上新啦！復(fù)旦大學(xué)科技工作者近期又取得了一系列矚目的成果與突破，小編整理了6月部分科研成果，速速一睹為快！
AI for Science
1. 環(huán)境科學(xué)與工程系環(huán)境光學(xué)遙感課題組實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣氣溶膠垂直分布的準(zhǔn)確反演及驅(qū)動(dòng)成因分析
6月4日，環(huán)境科學(xué)與工程系環(huán)境光學(xué)遙感課題組基于MAX-DOAS與機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)大氣氣溶膠垂直分布的準(zhǔn)確反演及驅(qū)動(dòng)成因分析。相關(guān)成果以“Exploring Aerosol Vertical Distributions and Their Influencing Factors: Insight from MAX-DOAS and Machine Learning”為題發(fā)表于Environmental Science & Technology期刊上。
研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)輻射傳輸模型與機(jī)器學(xué)習(xí)的雙向耦合，構(gòu)建了覆蓋光學(xué)特性與大氣污染物濃度的高泛化訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，提高了機(jī)器學(xué)習(xí)模型對(duì)準(zhǔn)確知識(shí)的捕捉能力。在與太陽(yáng)-天空輻射計(jì)和激光雷達(dá)的對(duì)比驗(yàn)證中，本研究所反演的氣溶膠光學(xué)特性表現(xiàn)出較高的一致性。這一方法學(xué)突破不僅驗(yàn)證了“物理模型模擬-機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)化”技術(shù)路線(xiàn)的可行性，更為其他光學(xué)遙感技術(shù)的大氣污染物反演提供了可移植框架。與傳統(tǒng)最優(yōu)估算法相比，反演效率提升近60倍，誤差降低75%，且對(duì)氣溶膠類(lèi)型突變、傳輸過(guò)程等復(fù)雜場(chǎng)景的魯棒性更強(qiáng)。
通過(guò)SHAP可解釋機(jī)器學(xué)習(xí)模型和氣象歸一化分析，團(tuán)隊(duì)定量識(shí)別了不同高度氣溶膠的主導(dǎo)驅(qū)動(dòng)因子。低空（<0.5 km）的氣溶膠主要由人類(lèi)排放、東西向傳輸和大氣氧化驅(qū)動(dòng)，貢獻(xiàn)度超過(guò)60%；高空（>0.5 km）則以相對(duì)濕度和大氣氧化為主導(dǎo)，貢獻(xiàn)度達(dá)55%以上，反映出吸濕增長(zhǎng)和二次氣溶膠形成是高空污染的關(guān)鍵機(jī)制，且0.5-1.6 km 高度受南北向傳輸影響顯著，華北地區(qū)污染物可通過(guò)高空輸送至上海，影響中層氣溶膠分布。
研究實(shí)現(xiàn)了MAX-DOAS技術(shù)與機(jī)器學(xué)習(xí)的深度融合，為大氣污染立體觀(guān)測(cè)提供了低成本、高時(shí)效的新范式。團(tuán)隊(duì)表示，未來(lái)將拓展多波長(zhǎng)反演能力，進(jìn)一步區(qū)分氣溶膠化學(xué)組分，并結(jié)合衛(wèi)星-地基-機(jī)載多平臺(tái)數(shù)據(jù)，構(gòu)建“空天地”一體化的污染監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，為全球氣候變化和空氣污染治理提供更精準(zhǔn)的科學(xué)支撐。
新聞鏈接：https://environment.fudan.edu.cn/3b/60/c26494a736096/page.htm
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.4c14483
2. 環(huán)境科學(xué)與工程系李洪靜課題組基于機(jī)器學(xué)習(xí)提出脫氮優(yōu)化技術(shù)
6月6日，環(huán)境科學(xué)與工程系李洪靜課題組通過(guò)可解釋的機(jī)器學(xué)習(xí)方法，為采用ECPs的城市污水處理廠(chǎng)構(gòu)建了脫氮優(yōu)化模型，在實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化脫氮的同時(shí)，兼顧了節(jié)能降耗與碳減排目標(biāo)，為污水處理行業(yè)綠色低碳發(fā)展提供了重要技術(shù)路徑。相關(guān)成果以“Machine Learning-Based Optimization of Enhanced Nitrogen Removal in a Full-Scale Urban Wastewater Treatment Plant with Ecological Combination Ponds”為題發(fā)表于Water Research期刊上。
研究團(tuán)隊(duì)收集了浙江省某采用ECPs城市污水處理廠(chǎng)連續(xù)三年的運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過(guò)可解釋機(jī)器學(xué)習(xí)方法對(duì)出水總氮濃度進(jìn)行預(yù)測(cè)并優(yōu)化。XGBoost模型的訓(xùn)練集和測(cè)試集R2分別達(dá)0.997和0.911，RMSE分別為0.196和1.283。通過(guò)SHAP分析與偏依賴(lài)圖解析，確定提升脫氮效能兼顧能耗與COD投加量同時(shí)降低的最優(yōu)運(yùn)行參數(shù)，并開(kāi)發(fā)友好型圖形用戶(hù)界面，實(shí)現(xiàn)工藝運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)和協(xié)同優(yōu)化，同步降低出水TN、能耗和外碳源使用量。運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化后，出水TN濃度年均降低17.50%，同時(shí)COD投加量年均減少33.29%。采用ECPs的污水處理廠(chǎng)展現(xiàn)出顯著的碳減排潛力，僅通過(guò)強(qiáng)化脫氮、降低能耗與外碳源投加，年碳減排量可達(dá)788.40噸CO2。這項(xiàng)研究不僅為采用ECPs的污水處理廠(chǎng)在進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)條件下的強(qiáng)化脫氮提供了最優(yōu)模型，也為污水處理行業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗和提質(zhì)增效目標(biāo)提供了創(chuàng)新思路。
新聞鏈接：https://environment.fudan.edu.cn/48/28/c26494a739368/page.htm
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.123976
3. 環(huán)境科學(xué)與工程系余兆武聯(lián)合生命科學(xué)學(xué)院趙斌團(tuán)隊(duì)提出一種新的城市綠地三維累積降溫閾值模型
6月8日，環(huán)境科學(xué)與工程系余兆武聯(lián)合生命科學(xué)學(xué)院趙斌團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)三維累積降溫模型，并揭示全球尺度下城市綠地降溫效應(yīng)的空間累積規(guī)律，并提出氣候自適應(yīng)型綠地規(guī)劃閾值標(biāo)準(zhǔn)，為高溫韌性城市建設(shè)提供科學(xué)工具。相關(guān)成果以“Quantifying cumulative cooling threshold of greenspaces using a newly developed 3D model across global cities”為題發(fā)表于Remote Sensing of Environment期刊上。
研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性提出“三維累積降溫指數(shù)”（3D Cumulative Cooling Index），結(jié)合Landsat遙感數(shù)據(jù)與機(jī)器學(xué)習(xí)算法，系統(tǒng)分析全球37個(gè)城市、668個(gè)綠地斑塊的降溫曲線(xiàn)，首次從空間累積視角重構(gòu)綠地降溫過(guò)程。研究核心發(fā)現(xiàn)如下：城市綠地平均累積降溫強(qiáng)度達(dá)4.92°C，較傳統(tǒng)模型提升近10倍。降溫效益主要受綠地面積（貢獻(xiàn)率70.08%）、內(nèi)部藍(lán)綠比例（植被+水體）及周邊社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征（如道路密度）正向驅(qū)動(dòng)。發(fā)現(xiàn)干旱指數(shù)（AI）與降溫效率閾值（TVoE）呈U型關(guān)系，首次確立氣候適配型綠地最優(yōu)面積：干旱城市（2.25公頃）、半干旱城市（1.48公頃）、半濕潤(rùn)城市（1.64公頃）、濕潤(rùn)城市（1.80公頃）。在干旱區(qū)，綠地內(nèi)水體比例每提升10%，累積降溫強(qiáng)度增加12.27%；在濕潤(rùn)區(qū)，周邊道路密度與建筑覆蓋率成為降溫效率關(guān)鍵增益因子（解釋力9.22-10.39%），顛覆“經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)削弱降溫”的傳統(tǒng)認(rèn)知。基于三維模型的空間規(guī)劃策略：干旱城市應(yīng)優(yōu)先擴(kuò)大綠地面積（>2.25公頃）并提升水體占比，補(bǔ)償蒸騰限制。濕潤(rùn)城市應(yīng)將綠地整合至經(jīng)濟(jì)熱點(diǎn)區(qū)域（高建筑/道路密度區(qū)），利用熱環(huán)境梯度增效。低緯度城市需設(shè)計(jì)更大綠地（如重慶TVoE達(dá)2.95公頃），高緯度城市宜采用小型分布式綠地網(wǎng)絡(luò)。
圖：累積冷卻指數(shù)系統(tǒng)概念圖
新聞鏈接：https://environment.fudan.edu.cn/47/4e/c26494a739150/page.htm
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.rse.2025.114867
4. 藥學(xué)院李聰、余錦華、游艷聯(lián)合團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)神經(jīng)元線(xiàn)粒體自噬流可視化AI模型篩選AD藥物
6月4日，藥學(xué)院李聰教授、游艷青年研究員，信息科學(xué)與工程學(xué)院余錦華教授，以及云南大學(xué)藥學(xué)院雷祖海教授聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)在《自然-通訊》（Nature Communications）雜志發(fā)表題為“An AI-assisted fluorescence microscopic system for screening mitophagy inducers by simultaneous analysis of mitophagic intermediates”的研究論文。該工作開(kāi)發(fā)了一種AI輔助熒光顯微成像系統(tǒng)（AI-FM），用于活細(xì)胞線(xiàn)粒體自噬流的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、定量評(píng)估。AI-FM系統(tǒng)將具有線(xiàn)粒體靶向性的pH比率響應(yīng)熒光探針Mcy3與深度學(xué)習(xí)模型有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)線(xiàn)粒體自噬中關(guān)鍵中間體的準(zhǔn)確識(shí)別，并提供胞內(nèi)各類(lèi)中間體分布、密度、比例等定量信息，平均檢測(cè)準(zhǔn)確率高達(dá)86%。研究人員利用AI-FM系統(tǒng)篩選出一種新型線(xiàn)粒體自噬誘導(dǎo)劑Y040-7904。該化合物能夠促進(jìn)受損線(xiàn)粒體向自噬小體轉(zhuǎn)運(yùn)，并提高神經(jīng)元線(xiàn)粒體自噬水平。在A(yíng)D神經(jīng)元細(xì)胞模型和AD線(xiàn)蟲(chóng)模型中，Y040-7904通過(guò)激活SIRT1/FoxO3信號(hào)通路，有效改善Aβ病理，展現(xiàn)出對(duì)AD潛在療效。這項(xiàng)研究不僅為活細(xì)胞線(xiàn)粒體自噬的精準(zhǔn)評(píng)估提供了新工具，也為神經(jīng)退行性疾病的機(jī)制研究和藥物篩選開(kāi)辟了新路徑。
圖：AI輔助熒光顯微平臺(tái)推動(dòng)線(xiàn)粒體自噬誘導(dǎo)藥物的高效篩選
新聞鏈接：https://shmc.fudan.edu.cn/news/2025/0606/c1892a145712/page.htm
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-60315-1
5. 生命科學(xué)學(xué)院田衛(wèi)東課題組開(kāi)發(fā)一種融合語(yǔ)言模型與對(duì)比學(xué)習(xí)的表型驅(qū)動(dòng)診斷工具PhenoDP
6月6日，生命科學(xué)學(xué)院田衛(wèi)東課題組開(kāi)發(fā)了一種新穎的表型驅(qū)動(dòng)診斷工具PhenoDP，融合大型語(yǔ)言模型（LLM）與對(duì)比學(xué)習(xí)技術(shù)，顯著提升了孟德?tīng)栠z傳病的診斷效率與準(zhǔn)確率，為臨床罕見(jiàn)病輔助診斷提供了高效、智能的解決方案。相關(guān)成果以“PhenoDP: Leveraging Deep Learning for Phenotype-Based Case Reporting, Disease Ranking, and Symptom Recommendation”為題發(fā)表于Genome Medicine期刊上。
PhenoDP包含三大核心模塊：（1）Summarizer：基于蒸餾訓(xùn)練的Bio-Medical-3B-CoT模型，輸入HPO術(shù)語(yǔ)，輸出高質(zhì)量、以患者為中心的臨床摘要，提升癥狀的可解釋性。（2）Ranker：融合IC值、Phi系數(shù)和圖卷積網(wǎng)絡(luò)（GCN）三種相似性計(jì)算方法，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)疾病排序，特別在復(fù)雜疾病中表現(xiàn)突出。（3）Recommender：基于對(duì)比學(xué)習(xí)優(yōu)化的Transformer模型，智能推薦區(qū)分疾病所需的關(guān)鍵癥狀，提高診斷精度與置信度。團(tuán)隊(duì)在四類(lèi)模擬數(shù)據(jù)和三套真實(shí)數(shù)據(jù)集（共計(jì)5996個(gè)真實(shí)病例）上系統(tǒng)評(píng)估了PhenoDP的性能。模擬數(shù)據(jù)集：在所有難度類(lèi)型下，PhenoDP的Top20覆蓋率和平均倒數(shù)排名（MRR）均為第一，分別比次優(yōu)方法提高11.7%和12.6%。真實(shí)數(shù)據(jù)集：在三組獨(dú)立真實(shí)患者數(shù)據(jù)中，PhenoDP的Top1準(zhǔn)確率分別高出8.1%、8.6%、2.6%。癥狀推薦能力：在目標(biāo)疾病原本排序?yàn)榈?/3的病例中，使用PhenoDP推薦的新癥狀后，有78.1%的病例目標(biāo)疾病升至第一位，遠(yuǎn)優(yōu)于GPT-4o（53.4%）和PhenoTips（23.3%）。研究以IMD103為例，初始排序中該疾病與其他免疫缺陷?。ㄈ鏘MD25）分?jǐn)?shù)接近。PhenoDP的Recommender成功推薦出區(qū)分性癥狀“淋巴結(jié)病”，使IMD103得分顯著上升并拉開(kāi)與相似疾病的差距；而GPT-4o和PhenoTips推薦的癥狀缺乏區(qū)分度，甚至導(dǎo)致排序錯(cuò)誤。PhenoDP已開(kāi)源發(fā)布（https://github.com/TianLab-Bioinfo/PhenoDP），支持一鍵生成結(jié)構(gòu)化報(bào)告，輸出臨床摘要、候選疾病列表與癥狀推薦結(jié)果，便于醫(yī)生快速?zèng)Q策與后續(xù)診斷。模塊化設(shè)計(jì)還便于未來(lái)集成基因信息、電子病歷或進(jìn)一步優(yōu)化語(yǔ)義建模。
圖：PhenoDP框架組成與算法流程
新聞鏈接：https://life.fudan.edu.cn/41/17/c28140a737559/page.htm
原文鏈接：https://genomemedicine.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13073-025-01496-8#Sec37
6. 未來(lái)信息創(chuàng)新學(xué)院張浩團(tuán)隊(duì)基于VQ-VAE的晶體結(jié)構(gòu)生成算法推動(dòng)多維晶體材料高效發(fā)現(xiàn)
6月17日，未來(lái)信息創(chuàng)新學(xué)院張浩副教授團(tuán)隊(duì)提出了全新深度學(xué)習(xí)框架VQCrystal，以離散的隱變量為基礎(chǔ)，成功克服了當(dāng)前晶體生成與逆向設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵瓶頸，實(shí)現(xiàn)了對(duì)晶體結(jié)構(gòu)的高效編碼、生成與優(yōu)化。該研究提出的VQCrystal框架，不僅在三維與二維晶體生成任務(wù)中表現(xiàn)出卓越性能，還突破性地解決了材料逆向設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵瓶頸，為未來(lái)可調(diào)型材料的高效探索提供了全新技術(shù)路徑。其方法具備良好的泛化能力與可拓展性，未來(lái)有望廣泛應(yīng)用于熱電、光電、量子材料等領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能優(yōu)化任務(wù)。相關(guān)成果以“Massive discovery of crystal structures across dimensionalities by leveraging vector quantization”為題，在線(xiàn)發(fā)表于Nature合作期刊npj Computational Materials。
圖：VQCrystal模型的架構(gòu)
原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41524-025-01613-6
7. 復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院邵志敏、江一舟團(tuán)隊(duì)打通基礎(chǔ)-臨床壁壘，肥大細(xì)胞逆轉(zhuǎn)最“毒”乳腺癌免疫耐藥困境
6月25日，復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院乳腺外科邵志敏教授、江一舟教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《自然·醫(yī)學(xué)》（Nature Medicine）發(fā)表的一項(xiàng)研究成果顯示，該團(tuán)隊(duì)基于A(yíng)I技術(shù)，整合528例三陰性乳腺癌患者多模態(tài)信息，首次明確非典型的抗原呈遞肥大細(xì)胞（apMC）是抗PD-1免疫治療效果發(fā)揮的關(guān)鍵因素，它可以激活腫瘤反應(yīng)性T細(xì)胞，促進(jìn)抗腫瘤免疫應(yīng)答。
研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，臨床常用的抗過(guò)敏藥物——色甘酸鈉可以誘導(dǎo)抗原呈遞肥大細(xì)胞，從而逆轉(zhuǎn)腫瘤患者免疫治療耐藥的情況?；诖?，該團(tuán)隊(duì)構(gòu)建全球首個(gè)乳腺癌領(lǐng)域逆轉(zhuǎn)免疫治療耐藥的臨床研究平臺(tái)——“復(fù)興”（Renaissance），并針對(duì)既往免疫治療耐藥、后續(xù)幾乎“無(wú)藥可醫(yī)”的轉(zhuǎn)移性三陰性乳腺癌患者，開(kāi)展“色甘酸鈉+免疫治療”創(chuàng)新靶向免疫治療策略臨床研究。結(jié)果顯示，采用該種創(chuàng)新靶免方案的患者治療有效率，從既往的約10%大幅提升到50%。
研究者表示，該研究瞄準(zhǔn)三陰性乳腺癌患者免疫治療耐藥痛點(diǎn)，聚焦腫瘤微環(huán)境，探究解析發(fā)生耐藥的分子機(jī)制，進(jìn)而完善“臨床-基礎(chǔ)-臨床”的“反轉(zhuǎn)化”研究模式，發(fā)現(xiàn)了破解臨床難題的關(guān)鍵“密碼”，打通了分子機(jī)制到臨床轉(zhuǎn)化的研究“壁壘”，為免疫治療耐藥后“無(wú)藥可治”的三陰性乳腺癌患者提供精準(zhǔn)治療新希望。
新聞鏈接：https://shmc.fudan.edu.cn/news/2025/0626/c1892a146082/page.htm
原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41591-025-03776-7
交叉領(lǐng)域
1. 集成電路與微納電子創(chuàng)新學(xué)院周鵬/王水源團(tuán)隊(duì)、腦科學(xué)研究院張嘉漪/顏彪團(tuán)隊(duì)及其合作者開(kāi)發(fā)出全球首款覆蓋可見(jiàn)光至近紅外二區(qū)的超視覺(jué)假體
6月6日，集成電路與微納電子創(chuàng)新學(xué)院周鵬/王水源團(tuán)隊(duì)、腦科學(xué)研究院張嘉漪/顏彪團(tuán)隊(duì)及其合作者以碲納米線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)（TeNWNs）取代受損的光感受器，開(kāi)發(fā)出全球首款覆蓋可見(jiàn)光至近紅外二區(qū)的超視覺(jué)假體。在沒(méi)有外部電刺激的情況下，這種材料經(jīng)過(guò)光照可以自發(fā)產(chǎn)生高密度光電流來(lái)激活殘余的視網(wǎng)膜通路，達(dá)到不同維度納米材料下的最高光電流水平，從而將視覺(jué)修復(fù)波段從可見(jiàn)光推進(jìn)至近紅外二區(qū)（470-1550nm），這也是目前國(guó)際上最廣譜的視覺(jué)光感重建波段。相關(guān)成果以“Tellirium Nanowire Retinal Nanoprosthesis Improves Vision in Models of Blindness”為題發(fā)表于Science期刊上。
研究發(fā)現(xiàn)，碲納米線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)之所以能形成自驅(qū)動(dòng)、高密度的光電流響應(yīng)，與其強(qiáng)吸收、窄帶隙和內(nèi)外部非對(duì)稱(chēng)效應(yīng)的材料特性密不可分。王水源將其形象比作電子“跨越峽谷的過(guò)程”：“這款材料能夠高效吸收光能，而為了形成光電流，被光激發(fā)的電子所需跨越的峽谷（即能帶帶隙）也很窄。所以在材料自發(fā)產(chǎn)生的附加電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下，電子可以很容易完成躍遷形成高密度光電流，才有了超寬光譜的視覺(jué)感知?！?張嘉漪介紹，這款視覺(jué)假體相較過(guò)去的人工光感受器薄了10倍以上，可謂“薄如蟬翼”。與此同時(shí)，國(guó)際上現(xiàn)有的紅外光感知技術(shù)僅能應(yīng)用于正常運(yùn)作的視網(wǎng)膜上，但視覺(jué)功能正常者不會(huì)無(wú)故接受一次有創(chuàng)的植入手術(shù)。“我們這一方案應(yīng)該說(shuō)更為理想，因?yàn)檎Ｈ艘话銦o(wú)法接受植入手術(shù)，盡管它是微創(chuàng)的。只有在修復(fù)視覺(jué)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)，不僅能讓失明者重獲可見(jiàn)光感，還能讓他們看到普通人感知不到的紅外光。”王水源解釋道。
在實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證環(huán)節(jié)，這款超視覺(jué)假體已“連過(guò)數(shù)關(guān)”。除了順利通過(guò)細(xì)胞離體實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和盲小鼠動(dòng)物模型驗(yàn)證外，團(tuán)隊(duì)還在非人靈長(zhǎng)類(lèi)（食蟹猴）實(shí)驗(yàn)中證實(shí)了其有效性，且在植入半年后無(wú)不良排異反應(yīng)，為后續(xù)推進(jìn)臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。目前，團(tuán)隊(duì)也在繼續(xù)探索碲納米線(xiàn)陣列與視神經(jīng)的高效耦合機(jī)制。若臨床轉(zhuǎn)化成功，這款“中國(guó)智造”的視網(wǎng)膜假體將為視網(wǎng)膜退化患者帶來(lái)希望：患者不再需要笨重的眼鏡和頻繁充電，僅需一次微創(chuàng)且可逆的視網(wǎng)膜下植入，即可重獲可見(jiàn)光視覺(jué)，并增強(qiáng)拓展至紅外感知范圍。
“盡可能幫助失明患者、為其提供更多復(fù)明可能，始終是我們團(tuán)隊(duì)研究的初心。”張嘉漪介紹，團(tuán)隊(duì)的研究策略是雙軌并行：除了開(kāi)發(fā)生物假體材料（如人工光感受器）進(jìn)行生物替代，也在同步探索針對(duì)失明的基因治療手段。多年醫(yī)工交叉融合經(jīng)驗(yàn)告訴張嘉漪，類(lèi)腦器件的研發(fā)不能“自顧自地玩”，而是要和大腦接合、共同訓(xùn)練。她將此次合作的成果稱(chēng)為1.0版：“我們的器件不光要具備感知功能，更要學(xué)會(huì)理解大腦運(yùn)作。”
圖：TeNWNs修復(fù)和增強(qiáng)盲人視覺(jué)示意圖及作用機(jī)制
新聞鏈接：https://mp.weixin.qq.com/s/uvYp1XNSk5c9cDH7sfRZeg
原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adu2987
數(shù)學(xué)物理領(lǐng)域
1. 現(xiàn)代物理研究所嚴(yán)亮課題組及其合作者在粲偶素hc的輻射衰變研究方面取得重要進(jìn)展
6月17日，現(xiàn)代物理研究所嚴(yán)亮課題組及其合作者利用BESIII探測(cè)器采集的約27億ψ（3686）事例樣本，通過(guò)ψ（3686）→π0hc過(guò)程，系統(tǒng)地分析了hc輻射衰變到多種輕強(qiáng)子末態(tài)的過(guò)程。相關(guān)成果以“Observation of Charmonium ?? Radiative Decays to Multiple Light Hadrons and the Tensor State ?2 (1270)”為題發(fā)表于Physical Review Letters期刊上。
研究團(tuán)隊(duì)首次明確觀(guān)測(cè)到hc→γX (X=π+π-,π+π-η, 2(π+π-), ppbar)的四種新的衰變模式，其統(tǒng)計(jì)顯著性均大于5倍統(tǒng)計(jì)偏差（5σ），并且首次測(cè)量了相應(yīng)的分支比。綜合所有已知的hc輻射衰變模式，其總分支比約為0.8%，依然遠(yuǎn)低于理論模型預(yù)言值，說(shuō)明理論和實(shí)驗(yàn)方面都有大量未知物理有待探索。尤其值得一提的是，研究中首次觀(guān)測(cè)到hc輻射衰變到張量介子f2(1270)的過(guò)程，其統(tǒng)計(jì)顯著性為5.1σ。測(cè)得的hc→γf2(1270)→γπ+π-的分支比相較于J/ψ衰變中的結(jié)果小一個(gè)數(shù)量級(jí)。這是hc輻射衰變研究中的一項(xiàng)重要突破。該測(cè)量結(jié)果不僅擴(kuò)展了hc衰變的研究范圍，也為研究f2(1270)中可能存在的夸克-膠球混合成分提供了新的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。本項(xiàng)研究不僅豐富了我們對(duì)粲偶素衰變機(jī)制的認(rèn)識(shí)，也為未來(lái)探索膠球及其他奇特態(tài)粒子開(kāi)辟了新途徑。
圖：對(duì)M(γX)分布的擬合，其中X分別是π+π-,π+π-η, 2(π+π-)和ppbar
新聞鏈接：https://imp.fudan.edu.cn/44/6f/c48935a738415/page.htm
原文鏈接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/v4hf-s8x8
地球科學(xué)領(lǐng)域
1. 環(huán)境科學(xué)與工程系朱秀萍課題組提出基于氨氣驅(qū)動(dòng)的水凝膠高效脫水技術(shù)
6月4日，環(huán)境科學(xué)與工程系朱秀萍課題組創(chuàng)新性地提出利用氨氣作為驅(qū)動(dòng)介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)聚（丙烯酸-co-丙烯酰胺）水凝膠（PAAM）的高效脫水與脫鹽。該技術(shù)憑借氨氣強(qiáng)大的滲透壓作為驅(qū)動(dòng)力，大幅提升水凝膠脫水效率，達(dá)到110 gH2O/ghydrogel/h的脫水速率以及600-1100 LH2O/kghydrogel的日均產(chǎn)水量，且脫鹽率穩(wěn)定在約60%。相關(guān)成果以“Unlocking Hydrogel-Based Desalination with Ammonia Gas Dewatering”為題發(fā)表于Environmental Science & Technology期刊上。
團(tuán)隊(duì)通過(guò)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)揭示了氨氣濃度與水凝膠脫水性能間的關(guān)系，并成功實(shí)現(xiàn)脫水產(chǎn)水中氨氣的高效吹脫回收，降低環(huán)境排放風(fēng)險(xiǎn)，兼顧能耗優(yōu)化，展現(xiàn)出良好的循環(huán)穩(wěn)定性和節(jié)能優(yōu)勢(shì)。更重要的是，該技術(shù)不僅適用于微咸水的高效處理，更為農(nóng)業(yè)灌溉水源提供了可靠保障。上海東灘采集的微咸水經(jīng)過(guò)水凝膠處理后，重要營(yíng)養(yǎng)離子得到有效保留且鹽分大幅下降，成功促進(jìn)水稻種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)，驗(yàn)證了該技術(shù)在農(nóng)業(yè)用水領(lǐng)域的巨大潛力。此外，研究團(tuán)隊(duì)還創(chuàng)新設(shè)計(jì)了水凝膠-反滲透（RO）集成系統(tǒng)，將水凝膠體系作為反滲透工藝的前處理手段，顯著降低了反滲透階段的運(yùn)行壓力和能耗，整體節(jié)能幅度達(dá)51%。與傳統(tǒng)超濾-反滲透系統(tǒng)相比，該方案在膜組件投資和維護(hù)成本上也有顯著降低，可有效延長(zhǎng)膜壽命并減少結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)，展現(xiàn)出極具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境雙重效益。該項(xiàng)研究不僅開(kāi)創(chuàng)了利用氨氣促進(jìn)水凝膠脫水的新思路，推動(dòng)了高性能水凝膠海水淡化技術(shù)向?qū)嵱没~進(jìn)，還為解決水資源短缺提供了創(chuàng)新路徑。未來(lái)，團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)深化氨氣與水凝膠相互作用機(jī)制的研究，推動(dòng)技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用，并積極探索在更廣泛水處理領(lǐng)域的推廣價(jià)值。
新聞鏈接：https://environment.fudan.edu.cn/41/d7/c26494a737751/page.htm
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.5c02029
2.大氣與海洋科學(xué)系姚波課題組及其合作者溯源四氯化碳排放取得重要進(jìn)展
6月23日，大氣與海洋科學(xué)系姚波課題組與北京大學(xué)胡建信教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)內(nèi)外多方科研力量，聚焦于全球四氯化碳（CCl4）“來(lái)源缺口”這一長(zhǎng)期未解的科學(xué)問(wèn)題進(jìn)行研究，成果以“Persistent emissions of ozone-depleting carbon tetrachloride from China during 2011-2021”為題在線(xiàn)發(fā)表于Nature Geoscience期刊。該成果為進(jìn)一步解釋四氯化碳“未知來(lái)源”排放，厘清臭氧層恢復(fù)過(guò)程中仍存在的潛在威脅并助力全球臭氧層保護(hù)進(jìn)程，評(píng)估及應(yīng)對(duì)中國(guó)及全球其他國(guó)家四氯化碳遺留排放提供了重要依據(jù)。
四氯化碳是最重要的消耗臭氧層物質(zhì)（ODS）之一，也是《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書(shū)》最早受控的關(guān)鍵物質(zhì)之一，但是過(guò)去20余年期間四氯化碳基于大氣觀(guān)測(cè)反演的排放量一直高于采用各國(guó)報(bào)告生產(chǎn)和消費(fèi)量計(jì)算的排放量。與主要是延時(shí)排放的CFCs和哈龍不同，被認(rèn)為來(lái)自瞬時(shí)排放的四氯化碳，卻在2010年全球禁止其生產(chǎn)和使用后依然維持高水平排放量，成為制約臭氧層進(jìn)一步恢復(fù)的重要因素之一。研究團(tuán)隊(duì)基于中國(guó)多個(gè)站點(diǎn)的大氣連續(xù)觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)合非高斯分布假設(shè)和馬爾可夫蒙克卡羅采樣方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)2011至2021年間我國(guó)四氯化碳排放量的高精度、自上而下估算。結(jié)果表明，中國(guó)過(guò)去十余年的四氯化碳年排放量大致穩(wěn)定在1.6-2.5萬(wàn)噸/年的范圍。以往研究認(rèn)為，全球四氯化碳排放缺口很大程度上可能來(lái)自甲烷氯化物相關(guān)生產(chǎn)活動(dòng)中的排放。然而，本研究發(fā)現(xiàn)中國(guó)排放量在全球四氯化碳總排放中所占比例，低于其在全球甲烷氯化物產(chǎn)量中的占比。全球其他國(guó)家仍存在顯著的歷史遺留排放和氯相關(guān)工業(yè)中的副產(chǎn)排放，例如一些歷史消費(fèi)量較高的發(fā)達(dá)國(guó)家，對(duì)全球四氯化碳排放的貢獻(xiàn)不容忽視。這些排放來(lái)源亦應(yīng)引起國(guó)際社會(huì)的關(guān)注與重視。研究進(jìn)一步整合最新工業(yè)生產(chǎn)、消費(fèi)數(shù)據(jù)及潛在排放來(lái)源信息，采用自下而上的清單方法系統(tǒng)梳理中國(guó)四氯化碳的排放結(jié)構(gòu)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，中國(guó)四氯化碳總排放量中有相當(dāng)比例的排放尚無(wú)法通過(guò)任何現(xiàn)有已知來(lái)源—無(wú)論受控還是非受控來(lái)源—進(jìn)行解釋。這部分“未知來(lái)源”排放占據(jù)了全球總排放缺口約一半。值得注意的是，研究發(fā)現(xiàn)這部分無(wú)法解釋的“未知排放”在近年呈現(xiàn)出逐步下降的趨勢(shì)，到2021年已降低至較低水平。然而，四氯化碳作為生產(chǎn)新一代替代物質(zhì)（如氫氟碳化物HFCs和氟烯烴HFOs）的原料用途仍被允許，研究發(fā)現(xiàn)這部分排放呈現(xiàn)持續(xù)上升趨勢(shì)，逐漸在近年來(lái)成為主要的排放來(lái)源。
圖：國(guó)四氯化碳排放來(lái)源解析
原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41561-025-01721-4
生命醫(yī)學(xué)領(lǐng)域
1. 生物醫(yī)學(xué)研究院徐彥輝團(tuán)隊(duì)揭示RNA聚合酶III轉(zhuǎn)錄起始動(dòng)態(tài)過(guò)程
6月4日，生物醫(yī)學(xué)研究院徐彥輝團(tuán)隊(duì)重建了人源Pol III轉(zhuǎn)錄起始的完整動(dòng)態(tài)過(guò)程，揭示了轉(zhuǎn)錄因子與聚合酶催化活性協(xié)同驅(qū)動(dòng)Pol III由轉(zhuǎn)錄起始向延伸過(guò)渡的分子機(jī)制，為理解真核短鏈非編碼RNA合成的調(diào)控提供了關(guān)鍵結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。相關(guān)成果以“Structural insights into human Pol III transcription initiation in action”為題發(fā)表于Nature。
研究團(tuán)隊(duì)參考前期Pol II研究的方法并進(jìn)行了優(yōu)化，基于天然U6-1啟動(dòng)子序列構(gòu)建了多個(gè)包含A-less cassette的啟動(dòng)子DNA模板。該策略在缺乏ATP的體外轉(zhuǎn)錄反應(yīng)體系中，可將轉(zhuǎn)錄過(guò)程“卡頓”在起始位點(diǎn)下游特定位點(diǎn)，從而捕捉轉(zhuǎn)錄起始向延伸轉(zhuǎn)換過(guò)程中的關(guān)鍵中間態(tài)。隨后，研究人員將這些DNA模板與通用轉(zhuǎn)錄因子（GTFs），包括TFIIIB復(fù)合物、SNAPc復(fù)合物，以及Pol III共同組裝，啟動(dòng)體外轉(zhuǎn)錄反應(yīng)，并結(jié)合UTP、CTP、GTP和3’-dATP，獲得多個(gè)不同階段的轉(zhuǎn)錄復(fù)合物（transcription complex，TC），并進(jìn)行冷凍電鏡單顆粒分析。
研究發(fā)現(xiàn)，分析獲得的七個(gè)高分辨率Pol III-TC結(jié)構(gòu)（分別停頓于轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)下游4至13位核苷酸）揭示：TC4和TC5屬于起始狀態(tài)（initially transcribing complex，ITC），而從TC6起Pol III進(jìn)入延伸狀態(tài)，說(shuō)明Pol III由ITC向EC的轉(zhuǎn)變發(fā)生于合成第6個(gè)核苷酸時(shí)。值得注意的是，在TC5結(jié)構(gòu)中觀(guān)察到RNA-DNA雜合體呈現(xiàn)“傾斜”配對(duì)，這是由于模板鏈DNA處于pre-translocate狀態(tài)，而新生RNA處于post-translocate狀態(tài)，導(dǎo)致雜合體產(chǎn)生不對(duì)稱(chēng)形變。這一非經(jīng)典構(gòu)象由轉(zhuǎn)錄因子BRF2的finger結(jié)構(gòu)域穩(wěn)定。隨著NTP持續(xù)水解，第6個(gè)核苷酸被加入至RNA鏈3’端，推動(dòng)雜合體前移并驅(qū)動(dòng)BRF2-finger結(jié)構(gòu)域退出活性中心。這一關(guān)鍵步驟解除對(duì)模板鏈DNA的限制，進(jìn)而引發(fā)轉(zhuǎn)錄因子與Pol III之間的重構(gòu)，包括BRF2核心結(jié)構(gòu)域以及與其相互作用的TBP、BDP1和SNAPc的解離，實(shí)現(xiàn)Pol III的啟動(dòng)子逃逸。這一轉(zhuǎn)換過(guò)程也在印跡“footprinting”實(shí)驗(yàn)中得到了驗(yàn)證。
研究團(tuán)隊(duì)取得的另一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)是關(guān)于轉(zhuǎn)錄“再起始”的結(jié)構(gòu)證據(jù)。盡管Pol III進(jìn)入延伸狀態(tài)后，與通用轉(zhuǎn)錄因子的直接相互作用被打破，但這些因子仍穩(wěn)定結(jié)合在啟動(dòng)子上游區(qū)域。長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)界推測(cè)Pol III起始因子在一次轉(zhuǎn)錄完成后不會(huì)立即脫離DNA，而是保留在啟動(dòng)子附近，便于迅速啟動(dòng)新一輪轉(zhuǎn)錄。研究人員首次在結(jié)構(gòu)層面觀(guān)察到起始因子的啟動(dòng)子滯留狀態(tài)，支持了轉(zhuǎn)錄再起始機(jī)制的存在。研究發(fā)現(xiàn)，早期完成轉(zhuǎn)錄延伸轉(zhuǎn)換和快速再起始機(jī)制，可能正是Pol III在執(zhí)行高頻率轉(zhuǎn)錄任務(wù)中所采用的策略。
在傳統(tǒng)的分子生物學(xué)研究中，轉(zhuǎn)錄起始活性的檢測(cè)主要依賴(lài)于使用同位素標(biāo)記的核苷酸（如磷-32標(biāo)記的UTP），這一方法已沿用超過(guò)半個(gè)世紀(jì)。然而，該技術(shù)存在諸多限制，包括同位素獲取流程復(fù)雜、半衰期短、操作安全要求高等問(wèn)題，嚴(yán)重制約了轉(zhuǎn)錄起始活性的常規(guī)定量分析。為克服上述瓶頸，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地建立了一種全新的、無(wú)需同位素的轉(zhuǎn)錄起始活性檢測(cè)方法。該方法通過(guò)將熒光標(biāo)記的小分子（pCp-AF647）高效連接至新生RNA的3’羥基，實(shí)現(xiàn)了對(duì)轉(zhuǎn)錄起始反應(yīng)活性的靈敏檢測(cè)。該方法靈敏度高，安全低毒，操作簡(jiǎn)便，適用于常規(guī)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室，大幅提升了轉(zhuǎn)錄研究的效率和可重復(fù)性。
圖：Pol III轉(zhuǎn)錄起始模式圖
新聞鏈接：https://mp.weixin.qq.com/s/yIJJ3Wu2vIEIvUVQen0BtQ
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-09093-w
2. 生命科學(xué)學(xué)院鄭琰/李瀟/王笑峰團(tuán)隊(duì)以及附屬華山醫(yī)院陳靖合作揭示Segatella copri及腸菌氨代謝調(diào)控慢性腎臟病進(jìn)程的潛在機(jī)制
6月24日，生命科學(xué)學(xué)院鄭琰/李瀟/王笑峰團(tuán)隊(duì)以及附屬華山醫(yī)院陳靖揭示了腸道菌群通過(guò)調(diào)控循環(huán)氨水平影響慢性腎病進(jìn)展的潛在機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)人體腸道菌群參與的氨代謝與慢性腎病的嚴(yán)重程度有關(guān)，循環(huán)氨積累加劇慢性腎病進(jìn)展，而腸道細(xì)菌Segatella copri可通過(guò)編碼氨同化基因asnA，緩解由氨積累加劇的慢性腎病進(jìn)程，為慢性腎病的預(yù)防和治療提供了新視角和潛在方案。相關(guān)成果以“Segatella copri and gut microbial ammonia metabolism contribute to chronic kidney disease pathogenesis”為題發(fā)表于Nature Microbiology期刊上。
在這項(xiàng)研究中，研究人員結(jié)合人群隊(duì)列數(shù)據(jù)分析與機(jī)制實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，探索了腸道菌群影響CKD的潛在機(jī)制。研究人員在一個(gè)包含1,550名老年參與者（65-93歲）的社區(qū)人群中，分析了腸道菌群分類(lèi)及功能特征與腎功能指標(biāo)間的關(guān)聯(lián)。研究發(fā)現(xiàn)，腸道菌群S. copri豐度升高與腎功能改善顯著相關(guān)。S. copri豐度與腸道氨代謝相關(guān)的菌群功能特征存在顯著關(guān)聯(lián)，包括特定的氨代謝通路和氨代謝酶等。重要的是，S. copri中編碼氨同化酶的asnA基因豐度與腎功能指標(biāo)間存在顯著關(guān)聯(lián)。此外，研究人員通過(guò)兩個(gè)外部驗(yàn)證人群進(jìn)一步證明了循環(huán)氨水平、特定腸道菌群及氨代謝功能與腎功能的關(guān)系，包括一項(xiàng)由研究團(tuán)隊(duì)招募的114個(gè)由健康對(duì)照、CKD患者和血透患者組成的驗(yàn)證人群和一項(xiàng)292個(gè)由健康對(duì)照及血透患者組成的公開(kāi)數(shù)據(jù)集。接下來(lái)，研究人員通過(guò)一系列體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)對(duì)上述人群發(fā)現(xiàn)進(jìn)行了因果推斷。研究發(fā)現(xiàn)，外源氨的補(bǔ)充能夠加速小鼠CKD的進(jìn)展，而S. copri及表達(dá)asnA的工程大腸桿菌定植能夠降低小鼠的血氨水平并緩解由氨積累加劇的腎損傷。此外，S. copri中ansA基因的敲除消除了S. copri的腎臟保護(hù)作用。總的來(lái)說(shuō)，本研究提示人體腸道菌群的氨代謝是影響腎功能的關(guān)鍵因素之一，S. copri通過(guò)編碼氨同化基因asnA緩解由氨積累加劇的CKD進(jìn)程。這些發(fā)現(xiàn)不僅為我們理解CKD的潛在發(fā)病機(jī)制供了新視角，也為CKD的預(yù)防和治療提供了潛在方案。
圖：研究設(shè)計(jì)圖及腸菌通過(guò)氨代謝影響CKD的潛在機(jī)制示意圖
新聞鏈接：https://life.fudan.edu.cn/47/78/c28140a739192/page.htm
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41564-025-02039-y
3. 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院雷群英、馬齊襄團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)新的精氨酸感知通路BAG2-SAMD4B信號(hào)軸
6月24日，基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院雷群英、馬齊襄團(tuán)隊(duì)在國(guó)際權(quán)威期刊Molecular Cell上發(fā)表論文“BAG2 releases SAMD4B upon sensing of arginine deficiency to promote tumor cell survival”，揭示Bcl-2相關(guān)抗凋亡基因2 （BAG2）作為新的精氨酸感知蛋白，響應(yīng)精氨酸饑餓后，釋放不育阿爾法基序結(jié)構(gòu)域蛋白4B（SAMD4B），從而導(dǎo)致β-Catenin蛋白發(fā)生降解，進(jìn)而穩(wěn)定ATF4蛋白。該信號(hào)軸與GCN2–eIF2α通路協(xié)同作用，共同調(diào)節(jié)整合應(yīng)激反應(yīng)（ISR），促進(jìn)腫瘤細(xì)胞在精氨酸缺乏條件下的存活。研究人員通過(guò)對(duì)哺乳動(dòng)物肝癌和結(jié)直腸癌的研究，首先發(fā)現(xiàn)在精氨酸缺乏條件下激活Wnt/β-Catenin會(huì)誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，其依賴(lài)于A(yíng)TF4蛋白的下調(diào)。精氨酸缺乏促進(jìn)β-Catenin的泛素化進(jìn)而導(dǎo)致其蛋白水平降低，且該感知機(jī)制不依賴(lài)于經(jīng)典的mTORC1和GCN2營(yíng)養(yǎng)感知通路。通過(guò)一系列無(wú)偏倚高通量篩選策略，研究人員發(fā)現(xiàn)BAG2通過(guò)其谷氨酰胺殘基167（Q167）直接結(jié)合精氨酸，當(dāng)精氨酸充足時(shí)，BAG2與SAMD4B之間的結(jié)合增強(qiáng)，阻止β-Catenin的降解，從而激活Wnt/β-Catenin信號(hào)通路以維持腫瘤細(xì)胞存活。當(dāng)精氨酸缺乏時(shí)，BAG2釋放SAMD4B，促進(jìn)β-Catenin發(fā)生降解，進(jìn)而穩(wěn)定ATF4蛋白，提高腫瘤細(xì)胞在低精氨酸條件下的生存能力。研究人員進(jìn)一步通過(guò)體內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)SAMD4B敲除聯(lián)合精氨酸限制飲食顯著抑制小鼠結(jié)直腸癌細(xì)胞的增殖，表明BAG2-SAMD4B信號(hào)軸對(duì)于腫瘤細(xì)胞在代謝壓力下的生存具有重要意義，提示靶向BAG2-SAMD4B軸干預(yù)精氨酸感知，聯(lián)合ADI-PEG20療法，有望為解決精氨酸限制療法的耐藥提供潛在的新策略。
圖：新的精氨酸感知機(jī)制-BAG2作為一種精氨酸感知蛋白，可直接結(jié)合精氨酸，在精氨酸缺乏時(shí)，釋放SAMD4B進(jìn)而調(diào)控β-catenin的降解并穩(wěn)定ATF4
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原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.molcel.2025.05.035
4. 藥學(xué)院蔣晨團(tuán)隊(duì)協(xié)同調(diào)控及修復(fù)癲癇病灶的仿生聚吡咯遞釋系統(tǒng)研究
6月25日，藥學(xué)院團(tuán)隊(duì)在調(diào)控異常放電和炎癥微環(huán)境的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步思考致癇灶多種損傷因素亟待修復(fù)的核心問(wèn)題?；谏鲜稣{(diào)控炎癥及修復(fù)病灶的協(xié)同策略，本研究為了同時(shí)遞送多種藥物，選擇生物相容性良好的導(dǎo)電材料聚吡咯為骨架，構(gòu)建雙載藥系統(tǒng)。聚吡咯內(nèi)部的π-π堆疊作用能夠增強(qiáng)載藥系統(tǒng)穩(wěn)定性，并且其帶電性質(zhì)有望實(shí)現(xiàn)異常生物電刺激響應(yīng)功能。芬戈莫德的丙二醇結(jié)構(gòu)可與苯硼酸成酯，因此以苯硼酸為連接基團(tuán)（PB linker），將芬戈莫德共價(jià)連接于聚吡咯骨架。苯硼酸基團(tuán)能夠響應(yīng)高濃度ROS刺激而釋放芬戈莫德，實(shí)現(xiàn)致癇灶選擇性釋藥，并清除ROS，從而調(diào)控微環(huán)境的免疫炎癥狀態(tài)。另外，帶電聚吡咯骨架能夠吸附堿性藥物胞磷膽堿鈉，并響應(yīng)酸性環(huán)境而釋藥，從而在致癇灶發(fā)揮促進(jìn)神經(jīng)修復(fù)功能。此外，在載藥系統(tǒng)表面包裹仿生巨噬細(xì)胞膜，能夠在血管內(nèi)給藥時(shí)逃避網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的吞噬，識(shí)別并跨過(guò)炎癥狀態(tài)下的血腦屏障，運(yùn)送載藥系統(tǒng)優(yōu)先到達(dá)致癇灶。體內(nèi)外各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，仿生雙載藥系統(tǒng)能夠選擇性識(shí)別癲癇病灶并按需釋放藥物，對(duì)多種細(xì)胞和病理因素發(fā)揮治療作用，從而協(xié)同調(diào)控和修復(fù)癲癇病灶微環(huán)境。該遞釋系統(tǒng)聚焦于致癇灶多種損傷亟待修復(fù)的核心問(wèn)題，有望為修復(fù)受損腦區(qū)、阻斷并逆轉(zhuǎn)癲癇進(jìn)展病程的抗癲癇藥物療法提供一種可行方案。
相關(guān)研究成果以“Multiple-Stimuli-Responsive Biomimetic Polypyrrole Delivery System for Synergistic Regulation and Restoration of Epileptic Foci”為題，在線(xiàn)發(fā)表于Advanced Functional Materials。
圖：巨噬細(xì)胞膜仿生雙載藥聚吡咯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和治療策略。[1]載藥系統(tǒng)被巨噬細(xì)胞膜包裹后，能夠在體內(nèi)識(shí)別并結(jié)合炎癥狀態(tài)下的癲癇病灶血腦屏障，然后跨過(guò)血腦屏障進(jìn)入病灶腦實(shí)質(zhì)；[2]載藥系統(tǒng)既能在胞外響應(yīng)ROS和異常生物電刺激而加速釋放芬戈莫德，又能被胞內(nèi)溶酶體酸性環(huán)境刺激而釋放胞磷膽堿鈉；[3]載藥系統(tǒng)一方面釋放兩種藥物，另一方面能夠清除病灶ROS，最終發(fā)揮保護(hù)和修復(fù)受損神經(jīng)元、穩(wěn)定膠質(zhì)細(xì)胞微環(huán)境、恢復(fù)血腦屏障完整性的多重療效。
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原文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202510305
5. 復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院許劍民團(tuán)隊(duì)在降低中低位直腸癌術(shù)后局部復(fù)發(fā)研究中取得重大突破
6月2日，復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院結(jié)直腸外科許劍民教授團(tuán)隊(duì)在《美國(guó)醫(yī)學(xué)會(huì)雜志》（JAMA）上發(fā)表最新研究成果“Robotic vs Laparoscopic Surgery for Middle and Low Rectal Cancer”。該研究聚焦機(jī)器人輔助手術(shù)這一創(chuàng)新技術(shù)——主刀醫(yī)生通過(guò)操控多個(gè)機(jī)械臂，經(jīng)腹部操作孔在腹盆腔內(nèi)實(shí)施手術(shù)。機(jī)械臂搭載的高清三維成像系統(tǒng)與可520°自由旋轉(zhuǎn)的手術(shù)器械，其靈活度超越人類(lèi)雙手；同時(shí)，機(jī)器人系統(tǒng)能有效過(guò)濾術(shù)者手部不自主顫動(dòng)，實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)穩(wěn)定的操作。盡管機(jī)器人手術(shù)在操作精度和靈活性上展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)，但與傳統(tǒng)腹腔鏡手術(shù)的療效差異仍需更充分的臨床證據(jù)支撐。因此，通過(guò)大樣本、多中心的系統(tǒng)性研究，科學(xué)對(duì)比兩種術(shù)式在腫瘤根治、功能保護(hù)及長(zhǎng)期預(yù)后等方面的差異，成為推動(dòng)直腸癌外科治療技術(shù)迭代的重要方向。
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原文鏈接：https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2834890
6. 復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院虞先濬教授、施思教授團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)“代謝廢物”有望成破解“癌王”免疫治療難題新路徑
6月9日，復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院虞先濬教授、施思教授團(tuán)隊(duì)發(fā)布的一項(xiàng)研究成果表明，細(xì)胞“代謝廢物”乳酸可以調(diào)控胰腺癌基因表達(dá)與蛋白質(zhì)功能，在胰腺癌的腫瘤微環(huán)境中發(fā)揮重要作用，進(jìn)而首次系統(tǒng)闡明組蛋白乳酸化修飾（H3K18la）通過(guò)驅(qū)動(dòng)乙酰轉(zhuǎn)移酶2(ACAT2)表達(dá)，構(gòu)建了“乳酸代謝-表觀(guān)遺傳-膽固醇免疫抑制軸”的全新機(jī)制，為破解胰腺癌的免疫治療“密碼”提供了全新策略。研究進(jìn)一步證實(shí)，通過(guò)靶向抑制該信號(hào)通路，不僅可重塑抗腫瘤免疫應(yīng)答，更能與免疫治療藥物PD-1抑制劑產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，為胰腺癌提供新的免疫治療機(jī)會(huì)。國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《消化道》（GUT）以“Histone lactylation-driven feedback loop modulates cholesterol-linked immunosuppression in pancreatic cancer”為題，發(fā)表了這項(xiàng)重要研究成果。
研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)乳酸化修飾組學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)組蛋白H3第18位賴(lài)氨酸乳酸化修飾是最顯著上調(diào)，且與不良預(yù)后相關(guān)的組蛋白乳酸化修飾。同時(shí)，乳酸驅(qū)動(dòng)的組蛋白H3K18la激活乙酰轉(zhuǎn)移酶ACAT2的轉(zhuǎn)錄，誘導(dǎo)胰腺癌細(xì)胞內(nèi)乳酸水平進(jìn)一步上調(diào)。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，胰腺癌細(xì)胞內(nèi)ACAT2的過(guò)度表達(dá)誘導(dǎo)腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（TAMs）向免疫抑制性的M2型極化，M2型TAMs進(jìn)而抑制CD8+T細(xì)胞功能，最終形成“免疫荒漠”微環(huán)境，導(dǎo)致免疫治療效果不佳。這些結(jié)果表明，靶向降解ACAT2或能實(shí)現(xiàn)瓦解免疫抑制的精準(zhǔn)爆破。
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原文鏈接：https://gut.bmj.com/content/early/2025/06/03/gutjnl-2024-334361
7. 復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院徐文東團(tuán)隊(duì)找到發(fā)聲鑰匙，讓中風(fēng)失語(yǔ)病人重新說(shuō)話(huà)！
6月25日，歷時(shí)7年探索，復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院手外科徐文東團(tuán)隊(duì)牽頭完成的一項(xiàng)創(chuàng)新性臨床研究，初步形成以外周神經(jīng)干預(yù)促進(jìn)中樞功能重塑的特色治療模式。僅需一場(chǎng)40分鐘的外科手術(shù)，在近椎間孔水平切斷右側(cè)C7神經(jīng)（下文簡(jiǎn)稱(chēng)：NC7），配合強(qiáng)化語(yǔ)言治療，就能顯著改善慢性中風(fēng)失語(yǔ)癥患者的語(yǔ)言能力。該成果以“Right C7 neurotomy at the intervertebral foramen plus intensive speech and language therapy versus intensive speech and language therapy alone for chronic post-stroke aphasia: multicentre, randomised controlled trial”為題在線(xiàn)發(fā)表于國(guó)際醫(yī)學(xué)期刊《英國(guó)醫(yī)學(xué)雜志》（BMJ）上。BMJ社論高度評(píng)價(jià)，稱(chēng)其為慢性中風(fēng)失語(yǔ)癥患者帶來(lái)“一縷希望”。這是國(guó)際上首次證明外科手術(shù)能有效治療失語(yǔ)癥。團(tuán)隊(duì)于2022年左右啟動(dòng)嚴(yán)格的多中心隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)（注：RCT）。研究納入50名卒中后一年以上、存在語(yǔ)言功能障礙的患者，進(jìn)行隨機(jī)分組。其中，25人接受NC7手術(shù)，并配合3周強(qiáng)化語(yǔ)言訓(xùn)練（注：iSLT），另25人僅接受語(yǔ)言訓(xùn)練。研究很快證實(shí)了鑰匙的力量：核心指標(biāo)“波士頓命名測(cè)試（BNT）”得分顯示，NC7組術(shù)后1個(gè)月平均提升11.16分，顯著優(yōu)于對(duì)照組的2.72分，并且改善效果在6個(gè)月后保持穩(wěn)定。
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