該研究基于新型基因工程細(xì)胞膜仿生技術(shù)合成了一種mRNA納米藥物，靶向治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎（RA），該材料具有抗TNF-α和表達(dá)PTEN蛋白的作用，為聯(lián)合治療RA提供一種新的策略。 8月1日，中國科學(xué)院深圳技術(shù)研究院醫(yī)工所轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究與發(fā)展中心張鵬團(tuán)隊(duì)、生物醫(yī)學(xué)光學(xué)與分子影像研究中心陳敬欽團(tuán)隊(duì)以及龍崗區(qū)人民醫(yī)院王本國團(tuán)隊(duì)聯(lián)合在Small Methods（IF=12.4）上在線發(fā)表題了為Genetically engineered biomimetic nanoparticles for targeted delivery of mRNA to treat rheumatoid arthritis的文章，該研究基于新型基因工程細(xì)胞膜仿生技術(shù)合成了一種mRNA納米藥物，靶向治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎（RA），該材料具有抗TNF-α和表達(dá)PTEN蛋白的作用，為聯(lián)合治療RA提供一種新的策略。深圳先進(jìn)院醫(yī)工所張鵬、陳敬欽，深圳市龍崗區(qū)人民醫(yī)院王本國為論文的共同通訊作者，深圳先進(jìn)院博士生陳建海為論文的第一作者，深圳先進(jìn)院為論文第一單位。 研究采用了仿生膜作為載體遞送mPTEN進(jìn)入滑膜細(xì)胞表達(dá)PTEN蛋白。同時(shí)通過基因工程在仿生膜表達(dá)TNF-α受體，使其在體內(nèi)捕獲TNF-α而具有抗炎作用（圖1）。制備的基因工程仿生納米粒(MR@P-mPTEN)能夠有效地靶向RA關(guān)節(jié)并傳遞mPTEN，克服了mRNA傳遞的不穩(wěn)定性。體外研究表明MR@P-mPTEN通過抑制AKT通路激活從而抑制滑膜細(xì)胞侵襲和血管生成。動物模型研究通過Micro-CT以及組織學(xué)分析等指標(biāo)證實(shí)MR@P-mPTEN具有緩解膠原誘導(dǎo)關(guān)節(jié)炎（CIA）癥狀的作用。該研究為基因工程仿生納米顆粒成為治療RA的新方法提供了重要的實(shí)驗(yàn)支持。 張鵬研究員團(tuán)隊(duì)一直致力于通過多學(xué)科技術(shù)手段聯(lián)合應(yīng)用對RA的發(fā)病機(jī)制、創(chuàng)新診療等方面進(jìn)行交叉學(xué)科的研究，先后在《Arthritis and Rheumatology》、《Advanced Materials》、《PNAS》、《Journal of Orthopaedic Translation》等知名期刊發(fā)表過相關(guān)成果。本次發(fā)表的成果得到了國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、深圳市科創(chuàng)委國際合作研究項(xiàng)目、中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院優(yōu)秀青年創(chuàng)新基金等的資助。 圖1.MR@P-mPTEN的合成和治療CIA機(jī)制。(A)MR@P-mPTEN的合成示意圖。(B)MR@P-mPTEN治療CIA的機(jī)制。MR@P-mPTEN競爭性結(jié)合TNF-α，然后將mPTEN導(dǎo)入滑膜成纖維細(xì)胞，誘導(dǎo)細(xì)胞表達(dá)PTEN蛋白。PTEN能夠抑制P-AKT的表達(dá)，抑制成纖維細(xì)胞的侵襲、遷移、血管生成和自噬。
喀斯特碳酸鹽巖在垂直方向上經(jīng)過強(qiáng)烈的溶蝕作用，使得降水通過巖石的裂隙分散入滲，形成以峰叢為主的巖溶地貌。巖溶作用使得喀斯特坡面土層淺薄，持水能力較差，加之沿坡發(fā)生土壤侵蝕，導(dǎo)致自下而上的巖土結(jié)構(gòu)、水分過程存在很大異質(zhì)性，從而造成了濕潤氣候條件下特殊的巖溶干旱現(xiàn)象。缺水少土的惡劣生境使得生態(tài)恢復(fù)工程開展近30年后，自然植被群落仍處于演替初期階段，沿坡植被群落受土壤水分有效性的影響。團(tuán)隊(duì)近期研究發(fā)現(xiàn)（Luo et al., 2023），喀斯特植物蒸騰平均水齡極短（<30天），表明植物主要依賴由近期降水補(bǔ)給的水源。但坡面關(guān)鍵帶的水分變化如何影響植物的蒸騰作用和水分適應(yīng)性，需要深入分析群落建群種在坡面的吸水來源與蒸騰過程，明確植物沿坡面的水分利用模式，闡明植物應(yīng)對坡面缺水環(huán)境的適應(yīng)機(jī)制，評估植被恢復(fù)的可持續(xù)性。 喀斯特碳酸鹽巖在垂直方向上經(jīng)過強(qiáng)烈的溶蝕作用，使得降水通過巖石的裂隙分散入滲，形成以峰叢為主的巖溶地貌。巖溶作用使得喀斯特坡面土層淺薄，持水能力較差，加之沿坡發(fā)生土壤侵蝕，導(dǎo)致自下而上的巖土結(jié)構(gòu)、水分過程存在很大異質(zhì)性，從而造成了濕潤氣候條件下特殊的巖溶干旱現(xiàn)象。缺水少土的惡劣生境使得生態(tài)恢復(fù)工程開展近30年后，自然植被群落仍處于演替初期階段，沿坡植被群落受土壤水分有效性的影響。團(tuán)隊(duì)近期研究發(fā)現(xiàn)（Luo et al., 2023），喀斯特植物蒸騰平均水齡極短（<30天），表明植物主要依賴由近期降水補(bǔ)給的水源。但坡面關(guān)鍵帶的水分變化如何影響植物的蒸騰作用和水分適應(yīng)性，需要深入分析群落建群種在坡面的吸水來源與蒸騰過程，明確植物沿坡面的水分利用模式，闡明植物應(yīng)對坡面缺水環(huán)境的適應(yīng)機(jī)制，評估植被恢復(fù)的可持續(xù)性。 針對以上問題，中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所陳洪松課題組依托環(huán)江喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測研究站喀斯特關(guān)鍵帶平臺，于土石混合生境設(shè)置上坡和下坡兩個(gè)樣地（海拔高差約70m，水平距離約100m）。選擇典型的演替初期群落建群種鹽膚木為研究對象，其屬于演替先鋒樹種，沿坡面分布廣泛，是長期適應(yīng)喀斯特環(huán)境的鄉(xiāng)土樹種的代表。前期野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)，鹽膚木根系在0-40cm土壤深度內(nèi)以橫向伸展為主，最長橫向伸展長度達(dá)3.5m，相近樹齡的上坡鹽膚木樹高和胸徑顯著低于下坡。本研究監(jiān)測了完整生長季內(nèi)0-300cm土壤-表層巖溶帶水分和氣象因子，分析鹽膚木水分來源和蒸騰速率，并探究沿坡蒸騰對大氣蒸發(fā)力和水分供應(yīng)的響應(yīng)機(jī)制。 研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，上坡的土壤-表層巖溶帶平均含水量為0.084~0.194m3·m-3，僅為下坡的45.3~69.8%左右，沿坡水分供應(yīng)存在顯著差異；上下坡鹽膚木植物枝條水同位素相近，lc-excess偏負(fù)，結(jié)合MixSIAR模型分析可知，沿坡面鹽膚木的吸水策略相似，均以利用0至60cm土壤水為主；上坡鹽膚木蒸騰速率和蒸騰量降低至下坡的一半左右。下坡土壤水分相對充足，植物蒸騰隨大氣蒸發(fā)需求的變化而改變，上坡水分供應(yīng)限制了植物蒸騰及蒸騰對大氣蒸發(fā)需求的敏感性。本研究表明喀斯特地區(qū)自然恢復(fù)的次生植物蒸騰多依賴土壤水，且不能通過吸收深層水補(bǔ)償由坡位效應(yīng)引起的蒸騰差異。本研究進(jìn)一步揭示出土壤水分仍是影響西南喀斯特土石混合生境演替初期植被恢復(fù)的限制因子，植物在上坡通過降低蒸騰的方式適應(yīng)干旱環(huán)境。 研究結(jié)果以Transpiration rates decline under limited moisture supply along hillslopes in a humid karst terrain為題，發(fā)表在1區(qū)Top期刊Science of the Total Environment上。研究得到國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)基金（41930866）、青年基金（42107103）、中科院青促會優(yōu)秀會員[Y2022095]等項(xiàng)目的支持。 論文鏈接 坡面植物水分利用模式概念圖 不同坡位植物對各水源的利用比例 植物蒸騰對大氣蒸發(fā)需求和水分供應(yīng)的響應(yīng)機(jī)制
近日，由中國科學(xué)院南海海洋研究所副研究員楊紅強(qiáng)聯(lián)合中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所研究員鄧文峰、中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所研究員晏宏和南京大學(xué)教授張飛飛共同組織的專輯《全新世南海珊瑚礁環(huán)境氣候變化記錄》（Environmental and climatic changes records in coral reefs of the South China Sea during the Holocene），在國際地學(xué)期刊《古地理學(xué)、古氣候?qū)W、古生態(tài)學(xué)》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）上全部正式出版。本專輯是多學(xué)科聯(lián)合協(xié)作、共同努力的成果，匯集了南海珊瑚礁研究諸多前沿科學(xué)問題，是目前南海珊瑚礁地質(zhì)和環(huán)境演變最新研究進(jìn)展的集中展示。 南海是西太平洋最大的邊緣海，其氣候的季節(jié)–年際變化受到東亞季風(fēng)和ENSO的強(qiáng)烈影響，重建全新世以來南海氣候環(huán)境演變，對了解我國乃至東亞地區(qū)氣候環(huán)境演變規(guī)律意義深遠(yuǎn)。南海珊瑚礁廣泛發(fā)育，珊瑚礁的造礁石珊瑚、硨磲貝殼、沉積物等是記錄熱帶海洋氣候環(huán)境的絕佳載體，因此南海珊瑚礁在熱帶海洋氣候環(huán)境演變研究方面具備得天獨(dú)厚的條件。目前，基于珊瑚骨骼的全新世南海氣候環(huán)境演變研究成果豐碩，但南海全新世珊瑚礁發(fā)育模式及特征氣候時(shí)期的高分辨率記錄依然缺乏，珊瑚礁對氣候環(huán)境變化的適應(yīng)性演變機(jī)制仍不清楚。 圖1 南海九章群礁生長了近300年的濱珊瑚發(fā)生白化記錄了2020年6-7月的高溫事件 本專輯聚焦南海珊瑚礁演變和環(huán)境氣候變化，旨在加深對南海全新世環(huán)境氣候變化及其驅(qū)動機(jī)制的認(rèn)識。專輯共收錄24篇研究論文，內(nèi)容涉及：(1) 全新世南海溫鹽、降雨和上升流變化等古氣候環(huán)境演化的高分辨率珊瑚礁地球化學(xué)記錄（Tao et al., 2022; Chen et al., 2022; Wang et al., 2022; Guo et al., 2023; Cui et al., 2022; Li et al., 2023; Liu et al. 2023; Lin et al., 2023）；(2)珊瑚礁重建古ENSO活動(Tan et al., 2022; Zhou et al., 2022; Chen et al., 2023)；(3)珊瑚礁對古風(fēng)暴活動的記錄(Gong et al., 2022; Tan et al., 2023; Zhao et al., 2023)；(4)珊瑚島礁的形成及演化（Liu et al., 2022; Zhao et al., 2022; Sun et al., 2023; Zhou et al., 2023）；(5)珊瑚礁早期碳酸鹽成巖作用(Zhang et al., 2022; Yang et al., 2023)；(6) 珊瑚非傳統(tǒng)金屬同位素記錄和環(huán)境指示意義(Wei et al., 2022; Lin et al., 2022; Li et al., 2022)；(7)珊瑚礁脂類生物標(biāo)志物的環(huán)境記錄(Zhu et al., 2022)7個(gè)主題。研究成果加深了南海全新世古氣候、古環(huán)境及自然狀態(tài)和人為干預(yù)下珊瑚礁發(fā)育過程的認(rèn)識，并有助于準(zhǔn)確預(yù)測珊瑚礁對未來氣候變化的適應(yīng)性，對我國珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)措施的制定提供理論依據(jù)。 （Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）即《古地理學(xué)，古氣候?qū)W，古生態(tài)學(xué)》簡稱“三古”，系創(chuàng)刊于1965年的地球科學(xué)類國際性知名學(xué)術(shù)期刊，由愛思唯爾(Elsevier)出版集團(tuán)發(fā)行，2022年中國科學(xué)院SCI分區(qū)為地球科學(xué)大類2區(qū)TOP期刊。本專輯部分研究得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2022YFC3102402和2021YFC3100603），中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(XDA13010103)，國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（42272181和41506061）的聯(lián)合資助。 專輯鏈接：https://www.sciencedirect.com/journal/palaeogeography-palaeoclimatology-palaeoecology/special-issue/10C65FD723S
近日，中國科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（LTO）/ 全球海洋和氣候研究中心(GOCRC)王春在研究員團(tuán)隊(duì)研究了太平洋經(jīng)向模態(tài)（PMM）的位相非對稱性及其對厄爾尼諾-南方濤動（ENSO）的影響。研究成果以博士后范漢杰為第一作者、王春在研究員為通訊作者、中山大學(xué)楊崧教授為合作作者發(fā)表在國際期刊Geophysical Research Letters上。 PMM是太平洋最為強(qiáng)盛的熱帶外海洋-大氣模態(tài)之一，與發(fā)生在熱帶的ENSO之間存在密切的相互作用。PMM活動能夠引起赤道的緯向風(fēng)異常，配合熱帶的海洋-大氣耦合能夠推動同位相的ENSO事件發(fā)生；而ENSO相關(guān)的赤道中太平洋海溫異常則能夠通過激發(fā)熱帶外的大氣波動從而激發(fā)/維持同位相的PMM事件。PMM事件除了由熱帶海溫激發(fā)以外，還可能由熱帶外的隨機(jī)大氣活動（如北太平洋濤動NPO等）引起；因此PMM可以根據(jù)其發(fā)生原因分為繼發(fā)型（由熱帶海溫激發(fā)）和偶發(fā)型（由熱帶外隨機(jī)大氣活動激發(fā)）兩類事件。這樣的兩類事件分別對ENSO事件起到了“維持”和“觸發(fā)”的作用，即分別有助于持續(xù)型（連續(xù)多年的）和片段型（由中立爆發(fā)的）ENSO事件的發(fā)生，從而加強(qiáng)了ENSO轉(zhuǎn)換復(fù)雜性。那么，兩類PMM事件是否有不同的特征，并對ENSO事件轉(zhuǎn)換造成影響呢？ 針對以上問題，本研究采用再分析資料和CESM耦合模式模擬數(shù)據(jù)對兩類PMM事件進(jìn)行了對比分析，發(fā)現(xiàn)兩類事件強(qiáng)度的位相非對稱性呈相反特征（圖1）。繼發(fā)型PMM事件通常在負(fù)位相比較強(qiáng)（非對稱性為負(fù)）；而偶發(fā)型PMM事件則是在正位相可能發(fā)展為更大的強(qiáng)度（非對稱性為正）。進(jìn)一步診斷表明，繼發(fā)型事件的負(fù)非對稱性是由其觸發(fā)因子（赤道中太海溫）的負(fù)非對稱性造成的；而偶發(fā)型事件的觸發(fā)因子（中緯度隨機(jī)大氣活動）基本對稱，但由于PMM在正位相的增長效率更高而表現(xiàn)出正非對稱特征。 圖1. 繼發(fā)型（左列）和偶發(fā)型（右列）PMM事件強(qiáng)度的位相非對稱性。 第一行為觀測結(jié)果，第二行為CESM控制試驗(yàn)結(jié)果。散點(diǎn)圖橫坐標(biāo)為冬季熱帶中太平洋海溫指數(shù)，縱坐標(biāo)為次年春季的副熱帶東北太平洋海溫指數(shù)，黑色散點(diǎn)為所有事件，紅（藍(lán)）色散點(diǎn)是正（負(fù)）事件合成，紅（藍(lán)）色數(shù)字為正（負(fù)）事件個(gè)數(shù)。柱狀圖為正負(fù)事件的概率分布圖。 基于以上結(jié)果，本研究進(jìn)一步指出兩類PMM事件除了分別助推“持續(xù)型”和“片段型”ENSO事件發(fā)生以外，還由于其相反的非對稱性造成ENSO正負(fù)事件（厄爾尼諾/拉尼娜）在轉(zhuǎn)換上表現(xiàn)出差異。繼發(fā)型PMM事件的負(fù)非對稱性有助于更多的“持續(xù)型”拉尼娜事件發(fā)生，而偶發(fā)型PMM事件的正非對稱性則有助于更多的“片段型”厄爾尼諾事件發(fā)生（圖2）。 圖2. PMM位相非對稱性對ENSO轉(zhuǎn)換復(fù)雜性及其正負(fù)差異的貢獻(xiàn)。 （a）“持續(xù)型”，“轉(zhuǎn)換型”和“片段型”厄爾尼諾/拉尼娜事件個(gè)數(shù)。（b）正偶發(fā)型PMM事件和“片段型”厄爾尼諾事件的個(gè)數(shù)和重疊情況。（c）負(fù)繼發(fā)型PMM事件和“持續(xù)型”拉尼娜事件的個(gè)數(shù)和重疊情況。 本研究強(qiáng)調(diào)了熱帶-熱帶外相互作用的重要性，因此需要跳出赤道從更大的研究視角理解太平洋的海洋-大氣相互作用和ENSO的機(jī)制與預(yù)測。研究得到了國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目等共同資助。 相關(guān)論文信息：Fan, H., C. Wang*, & S. Yang, 2023: Asymmetry between positive and negative phases of the Pacific Meridional Mode: a contributor to ENSO transition complexity. Geophys. Res. Lett., 50, e2023GL104000. 文章鏈接：http://dx.doi.org/10.1029/2023GL104000
