内容速览
1.地球科学与工程学院郑义/虞鹏鹏团队在OGR上发表文章：南岭成矿带铅锌和钨锡的岩浆岩成矿专属性：岩浆源区、氧逸度和演化程度存在明显差异
2.环境科学与工程学院何春教授团队为类芬顿助催化在实际水体修复中提供新方法
3.生物医学工程学院周建华/乔彦聪团队将纳米织物式电子皮肤与目标检测算法YOLOv3配合实现高准确率排汗量智能检测
4.中山医学院项鹏/张小然团队发现间充质干细胞通过肺-脑轴改善抑郁/焦虑样行为的新机制
5.药学院胡文浩教授课题组利用双核羧酸铑在金属光催化中的双功能性助力药物发现
6.公共卫生学院（深圳）孙彩军教授团队合作研发出可高效诱发呼吸道黏膜免疫应答的微针纳米疫苗新技术
（1）地球科学与工程学院郑义/虞鹏鹏团队在OGR上发表文章：南岭成矿带铅锌和钨锡的岩浆岩成矿专属性：岩浆源区、氧逸度和演化程度存在明显差异
南岭成矿带是世界著名的铅锌钨锡等有色金属成矿省，发育了大量与中生代岩浆作用有关的岩浆热液型矿床。尽管这些矿床多与160 ~ 150 Ma的成矿岩体密切相关，但表现出明显的矿化样式和成矿元素组合等方面的差异。究竟是什么因素控制了这些岩体的成矿专属性目前尚不明确。
研究团队以南岭成矿带典型的大坊矽卡岩型铅锌多金属矿床为例，开展了系统的矿床地质、岩相-矿相学、岩石地球化学和成岩成矿年代学研究，限定了大坊铅锌多金属矿床成矿岩体的岩浆来源、氧逸度和分异程度。同时，系统梳理并建立了南岭成矿带铅锌钨锡成矿花岗岩的岩相学、矿物学和地球化学数据库，通过对比研究，揭示了南岭成矿带成铅锌和成钨锡岩浆岩的成矿专属性。
研究结果表明：（1）大坊铅锌矿床形成于侏罗纪（157 Ma），为与石英二长斑岩密切相关的矽卡岩型铅锌多金属矿床；（2）南岭成矿带成铅锌的花岗岩具有较高的氧逸度和较低的分异程度，是由古老地壳在角闪岩条件下的部分熔融；（3）南岭成矿带成钨锡矿的花岗岩具有相对较低的氧逸度和较高的分异程度，源于变质沉积岩的重熔作用；（4）南岭成矿带铅锌、钨锡成矿花岗岩具有截然不同的岩浆来源、氧化还原状态及演化程度。
构造及成矿模式示意图
以上研究成果以“Magmatic controls on Pb-Zn and W-Sn metallogenic variations in the Nanling Metallogenic Belt, South China: Difference in sources, oxygen fugacity and differentiation degree”为题发表于Ore Geology Reviews，地球科学与工程学院博士研究生黄印为第一作者，郑义教授、虞鹏鹏副教授为通讯作者。
来源：中山大学地球科学与工程学院
https://mp.weixin.qq.com/s/uju1_IwFmMCYoeAd0exGOQ?poc_token=HOONamWj0kc33EgrvD6Wdd-8XIGeguXmlhafKZQN
（2）环境科学与工程学院何春教授团队为类芬顿助催化在实际水体修复中提供新方法
本研究开发了具有优异活性和稳定性的类芬顿助催化剂加速Fe(III)/Fe(II) 氧化-还原循环，从而使Fe(III)/H2O2体系高效去除水体中有机污染物。采用多孔工程耦合杂原子掺杂策略制备了以硼掺杂多孔碳为代表的高性能类芬顿助催化剂。少量BPC输入（0.04 g/L）即可高效驱动Fe(III)/H2O2体系通过·OH主导的自由基途径高效降解有机污染物。实验结果表明，硼物种掺杂优化了助催化剂的孔结构并提高了其助催化活性。同时，硼掺杂通过提高电子传递效率从而加速BPC/Fe(III)/H2O2体系中Fe(III)的还原。理论计算表明，BPC中的BCO2产生的“电子搬运”效应诱导实现了游离Fe(II)的产生以用于H2O2活化。以BPC为膜组件的连续流装置在净化微污染水应用同样表现出优异性能，该研究为类芬顿助催化在实际水体修复中提供了一种新的方法。
BPC加快Fe(III)/Fe(II)循环途径
以上研究成果以“Boron-doped porous carbon boosts electron transport efficiency for enhancing Fenton- like oxidation capacity: High-speed driving of Fe(III) reduction”为题发表于Applied Catalysis B: Environmental，环境科学与工程学院 2020级本科生张焕晶为共同第一作者，何春教授为通讯作者。
来源：中山大学环境科学与工程学院
https://mp.weixin.qq.com/s/FqSrbqipRBWm8ohwU_3iYg
（3）生物医学工程学院周建华/乔彦聪团队将纳米织物式电子皮肤与目标检测算法YOLOv3配合实现高准确率排汗量智能检测
随着社会经济的发展和全民运动的风潮兴起，人们对于运动过程中生理信号检测的需求日渐加强。排汗是人体在运动时候重要的生理过程，是身体调节体温的一种重要方式。准确监测排汗量对于评估身体状态以及运动强度至关重要。然而目前的排汗量检测主要基于微流控装置进行汗液采集和测量，通过化学反应产生颜色变化，利用比色法推测出排汗量。但是微流道装置的制造复杂性和高成本以及比色法的化学试剂安全等问题仍有待解决。
纳米织物由于其极薄的厚度，多孔性以及良好的机械性能，能够无感觉佩戴同时监测各种生理信号。基于物理特性与实际需求，在本研究中，团队通过静电纺丝的方法实现了聚氨酯纳米织物制备。为了实现对纳米织物的吸汗量进行高准确率分类，排除皮肤颜色、光线和背景等因素的影响，研究团队基于聚氨酯纳米织物的微观结构提出了有限元仿真模型，该模型基于朗伯比尔定律计算入射光与透射光光强之间的关系，模拟了不同吸汗量状态下纳米织物的厚度变化和对应的透光度变化。该理论解释了纳米织物的透光度变化的原因，对指导织物型体液传感器设计具有重要意义。
最后，研究团队首次将目标检测算法YOLOv3运用在了对纳米织物的状态分类中。算法包含5次下采样来提取纳米织物在不同尺度和角度下的特征，然后通过3次上采样融合生成3个Feature Maps进行目标检测。这有助于模型捕捉不同大小和性状的纳米织物图案。将纳米织物
数据集作为数据库用于训练YOLOv3模型，训练后模型对纳米织物吸汗量的分类准确率高达97.0%。
.聚氨酯纳米织物与YOLOv3目标检测算法结合用于排汗量检测
以上研究成果以“Nanomesh-YOLO: Intelligent Colorimetry E-Skin Based on Nanomesh and Deep Learning Object Detection Algorithm”为题发表于期刊Advanced Functional Materials，中山大学生物医学工程学院本科生陈泓宇、许思烨是文章的共同第一作者，中山大学乔彦聪助理教授和周建华教授是论文的通讯作者。
来源：中山大学生物医学工程学院
https://mp.weixin.qq.com/s/6wPgfRI7rTHD6s0lgyzS9A
（4）中山医学院项鹏/张小然团队发现间充质干细胞通过肺-脑轴改善抑郁/焦虑样行为的新机制
重度抑郁症（MDD）是一种严重的心理疾病，会对患者的生活产生严重的影响，甚至可能导致自杀。目前经典药物选择性血清素再摄取抑制剂，治疗效果需要数周才能显现，并且对超过30%的患者治疗无效；近年来氯胺酮和电刺激等疗法表现出快速、强大的抗抑郁效果，然而有可能导致成瘾及诱发精神分裂症、癫痫等风险，限制了其广泛的临床应用。因此研发快速起效、副作用小的抗抑郁策略迫在眉睫。间充质干细胞（MSC）具有旁分泌、免疫调节、抗凋亡等多功能特性，动物实验和小样本临床研究初步发现MSC具有改善抑郁焦虑样行为的作用。然而静脉输注的MSC主要分布在肺部，极少进入大脑，那么MSC如何调控中枢神经系统功能发挥抗抑郁作用？
研究人员构建了慢性束缚应激（CRS）和反复社交挫败（RSD）两种小鼠抑郁模型，发现静脉输注的MSC可以明显缓解压力诱导的抑郁焦虑样行为。进一步检测脑组织和外周血清中的炎症因子，发现在MSC输注后并不影响IL-6和TNF-α的表达水平，提示可能存在抗炎作用外的其他机制。应激诱导的抑郁和焦虑样行为通常与多巴胺能系统、下丘脑-垂体-肾上腺轴、血清素能系统有关，通过脑区筛查，研究人员观察到中枢血清素能系统关键脑区中缝背核5-HT神经元被显著激活，提示该核团可能在MSC抗抑郁作用中扮演了关键角色。
那么外周分布的MSC如何对中枢中缝背核5-HT神经元产生影响？肺部被丰富的感觉神经纤维支配，这些感觉神经纤维向中枢神经系统传递外周信息。静脉输注的MSC大量分布在肺部，并与感觉神经纤维（VGLUT2+）靠近，利用VGLUT2-GCaMP6小鼠离体肺切片发现MSC可直接激活迷走神经感觉纤维，并在结状神经节（nodose ganglia，迷走感觉神经元胞体所在位置）中观察到c-Fos表达增加。利用迷走神经切断术和双向跨突触病毒示踪进一步验证了MSC通过肺迷走-孤束核-中缝背核通路向中枢传递信号，首次揭示了MSC通过肺-脑轴介导中缝背核5-HT神经元激活进而改善小鼠抑郁焦虑样行为的新机制。
进一步研究发现MSC分泌的脑源性神经营养因子（BDNF）在肺感觉神经纤维的激活中发挥的重要作用。直接雾化吸入递送BDNF受体激动剂（7,8-DHF）可明显改善压力诱导的小鼠抑郁焦虑样行为，提示靶向肺-脑轴有望成为治疗抑郁症的新策略。
以上研究成果以“Mesenchymal stromal cells alleviate depressive and anxiety-like behaviors via a lung vagal-to-brain axis in male mice”发表在Nature Communications上，中山大学中山医学院项鹏教授和张小然副教授为文章的共同通讯作者，团队成员黄晶、黄玮俊、蚁俊哲为并列第一作者。
来源：中山大学中山医学院
https://mp.weixin.qq.com/s/ccc_IN_CB-JFt3CiMVuf0Q
（5）药学院胡文浩教授课题组利用双核羧酸铑在金属光催化中的双功能性助力药物发现
传统的光催化剂仅通过LMCT的电荷迁移方式实现催化活性，近日，胡文浩教授团队发现双核羧酸铑还通过MMCT的电荷迁移方式实现光催化活性。利用双核羧酸铑在金属光催化中的双功能性，该研究团队融合了单线态氧化学和卡宾化学，实现了光催化卡宾转移/氧化串联反应，为合成含氧化吲哚骨架分子提供了新方法。
通过底物范围研究和DFT理论计算辅助的反应机理研究，得出了该光催化卡宾转移/氧化串联反应的反应活性边界。结合反应活性边界，利用rdkit化学信息学工具快速生成了合成可及的氧化吲哚虚拟筛选库。经初步筛选发现一系列PTP1B抑制剂，为进一步开发肿瘤免疫治疗小分子提供了苗头分子。
氧化吲哚类PTP1B抑制剂的IC50
以上研究成果以“Bifunctionality of Dirhodium Tetracarboxylates in Metallaphotocatalysis“为题发表于Nat. Commun.，中山大学药学院副研究员史滔达和硕士生张天元为论文的共同第一作者，史滔达副研究员和胡文浩教授为共同通讯作者。
来源：中山大学药学院
https://mp.weixin.qq.com/s/DR1o_VeLDV2PdntrrkQE5g
（6）公共卫生学院（深圳）孙彩军教授团队合作研发出可高效诱发呼吸道黏膜免疫应答的微针纳米疫苗新技术
迄今为止，疫苗接种在控制（消灭）传染病中的最成功案例是在全球彻底消灭呼吸道传播的天花病毒。只需皮肤划痕接种一剂天花疫苗就可获得几乎100%的终生免疫保护，然而其机制尚不清楚。中山大学孙彩军教授团队及合作者受此启示，提出科学设想——可否研发出兼顾皮肤接种高效诱导免疫应答但又不必粗暴“皮肤划痕”的新型疫苗接种方式？研究表明，微针载药递送系统具有常温储存、无痛、可自主给药、使用便捷等诸多优点，但尚无证据表明微针递送系统可否用于研发新型黏膜疫苗。
探究该科学问题，该团队通力合作研发出一种新型微针纳米疫苗技术。孙彩军团队前期工作表明寡聚壳聚糖（COS）分子可在纳米尺度上修饰病毒载体疫苗，自组装成纳米颗粒，并有效诱发高水平的黏膜免疫应答 （Biomaterials, 2021）。基于此，为提升微针疫苗诱发黏膜免疫应答的能力，研究团队利用COS和DNA自组装成纳米颗粒疫苗（DNA@COS），DNA@COS颗粒比单独的DNA疫苗在哺乳动物细胞中的转染效率、摄取水平和溶酶体逃逸能力都得到显著提升，从而有助于其持久高水平地表达目的蛋白。随后，将DNA@COS纳米颗粒疫苗装载到可溶性微针针头，得到新型微针黏膜疫苗贴片。该微针贴片的力学参数良好，可有效进入小鼠背部皮肤。体内外实验数据表明，该微针针尖可在20秒内完全溶解并释放出其中的DNA@COS纳米颗粒，且这些纳米疫苗仍保留先前的生化特征和表达活性。利用体内成像技术，证明该微针贴片可在体内高效持久表达目的抗原，且递送效率达88%以上。更重要地是，该微针贴片疫苗在室温干燥条件下放置一个月，仍保留其物理化学特征和生物活性。
基于上述研究发现，研究团队进一步利用表达新冠抗原的核酸疫苗，在小鼠模型中验证该新策略的免疫效果。数据表明，荷载DNA@COS的微针贴片经皮肤接种后，可有效诱导新冠抗原特异性的结合抗体和中和抗体。更重要地是，与传统肌肉注射方式相比，该策略可在肺脏等黏膜组织诱发更强的抗原特异性细胞免疫应答。随之的研究表明，微针皮肤免疫更高效地诱导出可分泌多种细胞因子的多功能T细胞，且可持续数月之久。而且，室温放置一个月的微针疫苗贴片亦可保持类似的免疫效果。接着，研究人员深入探索该新技术可增强细胞免疫应答的分子作用机理。数据分析表明，该策略可诱导机体细胞产生活性氧物质和应激释放出线粒体DNA，进而通过促进IRF3和STAT1的磷酸化以调控cGAS-Sting信号通路，导致抗原提呈细胞的活化和成熟，从而提升所荷载疫苗的天然免疫和抗原特异性免疫应答。总之，这种新型微针纳米疫苗贴片技术预期具有良好的有效性、便利性和依从性，有望广泛用于多种疫苗的研发。
可高效诱发呼吸道黏膜免疫应答的新型微针疫苗技术原理
以上研究成果以“Rapid Induction of Long-Lasting Systemic and Mucosal Immunity via Thermostable Microneedle-Mediated Chitosan Oligosaccharide-Encapsulated DNA Nanoparticles”为题发表于国际期刊ACS nano。中山大学公共卫生学院（深圳）孙彩军教授和舒跃龙教授为共同通讯作者，博士研究生李敏超和杨莉为共同第一作者。
来源：中山大学公共卫生学院（深圳）
https://mp.weixin.qq.com/s/BQbrPTFXxFDOBJjTi7wOcw
转自：“中大科研”微信公众号
如有侵权，请联系本站删除！
