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Nature Materials:北京大学汪贻广/张强团队开发原位生成的疫苗样焦亡囊泡,用于癌症免疫治疗
生物世界· 2026-03-04 18:00
研究核心突破 - 北京大学药学院团队在《Nature Materials》发表研究,报告了一种系统性注射且能引发细胞焦亡的纳米佐剂,用于个性化癌症免疫治疗[3] - 该技术的核心突破是将高度免疫原性的细胞焦亡方式与原位癌症疫苗策略相结合,旨在解决免疫循环启动困难和系统性毒副作用两大瓶颈[7] 1) 文章核心观点 - 该研究开发了一种创新的纳米医学策略,通过系统性注射的纳米佐剂在肿瘤局部诱导细胞焦亡,形成“疫苗样焦亡囊泡”,从而安全、高效地激发强大的抗肿瘤免疫反应,为开发更有效的个性化癌症免疫治疗方案提供了新思路[4][7][11] 技术机制与工作流程 - 纳米颗粒通过系统注射富集于肿瘤区域,并通过特定方式(如光激活)诱导肿瘤细胞发生焦亡,导致细胞膜破裂并释放大量内容物[8] - 在焦亡过程中,细胞内容物(包括肿瘤抗原、损伤相关分子模式和促炎细胞因子)被包裹形成称为“焦亡囊泡”的结构,该结构充当天然的原位疫苗[8] - 纳米佐剂会光控释放TLR7/8激动剂到焦亡囊泡中,使携带抗原的囊泡与提供激活信号的佐剂在肿瘤原位结合,形成一个高效的原位疫苗平台,协同激活癌症-免疫循环的所有关键步骤[8] 技术优势与潜在影响 - 高效性与协同性:通过焦亡一次性释放大量抗原和危险信号,并与TLR激动剂协同,强力激活天然免疫和适应性免疫[9] - 安全性:原位策略将强大的免疫反应集中在肿瘤局部,避免了免疫刺激剂全身系统性给药可能引起的系统性毒性[9] - 多功能性:该平台不仅能清除原发性肿瘤,还能抑制转移灶,并提供长期免疫记忆,防止癌症复发[13] - 前瞻性:这项研究为开发更高效、更个性化的癌症免疫疗法(例如个性化癌症疫苗)提供了一个全新的设计和思路范本[13]
Nature子刊:华西医院戴伦治/赵毅团队开发AI模型用于瓜氨酸多肽鉴定、自身抗原发现和类风湿关节炎治疗分层
生物世界· 2026-03-04 18:00
研究背景与核心问题 - 在自身免疫疾病中,翻译后修饰的蛋白质是重要的自身抗原,其中瓜氨酸化蛋白是类风湿关节炎(RA)自身抗体的关键靶点[2] - 然而,现有检测方法和计算工具的不足,限制了瓜氨酸化蛋白质组的精准分析和自身抗原的鉴定[3] 研究成果发布 - 2026年3月3日,四川大学华西医院戴伦治、赵毅团队在《Nature Biomedical Engineering》上发表了一项研究[3] - 该研究开发了Iseq-Cit技术,用于瓜氨酸化蛋白质组分析,并建立了疾病活动度与瓜氨酸化的关联,证实了部分瓜氨酸化多肽在早期诊断和预测药物治疗响应方面的潜力,还建立了AI模型预测瓜氨酸化多肽的RA血清反应活性[3] 技术方法与创新 - 研究团队开发了Iseq-Cit技术(内标辅助免富集高通量瓜氨酸化蛋白质组定量分析技术)[7] - 该技术通过对纵向队列中RA高危个体和患者进行全局瓜氨酸化蛋白质组分析,仅需传统方法不足1%的样本量即可完成[7] 研究发现与临床关联 - 研究发现,血浆瓜氨酸化蛋白质组谱与RA疾病进展和严重程度密切相关[7] - 研究团队开发了整合临床指标与瓜氨酸化数据的预测模型,在治疗响应预测方面展现出高精度[7] AI模型与诊断标志物 - 为评估已鉴定瓜氨酸化多肽的RA血清反应性,研究团队采用67399个RA血清阴性多肽和8816个RA血清阳性多肽训练了双向门控循环单元(BiGRU)模型[7] - 通过外部验证证实,该模型预测瓜氨酸化多肽血清反应性的准确率达84.2%[7] - 该模型筛选出19个具有潜力的RA诊断候选标志物[7] 研究意义与总结 - 这项研究为瓜氨酸化多肽鉴定、自身抗原发现以及类风湿关节炎治疗分层提供了创新策略[4][8]
Nature子刊:李洪林/张凯/张捷团队开发AI模型Mac-Diff,生成蛋白质动态构象
生物世界· 2026-03-04 12:37
研究背景与意义 - AI模型如AlphaFold2已能根据氨基酸序列预测蛋白质的单一稳定结构,但蛋白质在细胞内是动态变化的,其在不同构象状态间的转换对功能至关重要[2] - 全面捕捉蛋白质的构象全貌及其动态灵活性,对理解其功能仍是一大挑战[2] 研究成果发布 - 2026年2月25日,由华东理工大学、华东师范大学、复旦大学的研究团队合作在《自然-机器智能》期刊上发表了一项关于生成多样化蛋白质构象集合的研究[3] 核心模型:Mac-Diff - 研究开发了一个名为“模态对齐条件扩散模型”(Mac-Diff)的AI模型,用于生成未知蛋白质的构象集合[4] - Mac-Diff的核心创新是“局部感知模态对齐注意力”机制,该机制在蛋白质的氨基酸序列(条件视图)和三维结构(目标视图)之间建立精细的物理对应关系[8] - 模型利用来自ESM-2等蛋白质语言模型的语义丰富序列嵌入作为条件输入,这些嵌入能捕捉从进化模式、结构基序到功能特性的广泛信息[10] - Mac-Diff的架构基于分数扩散模型,采用U-Net结构,包含整合时间步嵌入和残基对表示的ResNet块,以及通过自注意力和LAMA-attention更新表示的Transformer块[10] 模型性能表现 - 在恢复快速折叠蛋白质的构象分布任务中,Mac-Diff在关键指标上优于现有扩散和流基模型:成对Cα原子距离分布的Jensen-Shannon散度降低了约18%,回转半径分布降低了22%,基于TICA的JS散度降低了5%[13] - Mac-Diff在生成的构象结构准确性和多样性之间取得了良好平衡,在12个测试蛋白质中的平均得分最高[13] - 该模型成功恢复了牛胰蛋白酶抑制剂(BPTI)仅在1毫秒长时分子动力学模拟中观测到的重要构象亚状态,并预测了腺苷酸激酶(AdK)的闭合与开放状态[15] - 在效率方面,Mac-Diff的采样速度比传统分子动力学模拟快约3000倍(超过三个数量级)[16] 应用与影响 - Mac-Diff标志着蛋白质结构预测从静态向动态的重要转变,有助于更好地理解蛋白质折叠动力学及序列、结构、功能间的复杂关系[18] - 模型预测构象异质性的能力将在基于结构的药物设计和蛋白质工程中发挥重要作用,有助于设计更有效的药物和开发具有新功能的蛋白质[18] - 该技术为增进蛋白质动力学和结构变异性认知提供了重要工具,对结构生物学、基于结构的药物设计及蛋白质工程具有广泛影响[4]
尧唐生物in vivo碱基编辑疗法登上Nature Medicine:安全有效治疗杂合子家族性高胆固醇血症
生物世界· 2026-03-04 12:37
疾病背景与未满足的临床需求 - 杂合子家族性高胆固醇血症是一种常见的遗传代谢性肝病,其特征为血清低密度脂蛋白胆固醇终生升高以及过早出现动脉粥样硬化性心血管疾病 [2] - 目前该疾病仅有终身规律用药这一种治疗方式,患者面临巨大的用药依从性挑战,治疗负担沉重 [2] 创新疗法YOLT-101的技术原理 - YOLT-101是由尧唐生物开发的一种在研的体内基因疗法,通过GalNAc修饰的脂质纳米颗粒递送腺嘌呤碱基编辑器,旨在精准沉默肝细胞中PCSK9的表达,以实现持续降低低密度脂蛋白胆固醇的效果 [2] - 其作用机制是:GalNAc-LNP系统递送碱基编辑器的mRNA和sgRNA特异性靶向肝脏PCSK9基因,通过受体介导的内吞作用进入肝细胞后,碱基编辑器在sgRNA引导下精准破坏PCSK9 mRNA的正常剪接并引入移码突变,使基因失活,从而抑制PCSK9表达 [4] - PCSK9水平降低导致肝细胞低密度脂蛋白受体循环增强,从而增加肝细胞对低密度脂蛋白胆固醇的摄取,最终降低血清低密度脂蛋白胆固醇水平 [4] 临床试验关键结果(安全性) - 该疗法相关的1期临床试验结果发表于《Nature Medicine》,这是全球首个肝脏靶向体内碱基编辑技术治疗杂合子家族性高胆固醇血症的人体试验 [3] - 试验共纳入六名参与者,接受了剂量递增的YOLT-101,剂量分别为0.2、0.4或0.6 mg/kg [6] - 安全性方面,未出现3级及以上不良事件,最常见的不良事件是短暂且可自愈的输液相关反应以及肝酶升高 [6] - 全面脱靶风险评估显示,未检测到在DNA或RNA水平的脱靶编辑,证实了该碱基编辑器的高度特异性 [6] 临床试验关键结果(有效性) - 有效性方面,单次输注YOLT-101可诱导剂量依赖性和持久性的血清PCSK9和低密度脂蛋白胆固醇水平降低 [7] - 在0.6 mg/kg剂量队列中,治疗后第24周时,PCSK9和低密度脂蛋白胆固醇分别平均降低了74.4%和52.3%,且降低效果持续稳定 [7] - 这一降脂幅度与现有的PCSK9单抗相当,但只需单次治疗即可实现长久降脂效应,无需终身规律用药 [7] 行业意义与潜在影响 - 该研究首次在人体中证实了该基因治疗手段的安全性和有效性,为患者摆脱终身用药负担带来全新希望 [3] - 该疗法有望从根本上解决当前疗法的依从性难题,也为后续临床开发带来了希望 [7]
Nature:华人团队开发出细胞内的“生命年轮”,利用AI设计蛋白记录并解读单个细胞历史,精度达小时级
生物世界· 2026-03-04 12:37
文章核心观点 - 约翰·霍普金斯大学与David Baker教授团队在《自然》期刊发表研究,开发了名为GEMINI的细胞内记录平台[2] - GEMINI平台利用计算设计的蛋白质组装体作为细胞内记忆装置,能够以小时级精度记录单个细胞的活动历史[2] - 该技术为理解疾病发生、器官再生等生命过程提供了前所未有的新工具,标志着细胞生物学研究进入新时代[2][25] GEMINI技术原理与设计 - 平台全称为“细胞内叙事整合的颗粒扩展记忆”,核心是一个由三种关键组件构成的蛋白质组装体[6][8] - **支架亚基**:负责稳定生长,搭建颗粒骨架,确保稳定可预测的组装[8] - **报告亚基**:充当感应器,将细胞事件转化为可记录的荧光信号,当细胞发生特定事件时,其产量大增并并入生长的颗粒,形成独特的“标记层”[8] - **时间戳亚基**:由研究人员在特定时间点主动提供,像“时间戳”一样为整个颗粒的生长过程提供时间刻度[9] - 蛋白质亚基在活细胞内有序组装,形成颗粒状记忆结构,其生长过程类似树木年轮,以不同荧光颜色的同心圆环形式永久记录细胞事件序列和信号强度[9] - 采用颗粒状、各向同性生长设计,从一维拓展至三维,且比细胞在所有维度上都小,极大减少了对细胞的机械干扰[9][24] 技术开发与筛选过程 - 研究团队结合计算设计和多级筛选,创造了全新的细胞内蛋白质组装体变体[11] - 采用分层组装策略,将具有适当对称性的双组分蛋白质笼对接成三维晶格,并通过引入Rosetta预测的突变扩大候选库多样性[11] - 在体外筛选后,于人类胚胎肾细胞中表达变体,所有变体都显示出清晰的细胞内沉淀物[11] - 最终选择Lattice 1-v2变体作为支架亚基,因其具有早期同步成核特性,并在多种哺乳动物细胞系中高效成核,显示出广泛适用性[12] 技术性能与精度 - 通过整合两个或多个时间戳,系统能够获取信号的绝对时间信息,精度达到小时级[13][14] - 在验证实验中,75.9%的单颗粒解码结果与真实时间误差在±1小时内,98.2%在±2小时内,100%在±3小时内[14] - 能够区分间隔仅15分钟的连续事件,这种高时间分辨率对于捕捉快速动态生理过程至关重要[14] 应用验证与实验结果 - 成功记录了NF-κB信号通路介导的转录动态,利用合成启动子驱动报告亚基表达,记录了TNF-α诱导的NF-κB激活和去激活过程[16] - 在异种移植模型中,记录了炎症诱导的信号动态,并揭示了与局部血管密度相关的空间异质性[17] - 将系统表达在小鼠大脑中,对神经元存活和功能影响极小,动物保持了正常的运动和认知行为,并成功解析了大脑中神经元的转录变化和活动模式[20] - 该突破为研究学习、记忆和神经系统疾病提供了新工具,可通过“回放”特定神经元在特定时间段内的活动历史,对理解神经回路功能、疾病机制和药物作用产生深远影响[22] 技术优势与前景 - 颗粒状结构避免了线性组装体对细胞膜的机械干扰,各向同性生长确保了方向无关的信号读取,高时间分辨率能够捕捉快速动态事件[24] - 模块化设计使其易于适应不同的信号通路,通过更换报告亚基的调控元件,理论上可以记录任何可转化为转录响应的细胞事件[25] - 成像读取方式保留了细胞和组织的空间信息,这是测序方法无法比拟的优势,结合自动化图像分析,有望实现高通量的细胞历史分析[25] - 为在细胞水平上绘制器官范围内的时空图谱提供了一条清晰的道路,从基础研究到临床应用都有着广阔前景[25]
登上Cell子刊封面:华南师范大学王璋团队等揭示生酮饮食的新作用——改善脓毒症相关肺损伤
生物世界· 2026-03-04 08:00
研究背景与核心发现 - 脓毒症是一种危及生命的器官功能障碍综合征,其特征是对感染的免疫能力受损,常导致多器官功能障碍,其中肺部最易受累[3] - 《细胞代谢》期刊发表的一项封面研究揭示,生酮饮食通过“微生物-肠-肺”信号轴减轻脓毒症诱导的肺损伤[4][8] - 该研究的核心发现是:生酮饮食通过改变肠道微生物群,富集特定乳酸菌,这些菌产生壬二酸并易位至肺部,从而激活PPAR-γ,增强巨噬细胞的胞葬作用,促进肺损伤消退[9][10] 生酮饮食的作用机制 - 生酮饮食是一种高脂肪、极低碳水化合物和充足蛋白质的饮食方案,能减少葡萄糖利用,促使肝脏将游离脂肪酸转化为酮体[3] - 生酮饮食改变了小鼠和人类的肠道微生物群,富集了罗伊氏乳杆菌和植物乳杆菌[9] - 这些富集的肠道细菌特定菌株能产生一种黄素依赖性单加氧酶,将生酮饮食中的油酸转化为壬二酸[9] - 在脓毒症期间,生成的壬二酸易位至肺部,通过激活PPAR-γ促进中性粒细胞凋亡并扩增MerTK+肺泡巨噬细胞,从而增强胞葬作用并促进肺损伤消退[9][10] 临床相关性及潜在影响 - 在脓毒症患者中,壬二酸水平升高与临床结局改善相关,包括生存率、无呼吸机通气天数和肺功能改善[9] - 同时,患者肺部MerTK+肺泡巨噬细胞和凋亡中性粒细胞增多[9] - 这些发现揭示了饮食-肠道微生物组相互作用介导的肠-肺串扰通路,凸显了生酮饮食和微生物组调控在脓毒症中的治疗潜力[12]
Nature Aging:南京大学郭保生/蒋青团队揭示运动防治阿尔茨海默病的新机制
生物世界· 2026-03-03 16:54
研究背景与核心发现 - 运动与降低人类痴呆症风险、减缓认知能力下降以及延缓包括遗传性阿尔茨海默病在内的痴呆症发病有关[3] - 运动对阿尔茨海默病患者认知益处的潜在机制此前尚不完全清楚[4] - 一项发表于《自然·衰老》的研究表明,运动诱导的骨骼肌来源细胞外囊泡可缓解阿尔茨海默病小鼠的认知功能障碍[4] 作用机制详解 - 骨骼肌作为内分泌器官,其分泌的肌细胞因子可影响包括大脑在内的器官稳态[7] - 游泳锻炼会促进骨骼肌来源细胞外囊泡的分泌,这些囊泡通过胞饮作用被大脑中的小胶质细胞摄取[7] - 功能实验表明,运动诱导的骨骼肌来源细胞外囊泡可促使疾病相关小胶质细胞极化,并增强其清除β-淀粉样蛋白斑块的能力[7] - 研究确认miR-378a-3p是囊泡中的关键miRNA,它通过靶向p110α来调控疾病相关小胶质细胞中的脂质代谢[7] - 过表达miR-378a的肌管细胞分泌的细胞外囊泡,能够减轻阿尔茨海默病小鼠的认知障碍[7] 研究结论与潜在意义 - 运动诱导的骨骼肌来源细胞外囊泡可作为一种肌细胞因子,介导骨骼肌与大脑之间的信息交流[8] - 该研究为阿尔茨海默病提供了一种潜在的模拟运动的治疗策略[8]
两院院士陈小元加入山东第一医科大学,发表Nature Nanotechnology论文,理性设计mRNA折叠结构以增强蛋白质生成
生物世界· 2026-03-03 16:54
人物动态 - 国际知名学者陈小元于2026年初被新加坡国立大学解聘,否认相关不端行为指控并计划上诉[3] - 陈小元近期发表新论文时,署名单位已更改为山东第一医科大学(山东省医学科学院)[4] 技术突破 - **核心发现**:研究团队开发了一种名为“金属离子辅助RNA折叠(MARF)”的新策略,该策略与脂质纳米颗粒(LNP)共同递送时,能显著提升mRNA疗法的效果[4][6] - **作用机制**:特定金属离子(Mn2+、Mg2+和Zn2+)可促进mRNA折叠成更紧凑的三级结构,通过精确调整mRNA与金属离子的化学计量比,可对mRNA结构进行理性设计[6] - **性能提升**:该技术最高可使mRNA半衰期延长9倍,并使蛋白表达水平增加7.3倍[6] - **体内效果**:通过静脉给药,采用MARF-LNP技术进行单剂治疗,即可实现对PCSK9基因编辑效率和持久性的双重提升[7] 行业意义 - **解决痛点**:mRNA技术在传染病以外的应用长期受限于蛋白质生成效率低下,该研究为克服此瓶颈提供了新方案[6] - **技术前景**:该工作为开发更有效的mRNA疗法提供了新的MARF技术平台,并凸显了机械信号在改善mRNA递送纳米颗粒设计方面的潜力[9]
清华×浙大合作Nature:胰腺靶向型LNP,高效精准递送mRNA,治疗多种胰腺疾病
生物世界· 2026-03-03 16:54
研究背景与核心突破 - 全球有超过8亿人受胰腺疾病困扰,传统疗法因药物难以精准到达胰腺组织而效果有限 [2] - 清华大学与浙江大学团队在《自然》期刊发表研究,确定了一个明确且通用的胰腺选择性递送原则,并开发出名为AH-LNP的胰腺靶向脂质纳米颗粒 [3] - 该研究发现的囊滤介导胰腺靶向(CAMP)机制及由此衍生的LNP平台,为开发针对各种胰腺疾病的精准疗法开辟了新道路 [5][20] 技术原理与设计 - 研究团队描述了一种基于尺寸过滤的通用递送机制CAMP:直径约300纳米的大尺寸LNP在腹腔注射后,显示出明显的胰腺选择性积累 [8] - 团队通过精氨酸和组氨酸修饰LNP,得到最佳配方AH-LNP,其能与腹腔内蛋白质结合形成大尺寸组装体,通过CAMP机制在胰腺积累 [8] - AH-LNP被赋予了VLDL受体介导的胰腺摄取能力,其表面富集的极低密度脂蛋白相关蛋白可被胰腺细胞表面的VLDL受体识别,从而进入细胞 [10] 临床前验证数据 - 在包括大鼠、兔子、比格犬、巴马小型猪及非人灵长类动物在内的多种动物模型中,AH-LNP都表现出近90%的生物发光信号集中在胰腺中 [13][14] - 在非人灵长类动物中,PET-CT成像证实,89Zr标记的AH-LNP在胰腺中的积累量是传统LNP的548.2倍 [14] - 在非肥胖糖尿病小鼠模型中,封装了CRISPR-Cas9系统的AH-LNP实现了长期高效基因编辑,治疗180天后仍保持89.9%的MHC-I下调水平,而传统DOTAP-LNP组仅保留21.5% [16] 治疗应用潜力 - AH-LNP能够递送Cas9 mRNA和sgRNA,实现胰腺内精准高效的基因编辑,在自身免疫性胰腺疾病治疗中展现出巨大潜力,治疗组胰腺中T淋巴细胞浸润明显减少 [4][17] - 在多种胰腺癌模型中,AH-LNP向胰腺靶向递送编码治疗性细胞因子IL-2的mRNA,与癌症疫苗或CAR-T细胞疗法联合使用时,显示出更优的抗癌疗效 [4][19] - AH-LNP能够精准将IL-2 mRNA递送到肿瘤微环境中,增强免疫细胞对癌细胞的识别和攻击能力 [23]
吃得太甜,堪比喝酒!贾伟/郑晓皎团队Cell子刊:高糖饮食诱导肠道细菌生成乙醛,毒害肝脏
生物世界· 2026-03-03 16:30
疾病背景与市场未满足需求 - 代谢功能障碍相关脂肪性肝炎是代谢功能障碍相关脂肪性肝病的进行性炎症阶段,是全球肝病相关发病率和死亡率的主要原因[5] - 目前全球约有30.69%的人口患有代谢功能障碍相关脂肪性肝病,其中约16.02%会进一步发展为代谢功能障碍相关脂肪性肝炎[5] - 代谢功能障碍相关脂肪性肝炎可发展为严重的不可逆性肝病,包括肝硬化和肝细胞癌,且由于缺乏有效的治疗方法来阻止其进展,给临床带来了重大挑战[5] 疾病机制的新发现 - 高糖饮食下,肠道微生物会产生内源性乙醛,从而在没有酒精摄入的情况下损伤肝脏,加速代谢功能障碍相关脂肪性肝病向代谢功能障碍相关脂肪性肝炎的发展[2] - 过量的膳食果糖通过肠道微生物群介导的内源性乙醛生成加速了代谢功能障碍相关脂肪性肝病向代谢功能障碍相关脂肪性肝炎的进展[7] - 从机制上,肠道微生物生成的乙醛通过门静脉直接进入肝脏,上调MMP7表达,激活肝星状细胞,从而在小鼠和细胞模型中促进纤维化[7] 潜在治疗策略与临床前验证 - 研究团队发现并通过合成生物学改造了能够清除乙醛的益生菌,在临床前模型中有效减轻了肝纤维化和炎症[2] - 具体改造的菌株为从健康饮酒者粪便样本中分离出的Ligilactobacillus salivarius CTMT1,并利用合成生物学技术改造了过表达微生物双功能醇-醛脱氢酶的菌株HAM,使其具有更强的降解乙醛能力[7] - 这项研究提出了靶向肠道微生物的醛代谢调节作为防治代谢功能障碍相关脂肪性肝炎的有前景的治疗策略[9] 研究意义与影响 - 这项研究突破了肝病发病机制的认知界限,为全球数以亿计的肝病患者带来了全新的治疗希望[3] - 研究阐明了由微生物群介导的致病信号轴,为理解疾病进展的异质性(受生活方式、代谢共病及肠道微生物群组成等复杂因素影响)提供了新视角[5][9]