• 单细胞转录组图谱揭示KRT6A+角质形成细胞通过IL-13信号轴驱动光化性角化病向皮肤癌转化的免疫调控机制

  在阳光炙烤的皮肤表面，一种名为光化性角化病(AK)的癌前病变正悄然酝酿着危机。作为最常见的皮肤癌前病变，AK每年有0.025%-20%的几率进展为侵袭性皮肤鳞状细胞癌(cSCC)，特别是在器官移植受体等免疫抑制人群中，这一风险更加显著。尽管科学家已经发现TP53、NOTCH1等基因突变与cSCC发生相关，但驱动AK向cSCC转化的关键细胞事件和分子机制仍然成谜。传统的研究方法如同用低分辨率相机拍摄人群照片，只能得到整体印象却无法识别每个人的特征。这就是为什么虽然基因组学、转录组学等多组学研究已有开展，但对cSCC进展的分子驱动因素仍缺乏明确共识。细胞异质性问题使得寻找可靠的生物标志物和治疗靶点

  来源：iScience

  时间：2025-12-09

• 纳米氧化镁增强石灰改良黄土的湿热耦合动力特性与微观机制研究

  在我国西北广袤的黄土高原上，黄土作为一种典型的第四纪沉积物，覆盖了约63万平方公里的土地。然而，这片看似坚实的土地却隐藏着致命的“软肋”——遇水易软化、受振易变形。每当雨季来临，雨水渗入黄土路基，原本坚固的土体强度急剧衰减，导致铁路轨面沉降、路基泥化等灾害频发，如同潜伏在铁道下的“流动陷阱”，严重威胁着重载铁路的运营安全。传统的石灰改良技术虽能一定程度上提升黄土的工程性能，但存在固化周期长、用量大、碳排放高等瓶颈。如何突破现有技术局限，让黄土“遇水不软、受振不沉”，成为摆在土木工程领域的一道紧迫课题。针对这一挑战，长安大学陈晋团队独辟蹊径，将目光投向了纳米世界。他们在《iScience》上发表

  来源：iScience

  时间：2025-12-09

• TCTN1蛋白完整性在纤毛发生中的关键作用：截短变体功能谱系分析揭示DUF1619结构域的非自主性调控

  在细胞生命活动中，纤毛如同精巧的"天线"结构，通过其基部的过渡区（Transition Zone, TZ）严格控制物质进出，维持细胞内环境稳态。当这道"大门"失控时，可能引发多种器官异常，统称为纤毛病。在TZ的复杂蛋白质机器中，Tectonic（TCTN）蛋白家族作为核心"守门员"备受关注，但其唯一保守的结构域DUF1619的功能一直成谜。为了揭开DUF1619的神秘面纱，江苏师范大学王亮课题组在《iScience》上发表了最新研究成果。他们以单细胞模式生物莱茵衣藻为模型，巧妙设计了一系列TCTN1蛋白的"删减版"变体，系统探究了不同蛋白片段对纤毛功能的贡献。研究发现了一个令人意外的现象：虽然

  来源：iScience

  时间：2025-12-09

• 碳纳米纤维增强三维多孔气凝胶实现可调谐低频电磁波吸收

  随着5G移动通信、星链低轨卫星、车载毫米波雷达等技术的全面商业化，2-18 GHz频段已成为民用和军事电磁频谱的主战场。这个频段承载着全球大部分移动数据流量以及军事雷达和电子战信号，但电磁波(EMW)的广泛应用也导致环境中的功率密度急剧增加，不仅对人体造成不适，还导致不同频段间的交叉调制和邻道干扰。在军事领域，现代隐身雷达将探测频段转向2-8 GHz以对抗传统X波段隐身涂层，这对吸波材料提出了向更低频率、更宽带宽扩展的迫切需求。传统铁氧体和磁性金属材料存在密度大、厚度大、易氧化、有效带宽窄等缺点，难以满足"轻、薄、宽、强"的综合要求。为此，研究人员将目光投向碳基气凝胶材料，但其高介电常数和阻抗

  来源：iScience

  时间：2025-12-09

• 氧依赖性5-HT1A受体调控熊蜂低氧应答及飞行性能的机制研究

  在青藏高原等高海拔地区，氧气稀薄是生物生存的重要挑战。作为关键传粉昆虫，熊蜂却能在此类环境中繁衍生息，甚至能在海拔4000米以上飞行。它们每日飞行距离可达8公里，飞行时耗氧量骤增30倍，这种高能耗活动如何适应低氧环境，一直是科学家关注的焦点。以往研究多集中于形态适应和温度调节，但对分子机制，尤其是飞行肌在低氧下的代谢调控网络，仍知之甚少。为揭示熊蜂低氧适应的生理与分子基础，研究人员以地熊蜂（Bombus terrestris）为模型，整合行爲学测定、代谢测量、转录组测序和受体拮抗实验。关键实验技术包括：低氧暴露系统（控制氧分压1.6-21 kPa）、飞行磨测定飞行参数、红外热成像测胸温、呼吸计

  来源：iScience

  时间：2025-12-09

• PD-L1高表达预示EGFR突变非小细胞肺癌奥希替尼疗效不佳及其免疫调控机制研究

  肺癌是全球癌症相关死亡的主要原因，其中非小细胞肺癌(NSCLC)占比最高。对于存在表皮生长因子受体(EGFR)突变的晚期NSCLC患者，奥希替尼作为第三代EGFR酪氨酸激酶抑制剂(TKI)已成为标准一线治疗方案。然而，尽管大多数患者能从奥希替尼治疗中获益，仍有一部分患者会出现早期耐药，这凸显了寻找预测性生物标志物以指导治疗策略的迫切需求。程序性死亡配体1(PD-L1)作为关键的免疫检查点分子，在肿瘤免疫逃逸中扮演核心角色。既往研究表明，EGFR通路激活可能通过上调PD-L1表达促进免疫逃逸，暗示PD-L1可能是EGFR-TKI耐药的潜在机制。然而，PD-L1表达在EGFR驱动型NSCLC中的预

  来源：iScience

  时间：2025-12-09

• 高稳定性硅硼碳单层材料中的电子-声子相互作用与超导特性研究

  在材料科学领域，二维材料因其独特的物理性质成为研究热点。石墨烯作为典型代表，虽具备卓越的电学性能，却因费米能级处态密度为零而无法实现本征超导。近年来，通过掺杂、应变调控或构建魔角双层结构等方法，研究人员虽在石墨烯超导改性方面取得进展，但轻元素二维超导材料的开发仍面临稳定性与超导温度提升的双重挑战。针对这一难题，王晶晶团队在《iScience》发表最新研究，通过系统计算预测了三种新型硅硼碳单层材料（SiBC4、SiBC6和SiB4C）的超导特性。这些材料不仅具备高稳定性，更展现出10.91-17.59K的超导转变温度，为轻元素超导材料研究开辟了新方向。研究方法上，团队采用CALYPSO晶体结构分

  来源：iScience

  时间：2025-12-09

• 嵌入势能差的Mg2AlXY5单层材料：非中心对称结构设计实现高效光生载流子分离与18.64%能量转换效率

  在能源革命与智能化时代背景下，二维层状材料因其独特的物理化学性质成为前沿研究热点。然而，传统二维材料普遍存在的中心对称结构却成为制约其光电转换效率提升的"阿喀琉斯之踵"——这种结构对称性导致光生电子-空穴对难以有效分离，大量能量以热耗散形式损失。正如自然界中不对称结构往往能产生更高效的能量转换（如植物叶片的不对称排列优化光合作用），设计非中心对称二维材料成为突破现有技术瓶颈的关键路径。重庆三峡大学刘丽丽团队在《iScience》发表的创新性研究，借鉴九原子层Mg2Al2Se5单层的结构优势，提出了一种全新的材料设计策略。研究人员通过精确调控原子排列，构建了Mg2AlXY5(X=Ga,In; Y

  来源：iScience

  时间：2025-12-09

• 系统性解析DNASE1L3缺陷小鼠肝脏免疫代谢紊乱的多组学图谱

  在当今全球范围内，非酒精性脂肪肝病(NAFLD)已成为一个日益严重的公共卫生问题，其发病机制复杂，涉及脂质代谢紊乱、炎症反应和免疫细胞功能失调等多个环节。尽管已知肝内巨噬细胞——Kupffer细胞(KC)在维持肝脏免疫代谢平衡中发挥关键作用，但调控其功能的核心分子机制仍不清楚。DNASE1L3(脱氧核糖核酸酶1类似物3)作为一种主要由单核-巨噬细胞系分泌的核酸酶，在降解凋亡或坏死释放的细胞游离DNA(cfDNA)和维持免疫耐受中起重要作用。然而，DNASE1L3在肝脏这一免疫代谢中枢器官中的具体功能，特别是其缺陷是否以及如何参与NAFLD的发生发展，尚待深入探究。为解决这一科学问题，天津医科大

  来源：iScience

  时间：2025-12-09

• SARS-CoV-2非结构蛋白1通过降低RNA聚合酶II水平抑制宿主转录的新机制

  新型冠状病毒肺炎（COVID-19）疫情给全球公共卫生和社会经济带来了深远影响。尽管随着疫苗接种和抗病毒疗法的推进，全球健康危机已逐步缓解，但深入理解SARS-CoV-2与宿主细胞的相互作用机制，对于阐明COVID-19的致病机理以及应对未来类似冠状病毒的爆发至关重要。SARS-CoV-2编码的16个非结构蛋白（Nonstructural Proteins, NSPs）在病毒复制和宿主免疫逃逸中扮演关键角色。其中，非结构蛋白1（NSP1）被公认为主要的病毒关闭因子，以其强大的抑制宿主基因表达的能力而闻名。以往研究主要集中在NSP1通过招募细胞核酸酶或干扰RNA稳定性通路，导致宿主mRNA广泛降

  来源：iScience

  时间：2025-12-09

• 假单胞菌来源新型PCL降解酶的双向催化功能：降解与开环聚合的绿色循环

  随着全球环保意识的觉醒，可生物降解塑料逐渐成为解决白色污染的希望之光。在众多可降解聚酯材料中，聚己内酯(PCL)因其优异的加工性能、低熔点、生物可降解性和生物相容性，在生物医学和生态领域展现出巨大应用潜力。然而理想很丰满，现实却很骨感——研究表明PCL在自然环境中完全降解需要耗时3-4年，这种缓慢的降解速度远远不能满足实际需求。更令人担忧的是，PCL的降解效率受到pH值、温度、光照等多种环境因素的制约，使得其"可降解"特性大打折扣。与此同时，PCL的传统化学合成方法也面临严峻挑战。化学聚合通常需要在150-280°C的高温下进行，并使用有机金属催化剂，这些催化剂可能残留有毒物质，限制了PCL在

  来源：iScience

  时间：2025-12-09

• 解码听觉认知：皮质-纹状体-SNr环路在频率辨别精确性中的机制解析

  声音作为生物感知外界环境的重要线索，在物种生存、发育及母婴交流中扮演关键角色。早期听觉经验甚至能影响胎儿神经发育轨迹，但听觉辨别行为的神经环路机制长期以来是未解之谜。听觉皮层作为听觉信息处理的核心枢纽，其前听觉区（Anterior Auditory Field, AAF）尤其参与频率辨别，然而AAF下游的具体通路及细胞类型分工仍不明确。陆军军医大学王昭群等团队在《iScience》发表的研究，通过多学科技术手段，首次揭示了AAF→纹状体（Caudate Putamen, CPu）→黑质网状部（Substantia Nigra pars reticulata, SNr）这一三级通路在听觉频率辨别

  来源：iScience

  时间：2025-12-09

• 秀丽隐杆线虫幼虫发育与Orsay病毒感染的相互作用：发育时序调控抗病毒能力的新机制

  在生命科学的研究中，理解病原体感染如何影响宿主的发育过程是一个既基础又充满挑战的课题。对于经典模式生物秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）而言，其发育过程研究得相当透彻——从受精卵开始，经过四个幼虫阶段（L1-L4），最终成长为成虫，每个阶段都以一次蜕皮（molting）作为结束。这个过程受到一系列基因（如 lin-42, nhr-23, let-7）的精密调控。然而，当这种微小的线虫在自然界中遇到其天然病毒病原体——Orsay病毒（Orsay virus, OrV）时，其既定的发育程序会受到怎样的干扰？反过来，线虫的发育状态又是否会影响其对病毒感染的敏感性？这些问题在

  来源：iScience

  时间：2025-12-09

• 掺杂FeNbSb半哈斯勒合金力学性能与断裂韧性的第一性原理研究

  在航空航天、能源转换等高技术领域，材料不仅需要优异的功能特性，还必须具备可靠的机械性能以承受严苛工况。半哈斯勒（Half-Heusler, HH）合金作为一种重要的金属间化合物，因其优异的高温强度和热电性能受到广泛关注。然而，这类材料普遍存在固有脆性问题，易在机械应力下发生灾难性断裂，严重制约其实际应用寿命。传统上，人们通过元素掺杂来改善材料韧性，但预测掺杂效果多依赖经验规则或宏观弹性参数（如Pugh比B/G、泊松比ν），难以揭示裂纹扩展的原子尺度机制。断裂韧性（KIC）作为衡量材料抗裂能力的关键指标，其微观调控机制尚不明确。针对这一挑战，Chen等人发表于《iScience》的研究以FeNb

  来源：iScience

  时间：2025-12-09

• 基于第一性原理计算指导的多任务Transformer模型筛选双原子催化剂用于C-H键活化

  在能源化工领域，甲烷、乙烷、丙烷等轻质烷烃作为天然气和原油的主要成分，因其C-H键的高稳定性（如甲烷键解离能高达439 kJ/mol）而难以活化，被称为催化领域的"圣杯"难题。传统催化剂如金属、金属氧化物等虽取得一定进展，但在效率和可持续性方面仍有较大提升空间。近年来，单原子催化剂（SACs）虽展现出高原子利用率优势，但其单一活性位点导致的 scaling relation 限制进一步优化空间。双原子催化剂（DACs）通过双金属位点的协同效应，为突破这一瓶颈提供了新思路。为加速DACs的理性设计，沈阳师范大学能源与环境催化研究所的王柏然、徐伟航、孙晓影等研究团队在《iScience》发表研究，

  来源：iScience

  时间：2025-12-09

• VioC酶立体选择性催化D-精氨酸氧化脱氨机制的量子力学/分子力学研究

  在生物合成领域，非血红素铁依赖的2-氧代戊二酸加氧酶（Fe/2OG）家族因其能够催化多种氨基酸的氧化修饰而备受关注。这类酶通常表现出严格的区域选择性，例如在天然产物生物合成中，OrfP、VioC、NapI和CmnC虽然都作用于L-精氨酸（L-Arg），却能在氨基酸侧链的不同位置进行修饰，从而生成各异的天然产物。然而，一个令人困惑的现象是：VioC酶不仅能催化L-精氨酸的C3-羟基化，还能对其对映体D-精氨酸（D-Arg）进行氧化脱氨反应，生成2-氧代-5-胍基戊酸（2O5GP）。这种由底物手性差异导致的完全不同的反应路径，其分子机制一直未被阐明。为了解决这一难题，赵聪等人通过结合分子动力学（M

  来源：iScience

  时间：2025-12-09

• 多功能铜基金属有机框架/壳聚糖衍生物/外泌体复合海绵促进皮肤愈合的研究

  皮肤作为人体抵御外界创伤的第一道屏障，当其完整性因开放性伤口受损时，会引发一系列严重并发症。研究表明，约10%-20%的开放性伤口会发生不同程度的感染，严重情况下甚至可能发展为败血症等全身性疾病，对患者安全构成严重威胁。目前，开放性伤口的临床管理仍面临显著挑战，传统疗法如简单清创和抗生素使用往往无法有效解决伤口愈合过程中的复杂问题。针对这一临床需求，研究人员在《iScience》杂志上发表了一项创新性研究，开发了一种多功能铜基金属有机框架/壳聚糖衍生物/外泌体复合海绵(CuMOFs/CTMG/Exos)，为皮肤伤口愈合提供了全新的解决方案。该研究通过巧妙整合三种功能材料，实现了协同治疗效应。研

  来源：iScience

  时间：2025-12-09

• 单细胞与批量转录组整合分析鉴定THBS1作为子宫内膜异位症新型生物标志物及其TGF-β通路调控机制研究

  对于全球约10%的育龄女性而言，子宫内膜异位症是一种带来长期痛苦的慢性疾病，其特征是子宫内膜组织异常生长到子宫腔外。患者常遭受痛经、慢性盆腔疼痛和不孕的困扰，但确诊过程却充满挑战——目前金标准诊断依赖腹腔镜手术，导致诊断延迟可达4-11年，约65%的患者曾被误诊。这种延迟不仅加重患者痛苦，还可能对生育能力造成不可逆影响。为什么子宫内膜异位症的诊断如此困难？主要是因为症状非特异性且缺乏可靠的生物标志物。腹腔镜手术虽能直观发现病灶，却无法检测微观血管化和神经支配，可能遗漏早期病变。因此，开发无创诊断方法成为该领域迫切需求。在这项发表于《iScience》的研究中，张丽琪等人将目光投向分子机制，试图

  来源：iScience

  时间：2025-12-09

• 瘤内微生物源S1P增敏卡培他滨联合PD-1抑制剂治疗结直肠癌的机制研究

  结直肠癌作为全球高发恶性肿瘤，其发病率与死亡率呈逐年上升趋势。尽管化疗、靶向治疗和免疫检查点抑制剂等联合疗法不断推陈出新，但由于个体差异和肿瘤异质性，相同治疗方案在不同患者中呈现显著疗效差异。近年来，瘤内微生物组在结直肠癌发生、发展及治疗中的作用备受关注。研究表明，瘤内微生物的组成和多样性不仅影响肿瘤免疫微环境，还与药物疗效及不良反应密切相关。然而，瘤内微生物如何调控结直肠癌治疗反应的复杂机制尚未完全阐明。在这项发表于《iScience》的研究中，研究人员通过构建无菌和SPF小鼠结直肠癌模型，系统筛选了33种潜在治疗方案，发现卡培他滨与PD-1抑制剂(MIH4)联合疗法在SPF小鼠中展现出显著

  来源：iScience

  时间：2025-12-09

• p300介导KLF13乙酰化通过上调CES2增强胃癌细胞对伊立替康敏感性的机制研究

  在胃癌治疗领域，伊立替康(CPT-11)作为重要的二线或后线挽救治疗药物，其临床应用却面临着患者反应差异大的严峻挑战。这种"同药不同效"的现象背后，隐藏着一个关键的科学问题：为什么有些胃癌患者对CPT-11敏感，而另一些却表现出耐药性？答案可能在于药物在肿瘤细胞内的活化过程。CPT-11需要经过羧酸酯酶2(CES2)的转化才能变成活性形式SN-38，但CES2在胃癌中的调控机制却一直是未解之谜。为了揭开这一谜团，上海东方医院的研究团队在《iScience》上发表了他们的最新发现。他们不仅找到了调控CES2的关键"开关"——转录因子KLF13，还揭示了一个精细的多层调控机制：组蛋白乙酰转移酶p3

  来源：iScience

  时间：2025-12-09

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