Author: Marie - 1ban.news

压力会在触发事件结束后长期存在。经历过创伤事件的人可能会继续回避某些地方、某些情境，这种持续的内在状态会在数天、数周甚至更长时间内影响其行为。生物学家早就知道这种现象并非人类独有，但其背后的机制却一直令人沮丧地难以捉摸。 一项由香港科技大学（HKUST）、东北大学和东京都医学综合研究所的研究人员发表在《PNAS》上的新研究，确定了产生这种持续性压力诱导内在状态的神经和分子机制——在果蝇中。 这一发现是理解焦虑和恐惧状态基础生物学的重要一步。 果蝇表现出的现象 由香港科技大学的Yukinori Hirano领导的研究团队设计了一个简单而巧妙的行为实验。果蝇被放置在一个双臂迷宫中：一个臂宽4毫米，另一个仅宽2毫米，两者都仅略宽于雄性果蝇的身体。未经处理的果蝇对两臂的探索程度相同。但在进入迷宫前接受了5分钟脉冲电击（60伏特，1.5秒通电，3.5秒断电）的果蝇明显回避窄臂，在较宽空间中停留的时间显著更长。 研究人员称之为”类幽闭恐惧行为”（CLB），而且它具有显著的持续性：一次5分钟的电击就产生了持续长达7天的回避行为。个体果蝇在不同时间点表现出一致的回避水平，表明这是一种内在状态的稳定改变，而非简单的习惯化。 重要的是，这种行为并非经典的联想记忆。携带阻断厌恶记忆形成突变（dumb²突变，该突变使蘑菇体中的多巴胺受体功能失效，而蘑菇体是昆虫大脑的联想学习中枢）的果蝇表现出正常的CLB。这种分离是论文的核心发现：泛化的、持续的压力诱导状态在生物学上与线索特异性恐惧记忆是不同的。 这种效应也并非电击所特有。热击（40摄氏度，持续10分钟）也能产生同样的行为。但其他压力源——振动和束缚——则没有效果，表明内在状态机制是由某些特定类型的强烈刺激选择性激活的。 两条通路，一个内在状态 研究人员将这一现象追溯到两条独立的分子通路，每条通路本身都足以产生CLB。 第一条通路涉及一种名为allatostatin-A（AstA）的神经肽，它是哺乳动物神经肽甘丙肽在果蝇中的类似物，后者已被发现与焦虑和压力反应有关。利用遗传工具，研究团队确定了果蝇大脑食管下区的一对AstA产生神经元，它们在电击期间被激活。沉默这些神经元——无论是永久性地还是仅在电击期间——都阻止了CLB的发展。在电击后敲低AstA受体（AstA-R1）也能抑制该行为，表明该受体不仅对内在状态的诱导是必需的，对其随时间的维持也是必需的。 第二条通路令人惊讶：它通过血脑屏障中的免疫信号发挥作用。对单个果蝇头部进行的转录组分析显示，参与Toll先天免疫通路（相当于哺乳动物的TLR2/4信号）的基因在神经周胶质细胞（昆虫血脑屏障的最外层）中表达上调。即使没有压力暴露，在这些屏障细胞中遗传学激活Toll信号也足以触发CLB。这表明血脑屏障不仅仅是一个被动过滤器，而是行为状态形成的积极参与者。 “我们确定了至少两条独立的分子途径能够产生相同的类恐惧内在状态，”Hirano说。”这可能有助于解释为什么焦虑症如此异质化，以及为什么不同的患者对不同的治疗有反应。” 对焦虑研究的意义 这些发现与越来越多将血脑屏障功能障碍和神经炎症与人类压力、焦虑和创伤后应激障碍联系起来的文献相呼应。AstA-甘丙肽的联系尤其引人注目：甘丙肽已被作为抗焦虑药物的潜在靶点进行研究，而本研究发现受体不仅对状态诱导是必需的，对其维持也是必需的，这表明在创伤事件后阻断甘丙肽信号可能潜在地阻止持续性恐惧状态的发展。 “恐惧记忆和焦虑状态之间存在概念上的差距，”Hirano说。”我们的工作为这一区别提供了生物学基础。” 有几个注意事项。在果蝇中观察到的”幽闭恐惧症”是一种类比——昆虫缺乏杏仁核、屏状核以及与人类焦虑相关的其他脑结构。行为读数只是对更宽臂的简单偏好，而果蝇是否经历任何类似于人类主观恐惧的体验则无法确定。仅测试了雄性果蝇，性别差异尚未探索。从果蝇胶质细胞到哺乳动物血脑屏障——涉及不同的细胞类型（内皮细胞、周细胞和星形胶质细胞终足）——的转化差距是显著的。 尽管如此，这项研究详细描述了短暂的应激源如何产生持久的、泛化的行为改变，并为理解和治疗焦虑开辟了新策略。研究人员已将其转录组数据存入Gene Expression Omnibus（登录号GSE294159），并将所有果蝇品系提供给进一步研究使用。 来源： Alia, A.G., Hu, X., Gu, Y. et al. “Neuropeptide signaling and the blood–brain barrier generate a persistent stress-induced internal state in Drosophila.” PNAS 123(27), e2517987123 (2026). DOI: 10.1073/pnas.2517987123 婷 翻译

PARP抑制剂（如奥拉帕利）是过去十年中最重要的一类抗癌药物，但它们有一个内在局限性：它们只在已经存在DNA修复缺陷的肿瘤中效果良好——最著名的是BRCA突变。对于大多数”同源重组功能完整”的癌症——约90%的乳腺癌和80%的卵巢癌——PARP抑制剂几乎没有益处。 达特茅斯癌症中心的研究人员在《癌症免疫治疗杂志》上发表的一项研究现在揭示了一种绕过这一局限性的潜在方法：替米沙坦，一种廉价且广泛使用的降压药，通过激活先天免疫系统，显著增强奥拉帕利的疗效——即使在BRCA阴性的肿瘤中也是如此。 “在临床前模型中，替米沙坦和奥拉帕利的联合使用能有效控制肿瘤生长，而任何一种药物单独使用效果甚微，”资深作者、达特茅斯盖塞尔医学院医学教授Tyler J. Curiel说。”而且它的作用机制与传统PARP抑制剂方法完全不同。” 多管齐下的机制 替米沙坦属于血管紧张素II受体阻滞剂（ARB）类降压药，但研究表明其增敏抗癌作用并非该类药物的共同特性。在测试的六种ARB中，只有替米沙坦能够消耗肿瘤PD-L1并与奥拉帕利在细胞系中产生协同作用。 该机制涉及多个层面。在细胞水平上，替米沙坦和奥拉帕利联合使用可大幅增加DNA损伤——以γH2AX（双链断裂标志物）来衡量——而不会在正常细胞中诱导类似损伤。这种损伤并非通过损害肿瘤的DNA修复途径（如传统PARP抑制剂增敏策略那样）引起，而是通过一条完全不同的途径：泄漏到细胞质中的DNA片段激活cGAS-STING通路——细胞质DNA的中央传感器。这触发了I型干扰素（协调免疫反应的信号分子）的产生。 在小鼠模型中，这种干扰素应答对于联合用药的抗肿瘤效果至关重要。当研究人员用抗体阻断I型干扰素信号传导或使用缺乏干扰素受体的小鼠时，联合疗法便失去了效果。 第三个层面涉及PD-L1，这是许多癌症用来逃避T细胞攻击的免疫检查点蛋白。替米沙坦能消耗肿瘤细胞中的PD-L1，但达特茅斯团队表明这对协同作用并非必需——联合疗法在PD-L1缺陷细胞中同样有效。联合用药中观察到的PD-L1升高实际上是干扰素应答的结果，而非该效应的驱动因素。 BRCA阴性肿瘤也有反应 关键的转化研究发现是，这种协同作用在没有BRCA突变或其他同源重组缺陷的肿瘤中同样有效。研究人员在多种细胞系——卵巢癌、结直肠癌、三阴性乳腺癌、膀胱癌——以及小鼠肿瘤模型中进行了测试。在每种情况下，替米沙坦和奥拉帕利的联合使用在控制肿瘤生长方面显著优于任何一种药物单独使用。 “这可以将PARP抑制剂的适用范围扩大到更广泛的患者群体，”该研究的第一作者Clare E. Murray说，她在UT Health San Antonio生物医学科学研究生院攻读博士学位期间进行了这项工作。 由Curiel领导的两项临床试验已在达特茅斯·希区柯克医学中心进行。一项1期试验（NCT06168487）正在测试替米沙坦联合奥拉帕利及其他标准治疗药物对转移性去势抵抗性前列腺癌男性患者的效果；第一名参与者显示出研究者所说的”超常反应”。一项2期试验（NCT06815497）正在测试替米沙坦联合化疗对铂类耐药卵巢癌女性患者的效果。 这两项试验都是早期、单中心、开放标签的研究——常规的注意事项适用。临床前研究完全在细胞系和小鼠模型中进行，替米沙坦的非ARB部分（负责协同作用的分子部分）的精确分子靶点尚未确定。研究人员指出，他们”并未排除观察到的效应存在其他机制”。 尽管如此，替米沙坦在药物再利用方面的优势是明确的：它已获得美国食品药品监督管理局批准，可作为仿制药使用，即使在血压正常的人群中也是安全的，并且作为每日一次的药片服用。如果临床试验证实临床前发现，该联合疗法可能比新药更快地惠及患者。 婷 翻译 来源： Murray, C.E., Ontiveros, C.O., Wentworth, J. 等。”Telmisartan increases olaparib efficacy in homologous recombination proficient tumors by augmenting type I interferon production.”《癌症免疫治疗杂志》14(3), e012426 (2026). DOI：10.1136/jitc-2025-012426

溶酶体贮积症 (LSD) 是一组 50 多种遗传性疾病，每种疾病都是由细胞垃圾处理系统的缺陷引起的。溶酶体是负责分解脂肪、糖和蛋白质的细胞器，它无法清除某些分子，这些分子会累积到有毒水平。大多数LSD都会影响大脑，但每种基因缺陷如何导致神经元功能障碍一直很难研究：每种突变都很罕见，并且为每个突变生成模型都需要耗时的基因工程。 哈佛医学院 J. Wade Harper 领导的团队消除了这一瓶颈。研究人员建立了一个由 23 个人类胚胎干细胞系组成的文库，每个细胞系都具有不同 LSD 基因的纯合敲除，研究人员将它们分化为皮质样神经元和多巴胺能样神经元，并分析了它们的蛋白质组（每系大约 10,000 个蛋白质），以绘制每个缺陷的下游后果。该作品于 7 月 1 日发表在 PNAS 上。 “这是一个强大的社区资源，”该研究的共同第一作者菲利克斯·克劳斯（Felix Kraus）说。 “我们第一次可以在同一实验系统中直接比较许多不同溶酶体缺陷的分子后果。” 系统化方法 研究中针对的 23 个基因包括最常见的鞘脂沉积症 — GBA1（戈谢病）、ASAH1（法伯病）、HEXA（Tay-Sachs）、SMPD1（尼曼-匹克 A 型和 B 型） — 以及负责神经元蜡质脂褐质沉积症（Batten 病家族）的 12 个基因，以及其他基因，包括 NPC1、NPC2 和MCOLN1（粘脂沉积症 IV 型）。所有这些都是在相同的 H9 胚胎干细胞背景下创建的，具有可诱导的基因开关，可快速转化为神经元。 该团队使用了两种分化方案：一种产生皮质样神经元（iN 细胞），另一种产生中脑多巴胺能样神经元（iDA 细胞）。后者尤其重要，因为导致戈谢病的基因 GBA1 的突变是帕金森病已知最强的遗传风险因素，帕金森病选择性地杀死多巴胺能神经元。 研究人员使用高分辨率质谱法，在多个时间点（分化第 30 天、50 天和 […]

全球咖啡产业是一个规模达2000亿美元、支撑着1.25亿人生计的企业，却建立在极其脆弱的基础之上。每年消费的约1000万吨咖啡豆几乎全部来自仅有的两个物种：阿拉比卡种（Coffea arabica），约占全球贸易量的60%；以及罗布斯塔种（Coffea canephora），构成其余的大部分。两者都对气候变化极其敏感，科学家警告说，如果不采取协同努力来实现多样化和适应性调整，每日一杯咖啡的仪式可能沦为越来越多人负担不起的奢侈品。 「情况十分危急，」埃塞俄比亚亚的斯亚贝巴大学的植物遗传学家卡萨洪·特斯法耶表示。「咖啡正受到气候变化的严重威胁。」 这些威胁已有充分记录。阿拉比卡种是一种四倍体物种，约5万年前由另外两个物种自发杂交形成，当温度仅比其最佳范围18至21摄氏度（华氏64至70度）高出几度时，就会受损或死亡。罗布斯塔种虽然以耐性著称，但需要大量水分，且当其最佳范围16.2至24.1摄氏度（华氏61至75度）以上每升高1摄氏度（1.8华氏度），产量就会下降约14%。 2022年发表在《Nature Food》上的一项由南昆士兰大学的贾罗德·凯斯领导的重要研究指出，蒸气压亏缺（VPD），即大气从植物中抽取水分的能力，是阿拉比卡种生产力下降的关键驱动因素。一旦VPD超过0.82千帕，产量就会迅速下降。在升温2.9摄氏度（5.2华氏度）的情况下，生产全球90%阿拉比卡咖啡供应的国家很可能超过这一阈值。一些主要生产国，肯尼亚、墨西哥、坦桑尼亚，已经跨过了这条线。 超越我们所知的咖啡豆 面对这些预测，研究界分化为两大战略。一方由埃塞俄比亚机构主导，认为阿拉比卡种活体收藏中已经保存的遗传多样性，埃塞俄比亚生物多样性研究所和埃塞俄比亚农业研究所持有的1.2万多株植物，可能足以培育耐热耐旱品种。「我相信我们有足够的基因库来应对气候变化，」特斯法耶说。 另一方由伦敦邱园皇家植物园咖啡研究负责人亚伦·P·戴维斯带头，认为解决方案应完全超越阿拉比卡和罗布斯塔种。在已知的134种野生咖啡物种中，有几种对高温、干旱和病害具有显著的适应力。戴维斯参与描述了已知咖啡物种中约三分之一的物种，他特别推崇两种：Coffea liberica（利比里亚种）和Coffea excelsa（艾克塞萨种）。 2026年5月，戴维斯及其同事在《Scientific Reports》上发表了一项基因组分析，正式描述了两者之间自然产生的杂交种，命名为Coffea × libex（乘号表示种间杂交）。该杂交种发现于马来西亚婆罗洲的砂拉越，遍布东南亚、印度、中美洲和非洲。利贝克斯兼具双亲的最佳特性：来自艾克塞萨的耐热和耐旱性，来自利比里亚的病害抗性（包括对咖啡叶锈病的抗性），以及中等大小的种子和更薄的内果皮，简化了采后加工。 也许最重要的是，专业品鉴师在盲测中经常无法区分利贝克斯和阿拉比卡。当《Nature》记者达维德·卡斯特尔韦基访问邱园的品鉴室时，他发现利贝克斯的亲本之一艾克塞萨在他的未经训练的味觉中「与精品阿拉比卡无法区分」，并描述其带有果味和杏仁味。利贝克斯本身也与阿拉比卡相似。 「潜力巨大，」戴维斯说。「这些适应力强的植物可以轻松满足习惯了阿拉比卡的消费者。」 解决方案组合 除了替代物种，研究人员还在追求多种方法。利用阿拉比卡深层基因库的育种计划正在埃塞俄比亚进行。气候模型表明，一些阿拉比卡种植可能会向高海拔地区转移，尽管这对无法轻易搬迁的小农户来说是一个重大挑战。甚至研磨的物理学也在被探索：研究人员已经证明，在咖啡豆冷却时研磨会产生更小、更均匀的颗粒，而2024年《iScience》论文中描述的研磨过程中受控摩擦起电可以改善萃取化学并减少浪费。 然而，重大障碍依然存在。利贝克斯杂交种虽然前景广阔，但尚未成为规模化的商业解决方案。挑战包括砂拉越的炭疽病、炎热潮湿条件下发酵控制的困难、种植群体的老化和婆罗洲内陆地区土著农业社区的衰退。品鉴测试虽然令人鼓舞，但尚未作为正式的感官试验经过同行评审和完整统计分析。而将整个咖啡种植区域过渡到新物种的社会经济维度也十分艰巨。 尽管如此，赌注不可能更高了。随着全球咖啡需求持续上升，缓解气候变化最坏影响的窗口正在缩小，问题不是咖啡产业是否会转型，而是能否足够快地转型。正如凯斯的VPD研究所揭示的，利润空间极其微薄。供应全球90%阿拉比卡咖啡的国家已经接近其咖啡变得不可持续的阈值。 关于什么将取代晨间阿拉比卡卡布奇诺的问题，答案很可能是一种非常相似的东西，但来自大多数咖啡饮用者从未听说过的植物。 婷 翻译 来源： Castelvecchi, D.「Coffee is under threat: how scientists are fighting to save it from extinction.」《Nature》655, 287–288 (2026). DOI：10.1038/d41586-026-01965-z

2012年，诺贝尔奖得主弗兰克·威尔切克提出了一个激进的想法：一种不仅在空间中重复、而且在时间中也重复的晶体，一种自发产生周期性运动的物质相，就像一个永不停止的钟摆，无需周期性推动。这一想法受到了激烈的理论审视，多年来，威尔切克的”时间晶体”似乎可能在热平衡下不可能存在。但自2017年以来的一系列卓越实验证明了相反的情况，首先是在 trapped ions 中的离散时间晶体，随后是在原子-腔系统中的连续时间晶体。 现在，上海交通大学的研究人员迈出了下一步：他们构建了一个肉眼可见的宏观经典时空晶体，并首次观察了它的融化过程。 这项实验发表在PNAS上，由Matteo Baggioli和张洁领导，涉及大约10,000个3D打印的圆盘形粒子，每个粒子相当于一枚大硬币的大小（直径8.8毫米），放置在一个约50厘米（20英寸）宽的振动铝板上。每个粒子有六个交替倾斜的支腿（就像一个小转子）和一个用于跟踪方向的标记点。当板以100 Hz（约为地球重力3倍的加速度）振动时，倾斜支腿与板之间的碰撞产生主动力，使粒子开始运动。 在高密度下，非凡的事情发生了：所有10,000个粒子自发同步成一个单一的、连贯的刚体旋转，周期约为4.7至5.5小时，比100 Hz驱动慢了大约六个数量级。该系统自发地打破了连续时间平移对称性：它选择了自己的节奏。傅里叶谱显示在约5.5×10⁻⁵ Hz处有一个尖锐的峰值，确认了真正的时间周期性秩序。这种旋转持续近一整天（仅受设备限制），并能承受强烈的声学噪声注入。在七个较小副本的对照实验中，起始时间和旋转方向是随机的，证实了有序化的自发性质。 三阶段瓦解过程 论文的核心见解来自于研究人员降低粒子密度时发生的情况。通过从板上缓慢移除粒子（降低填充率），他们观察到时空晶体通过三个不同阶段融化，这是任何时空晶体系统中从未观察到的进展。 在第一阶段，填充率约为0.734时，系统进入研究人员称之为”T-共存”的状态。时间（时间晶体）秩序开始瓦解：板的一些区域继续连贯旋转，而其他区域变得时间无序。与此同时，空间晶格已经从一个晶体融化成六角相，这是一种具有准长程取向序但只有弱平移序的状态，是Kosterlitz、Thouless、Halperin、Nelson和Young的经典二维融化理论中常见的中介状态。 在第二阶段，填充率约为0.709时，时间秩序完全丧失；不再有连贯的旋转。此时空间秩序开始自身的崩溃，进入团队称之为”S-共存”的状态：六角域和流体域在板上共存。 在第三阶段，填充率低于0.687时，所有空间秩序消失，系统变成进行随机布朗运动的各向同性流体粒子。 “最惊人的发现是空间秩序和时间秩序解耦，它们通过完全不同的机制融化，”共同第一作者刘国庆说。”时间秩序是通过多体相互作用减弱时方向持久性的丧失而被破坏的，而空间秩序则经历了经典的KTHNY缺陷介导融化场景。” 为何重要 该实验提供了时空晶体的第一个完整实验相图。先前的工作集中在实现这些奇特的物质状态上；没有人系统地研究过它们如何崩溃。 空间和时间对称性破缺的解耦是一个基本的物理洞察。这表明，时空晶体尽管有其名称，但并不是一个秩序共同维持或崩溃的统一对象。空间和时间中的两种周期性由不同的物理机制支撑，可以独立地被破坏。 “这是一个经典系统，而不是量子系统，”Baggioli指出。”但对称性破缺的原理是普遍的。我们能够在一个使用3D打印部件的桌面实验中观察到这些效应，这非常了不起。” 这项工作还开辟了一个新方向：研究广为人知的空间相的时间类比。例如，六角相有一个时间对应物，”时间六角相”，可能在T-共存区域中可观测到。时空晶体的相图概念现在是一个具体的实验追求，而非理论抽象。 有几个注意事项值得指出。系统中的旋转始终是逆时针的，这是一个小实验缺陷的产物，而不是真正的自发手性破缺。该系统是一个经典的、驱动的、非平衡稳态，并非威尔切克最初设想的那种量子时间晶体。具体的融化场景可能取决于颗粒系统耗散和驱动机制的细节。 尽管如此，该实验证明了一个经典的时空晶体可以被构建、观察和系统地拆解，这是威尔切克14年前首次提出这一概念时看起来像科幻小说般的壮举。 来源： Liu, G., Bai, J., Baggioli, M. & Zhang, J. “Three-stage melting of a macroscopic continuous spacetime crystal.” PNAS 123(27), e2613063123 (2026). DOI：10.1073/pnas.2613063123 婷 翻译

计算科学最深远的抱负之一，是观察复杂系统——湍流流体、化学反应、生态系统——并提取支配其行为的数学规则。这就是”方程发现”或”符号回归”，几十年来人们一直在追求这个目标。挑战在于，现实世界的数据嘈杂、多尺度且不完整。SINDy（非线性动力学稀疏辨识）等经典方法即使在适度噪声存在的情况下也会失效。神经网络方法虽然稳健，但会产生黑箱：它们可以预测但无法解释。 中国科学院沈阳自动化研究所的一个团队现在开发了一个结合两者优点的框架。该框架名为PK-MCL（物理-Koopman多尺度对比学习），可以从受高达10%噪声污染的数据中提取干净、物理可解释的控制方程，包括缺失的空间区域和时间间隙。该成果于7月13日发表在《自然·通讯》上。 “我们的框架将问题从静态曲线拟合转向受约束的动态推理，”通讯作者周晓峰表示。”恢复的方程不仅要拟合训练数据，还要在长时间范围内产生稳定、有物理意义的预测。” 三个模块 PK-MCL集成了三个组件。第一个是多尺度Koopman神经算子，它使用傅里叶变换将输入场分解为不同的频带，本质上分离了快速和慢速动力学，并在学习的潜在空间中线性演化每个频带。这种频谱分解对于不同物理过程在不同时间尺度上运行的系统至关重要，例如嵌入流动流体中的化学反应。 第二个组件是物理引导的稀疏投影，它约束输出方程由预先指定的库中的少量物理有意义的项组成，这些项包括多项式、空间导数和其他可解释的构建模块。这直接嵌入到训练过程中，而不是作为事后修正应用，因此神经网络从一开始就被明确引导向识别紧凑方程。 第三个组件是多视图一致性正则化，借鉴自自监督学习（BYOL架构），它迫使模型在输入的不同扰动（掩码、噪声注入、时间丢弃）下产生不变表示。这极大地提高了鲁棒性。 这三个组件通过一个平衡预测精度、方程稀疏性和表示一致性的单一损失函数进行联合训练。 基准测试 研究人员在一系列标准系统上测试了PK-MCL：Burgers方程（非线性对流扩散模型）、二维FitzHugh-Nagumo反应扩散系统和二维Navier-Stokes涡度方程。在所有情况下，PK-MCL都能以高保真度恢复正确的控制方程，即使在10%测量噪声下也是如此，而经典SINDy及其变体在相同条件下完全失效。 该框架还展示了稳定的长期预测能力，在数百个时间步长上保持精度，并推广到未见过的初始条件和运行状态。在Navier-Stokes基准测试中，它保留了基线方法未能捕捉到的大尺度涡旋结构和能量级联。 除了合成基准测试，团队还在来自工业研磨和分级回路的真实传感器数据上验证了PK-MCL，这是一个具有八个测量变量、传感器噪声和缺失样本的矿物处理系统。该框架提取了变量之间物理有意义的关系，这些关系与已知的工厂行为相匹配。 可解释性的原因 与标准神经网络不同，PK-MCL输出一组稀疏系数，这些系数直接映射到可解释的数学项：对流、扩散、反应速率。用户不仅仅得到预测，他们得到的是一个方程。频谱分解揭示了哪些频带支配哪些现象，提供了额外的物理洞察。 有几个注意事项。该方法需要一个预先指定的候选项库；如果真实控制方程使用了库中没有的函数，恢复将失败。基准测试仅限于一维和二维系统；三维问题在计算上要求很高。该框架尚未在具有不连续性或随机噪声的系统上进行测试。该论文作为预印本发表，尚未经过最终编校。 尽管如此，PK-MCL向自动化科学发现的目标迈出了重要一步：将原始数据输入机器，并得到简洁、人类可读的方程，从而增进对基础物理学的理解。从气候科学到系统生物学再到工程学，这种能力可能改变模型的构建方式。 婷 翻译 Source: Jia, D., Li, S., Zuo, X. et al. “From data chaos to physically interpretable deterministic mapping.” Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-75164-9

宾夕法尼亚大学的研究人员在实验室生产人类精子方面迈出了重要一步，但这项发表在《细胞·干细胞》上并由《自然·新闻》报道的最新研究也清楚地表明，该领域仍有很长的路要走。 由生殖生物学家Eoin Whelan和发育生物学家Kotaro Sasaki领导的团队，从人类供体的血细胞入手，使用标准的山中因子方法将其重编程为诱导性多能干细胞（iPS细胞），然后将这些细胞引导成原始生殖细胞样细胞（PGCLC）——即通常产生精子或卵子的早期胚胎前体细胞。 将PGCLC推进到下一阶段——存在于睾丸中的未成熟精子前体细胞——精原细胞，一直是一个主要瓶颈。宾大团队通过将人类PGCLC与非生殖性小鼠睾丸支持细胞（提供结构支持和信号因子）混合，然后将混合物移植到活小鼠肾囊膜下的囊袋中，解决了这一问题。 肾囊膜充当了一个体内培养箱：丰富的血液供应提供了血管化、营养物质输送和废物清除，使细胞得以生长和自我组织。六个月后，移植的细胞形成了类似于睾丸组织中的管状结构，人类细胞已进展到精原细胞阶段。 但它们在那里停止了。 这些细胞停滞在未成熟阶段，无法完成产生功能性和活动精子的完整精子发生过程。最终成熟所需的信号仍然未知，现有的实验室环境——无论是小鼠体内还是人工环境——都无法提供这些信号。 这项工作建立在长达十年的研究轨迹之上：Sasaki的团队于2015年首次从人类iPS细胞制造出PGCLC。2020年，另一个团队确定了使当前方法成为可能的小鼠睾丸支持细胞。2023年，研究人员使用实验室培养的卵子从两只雄性小鼠身上繁殖出后代，但用Sasaki的话说，人类版本与小鼠研究相比仍然”远远落后”。 大约40%的男性不育病例病因不明。如果最终能够生产出实验室培养的精子，它们可以帮助完全不产生精子的男性拥有生物学上的孩子。但研究人员强调，他们距离任何临床应用还有很长的路要走，而伦理问题——包括基因改造生殖细胞或创造”设计婴儿”的可能性——仍未解决。 来源 [1] Whelan， E.C.， et al.《In vitro derivation of human spermatogonia from pluripotent stem cells.》Cell Stem Cell (2026). DOI： 10.1016/j.stem.2026.06.001 [2] Ledford， H.《Lab-grown human sperm inch closer to reality.》Nature News (2026). https：//www.nature.com/articles/d41586-026-02172-6

数十年来，帕金森病进展的主流理论认为，错误折叠的α-突触核蛋白在脑内从一个细胞传播到另一个细胞，逐渐摧毁控制运动的的多巴胺神经元。但允许这种传播的分子机制一直未知，直到现在。 由耶鲁大学医学院Stephen M. Strittmatter领导的团队在《自然·通讯》上发表论文，确定了让错误折叠的α-突触核蛋白进入健康多巴胺神经元的细胞表面复合物：两种名为mGluR4和NPDC1的蛋白质之间的合作。当小鼠体内任何一种蛋白质被禁用时，神经退行性变的级联反应就会停止。 发现流程 研究人员对4401种膜蛋白（占细胞表面所有注释蛋白的80%以上）进行了无偏筛选，在HEK293T细胞中表达每种蛋白，并测试生物素标记的α-突触核蛋白原纤维是否会结合。只有16种蛋白质显示出结合活性。最优先的候选者是mGluR4（代谢型谷氨酸受体4）和NPDC1（神经元增殖、分化和控制蛋白1）。 这一选择被证明具有战略性。在黑质致密部——即在帕金森病中死亡的细胞——中，约98%的酪氨酸羟化酶阳性神经元同时表达这两种蛋白质。mGluR4以33纳摩尔的解离常数结合α-突触核蛋白原纤维；NPDC1以80纳摩尔结合。两者均不与单体α-突触核蛋白结合，也不与其他蛋白质的原纤维结合。其特异性非常显著。 它们如何协同工作 mGluR4和NPDC1在细胞表面形成一个物理复合物。NPDC1阻断mGluR4正常的钙信号传导功能，并提供直接结合α-突触核蛋白原纤维的细胞外N端结构域。当共表达时，这两种蛋白质相对于各自单独存在时，大大增强了原纤维结合。 遗传相互作用实验证实了这一功能伙伴关系：缺失任一基因一个拷贝的小鼠（单杂合子）对α-突触核蛋白毒性没有保护作用。但缺失两个基因各一个拷贝的小鼠（双杂合子）表现出显著减少的原纤维结合、减少的磷酸化α-突触核蛋白积累和减少的突触损失。 在小鼠中阻止传播 两个互补的小鼠模型接受了测试。在第一个模型中，将α-突触核蛋白原纤维直接注射到纹状体的播种模型中，敲除mGluR4或NPDC1完全防止了黑质中多巴胺神经元的损失。在野生型小鼠中，注射导致了严重的神经元死亡。在敲除小鼠中，保护作用在统计上非常显著（p < 0.0001）。 在第二个模型中，携带已知会导致帕金森病的基因突变的A53T转基因小鼠，结果更加引人注目。双杂合子或双敲除小鼠表现出显著改善的生存率、完全恢复的握力以及脊髓运动神经元损失的完全预防——尽管α-突触核蛋白持续积累。保护作用在聚集的下游：蛋白质仍然聚集，但毒性被阻断。 可药物化的靶点 这一发现的意义不仅在于确定了机制，还在于靶点的性质。mGluR4是一种GPCR，属于已有获批药物的蛋白质类别。谷氨酸和实验性化合物L-AP4等正构配体可减少α-突触核蛋白原纤维结合，这表明现有的mGluR4调节剂有可能被重新利用。 由于mGluR4-NPDC1复合物位于细胞表面，并且几乎仅在脆弱的多巴胺神经元上表达，靶向它的疗法可能既易于到达又具有特异性。 这一发现为帕金森病的首个疾病修饰治疗打开了大门——帕金森病影响着约110万美国人，每年新增9万例。目前的疗法仅针对症状。 来源 [1] Perez-Canamas， A.， Chen， M.， Almandoz-Gil， L.， et al.《mGluR4–NPDC1 complex mediates alpha-synuclein fibril-induced neurodegeneration.》Nature Communications， Vol. 17(1)， 994 (2025). DOI： 10.1038/s41467-025-67731-3 [2] ScienceDaily.《Yale identifies how Parkinson’s spreads through the brain.》(2026). https：//www.sciencedaily.com/releases/2026/07/260710003529.htm

太平洋考古学最大的未解之谜之一是，现代波利尼西亚人的祖先在约3000年前向东航行到达萨摩亚和汤加后，为何停滞了1700年，然后在公元900至1100年左右，突然发起了一波惊人的东向航行浪潮，在250年内到达了夏威夷、新西兰、复活节岛，并可能到达了美洲大陆。 发表在《太平洋考古学杂志》上的一项新研究提供了迄今为止最清晰的答案：一场2000年来最严重的特大干旱，使故乡岛屿的生活变得不可持续，而当时人口正处高位，改进的独木舟技术使航行成为可能。 地质学证据 由南安普顿大学David Sear领导的研究团队分析了萨摩亚、汤加、库克群岛和法属波利尼西亚各地沼泽和湖泊中古代泥浆中保存的氢同位素。藻类和植物吸收雨水并将其同位素特征锁定在细胞结构中，这些结构在沉积物中留存数千年，形成了一个天然的降雨档案。 结果显示，公元850年至1200年间，西南热带太平洋经历了2000年来最干燥的时期。干旱是由太平洋海面温度的变化驱动的，这些变化将该地区的主要雨带——南太平洋辐合带——进一步向东推移，使萨摩亚和汤加缺乏降雨，同时使东部岛屿变得更加湿润。 三个因素，一个触发因素 学者们长期以来一直在争论三种相互 competing 的解释：技术创新（能够驶入信风的大型双壳独木舟的发展）、社会和人口压力（不断增长的人口超出有限的岛屿资源）以及环境变化。新证据并不排除前两种解释，但将干旱定位为决定性的催化剂。 当故乡岛屿变得干燥时，东部岛屿——库克群岛、社会群岛——的降雨量却在增加，形成了推力和拉力。干旱恰好在公元900年左右与南库克群岛人类定居的第一批证据同时发生，这与同一团队2020年发表在《PNAS》上的一项研究一致。 来自萨摩亚的遗传证据显示，公元1000年左右人口迅速增长，与来自东部的到达者相符，这表明早期的东部定居者在发现无人居住的岛屿后，传回了消息。 Sear的评价：「我们已经证实了这样一个理论：『长停顿』的结束与故乡岛屿的特大干旱时期相吻合。当他们向东前进时，他们发现了更湿润且无人的岛屿。」 《海洋奇缘》的关联 这个故事通过《海洋奇缘》电影——2016年的动画原版和2026年的真人改编版——找到了全球观众。两部电影都借鉴了「长停顿」之谜，莫阿娜离开受威胁的家乡岛屿，航行到珊瑚礁之外去拯救她的人民，这是真实历史动态的虚构回响——环境压力迫使岛民冒险进行危险的东方航行。 来源 [1] Sear， D.， et al.《Did changing climate in the tropical South Pacific contribute to the eastward migration and settlement of Polynesia？》Journal of Pacific Archaeology， Vol. 16(2) (2026). DOI： 10.70460/jpa.v16i2.399 [2] Sear， D.， et al.《Human settlement of East Polynesia earlier， […]

肾脏和肝脏组织首次在太空中被制造出来。这一里程碑出现在 2026 年 6 月，当时由总部位于圣地亚哥的 Auxilium Biotechnologies 公司制造的 AMP-1 生物打印机在国际空间站上生产了活的肾脏、肝脏和软骨组织，以及 28 个神经修复植入物。 这一代号为 AXLM-3、搭载 SpaceX CRS-34 飞行的任务标志着轨道生物制造领域可能性的重大拓展。这些组织和植入物于 2026 年 6 月 17 日乘坐龙飞船返回地球，在加利福尼亚海岸附近溅落。 AMP-1 平台 AMP-1（Auxilium 微制造平台 1）是一款自主轨道生物打印机，设计为只需极少乘员操作，设置约需两分钟，每次打印操作不到一分钟。它使用轻量级预装生物材料墨盒，可在同一次任务中从同一平台制造活体组织和植入式医疗设备。 Auxilium 与由 Anthony Atala 博士领导的维克森林再生医学研究所（WFIRM）合作，后者提供了细胞和组织设计方案。 为什么太空适合生物打印 微重力相比地面生物打印具有多项优势。没有重力引起的沉降，细胞在打印结构中保持均匀分布，产生更均匀的组织结构。精细的三维结构不会因自身重量而下垂或塌陷，允许更精细的几何形状。更温和的机械环境减少了打印过程中对活细胞的应力。 “在空间站上实现的均匀细胞分布指出了在太空中制造医疗设备和组织的真实可能性，”Atala 说。 制造了什么 该任务打印了三种不同的活体组织类型，肾脏、肝脏和软骨，使其成为首个同时制造多种组织类型的太空飞行。它还制造了 28 个 NeuroSpan Bridge 设备，这些设备旨在加速周围神经损伤后的神经再生。早期的 Auxilium 任务（2025 年）曾制造过可灌注血管和八个神经修复植入物，但 2026 年 6 月的任务在范围上代表了重大飞跃。 接下来会发生什么 返回的组织将接受临床前分析，细胞活力、结构完整性以及与地球打印等效物的功能比较。它们不用于立即的临床移植。 NeuroSpan Bridge […]