环球科学：首只活产“嵌合”幼猴诞生；任何活动（甚至...

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　　· 胚胎发育学 ·

　　中国科学家新突破：首只胚胎干细胞系“嵌合猴”诞生

　　"嵌合"幼猴面部和手指中的细胞会产生绿色荧光，这是来自供体的胚胎干细胞注入受体胚胎后形成的组织。图片来源：Cao et al./Cell

　　据《自然》新闻（Nature news）消息，11月9日在一篇发表于《细胞》（Cell）的研究中，中国科学院等机构的科学家制造出了首个活产的嵌合灵长类动物——一只“嵌合”的幼猴。研究人员通过向原有的猴子胚胎中注射拥有不同遗传信息的供体的胚胎干细胞，供体细胞有效地融入嵌合猴的各种组织（包括性腺和胎盘）。

　　在早期的嵌合猴中，脑、肾和肺等器官中只有0.1%-4.5%的细胞来自供体干细胞。为了培育出具有更多供体细胞的嵌合体，研究人员收集了雌性食蟹猴（Macaca fasciculis）的卵子并使其受精创造了受体胚胎。随后，他们从1周大的食蟹猴胚胎中提取胚胎干细胞，并对细胞进行基因编辑，使其显示绿色荧光信号。他们将多达20个产生绿色荧光的胚胎干细胞注射到每个受体胚胎中，获得了74个带有强烈荧光信号的嵌合胚胎。这些胚胎被植入40只代孕母猴体内，只有12名代孕者怀孕了，其中只有一名生下了一只活的嵌合猴。研究人员测试发现，在26个组织（包括大脑、肺和心脏）中，平均67%的细胞是供体干细胞的后代。最高水平的嵌合现象出现在肾上腺中：由供体干细胞产生的细胞占细胞总数的92%。考虑到嵌合猴的低出生率和一名幸存者的健康状况不佳表明，研究人员表示，供体胚胎干细胞与受体胚胎的发育状态并不完全匹配，研究团队计划对此进行优化。这项研究结果对了解灵长类动物胚胎细胞的多能性和非人类灵长类动物的基因工程研究具有重要意义。（Nature news）

　　· 健康 ·

　　任何活动（甚至睡觉）都比久坐对心脏好

　　心血管疾病是全球第一大死因。自1997年以来，全世界患有心血管疾病的人数增长了一倍，且预计还会进一步增加。最近，一项发表于《欧洲心脏杂志》（European Heart Journal）的研究首次评估了在全天24小时，不同运动模式与心脏健康的关系。

　　研究人员分析了涵盖五个国家15 246人的六项研究的数据，来了解一天内不同运动行为与心脏健康的关系。其中，每位参与者都用可穿戴设备记录了他们全天的活动以及心脏健康状况。研究人员评估了人们一天内进行的常见活动，发现中等强度的活动（跑步、快走或爬楼梯）对心脏健康最有益，其次是轻度活动、站立和睡眠，而久坐则会提升健康风险。研究人员表示，用五分钟的中等强度活动替代久坐行为，就能对心脏健康产生显著影响。这项研究虽然无法具体解释运动行为与心血管疾病的关联，但它提供了越来越有力的证据，证明中等强度到高强度的运动与心脏健康的改善有关。（UNIVERSITY COLLEGE LONDON）

　　· 脑机接口 ·

　　马斯克计划为2.2万人植入脑机接口，2030年前完成

　　Neuralink展示的植入手术 Demo jurvetson, CC BY 2.0.

　　《彭博商业周刊》（Bloomberg Businessweek）近日报道称，埃隆·马斯克的脑机接口公司Neuralink计划为2.2万名被试植入脑机接口，预期在2030年完成。报道称，理想的候选者是40岁以下四肢瘫痪的成年人，外科医生将打开被试的颅骨，随后Neuralink自行研发的手术机器人会将64根安插着电极的线材接入被试的大脑皮层。该植入物通过分布在64个线程上的1024个电极记录神经活动，对应程序能解码来自植入物的神经信息，分析参与者的运动意图，并将其连接到电脑。据悉，手术准备和颅骨切除预计需要几个小时，随后进行约25分钟的实际植入。

　　目前，Neuralink的手术机器人已经为400余只羊、猪和猴子植入了电极。2023年5月，美国FDA批准了该公司脑机接口的设备试验用器械豁免，这令 Neuralink无需继续等待，可以立即开展临床试验。该公司将在2024年进行11例手术，2025年增加到27例，2026年79例，2027年499例。根据提供给投资者的文件，接受脑机接口植入的人类被试数量将在2030年达到22204例。（bloomberg.com、科研圈）

　　· 光学 ·

　　芯片大小的高性能超快激光器

　　芯片大小的超快锁模激光器。图片来源：Alireza Marandi

　　锁模激光器是一种独特的激光器，它能以皮秒甚至飞秒间隔发射超短的相干光脉冲序列，常用于研究超快时间尺度的物理、化学过程。但目前最先进的锁模激光器成本高昂且体积庞大，只能部署在实验室的光学平台中使用。最近，在一篇发表于《科学》（Science）的文章中，研究人员提出了一种在纳米光子芯片上部署锁模激光器的方法，将该系统转变为可批量生产的、芯片大小的系统。

　　集成的锁模激光器在驱动超快纳米光子电路时，存在峰值功率较低、缺乏可控性以及集成难度较高等挑战。在这项工作中，研究人员利用了一种称为薄膜铌酸锂（TFLN）的新兴材料，它可以通过施加外部射频信号高效整形并精确控制激光脉冲。通过创造性地结合III-V族半导体的高激光增益和TFLN纳米级光子波导的高效脉冲整形能力，研究人员构建了一种峰值功率达到0.5瓦的锁模激光器。新型激光器不仅尺寸紧凑，还具有很多传统激光器不具备的有趣特性，比如能通过调节泵浦电流在200MHz的范围里精确调谐输出脉冲的重复频率。这项研究展示了基于光子芯片开发小型激光器的潜力，向实现可扩展、集成、便携的光学系统迈出了关键的一步。（ADVANCED SCIENCE RESEARCH CENTER, GC/CUNY）

　　· 医学 ·

　　获得一只眼睛和一张新脸：世界首例整眼移植手术

　　2021年6月，Aaron James在一次高压事故中面部大部分受伤，且失去了左臂（需要安装假肢）和左眼。据STAT news消息，纽约大学朗格尼医学院（NYU Langone Health）的医生在去年5月为他进行全球第一例全眼移植手术。医生为他移植了来自捐献者的左眼，包括眼球、周围的血管、眼睛和大脑连接的关键视神经，以及支持眼睛的眼窝和眼睑等皮肤。此外，为了帮助其视神经恢复，他们为其局部注射了来自捐赠者的特殊干细胞。

　　目前，James在移植手术中恢复得很好，医生检查发现，移植的眼睛看起来非常健康，其中血液流动良好，没有排异反应。不过目前James还无法控制眼睛眨眼，他表示对这只眼睛已经开始有感觉了，尽管是在鼻子而不是眼睑上——这可能需要缓慢生长的神经重新定向。外科医生发现移植左眼中感光的视网膜受到了损伤，不过其中似乎有足够的特殊细胞能完成将光转换为电信号的工作。此外，研究人员还发现移植左眼周围肌肉开始了微妙运动，并从James的大脑扫描结果中发现其视神经存在了一些令人困惑的信号。据悉，上个月，James出现了面部刺痛，这预示着其面部神经或开始愈合了。（STAT news）

　　· 药学 ·

　　新型抗真菌药物可杀死真菌且无毒副作用

　　真菌感染每年仍导致数百万人死亡，而受气候变化的影响，这种情况可能会愈发严重。两性霉素B（Amphotericin B，AmB）是一种由细菌产生的天然抗真菌分子。这种分子能在真菌细胞膜外形成海绵状聚集体，并抽取细胞膜上的麦角甾醇而使细胞膜泄露，来有效地杀死真菌。但AmB对人类肾脏具有毒性。11月8日，据一项发表于《自然》（Nature）的研究，美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校（ University of Illinois Urbana-Champaign）等机构的科学家通过调整AmB的分子结构，设计出了一种对人类无毒的抗真菌分子。

　　借助固态核磁共振分子成像等方法，科学家发现AmB通过与人类肾细胞上的胆固醇结合来产生毒性。他们对比了AmB与麦角甾醇、胆固醇结合的原子级图像，据此设计出了AmB的衍生物AM-2-19，使之能与麦角甾醇结合，但难以与胆固醇结合。在人类血液、肾脏细胞和小鼠中的测试表明，AM-2-19具有广谱的抗真菌能力，能有效杀灭数百种致病真菌，且不会伤害人类和小鼠的肾细胞。目前，AM-2-19已被许可给Sfunga Therapeutics公司进行 I 期临床试验。（University of Illinois Urbana-Champaign）

　　撰文：马一瑗、不周、clefable