病毒分類(lèi)單元（vOTUs），其中90%為以往未知的新病毒，并成功鑒定出大量由長(zhǎng)讀長(zhǎng)技術(shù)捕獲的超大基因組病毒（長(zhǎng)達(dá)1000 kb）（圖1），極大地拓展了人們對(duì)反芻動(dòng)物腸道病毒世界的認(rèn)知邊界。該研究發(fā)現(xiàn)，病毒群落組成并非隨機(jī)分布，而是呈現(xiàn)出鮮明的空間異質(zhì)性，這種差異主要取決于胃腸道所在的生理區(qū)段，而不是反芻動(dòng)物宿主種類(lèi)（圖2）。進(jìn)一步通過(guò)生物信息學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)超過(guò)4600個(gè)原核生物宿主與近6000個(gè)病毒之間上萬(wàn)對(duì)的高置信度匹配，揭示了病毒與宿主之間廣泛而復(fù)雜的互作網(wǎng)絡(luò)。深入分析表明，胃腸道病毒的豐度與其對(duì)應(yīng)宿主的豐度呈現(xiàn)高度一致性，不同胃腸道之間的原核微生物群落差異是導(dǎo)致病毒呈現(xiàn)空間異質(zhì)性的主要原因（圖3）。近半數(shù)的病毒傾向于采用溶原性生活方式，即將其基因組整合到宿主染色體中與之長(zhǎng)期共存，且這種生活方式的比例在不同胃腸道區(qū)域中呈現(xiàn)規(guī)律性變化。病毒攜帶的輔助代謝基因（Auxiliary Metabolic Genes，AMGs）廣泛參與碳水化合物降解、能量代謝等關(guān)鍵途徑，具有重要的代謝調(diào)控潛力，且在不同胃腸段間呈差異分布。進(jìn)一步研究通過(guò)基因鄰域分析和蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)模擬（AlphaFold3），排除了宿主基因污染，驗(yàn)證了這些AMGs的病毒來(lái)源及其功能的可靠性（圖4）。 這些結(jié)果表明，溶源病毒與宿主建立了互利共生關(guān)系，共同調(diào)節(jié)反芻動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)吸收與能量獲取。該研究首次從“空間異質(zhì)性”這一生態(tài)學(xué)核心視角出發(fā)，系統(tǒng)揭示了反芻動(dòng)物胃腸道病毒群落的分布規(guī)律、生存策略與功能貢獻(xiàn)。對(duì)病毒群落區(qū)域特性的解析，不僅拓展了人們對(duì)宿主?微生物?病毒互作的認(rèn)識(shí)，也為未來(lái)通過(guò)干預(yù)特定胃腸道區(qū)段的病毒活動(dòng)，從而提升飼料轉(zhuǎn)化效率、定向減少甲烷排放，提供了新的科學(xué)路徑與潛在調(diào)控靶點(diǎn)。該研究成果發(fā)表于Journal of Advanced Research（綜合性期刊1區(qū)Top，IF = 13.0），亞熱帶生態(tài)所博士研究生張?jiān)娬転檎撐牡谝蛔髡?，亞熱帶生態(tài)所研究員譚支良、王敏及自然資源部第三海洋研究所研究員董西洋為論文共同通訊作者。研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金和國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目支持。論文鏈接圖1?RGVC數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建及特征概述?圖2?不同胃腸道區(qū)域和反芻動(dòng)物物種的病毒多樣性及解釋貢獻(xiàn)度占比??圖3?病毒及其宿主豐度呈現(xiàn)強(qiáng)烈線性相關(guān)關(guān)系?圖4?對(duì)關(guān)鍵病毒輔助代謝基因的基因組背景和蛋白結(jié)構(gòu)比對(duì)驗(yàn)證
    2026-01-13
  • 亞熱帶生態(tài)所?|?環(huán)境納米微塑料長(zhǎng)期暴露對(duì)機(jī)體“微生物—代謝”穩(wěn)態(tài)影響研究取得新進(jìn)展
    微塑料（MPs）作為一種全球性的新型污染物，其在生態(tài)系統(tǒng)中的普遍存在及由此引發(fā)的健康風(fēng)險(xiǎn)，已成為當(dāng)前環(huán)境科學(xué)與公共衛(wèi)生領(lǐng)域共同關(guān)注的核心議題。微塑料（MPs）作為一種全球性的新型污染物，其在生態(tài)系統(tǒng)中的普遍存在及由此引發(fā)的健康風(fēng)險(xiǎn)，已成為當(dāng)前環(huán)境科學(xué)與公共衛(wèi)生領(lǐng)域共同關(guān)注的核心議題。圍繞微塑料的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)與資源化影響，我們此前已開(kāi)展了一系列研究。主要的發(fā)現(xiàn)包括，在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，微塑料顯著降低了土壤水分保持力與團(tuán)聚體穩(wěn)定性，誘導(dǎo)溫室氣體排放增加（Xu et al. 2025）；在環(huán)境界面交互方面，研究揭示了納米塑料與重金屬鎘（Cd）對(duì)小球藻的聯(lián)合毒性機(jī)制，發(fā)現(xiàn)兩者共暴露會(huì)觸發(fā)胞外聚合物（EPS）的防御響應(yīng)并擾亂代謝平衡（Li et al. 2024）。在廢棄物轉(zhuǎn)化領(lǐng)域，微塑料不僅抑制了黑水虻對(duì)禽畜糞便的轉(zhuǎn)化效率，還顯著加劇了抗生素抗性基因在資源化產(chǎn)物中的暴發(fā)（Xu et al. 2023, 2025）。更具現(xiàn)實(shí)意義的是，我們發(fā)現(xiàn)嬰兒奶瓶中脫落的異形微塑料能激活機(jī)體ROS/NLRP3/Caspase-1信號(hào)通路，從而引發(fā)嚴(yán)重的腸道炎癥反應(yīng)（Xu et al. 2023）。這些從環(huán)境到生物、從基礎(chǔ)研究到生活暴露的系統(tǒng)研究共同提示，微塑料的威脅已深刻滲透至生命健康，其對(duì)機(jī)體系統(tǒng)發(fā)育與代謝調(diào)控的深層干擾機(jī)制亟需進(jìn)一步闡明。在前期基礎(chǔ)上，本研究聚焦于環(huán)境納米塑料（NPs）污染對(duì)人體健康的潛在危害，通過(guò)構(gòu)建小鼠慢性暴露模型，系統(tǒng)探究了粒徑更?。ā? μm）、穿透力更強(qiáng)的納米塑料如何穿透生理屏障并誘發(fā)全身性代謝紊亂。研究重點(diǎn)考察了“腸道-肝臟-腎臟”這一機(jī)體核心代謝軸對(duì)納米塑料暴露的響應(yīng)規(guī)律，量化分析了腸道微生物組成、膽汁酸（BA）代謝圖譜以及遠(yuǎn)端器官功能指標(biāo)的系統(tǒng)性變化。研究表明，長(zhǎng)期納米塑料暴露通過(guò)重塑“微生物—膽汁酸軸”，誘發(fā)了嚴(yán)重的全身性代謝退化。納米塑料能夠穿透腸道上皮屏障進(jìn)入血液循環(huán)，并在肝臟、腎臟等遠(yuǎn)端器官中顯著蓄積，誘導(dǎo)強(qiáng)烈的氧化應(yīng)激與炎癥反應(yīng)。更關(guān)鍵的是，納米塑料暴露顯著干擾了腸道菌群的穩(wěn)態(tài)（如降低了Muribaculaceae等有益菌豐度），導(dǎo)致參與膽汁酸轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵菌群受抑制，阻斷了初級(jí)膽汁酸向次級(jí)膽汁酸（如去氧膽酸DCA）的轉(zhuǎn)化。這種代謝產(chǎn)物的失調(diào)進(jìn)一步抑制了機(jī)體farnesoid X受體（FXR）介導(dǎo)的信號(hào)通路，進(jìn)而聯(lián)動(dòng)驅(qū)動(dòng)了肝臟脂質(zhì)代謝紊亂與腎臟清除功能受損?？偟膩?lái)說(shuō)，這項(xiàng)工作從環(huán)境毒理與代謝醫(yī)學(xué)交叉視角，闡明了納米塑料如何通過(guò)擾亂復(fù)雜的微生態(tài)—代謝網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)跨器官的連鎖破壞，不僅拓展了對(duì)環(huán)境新興污染物健康風(fēng)險(xiǎn)的機(jī)制理解，也為制訂微塑料環(huán)境健康標(biāo)準(zhǔn)提供了重要科學(xué)支撐。本研究是在中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所印遇龍?jiān)菏恐笇?dǎo)下，聯(lián)合南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院、南京醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院、南開(kāi)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院、南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院、印尼艾爾朗加大學(xué)漁業(yè)微生物實(shí)驗(yàn)室共同完成，該研究以Nano-plastics disrupt systemic metabolism by remodeling the bile acid-microbiota axis and driving hepatic-intestinal dysfunction為題，發(fā)表在生物學(xué)領(lǐng)域頂尖SCI期刊iMeta (IF33.2;中國(guó)科學(xué)院雙一區(qū)TOP)。印遇龍?jiān)菏亢托熘敲舾毖芯繂T為論文的共同通訊作者，聯(lián)合培養(yǎng)碩士林錚為第二作者，環(huán)境微塑料研究領(lǐng)域知名專(zhuān)家南開(kāi)大學(xué)汪磊教授參與了指導(dǎo)。本研究論文鏈接相關(guān)研究論文鏈接?1?2?3?4?5摘要圖
    2026-01-13
  • 亞熱帶生態(tài)所?|?不同水文情勢(shì)下洞庭湖葉綠素a與氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽動(dòng)態(tài)耦合關(guān)系研究取得新進(jìn)展
    湖泊葉綠素a與氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽密切相關(guān)，眾多學(xué)者已基于全球大尺度、長(zhǎng)時(shí)序湖泊數(shù)據(jù)建立了葉綠素a-營(yíng)養(yǎng)鹽普適關(guān)系模型。然而，由于通江湖泊水文情勢(shì)變化劇烈，湖泊營(yíng)養(yǎng)鹽遷移擴(kuò)散、浮游生物生長(zhǎng)等變異性大等原因，傳統(tǒng)研究框架不能精準(zhǔn)刻畫(huà)通江湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)，且難以捕捉葉綠素a與營(yíng)養(yǎng)鹽間動(dòng)態(tài)耦合關(guān)系。湖泊葉綠素a與氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽密切相關(guān)，眾多學(xué)者已基于全球大尺度、長(zhǎng)時(shí)序湖泊數(shù)據(jù)建立了葉綠素a-營(yíng)養(yǎng)鹽普適關(guān)系模型。然而，由于通江湖泊水文情勢(shì)變化劇烈，湖泊營(yíng)養(yǎng)鹽遷移擴(kuò)散、浮游生物生長(zhǎng)等變異性大等原因，傳統(tǒng)研究框架不能精準(zhǔn)刻畫(huà)通江湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)，且難以捕捉葉綠素a與營(yíng)養(yǎng)鹽間動(dòng)態(tài)耦合關(guān)系。中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所濕地生態(tài)課題組研究人員基于2004-2021年洞庭湖水文水環(huán)境長(zhǎng)時(shí)序監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，全面解析湖泊不同水文季節(jié)葉綠素a與氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽的動(dòng)態(tài)響應(yīng)關(guān)系，并闡明氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽與水情條件對(duì)葉綠素a變化的限制作用及調(diào)控機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，洞庭湖總體處于中-富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)，營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)（TSI）豐水期顯著高于枯水期。湖泊氮磷濃度高，但葉綠素a濃度較低，葉綠素a與氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽呈現(xiàn)非同步響應(yīng)關(guān)系。TN濃度1.29 mg/L 是決定豐水期湖泊葉綠素a營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的關(guān)鍵閾值，且氮限制對(duì)葉綠素a的主導(dǎo)作用由豐水期向枯水期逐漸加強(qiáng)。葉綠素a營(yíng)養(yǎng)狀況和養(yǎng)分限制條件易受水文情勢(shì)變化的影響，水位、水溫等水文氣象因子與氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽協(xié)同調(diào)控湖泊葉綠素a變化，且因子作用強(qiáng)度存在季節(jié)轉(zhuǎn)換特征。相關(guān)成果以Hydrological variability disrupts nutrient–chlorophyll relationships in Dongting Lake, China為題發(fā)表于Ecological Indicators。該研究獲國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、湖南省重大水利科技項(xiàng)目等基金資助。論文鏈接不同水文情勢(shì)下洞庭湖葉綠素a與氮磷耦合關(guān)系及調(diào)控機(jī)制
    2026-01-12
  • 中國(guó)科學(xué)院東莞材料所材料智庫(kù)智能體上線，賦能材料創(chuàng)新全鏈條
    在材料加速創(chuàng)新迭代、人工智能賦能范式變革的今天，如何推動(dòng)材料科學(xué)與產(chǎn)業(yè)場(chǎng)景高效鏈接，成為破解材料創(chuàng)新發(fā)展難題的關(guān)鍵。近日，中國(guó)科學(xué)院東莞材料科學(xué)與技術(shù)研究所（簡(jiǎn)稱(chēng)“東莞材料所”）與松山湖材料實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測(cè)發(fā)布材料智庫(kù)智能體，核心定位是以智能化手段鏈接材料科學(xué)與產(chǎn)業(yè)，助力營(yíng)造良好的材料創(chuàng)新生態(tài)，為材料創(chuàng)新提供精準(zhǔn)、專(zhuān)業(yè)的信息服務(wù)支持。一、四位一體布局，搶占“人工智能+材料”創(chuàng)新范式變革前沿材料智庫(kù)智能體是東莞材料所探索材料設(shè)計(jì)、創(chuàng)制、應(yīng)用全鏈條智能化的重要一環(huán)。東莞材料所在“人工智能+材料科學(xué)”領(lǐng)域布局了新材料數(shù)智化研究部和材料數(shù)據(jù)中心，搭建了涵蓋材料科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)、自動(dòng)化合成實(shí)驗(yàn)室、材料科學(xué)大模型、材料制備與表征、微納加工與器件制備、顯微科學(xué)與技術(shù)的基礎(chǔ)設(shè)施集群，具備大裝置、大平臺(tái)、大數(shù)據(jù)集成優(yōu)勢(shì)，在非晶合金等關(guān)鍵材料領(lǐng)域引領(lǐng)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、高通量研究新范式，主辦《AI For Science》學(xué)術(shù)期刊，開(kāi)展“人工智能+材料”未來(lái)學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略研究。通過(guò)“基礎(chǔ)能力系統(tǒng)性建設(shè)+關(guān)鍵材料示范性應(yīng)用+科技期刊國(guó)際化引領(lǐng)+學(xué)科戰(zhàn)略前瞻性布局”的四位一體建設(shè)，東莞材料所正奮力搶占人工智能賦能材料范式變革的前沿與制高點(diǎn)。二、聚焦核心功能，解鎖材料創(chuàng)新智能化新姿態(tài)材料智庫(kù)智能體聚焦材料創(chuàng)新需求，搭建“查材料、查朋友、查場(chǎng)景、查政策”功能板塊。智能知識(shí)探索，精準(zhǔn)匹配核心需求?！安椴牧稀惫δ芤劳兄袊?guó)科學(xué)院智能科研平臺(tái)ScienceOne與MatChat智能問(wèn)答引擎，集成18萬(wàn)篇科技智庫(kù)核心論文與報(bào)告，提供智能化的材料知識(shí)檢索服務(wù)。用戶(hù)可通過(guò)智能問(wèn)答了解材料的性能參數(shù)、應(yīng)用場(chǎng)景等基礎(chǔ)信息，為研發(fā)方向規(guī)劃、材料選型提供信息參考，幫助減少信息檢索的碎片化困擾。智慧人脈連接，打通協(xié)同創(chuàng)新壁壘?！安榕笥选惫δ芫劢共牧项I(lǐng)域協(xié)同需求，覆蓋全球超3.1億家企業(yè)及組織機(jī)構(gòu)，為用戶(hù)提供領(lǐng)域內(nèi)專(zhuān)家學(xué)者、產(chǎn)業(yè)合作伙伴及相關(guān)機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)信息查詢(xún)服務(wù)，助力快速搭建跨區(qū)域、跨領(lǐng)域的協(xié)作鏈接，為產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。應(yīng)用場(chǎng)景洞察，精準(zhǔn)把握市場(chǎng)脈搏?！安閳?chǎng)景”功能聚焦材料與產(chǎn)業(yè)的鏈接需求，集成超2.04億個(gè)全球?qū)＠?427萬(wàn)條商標(biāo)信息，整合各類(lèi)材料在不同行業(yè)的應(yīng)用案例，幫助用戶(hù)從技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用實(shí)踐等方面快速了解材料的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用方向、技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)格局及市場(chǎng)需求動(dòng)態(tài)，為科研與產(chǎn)業(yè)精準(zhǔn)對(duì)接提供參考。動(dòng)態(tài)追蹤解讀，把握行業(yè)發(fā)展機(jī)遇?！安檎摺惫δ軈R總材料行業(yè)相關(guān)的政策文件、標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)及補(bǔ)貼信息，為用戶(hù)提供基礎(chǔ)的政策查詢(xún)服務(wù)，幫助用戶(hù)快速了解行業(yè)政策導(dǎo)向，為項(xiàng)目規(guī)劃和申報(bào)提供基礎(chǔ)參考。三、鏈接科研與產(chǎn)業(yè)，共筑材料創(chuàng)新智能生態(tài)傳統(tǒng)材料創(chuàng)新中，科研與產(chǎn)業(yè)存在信息壁壘，情報(bào)獲取分散低效。材料智庫(kù)智能體旨在優(yōu)化材料領(lǐng)域情報(bào)獲取體驗(yàn)，助力科研人員快速獲取產(chǎn)業(yè)信息，幫助企業(yè)了解科研前沿，降低雙方對(duì)接的信息獲取成本；同時(shí)，精準(zhǔn)對(duì)接材料科研端與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用端，推動(dòng)科研需求與市場(chǎng)場(chǎng)景匹配，加速技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，夯實(shí)材料創(chuàng)新生態(tài)基礎(chǔ)。此外，材料智庫(kù)智能體將智能技術(shù)與垂直領(lǐng)域智庫(kù)服務(wù)融合，豐富智庫(kù)研究維度，為智庫(kù)研究向精準(zhǔn)化、協(xié)同化轉(zhuǎn)型提供新路徑，是探索人工智能賦能新范式，拓展智庫(kù)服務(wù)能力的一次有機(jī)實(shí)踐。未來(lái)，材料智庫(kù)智能體將進(jìn)一步豐富情報(bào)資源儲(chǔ)備、優(yōu)化服務(wù)體驗(yàn)，持續(xù)拓展協(xié)同網(wǎng)絡(luò)，深化與高校、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)及行業(yè)協(xié)會(huì)的合作，推動(dòng)形成開(kāi)放共享的材料創(chuàng)新生態(tài)。目前，材料智庫(kù)智能體已正式開(kāi)放試用服務(wù)，掃描下方二維碼即可登錄體驗(yàn)。該智能體由東莞材料所汪衛(wèi)華所長(zhǎng)、石永軍副所長(zhǎng)指導(dǎo)，智庫(kù)辦公室與新材料數(shù)智化研究部聯(lián)合開(kāi)發(fā)，特此感謝張博研究員、胡遠(yuǎn)超研究員、劉權(quán)慶工程師在智能體建設(shè)過(guò)程中給予的支持與幫助。感謝國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：52542317）、2024年度教育部哲學(xué)社會(huì)科學(xué)研究重大委托項(xiàng)目（項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)：24JZDW008）、中國(guó)科學(xué)院學(xué)部人工智能重大咨詢(xún)項(xiàng)目、廣東省科學(xué)技術(shù)廳牽頭前沿新材料戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)集群主導(dǎo)咨詢(xún)支撐機(jī)構(gòu)委托項(xiàng)目、東莞市決策咨詢(xún)委員會(huì)委托合作課題的支持。
    2026-01-09
  • 深圳先進(jìn)院 | 揭示Resminostat靶向HDAC1凝聚體克服腫瘤耐藥的藥理機(jī)制（Nat Chem Biol）
    ?1月9日，中山大學(xué)中山醫(yī)學(xué)院趙蔚教授與中國(guó)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(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員董鵬團(tuán)隊(duì)合作在Nature Chemical Biology發(fā)表了題為“Deacetylase-Independent HDAC1 Condensation Defines Temozolomide Response in Glioblastoma”的研究論文。膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（Glioblastoma，GBM）是成人中最常見(jiàn)且侵襲性最強(qiáng)的原發(fā)性腦腫瘤之一，患者預(yù)后極差，中位總生存期通常不足兩年[1][2]。替莫唑胺（Temozolomide，TMZ）是目前唯一被廣泛應(yīng)用的一線化療藥物，可在一定程度上延長(zhǎng)患者生存，但約90%的初始敏感病例最終會(huì)因獲得性耐藥而導(dǎo)致腫瘤復(fù)發(fā)[3]。如何有效克服TMZ耐藥仍是臨床治療中的重大挑戰(zhàn)。1月9日，中山大學(xué)中山醫(yī)學(xué)院趙蔚教授與中國(guó)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(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員董鵬團(tuán)隊(duì)合作在Nature Chemical Biology發(fā)表了題為“Deacetylase-Independent HDAC1 Condensation Defines Temozolomide Response in Glioblastoma”的研究論文。該研究發(fā)現(xiàn)，替莫唑胺（TMZ）治療可誘導(dǎo)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（GBM）細(xì)胞形成HDAC1-CTCF凝聚體，從而導(dǎo)致染色質(zhì)結(jié)構(gòu)重塑和DNA修復(fù)活性增強(qiáng)，促進(jìn)TMZ獲得性耐藥的發(fā)生。更為重要的是，研究團(tuán)隊(duì)鑒定出小分子化合物Resminostat能夠特異性靶向該凝聚體，在耐藥GBM的患者來(lái)源異種移植（PDX）模型中顯著恢復(fù)TMZ敏感性，有效克服腫瘤耐藥。研究團(tuán)隊(duì)首先利用董鵬教授自主研發(fā)的高通量三維超分辨成像技術(shù)3D-ATAC-STORM，發(fā)現(xiàn)TMZ耐藥GBM細(xì)胞的染色質(zhì)可及性顯著降低，并系統(tǒng)描繪了其三維基因組結(jié)構(gòu)特征。進(jìn)一步的機(jī)制研究表明，耐藥細(xì)胞染色質(zhì)可及性降低主要?dú)w因于TMZ處理誘導(dǎo)HDAC1-CTCF凝聚體的形成，該凝聚體在染色質(zhì)上聚集并限制局部開(kāi)放性。為探索藥物干預(yù)策略，研究團(tuán)隊(duì)建立了針對(duì)HDAC1-CTCF凝聚體的高內(nèi)涵篩選體系，發(fā)現(xiàn)小分子化合物Resminostat能夠特異性破壞該凝聚體的形成。在TMZ耐藥GBM的PDX模型中，Resminostat顯著逆轉(zhuǎn)腫瘤對(duì)TMZ的耐藥性，促進(jìn)DNA損傷反應(yīng)并抑制腫瘤進(jìn)展。進(jìn)一步的機(jī)制研究表明，Resminostat對(duì)HDAC1-CTCF凝聚體的作用并不依賴(lài)于抑制HDAC1的經(jīng)典組蛋白去乙?；富钚裕峭ㄟ^(guò)干擾其固有無(wú)序區(qū)域（Intrinsically Disordered Region, IDR）介導(dǎo)的相分離過(guò)程實(shí)現(xiàn)。Resminostat可破壞 HDAC1-CTCF 凝聚體的形成與穩(wěn)定性，從而抑制其介導(dǎo)的DNA修復(fù)復(fù)合物在損傷位點(diǎn)的組裝，降低DNA損傷修復(fù)效率并增強(qiáng)TMZ誘導(dǎo)的DNA損傷積累，最終有效克服腫瘤細(xì)胞的耐藥性。本研究系統(tǒng)揭示了HDAC1-CTCF凝聚體介導(dǎo)的染色質(zhì)重塑與DNA修復(fù)在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤替莫唑胺耐藥中的關(guān)鍵作用機(jī)制，拓展了對(duì)HDAC1生物學(xué)作用模式的理解。該研究證實(shí)小分子化合物Resminostat可通過(guò)破壞HDAC1-CTCF凝聚體從而恢復(fù)TMZ敏感性，為靶向腫瘤凝聚體以克服腫瘤耐藥提供了新的理論依據(jù)。值得強(qiáng)調(diào)的是，Resminostat 已在皮膚 T 細(xì)胞淋巴瘤（ClinicalTrials ID: NCT02953301）、肝細(xì)胞癌（NCT02400788）及霍奇金淋巴瘤（NCT01037478）等多種腫瘤中開(kāi)展過(guò)早期臨床研究，相關(guān)結(jié)果顯示，其安全性特征較為明確，整體耐受性處于可管理范圍內(nèi)。雖然其在GBM中用于克服TMZ耐藥的療效尚未開(kāi)展臨床驗(yàn)證，但本研究為其轉(zhuǎn)化應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的理論與實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。未來(lái)研究可進(jìn)一步優(yōu)化Resminostat的血腦屏障通透性與腦內(nèi)藥代動(dòng)力學(xué)特征，以期實(shí)現(xiàn)其在GBM中的精準(zhǔn)遞送與有效治療。本研究由中山大學(xué)中山醫(yī)學(xué)院、中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院、南方科技大學(xué)、廣東省人民醫(yī)院及中南大學(xué)湘雅醫(yī)院等單位聯(lián)合完成。中山大學(xué)張欽凱博士、邱茹博士與南方醫(yī)科大學(xué)魯冰教授為論文共同第一作者；趙蔚教授與董鵬研究員為共同通訊作者；南方科技大學(xué)李依明教授和博士后方珂、石偉，以及中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院助理研究員朱虹霓，原研究助理王金泓為本研究的3D-ATAC-STORM成像做出了重要貢獻(xiàn)；中南大學(xué)湘雅醫(yī)院劉慶教授、龍文勇醫(yī)生及黃蒙醫(yī)生為本研究提供了重要的GBM臨床樣本與臨床數(shù)據(jù)支持。本研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和深圳市醫(yī)學(xué)專(zhuān)項(xiàng)研究基金的支持。圖1.?論文截圖原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41589-025-02123-8圖2.?替莫唑胺治療誘導(dǎo)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤產(chǎn)生耐藥性以及Resminostat克服耐藥性的分子機(jī)制。<!--!doctype-->
    2026-01-12
  • 深圳先進(jìn)院?| 多模態(tài)融合學(xué)習(xí)助力癌癥精準(zhǔn)預(yù)后（npj Digital Medicine）
    近日，中國(guó)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(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室秦文健研究員，提出一種臨床信息提示整合的多模態(tài)預(yù)后預(yù)測(cè)新框架，通過(guò)設(shè)計(jì)臨床文本模板和基礎(chǔ)大模型，將結(jié)構(gòu)化臨床數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為高維語(yǔ)義特征，并通過(guò)交叉注意力機(jī)制實(shí)現(xiàn)病理圖像、基因組與臨床信息的高效融合，提升癌癥生存預(yù)測(cè)精度。研究成果以"Multimodal deep learning for cancer prognosis prediction with clinical information prompts integration"為題，發(fā)表于國(guó)際數(shù)字醫(yī)學(xué)權(quán)威期刊npj Digital Medicine。癌癥患者的預(yù)后情況，是制定個(gè)性化治療方案的核心依據(jù)，但腫瘤具有高度異質(zhì)性，給精準(zhǔn)評(píng)估預(yù)后帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。目前，多模態(tài)研究多集中在病理影像與基因組數(shù)據(jù)，而能反映患者整體健康狀況的臨床信息，因存在離散、稀疏、維度低等特性，尚未被充分挖掘利用，這也導(dǎo)致傳統(tǒng)方法難以精準(zhǔn)評(píng)估預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)。近日，中國(guó)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(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室秦文健研究員，提出一種臨床信息提示整合的多模態(tài)預(yù)后預(yù)測(cè)新框架，通過(guò)設(shè)計(jì)臨床文本模板和基礎(chǔ)大模型，將結(jié)構(gòu)化臨床數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為高維語(yǔ)義特征，并通過(guò)交叉注意力機(jī)制實(shí)現(xiàn)病理圖像、基因組與臨床信息的高效融合，提升癌癥生存預(yù)測(cè)精度。研究成果以"Multimodal deep learning for cancer prognosis prediction with clinical information prompts integration"為題，發(fā)表于國(guó)際數(shù)字醫(yī)學(xué)權(quán)威期刊npj Digital Medicine（圖1）。臨床信息“沉睡”難題如何破解？傳統(tǒng)多模態(tài)研究多集中于病理影像與基因組數(shù)據(jù)，而年齡、腫瘤分期等臨床信息因離散、低維的特性常被忽略。受圖像-文本對(duì)比學(xué)習(xí)研究的啟發(fā)，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)“臨床文本模板”，并借助視覺(jué)-語(yǔ)言基礎(chǔ)模型編碼為高維向量，激活臨床數(shù)據(jù)的深層語(yǔ)義價(jià)值。具體而言，研究團(tuán)隊(duì)為每一項(xiàng)臨床特征設(shè)計(jì)了圍繞關(guān)鍵信息的文本描述模板，并利用GPT-4o mini自動(dòng)生成多個(gè)同義句模板，每個(gè)臨床特征隨機(jī)選取一個(gè)模板生成文本描述，并通過(guò)預(yù)訓(xùn)練的文本基礎(chǔ)模型進(jìn)行編碼。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)模板數(shù)量Nt=1時(shí)，不同生存時(shí)間患者的臨床高維特征在區(qū)分性和聚類(lèi)效果上達(dá)到最優(yōu)（圖2a）。病理圖像和基因組數(shù)據(jù)分別通過(guò)基礎(chǔ)大模型UNI和scFoundation進(jìn)行特征編碼，隨后與高維臨床特征一同輸入SurvPGC模型。該模型采用雙路徑結(jié)構(gòu)，每一路均基于跨模態(tài)雙向注意力機(jī)制，將病理圖像分別與臨床信息或基因組數(shù)據(jù)進(jìn)行融合（圖2d），從而充分挖掘不同模態(tài)之間的互補(bǔ)信息。三大癌種驗(yàn)證：AUC顯著提升，風(fēng)險(xiǎn)分層更精準(zhǔn)在性能評(píng)估方面，研究將SurvPGC與多種單模態(tài)及多模態(tài)生存預(yù)測(cè)模型進(jìn)行了系統(tǒng)比較?？傮w而言，多模態(tài)模型顯著優(yōu)于單模態(tài)模型；其中，SurvPGC在TCGA-LIHC、TCGA-BRCA和TCGA-COADREAD數(shù)據(jù)集上的C-index分別達(dá)到0.701±0.054、0.701±0.057和0.676±0.087，均優(yōu)于現(xiàn)有性能最優(yōu)模型?；贙aplan–Meier曲線的風(fēng)險(xiǎn)分層分析同樣表明，SurvPGC在區(qū)分高風(fēng)險(xiǎn)與低風(fēng)險(xiǎn)患者方面具有更強(qiáng)的預(yù)測(cè)能力（圖3）。?為進(jìn)一步分析雙路徑融合嵌入對(duì)模型決策的貢獻(xiàn)，研究采用Integrated Gradients（IG）方法量化多模態(tài)嵌入對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果的影響，并對(duì)跨模態(tài)注意力矩陣Ac→p（臨床-病理學(xué)）和Ag→p（基因組-病理學(xué)）在病理全切片圖像上的分布進(jìn)行了可視化，以研究基因組和臨床信息關(guān)注的組織區(qū)域。圖4展示了來(lái)自數(shù)據(jù)集TCGA-LIHC的典型病例，其中紅色表示高關(guān)注區(qū)域，藍(lán)色表示低關(guān)注區(qū)域。根據(jù)生存時(shí)間將病例分為高風(fēng)險(xiǎn)和低風(fēng)險(xiǎn)組，生存時(shí)間越短，風(fēng)險(xiǎn)越高。本研究分別根據(jù)Ac→p和Ag→p的累積注意力值選擇了排名前50的圖像塊區(qū)域。在TCGA-LIHC中（圖4），臨床和基因組數(shù)據(jù)的注意力主要集中在WSI中的腫瘤細(xì)胞區(qū)域。此外，基因組數(shù)據(jù)還更傾向于關(guān)注諸如淋巴細(xì)胞和壞死等區(qū)域，而這些區(qū)域很少被Ac→p選擇。然而，基因組數(shù)據(jù)更容易受到噪聲的影響，并可能聚焦于無(wú)關(guān)的偽影，如臨床上的人工馬克筆標(biāo)記或掃描陰影。盡管不同數(shù)據(jù)集中的臨床和基因組數(shù)據(jù)的主要關(guān)注區(qū)域有所不同，但總體而言它們是互補(bǔ)的。中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院博士生侯嘉馨為該研究的第一作者，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院秦文健研究員為論文通訊作者。該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、深港腫瘤影像智能計(jì)算分析聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室、深圳市基礎(chǔ)研究專(zhuān)項(xiàng)自然科學(xué)基金、深港澳科技計(jì)劃以及中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)會(huì)員的資助。圖1：文章上線截圖圖2：本研究提出的工作流圖3：各模型在TCGA-LIHC數(shù)據(jù)集上的KM曲線圖4：TCGA-LIHC患者的可解釋性可視化展示
    2026-01-09
  • 南海海洋研究所研究團(tuán)隊(duì)揭示海洋熱浪重塑全球海洋浮游植物體型格局
    近日，中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境實(shí)驗(yàn)室（LTO）、熱帶海洋環(huán)境與島礁生態(tài)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室詹海剛研究團(tuán)隊(duì)在海洋熱浪影響全球浮游植物粒徑結(jié)構(gòu)方面取得新進(jìn)展。研究成果以“Global Responses of Phytoplankton Size Structure to Marine Heatwaves”為題發(fā)表于國(guó)際期刊Global Biogeochemical Cycles。論文第一作者為副研究員詹偉康，通訊作者為研究員何慶友，合作者還包括研究員杜巖、研究員詹海剛、副研究員張瑩、澳大利亞CSIRO首席科學(xué)家Ming Feng研究員等。在全球變暖的背景下，海洋熱浪正變得更加頻繁和強(qiáng)烈，它們?nèi)缤Ｑ蟮摹案邿?，?duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)造成了災(zāi)難性沖擊，包括大規(guī)模珊瑚白化、海藻林退化，以及從大型海洋動(dòng)物到微小浮游生物的死亡等。浮游植物作為海洋食物網(wǎng)的基石，貢獻(xiàn)了全球約一半的初級(jí)生產(chǎn)力，其變化牽動(dòng)著整個(gè)海洋生態(tài)系統(tǒng)的命脈。過(guò)去，科學(xué)家們多關(guān)注海洋熱浪如何影響浮游植物生物量（如葉綠素濃度），但對(duì)其粒徑結(jié)構(gòu)這一決定海洋食物網(wǎng)效率和碳輸運(yùn)能力的關(guān)鍵屬性的影響仍知之甚少。盡管在某些特定海域有過(guò)相關(guān)報(bào)導(dǎo)，但在全球尺度上至今還未有系統(tǒng)研究?；陂L(zhǎng)達(dá)25年（1998-2022）的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，研究團(tuán)隊(duì)首次繪制出海洋熱浪期間全球浮游植物粒徑結(jié)構(gòu)的響應(yīng)圖景。研究指出，占海洋面積大部分的中低緯度海域浮游植物群落呈顯著“小型化”，而高緯度海域則趨向“大型化”（圖1）。在熱帶海洋、東邊界上升流區(qū)和中緯度過(guò)渡帶等熱點(diǎn)區(qū)域，海洋熱浪顯著提高了小型浮游植物的優(yōu)勢(shì)度。其核心機(jī)制在于，熱浪期間受抑制的上升流或水平輸送使得近表層營(yíng)養(yǎng)鹽供應(yīng)驟減，擴(kuò)大了更善于在貧瘠環(huán)境中生存的小型浮游植物的生存優(yōu)勢(shì)。與此相反，在光限制為主的高緯度海域，海洋熱浪導(dǎo)致的混合層變淺，增加了光照條件，促進(jìn)了需要更多能量的大粒徑浮游植物生長(zhǎng)。研究進(jìn)一步指出，盡管中低緯度海域的浮游植物粒徑結(jié)構(gòu)對(duì)熱浪干擾更為敏感，但其潛在的恢復(fù)時(shí)間相對(duì)更短，表現(xiàn)出更強(qiáng)的彈性，為預(yù)測(cè)海洋生態(tài)系統(tǒng)的抗干擾能力提供了新依據(jù)。這項(xiàng)研究的突破性貢獻(xiàn)在于，它將海洋熱浪對(duì)浮游植物的影響評(píng)估，從“總量變化”推進(jìn)到了更深的“結(jié)構(gòu)重組”層面。這種粒徑格局的劇變，將通過(guò)食物鏈產(chǎn)生放大效應(yīng)，進(jìn)一步影響全球漁業(yè)資源與碳循環(huán)。該研究同時(shí)警示，海洋熱浪在海洋次表層往往更強(qiáng)、更持久，其對(duì)浮游植物群落的實(shí)際影響可能比衛(wèi)星觀測(cè)到的表層信號(hào)更為嚴(yán)峻。因此，未來(lái)海洋生態(tài)管理、漁業(yè)政策與全球碳循環(huán)評(píng)估，有必要將此類(lèi)極端事件引發(fā)的生態(tài)結(jié)構(gòu)級(jí)聯(lián)效應(yīng)納入核心考量。本研究由國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、廣東省自然科學(xué)基金和廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目等共同資助完成。相關(guān)論文信息：Weikang Zhan., Ying Zhang, Qingyou He*, Ming Feng, Yan Du, Xinchen Shen, Yunchen Liu and Haigang Zhan, (2026). Global Responses of Phytoplankton Size Structure to Marine Heatwaves. Global Biogeochemical Cycles, 40, e2025GB008854.原文鏈接：https://doi.org/10.1029/2025GB008854圖1?全球海洋熱浪期間浮游植物粒徑結(jié)構(gòu)變化分布。(a) 1998-2022年熱浪期間浮游植物粒徑結(jié)構(gòu)斜率(ξ)異常值的空間分布，僅顯示過(guò)顯著性檢驗(yàn)的區(qū)域（t檢驗(yàn)，p=0.05）。(b-d) 同 (a)，分別對(duì)應(yīng)Fmicro、Fnano和Fpico的變化。Fmicro、Fnano和Fpico分別表示小型浮游植物、微型浮游植物和微微型浮游植物對(duì)總浮游植物碳含量的貢獻(xiàn)比例。(e)ξ與(f)不同粒徑級(jí)浮游植物優(yōu)勢(shì)度在熱浪期間的緯向平均異常值。陰影區(qū)域表示各緯度經(jīng)向方向上的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差范圍。(g) 中低緯度與高緯度海域，單位熱浪強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的ξ平均變化量。
    2026-01-08
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