在很多人的印象里，植物对环境的反应似乎是被动的：天冷休眠，天暖生长。但事实上，许多植物的行 为远比这复杂得多。它们不仅能感知当下的温度，甚至还能精准地"记住"已经过去的寒冬，当确认严冬 已过，才会启动生长程序。 这种神奇的"冬季记忆"，在生物学上被称为"春化作用"。这个术语最早由苏联遗传学家李森科在百年前 总结并命名，意指植物必须经历一段足够长的持续低温，才能获得开花的能力。但一直以来，记录寒冷 的"记事本"到底藏在细胞里的什么地方，一直是未解之谜。 想要解开这个谜题并不容易。植物感知寒冷的秘密被藏在根部和芽尖的细胞深处，那里细胞层叠，光线 射入后会剧烈散射，就像透过厚厚的毛玻璃观察微观世界。那些决定花期的关键分子一旦深过几十微 米，传统的显微镜就只能看到一团模糊的"光斑"了。 来源：科技日报 为什么迎春花和郁金香总能掐准点，在春风拂面时准时绽放？ 利用这台相机，科学家发现，这段记忆正藏在两种关键蛋白质里，即VIN3和VRN5。随着寒流袭来，这 些蛋白质像"特种兵"一样在细胞核里紧急集合，包围了阻止开花的基因FLC。FLC是植物天生的开花"封 印"。在漫长的冬季，蛋白质团块将其强行"关机"，相当于提前撤销了禁 ...

文章核心观点 - 危重症状态下机体通过复杂的代谢重组来支持免疫防御和生存，这一过程涉及底物利用优先级改变、免疫细胞代谢重编程以及脂肪和肌肉组织的动态分解[6][7][9] - 代谢重组的核心目标是重新分配能量和生物合成前体，优先保障免疫与炎症细胞在感染或损伤时的快速增殖和功能执行[9][10] - 表观遗传机制和特定代谢中间产物在调节炎症反应中起核心作用，未来研究需聚焦于受损的免疫代谢路径以改善临床结局[7][17][27] 代谢调节基本原则 - 正常情况下代谢按葡萄糖/糖原→脂肪→蛋白质顺序供能，脂肪因高能量密度（9千卡/克）成为主要储备，蛋白质分解能效低（4千卡/克）且损害细胞功能[10] - 危重症时代谢优先级转向保障免疫细胞需求，导致肌肉和脂肪组织大量分解以提供碳源和能量，蛋白质储备约24,000千卡，脂肪储备约100,000千卡[10][11] - 底物氧化存在线粒体氧化磷酸化（高效产ATP）和非线粒体方式（如糖酵解），缺氧时丙酮酸转乳酸维持糖酵解，Warburg效应支持免疫细胞快速功能[11] 系统代谢变化 - 糖异生活动增强，肝脏和肾脏利用乳酸、甘油和氨基酸生成葡萄糖，Cori循环能量效率低但对葡萄糖再生关键[13] - 脂肪组织加速分解释放游离脂肪酸和甘油三酯，脂代谢紊乱与疾病严重度相关（如低HDL提示不良预后），特定促消退脂质介质有助炎症消退[13] - 酮体生成受高胰岛素和线粒体障碍限制，可能削弱对肌肉蛋白分解的保护能力；胰岛素抵抗常见但强化胰岛素治疗未带来一致存活收益[14] 免疫与炎症细胞代谢重编程 - 免疫细胞通过Warburg效应（有氧糖酵解）快速获取ATP和生物合成前体，支持炎症反应但能效低（1葡萄糖生成2ATP，线粒体代谢约30ATP）[16] - 代谢中间产物如琥珀酸、衣康酸和α-酮戊二酸通过影响组蛋白修饰和DNA甲基化调控基因表达，例如衣康酸可抑制NLRP3炎症小体并减少IL-1β释放[17] - M1巨噬细胞以糖酵解为主（促炎），M2巨噬细胞倾向脂肪酸氧化（抗炎）；效应T细胞依赖糖酵解，调节性T细胞以线粒体呼吸供能[18] 脂肪组织与骨骼肌代谢重塑 - 白色脂肪可能褐变为褐色脂肪，通过UCP1介导增强产热；肥胖悖论显示肥胖者危重症存活率可能更高，或因能量储备丰富、抗炎因子分泌或肌肉保护效应[20] - 肌肉蛋白通过泛素-蛋白酶体系统和自噬机制分解，关键E3连接酶为MuRF1和atrogin-1；钠泵活性提升和线粒体障碍促进乳酸生成，后者可经Cori循环转化葡萄糖[22][24] - 危重症后肌肉再生能力受损（卫星细胞减少）、肌纤维类型变化（II型纤维萎缩）及表观遗传改变可能导致持续性肌无力[26]

文章核心观点 - 危重症时机体通过复杂的代谢重组来支持免疫防御和生存，其中肝脏、脂肪组织和骨骼肌的代谢调整至关重要[6][7][9] - 免疫细胞经历代谢重编程（如Warburg效应）以快速获得能量和生物合成前体，而肌肉和脂肪组织分解为免疫活动提供底物[16][20][22] - 代谢中间产物通过表观遗传机制调控炎症基因表达，影响患者预后，未来研究需聚焦于代谢路径干预以改善临床结局[17][27] 代谢调节基本原则 - 危重症下代谢优先保障免疫与炎症细胞需求，导致肌肉和脂肪组织大量分解以提供能量和物质[10] - 正常情况下脂肪因高能量密度（9 kcal/g）成为主要能量储备，蛋白质分解能效低（4 kcal/g）且损害细胞功能[10][11] - 底物氧化存在线粒体氧化磷酸化（高效产ATP）和非线粒体方式（如糖酵解），缺氧时丙酮酸转为乳酸维持糖酵解[11] 系统代谢变化 - 危重症时肝脏和肾脏糖异生活动增强，利用乳酸、甘油和氨基酸，Cori循环在葡萄糖再生中起关键作用[13] - 炎症加速脂肪分解释放游离脂肪酸和甘油三酯，脂质代谢紊乱与疾病严重程度相关，低HDL提示不良预后[13] - 高胰岛素水平和线粒体脂肪酸转运障碍限制酮体生成，可能削弱对肌肉蛋白分解的保护能力[14] - 胰岛素抵抗和高血糖常见，但强化胰岛素治疗因低血糖风险未带来一致存活收益[14] 免疫与炎症细胞的代谢重编程 - 免疫细胞通过有氧糖酵解（Warburg效应）快速获得ATP和生物合成前体，支持炎症反应但能量转化率低（2 ATP/葡萄糖 vs 线粒体30 ATP）[16] - 代谢中间产物如琥珀酸、衣康酸通过影响组蛋白修饰和DNA甲基化调控基因表达，例如衣康酸可抑制NLRP3炎症小体活性减少IL-1β释放[17] - M1巨噬细胞以糖酵解为主表现促炎特性，M2巨噬细胞倾向脂肪酸氧化凸显抗炎作用；效应T细胞依赖糖酵解，调节性T细胞以线粒体呼吸供能[18] 脂肪组织与骨骼肌的代谢重塑 - 危重症可能触发白色脂肪组织转化为褐色脂肪，通过UCP1介导增强产热能力[20] - 肥胖个体在危重症中存活率可能更高（肥胖悖论），或因能量储存更丰富、分泌抗炎脂肪因子或具备肌肉保护效应[20] - 泛素-蛋白酶体系统和自噬机制增强促使肌肉蛋白大量分解，MuRF1和atrogin-1是关键E3连接酶[22] - 钠泵活性提升和线粒体功能障碍促进骨骼肌乳酸生成释放，乳酸可经Cori循环转化为葡萄糖[24] - 危重病愈后肌肉再生能力受损（卫星细胞减少）、肌纤维类型变化（II型纤维萎缩）及表观遗传变化可能导致持续性肌无力[26]

饥饿感与抗衰老机制研究 - 饥饿感本身足以延缓衰老 密歇根大学团队在《Science》发表研究证实 仅通过诱发饥饿感即可延长果蝇寿命 与营养成分摄入无关[7][8] - 饥饿感引发大脑表观遗传变化 通过神经元组蛋白乙酰化修饰调控基因表达 进而影响进食行为和衰老进程 阻断组蛋白去乙酰化酶会消除寿命延长效果[7][13] - 实验采用两种饥饿感诱导方法 低支链氨基酸饮食（特别是限制异亮氨酸）使果蝇总进食量增加但寿命延长 光遗传学激活饥饿神经元同样实现寿命延长效果[11][13] 感官刺激对饮食限制的影响 - 食物气味会抵消饮食限制的延寿效果 2021年《Nature Aging》研究显示 仅闻到食物气味即可使饮食限制带来的寿命延长效果减半[10] 肥胖与减重行业动态 - 全球肥胖人口规模达近9亿人 根据《柳叶刀》权威发布数据[16] - 减重手术效果显著 《柳叶刀》子刊研究显示68%患者术后体重减半 不同术式效果存在差异[16] - 减肥药物研究进展 《柳叶刀》发布七大减肥药权威分析方法[18] 行业平台定位 - 肥胖世界平台定位为国际学术桥梁 同步传递肥胖及代谢领域国际新学术进展 服务医学减重临床与教研人员[2][18] - 平台拥有10万+科学减重爱好者社群 提供量身定制科学减肥方案服务[15]

铁死亡与缺氧调控机制 - 铁死亡是一种由铁依赖性磷脂过氧化驱动的代谢性细胞死亡过程，与包括癌症在内的多种病理状况有关 [2] - 缺氧通过抑制组蛋白去甲基化酶KDM6A活性，以缺氧诱导因子（HIF）非依赖的方式抑制铁死亡 [2] - 缺氧通过抑制KDM6A导致其转录靶点（包括脂质代谢酶ACSL4和ETNK1）的表达降低，从而重塑细胞磷脂谱为铁死亡抵抗状态 [3] KDM6A在癌症中的作用 - KDM6A是一种肿瘤抑制因子和氧依赖性组蛋白去甲基化酶，其缺失在膀胱癌中常见，会导致铁死亡抵抗 [5] - 对致癌组蛋白甲基转移酶EZH2进行药理学抑制，可恢复携带KDM6A突变的膀胱肿瘤异种移植组织对铁死亡的敏感性 [4] 研究核心发现 - 长期缺氧可通过HIF非依赖的方式抑制铁死亡 [5] - 缺氧通过抑制KDM6A重塑磷脂组以抵御铁死亡 [5] - EZH2抑制可恢复KDM6A突变膀胱癌的铁死亡敏感性 [5]

哺乳动物回声定位趋同机制研究 核心发现 - 首次从表观遗传调控层面揭示不同哺乳动物海马区回声定位的分子趋同机制 [1] - 研究覆盖蝙蝠、齿鲸、猪尾鼠等5个远缘哺乳动物类群，其回声定位能力虽独立进化但功能高度相似 [1] - 发现222个共享开放染色质区域，数量显著高于随机预期，与突触可塑性通路密切相关 [1] 技术方法 - 整合染色质可及性测序、转录组测序和透射电镜技术，比较中华菊头蝠、普通长翼蝠及大娄山猪尾鼠的海马区特征 [1] - 透射电镜证实大娄山猪尾鼠海马区突触密度和线粒体密度显著高于实验室小鼠 [1] 基因调控网络 - 传统听觉相关基因在回声定位物种海马区调控网络中异常活跃，可能参与空间定位功能构建 [2] - 非编码调控区域的进化重复性被证实为行为趋同的关键驱动力，突破蛋白质编码基因研究的局限 [2] 模式动物价值 - 确立大娄山猪尾鼠为新型模式动物类群，其与实验室小鼠遗传背景相近，利于神经机制解析 [2] - 研究成果为复杂性状进化机制提供新范式，并奠定回声定位神经编码原理研究的基础 [2]

孕期缺铁对胎儿性别发育的影响 - 孕期小鼠缺铁会导致性染色体为XY的雄性小鼠胚胎发育出卵巢，揭示了铁代谢与性别决定之间的关联[2] - 铁元素特别是二价铁离子(Fe²⁺)是激活雄性性别决定基因Sry的"分子钥匙"，这一发现颠覆了对铁元素的传统认知[2][4] 哺乳动物性别决定机制 - 哺乳动物性别由性染色体决定：XX为雌性，XY为雄性，但真正的性别分化需要精确的基因表达程序[3] - Sry基因是启动睾丸发育的"总开关"，只在特定时间窗口(E10.5-E12.5天)和特定细胞(前支持细胞)中短暂表达[3] 铁在性别决定中的分子机制 - Sry基因启动子区域被H3K9me2组蛋白修饰标记抑制，需要KDM3A组蛋白去甲基化酶解除抑制，而KDM3A必须结合Fe²⁺才能正常工作[5] - 在雄性小鼠性腺决定关键期(E11.5)，前支持细胞中铁含量是邻近非性别决定细胞的近2倍[6] 实验验证 - 敲除铁摄入基因Tfrc导致XY胚胎Sry基因表达大幅降低[7] - 体外培养用铁螯合剂处理使XY性腺铁含量降至40%，90%发育成卵巢样结构[7] - 药物诱导母体缺铁导致约7%的XY后代发生性别反转，饮食诱导母体缺铁导致约5%的XY后代性别反转[8] 对人类健康的启示 - 全球约35.5%的孕妇存在铁缺乏，严重母体铁缺乏可能是人类46-XY单纯性腺发育不全的环境风险因素[14] - 研究强调了保障孕妇充足铁摄入的重要性，不仅预防贫血，还可能关乎胎儿性别发育程序的正确执行[14] 研究意义 - 确立了铁代谢在哺乳动物雄性性别决定中的核心作用[11] - 揭示了母体铁营养状态与胎儿性别发育之间的直接联系，为理解性腺发育障碍提供了全新视角[14]

华人学者科研突破 - 2025年5月29日Science期刊上线8篇华人学者参与的论文（通讯作者或第一作者）[1] - 中山大学团队发现ASB7通过HP1-SUV39H1动态调控回路维持H3K9me3表观遗传稳态[1] - 中科院团队揭示家蚕滞育变异的遗传基础，发现核心生物钟基因Cycle是关键调控因子[1] 古人类遗传学研究 - 中科院团队通过127例云南古人类基因组（距今7100年）揭示该地区与青藏高原"幽灵祖先"及南亚语系族群的深层遗传联系[2] - 研究填补中国西南古基因组空白，证实云南在亚洲史前人群迁徙中的枢纽地位[2] 新能源技术进展 - 南京航空航天大学开发气相辅助表面重构技术，显著提升钙钛矿太阳能组件的户外稳定性[3] - 美国国家实验室团队开发基于C60离子盐电子穿梭体的高性能倒置钙钛矿太阳能组件[3][4] 植物与气候研究 - 清华大学发现植物茎呼吸的热适应机制，表明碳-气候反馈效应可能弱于预期[3] - 台湾大学团队通过693份基因组数据证实红豆驯化起源于日本，与中国野生品种存在基因渗入[5]

研究突破 - 研究团队首次在分子水平证实环境诱导的表观遗传变异可介导适应性性状的跨代遗传，为"获得性遗传"理论提供直接证据 [2] - 研究成果在国际知名学术期刊《细胞》发表，审稿专家评价该研究超越了传统达尔文进化理论框架 [2] - 研究创建"逆境驯化-表观变异鉴定-精准编辑"的作物定向抗逆育种新思路，将为应对全球气候变化下的农业生产挑战提供创新性解决方案 [2] 研究方法 - 研究团队创新建立多代连续冷胁迫筛选体系，针对水稻对低温最敏感的减数分裂期进行冷胁迫处理 [4] - 经过三代定向选择，成功获得耐寒性显著提升且遗传稳定的水稻株系，该获得性性状呈现显性遗传特征 [4] - 通过多组学分析发现阿拉伯半乳糖蛋白基因ACT1启动子区的甲基化缺失是关键变异位点 [5] 分子机制 - 研究揭示完整冷适应调控通路：低温胁迫下调甲基转移酶MET1b表达，引发ACT1启动子DNA甲基化丢失，促进Dof1结合，激活ACT1表达 [7] - ACT1启动子的甲基化变异区域存在转录因子Dof1的结合位点，其结合对DNA甲基化敏感 [5] - 敲除Dof1后显著降低孕穗期的耐冷能力 [5] 应用价值 - 对131份农家种的DNA甲基化分析表明，低纬度热带和亚热带气候的华南和华中稻区88%以上的农家种含高甲基化ACT1 [8] - 高纬度冷凉气候的东北稻区显著富集低甲基化ACT1，呈现"南高北低"的DNA甲基化梯度分布 [8] - ACT1表观变异为水稻北迁冷适应中关键驯化位点 [8]

肝脏衰老与MASH纤维化研究 - 研究揭示了表观遗传调控因子BAZ2B在肝脏衰老及代谢功能障碍相关性脂肪肝炎(MASH)纤维化中的关键作用 [2] - 发现BAZ2B通过结合PPARα信号通路相关基因的启动子区域并降低染色质可及性，从而下调这些基因的表达 [5] - 在小鼠模型中，基因敲除或肝细胞特异性敲低Baz2b可减轻肝细胞衰老和MASH肝纤维化 [4] 机制与治疗潜力 - BAZ2B-PPARα-脂质代谢信号轴是肝脏衰老向MASH纤维化发展的关联纽带 [7] - 研究为开发针对肝脏衰老和纤维化的新型治疗策略提供了理论基础 [2] - 该研究成果发表于Nature Aging期刊，由中国科学院和复旦大学团队合作完成 [2]