上新啦！科研復(fù)旦大學(xué)科技工作者近期又取得了一系列矚目的速遞成果與突破，小編整理了4月部分科研成果，復(fù)旦速速一睹為快！大學(xué)點(diǎn)
科研進(jìn)展
AI for Science
1. 計(jì)算與智能創(chuàng)新學(xué)院顏波團(tuán)隊(duì)AI4S造“實(shí)驗(yàn)神器”：顯微鏡秒變高清相機(jī)
4月12日，月科研成計(jì)算與智能創(chuàng)新學(xué)院教授顏波團(tuán)隊(duì)發(fā)明的果盤跨任務(wù)、多維度圖像增強(qiáng)基礎(chǔ)AI模型（UniFMIR），科研實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)有熒光顯微成像極限的速遞突破。相關(guān)成果以“Pre-training a Foundation Model for Generalizable Fluorescence Microscopy-Based Image Restoration”為題，復(fù)旦發(fā)表于《自然-方法》（Nature Methods）期刊。大學(xué)點(diǎn)
團(tuán)隊(duì)以“一站式集成”為目標(biāo)，月科研成直接構(gòu)建了首個(gè)“統(tǒng)一”的果盤熒光顯微鏡圖像增強(qiáng)AI基礎(chǔ)模型（UniFMIR），大幅提升在“圖像超分辨率重構(gòu)、科研各向同性重構(gòu)、速遞3D去噪、復(fù)旦圖像投影和過(guò)程重建”五大任務(wù)方向上的性能。UniFMIR采用了基于Swin Transformer結(jié)構(gòu)的特征增強(qiáng)模塊來(lái)增強(qiáng)特征表示，針對(duì)不同任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)流程共享相同的特征增強(qiáng)計(jì)算。通過(guò)收集的大規(guī)模數(shù)據(jù)集對(duì)模型進(jìn)行預(yù)訓(xùn)練，并使用不同圖像增強(qiáng)任務(wù)的數(shù)據(jù)微調(diào)模型參數(shù)，UniFMIR展現(xiàn)出比專有模型更好的增強(qiáng)性能和泛化性。這意味著，加載了UniFMIR的熒光顯微鏡可能成為生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)室中的“神器”。科學(xué)家們能更清晰地觀察到活細(xì)胞內(nèi)部的微小結(jié)構(gòu)和復(fù)雜過(guò)程，加速全球生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)研究、疾病診斷相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和醫(yī)療創(chuàng)新；同時(shí)，在半導(dǎo)體制造、新材料研發(fā)等領(lǐng)域，該成果可以用來(lái)提升觀察和分析材料微觀結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，從而優(yōu)化制造工藝和提高產(chǎn)品質(zhì)量。
圖 熒光顯微鏡圖像增強(qiáng)基礎(chǔ)模型（UniFMIR）架構(gòu)
新聞鏈接：https://cs.fudan.edu.cn/34/84/c24280a668804/page.htm
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41592-024-02244-3
2. 智能機(jī)器人與先進(jìn)制造創(chuàng)新學(xué)院徐凡教授團(tuán)隊(duì)成功構(gòu)建了具有環(huán)境智適應(yīng)特性的仿生具身智能植株
4月21日，智能機(jī)器人與先進(jìn)制造創(chuàng)新學(xué)院徐凡教授團(tuán)隊(duì)首次揭示了手性螺旋扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)在水分收集與抗風(fēng)性能中的雙效機(jī)制，構(gòu)建力學(xué)理論模型預(yù)測(cè)并指導(dǎo)3D打印活性液晶彈性體基元，成功構(gòu)建了具有環(huán)境智適應(yīng)特性的仿生具身智能植株。這一智能植株無(wú)需外部能源或芯片控制，可像生命體般智能感知環(huán)境變化，自發(fā)調(diào)整形貌以優(yōu)化功能，在自適應(yīng)液滴收集和定向輸運(yùn)方面具有應(yīng)用潛力。相關(guān)成果以“Active twisting for adaptive droplet collection”為題發(fā)表于《自然·計(jì)算科學(xué)》（Nature Computational Science）期刊。
具有環(huán)境智適應(yīng)特性的仿生植株在自適應(yīng)液滴收集和定向輸運(yùn)方面具有應(yīng)用潛力，有望為干旱地區(qū)的土壤改善和智能農(nóng)業(yè)提供新的思路和解決方案。下一步，團(tuán)隊(duì)將探究不同環(huán)境、不同材料對(duì)仿生具身智能植株的集水和抗風(fēng)能力的影響，嘗試增加光能收集功能，同步實(shí)現(xiàn)物質(zhì)收集與能源收集。也許，在螺旋金釵木完美的手性螺旋形態(tài)背后，可能還蘊(yùn)含著其他更豐富的生命功能奧秘。
圖 LCE仿生“植物”多場(chǎng)自發(fā)扭轉(zhuǎn)變形
新聞鏈接：https://mp.weixin.qq.com/s/uDYEOB6cSkW9u_7C3U6H7w
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s43588-025-00786-
數(shù)學(xué)物理領(lǐng)域
1. 物理學(xué)系、應(yīng)用表面物理全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室肖艷紅團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)原子糾纏和連續(xù)量子增強(qiáng)的磁場(chǎng)測(cè)量
4月8日，物理學(xué)系、應(yīng)用表面物理全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室肖艷紅團(tuán)隊(duì)與合作者在量子精密測(cè)量領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，成功實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)原子自旋壓縮態(tài)，以及機(jī)器學(xué)習(xí)輔助的連續(xù)量子增強(qiáng)高靈敏度磁場(chǎng)測(cè)量。相關(guān)研究成果以“Concurrent spin squeezing and field tracking with machine learning”為題，發(fā)表于《自然·物理學(xué)》（Nature Physics）期刊。
團(tuán)隊(duì)首次實(shí)現(xiàn)了能與連續(xù)量子傳感兼容的穩(wěn)態(tài)原子自旋壓縮態(tài)，并建立了基于機(jī)器學(xué)習(xí)的量子水平的參數(shù)估計(jì)方法。團(tuán)隊(duì)通過(guò)連續(xù)量子非破壞性測(cè)量與光學(xué)泵浦技術(shù)，在含有4×1010個(gè)銣原子的熱原子系綜實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)自旋壓縮，壓縮度為?3.23±0.24 dB，糾纏的持續(xù)時(shí)間超過(guò)26小時(shí)，這是穩(wěn)態(tài)極化自旋壓縮態(tài)第一次在實(shí)驗(yàn)上被實(shí)現(xiàn)。在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了靈敏度達(dá)到27.97 fT/√Hz、且超越標(biāo)準(zhǔn)量子極限的準(zhǔn)連續(xù)射頻原子磁力計(jì)。還演示了多種類型的連續(xù)時(shí)變磁場(chǎng)的測(cè)量，包括奧恩斯坦-烏倫貝克過(guò)程，白噪聲過(guò)程和非高斯過(guò)程等，通過(guò)深度學(xué)習(xí)技術(shù)建立測(cè)到的光學(xué)信號(hào)和待測(cè)磁場(chǎng)之間的估計(jì)子，實(shí)現(xiàn)了量子增強(qiáng)的連續(xù)磁場(chǎng)測(cè)量。進(jìn)一步，團(tuán)隊(duì)通過(guò)調(diào)控量子反作用噪聲和利用數(shù)據(jù)重排削弱自旋壓縮的貢獻(xiàn)，證明了原子糾纏對(duì)磁力計(jì)性能的增強(qiáng)作用。
圖 a.實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)：銣原子氣被束縛在內(nèi)壁鍍有石蠟?zāi)さ牟Ａ馐抑校挥诙鄬哟牌帘瓮矁?nèi)。探測(cè)激光通過(guò)法拉第旋光過(guò)程對(duì)原子集體自旋態(tài)進(jìn)行量子測(cè)量。b.原子體系對(duì)奧恩斯坦-烏倫貝克類型時(shí)變磁場(chǎng)的測(cè)量結(jié)果。圖中綠線是實(shí)際測(cè)到的光信號(hào)，藍(lán)線是待測(cè)磁場(chǎng)的真實(shí)波形，橙線是深度學(xué)習(xí)模型所估計(jì)出的波形。
新聞鏈接：https://phys.fudan.edu.cn/0d/e6/c7609a724454/page.htm
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41567-025-02855-3
2.物理學(xué)系、應(yīng)用表面物理全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室譚鵬團(tuán)隊(duì)探究了強(qiáng)組分阻挫下的晶體生長(zhǎng)模式
4月15日，物理學(xué)系、應(yīng)用表面物理全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室肖譚鵬團(tuán)隊(duì)與海外合作者展開(kāi)深度合作，探究了強(qiáng)組分阻挫下的晶體生長(zhǎng)模式，通過(guò)分析晶核的初始分布，對(duì)晶體生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)的分化行為建立了理論預(yù)測(cè)模型。相關(guān)研究成果以“Impact of impurities on crystal growth”為題，發(fā)表于《自然·物理》（Nature Physics）。
在本研究中，研究者們探討了在高濃度雜質(zhì)環(huán)境下，雜質(zhì)顆粒影響晶體生長(zhǎng)的微觀物理機(jī)制。實(shí)驗(yàn)中選取了兩種尺寸不同的負(fù)電膠體顆粒，并將較小的顆粒作為雜質(zhì)引入體系，通過(guò)共聚焦顯微鏡研究較大顆粒在三維空間中的結(jié)晶過(guò)程。在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，研究者們觀察到了兩種不同的生長(zhǎng)模式：穩(wěn)定的連續(xù)生長(zhǎng)模式（CG）和不穩(wěn)定的熔化-再結(jié)晶模式（MR）。在CG 模式下，晶體在整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中保持穩(wěn)定擴(kuò)展，而在 MR 模式下，局部區(qū)域經(jīng)歷瞬時(shí)熔化后重新結(jié)晶，呈現(xiàn)出間歇性生長(zhǎng)的特征。這兩種模式的分化源于結(jié)晶與玻璃化趨勢(shì)之間的競(jìng)爭(zhēng)，其中MR 模式本質(zhì)上是一種去玻璃化過(guò)程，通過(guò)熔化-再結(jié)晶釋放因組分阻挫積累的應(yīng)力。進(jìn)一步分析表明，初始晶核分布對(duì)生長(zhǎng)路徑有重要影響。研究揭示了高濃度雜質(zhì)環(huán)境對(duì)晶體生長(zhǎng)模式的影響，并為理解強(qiáng)組分阻挫下的結(jié)晶行為提供了新的視角。
圖 a.系統(tǒng)關(guān)于雜質(zhì)顆粒濃度和德拜屏蔽長(zhǎng)度（由帶電膠束濃度控制）的相圖，標(biāo)Y處表示存在兩種動(dòng)力學(xué)模式共存。b.兩種不同動(dòng)力學(xué)模式下晶粒尺寸隨時(shí)間的演化。c.兩種不同動(dòng)力學(xué)模式下晶體形貌分布隨特征尺寸變化。
新聞鏈接：https://phys.fudan.edu.cn/10/dd/c7609a725213/page.htm
論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41567-025-02870-4
地球科學(xué)領(lǐng)域
1. 環(huán)境科學(xué)與工程系方明亮教授、陳建民教授及其合作者精準(zhǔn)識(shí)別水中高分子低聚物并對(duì)其進(jìn)行歸趨分析
4月2日，環(huán)境科學(xué)與工程系方明亮教授、陳建民教授及其合作者首次開(kāi)發(fā)了一種有效的非靶向篩查平臺(tái)，能夠全面準(zhǔn)確識(shí)別來(lái)源于不同聚合物的低聚物，并初步揭示了它們?cè)谒w中的存在及歸趨。相關(guān)成果以“Precise characterization of the presence and fate of plastic oligomers in water”為題，發(fā)表于Nature water期刊。
研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一個(gè)包含170多種聚合物可能形成的低聚物化學(xué)結(jié)構(gòu)和質(zhì)譜信息的數(shù)據(jù)庫(kù)，并定義了同系物（端基相同）和同源物（端基不同）兩種主要低聚物類型，發(fā)現(xiàn)含雜原子的低聚物在二級(jí)質(zhì)譜碎片離子中表現(xiàn)出特征性的重復(fù)中性丟失（rNL），該中性丟失與其結(jié)構(gòu)單元分子量一致。利用這一獨(dú)特的裂解規(guī)律，方法中引入“種子分子”概念，通過(guò)標(biāo)定這些可信度較高的“種子低聚物”，并進(jìn)一步傳播鑒定其“相鄰低聚物”。團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了“Oligomer-Finder”分析平臺(tái)，利用液相色譜串聯(lián)高分辨質(zhì)譜與非靶向數(shù)據(jù)信息深度挖掘?qū)崿F(xiàn)了高效的低聚物廣譜篩查。研究團(tuán)隊(duì)在不同類型的水體（自來(lái)水、海水、湖水）中系統(tǒng)研究了四種常見(jiàn)可降解塑料（PLA、PHB、PCL和PBS）的低聚物釋放及其環(huán)境歸趨。結(jié)果顯示，這些微塑料在7天內(nèi)可釋放近200種不同類型的低聚物，且其降解行為存在明顯差異。釋放的低聚物主要以同系物為主，而端基修飾的低聚物（如甲氧基化、羧酸化）雖然釋放速率較低，但在水體中的穩(wěn)定性更強(qiáng)。此外，研究首次發(fā)現(xiàn)生物內(nèi)源性小分子半胱氨酸可在水中與可降解塑料低聚物發(fā)生自發(fā)結(jié)合，這一發(fā)現(xiàn)為低聚物的生物相互作用研究提供了新的視角。
新聞鏈接：https://environment.fudan.edu.cn/0c/37/c26494a724023/page.htm
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s44221-025-00418-7
2. 大氣與海洋科學(xué)系吳其岡教授團(tuán)隊(duì)及其合作者揭示了近十年南極海冰快速消融成因
4月10日，大氣與海洋科學(xué)系吳其岡教授團(tuán)隊(duì)及其合作者揭示了過(guò)去十年南極SIE快速減少的成因，主要與南大洋次表層增暖和太平洋海溫變化通過(guò)熱帶-極地遙相關(guān)驅(qū)動(dòng)的南極大氣環(huán)流異常的共同作用有關(guān)。相關(guān)成果以“Pacific sub-decadal sea surface temperature variations contributed to recent Antarctic sea ice decline trend”為題，發(fā)表于Nature Communications期刊。
研究首先指出南極周圍大氣環(huán)流趨勢(shì)在近10年南極海冰快速消融中起著重要作用。之后利用60°S-60°N范圍內(nèi)的太平洋和全球SST趨勢(shì)作為強(qiáng)迫場(chǎng)，分別進(jìn)行兩組海氣耦合起搏器（Pacemaker）試驗(yàn), 檢查海溫強(qiáng)迫對(duì)大氣環(huán)流和海冰趨勢(shì)的影響。模擬結(jié)果證明太平洋La Ni?a型SST趨勢(shì)異常通過(guò)熱帶-極地遙相關(guān)機(jī)制驅(qū)動(dòng)阿蒙森低壓增強(qiáng)，威德?tīng)柡：臀魈窖蟮貐^(qū)的異常高壓等大氣環(huán)流變化；并且通過(guò)跨海盆影響，對(duì)印度洋和大西洋（除熱帶大西洋外）觀測(cè)SST趨勢(shì)，及南大洋次表層增溫趨勢(shì)均有重要貢獻(xiàn)，引起南極海冰顯著減少。大西洋和印度洋SST趨勢(shì)異常主要通過(guò)增加太平洋海溫驅(qū)動(dòng)的大氣環(huán)流變化的經(jīng)向度，增強(qiáng)太平洋SST趨勢(shì)對(duì)南大洋增溫和南極SIE減少貢獻(xiàn)，共同放大南大洋次表層增暖的海冰減少影響，最終導(dǎo)致南極SIE快速減少。過(guò)去十年南極SIE損失由全球SST趨勢(shì)的貢獻(xiàn)超過(guò)40%, 南大洋次表層增暖單獨(dú)貢獻(xiàn)可能達(dá)50%，CMIP6多模式平均估計(jì)的人為輻射強(qiáng)迫貢獻(xiàn)約占12%。
圖 全球海溫趨勢(shì)強(qiáng)迫Pacemaker試驗(yàn)中海冰和大氣響應(yīng)
新聞鏈接：https://aos.fudan.edu.cn/13/77/c14817a725879/page.htm
論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-58788-1
信息領(lǐng)域
1.集成芯片與系統(tǒng)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室周鵬、包文中聯(lián)合團(tuán)隊(duì)成功研制全球首款基于二維半導(dǎo)體材料的32位RISC-V架構(gòu)微處理器“無(wú)極（WUJI）”
4月2日，集成芯片與系統(tǒng)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室周鵬、包文中聯(lián)合團(tuán)隊(duì)將芯片從陣列級(jí)或單管級(jí)推向系統(tǒng)級(jí)集成，基于二維半導(dǎo)體材料（二硫化鉬MoS2）成功制造的32位RISC-V架構(gòu)微處理器“無(wú)極（WUJI）”。該成果突破二維半導(dǎo)體電子學(xué)工程化瓶頸，首次實(shí)現(xiàn)5900個(gè)晶體管的集成度，是由復(fù)旦團(tuán)隊(duì)完成、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)技術(shù)，使我國(guó)在新一代芯片材料研制中占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢(shì)，為推動(dòng)電子與計(jì)算技術(shù)進(jìn)入新紀(jì)元提供有力支撐。相關(guān)成果以《基于二維半導(dǎo)體的RISC-V 32比特微處理器》（A RISC-V 32-Bit Microprocessor Based on Two-dimensional Semiconductors）為題發(fā)表于《自然》（Nature）期刊。
該芯片通過(guò)自主創(chuàng)新的特色集成工藝，以及開(kāi)源簡(jiǎn)化指令集計(jì)算架構(gòu)（RISC-V），集成5900個(gè)晶體管，在國(guó)際上實(shí)現(xiàn)二維邏輯芯片最大規(guī)模驗(yàn)證紀(jì)錄。通過(guò)“原子級(jí)界面精準(zhǔn)調(diào)控+全流程AI算法優(yōu)化”的雙引擎，團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了從材料生長(zhǎng)到集成工藝的精準(zhǔn)控制，在短時(shí)間內(nèi)篩選出最優(yōu)的工藝參數(shù)組合，大大提高了實(shí)驗(yàn)效率，成果產(chǎn)品具備單級(jí)高增益和關(guān)態(tài)超低漏電等優(yōu)異性能。
圖 將ENIAC和Intel 4004 以及無(wú)極誕生年實(shí)現(xiàn)了加法上的運(yùn)算聯(lián)系
新聞鏈接：https://mp.weixin.qq.com/s/HlQuWQ5r3TE0MkJgfNQ8oA
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-08759-9
2. 集成芯片與系統(tǒng)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、芯片與系統(tǒng)前沿技術(shù)研究院周鵬-劉春森團(tuán)隊(duì)研制“破曉（PoX）”皮秒閃存器件
4月16日，集成芯片與系統(tǒng)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、芯片與系統(tǒng)前沿技術(shù)研究院周鵬-劉春森團(tuán)隊(duì)通過(guò)構(gòu)建準(zhǔn)二維泊松模型，在理論上預(yù)測(cè)了超注入現(xiàn)象，這打破了現(xiàn)有存儲(chǔ)速度的理論極限，成功研制“破曉（PoX）”皮秒閃存器件，其擦寫速度可提升至亞1納秒（400皮秒），相當(dāng)于每秒可執(zhí)行25億次操作，這是迄今為止世界上最快的半導(dǎo)體電荷存儲(chǔ)技術(shù)。相關(guān)成果以《亞納秒超注入閃存》（Subnanosecond flash memory enabled by 2D-enhanced hot-carrier injection）為題發(fā)表于《自然》（Nature）期刊。
從存儲(chǔ)器件的底層理論機(jī)制出發(fā)，團(tuán)隊(duì)提出了一條全新的提速思路——通過(guò)結(jié)合二維狄拉克能帶結(jié)構(gòu)與彈道輸運(yùn)特性，調(diào)制二維溝道的高斯長(zhǎng)度，從而實(shí)現(xiàn)溝道電荷向浮柵存儲(chǔ)層的超注入。在超注入機(jī)制下，電子無(wú)需“助跑”就可以直接提至高速，而且可以無(wú)限注入，不再受注入極值點(diǎn)的限制。通過(guò)構(gòu)建準(zhǔn)二維泊松模型，團(tuán)隊(duì)成功在理論上預(yù)測(cè)了超注入現(xiàn)象，據(jù)此研制的皮秒閃存器件的擦寫速度闖入亞1納秒大關(guān)（400皮秒），相當(dāng)于每秒可執(zhí)行25億次操作，性能超越同技術(shù)節(jié)點(diǎn)下世界最快的易失性存儲(chǔ)SRAM技術(shù)。
這是迄今為止世界上最快的半導(dǎo)體電荷存儲(chǔ)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)、計(jì)算速度相當(dāng)，在完成規(guī)模化集成后有望徹底顛覆現(xiàn)有的存儲(chǔ)器架構(gòu)。在該技術(shù)基礎(chǔ)上，未來(lái)的個(gè)人電腦將不存在內(nèi)存和外存的概念，無(wú)需分層存儲(chǔ)，還能實(shí)現(xiàn)AI大模型的本地部署。
新聞鏈接：https://mp.weixin.qq.com/s/rEVUw3vGNxGeDJMFWO8QTg
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-08839-w
3.未來(lái)信息創(chuàng)新學(xué)院李子薇及其合作者開(kāi)發(fā)元學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)的超分辨光片智能顯微成像技術(shù)
4月29日，未來(lái)信息創(chuàng)新學(xué)院李子薇副研究員與清華大學(xué)李棟教授、戴瓊海院士團(tuán)隊(duì)開(kāi)展合作，開(kāi)發(fā)了一種元學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)的反射式晶格光片虛擬結(jié)構(gòu)光照明顯微鏡（Meta-rLLS-VSIM）。結(jié)合虛擬結(jié)構(gòu)光照明、鏡面增強(qiáng)雙視角探測(cè)與貝葉斯雙視角融合重建等多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新，在不犧牲成像速度與光子代價(jià)的前提下，將傳統(tǒng)晶格光片結(jié)構(gòu)光照明顯微鏡的一維超分辨能力擴(kuò)展到XYZ三個(gè)維度，實(shí)現(xiàn)橫向 120 nm、軸向 160 nm 的近各向同性成像分辨率。并進(jìn)一步將元學(xué)習(xí)策略與系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集過(guò)程深度融合，僅需3分鐘就可以完成從訓(xùn)練數(shù)據(jù)采集到深度學(xué)習(xí)模型的自適應(yīng)部署過(guò)程，讓AI工具在實(shí)際生物實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用達(dá)到近乎“零門檻”。相關(guān)研究成果以“Fast-adaptive super-resolution lattice light-sheet microscopy for rapid, long-term, near-isotropic subcellular imaging”為題，發(fā)表于《自然·方法》（Nature Methods）期刊。
研究團(tuán)隊(duì)表示，Meta-rLLS-VSIM通過(guò)反射增強(qiáng)雙視角晶格光片顯微鏡與元學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)的快速自適應(yīng)部署模式的硬件升級(jí)，以及虛擬結(jié)構(gòu)光照明和RL雙循環(huán)融合網(wǎng)絡(luò)的人工智能算法創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了軟硬件協(xié)同優(yōu)化，顯著提升了成像性能。該技術(shù)的突破為細(xì)胞生物學(xué)、神經(jīng)科學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展提供了新的技術(shù)路徑，未來(lái)有望幫助生命科學(xué)研究人員從更全面的多維視角發(fā)現(xiàn)、理解和探索豐富多彩的生物現(xiàn)象。
圖 虛擬結(jié)構(gòu)光照明二維各向同性超分辨成像方法示意與效果展示
新聞鏈接：https://mp.weixin.qq.com/s/rEVUw3vGNxGeDJMFWO8QTg
論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41592-025-02678-3
4. 未來(lái)信息創(chuàng)新學(xué)院張榮君團(tuán)隊(duì)揭示新型準(zhǔn)一維材料Ta2NiSe5的巨大面內(nèi)光學(xué)各向異性
4月29日，未來(lái)信息創(chuàng)新學(xué)院張榮君教授團(tuán)隊(duì)及其合作者系統(tǒng)揭示了新型準(zhǔn)一維范德華材料Ta?NiSe?在可見(jiàn)光至紅外波段的巨大面內(nèi)光學(xué)各向異性，首次報(bào)道了目前已知范德華材料中最高的面內(nèi)雙折射值（Δn ≈ 2.0）并闡明了其物理機(jī)制，為下一代偏振敏感光電子器件和集成光子學(xué)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)提供了新的線索。相關(guān)研究成果以“Giant In-plane Anisotropy in Novel Quasi-one-dimensional Van der Waals Crystal”為題，發(fā)表于Reports on Progress in Physics期刊。
該研究展示了準(zhǔn)一維晶體在未來(lái)高靈敏偏振探測(cè)與集成光子學(xué)中的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)與廣闊前景。Ta2NiSe5兼具大結(jié)構(gòu)各向異性、高極化率對(duì)比與可集成性，是下一代偏振敏感紅外探測(cè)器、高精度成像系統(tǒng)、集成光子芯片的理想材料平臺(tái)。未來(lái)，該工作有望引發(fā)對(duì)其他低對(duì)稱性范德華材料的系統(tǒng)探索，推動(dòng)相關(guān)微型化、超高性能光電子探測(cè)器件的發(fā)展。
圖 Ta2NiSe5晶體的巨大面內(nèi)各向異性
論文鏈接：DOI: 10.1088/1361-6633/add209
新聞鏈接：https://mp.weixin.qq.com/s/31lznF3g0MrchsYwjcfU8g”
生命醫(yī)學(xué)領(lǐng)域
1. 腦科學(xué)轉(zhuǎn)化研究院舒友生團(tuán)隊(duì)揭示深部腦刺激治療帕金森病的神經(jīng)機(jī)制
4月19日，腦科學(xué)轉(zhuǎn)化研究院舒友生團(tuán)隊(duì)首次揭示了GABA遞質(zhì)的非同步化釋放（Asynchronous release, AR）模式在高頻DBS治療中的關(guān)鍵作用，從細(xì)胞、突觸及神經(jīng)環(huán)路層面系統(tǒng)解析了STN-DBS的神經(jīng)機(jī)制，為優(yōu)化帕金森病臨床治療提供了新方向。相關(guān)成果以“Deep brain stimulation alleviates Parkinsonian motor deficits through desynchronizing GABA release in mice”為題，發(fā)表于Nature Communications期刊。
研究表明，帕金森病患者的丘腦底核常出現(xiàn)異常同步化的神經(jīng)電活動(dòng)，而通過(guò)植入電極進(jìn)行高頻脈沖電刺激（通常高于100 Hz）可顯著抑制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電活動(dòng)的同步性，改善運(yùn)動(dòng)功能障礙。結(jié)合在體電生理記錄、光遺傳學(xué)等技術(shù)，研究發(fā)現(xiàn)STN上游核團(tuán)外側(cè)蒼白球（Globus pallidus externa, GPe）的GABA能抑制性突觸輸入在STN-DBS中至關(guān)重要。在STN進(jìn)行的高頻DBS通過(guò)誘導(dǎo)來(lái)源于GPe小清蛋白（PV）陽(yáng)性神經(jīng)元軸突上GABA的非同步化釋放，去同步化STN神經(jīng)元電活動(dòng)，抑制局部場(chǎng)電位中的低頻β振蕩，從而緩解PD小鼠模型的運(yùn)動(dòng)功能障礙。但是，特異性激活非PV神經(jīng)元軸突則不能起到類似的效應(yīng)。結(jié)合特異性凋亡的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明，PV神經(jīng)元軸突的特異性激活是STN-DBS發(fā)揮療效的充分和必要條件。
圖 丘腦底核高頻DBS治療帕金森病的神經(jīng)機(jī)制。高頻電刺激導(dǎo)致PV神經(jīng)元軸突上的GABA非同步化釋放，從而去同步化STN神經(jīng)元的電活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)癥狀的治療作用
新聞鏈接：https://shmc.fudan.edu.cn/news/2025/0421/c1892a145055/page.htm
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-59113-6
2.公共衛(wèi)生學(xué)院何納團(tuán)隊(duì)及其合作者揭示與HIV感染者死亡風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的蛋白標(biāo)志物
4月24日，公共衛(wèi)生學(xué)院何納團(tuán)隊(duì)及其合作者系統(tǒng)性探究了HIV感染者中AIDS及NCDs相關(guān)死亡的特異性蛋白標(biāo)志物。該研究成果以“Targeted plasma proteomics reveals organ damage signatures of AIDS-related and non-communicable chronic diseases-related deaths in HIV population”為題，發(fā)表于Nature Communications期刊。
研究團(tuán)隊(duì)采用巢式病例對(duì)照設(shè)計(jì)，依托臺(tái)州CHART隊(duì)列，選取了126例HIV死亡病例、162例年齡性別匹配的生存HIV感染者以及152例HIV陰性社區(qū)對(duì)照，基于Olink蛋白芯片進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)檢測(cè)。通過(guò)LASSO回歸、邏輯回歸及ROC分析，研究共識(shí)別出12種與HIV感染者死亡顯著相關(guān)的特異性蛋白標(biāo)志物。其中，6種蛋白標(biāo)志物（SIRT5、PPM1B、PSMA1、GALNT10、VEGFC、PTN）特異性地與NCDs相關(guān)死亡關(guān)聯(lián)，2種（RCOR1、SERPINA9）特異性地與AIDS相關(guān)死亡關(guān)聯(lián)，另外4種（CA12、CA14、RARRES1、EDIL3）則與兩類死亡均顯著相關(guān)。研究進(jìn)一步基于團(tuán)隊(duì)在云南省德宏州建立的HIV感染者隊(duì)列成功驗(yàn)證了其中3種特異性蛋白標(biāo)志物的關(guān)聯(lián)性。此外，研究發(fā)現(xiàn)這些蛋白標(biāo)志物與傳統(tǒng)的NCDs相關(guān)生物標(biāo)志物顯著相關(guān)（P<0.05），表明其作為補(bǔ)充傳統(tǒng)NCDs進(jìn)展風(fēng)險(xiǎn)模型的潛在可能性。研究建立的蛋白標(biāo)志物組合模型在預(yù)測(cè)NCDs相關(guān)（AUC = 0.970）及AIDS相關(guān)（AUC=0.960）死亡風(fēng)險(xiǎn)時(shí)均表現(xiàn)出高于傳統(tǒng)標(biāo)志物的優(yōu)異性能。本項(xiàng)研究基于蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)為HIV感染者的精準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、個(gè)體化治療及干預(yù)措施提供了重要線索，也為深入理解HIV感染狀態(tài)下終末器官功能障礙的機(jī)制提供了新視角。研究成果未來(lái)可望用于指導(dǎo)臨床實(shí)踐，更精準(zhǔn)地預(yù)防和降低HIV感染者的死亡風(fēng)險(xiǎn)。
新聞鏈接：https://sph.fudan.edu.cn/a/2674
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-59242-y
3. 復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院虞先濬教授團(tuán)隊(duì)繪制全球首張無(wú)功能性胰腺神經(jīng)內(nèi)分泌瘤多組學(xué)“全息圖譜” 破解“沉默腫瘤”診療困局
4月4日，復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院虞先濬教授團(tuán)隊(duì)及其合作者歷時(shí)五年研究，成功繪制全球首張無(wú)功能性胰腺神經(jīng)內(nèi)分泌瘤多組學(xué)全景圖譜，并根據(jù)圖譜突破性提出這種“沉默腫瘤”的分子分型框架、預(yù)后模型和靶向-免疫治療新策略，為臨床精準(zhǔn)診療提供了重要依據(jù)。相關(guān)成果以“Proteogenomic characterization of non-functional pancreatic neuroendocrine tumors unravels clinically relevant subgroups”為題，發(fā)表于Cancer Cell期刊。
團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)108例中國(guó)無(wú)功能性胰腺神經(jīng)內(nèi)分泌瘤患者開(kāi)展全外顯子組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組及磷酸化修飾組的多維度整合分析，繪制出全景分子圖譜，揭示了MEN1、ATRX、DAXX基因突變通過(guò)干擾染色質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和激活mTOR通路驅(qū)動(dòng)腫瘤惡性演進(jìn)的機(jī)制。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在無(wú)功能性胰腺神經(jīng)內(nèi)分泌瘤患者的臨床診療中，傳統(tǒng)腫瘤分期及病理分級(jí)難以滿足個(gè)體化治療的需求。研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步通過(guò)蛋白質(zhì)組學(xué)特征聚類分析，將無(wú)功能性胰腺神經(jīng)內(nèi)分泌瘤患者劃分為四種分子亞型，為臨床治療提供了“按圖索驥”的精準(zhǔn)路線。
新聞鏈接：https://shmc.fudan.edu.cn/news/2025/0405/c1892a144823/page.htm
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ccell.2025.03.016
4.復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院邵志敏團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)人工智能模型 指導(dǎo)新一代“魔法子彈”用藥
4月10日，復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院邵志敏教授領(lǐng)銜團(tuán)隊(duì)發(fā)布的一項(xiàng)研究顯示，該團(tuán)隊(duì)在前期開(kāi)展的HER2陽(yáng)性乳腺癌新輔助精準(zhǔn)治療臨床試驗(yàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)字病理和空間組學(xué)技術(shù)，首次系統(tǒng)揭示了影響新一代抗HER2 ADC（抗體-藥物偶聯(lián)物）藥物療效的腫瘤空間特征，并利用人工智能方法構(gòu)建了首個(gè)可以預(yù)測(cè)新一代抗HER2 ADC藥物療效的實(shí)用模型，為這類新型抗腫瘤藥物的精準(zhǔn)應(yīng)用提供了有力參考工具。相關(guān)成果以“Spatial determinants of antibody-drug conjugate SHR-A1811 efficacy in neoadjuvant treatment for HER2-positive breast cancer”為題，發(fā)表于Cancer Cell期刊。
基于新一代ADC藥物的藥理作用特點(diǎn)（與微環(huán)境免疫細(xì)胞互作、旁觀者效應(yīng)等），研究者借助AI技術(shù)，解析了腫瘤的空間結(jié)構(gòu)：基于治療前穿刺組織的H&E圖像識(shí)別了腫瘤、間質(zhì)、免疫三類細(xì)胞，并提取了細(xì)胞的空間位置信息和拓?fù)鋵W(xué)特征；并基于HER2免疫組化染色圖像識(shí)別了不同HER2染色強(qiáng)度的腫瘤細(xì)胞，并提取了空間位置信息和拓?fù)鋵W(xué)特征；此外還利用空間組學(xué)技術(shù)，獲取了數(shù)百萬(wàn)個(gè)細(xì)胞的亞群分類信息及空間位置。研究結(jié)果顯示，腫瘤空間特征在HER2陽(yáng)性乳腺癌患者中對(duì)ADC藥物SHR-A1811這一“魔法子彈”治療的反應(yīng)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，并且在不同激素受體（HR）亞組中存在顯著差異。值得一提的是，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)上述腫瘤空間特征與傳統(tǒng)雙靶治療的療效無(wú)關(guān)，提示這些特征是新一代抗HER2 ADC藥物所特有的。為更好將上述發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于指導(dǎo)藥物治療，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步整合了患者的臨床病理特征、H&E染色數(shù)字病理圖像和HER2免疫組化染色數(shù)字病理圖像，并應(yīng)用人工智能方法提取和篩選關(guān)鍵變量，建立了能夠預(yù)測(cè)新一代ADC藥物SHR-A1811的實(shí)用模型。其在訓(xùn)練集和驗(yàn)證集中的曲線下面積（AUC）分別達(dá)到0.95和0.86，證明了模型的良好性能。
新聞鏈接：https://shmc.fudan.edu.cn/news/2025/0415/c1892a144983/page.htm
論文鏈接：http://doi.org/10.1016/j.ccell.2025.03.017
5.復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院虞先濬、施思團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)破解胰腺癌免疫逃逸新機(jī)制
4月14日，復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院虞先濬/施思團(tuán)隊(duì)在Gastroenterology雜志發(fā)表題為“Stromal Stiffness-Regulated IGF2BP2 in Pancreatic Cancer Drives Immune Evasion via Sphingomyelin Metabolism”的研究論文。該研究揭示，胰腺癌間質(zhì)硬度可通過(guò)調(diào)控m?A “閱讀蛋白” IGF2BP2，進(jìn)而促進(jìn)鞘磷脂合成，增強(qiáng)PD-L1在質(zhì)膜的富集，驅(qū)動(dòng)免疫逃逸。此外，研究團(tuán)隊(duì)定義了 “ISH” 胰腺癌亞型（IGF2BP2/SGMS2-High），并通過(guò)臨床隨訪證實(shí)該人群為手術(shù)不獲益人群。鑒于該亞型腫瘤普遍具有高間質(zhì)比例，研究人員開(kāi)發(fā)了一個(gè)結(jié)合超聲內(nèi)鏡彈性成像和血清標(biāo)志物的預(yù)測(cè)模型，能夠準(zhǔn)確在臨床路徑中篩選該人群。這項(xiàng)研究凸顯了IGF2BP2/SGMS2功能軸在胰腺癌免疫逃逸中的重要功能意義，為未來(lái)增敏胰腺癌免疫治療提供了一條嶄新的策略途徑。
圖 論文主要思路圖
新聞鏈接：https://shmc.fudan.edu.cn/news/2025/0415/c1892a144982/page.htm
論文鏈接：doi: 10.1053/j.gastro.2025.03.019.
6.復(fù)旦大學(xué)附屬婦產(chǎn)科醫(yī)院、代謝與整合生物學(xué)研究院王紅艷教授團(tuán)隊(duì)揭示CAD介導(dǎo)的p53脫酰胺化調(diào)控細(xì)胞增殖的新機(jī)制
4月17日，復(fù)旦大學(xué)附屬婦產(chǎn)科醫(yī)院、代謝與整合生物學(xué)研究院王紅艷教授團(tuán)隊(duì)首次揭示了p53的脫酰胺化修飾及其對(duì)腫瘤調(diào)控的影響，闡明了DON藥物的雙重作用機(jī)制，并為精準(zhǔn)治療p53野生型腫瘤提供了潛在策略。相關(guān)成果以“Pyrimidine synthase CAD deamidates and inactivates p53”為題，發(fā)表于Cell Research期刊。
該研究通過(guò)轉(zhuǎn)錄組學(xué)、代謝組學(xué)等分析發(fā)現(xiàn)，谷氨酰胺拮抗劑6-重氮-5-氧代-L-正亮氨酸（6-Diazo-5-oxo-L-norleucine，DON）顯著抑制嘧啶從頭合成限速酶氨基甲酰磷酸合成酶2-天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶-二氫乳清酶（Carbamoyl Phosphate Synthetase 2, Aspartate Transcarbamylase, And Dihydroorotase，CAD）的代謝功能，并可阻斷其脫酰胺酶活性。DON處理能抑制p53的脫酰胺修飾，恢復(fù)p53的電荷狀態(tài)，重新激活其下游靶基因（如p21、PUMA），誘導(dǎo)細(xì)胞周期停滯和凋亡。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，CAD可直接與p53結(jié)合，催化其第235和239位天冬酰胺（N235/N239）發(fā)生脫酰胺化，導(dǎo)致p53蛋白修飾和電荷改變，轉(zhuǎn)錄活性喪失，調(diào)控細(xì)胞周期，這一作用早于因CAD和DON濃度變化所致嘧啶缺乏導(dǎo)致的腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)抑制。
新聞鏈接：https://shmc.fudan.edu.cn/news/2025/0418/c1892a145033/page.htm
論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41422-025-01112-9
制圖：實(shí)習(xí)編輯：羅鈺責(zé)任編輯：李斯嘉
