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铂修饰氧化石墨炔通过压电催化与氧化应激调控协同促进颅骨再生
在骨组织工程领域,压电刺激通过将机械应力转化为电能,为骨修复提供了非侵入性治疗策略。然而,骨缺损微环境中过度产生的活性氧(ROS)和缺氧条件会显著降低电刺激疗效,阻碍再生进程。传统压电材料如BaTiO32.0 eV)特性导致压电位产生过程中伴随载流子 redox 反应,反而产生ROS造成氧化损伤。这种矛盾现象促使研究人员寻求既能提供高效电刺激又能同步调控氧化应激的新型窄带隙压电材料。针对这一挑战,北京航空航天大学与吉林大学联合研究团队在《Nature Communications》发表了创新性研究成果。他们通过肖特基工程构建了铂修饰氧化石墨炔(GDYO@Pt)多功能压电半导体,实现了压电刺激与
来源:Nature Communications
时间:2025-09-27
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工程化毒素与Cas6-CBS系统构建超紧凑转录本降解器STAR实现高效低脱靶RNA敲低
在基因表达调控领域,RNA水平的干预因其可逆性、低基因组永久改变风险和更广泛的靶向可及性而备受关注。目前广泛使用的RNA干扰(RNAi)技术,特别是利用天然细胞过程的小干扰RNA(siRNAs),在分子生物学和治疗应用中存在明显局限:无法在原核生物、真核细胞核或缺乏RNAi机制的胞质区室中应用,且存在可控性差和脱靶效应等问题。虽然CRISPR-Cas系统(如I型III类CRISPR-Csm复合物、单蛋白III型Cas7-11和VI型Cas13家族)作为可编程RNA降解工具显示出改进的特异性和扩展的靶向能力,但这些系统及其必需表达模块通常接近或超过常用递送载体(如腺相关病毒AAV)的包装极限(约
来源:Nature Communications
时间:2025-09-27
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视觉感知中的皮层证据累积:独立于报告的神经机制揭示
视觉感知是人类大脑最基础且神秘的功能之一。传统研究通常通过对比“看到”和“未看到”试次来探索感知的神经机制,但这种方法难以区分刺激编码本身与有意识报告相关的过程。更复杂的是,感知不仅涉及刺激的检测,还伴随信心(confidence)这一主观维度,而信心被认为与证据累积(evidence accumulation)过程密切相关。证据累积是指大脑持续整合感官证据直至达到决策阈值的计算过程,以往研究多集中于辨别任务,而其在检测任务中的作用,尤其是在无报告条件下的神经表现,尚不明确。为解决这些问题,由Francois Stockart等研究人员在《Nature Communications》上发表了最
来源:Nature Communications
时间:2025-09-27
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大豆PPR基因SST1的自然变异赋予耐盐性并揭示驯化中的选择机制
1 引言土壤盐渍化是制约大豆幼苗生长和产量的重要环境因子。大豆作为中等盐敏感作物,当土壤电导率超过5 dS/m时即出现显著减产。盐胁迫通过抑制光合作用、共生固氮和营养吸收等过程影响大豆生命周期,并导致活性氧(ROS)积累和细胞损伤。尽管已发现GmNHX1、GmCHX1等离子通道蛋白和GmNTL1等转录因子参与盐响应,但大豆庞大的基因组仍蕴藏大量未挖掘的耐盐遗传位点。野生大豆(Glycine soja)与栽培种(Glycine max)存在显著的耐盐性差异,其中染色体3上的GmCHX1(又称GmSALT3)是已知主效QTL,可解释41%-60%的表型变异。该基因的Ty1/copia转座子插入会导
来源:Plant Biotechnology Journal
时间:2025-09-27
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MsWRKY49通过调控活性氧稳态介导硼缺乏条件下苜蓿花粉管伸长的分子机制
硼作为必需微量元素在植物生殖过程中起着关键作用。硼缺乏会显著降低苜蓿种子产量,但其影响生殖器官发育的分子机制尚不明确。本研究通过实验发现,硼缺乏会抑制苜蓿花粉管伸长,并伴随花粉管内活性氧(ROS)水平升高。外源过氧化氢(H2O2)和抗坏血酸(AsA)处理实验表明,维持ROS稳态对硼介导的花粉管伸长至关重要。硼影响苜蓿花粉萌发和花粉管伸长通过设置不同硼浓度(0%、2×10−4%和0.01%)的体外液体培养体系,研究发现随着硼浓度增加,花粉萌发率和花粉管长度显著增加。在无硼条件下,花粉管平均长度仅为191μm,且大多数花粉管尖端破裂;在中等硼浓度下,花粉管平均长度达到394μm;在高硼条件下,平均
来源:Plant Biotechnology Journal
时间:2025-09-27
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韩国大规模队列研究揭示COVID-19疫苗接种后1年内特定癌症风险显著增加
当全球还笼罩在COVID-19疫情的阴影下时,科学家们早已将目光投向了另一个潜在的健康威胁——病毒与癌症的关联。类似人乳头瘤病毒(HPV)和爱泼斯坦-巴尔病毒(EBV)等已知致癌病毒,严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)是否也具有致癌潜力?这个问题的答案关乎亿万疫苗接种者的长期健康。尽管疫苗成功降低了COVID-19的重症率和死亡率,但其潜在的长期不良反应,特别是与癌症风险的关联,仍缺乏大规模真实世界数据支持。这种知识空白使得公共卫生决策者和临床医生在权衡疫苗获益与风险时面临巨大挑战。正是在这样的背景下,由韩国梨花女子大学木洞医院呼吸与危重症医学科Eun Mi Chun教授领衔
来源:Biomarker Research
时间:2025-09-27
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靶向NPC1诱导细胞焦亡:癌症胆固醇代谢 reprogramming 的新治疗策略
癌症细胞因其快速增殖的特性,表现出独特的代谢重编程特征,其中胆固醇代谢异常活跃尤为引人注目。癌细胞不仅自身大量合成胆固醇,更表现出对低密度脂蛋白(LDL)来源胆固醇的“成瘾性”吸收。然而,这种胆固醇代谢重编程如何帮助癌细胞抵抗程序性死亡,尤其是近年来备受关注的炎性细胞死亡方式——焦亡(pyroptosis),仍是一个未解之谜。与此同时,诱导肿瘤细胞发生焦亡已成为一种有潜力的抗癌策略,但癌细胞如何逃避焦亡应激也亟待阐明。发表在《Biomarker Research》的这项研究,从临床数据挖掘入手,发现Niemann-Pick C1(NPC1)——一个负责胆固醇细胞内运输的关键基因,在多种癌症中显
来源:Biomarker Research
时间:2025-09-27
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电子结构指导哌嗪衍生物筛选:实现高循环容量与低能耗的高效CO2捕集
2.1 DFT指导的PZ衍生物筛选框架胺的pKa虽反映氮原子碱性,但无法全面表征其与CO2反应的位点特异性。通过分析八种PZ衍生物的分子静电势(ESP)分布,重点关注各氮原子附近的ESP最小值(图1a)。未取代PZ中两个氮原子的局部ESP最小值均为−41.18 kcal mol−1,作为比较基准。单烷基取代衍生物(如NMPZ、NEPZ、NIPZ)的ESP分析表明,烷基取代降低了被取代氮附近的电子密度(ESP最小值更正),同时略微增加未取代氮原子ESP最小值的负值。随着烷基尺寸增大,该效应愈发显著。重要的是,一旦氮原子变为叔胺,由于空间位阻不再直接参与氨基甲酸酯形成,转而作为质子受体。因此,预测
来源:Advanced Science
时间:2025-09-27
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探索催化位点空间分布对锂硫电池硫成核行为与电化学性能的影响机制
1 引言随着对高能量密度可充电电池需求的持续增长,锂硫(Li–S)电池因其高理论容量(硫和金属锂分别为1675和3860 mA h g−1)和潜在500 W h kg−1的能量密度而成为下一代储能系统的有力候选。然而,多硫化物穿梭、硫物种(如S8和Li2S)的绝缘性以及锂金属负极表面钝化等问题严重制约其实际应用。其中,放电过程中绝缘Li2S的形成显著增加电池电阻,降低硫利用率和循环寿命。薄膜状Li2S生长会钝化导电材料表面,加剧导电性损失。为缓解薄膜状Li2S导致的绝缘问题,研究致力于促进Li2S的三维(3D)生长,以抑制薄膜形成并防止导电材料钝化。3D Li2S颗粒的生长受溶剂介导过程推动,
来源:Advanced Science
时间:2025-09-27
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基于群体感应的工程益生菌联合体用于结直肠癌免疫治疗
引言结直肠癌(CRC)是全球第三大常见癌症,年新增病例约190万,死亡病例约90万,是癌症相关死亡的第二大原因。近年来,免疫检查点抑制剂(ICIs),特别是靶向程序性死亡蛋白1(PD-1)及其配体(PD-L1)通路的中和抗体(如pembrolizumab, nivolumab, atezolizumab等),在临床应用中显示出巨大的潜力。然而,许多CRC患者对免疫治疗产生耐药性,其应答率仅在13%至69%之间。耐药原因主要包括:传统全长抗PD-L1抗体肿瘤穿透性有限;肿瘤微环境(TME)中高乳酸水平诱导PD-L1激活并促进免疫抑制;以及单菌株疗法缺乏精确调控机制和令人满意的体内安全性。为克服这
来源:Advanced Science
时间:2025-09-27
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模型引导的系统代谢工程显著提升多刺糖多孢菌中多杀菌素的生物合成效率
Spn-GEM构建与多杀菌素生物合成分析放线菌具有复杂的代谢网络,是天然产物(NPs)的重要来源。次级代谢产物的合成与初级代谢密切相关。本研究基于基因组注释,将多杀菌素生物合成模块(包括苷元、弗洛糖胺、伪苷元及spinosyn A的合成)整合至天蓝色链霉菌(S. coelicolor)的经典 Sco-GEM 中,构建了多刺糖多孢菌NHF132的初步Spn-GEM。通过基于强制目标通量修正的流量扫描分析(FSEOF),在葡萄糖作为碳源、理论最大生物量20%至80%作为逐步约束的条件下进行多次模拟,识别出36个上调靶点和20个下调靶点。基于Spn-GEM,多杀菌素生物合成的主要潜在瓶颈被归结为:1
来源:Advanced Science
时间:2025-09-27
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Sirt1-Piezo1轴通过去乙酰化激活机械敏感离子通道促进小鼠骨形成与修复的机制及靶向治疗策略
2.1 Piezo1在机械诱导成骨和骨修复过程中软骨骨痂内上调研究发现机械敏感性离子通道Piezo1在骨折愈合过程中表达显著上调。通过建立小鼠股骨骨折模型和牵张成骨(DO)模型,发现在骨折后1周,软骨骨痂区域Piezo1、Osx和Col2a1表达显著增加。单细胞RNA测序分析显示,Piezo1在软骨细胞谱系中特异性高表达,而在骨折后第14天,软骨细胞中Piezo1表达进一步上调。人类软骨骨痂组织分析也证实了Piezo1的上调现象。2.2 软骨细胞中缺失Piezo1损害小鼠内软骨骨化、骨折愈合和机械诱导的骨形成通过构建软骨细胞特异性Piezo1敲除(cKO)小鼠模型,研究发现Piezo1缺失导致
来源:Advanced Science
时间:2025-09-27
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反铁磁材料生成预测框架:集成CDVAE-DA、CGCNN与遗传算法的高效设计与发现
引言反铁磁材料(AFM)因其原子磁矩反平行排列产生零净磁化强度,在下一代超快自旋电子学中展现出巨大潜力。这种独特的磁结构赋予其显著优势:抗外磁场干扰性强、无杂散场且具有本征太赫兹自旋动力学。然而,AFM材料的发现仍面临重大挑战。传统高通量密度泛函理论(DFT)在处理关联电子系统和复杂磁有序方面存在局限,特别是对于金属磁体,宽窄能带共存往往导致集体电子行为,阻碍准确描述。超越DFT的混合泛函方法对金属体系效率低下,即使机器学习增强的工作流在迭代结构弛豫过程中也遇到困难。材料性能本质上由其晶体结构决定,传统方法主要基于已知结构预测性能。相反,逆向材料设计涉及根据预定义目标性能范围预测和设计微观结构
来源:Advanced Science
时间:2025-09-27
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钙稳态调节蛋白Calhm6通过Chp1-Camk4-Creb1轴及胞外囊泡递送调控巨噬细胞极化与炎症反应的新机制
引言:巨噬细胞极化的调控机制与离子通道的作用巨噬细胞作为免疫系统的前线防御细胞,具有可塑性,能极化为促炎的M1样表型或抗炎的M2样表型,分别参与炎症防御和组织修复。离子通道在免疫细胞调节中至关重要,但其在巨噬细胞极化中的具体机制尚不明确。CALHM6(FAM26F)属于钙稳态调节蛋白家族,是一种大孔离子通道,在溃疡性结肠炎和感染性疾病中表达异常,但其免疫功能仍待深入探索。Calhm6胞外体抑制LPS诱导的重度炎症研究通过向野生型小鼠注射LPS,分离血清中的胞外体(ectosome)和外泌体(exosome),发现注射24小时时间点的胞外体能显著提高LPS处理小鼠的存活率,降低血清IL-6和TN
来源:Advanced Science
时间:2025-09-27
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柑橘CtrCBL1/CtrCIPK6复合体通过磷酸化CtrBBX32调控CtrSTP1介导的糖积累与耐冷性新机制
引言低温是制约植物生长发育的关键环境因子,作物生产力和地理分布受其显著影响。作为固着生物,植物通过进化复杂的分子调控网络协调生理和分子适应,包括转录重编程、翻译调整和代谢重塑。冷适应的一个标志是细胞内渗透保护剂的积累,这一策略对于在低温条件下保持膜完整性和减轻细胞脱水至关重要。该过程的关键化合物包括甜菜碱、脯氨酸和可溶性糖。虽然可溶性糖主要在光合源组织(如叶片)中合成,但它们通过源-库转运机制随后分配到库器官,是系统耐冷性的重要组成部分。然而,在冷胁迫期间,库组织(特别是根)中糖转运和利用的分子机制仍不完全清楚。植物中碳水化合物的空间分布受到不同组织和细胞区室中定位的多种糖转运蛋白的严格调控。
来源:Advanced Science
时间:2025-09-27
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靶向NF-κB介导的铜稳态破坏可增强乳腺癌对铜死亡(Cuproptosis)的敏感性
引言慢性炎症是多种癌症(包括乳腺癌和肝细胞癌)发生的主要驱动因素。其中,NF-κB通路在由TNFα和IL-6等细胞因子以及LPS等病原体应激触发的慢性炎症中起核心作用。然而,NF-κB抑制剂在抑制全身免疫反应方面的副作用限制了其在癌症治疗中的应用。因此,确定NF-κB信号的上游调控和耐药机制将为炎症驱动的癌症提供新的靶点和潜在策略。近年来,铜在肿瘤发生中的复杂作用逐渐被揭示。一方面,铜摄取增加可通过直接结合并激活下游致癌蛋白(如MAPK、AKT和ULK1)来增强肿瘤发生(称为铜增生),从而促进黑色素瘤、非小细胞肺癌和乳腺癌的发展。另一方面,过量铜摄取(包括使用铜离子载体如elesclomol(
来源:Advanced Science
时间:2025-09-27
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靶向清除上皮小细胞外囊泡的有机片状纳米平台在治疗过敏性气道炎症中的应用
1 引言过敏性气道疾病(AAD),如过敏性鼻炎(AR)和支气管哮喘,已成为影响全球超过10亿人健康的重大公共卫生问题。这类疾病主要由2型免疫反应驱动,表现为免疫细胞浸润、黏液过度分泌及气道高反应性。气道上皮作为人体接触吸入性过敏原的第一道屏障,其受损后释放的小细胞外囊泡(sEVs)在炎症放大过程中扮演关键角色。近期研究发现,上皮源性sEVs可激活下游炎症信号通路,加剧过敏反应。临床样本分析显示,AR患者鼻分泌物中sEVs及双链DNA(dsDNA)水平显著高于健康人群,且与炎症严重程度呈正相关。当前临床治疗AAD的主要手段如糖皮质激素和抗组胺药物疗效有限,且均未针对上皮sEVs这一关键炎症介质。
来源:Advanced Science
时间:2025-09-27
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规律与不规律运动通过差异调节海马-肝脏乙酰胆碱流协调恐惧记忆消退与肝脏炎症的机制研究
引言尽管运动益处广为人知,但针对规律与不规律运动模式对脑-体相互作用及其分子机制的深入比较研究仍显不足。规律运动(EX-R)指固定强度、固定日程的典型运动方案,而不规律运动(EX-IR)则以其间歇性、碎片化的特点,愈发适应快节奏的现代生活。本研究旨在通过小鼠跑步机模型,探索EX-R与EX-IR在认知功能(如恐惧反应、空间学习记忆、焦虑、空间恐惧记忆消退)、主要器官(如肝脏、心脏)代谢以及免疫状态(特别是循环免疫细胞异质性及其对NAFLD的影响)等方面的差异化效应,并系统研究其相关分子与通路,为通过不同运动模式调控体内平衡的分子机制提供宝贵见解,并为开发模拟运动的药物干预奠定基础。运动有效改善恐
来源:Advanced Science
时间:2025-09-27
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采用实验设计法优化大肠杆菌单链抗体片段(scFv)表达及其抗Stx2毒素应用研究
Highlight菌株与质粒使用大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞(Novagen, Sigma-Aldrich)、BL21(DE3) pLysS感受态细胞(Novagen Sigma-Aldrich)和ArcticExpress(DE3)感受态细胞(Agilent)表达抗Stx2 scFv片段。载体构建中,scFv蛋白序列最初来源于分泌Stx2抗体的小鼠杂交瘤细胞(mAb 2E11)。随后通过密码子优化和GC含量调整,设计合成基因以实现大肠杆菌高效表达。不同条件下大肠杆菌菌株的生长评估大肠杆菌BL21(DE3)、BL21(DE3) pLysS和ArcticExpress(DE3)在四种培养
来源:International Journal of Biological Macromolecules
时间:2025-09-27
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猕猴桃基因组糖转运蛋白鉴定及其在果实糖积累中的功能与调控机制研究
Section snippetsPlant materials‘红阳’猕猴桃(Actinidia chinensis)种植于中国陕西省杨凌农场(北纬34°20′,东经108°24′)。本研究采集三个生物学重复样本,每个重复来自至少六棵树。随机采摘授粉后120天和140天(DAP)的果实,以及采收后室温贮藏4、6、8、10和12天(DAH)的样本,代表不同成熟阶段,取样后立即用液氮冷冻保存。Identification of key sugar transporter family genes在‘红阳’猕猴桃基因组中,共鉴定到关键糖转运蛋白家族基因:9个SUT(蔗糖转运蛋白)、5个TST(液泡膜
来源:International Journal of Biological Macromolecules
时间:2025-09-27