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深圳先進院?| 靶向抑制FABP4可為絕經后骨質疏松癥提供新療法（Nature Communications）

近日，中國科學院深圳先進技術研究院醫工所轉化醫學研究與發展中心王言副研究員團隊，聯合香港大學深圳醫院陶惠人教授團隊，在國際學術期刊Nature Communications上以“FABP4 inhibition suppresses bone resorption and protects against postmenopausal osteoporosis in ovariectomized mice”為題發文，首次報道證實脂肪酸結合蛋白4（FABP4）是驅動絕經后骨質疏松癥的關鍵分子，靶向抑制FABP4可為PMOP治療提供新方案。近日，中國科學院深圳先進技術研究院醫工所轉化醫學研究與發展中心王言副研究員團隊，聯合香港大學深圳醫院陶惠人教授團隊，在國際學術期刊Nature Communications上以“FABP4 inhibition suppresses bone resorption and protects against postmenopausal osteoporosis in ovariectomized mice”為題發文，首次報道證實脂肪酸結合蛋白4（FABP4）是驅動絕經后骨質疏松癥的關鍵分子，靶向抑制FABP4可為PMOP治療提供新方案。研究背景絕經后骨質疏松癥（PMOP）是一種以骨量減少和骨折風險增加為特征的全身性骨代謝疾病，嚴重威脅我國老年女性健康。數據顯示，我國50歲以上女性患病率高達32.1%，且發病率隨人口老齡化持續上升。現有治療藥物因存在嚴重副作用或療效有限，難以滿足臨床需求，亟需探索更加安全高效的新型分子靶點。研究發現FABP4是FABP家族中主要在脂肪細胞和巨噬細胞中表達的小分子蛋白，可介導游離脂肪酸的胞內轉運與代謝調控，已被證實為糖尿病和類風濕性關節炎等疾病的潛在治療靶點。鑒于糖尿病和RA患者常并發骨質疏松，若證實FABP4可直接調控PMOP進程，則其異常表達可能構成上述疾病共患骨質疏松的分子基礎，這將意義深遠。本研究顯示，臨床PMOP患者血清中FABP4水平顯著升高，且與骨密度呈負相關關系。此外，在卵巢切除小鼠模型中，FABP4在血清及骨髓腔內均高表達。體外實驗進一步證實，FABP4蛋白對BMSC的成骨分化無顯著影響，但能顯著促進破骨前體細胞的分化與成熟。藥效學研究表明，FABP4抑制劑BMS309403對破骨細胞分化的IC50為0.89 μM，與常用臨床藥物阿侖膦酸鈉（IC50 = 0.44 μM）接近。機制上，FABP4可通過激活Ca2+-Calcineurin-NFATc1信號通路，促進破骨細胞分化。在卵巢切除小鼠中，口服BMS309403可顯著抑制長骨和腰椎松質骨的骨質流失，并有效改善長骨的彈性模量和剛性。進一步通過骨靶向納米粒子遞送BMS309403治療后，其抗骨質疏松效果與阿侖膦酸鈉相當甚至更優，顯示了良好的應用前景。應用前景該研究揭示了脂代謝與骨骼健康間復雜的相互關系，對于理解代謝綜合征、肥胖與骨質疏松共病機制有重大啟示。未來有望據此開發精準診斷和個體化治療方案，進一步提升治療效果。中國科學院深圳先進技術研究院王言副研究員、謝倩助理研究員以及香港大學深圳醫院陶惠人教授、吳太林醫生為論文通訊作者，深圳先進院為論文的第一通訊單位。該研究獲得國家重點研發計劃、國家自然科學基金、深圳市重大科技專項、深圳市基礎研究重點項目的資助。圖1：文章上線截圖圖2：研究示意圖

2025-05-16

廣州地化所呂少君、趙時真、張干等—NC：發現大氣有機磷酸酯的二次生成新機制

針對此問題，中國科學院廣州地球化學研究所副研究員趙時真、博士后呂少君、博士生田樂樂等，基于在中國12個城市開展的系統外場觀測實驗，綜合運用模型手段、分子標志物及二元羧酸單體穩定碳同位素示蹤技術，明晰了不同OPEs化合物的氣-粒分配動力學特征。近日，中國科學院廣州地球化學研究所張干研究員團隊在大氣新污染物形成/轉化機制研究方向取得新進展。團隊以典型新污染物—有機磷酸酯（OPEs）為研究對象，揭示了氣溶膠液相化學對OPEs形成/轉化的影響機制，為以OPEs為代表的新型化學品污染管控提供了新的啟示。5月14日，相關成果發表于《自然-通訊》。化學品風險管控是我國新污染物治理行動計劃的核心內容。現行對大多數化學品的污染管控，主要針對其母體和一次排放源，而較少考慮其環境轉化產物所可能帶來的生態和健康風險。然而，一些低毒性的母體化合物或前體物，在環境中可發生化學轉化，產生高毒性的二次污染物。作為傳統溴代阻燃劑的替代品，OPEs被大規模應用于電子、建材等領域，其全球產量高達100萬噸。OPEs也是我國重點城市大氣中含量最高的化學污染物之一。大氣中OPEs既可能來源于直接排放，也可能由其前體物—亞磷酸酯抗氧化劑（OPAs）轉化生成。目前，對于我國城市大氣中OPEs的來源途徑、及其形成/轉化機制的認識依然不足。針對此問題，中國科學院廣州地球化學研究所副研究員趙時真、博士后呂少君、博士生田樂樂等，基于在中國12個城市開展的系統外場觀測實驗，綜合運用模型手段、分子標志物及二元羧酸單體穩定碳同位素示蹤技術，明晰了不同OPEs化合物的氣-粒分配動力學特征，揭示了大氣顆粒物中“親水性”OPEs的來源與二次生成途徑。研究團隊觀察到，OPEs尤其是親水性OPEs在細顆粒物中的含量遠高于氣相濃度，即存在部分OPEs在顆粒物上的“超富集”現象。他們發現，不同理化性質OPEs的氣-粒分配行為存在顯著差異（圖1），Pankow分配模型模擬結果與疏水性OPEs分配系數較為一致，但遠低估了親水性OPEs的分配系數；同時，疏水性OPEs的氣-粒分配行為對氣溶膠有機物含量具有正響應，但親水性OPEs的氣-粒分配行為卻對氣溶膠液態水（ALW）含量具有正響應。基于亨利定律的相關分析也證實，疏水性OPEs主要分配到氣溶膠有機相、親水性OPEs主要分配到氣溶膠液相。但這仍無法完全解釋觀測與模型模擬的差距。由此，他們提出了親水性OPEs可能存在未知的大氣化學機制，促使其在細顆粒物上發生二次生成的科學假設。圖1. 親水性和疏水性有機磷酸酯氣-粒分配的模型模擬與觀測結果團隊進一步分析了親水性OPEs與大氣氧化劑、液相反應分子標志物間的關系，揭示出OPEs前體物（OPAs）在顆粒物中的液相氧化反應是驅動冬季親水性OPEs二次生成的關鍵機制，其中，氣溶膠中吸濕性無機鹽、過渡金屬可通過促進前體物和大氣氧化劑的氣-粒分配和氧化潛勢，進而增強親水性OPEs在顆粒物中的二次生成。在區域上，應用分子標志物和源解析模型，實現了我國典型城市顆粒態親水性OPEs不同來源貢獻的量化（圖2），揭示OPEs的直接排放是夏季的主導來源（>80%），而二次生成的貢獻在冬季顯著增加（達25~50%）。綜上，團隊指出（圖3），大氣中的親水性OPEs既可來源于OPEs的直接排放，也可由其前體物OPAs在顆粒物中經液相氧化而二次形成，且該機制在氣溶膠液態水含量較高的冬季尤為顯著。這一認識，首次強調了氣溶膠液相過程在OPEs環境歸趨中所起的重要作用。圖2. 中國典型城市大氣中顆粒態“親水性”有機磷酸酯的來源解析圖3. 氣溶膠液相過程促進顆粒態“親水性”有機磷酸酯生成機制示意圖論文合作者、英國蘭卡斯特大學杰出教授凱文?瓊斯（Kevin Jones）表示，新型污染物或其前體物在釋放到環境中后可能經歷一系列反應，發生大氣化學轉化，導致形態轉變甚或二次生成。這項研究增進了我們對有機污染物大氣轉化的認知，同時，也提示當前化學品風險評估過程中亟需全面認識和應對轉化產物及二次污染問題。呂少君和田樂樂為該論文的共同第一作者，趙時真和張干為共同通訊作者，彭平安院士、凱文?瓊斯和廣東省生態環境監測中心正高級工程師陳多宏為主要合作者。該研究受到國家自然科學基金重點項目和青年項目、“一帶一路”國際科學組織聯盟（ANSO）聯合研究合作專項項目、廣東省基礎與應用基礎研究重大項目、廣東省杰出青年項目和中國科學院青年創新促進會等項目的資助。論文信息：Shaojun Lv（呂少君）,LeLe Tian（田樂樂）,Shizhen Zhao（趙時真）,Kevin C. Jones,Duohong Chen（陳多宏）,Guangcai Zhong（鐘廣財）,Jun Li（李軍）,Buqing Xu（徐步青）,Ping’an Peng （彭平安）and Gan Zhang（張干）. Nature Communications 2025,16(1):4463.原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-59361-6

2025-05-16

Nature Neuroscience | 深圳先進院揭示大腦中調控成癮的“油門-剎車”重要機制

北京時間5月12日下午17時，中國科學院深圳先進技術研究院腦認知與腦疾病研究所朱英杰研究員團隊的最新研究成果發表于《自然—神經科學》。他們發現，小鼠大腦中存在兩條關鍵的多巴胺神經環路，能夠調控毒品成癮的發生發展，而在社會競爭中獲得勝利體驗能夠重塑這兩條神經通路，并降低小鼠的毒品成癮行為。該研究為成癮易感性的社會因素提供了新的機制解釋和理論模型，并為成癮的干預治療提供了新的方案。藥物成癮是全球性的健康難題，但為何有人更容易沉溺其中？又為何有人能“懸崖勒馬”，克服成癮？北京時間5月12日下午17時，中國科學院深圳先進技術研究院腦認知與腦疾病研究所朱英杰研究員團隊的最新研究成果發表于《自然—神經科學》。他們發現，小鼠大腦中存在兩條關鍵的多巴胺神經環路，能夠調控毒品成癮的發生發展，而在社會競爭中獲得勝利體驗能夠重塑這兩條神經通路，并降低小鼠的毒品成癮行為。該研究為成癮易感性的社會因素提供了新的機制解釋和理論模型，并為成癮的干預治療提供了新的方案。該研究中，深圳先進院朱英杰研究員為該論文的通訊作者，助理研究員鄧瀟斐、副研究員徐薇和助理研究員柳昱彤為論文的共同第一作者。深圳先進院為該研究的第一單位。發現與成癮有關的“油門-剎車”通路根據聯合國毒品和犯罪問題辦公室發布的報告數據顯示，全球使用毒品人數持續增加，2021年全球有超過2.96億人使用毒品，比10年前高出23%。藥物成癮受到生物、心理和社會等諸多因素的影響，不同個體在成癮易感性上存在差異。此前，來自人類和其它靈長類動物的研究顯示，社會等級是影響成癮易感性的一個重要因素，多巴胺系統可能參與其中。但其具體的神經機制仍不清楚。在該研究中，研究人員首先將兩只體型相近的雄性小鼠配對飼養，并使用“鉆管實驗”來衡量小鼠之間的社會等級。簡單來說，就是把兩只小鼠頭對頭放進一根細管中，在實驗中，將對方推出管子的小鼠被定義為“高等級小鼠”，被推出去的小鼠則為“低等級小鼠”。接著，研究人員讓這些小鼠進行甲基苯丙胺（冰毒）自身給藥實驗，測試小鼠的成癮行為。結果發現，“低等級小鼠”迅速習得甲基苯丙胺自身給藥行為，而“高等級小鼠”則很少主動攝入甲基苯丙胺。那么，這一現象背后的神經機制是什么？研究人員采用多種神經科學技術發現，小鼠大腦中有兩條重要的多巴胺能神經環路——“中腦-皮質”和“中腦-邊緣”通路，發揮了關鍵作用。多巴胺被稱為“快樂遞質”，其釋放與獎賞、動機密切相關。連接中腦到伏隔核的“中腦-邊緣”多巴胺通路就像“油門”，驅動對獎賞的渴求；而連接中腦與前額葉皮質的“中腦-皮質”多巴胺通路，就像“剎車”，負責增強對厭惡刺激的覺察。研究者觀察到，甲基苯丙胺在“高等級小鼠”的前額葉皮質釋放的更高的多巴胺；而在伏隔核，“低等級小鼠”的多巴胺釋放則更高。“用通俗的話來說，在‘低等級小鼠’中，中腦-邊緣通路功能較強，而中腦-皮質通路則相對較弱，就如同強勁的‘油門’搭配松散的‘剎車’，使小鼠更容易對毒品產生渴求；相反，‘高等級小鼠’則呈現出輕踩‘油門’而用力‘剎車’的狀態，從而增強了對毒品的抵抗力。”論文通訊作者朱英杰解釋道。“勝利體驗”，重塑大腦成癮防線那么，調控“中腦-皮質”和“中腦-邊緣”多巴胺通路這兩條關鍵通路，是否能影響不同社會等級小鼠在覓藥行為上的差異？為了驗證這一假設，研究人員利用藥理學和光遺傳學手段，對這兩條多巴胺環路進行干預。研究結果表明，降低“低等級小鼠”大腦中伏隔核區的多巴胺相關蛋白表達水平，能夠顯著降低其對甲基苯丙胺的攝入；而損毀“高等級小鼠”大腦中前額葉皮質的多巴胺纖維，則會增加其對甲基苯丙胺的攝入。更重要的是，通過光遺傳激活中腦皮質多巴胺通路，不僅提高了小鼠在鉆管實驗社交競爭中獲得勝利的可能性，同時也顯著抑制了后續的甲基苯丙胺自身給藥行為。“有意思的是，在鉆管實驗中，我們讓‘低等級小鼠’無法后退，只能逼迫‘高等級小鼠’退讓。每天重復實驗5次，幾天之后，‘高等級小鼠’放棄了掙扎，很快就主動退讓了，而‘低等級小鼠’則信心滿滿地獲勝了。”朱英杰介紹。經過兩周這樣的行為學訓練后，原本“低等級小鼠”體驗了勝利經歷后，覓藥行為大大下降，原本“高等級小鼠”體驗失敗經歷后，則傾向于形成高覓藥行為。這個過程中還伴隨著“中腦-皮質”和“中腦-邊緣”兩條多巴胺系統的重塑。這些結果提示，社會競爭中獲得勝利的體驗或許可以通過重塑多巴胺系統，來抑制甲基苯丙胺的覓藥行為。當前，傳統的藥物成癮或毒品成癮的抑制手段包括藥物治療、物理治療、心理治療、社會行為約束等。該研究為藥物成癮易感性的神經機制和社會因素提供了全新的理論框架，同時也為成癮治療的新手段和干預策略提供了重要借鑒。“例如，通過增強個體的社會成就感，或模擬成功體驗，從神經機制層面‘加固剎車、削弱油門’，以降低成癮風險。此外，該研究為未來開發非侵入性刺激療法干預成癮提供科學依據。”朱英杰表示。文章上線截圖圖1：社會等級通過影響“中腦-皮質”和“中腦-邊緣”多巴胺通路，調控甲基苯丙胺成癮行為；勝利經歷能夠重塑這兩條通路并抑制覓藥行為圖2：朱英杰團隊（論文共同第一作者：左一柳昱彤、左四鄧瀟斐、右三徐薇）

2025-05-15

骨缺損修復新方案！ | 深圳先進院“含鎂可降解高分子骨修復材料”獲國家藥監局批準上市

5月14日，中國科學院深圳先進技術研究院醫工所轉化醫學研究與發展中心（以下簡稱“轉化中心”）秦嶺、賴毓霄團隊歷經15年研發的“含鎂可降解高分子骨修復材料”，聯合深圳先進院孵化企業深圳中科精誠醫學科技有限公司，宣布通過國家藥品監督管理局創新醫療器械第三類植入器械注冊審批，正式獲準上市。這項創新成果填補了行業空白，為骨缺損修復提供了具有完全自主知識產權的“深港方案”。5月14日，中國科學院深圳先進技術研究院醫工所轉化醫學研究與發展中心（以下簡稱“轉化中心”）秦嶺、賴毓霄團隊歷經15年研發的“含鎂可降解高分子骨修復材料”，聯合深圳先進院孵化企業深圳中科精誠醫學科技有限公司，宣布通過國家藥品監督管理局創新醫療器械第三類植入器械注冊審批，正式獲準上市。這項創新成果填補了行業空白，為骨缺損修復提供了具有完全自主知識產權的“深港方案”。依托“產學研醫”協同創新模式，轉化中心通過集成醫學、生物學、材料學以及工程學等多學科交叉，利用低溫3D打印方法開發出“含鎂可降解高分子骨修復材料”，攻克了3D打印骨科器械的多項技術難點，成功實現了含鎂骨修復材料的精準成型，并賦予材料特殊的仿生結構和適宜的強度。隨著鎂金屬的加入，該材料不僅實現了與人體松質骨相近的力學強度，使其在手術操作中能夠穩定應對沖擊力，避免崩解或產生碎屑，還能在成骨早期提供穩定的力學支撐。同時，該材料能在6至9個月內完全降解并被人體充分吸收，避免了因材料殘留引起的體內異物反應，降解過程中釋放的鎂離子能夠參與新骨的形成和正常的生理代謝過程，加速骨缺損修復。原創成果從實驗室邁向臨床應用，需要經歷漫長和嚴苛的驗證過程。2010年，深圳先進院在與香港中文大學密切的合作基礎上成立轉化醫學研究與發展中心，系統開展骨科植入性功能材料的深入研究。2013年，深圳先進院孵化企業深圳中科精誠醫學科技有限公司，圍繞“含鎂可降解高分子骨修復材料”開展轉化工作，有序完成了產品工藝驗證、注冊檢驗、臨床前生物安全性評價、動物試驗以及多中心臨床試驗。在臨床研究中，聯合研發團隊在北京積水潭醫院、上海市第六人民醫院等八家國內大型研究型醫院完成了176例骨缺損患者的多中心臨床試驗。結果顯示，24周植骨融合率達98%以上，沒有出現排異反應，展現出“含鎂可降解高分子骨修復材料”優異的生物相容性。此外，這一材料在術中可剪切塑形，有利于適配復雜骨缺損形態。一直以來，骨缺損修復是困擾醫生和患者的重要難題。盡管傳統的自體骨移植被視為骨缺損修復的“金標準”，但存在供區損傷、來源有限等局限；而傳統的人工骨材料往往難以同時滿足力學支撐、降解適配、骨誘導再生等多重需求。鎂由于其優異的材料特性和生物活性，被譽為“革命性醫用金屬”，是理想的骨科修復材料，國內外眾多科研團隊和企業都給予重點關注。但截至目前，根據國家藥品監督管理局和美國食品藥品監督管理局的公開數據獲悉，尚未有鎂相關的骨修復材料作為醫療器械而應用于臨床。深圳先進院醫工所副所長、轉化中心執行主任賴毓霄研究員介紹：“‘含鎂可降解高分子骨修復材料’提供了一種安全且高效的骨修復解決方案，臨床試驗證實它成功克服了傳統骨修復材料的諸多局限，顯著提升了骨修復的成功率，有效減輕了患者的痛苦與并發癥，對促進患者康復及改善生活質量起到了關鍵作用。”“未來，研究團隊將積極拓展‘含鎂可降解高分子骨修復材料’的臨床適應癥，提高骨修復精度和效率，持續攻克復雜骨缺損和疑難骨病治療難題，為創傷、骨腫瘤、骨壞死等骨科疾病的治療、康復提供新技術、新策略。”歐洲科學院外籍院士、美國醫學與生物工程院院士、轉化中心主任、香港中文大學醫學院秦嶺教授表示。獲批上市截圖含鎂可降解高分子骨修復材料含鎂可降解高分子骨修復材料聯合創新團隊

2025-05-15

?廣州能源研究所在城市車網互動（V2G）項目規劃與投資決策領域取得新進展

近日，中國科學院廣州能源研究所黃玉萍正高級工程師團隊在面向城市級車網互動 (V2G,?Vehicle-to-Grid ) 項目規劃與投資的決策分析研究中取得突破。當前，大規模V2G落地仍面臨用戶參與不確定、電池與基礎設施受限、調度復雜、市場與監管機制不完善等多重挑戰，加大了政府和投資者的決策難度。在此背景下，該研究團隊提出構建了“價值網絡＋系統動力學”模型（圖1），首次在同一體系下整合投資方、電網、聚合商和車輛用戶四大主體，揭示了城市 V2G 生態下價值創造、傳遞與反饋機制（圖2）。通過動力學仿真，研究捕捉了市場需求波動、用戶參與意愿、補貼政策和技術反饋等因素的時序耦合，增強了模型對現實場景的適應性。圖1 城市V2G項目價值創造動力學因果關系圖圖2 ?城市V2G 項目價值創造的系統流圖該研究解析了投資—收益—風險全鏈路，量化了政府及社會資本、配電網、聚合商與用戶在 V2G 系統中的多向價值流動，可為政策制定者和投資者提供了可操作的決策支持工具（圖3）。圖3 城市V2G項目的投資決策優化流程研究結果揭示了城市V2G生態系統中的關鍵價值創造機制。通過對三個不同城市背景的案例研究，針對性的補貼調整（如從0.3提升到0.6元/千瓦時，或從0.4降至0.25元/千瓦時）和基礎設施投資（增加高達1.69倍），可實現投資回報率(ROI)提升24.5%、11.13%和23.87%（圖4）。(A) City A?????? ? ? ? ? ? ? ? ? (B) City B? ? ? ? ? ? ? ? ????(C) City C圖4 不同城市場景中策略優化前后的項目價值產出通過敏感性與情景模擬，該模型可量化輔助服務電價和配網側需求大幅波動對項目價值的影響，助力風險管控。靈敏度分析表明，輔助服務價格波動對項目價值的影響是技術因素的2.4倍，需求減少60%可能導致不同城市的價值損失達46.57%-52.05%（圖5）。圖5 敏感性分析結果此外，針對輔助服務電價下跌或配網需求驟減情景，該模型可定量計算外部環境變化對項目價值的影響，以幫助決策者提前預警并指導快速應對，降低市場風險。(A) 輔助服務電價波動? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (B) 項目價值變化圖6 輔助服務電價波動與項目價值變化該研究構建的模型為政策制定者和投資者提供了可操作的決策支持工具。對政策制定者而言，該模型可量化各種補貼和監管措施的綜合效果，支持平衡電網管理和電動汽車產業發展的策略。例如，在V2G采用率低的地區，有助于預測積極補貼的邊際效益，指導階梯式激勵措施設計，提高用戶參與度。而對于投資者來說，模型的動態反饋可評估基礎設施投資回收期和風險范圍。基于數據驅動的預測，投資者可以優化充電樁部署，并根據當地電動汽車采用率和電網需求波動調整聚合商激勵措施。該成果獲得國家自然科學基金、中國工程院重點項目、廣東省基礎與應用基礎研究基金及廣東省能源局項目等資助。相關研究成果已形成學術論文Investment Decision Analysis Approach for Urban V2G Projects Based on Value Network，發表于國際期刊Sustainable Cities and Society。博士研究生廖蘇亮為第一作者，黃玉萍正高級工程師為通訊作者。論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2210670725003166

2025-05-13

華南植物園木蓮屬‘絳裳’通過新品種審查

4月27日，國家林業和草原局植物新品種保護辦公室組織專家對華南植物園申請的木蓮屬新品種‘絳裳’進行了現場審查。審查專家為中國科學院昆明植物研究所龔洵研究員和海南大學王亞玲研究員。華南植物園園藝中心寧祖林副主任等熱情接待了專家組一行。▲木蓮屬新品種‘絳裳’專家組在華南植物園木蘭園對新品種及其對照品種的特征性狀進行了詳細的實地審查，同時聽取了新品種培育人對培育過程和DUS測試的詳細匯報，并認真細致比較了新品種與對照品種的形態特征，肯定了新品種的特異性、一致性和穩定性，一致同意‘絳裳’通過新品種審查。▲專家組實地審查新品種‘絳裳’▲專家組審查會議新品種‘絳裳’是華南植物園園藝中心陳新蘭等在2009年利用雜交育種、嫁接等技術培育的雜交品種，于2017年首次開花。該品種為常綠喬木，樹形優美；葉革質，葉面青翠光潤，葉背灰綠色；花紫紅色，清香怡人，盛開時鮮艷奪目，是一種優良的園林景觀樹種。該品種喜光照充足和溫暖濕潤的環境，適宜熱帶至亞熱帶地區做園林綠化，可供公園、校園等地孤植、對植或群植觀賞，具有較好的推廣應用前景。

2025-05-09

國家重點研發計劃“城市生活垃圾定向調控制備車用燃料技術及裝備”項目實施方案論證會在廣州召開

5月9日，國家重點研發計劃“循環經濟關鍵技術與裝備”重點專項“城市生活垃圾定向調控制備車用燃料技術及裝備”項目實施方案論證會在廣州召開。中國21世紀議程管理中心循環經濟專項主管國佳旭副研究員，中國科學院可持續發展研究局大氣海洋與生態環境處副處長趙濤，中國科學院廣州能源所副所長袁浩然研究員，項目跟蹤專家清華大學劉建國教授、同濟大學戴曉虎教授、重慶大學韓永生教授，項目咨詢專家常州大學雷廷宙研究員、華中科技大學喬瑜教授、華南農業大學謝君教授、廣東工業大學王鐵軍教授、北京工業大學吳玉鋒教授、沈陽化工大學王樹榮教授，項目負責人楊海平教授以及課題負責人、項目骨干等40余人參加會議。會議采用線上線下結合的形式舉行，廣州能源所科技處副處長黃振主持會議。5月9日，國家重點研發計劃“循環經濟關鍵技術與裝備”重點專項“城市生活垃圾定向調控制備車用燃料技術及裝備”項目實施方案論證會在廣州召開。中國21世紀議程管理中心循環經濟專項主管國佳旭副研究員，中國科學院可持續發展研究局大氣海洋與生態環境處副處長趙濤，中國科學院廣州能源所副所長袁浩然研究員，項目跟蹤專家清華大學劉建國教授、同濟大學戴曉虎教授、重慶大學韓永生教授，項目咨詢專家常州大學雷廷宙研究員、華中科技大學喬瑜教授、華南農業大學謝君教授、廣東工業大學王鐵軍教授、北京工業大學吳玉鋒教授、沈陽化工大學王樹榮教授，項目負責人楊海平教授以及課題負責人、項目骨干等40余人參加會議。會議采用線上線下結合的形式舉行，廣州能源所科技處副處長黃振主持會議。會上，袁浩然代表中國科學院廣州能源研究所對中國21世紀議程管理中心、中國科學院可持續發展研究局、項目跟蹤及咨詢專家組、項目參與單位的指導與支持表示衷心感謝。他強調，研究所與各項目參與單位深厚的前期積累與良好的合作基礎是項目成功實施的關鍵，研究所一向高度重視國家重點研發計劃項目，將全力支持項目負責人楊海平教授及項目執行團隊，并嚴格落實項目主體責任，加強項目執行過程管理，確保項目順利完成。國佳旭代表21世紀議程管理中心致辭。他詳細介紹了“循環經濟關鍵技術與裝備”重點專項的總體情況，強調該項目對實現城市生活垃圾資源化利用具有重要戰略意義，指出實施方案論證是厘清項目如何進行的關鍵，各專家需要切實指出項目實施的關鍵科學技術問題及攻關難點，確保各項研發任務的高質量推進。趙濤對項目啟動表示了熱烈祝賀，肯定了廣州能源所在有機固廢循環利用領域的技術優勢與長期積淀。他表示中國科學院可持續發展研究局作為推薦單位將持續為項目實施提供全方位的保障，同時要求項目團隊嚴格按照接下來各位專家的意見和建議進一步完善實施方案，加強團結協作，確保產出實質性的科技成果。項目負責人楊海平以及各課題負責人分別從項目概況、任務分解與接口、實施計劃與預期成果、組織管理與風險分析等多方面進行了詳細匯報。專家組經質詢與討論后一致認為，項目目標明確，研究內容全面，實施方案合理，技術路線可行，任務安排合理，保障措施完善，一致同意項目實施方案通過論證。同時專家組也建議進一步明確在垃圾分類背景下本項目的處理對象，強化項目示范工程實施的技術與政策風險管控。“城市生活垃圾定向調控制備車用燃料技術及裝備”項目由中國科學院廣州能源研究所牽頭，聯合華中科技大學、浙江大學、同濟大學、華南農業大學、華北電力大學、哈爾濱工業大學、清華大學、福州大學、圣元環保股份有限公司共10家單位協同開展。與會人員合影

2025-05-12

深圳先進院?| 可解釋機器學習新方法提升肺結節良惡性診斷精度（EJNMMI）

近日，中國科學院深圳先進技術研究院醫學成像科學與技術系統全國重點實驗室、醫工所影像中心孫濤副研究員團隊，聯合中國醫學科學院腫瘤醫院深圳醫院、河南省人民醫院，圍繞動態 [1?F]FDG PET/CT 成像，提出了一種融合血流與代謝動態特征的可解釋機器學習方法，顯著提高了對肺部結節良惡性的分類準確性。相關成果以題為 “Leveraging machine learning with dynamic 18F-FDG PET/CT: integrating metabolic and flow features for lung cancer differential diagnosis” 發表在醫學影像與核醫學領域權威期刊European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging。近日，中國科學院深圳先進技術研究院醫學成像科學與技術系統全國重點實驗室、醫工所影像中心孫濤副研究員團隊，聯合中國醫學科學院腫瘤醫院深圳醫院、河南省人民醫院，圍繞動態 [1?F]FDG PET/CT 成像，提出了一種融合血流與代謝動態特征的可解釋機器學習方法，顯著提高了對肺部結節良惡性的分類準確性。相關成果以題為 “Leveraging machine learning with dynamic 18F-FDG PET/CT: integrating metabolic and flow features for lung cancer differential diagnosis” 發表在醫學影像與核醫學領域權威期刊European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging。研究亮點在肺結節影像診斷中，提升良惡性鑒別的準確性始終是醫學影像與核醫學的重要研究方向。傳統的CT結構影像的參數與PET的SUVmax參數在肺癌診斷中存在一定局限，且依賴于復雜的動力學建模。該研究創新性地將病灶的時間-活度曲線（TAC）分解為血流（Cb）、游離態（Cf）和代謝態（Cm）三部分，分別提取關鍵動態特征，如峰值、斜率、AUC等，構建可解釋的分類特征集合。研究基于Bagging集成學習方法，結合LASSO特征篩選和SHAP值可解釋性分析，構建了肺結節良惡性預測模型。在187例訓練集上，模型AUC達到0.89，在42例獨立驗證集上AUC也達到0.86，均顯著優于SUVmax（0.79）和Ki（0.76）（圖2）。預測分數在良惡性人群中差異顯著（p < 0.001），Cohen's效應量高達1.71。該模型在短軸的GE DMI PET/CT設備和長軸的聯影uEXPLORER PET/CT設備上均表現穩定，展示出良好的泛化能力。此外，模型推理時間僅10秒以內，特征提取約8秒/例，完全可集成于臨床流程，具備落地潛力。最后，模型輸出不僅限于預測結果，更通過可解釋分析展示了每個動態特征在單個病人中的診斷貢獻（圖3），讓醫生“看得懂、用得上”。應用前景該研究為動態PET在肺癌良惡性鑒別中的應用提供了新型可解釋性手段，尤其適用于靜態顯像模糊、腫瘤標志物陰性、或高假陽性風險的復雜病例。未來計劃進一步縮短掃描時間、與CT特征融合、開展多中心驗證等推動臨床轉化。本研究由中國科學院深圳先進技術研究院孫濤副研究員、中國醫學科學院腫瘤醫院深圳醫院核醫學科梁穎主任，聯合河南省人民醫院王梅云副院長團隊共同完成。深圳先進院南科大聯培學生姚志恒、腫瘤醫院王禹博醫師為共同第一作者。本研究受到中國科學院、科技部、深圳市和廣東省的項目支持。圖1：文章上線截圖圖2：可解釋機器學習模型（TAC features）在本地（a）及外部驗證數據(b)中均優于常規定量方法，顯著提升了分類診斷性能圖3：個體動態影像特征的重要性排序分析，輔助臨床理解

2025-05-08

深圳先進院合作構建“微生物特種兵”，可同時降解5種污染物（Nature）

高鹽廢水作為工業廢水中的一種特定類型，主要來自化工廠及石油和天然氣的采集加工等，包含懸浮物、有機物、重金屬、有害化學物質和營養鹽等污染物，對環境和生態系統造成了巨大的影響。因此，去除高鹽廢水中的有機污染物對生態環境可持續發展至關重要。高鹽廢水作為工業廢水中的一種特定類型，主要來自化工廠及石油和天然氣的采集加工等，包含懸浮物、有機物、重金屬、有害化學物質和營養鹽等污染物，對環境和生態系統造成了巨大的影響。因此，去除高鹽廢水中的有機污染物對生態環境可持續發展至關重要。5月7日，中國科學院深圳先進技術研究院客座研究員戴俊彪與上海交通大學教授唐鴻志團隊合作在學術期刊《自然》上發表最新研究，團隊成功構建了可同時降解五種有機污染物的新型工程菌株，并通過實際工業廢水樣本驗證，展示了該菌株對高鹽廢水中復合污染物的高效降解能力，為破解傳統微生物處理技術存在的“鹽抑制效應”提供了中國方案。深圳先進院為該研究第一單位。可高效降解污染物的“微生物特種兵”自然界的微生物雖然能分解高鹽廢水中的部分污染物，但它們就像“偏科生”——每個菌種通常只擅長處理一兩種特定污染物。當面對高鹽廢水中油污、重金屬、放射性物質等組成的“混合垃圾”時，這些天然微生物就顯得“力不從心”。此外，因微生物降解所涉及的基因種類和數目較多，常規基因工程技術對菌株設計和改造的速度和深度非常有限。近年來，合成生物學技術飛速發展為降解菌株的構建提供了可能。科學家們能夠通過合成生物技術給微生物設計“智能工具箱”——不僅能給細菌安裝多種污染物分解能力，還能讓這些功能像“樂高積木”一樣精準搭配。基于此，研究團隊通過底盤菌株篩選與耐鹽機制解析，精準鎖定了具有最快繁殖速率、高鹽耐受和易基因編輯等特性的理想底盤細胞——耐鹽菌株“需鈉弧菌（Vmax）”，并基于弧菌類細菌能吸收整合外源DNA的自然轉化能力，通過調控基因精準構建可調控的具有高效自然轉化能力的菌株VCOD-2。研究人員通過測試發現，這一菌株可高效整合外源DNA片段到細菌基因組，相較于自然界中微生物，轉化效率可提升數倍。進一步研究中，研究團隊將來自不同物種的降解基因模塊進行適配優化，創新開發了迭代自然轉化法，利用同源替換策略，將5個功能基因簇迭代整合到細菌基因組中，在單一菌株中構建了覆蓋單環到多環化合物的五條人工代謝通路，得到的“微生物特種兵”VCOD-15，可實現五種典型芳香類有機污染物——聯苯、苯酚、萘、二苯并呋喃和甲苯的同時降解，涵蓋了從單環到多環化合物的廣泛底物范圍。“VCOD-15菌株的開發不僅給高鹽廢水污染的修復提供了新的解決方案，而且建立了在抗逆底盤菌株基因組上整合多條污染物降解基因簇，并實現功能適配、應用測試的全流程研究范式。期待這種研究范式可以為更多底盤菌株的改造所借鑒，并推廣至更多污染物共存場地的生物降解與修復，為我國環境生物技術發展以及生態環境保護做出貢獻。”中國科學院院士、中國科學院大學資源與環境學院院長江桂斌評價道。提供精準“去污”生物方案研究團隊通過實際工業廢水樣本系統驗證了“微生物特種兵”工程菌株VCOD-15從實驗室到實際污染場地的全場景降解效果：例如，在污染物降解能力方面，這種“微生物特種兵”展現出多靶點同步處理優勢——在48小時內對5種目標污染物的去除率均超60%，其中對聯苯實現完全降解（100%），甲苯、二苯并呋喃等復雜污染物降解率近90%，較天然菌株提升2至3倍效能。面對極端工業環境挑戰，VCOD-15在鹽度高達102.5克每升的氯堿廢水中仍保持活性，成功克服了傳統菌株“遇鹽即失活”的瓶頸；在活性污泥反應器中，12小時內可完全去除高濃度污染物；多平行生物反應器測試顯示，48小時內工業廢水中污染物殘留量均低于檢測范圍的2%，且菌株在復雜微生物群落中占比穩定（40%以上），體現其強大的環境競爭力。“這些驗證數據表明，團隊開發的基于需鈉弧菌的復合污染物工程菌構建平臺，實現了從代謝通路的挖掘、設計和合成，到單一、復合污染物降解菌株的構建、測試，以及在實際工業廢水樣本處理應用的全流程，有望為石化、氯堿等高鹽廢水處理、海上石油泄漏、微塑料污染等全球性挑戰提供全新生物解決方案。”論文共同通訊作者唐鴻志表示。“研究團隊為構建多功能工程菌株打造了通用技術平臺，不僅實現了同一菌株內多代謝通路的高效整合，還支持菌種功能的持續升級，其應用范疇可突破污染物降解領域，向天然產物生物合成、高值化合物細胞工廠構建等合成生物學前沿領域延伸，展現出‘一技術平臺驅動多產業革新’的潛力。”論文共同通訊作者戴俊彪表示。未來，該成果的核心技術可延伸應用于海上溢油污染治理、工業場地修復、微塑料生物降解等多個生態環保場景，不僅為破解復合污染治理難題提供了智能生物工具，更推動環保產業從末端治理向生物智造升級，助力“無廢城市”建設與雙碳目標實現。中國科學院深圳先進技術研究院助理研究員蘇聰博士、上海交通大學致遠榮譽計劃博士生崔浩天和副研究員王偉偉博士為本文共同第一作者。中國科學院深圳先進技術研究院/中國農業科學院深圳農業基因組研究所（嶺南現代農業科學與技術廣東省實驗室深圳分中心）戴俊彪研究員和上海交通大學唐鴻志教授為本文的通訊作者。文章上線截圖迭代自然轉化法（INTIMATE）示意圖

2025-05-08

深圳先進院在系統配置參數自動快速調優研究方面取得突破

近日，中國科學院深圳先進技術研究院數字所異構智能計算中心在系統配置參數自動快速調優研究方面取得重要進展，相關成果以“Swift: Fast Performance Tuning with GAN-Generated Configurations”為題被計算機系統領域頂級會議的CCF A類會議USENIX ATC'25 （The 2025 USENIX Annual Technical Conference）接收。該會議致力于展示和討論計算機系統領域中的新思想和最新研究成果。深圳先進院異構智能計算中心陳超助理研究員為論文第一作者，深圳先進院異構智能計算中心喻之斌研究員為通訊作者。近日，中國科學院深圳先進技術研究院數字所異構智能計算中心在系統配置參數自動快速調優研究方面取得重要進展，相關成果以“Swift: Fast Performance Tuning with GAN-Generated Configurations”為題被計算機系統領域頂級會議的CCF A類會議USENIX ATC'25 （The 2025 USENIX Annual Technical Conference）接收。該會議致力于展示和討論計算機系統領域中的新思想和最新研究成果。深圳先進院異構智能計算中心陳超助理研究員為論文第一作者，深圳先進院異構智能計算中心喻之斌研究員為通訊作者。本文提出Swift方法，這是一種新穎的、基于貝葉斯優化（BO）的大數據系統參數配置快速自動調優方法。其核心思想是利用一種生成式人工智能方法，即生成對抗網絡（GAN），根據已評估的性能最佳的配置來生成高質量的配置。將這些配置與隨機生成的配置相混合，具有使搜索空間向最優配置傾斜的效果，從而實現更快的收斂速度，并減少優化時間。實驗結果表明，與由CherryPick調優的?Flink?程序相比，Swift?將其吞吐量提升了最高達1.59倍，并將延遲最多降低了1.68倍。最重要的是，Swift僅用5.8小時就完成了優化，而CherryPick至少需要12.5小時。對于Spark程序，Swift將由CherryPick調優后的程序執行時間最多縮短了2.2倍。我們還在一家互聯網巨頭的生產集群中，使用Flink程序對Swift進行了評估。此前該程序是通過手動調整配置參數進行優化的，一位專業的性能工程師花了四天時間才完成優化。結果顯示，Swift?在僅6.8小時內就將這個經過手動優化的程序的吞吐量提升了2.3倍，并將其延遲降低了2.8倍。USENIX Annual Technical Conference（USENIX ATC）創辦于1992年，是計算機系統結構和并行/分布式計算領域的頂級國際會議，為中國計算機學會推薦A類國際會議。2025年USENIX年度技術會議（ATC'25,The 2025 USENIX Annual Technical Conference）將于將于2025年7月7日至7月9日在美國波士頓與OSDI共同召開。本次會議共有634篇論文投稿，100篇被接收，中稿率為15.8%。Swift快速自動調優方法流程圖

2025-04-30