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3.29知识分子The Intellectual跟踪前沿进展，掌握最新动态一手掌握一周重大科技新闻撰文 | 姚湧  小学森  庐州月责编 | 既来知  ●                   　●                   　●1跑马拉松会改变大脑结构图片来源：pixabay.com马拉松是很多人喜欢的一项体育运动，是对肉体和精神的双重考验。近日，西班牙巴斯克大学神经科学系Carlos Matute团队使用磁共振成像研究了跑马拉松对人类大脑结构的影响。研究人员发现，运动员在跑马拉松时，其大脑中涉及运动协调、感觉和情绪整合的特定区域的髓磷脂（神经轴突上的多层细胞膜结构髓鞘的主要成分）水分数（髓磷脂含量的指示指标）信号显著降低：控制运动协调的皮质脊髓束髓磷脂减少 26%，负责感觉情绪整合的脑区减少28%。但在此后的两个月内，马拉松选手的髓磷脂水平会恢复到正常。这些发现表明，剧烈运动会暂时可逆地降低大脑髓磷脂含量，这与啮齿动物研究的结果一致。据了解，髓磷脂的主要成分是脂质，占髓磷脂的70-80%，而髓磷脂蛋白则使髓鞘的多层结构紧凑且稳定。研究人员认为，髓磷脂中的脂质可能在极端代谢条件下（如马拉松）充当神经胶质能量储备。相关论文于3月24日发表在《自然·代谢》（Nature metabolism）杂志。►文章链接：https://doi.org/10.1038/s42255-025-01244-72中年人为啥更容易发福？图片来源：pixabay.com相比于其他年龄段，中年人更容易肥胖。发福也使中年人的全因死亡风险提高了22%。近日，华中科技大学同济医学院Cong-Yi Wang团队发现，白色脂肪组织（WAT）中的脂肪祖细胞（APC）是中年肥胖的潜在诱因。具体来说，在中年群体中，源于APC的细胞外囊泡（EV）缓解脂肪组织巨噬细胞（ATM）炎性发生的能力受到损伤。从机制上讲，这些EV缺乏一种编号为miR-145-5p的小RNA，无法抑制ATM中L-选择素的表达，从而通过NF-κB信号通路促进ATM向炎性巨噬细胞M1方向极化。相比之下，年轻群体APC的EV有效地抑制了M1巨噬细胞的极化。动物实验结果表明，通过脂质体途径将miR-145-5p类似物递送到ATM可有效预防中年小鼠的肥胖，提示miR-145-5p是一种具有广阔临床应用前景的肥胖治疗靶点。相关论文于3月20日发表在《自然·通讯》（Nature communications）杂志。►文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-57444-y3方便盲人出行的可穿戴避障设备图片来源：pixabay.com世界卫生组织数据显示，全球有超过10亿人视力受损或失明，严重影响了他们在日常生活中的安全和行动能力。可穿戴避障设备能为视觉受损人士提供很好的行动便利。近日，南京邮电大学通信与信息工程学院Liang Zhou团队就设计出一种由自主研发的眼镜（重约400克，包括约80克电池）和智能手机组成的可穿戴避障设备WOAD。其中，眼镜收集包括视频和深度模态在内的多模态数据以对环境进行全面感知，并能实现深度辅助视频压缩。这种视频压缩模块不仅能降低数据向智能手机的传输延迟，并且是在具有多浮点矢量单元流处理架构的定制FPGA板上运行，促进了响应迅速且节能的障碍物检测。此外，该团队在智能手机上设计了一个跨模态障碍物检测模块，该模块通过利用基于模态相关性的跨模态学习来确保检测的可靠性，并提供用户友好的听觉和触觉警报。室内和室外实验结果表明，WOAD的碰撞避免率为100%，延迟小于320毫秒，持续工作时间约为11小时。相关论文于3月24日发表在《自然·通讯》（Nature communications）杂志。►文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-58085-x4传统抗疟药物或可用于减肥图片来源：pixabay.com体重管理已经不只是个人问题，现在已经上升到国家层面。近日，中国科学技术大学生命科学与医学部翁建平团队通过小鼠和小型猪研究模型发现，传统抗疟疾药物常山酮具有很好的抗肥胖应用前景。研究显示，常山酮能抑制食物摄入，增加能量消耗，导致饮食诱导的肥胖小鼠体重减轻，同时减轻胰岛素抵抗和肝脏脂肪变性。从作用机制上讲，研究人员发现，常山酮通过激活综合应激反应来增加成纤维细胞生长因子21（FGF21，能促进能量消耗）和生长分化因子15（GDF15，又称“厌食因子”）的表达水平；小鼠缺失Gdf15和Fgf21基因后，常山酮的抗肥胖效果也就不再显现。据悉，常山酮是中药常山提取物常山碱的衍生物，已经被美国FDA批准用于治疗硬皮病和原虫感染。相关论文于3月26日发表在《科学·进展》（Science Advances）杂志。►文章链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adt31425无热量甜味剂为啥使人食欲增强？图片来源：pixabay.com三氯蔗糖是一种被广泛使用的无热量甜味剂。有研究表明，无热量甜味剂会刺激食欲，这可能是由于这些化合物只会提供甜味，不会激发身体产生抑制饥饿的神经信号。近日，南加州大学医学院Kathleen A. Page团队完成了在一项75名年轻人参与的随机交叉试验，以研究三氯蔗糖、甜味相当的蔗糖或纯水对机体代谢的影响。结果显示，与蔗糖相比，摄入三氯蔗糖会刺激下丘脑血流和更强的饥饿反应。与纯水相比，三氯蔗糖也会增加下丘脑血流，但两组饥饿评分并无差异。不出所料，蔗糖（而非三氯蔗糖）会增加外周血糖水平，这与下丘脑内侧血流减少存在关联。此外，与蔗糖和水相比，三氯蔗糖会导致下丘脑和大脑中与行为动机和体感处理相关区域之间的功能连接增强。这些发现表明，无热量甜味剂可能会影响下丘脑中负责食欲调节的关键机制。相关论文于3月26日发表在《自然·代谢》（Nature Metabolism）杂志。►文章链接：https://www.nature.com/articles/s42255-025-01227-86野生淡水鱼类中的甲基汞含量更高图片来源：pixabay.com气候变化正在错综复杂地影响神经毒性甲基汞（MeHg）在人类食物网中的积累，可能导致区域性暴露风险不均。近日，南京大学环境学院Huan Zhong团队发现，气候变化将提高我国的甲基汞风险，并通过气候-汞-食品-健康关系对亚洲地区产生差异影响。该团队使用来自13000个样本和机器学习的鱼类汞数据集分析发现，作为亚洲饮食重要组成部分的淡水野生鱼类体内的甲基汞被严重低估。具体而言，野生淡水鱼类中的甲基汞浓度比养殖淡水鱼类高2.9至6.2倍，比野生海洋鱼类高1.7倍。根据SSP2-4.5和SSP5-8.5，2031年至2060年，我国野生淡水鱼类中甲基汞的平均浓度预计将增加约60%，由此引发的我国新生儿智商下降所造成的最大年经济损失为1800万美元。这种损失在我国境内和亚洲国家之间可能存在地区差异，对欠发达地区的影响尤为严重。相关论文于3月24日发表在《美国科学院院刊》（PNAS）。►文章链接：https://doi.org/10.1073/pnas.2421921122亲爱的读者们，不星标《知识分子》公众号，会错过每日科学新知！星标《知识分子》，紧跟前沿科学，一起探索科学的奥秘吧！  请戳上图卡片添加星标关注《知识分子》视频号get更多有趣、有料的科普内容END

肝细胞癌（HCC）是全球癌症相关死亡的第三大原因（仅次于肺癌和结直肠癌），术后复发率约为70%。准确预测肝细胞癌复发风险，有助于优化临床管理并改善患者预后。 然而，现有的分期系统（例如TNM、BCLC），在准确预测肝细胞癌复发方面仍有改进空间，尤其是对于早期肝细胞癌。预测效果不佳的一个潜在原因在于，这些方法未能充分考虑肿瘤微环境（TME）内的空间异质性（例如免疫细胞的分布）和相互作用。 2025年3月12日，中国科学技术大学附属第一医院（安徽省立医院）/中国科学技术大学生命科学与医学部孙成教授、刘连新教授团队在国际顶尖学术期刊Nature上发表了题为：Spatial immune scoring system predicts hepatocellular carcinoma recurrence的研究论文。 该研究通过整合空间多组学数据和人工智能（AI）分析，提出了一个基于空间免疫特征的新型肝细胞癌（HCC）复发预测系统——TIMES（肿瘤免疫微环境空间评分系统），并通过功能试验阐明了肝细胞癌复发的免疫学基础，揭示了SPON2在NK细胞功能中的关键作用，为改善肝细胞癌预后和癌症免疫治疗策略带来了双重突破。 肝细胞癌（HCC）中的肿瘤微环境（TME）具有显著的空间异质性，不同肿瘤区域的免疫细胞组成各不相同。 先天免疫系统的自然杀伤细胞（NK细胞）细胞已成为早期肝细胞癌潜在的预后指标。NK细胞活性增强以及其在肿瘤内的浸润程度提高，与生存结局改善有关。然而，患者肿瘤内NK细胞的确切空间分布及其对预后的潜在影响尚未得到充分表征。 此外，肿瘤内免疫细胞的空间分布与转移复发有关，这表明免疫细胞在肿瘤不同区域的定位可能会影响肝细胞癌的复发。 尽管如此，目前的临床策略主要依赖于对肿瘤特征的组织病理学分层，而未考虑肿瘤内免疫细胞表型的空间背景，这需要对全切片图像（WSI）进行分析以及借助人工智能（AI）驱动的空间分析。 为了解决这些局限性并充分发挥空间免疫分析的潜力，研究团队将空间转录组学、蛋白质组学和多重免疫组化（mIHC）数据与人工智能（AI）驱动的分析相结合，从而能够描绘出肝细胞癌（HCC）组织侵袭前沿（IF）和肿瘤中心（TC）中NK细胞的空间分布情况及其与术后复发的相关性。 基于这些发现，研究团队开发并验证一种基于关键免疫标志物空间表达模式的预测肝细胞癌复发风险的评分系统——TIMES（Tumour Immune MicroEnvironment Spatial，肿瘤免疫微环境空间）。 此外，研究团队通过体外和体内模型阐明了SPON2+ NK细胞在肝细胞癌（HCC）进展和复发中的功能作用，为观察到的预后模式提供了机制上的见解。利用WSI分析和AI驱动的空间分析，研究团队将肝细胞癌（HCC）患者的危险分层推进到了现有临床因素之外。TIMES评分系统在肝细胞癌（HCC）的预后准确性方面迈出了新的一步，而功能研究阐明了肝细胞癌复发的免疫学基础。 具体来说，通过空间转录组学，发现了非复发患者的肿瘤侵袭前沿（IF）富集CD3-CD57+成熟NK细胞，其密度与无病生存期显著正相关；通过多重免疫组化（mIHC），验证了IF区域高密度CD57+ NK细胞对预后的独立预测价值。 通过空间转录组学、蛋白质组学和单细胞RNA测序，研究团队筛选出5个空间表达模式与复发相关的基因：SPON2、ZFP36L2、ZFP36、VIM、HLA-DRB1。通过基于 XGBoost的机器学习算法，整合这几个标志物的空间分布（分布于IF、TC区域），研究团队构建了TIMES评分系统。 在231例肝细胞癌患者的多中心队列中，TIMES评分系统的预测准确率达82.2%，特异性达85.7%，显著优于TNM系统和BCLC系统（准确率在51%-53%）。 图1 开发用于HCC复发风险分层的TIMES评分系统 研究团队进一步解析了SPON2+ NK细胞的功能机制，SPON2+ NK细胞高表达IFNγ和穿孔素，增强对肿瘤的浸润和细胞毒性，并通过IFNγ信号与CD8+ T细胞直接接触，激活适应性免疫应答，抑制肿瘤生长。小鼠模型实验显示，在NK细胞中特异性敲除Spon2基因的小鼠，肿瘤生长加速，免疫细胞浸润减少，证实了SPON2在抗肿瘤中的核心作用。 总的来说，这项研究开发的TIMES评分系统可识别早期肝细胞癌（HCC）的高复发风险患者，辅助术后管理；发现并证实了SPON2作为NK细胞功能的关键调控因子，或为增强癌症免疫治疗（例如NK细胞疗法）提供新靶点。 此外，研究团队还提供了配套的在线工具（https://sun.times.ustc.edu.cn/），支持临床医生上传病理图像自动生成TIMES评分和复发风险预测的综合报告，从而推动精准医疗应用。 中国科学技术大学附属第一医院（安徽省立医院）孙成教授、刘连新教授及新加坡科学技术研究局Joe Yeong教授为论文共同通讯作者；贾耿介教授（中国农业科学院深圳基因组研究所）、贺培崎博士（中国科学技术大学）、戴天力博士生（中国科学技术大学）与Denise Goh研究员（新加坡科学技术研究局）为论文共同第一作者。 论文链接： https://www.nature.com/articles/s41586-025-08668-x 本文转自【生物世界】公众号 --------- End --------- 感兴趣的读者，可以添加小邦微信加入读者实名讨论微信群。添加时请主动注明姓名-企业-职位/岗位或姓名-学校-职务/研究方向。

撰文丨王聪 编辑丨王多鱼 排版丨水成文 肝细胞癌（HCC）是全球癌症相关死亡的第三大原因（仅次于肺癌和结直肠癌），术后复发率约为 70%。准确预测肝细胞癌复发风险，有助于优化临床管理并改善患者预后。 然而，现有的分期系统（例如 TNM、BCLC），在准确预测肝细胞癌复发方面仍有改进空间，尤其是对于早期肝细胞癌。预测效果不佳的一个潜在原因在于，这些方法未能充分考虑肿瘤微环境（TME）内的空间异质性（例如免疫细胞的分布）和相互作用。 2025 年 3 月 12 日，中国科学技术大学附属第一医院（安徽省立医院）/中国科学技术大学生命科学与医学部孙成教授、刘连新教授团队在国际顶尖学术期刊 Nature 上发表了题为：Spatial immune scoring system predicts hepatocellular carcinoma recurrence 的研究论文。 该研究通过整合空间多组学数据和人工智能（AI）分析，提出了一个基于空间免疫特征的新型肝细胞癌（HCC）复发预测系统——TIMES（肿瘤免疫微环境空间评分系统），并通过功能试验阐明了肝细胞癌复发的免疫学基础，揭示了 SPON2 在 NK 细胞功能中的关键作用，为改善肝细胞癌预后和癌症免疫治疗策略带来了双重突破。 肝细胞癌（HCC）中的肿瘤微环境（TME）具有显著的空间异质性，不同肿瘤区域的免疫细胞组成各不相同。 先天免疫系统的自然杀伤细胞（NK 细胞）细胞已成为早期肝细胞癌潜在的预后指标。NK 细胞活性增强以及其在肿瘤内的浸润程度提高，与生存结局改善有关。然而，患者肿瘤内 NK 细胞的确切空间分布及其对预后的潜在影响尚未得到充分表征。 此外，肿瘤内免疫细胞的空间分布与转移复发有关，这表明免疫细胞在肿瘤不同区域的定位可能会影响肝细胞癌的复发。 尽管如此，目前的临床策略主要依赖于对肿瘤特征的组织病理学分层，而未考虑肿瘤内免疫细胞表型的空间背景，这需要对全切片图像（WSI）进行分析以及借助人工智能（AI）驱动的空间分析。 为了解决这些局限性并充分发挥空间免疫分析的潜力，研究团队将空间转录组学、蛋白质组学和多重免疫组化（mIHC）数据与人工智能（AI）驱动的分析相结合，从而能够描绘出肝细胞癌（HCC）组织侵袭前沿（IF）和肿瘤中心（TC）中 NK 细胞的空间分布情况及其与术后复发的相关性。 基于这些发现，研究团队开发并验证一种基于关键免疫标志物空间表达模式的预测肝细胞癌复发风险的评分系统——TIMES（Tumour Immune MicroEnvironment Spatial，肿瘤免疫微环境空间）。 此外，研究团队通过体外和体内模型阐明了 SPON2+ NK 细胞在肝细胞癌（HCC）进展和复发中的功能作用，为观察到的预后模式提供了机制上的见解。利用 WSI 分析和 AI 驱动的空间分析，研究团队将肝细胞癌（HCC）患者的危险分层推进到了现有临床因素之外。TIMES 评分系统在肝细胞癌（HCC）的预后准确性方面迈出了新的一步，而功能研究阐明了肝细胞癌复发的免疫学基础。 具体来说，通过空间转录组学，发现了非复发患者的肿瘤侵袭前沿（IF）富集 CD3- CD57+ 成熟 NK 细胞，其密度与无病生存期显著正相关；通过多重免疫组化（mIHC），验证了 IF 区域高密度 CD57+ NK 细胞对预后的独立预测价值。 通过空间转录组学、蛋白质组学和单细胞 RNA 测序，研究团队筛选出 5 个空间表达模式与复发相关的基因：SPON2、ZFP36L2、ZFP36、VIM、HLA-DRB1。通过基于 XGBoost 的机器学习算法，整合这几个标志物的空间分布（分布于 IF、TC 区域），研究团队构建了 TIMES 评分系统。 在 231 例肝细胞癌患者的多中心队列中，TIMES 评分系统的预测准确率达 82.2%，特异性达 85.7%，显著优于 TNM 系统和 BCLC 系统（准确率在 51%-53%）。 研究团队进一步解析了 SPON2+ NK 细胞的功能机制，SPON2+ NK 细胞高表达 IFNγ 和穿孔素，增强对肿瘤的浸润和细胞毒性，并通过 IFNγ 信号与 CD8+ T 细胞直接接触，激活适应性免疫应答，抑制肿瘤生长。小鼠模型实验显示，在 NK 细胞中特异性敲除 Spon2 基因的小鼠，肿瘤生长加速，免疫细胞浸润减少，证实了 SPON2 在抗肿瘤中的核心作用。 总的来说，这项研究开发的 TIMES 评分系统可识别早期肝细胞癌（HCC）的高复发风险患者，辅助术后管理；发现并证实了 SPON2 作为 NK 细胞功能的关键调控因子，或为增强癌症免疫治疗（例如 NK 细胞疗法）提供新靶点。 此外，研究团队还提供了配套的在线工具（https://sun.times.ustc.edu.cn/），支持临床医生上传病理图像自动生成 TIMES 评分和复发风险预测的综合报告，从而推动精准医疗应用。 中国科学技术大学附属第一医院（安徽省立医院）孙成教授、刘连新教授及新加坡科学技术研究局 Joe Yeong 教授为论文共同通讯作者；贾耿介教授（中国农业科学院深圳基因组研究所）、贺培崎博士（中国科学技术大学）、戴天力博士生（中国科学技术大学）与 Denise Goh 研究员（新加坡科学技术研究局）为论文共同第一作者。 论文链接： https://www.nature.com/articles/s41586-025-08668-x 设置星标，不错过精彩推文 开放转载 欢迎转发到朋友圈和微信群  微信加群  为促进前沿研究的传播和交流，我们组建了多个专业交流群，长按下方二维码，即可添加小编微信进群，由于申请人数较多，添加微信时请备注：学校/专业/姓名，如果是PI/教授，还请注明。 点在看，传递你的品味