研究背景与意义 - 恶性疟原虫是导致90%疟疾病例的病原体，在2023年造成近60万人死亡，其中大多数是撒哈拉以南非洲地区的幼儿[4] - 恶性疟原虫在雌性按蚊体内的发育阶段存在严重的研究瓶颈，约60%的关键阶段（中肠入侵→卵囊成熟）处于分子“黑箱”状态[8] - 恶性疟原虫在按蚊中肠内发育的初始阶段导致其群体数量锐减，死亡率高达95%以上，构成生命周期中最严苛的种群瓶颈期[5] 研究技术与方法 - 研究团队采用双通道单细胞RNA测序技术，在不同时间点对疟原虫和按蚊中肠细胞进行分析[2][8] - 该技术克服了恶性疟原虫在蚊媒宿主体内发育阶段载量极低（通常<50个/蚊）的技术壁垒[8] - 通过此技术首次系统描绘了疟原虫在雌性按蚊体内的发育转变及其与宿主组织的复杂相互作用图谱[2] 主要研究发现 - 揭示了疟原虫从中肠内具有运动能力的动合子向圆球形卵囊转变、卵囊生长及子孢子形成过程中的关键分子转变[9] - 鉴定出PfATP4和PfLRS这两个在卵囊生长过程中至关重要的离子转运与氨酰tRNA合成相关基因，抑制这些基因可完全阻断寄生虫在蚊体内的发育[9] - 首次通过条件性基因敲除证实疟原虫特异性转录因子PfSIP2是子孢子感染人类肝细胞的关键开关[9] - 发现疟原虫在穿越中肠上皮时倾向与肠道祖细胞相互作用，以其为定位信号完成转变[9] - 在晚期发育阶段，卵囊被周围的中肠肌肉纤维紧密包裹，这可能有助于其固定及维持中肠完整性[9] 应用前景与价值 - 该研究构建了首个疟原虫-蚊媒相互作用全景式分子图谱[11] - 为开发精准阻断疟疾传播的疫苗/药物提供了全新靶标，例如靶向PfSIP2、PfATP4和PfLRS[9][11] - 敲低PfSIP2会阻断子孢子对人类肝细胞的感染，证实了其作为传播阻断靶点的潜力[10]

研究背景与意义 - 拟南芥作为模式植物在过去半个世纪中塑造了大部分植物生物学知识[2] - 尽管拟南芥在植物生物学家中享有盛誉但其完整生命周期的许多细节始终成谜[2] - 美国索尔克生物研究所科学家建立了首个覆盖拟南芥整个生命周期的遗传图谱[2] 技术方法与突破 - 研究利用高精度的单细胞和空间转录组学技术系统记录了从种子萌发到成熟植株期间40多万个细胞的基因表达模式[2][5] - 单细胞RNA测序是构建细胞图谱的核心工具通过检测RNA分子精准识别特定细胞中激活的基因及其表达水平[3] - 团队将单细胞RNA测序与空间转录组学相结合突破了传统方法破坏组织空间结构的局限实现了从碎片化图谱向全景式地图的跨越[4] - 空间转录组学的最大优势在于保留了植物组织的原始结构无需破坏细胞空间排列即可在整个器官甚至整株植物中精确定位基因表达[5] 研究成果与发现 - 研究构建了覆盖拟南芥10个关键发育阶段从地下种子到开花成年植株的完整基因表达图谱[5] - 图谱揭示了单一生物体内细胞类型的惊人多样性以及发育过程中基因调控网络的动态演变[5] - 研究首次系统揭示了调控植物发育的复杂动态分子机制识别出大量在特定细胞类型中特异表达的新基因[5] - 新技术引导团队发现了此前未知的参与种荚发育的新基因[5] 应用前景与影响 - 这一公开资源将为未来研究植物细胞类型发育阶段及其对环境压力的响应提供前所未有的信息支持[2] - 研究成果有望显著推动植物生物技术农业和环境科学的发展[2] - 团队新开发了用户友好型网络应用程序使全球植物科学界可轻松查询和使用这一生命周期图谱[6] - 资源旨在深化对植物细胞发育机制的理解助力解析植物如何应对遗传变异和环境压力推动植物生物学作物改良与生态适应研究的未来发展[6]

异种移植里程碑突破 - 2021年10月纽约大学完成首例基因编辑猪肾脏移植至脑死亡患者[1] - 2022年1月马里兰大学实施全球首例活人基因编辑猪心脏移植 术后存活2个月[1] - 2024年3月西京医院团队完成世界首例基因编辑猪肝脏移植至脑死亡受体 猪肝脏在人体内存活并发挥功能[1] 猪肝脏异种移植研究进展 - 2025年3月西京医院团队在Nature发表论文 证实基因编辑猪肝脏可作为肝衰竭患者过渡疗法[1] - 2025年7月该团队在Nature Medicine发表后续研究 解析移植后免疫细胞变化[2] - 单细胞测序显示外周血T细胞激活 γδT细胞和耗竭性T细胞广泛浸润移植肝脏[8] 免疫机制新发现 - 发现THBS1+单核细胞通过THBS1-CD36通路调节早期凝血反应[9] - C1QC+单核细胞后期浸润肝脏 可能通过PD-L1诱导T细胞耗竭[9] - 研究为阐明异种移植后凝血排斥和免疫调节提供理论基础[11] 技术应用前景 - 基因工程猪推动心脏/肾脏/肝脏异种移植研究发展[6] - 临床监测显示移植猪肝脏正常运作10天 产生胆汁和白蛋白且无排异[7] - 研究推动解决人类器官短缺问题 需进一步探索免疫细胞作用机制[11]