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肺腺癌演进中的基因组与转录组动态图谱:从惰性前驱病变到侵袭性转移的分子轨迹
肺癌是全球癌症相关死亡的主要原因,其中肺腺癌(LUAD)作为最常见的病理亚型,占所有肺癌病例的45%以上。从组织学角度看,LUAD通常被认为经历从非典型腺瘤样增生(AAH)到原位腺癌(AIS)、微浸润腺癌(MIA),最终发展为浸润性腺癌(从I期到IV期)的逐步演进过程。在CT影像上,部分LUAD表现为从纯磨玻璃影(GGO)到部分实性结节(含GGO和实性成分),最终发展为实性结节。研究表明,影像学表现与病理分期密切相关:大多数AIS/MIA病变倾向于表现为纯GGO,而CT图像上实性成分的存在与组织学侵袭性增加相关。尽管前驱病变(如AIS和MIA)以及表现为纯GGO的LUAD在完全手术切除后具有接
来源:Cell Research
时间:2025-12-05
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CD45靶向全白细胞成像:革新全身炎症精准定位与诊疗评估的新策略
炎症是众多疾病发生发展的重要推手,从感染、自身免疫病到心血管疾病和癌症,几乎无处不在。然而,临床医生在面对患者时,却常常缺乏一双能够“看透”全身炎症活动的“火眼金睛”。目前的诊断手段主要依赖患者的症状描述、血液生化指标(如C反应蛋白)以及CT、MRI等解剖结构成像。这些方法要么只能反映间接信息,要么无法捕捉到疾病最核心的分子水平动态变化。分子成像技术,如正电子发射断层成像(PET),本应大显身手,它能提供全身的功能性图谱。但目前最常用的PET示踪剂——18F-氟代脱氧葡萄糖(18F-FDG)——却存在明显的局限性。18F-FDG通过追踪细胞的葡萄糖代谢活性来工作,但贪婪消耗葡萄糖的远不止炎症细
来源:Signal Transduction and Targeted Therapy
时间:2025-12-05
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LCTfound:基于扩散预训练的全肺CT视觉基础模型在疾病诊断与影像增强中的突破性应用
在全球每年数亿次的肺部CT检查中,人工智能(AI)正逐渐成为辅助医生诊断疾病、规划手术的重要工具。然而,当前医疗AI的发展面临两大瓶颈:一是高质量标注数据严重匮乏,特别是对于纵隔肿瘤、肺泡蛋白沉积症(PAP)等罕见疾病,获取足够病例训练模型极为困难;二是现有模型多针对单一任务开发,泛化能力有限,且在图像质量增强、三维重建等需要像素级处理的任务上表现不佳。这些限制使得AI在真实临床场景中的广泛应用受到制约。为解决这些难题,由清华大学戴琼海院士、吴天阴教授、徐枫教授与广州医科大学附属第一医院何建行教授领衔的研究团队,在《Nature Communications》发表了题为"A lung CT v
来源:Nature Communications
时间:2025-12-05
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系统性硬化症中抗CCR8自身抗体的功能作用及利妥昔单抗治疗反应的抗体组学特征
在自身免疫疾病的广阔版图上,系统性硬化症(Systemic Sclerosis, SSc)犹如一道难解的谜题——它以皮肤和内脏器官进行性纤维化为特征,却缺乏有效的治疗预测标志物。这种被称为"硬皮病"的疾病,十年死亡率高达30%,在结缔组织病中预后最差。尽管改良Rodnan皮肤评分(modified Rodnan skin score, mRSS)是评估疾病严重程度的重要指标,但越来越多的证据表明,免疫失调才是推动疾病发生发展的核心驱动力。长期以来,B细胞异常和调节性T细胞(regulatory T cells, Treg)功能紊乱被认为是SSc免疫微环境失衡的关键因素。利妥昔单抗(Rituxi
来源:Nature Communications
时间:2025-12-05
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基于渐进式纳米晶化的分级抗裂纹仿组织水凝胶
在生物医学领域,水凝胶因其与人体软组织相似的“软湿”特性、良好的生物相容性和可调控的物理化学性质,被视为极具潜力的组织工程支架和仿生材料。然而,传统水凝胶往往面临一个棘手的矛盾:为了实现组织仿生的柔软度和高含水率,其聚合物网络通常较为疏松,这导致力学性能普遍较差,表现为强度低、韧性不足、易疲劳断裂。尤其是在承重组织(如肌腱、软骨)修复应用中,材料不仅需要承受持续的机械负荷,还需在湿态生理环境中保持尺寸稳定性和结构完整性。长期以来,研究者们致力于通过多种策略提升水凝胶的力学性能,例如引入各向异性结构来模拟天然组织的纤维取向。常用的方法包括单向冷冻和机械拉伸等,但这些方法往往难以同步实现高强度、高
来源:Nature Communications
时间:2025-12-05
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冠状病毒HKU5物种特异性ACE2识别的分子机制与跨种传播风险分析
冠状病毒(CoVs)作为重要的人畜共患病原体,其跨物种传播能力一直备受关注。从SARS-CoV、MERS-CoV到SARS-CoV-2,冠状病毒的多次暴发凸显了动物宿主(尤其是蝙蝠)作为病毒库的潜在风险。蝙蝠源性β-冠状病毒HKU5属于Merbecovirus亚属,与MERS-CoV亲缘关系密切,但其分子机制研究相对滞后。近年研究发现HKU5能够利用多种物种的血管紧张素转换酶2(ACE2)作为细胞入侵受体,包括日本家蝠(Pipistrellus abramus)、人类和貂等,这提示其潜在的跨种传播风险。然而,HKU5刺突蛋白(S蛋白)的构象调控机制及其与ACE2互作的结构基础尚不明确,阻碍了对
来源:Nature Communications
时间:2025-12-05
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Tpt1催化核酸磷酸转移的关键中间体与产物晶体结构解析
在生命的基本运作中,转移RNA(tRNA)扮演着不可或缺的角色,它将遗传密码转化为蛋白质。然而,许多tRNA的成熟需要经历一个精细的剪接过程,即移除其前体中的内含子。在真菌和植物中,这个过程最终且关键的一步是由Tpt1酶完成的:它负责移除剪接连接处的2'-磷酸基团(2'-PO42-)。如果这一步失败,tRNA就无法正常行使其功能,可能导致细胞死亡。有趣的是,Tpt1及其在细菌和哺乳动物中的同源蛋白(分别称为KptA和TRPT1)虽然存在于几乎所有生命领域,但它们的功能似乎不止于tRNA剪接。例如,在哺乳动物和细菌中,这些蛋白可以催化核酸5'末端的ADP-核糖化,这是一种可逆的化学修饰。尽管经过
来源:Nature Communications
时间:2025-12-05
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基于翻译后修饰的分泌蛋白质组时空图谱揭示衣康酸修饰激活的酪氨酸激酶FYN
在免疫学研究领域,巨噬细胞作为重要的免疫哨兵,通过分泌大量信号蛋白来协调复杂的免疫应答过程。这些分泌蛋白中近半数缺乏信号肽,需要通过外泌体等非常规途径分泌到细胞外空间。然而,目前对调控这些蛋白分泌的分子机制,特别是翻译后修饰(PTM)在其中发挥的作用,了解甚少。与此同时,巨噬细胞在病原体感染或肿瘤微环境中会产生大量衣康酸(itaconate),这种免疫调节代谢物能够通过其α,β-不饱和羧酸结构共价修饰蛋白质半胱氨酸残基,这一过程被称为衣康酸修饰(itaconation)。已知的衣康酸修饰靶点包括KEAP1、ALDOA、JAK1等重要免疫调节因子,它们参与调控NRF2抗氧化通路、糖酵解和细胞焦亡
来源:Nature Communications
时间:2025-12-05
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FLICK-PE系统:双链切口策略大幅提升双子叶植物引导编辑效率并创制草甘膦抗性大豆
在精准育种技术飞速发展的今天,引导编辑(Prime Editing, PE)作为一种能够实现精准碱基替换、插入和删除的基因编辑工具,为作物改良带来了革命性潜力。然而,这一技术在单子叶作物(如水稻)中已取得显著进展,却在双子叶植物(如大豆、烟草)中面临效率低下的瓶颈。尽管研究者通过优化编辑器表达、增强转录效率等策略不断尝试,可遗传的PE编辑在双子叶植物中仍难以实现。这一困境严重制约了PE技术在重要经济作物中的应用。为突破这一限制,广州大学关岳锋团队联合国内多家科研单位,在《Nature Communications》发表了题为“A flanking-nicks prime editor (FLI
来源:Nature Communications
时间:2025-12-05
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FoldBench:全原子生物分子结构预测的综合基准测试揭示模型性能与泛化能力
在结构生物学领域,准确预测生物分子复合物的三维结构如同破解生命语言的密码,对理解疾病机制和开发创新药物具有革命性意义。近年来,深度学习技术推动该领域取得突破性进展,特别是AlphaFold 3的出现,将预测范围从单一蛋白质扩展到蛋白质、核酸、配体、离子等多元生物分子体系。然而,这片繁荣图景背后隐藏着严峻挑战:不同模型的性能缺乏统一标准衡量,针对特定分子类型的预测可靠性存疑,更重要的是,模型对训练数据的依赖程度及其真实泛化能力始终成谜。正如航海家需要精确的海图,科研界亟需一个能全面评估这些"分子预言家"真实能力的基准平台。为解决这一瓶颈,复旦大学许昇、冯千泰等研究人员在《Nature Commu
来源:Nature Communications
时间:2025-12-05
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靶向外表面蛋白C的多价mRNA疫苗为莱姆病提供多菌株保护
在温带的北美和欧洲地区,一种由蜱虫传播的疾病正悄然成为重大的公共卫生威胁——莱姆病。每年有超过48万北美人和12万欧洲人感染这种疾病,且发病率随着气候变暖和人类活动范围的扩大而持续上升。莱姆病由伯氏疏螺旋体(Borrelia burgdorferi)引起,这种螺旋形细菌通过蜱虫叮咬进入人体后,会引发从特征性"牛眼疹"到关节炎、心脏炎症和神经系统症状等一系列健康问题。尽管抗生素治疗对多数患者有效,但约10-20%的患者会出现治疗后莱姆病综合征(PTLDS),持续遭受疲劳、疼痛和认知障碍的困扰。更令人担忧的是,许多病例因诊断延迟或误诊而错过最佳治疗时机,这凸显了开发有效预防措施的紧迫性。疫苗研发之
来源:npj Vaccines
时间:2025-12-05
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提高新生儿乙肝疫苗剂量或加强免疫可有效预防HBsAg和HBeAg阳性母亲所生子代的疫苗突破性感染
乙型肝炎病毒(HBV)感染至今仍是全球重大的公共卫生挑战。据2022年数据,全球约有2.54亿人感染HBV,其中约110万人死于HBV相关的肝硬化和肝癌。世界卫生组织(WHO)提出了雄心勃勃的目标——到2030年消除病毒性肝炎的公共卫生威胁。在HBV的传播途径中,母婴传播尤为关键,而接种乙肝疫苗(HB vaccine)是WHO推荐的预防母婴传播的核心措施。中国自1992年起实施新生儿乙肝疫苗接种,并于2002年将其纳入国家免疫规划。这一举措成效显著:中国普通人群的乙肝表面抗原(HBsAg)阳性率从1992年的9.75%降至2020年的5.86%,而5岁以下儿童的HBsAg阳性率更是从9.7%大
来源:npj Vaccines
时间:2025-12-05
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基于Transformer的肿瘤与体成分CT影像融合模型预测胃癌术后复发
胃癌是全球范围内常见的恶性肿瘤,也是癌症相关死亡的主要原因之一。尽管治疗手段不断进步,但仍有超过半数的患者在根治性切除术后出现复发。目前,术前的预后评估主要依赖于TNM分期系统,然而,处于相同分期的患者,其生存结局仍存在显著差异。这表明,迫切需要寻找更强大的生物标志物,以提供更精准的预后信息,从而优化治疗策略。营养不良是胃癌患者中普遍存在且严重的问题,与治疗反应差和不良预后密切相关。身体成分分析,特别是骨骼肌和脂肪组织,作为营养状况的指标,在癌症预后评估中日益受到重视。计算机断层扫描是评估身体成分的金标准,同时也是胃癌诊断和分期的常规检查。因此,术前CT图像不仅包含了反映肿瘤生物学异质性的信息
来源:npj Digital Medicine
时间:2025-12-05
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GSDMD缺失通过抑制巨噬细胞焦亡和促进M2极化减轻支气管肺发育不良
在新生儿重症监护室中,许多早产儿需要呼吸支持来维持生命,然而,这种救命的氧气治疗却可能带来严重的并发症——支气管肺发育不良(BPD)。BPD是一种严重的慢性肺部疾病,其特征是肺泡和肺血管发育受阻,严重影响患儿的长期生活质量。目前,针对BPD的有效治疗手段仍然有限,亟需深入探索其发病机制并寻找新的治疗靶点。近年来,免疫炎症反应在BPD发病中的作用日益受到关注。特别是巨噬细胞,作为肺部重要的免疫细胞,在高氧环境下会发生过度活化,释放大量炎症因子,加剧肺损伤。其中,细胞焦亡(pyroptosis)作为一种程序性细胞死亡方式,与炎症反应密切相关。Gasdermin D(GSDMD)是细胞焦亡的关键执行
来源:Cell Death Discovery
时间:2025-12-05
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综述:利用时空单细胞转录组数据解析细胞命运轨迹
数学基础细胞生物学过程本质上是动态演化的。从胚胎发生中的谱系分叉到组织再生与疾病中的渐进性重塑,细胞在时间和空间上持续演变。理解这些转变不仅需要高分辨率分子测量,更需要能够将静态观测连接成连续轨迹的计算方法。近年来,单细胞和空间组学技术的发展极大扩展了细胞状态的测量能力。单细胞RNA测序(scRNA-seq)揭示了细胞类型和状态的多样性,而时间分辨scRNA-seq支持跨多个时间点的采样。空间转录组学(ST)为这些测量引入了空间背景,时间序列空间转录组学的出现则提供了同时研究细胞组织跨时空变化的机会。这些技术共同标志着从静态细胞图谱向生物过程的动态时空重建迈出了重要一步,并构成了近期构建AI赋
来源:npj Systems Biology and Applications
时间:2025-12-05
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MedShieldFL:面向智能医疗系统的隐私保护混合联邦学习框架——实现安全去中心化脑肿瘤分类
在人工智能技术迅猛发展的今天,医疗领域正迎来一场技术革命。特别是脑肿瘤的计算机辅助诊断,其准确性因深度学习技术的应用而大幅提升。然而,数据隐私保护、类别不平衡以及医疗数据集多样性等挑战,严重限制了集中式深度学习模型在医疗领域的实际应用。医疗数据的敏感性使得它们受到HIPAA和GDPR等法律法规的严格保护,导致大型标注医疗数据集被分散存储在各个医疗机构中,形成了"数据孤岛"现象。这种数据隔离不仅阻碍了研究人员开发具有强泛化能力的模型,还使得小规模医疗机构因数据量不足而难以训练高质量诊断模型。传统联邦学习(FL)虽允许机构协作训练模型而无需共享原始数据,但仍面临隐私泄露风险、数据不平衡及模型收敛缓
来源:Scientific Reports
时间:2025-12-05
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ETV1通过自增强ERK1/2-RSK3信号环路驱动心房颤动发病机制:靶向治疗新策略
心房颤动(Atrial Fibrillation, AF)作为临床最常见的心律失常,正随着全球人口老龄化进程加速蔓延。这种以心房无序电活动和无效收缩为特征的心律失常,显著增加卒中、心力衰竭和全因死亡风险。尽管抗心律失常药物、导管消融等技术不断进步,但AF治疗效果仍不理想,复发率高且长期并发症控制不佳。究其根源,在于AF发病机制的复杂性和异质性尚未完全阐明。目前认为AF不仅是心律紊乱,更是涉及结构重构、电生理改变、炎症反应等多因素的病理过程。其中,心房纤维化形成AF的结构基质,通过胶原沉积破坏心肌细胞连续性,促进传导异质性和折返形成。同时,心肌细胞内钙处理异常(如肌质网Ca2+泄漏)进一步加剧电
来源:Scientific Reports
时间:2025-12-05
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基于YOLOv8的修复牙科器械深度学习检测:推动牙科供应单元工作流自动化与感染控制新突破
在现代牙科诊所的日常运营中,修复牙科器械的管理是一项至关重要却又繁琐的任务。每次治疗结束后,牙科助理都需要仔细清点、识别、清洁并重新打包这些器械,确保它们被正确灭菌以备下次使用。这个过程不仅耗时耗力,而且高度依赖人工操作,极易出现疏漏——比如器械遗漏、错放或灭菌不彻底。这些看似微小的失误,却可能引发一系列连锁反应:导致后续治疗延误,增加交叉污染的风险,并最终影响患者安全和诊疗效率。传统上,牙科供应单元会采用条形码扫描或RFID(Radio Frequency Identification)技术来追踪器械,但这些方法仍需要大量人工参与,难以实现真正的自动化。面对日益增长的门诊量和对高效、安全医疗
来源:Scientific Reports
时间:2025-12-05
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基于主动呼吸控制的三日深度吸气屏气训练方案提升左侧乳腺癌放疗精准度
放射治疗是乳腺癌综合治疗的重要手段,但对于左侧乳腺癌患者而言,放疗过程中心脏不可避免地受到照射剂量已成为影响长期生存质量的关键风险因素。研究表明,放射性心脏损伤可能在接受放疗后数年甚至数十年后才显现,这使得剂量控制尤为重要。深度吸气屏气(Deep Inspiration Breath-Hold, DIBH)技术通过让患者在深吸气后屏住呼吸,使肺部膨胀、胸廓扩张,从而增加心脏与胸壁的物理距离,成为降低心脏受照剂量的有效策略。然而,该技术在实际应用中面临核心挑战:患者能否在多次治疗中稳定重复相同的屏气深度?呼吸波动导致的解剖位置变化可能直接影响放疗精准度。目前临床缺乏标准化、量化的DIBH训练方案
来源:Scientific Reports
时间:2025-12-05
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大块充填树脂用于邻面边缘提升的II类洞修复体界面缝隙形成的显微CT研究
在牙科修复领域,II类洞修复体的长期成功率一直备受关注。当龋坏或缺损延伸到釉牙骨质界下方时,修复体边缘位于龈下,缺乏釉质支撑,这使得获得良好的边缘封闭变得异常困难。这种深部边缘位置不仅操作空间受限,光线难以充分到达,而且牙本质的湿润环境和管状结构也给粘接带来了巨大挑战。传统上,医生可能会选择牙冠延长术或正畸牵引等侵入性方法来改变边缘位置,但对于许多患者来说,非侵入性的邻面边缘提升技术成为了更有吸引力的选择。邻面边缘提升使用树脂复合材料将龈下边缘重新定位至龈上,为最终修复体创造更有利的条件。然而,这一技术本身也引入了新的界面,其长期稳定性仍存在争议。特别是,用于提升的不同类型的大块充填树脂材料,
来源:Scientific Reports
时间:2025-12-05