大國(guó)巨匠！陳子江院士、陳香美院士、柏連陽(yáng)院士、黃三文院士、高紹榮院士等發(fā)表最新研究成果

1、母源因子OTX2調(diào)控人類(lèi)胚胎基因組激活和早期發(fā)育

2025年10月27日，清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院頡偉教授、山東大學(xué)婦兒與生殖健康研究院陳子江院士和趙涵教授聯(lián)合在Nature Genetics上發(fā)表了題為“Maternal factor OTX2 regulates human embryonic genome activation and early development”的最新研究成果。

這篇文章揭示了母源因子OTX2是人類(lèi)合子基因組激活這一重要事件的“主調(diào)控因子”。在受精后的早期階段，胚胎發(fā)育由卵子儲(chǔ)存的母源因子驅(qū)動(dòng)，隨后才啟動(dòng)自身基因的表達(dá)，這個(gè)過(guò)程即合子基因組激活。進(jìn)一步通過(guò)基因敲低等技術(shù)，研究人員證明母源儲(chǔ)存的OTX2蛋白對(duì)于成功激活人類(lèi)胚胎自身的基因組是必需且充分的。

機(jī)制上，OTX2通過(guò)結(jié)合并開(kāi)啟核心基因的表達(dá)，同時(shí)重塑染色質(zhì)的開(kāi)放狀態(tài)，為基因組激活鋪平道路。此外，OTX2的持續(xù)表達(dá)對(duì)后續(xù)的細(xì)胞譜系分化也至關(guān)重要。

總而言之，這項(xiàng)工作不僅首次確立了OTX2在人類(lèi)胚胎基因組激活中的核心地位，也為理解人類(lèi)與其他物種在發(fā)育早期調(diào)控機(jī)制上的差異提供了深刻見(jiàn)解，具有重要的生物學(xué)和醫(yī)學(xué)意義。

2、AI生命時(shí)鐘準(zhǔn)確預(yù)測(cè)從嬰兒到老年的生物學(xué)年齡及疾病風(fēng)險(xiǎn)

2025 年10 月 27 日，溫州醫(yī)科大學(xué)/澳門(mén)科技大學(xué)張康教授與解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心陳香美院士團(tuán)隊(duì)合作在國(guó)際頂尖醫(yī)學(xué)期刊Nature Medicine上發(fā)表了題為“A full life cycle biological clock based on routine clinical data and its impact in health and diseases”的最新研究成果。

這項(xiàng)研究提出了一種基于常規(guī)臨床實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的全生命周期生物時(shí)鐘。與傳統(tǒng)生物標(biāo)志物不同，該模型利用一個(gè)人在接受標(biāo)準(zhǔn)血液檢測(cè)等常規(guī)檢查時(shí)產(chǎn)生的多個(gè)常見(jiàn)生化指標(biāo)（如血糖、肝腎功能指標(biāo)、血細(xì)胞計(jì)數(shù)等），通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法整合，精準(zhǔn)估算個(gè)體的生物學(xué)年齡。

研究的核心價(jià)值在于其全生命周期的適用性和深刻的臨床意義。模型揭示了生物學(xué)年齡與健康狀況的緊密關(guān)聯(lián)：估算出的生物學(xué)年齡若顯著大于實(shí)際chronological年齡（即“加速衰老”），則個(gè)體全因死亡率和多種慢性病（如癌癥、心血管疾病、糖尿病）的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)會(huì)顯著升高。反之，“減速衰老”則預(yù)示著更長(zhǎng)的健康壽命。

更重要的是，這種基于臨床數(shù)據(jù)的時(shí)鐘具有極高的轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)潛力。它可以直接整合于現(xiàn)有醫(yī)療系統(tǒng)，利用海量歷史數(shù)據(jù)對(duì)個(gè)人衰老軌跡進(jìn)行回溯性和前瞻性評(píng)估，為大規(guī)模人群健康篩查、疾病風(fēng)險(xiǎn)分層以及評(píng)估抗衰老干預(yù)措施的效果提供了一個(gè)易于推廣且成本效益高的強(qiáng)大工具。

3、精準(zhǔn)打擊&環(huán)境友好的新型除草劑丙草胺控釋微膠囊

2025年10月29日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院柏連陽(yáng)院士、曾章華研究員在Chemical Engineering Journal上發(fā)表了題為“Scalable engineering of sCNC microcapsules for Synergistic weed control and environmental safeguarding”的最新研究成果。

為解決當(dāng)前農(nóng)業(yè)中除草劑的過(guò)量使用導(dǎo)致的環(huán)境污染、土壤退化和雜草抗藥性增加的問(wèn)題，研究人員開(kāi)發(fā)了一種可規(guī)模化工程化的超分子纖維素納米晶（sCNC）微膠囊的新型遞送系統(tǒng)。該微膠囊以生物質(zhì)衍生的纖維素納米晶為基質(zhì)，通過(guò)超分子自組裝形成，具有良好的生物可降解性和環(huán)境相容性。

研究的核心創(chuàng)新在于其“協(xié)同增效”的設(shè)計(jì)：協(xié)同除草：微膠囊同時(shí)負(fù)載除草劑（如乙草胺）和除草劑安全劑（如解草啶）。這種共遞送系統(tǒng)能夠在殺死雜草的同時(shí)，保護(hù)農(nóng)作物免受除草劑的藥害，顯著提高除草選擇性和效率。環(huán)境safeguarding：sCNC微膠囊具有pH和氧化雙響應(yīng)釋放特性。這意味著它能在雜草生長(zhǎng)相關(guān)的特定生物信號(hào)（如微酸性或高氧化應(yīng)激環(huán)境）下智能釋放除草劑，而在正常環(huán)境中保持穩(wěn)定。這種靶向控釋行為極大減少了除草劑向環(huán)境的流失和殘留。

總之，該研究通過(guò)一種可規(guī)模化生產(chǎn)的智能材料，將高效的雜草控制與環(huán)境保護(hù)目標(biāo)相結(jié)合，為發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)提供了有前景的技術(shù)解決方案。

4、馬鈴薯“免疫插件”解鎖抗病育種新密碼

2025年10月29日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所黃三文院士與南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院董莎萌團(tuán)隊(duì)合作在Nature發(fā)表了題為“Plug-in Strategy for Resistance Engineering Inspired by Potato NLRome”的最新研究成果。

這篇文章提出了一種名為“插件”策略的作物抗病性工程新方法，其靈感來(lái)源于對(duì)馬鈴薯NLRome（即全部NLR抗病基因集合）的系統(tǒng)性分析。

NLR基因是植物中負(fù)責(zé)識(shí)別特定病原物并觸發(fā)強(qiáng)烈免疫反應(yīng)的關(guān)鍵抗病基因。研究人員通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，馬鈴薯的NLR基因雖然數(shù)量龐大，但其中一些核心的、負(fù)責(zé)信號(hào)傳導(dǎo)的“骨干”模塊在進(jìn)化上非常保守。基于這一發(fā)現(xiàn)，他們?cè)O(shè)計(jì)了一種巧妙的“插件”式育種策略：將不同來(lái)源的、負(fù)責(zé)識(shí)別病原物的“感應(yīng)”模塊，像插件一樣整合到這些保守的“骨干”模塊中，從而快速創(chuàng)造出能夠識(shí)別新病原物小種的新型抗病基因。

這種方法具有多重優(yōu)勢(shì)：高效精準(zhǔn)：避免了傳統(tǒng)雜交育種或轉(zhuǎn)基因引入整個(gè)外源基因的復(fù)雜性和隨機(jī)性，可以快速、定向地設(shè)計(jì)抗病性狀。廣譜持久：通過(guò)組合不同的識(shí)別模塊，有望培育出能同時(shí)抵抗多種病原物或克服病原物快速進(jìn)化的作物品種。通用性強(qiáng)：該策略基于保守的NLR信號(hào)通路，因此有潛力應(yīng)用于馬鈴薯以外的多種重要農(nóng)作物。

總之，這項(xiàng)研究為未來(lái)作物的定向抗病育種提供了一個(gè)強(qiáng)大且靈活的工程學(xué)框架，有助于應(yīng)對(duì)全球糧食安全的挑戰(zhàn)。

5、多囊卵巢綜合征分型體系及其生殖和代謝結(jié)局差異

2025年 10 月 29 日，山東大學(xué)生殖醫(yī)學(xué)與子代健康全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/婦兒與生殖健康研究院陳子江院士團(tuán)隊(duì)聯(lián)合來(lái)自中國(guó)、美國(guó)、瑞典、土耳其、新加坡、巴西等國(guó)家的11個(gè)國(guó)際知名學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)在Nature Medicine上發(fā)表了題為“Data-driven subtypes of polycystic ovary syndrome and their association with clinical outcomes”的最新研究成果。

這是一篇關(guān)于利用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法對(duì)多囊卵巢綜合征進(jìn)行分型的重要研究，這項(xiàng)研究突破了傳統(tǒng)單一診斷標(biāo)準(zhǔn)，采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法，對(duì)大規(guī)模PCOS患者隊(duì)列的臨床數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析，旨在發(fā)現(xiàn)其內(nèi)在的生物學(xué)亞型。

研究發(fā)現(xiàn)，PCOS并非一種單一的疾病，而是可以清晰地劃分為幾個(gè)具有不同病理生理特征的亞型，通過(guò) AI聚類(lèi)分析，研究人員首次確定了PCOS的四種亞型——高雄激素亞型（HA- PCOS）、肥胖亞型（OB-PCOS）、高SHBG亞型（SHBG-PCOS）和高LH/AMH亞型（LH-PCOS）。

這些數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的亞型具有明確的臨床預(yù)后價(jià)值。研究發(fā)現(xiàn)，不同亞型在長(zhǎng)期健康風(fēng)險(xiǎn)上存在顯著差異。例如，代謝障礙主導(dǎo)型和嚴(yán)重型患者未來(lái)罹患2型糖尿病、心血管代謝疾病的風(fēng)險(xiǎn)顯著更高。而生殖障礙主導(dǎo)型患者則可能面臨更嚴(yán)重的不孕等問(wèn)題。

這項(xiàng)研究為PCOS的精準(zhǔn)醫(yī)療奠定了基礎(chǔ)。通過(guò)將患者歸入特定的亞型，醫(yī)生可以實(shí)施更有針對(duì)性的預(yù)防、監(jiān)測(cè)和治療策略，從而改善患者的長(zhǎng)期健康管理，實(shí)現(xiàn)從“一刀切”到個(gè)性化治療的轉(zhuǎn)變。

5、m?A修飾限制人類(lèi)胚胎干細(xì)胞全能性的機(jī)制

2025 年10 月 29 日，同濟(jì)大學(xué)高紹榮院士、高亞威教授、王譯萱教授與北京大學(xué)劉君教授團(tuán)隊(duì)合作在Cell Stem Cell期刊發(fā)表了題“N6-methyladenosine on L1PA Governs the Trans-silencing of LTRs and Restrains totipotency in Na?ve Human Embryonic Stem Cells”的最新研究成果。

這項(xiàng)研究揭示了一種由RNA修飾m6A介導(dǎo)的新型表觀遺傳沉默機(jī)制，該機(jī)制在維持人類(lèi)初始態(tài)胚胎干細(xì)胞的多能性中扮演著關(guān)鍵角色。

研究發(fā)現(xiàn) m6A 修飾特異性地標(biāo)記了一類(lèi)古老的 LINE-1 反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子亞家族（ L1PA ）。這些被 m6A 標(biāo)記的 L1PA RNA 并非隨機(jī)存在，它們被招募到染色質(zhì)上，特別是定位到另一類(lèi)重復(fù)元件——長(zhǎng)末端重復(fù)序列（ LTR ）的附近。通過(guò)這種方式， L1PA RNA 充當(dāng)了“向?qū)А保瑢⒑?m6A 閱讀蛋白和抑制性組蛋白修飾復(fù)合物（如 H3K9me3 ）的沉默機(jī)器招募到靶位點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì) LTR 元件的跨順式作用沉默。

進(jìn)一步研究人員揭示了這種機(jī)制的生物學(xué)功能：當(dāng)研究人員破壞m6A通路時(shí)，LTR等重復(fù)元件被異常激活，破壞了細(xì)胞的表觀遺傳穩(wěn)態(tài)。一個(gè)直接且重要的后果是，這引發(fā)了細(xì)胞向更早期發(fā)育階段的“倒退”，重新獲得了全能性樣（Totipotency）的特征。

因此，該研究闡明了一個(gè)精妙的機(jī)制：通過(guò)m6A標(biāo)記L1PA來(lái)抑制LTR，從而有效束縛人類(lèi)初始態(tài)胚胎干細(xì)胞的全能性潛能，將其穩(wěn)固在多能性狀態(tài)。這為理解重復(fù)元件在細(xì)胞命運(yùn)決定中的調(diào)控作用提供了全新視角。

參考文獻(xiàn)：

1. https://www.nature.com/articles/s41588-025-02350-8

2. https://www.nature.com/articles/s41591-025-04006-w

3. https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.170184

4. https://doi.org/10.1038/s41586-025-09678-5

5. https://www.nature.com/articles/s41591-025-03984-1

6. https://www.cell.com/cell-stem-cell/abstract/S1934-5909(25)00371-6

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