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
科研進展
AI for Science
1. 計算與智能創(chuàng)新學(xué)院顏波團隊AI4S造“實驗神器”:顯微鏡秒變高清相機
4月12日,月科研成計算與智能創(chuàng)新學(xué)院教授顏波團隊發(fā)明的果盤跨任務(wù)、多維度圖像增強基礎(chǔ)AI模型(UniFMIR),科研實現(xiàn)了對現(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
團隊以“一站式集成”為目標(biāo),月科研成直接構(gòu)建了首個“統(tǒng)一”的果盤熒光顯微鏡圖像增強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)的特征增強模塊來增強特征表示,針對不同任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)流程共享相同的特征增強計算。通過收集的大規(guī)模數(shù)據(jù)集對模型進行預(yù)訓(xùn)練,并使用不同圖像增強任務(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)實驗室中的“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,在半導(dǎo)體制造、新材料研發(fā)等領(lǐng)域,該成果可以用來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. 智能機器人與先進制造創(chuàng)新學(xué)院徐凡教授團隊成功構(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,智能機器人與先進制造創(chuàng)新學(xué)院徐凡教授團隊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)性能中的雙效機制,構(gòu)建力學(xué)理論模型預(yù)測并指導(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,團隊將探究不同環(huán)境、不同材料對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,可能還蘊含著其他更豐富的生命功能奧秘。
圖 LCE仿生“植物”多場自發(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)用表面物理全國重點實驗室肖艷紅團隊實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)原子糾纏和連續(xù)量子增強的磁場測量
4月8日,物理學(xué)系、應(yīng)用表面物理全國重點實驗室肖艷紅團隊與合作者在量子精密測量領(lǐng)域取得重要進展,成功實現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)原子自旋壓縮態(tài),以及機器學(xué)習(xí)輔助的連續(xù)量子增強高靈敏度磁場測量。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。
團隊首次實現(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),并建立了基于機器學(xué)習(xí)的量子水平的參數(shù)估計方法。團隊通過連續(xù)量子非破壞性測量與光學(xué)泵浦技術(shù),在含有4×1010個銣原子的熱原子系綜實現(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)時間超過26小時,這是穩(wěn)態(tài)極化自旋壓縮態(tài)第一次在實驗上被實現(xiàn)。在此基礎(chǔ)上,團隊實現(xiàn)了靈敏度達到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。還演示了多種類型的連續(xù)時變磁場的測量,包括奧恩斯坦-烏倫貝克過程,白噪聲過程和非高斯過程等,通過深度學(xué)習(xí)技術(shù)建立測到的光學(xué)信號和待測磁場之間的估計子,實現(xiàn)了量子增強的連續(xù)磁場測量。進一步,團隊通過調(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,證明了原子糾纏對磁力計性能的增強作用。
圖 a.實驗系統(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)。探測激光通過法拉第旋光過程對原子集體自旋態(tài)進行量子測量。b.原子體系對奧恩斯坦-烏倫貝克類型時變磁場的測量結(jié)果。圖中綠線是實際測到的光信號,藍線是待測磁場的真實波形,橙線是深度學(xué)習(xí)模型所估計出的波形。
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)用表面物理全國重點實驗室譚鵬團隊探究了強組分阻挫下的晶體生長模式
4月15日,物理學(xué)系、應(yīng)用表面物理全國重點實驗室肖譚鵬團隊與海外合作者展開深度合作,探究了強組分阻挫下的晶體生長模式,通過分析晶核的初始分布,對晶體生長動力學(xué)的分化行為建立了理論預(yù)測模型。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)顆粒影響晶體生長的微觀物理機制。實驗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,通過共聚焦顯微鏡研究較大顆粒在三維空間中的結(jié)晶過程。在相同的實驗條件下,研究者們觀察到了兩種不同的生長模式:穩(wěn)定的連續(xù)生長模式(CG)和不穩(wěn)定的熔化-再結(jié)晶模式(MR)。在CG 模式下,晶體在整個生長過程中保持穩(wěn)定擴展,而在 MR 模式下,局部區(qū)域經(jīng)歷瞬時熔化后重新結(jié)晶,呈現(xiàn)出間歇性生長的特征。這兩種模式的分化源于結(jié)晶與玻璃化趨勢之間的競爭,其中MR 模式本質(zhì)上是一種去玻璃化過程,通過熔化-再結(jié)晶釋放因組分阻挫積累的應(yīng)力。進一步分析表明,初始晶核分布對生長路徑有重要影響。研究揭示了高濃度雜質(zhì)環(huán)境對晶體生長模式的影響,并為理解強組分阻挫下的結(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度(由帶電膠束濃度控制)的相圖,標(biāo)Y處表示存在兩種動力學(xué)模式共存。b.兩種不同動力學(xué)模式下晶粒尺寸隨時間的演化。c.兩種不同動力學(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)識別水中高分子低聚物并對其進行歸趨分析
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發(fā)了一種有效的非靶向篩查平臺,能夠全面準(zhǔn)確識別來源于不同聚合物的低聚物,并初步揭示了它們在水體中的存在及歸趨。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。
研究團隊構(gòu)建了一個包含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,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。利用這一獨特的裂解規(guī)律,方法中引入“種子分子”概念,通過標(biāo)定這些可信度較高的“種子低聚物”,并進一步傳播鑒定其“相鄰低聚物”。團隊開發(fā)了“Oligomer-Finder”分析平臺,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。研究團隊在不同類型的水體(自來水、海水、湖水)中系統(tǒng)研究了四種常見可降解塑料(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。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)系吳其岡教授團隊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)系吳其岡教授團隊及其合作者揭示了過去十年南極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熱帶-極地遙相關(guān)驅(qū)動的南極大氣環(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趨勢作為強迫場,分別進行兩組海氣耦合起搏器(Pacemaker)試驗, 檢查海溫強迫對大氣環(huán)流和海冰趨勢的影響。模擬結(jié)果證明太平洋La Ni?a型SST趨勢異常通過熱帶-極地遙相關(guān)機制驅(qū)動阿蒙森低壓增強,威德爾海和西太平洋地區(qū)的異常高壓等大氣環(huán)流變化;并且通過跨海盆影響,對印度洋和大西洋(除熱帶大西洋外)觀測SST趨勢,及南大洋次表層增溫趨勢均有重要貢獻,引起南極海冰顯著減少。大西洋和印度洋SST趨勢異常主要通過增加太平洋海溫驅(qū)動的大氣環(huán)流變化的經(jīng)向度,增強太平洋SST趨勢對南大洋增溫和南極SIE減少貢獻,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。過去十年南極SIE損失由全球SST趨勢的貢獻超過40%, 南大洋次表層增暖單獨貢獻可能達50%,CMIP6多模式平均估計的人為輻射強迫貢獻約占12%。
圖 全球海溫趨勢強迫Pacemaker試驗中海冰和大氣響應(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)全國重點實驗室周鵬、包文中聯(lián)合團隊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“無極(WUJI)”
4月2日,集成芯片與系統(tǒng)全國重點實驗室周鵬、包文中聯(lián)合團隊將芯片從陣列級或單管級推向系統(tǒng)級集成,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,首次實現(xiàn)5900個晶體管的集成度,是由復(fù)旦團隊完成、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)技術(shù),使我國在新一代芯片材料研制中占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢,為推動電子與計算技術(shù)進入新紀(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。
該芯片通過自主創(chuàng)新的特色集成工藝,以及開源簡化指令集計算架構(gòu)(RISC-V),集成5900個晶體管,在國際上實現(xiàn)二維邏輯芯片最大規(guī)模驗證紀(jì)錄。通過“原子級界面精準(zhǔn)調(diào)控+全流程AI算法優(yōu)化”的雙引擎,團隊實現(xiàn)了從材料生長到集成工藝的精準(zhǔn)控制,在短時間內(nèi)篩選出最優(yōu)的工藝參數(shù)組合,大大提高了實驗效率,成果產(chǎn)品具備單級高增益和關(guān)態(tài)超低漏電等優(yōu)異性能。
圖 將ENIAC和Intel 4004 以及無極誕生年實現(xiàn)了加法上的運算聯(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)全國重點實驗室、芯片與系統(tǒng)前沿技術(shù)研究院周鵬-劉春森團隊研制“破曉(PoX)”皮秒閃存器件
4月16日,集成芯片與系統(tǒng)全國重點實驗室、芯片與系統(tǒng)前沿技術(shù)研究院周鵬-劉春森團隊通過構(gòu)建準(zhǔn)二維泊松模型,在理論上預(yù)測了超注入現(xiàn)象,這打破了現(xiàn)有存儲速度的理論極限,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。
從存儲器件的底層理論機制出發(fā),團隊提出了一條全新的提速思路——通過結(jié)合二維狄拉克能帶結(jié)構(gòu)與彈道輸運特性,調(diào)制二維溝道的高斯長度,從而實現(xiàn)溝道電荷向浮柵存儲層的超注入。在超注入機制下,電子無需“助跑”就可以直接提至高速,而且可以無限注入,不再受注入極值點的限制。通過構(gòu)建準(zhǔn)二維泊松模型,團隊成功在理論上預(yù)測了超注入現(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)點下世界最快的易失性存儲SRAM技術(shù)。
這是迄今為止世界上最快的半導(dǎo)體電荷存儲技術(shù),實現(xiàn)了存儲、計算速度相當(dāng),在完成規(guī)模化集成后有望徹底顛覆現(xiàn)有的存儲器架構(gòu)。在該技術(shù)基礎(chǔ)上,未來的個人電腦將不存在內(nèi)存和外存的概念,無需分層存儲,還能實現(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.未來信息創(chuàng)新學(xué)院李子薇及其合作者開發(fā)元學(xué)習(xí)驅(qū)動的超分辨光片智能顯微成像技術(shù)
4月29日,未來信息創(chuàng)新學(xué)院李子薇副研究員與清華大學(xué)李棟教授、戴瓊海院士團隊開展合作,開發(fā)了一種元學(xué)習(xí)驅(qū)動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、鏡面增強雙視角探測與貝葉斯雙視角融合重建等多項技術(shù)創(chuàng)新,在不犧牲成像速度與光子代價的前提下,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展到XYZ三個維度,實現(xiàn)橫向 120 nm、軸向 160 nm 的近各向同性成像分辨率。并進一步將元學(xué)習(xí)策略與系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集過程深度融合,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)部署過程,讓AI工具在實際生物實驗中的應(yīng)用達到近乎“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。
研究團隊表示,Meta-rLLS-VSIM通過反射增強雙視角晶格光片顯微鏡與元學(xué)習(xí)驅(qū)動的快速自適應(yīng)部署模式的硬件升級,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. 未來信息創(chuàng)新學(xué)院張榮君團隊揭示新型準(zhǔn)一維材料Ta2NiSe5的巨大面內(nèi)光學(xué)各向異性
4月29日,未來信息創(chuàng)新學(xué)院張榮君教授團隊及其合作者系統(tǒng)揭示了新型準(zhǔn)一維范德華材料Ta?NiSe?在可見光至紅外波段的巨大面內(nèi)光學(xué)各向異性,首次報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)計與實現(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)一維晶體在未來高靈敏偏振探測與集成光子學(xué)中的獨特優(yōu)勢與廣闊前景。Ta2NiSe5兼具大結(jié)構(gòu)各向異性、高極化率對比與可集成性,是下一代偏振敏感紅外探測器、高精度成像系統(tǒng)、集成光子芯片的理想材料平臺。未來,該工作有望引發(fā)對其他低對稱性范德華材料的系統(tǒng)探索,推動相關(guān)微型化、超高性能光電子探測器件的發(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)化研究院舒友生團隊揭示深部腦刺激治療帕金森病的神經(jīng)機制
4月19日,腦科學(xué)轉(zhuǎn)化研究院舒友生團隊首次揭示了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,而通過植入電極進行高頻脈沖電刺激(通常高于100 Hz)可顯著抑制神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電活動的同步性,改善運動功能障礙。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進行的高頻DBS通過誘導(dǎo)來源于GPe小清蛋白(PV)陽性神經(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,抑制局部場電位中的低頻β振蕩,從而緩解PD小鼠模型的運動功能障礙。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)合特異性凋亡的實驗進一步證明,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,實現(xiàn)對運動癥狀的治療作用
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)院何納團隊及其合作者揭示與HIV感染者死亡風(fēng)險相關(guān)的蛋白標(biāo)志物
4月24日,公共衛(wèi)生學(xué)院何納團隊及其合作者系統(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。
研究團隊采用巢式病例對照設(shè)計,依托臺州CHART隊列,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)對照,基于Olink蛋白芯片進行蛋白質(zhì)組學(xué)檢測。通過LASSO回歸、邏輯回歸及ROC分析,研究共識別出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)。研究進一步基于團隊在云南省德宏州建立的HIV感染者隊列成功驗證了其中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),表明其作為補充傳統(tǒng)NCDs進展風(fēng)險模型的潛在可能性。研究建立的蛋白標(biāo)志物組合模型在預(yù)測NCDs相關(guān)(AUC = 0.970)及AIDS相關(guān)(AUC=0.960)死亡風(fēng)險時均表現(xiàn)出高于傳統(tǒng)標(biāo)志物的優(yōu)異性能。本項研究基于蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)為HIV感染者的精準(zhǔn)風(fēng)險評估、個體化治療及干預(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制提供了新視角。研究成果未來可望用于指導(dǎo)臨床實踐,更精準(zhǔn)地預(yù)防和降低HIV感染者的死亡風(fēng)險。
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)院虞先濬教授團隊繪制全球首張無功能性胰腺神經(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)院虞先濬教授團隊及其合作者歷時五年研究,成功繪制全球首張無功能性胰腺神經(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。
團隊通過對108例中國無功能性胰腺神經(jīng)內(nèi)分泌瘤患者開展全外顯子組、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基因突變通過干擾染色質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和激活mTOR通路驅(qū)動腫瘤惡性演進的機制。研究團隊發(fā)現(xiàn),在無功能性胰腺神經(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難以滿足個體化治療的需求。研究團隊進一步通過蛋白質(zhì)組學(xué)特征聚類分析,將無功能性胰腺神經(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)院邵志敏團隊首創(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)銜團隊發(fā)布的一項研究顯示,該團隊在前期開展的HER2陽性乳腺癌新輔助精準(zhǔn)治療臨床試驗基礎(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)建了首個可以預(yù)測新一代抗HER2 ADC藥物療效的實用模型,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(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別了不同HER2染色強度的腫瘤細(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)百萬個細(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陽性乳腺癌患者中對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,研究團隊發(fā)現(xiàn)上述腫瘤空間特征與傳統(tǒng)雙靶治療的療效無關(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,研究團隊進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)測新一代ADC藥物SHR-A1811的實用模型。其在訓(xùn)練集和驗證集中的曲線下面積(AUC)分別達到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、施思團隊發(fā)現(xiàn)破解胰腺癌免疫逃逸新機制
4月14日,復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院虞先濬/施思團隊在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)硬度可通過調(diào)控m?A “閱讀蛋白” IGF2BP2,進而促進鞘磷脂合成,增強PD-L1在質(zhì)膜的富集,驅(qū)動免疫逃逸。此外,研究團隊定義了 “ISH” 胰腺癌亞型(IGF2BP2/SGMS2-High),并通過臨床隨訪證實該人群為手術(shù)不獲益人群。鑒于該亞型腫瘤普遍具有高間質(zhì)比例,研究人員開發(fā)了一個結(jié)合超聲內(nèi)鏡彈性成像和血清標(biāo)志物的預(yù)測模型,能夠準(zhǔn)確在臨床路徑中篩選該人群。這項研究凸顯了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隊揭示CAD介導(dǎo)的p53脫酰胺化調(diào)控細(xì)胞增殖的新機制
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隊首次揭示了p53的脫酰胺化修飾及其對腫瘤調(diào)控的影響,闡明了DON藥物的雙重作用機制,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:實習(xí)編輯:羅鈺責(zé)任編輯:李斯嘉