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放射狀膠質細胞是大腦發育最為關鍵的一種神經前體細胞，分裂產生大腦皮層幾乎所有的神經元和膠質細胞。所有動物細胞都有中心體，通常位于細胞核附近的細胞質中。然而中心體在放射狀膠質細胞內的定位十分獨特，位于遠離細胞核的頂端細胞膜上，即腦室腔的表面上。這種獨特的亞細胞特征已被發現數十年，但其成因及功能一直令人困惑。圖1. 中心體的頂端膜錨定調控神經前體細胞機械特性和大腦皮層的大小及折疊時松海教授和史航研究員課題組采用基于透射電鏡成像的連續超薄切片技術，首次觀察到了放射狀膠質細胞內的中心體是通過附著在母體中心粒上的遠端附屬物（distal appendages）錨定在頂端細胞膜上的（圖1）。為了探索其分子調控機制和生理功能，研究人員在大腦皮層放射狀膠質細胞內特異性地去除了遠端附屬物的重要構成蛋白CEP83，使得遠端附屬物無法形成，從而阻止中心體與細胞膜的連接。結果發現，去除CEP83蛋白后，母體中心粒上不再形成遠端附屬物，中心體和頂端膜發生了微小的錯位，不再錨定在頂端膜上。進一步研究表明，中心體這一不足1微米的位移，不是通過影響初級纖毛的形成，而是破壞了頂端膜上特有的環狀微管結構，導致頂端膜被拉伸、變硬。這一物理特性的改變引起了放射狀膠質細胞內機械敏感信號通路相關的YAP蛋白（Yes-associated protein）的過度激活，從而導致了放射狀膠質細胞前期的過度擴增以及之后中間前體細胞的增多，最終使得大腦皮層神經細胞顯著增加，體積擴大，并引發異常折疊。論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41586-020-2139-6

哺乳動物基因組的廣泛轉錄產生了大量的非編碼RNA，相比于細胞質定位的蛋白編碼mRNA，這些非編碼RNA如長鏈非編碼RNA（lncRNA）、啟動子和增強子關聯的不穩定轉錄本（uaRNA、eRNA）等更傾向于結合染色質參與調控染色質結構、轉錄和RNA加工等過程。盡管零星報導少數RNA核滯留的現象，但為何大部分lncRNA會滯留于染色質上行使調控功能，仍是個不解之謎。上世紀80年代初，Joan Steitz通過系統性紅斑狼瘡患者血液抗體分離提取 U1,U2, U4, U5和U6小核糖核蛋白粒子（又稱為 snRNP），揭示了它們參與RNA剪接的經典功能。近年來施一公團隊系統報導了真核生物剪切體的原子結構和生化功能。然而，一直讓人困惑的是，細胞內U1 snRNP的數量為什么比其它剪接相關snRNP高 2-5倍。雖然Gideon Dreyfuss和Phil Sharp等團隊曾揭示U1 snRNP調控轉錄終止和方向的非經典功能，U1 snRNP在細胞中的豐富存在仍然是一個讓人困惑的問題。為了探究lncRNA的染色質結合機制，研究者首先建立和運用一套新穎的mutREL-seq方法來高精度篩選調控RNA定位的關鍵序列，意外發現了U1 snRNP識別位點參與調控候選RNA的染色質滯留。相比于蛋白編碼基因，lncRNA轉錄本含有更多的U1識別位點（同時也是潛在的5’剪接供體位點），而其基因組區域具有更少的3’剪接受體位點。并且U1 snRNP更高水平地結合在lncRNA上。隨后，研究者分別使用antisense morpholino oligos（AMO）和auxin-induced degron（AID）誘導蛋白降解系統，來抑制U1 snRNA和核心蛋白組分SNRNP70的功能。研究者發現小鼠胚胎干細胞中近一半的lncRNA受U1 snRNP調控。另外，與轉錄調控元件關聯的不穩定非編碼轉錄本如uaRNA、eRNA等，它們的染色質結合在U1 snRNP抑制后也顯著下降。研究者進一步證明了U1 snRNP直接調控成熟lncRNA與染色質的結合，而不是通過影響RNA合成、加工或降解過程的動態變化所產生的間接影響。機制上，研究者鑒定了U1 snRNP在染色質上的互作蛋白，發現U1 snRNP結合特定磷酸化狀態的RNA轉錄聚合酶II（Pol II）。轉錄抑制明顯降低了U1 snRNP及其所調控的非編碼RNA與染色質的結合，表明U1 snRNP通過與磷酸化的Pol II互作來介導其互作RNA與染色質的結合。最后，研究者通過以lncRNA Malat1為例，進一步驗證了U1 snRNP對其染色質結合的調控作用。去除SNRNP70后，絕大部分Malat1 “核斑”定位信號消失，并彌散在核質及細胞質中。同時，Malat1在活躍表達基因染色質區域的結合信號顯著下降，表明U1 snRNP不僅可以將Malat1滯留在染色質上，同時也參與調控后者在染色質上的移動及其與靶基因的結合。綜上，研究者提出如下模型（圖1）：5’和3’剪接位點在lncRNA上的不對稱分布，致使U1 snRNP持續結合在lncRNA轉錄本上，而不能通過RNA剪接過程釋放，從而介導了lncRNA的染色質滯留。磷酸化Pol II進一步介導了lncRNA-U1 snRNP復合體在染色質上的移動（mobilization）。對于大多數低豐度、不穩定的lncRNA，它們只能靶向結合鄰近的染色質區域（順式cis作用）；而對于少數穩定和高豐度的lncRNA，如Malat1，U1 snRNP促進了其遷移和結合更多的靶基因區域（反式trans作用）。圖1. U1 snRNP介導非編碼RNA染色質結合的模式圖。論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-020-2105-3

2020年2月19日，中山大學團隊與廣東疾病預防控制中心聯手在國際頂級醫學期刊新英格蘭醫學雜志NEJM 在線發表題為"SARS-CoV-2 Viral Load in Upper Respiratory Specimens of Infected Patients"的研究。 該研究分析了從17例有癥狀患者獲得的鼻拭子和咽拭子中的病毒載量與任何癥狀發作日的關系。癥狀發作后不久就檢測到較高的病毒載量（與Ct值成反比），鼻子中的病毒載量高于喉嚨。研究分析表明，感染SARS-CoV-2的患者的病毒核酸改變模式與流感的患者相似，并且看起來與感染SARS-CoV的患者不同。在無癥狀患者中能檢測到病毒載量，與有癥狀患者相似，表明無癥狀或癥狀輕微患者的傳播潛力。 這些發現與有關傳播可能在感染過程中早期發生的報道相一致，這表明病例的發現和隔離可能需要與控制SARS-CoV所需要的策略不同的策略。對口咽中癥狀很少或沒有癥狀且可檢測病毒RNA水平適中的患者至少持續5天的鑒定表明，需要更好的數據來確定傳播動態并為我們的篩查實踐提供信息。 2020年2月19日，中山大學團隊與廣東疾病預防控制中心聯手在國際頂級醫學期刊新英格蘭醫學雜志NEJM 在線發表題為"SARS-CoV-2 Viral Load in Upper Respiratory Specimens of Infected Patients"的研究。 該研究分析了從17例有癥狀患者獲得的鼻拭子和咽拭子中的病毒載量與任何癥狀發作日的關系。癥狀發作后不久就檢測到較高的病毒載量（與Ct值成反比），鼻子中的病毒載量高于喉嚨。研究分析表明，感染SARS-CoV-2的患者的病毒核酸改變模式與流感的患者相似，并且看起來與感染SARS-CoV的患者不同。在無癥狀患者中能檢測到病毒載量，與有癥狀患者相似，表明無癥狀或癥狀輕微患者的傳播潛力。 

2020年3月8日，中山大學第五醫院在bioRxiv上上傳了一篇題為Crystal structure of SARS-CoV-2 nucleocapsid protein RNA binding domain reveal spotential unique drug targeting sites的研究，確定了SARS-CoV-2核糖蛋白N-端RNA結合域的晶體結構。雖然整體結構與其他冠狀病毒核N端RNA結合域相似，但它們之間的表面靜電電位特征卻不同。與輕度病毒類型HCoV-OC43 等效域的進一步比較顯示，β-螺旋核心旁邊具有獨特的潛在RNA 結合槽。結合體外數據，結果提供了SARS-CoV-2N端RNA結合域的幾種原子分辨率特征，指導了針對SARS-CoV-2的新型抗病毒劑的設計。

該研究通過生物學分析發現武漢新型冠狀病毒的刺突（S）蛋白與SARS冠狀病毒的S蛋白結構相似，也可通過S蛋白與宿主細胞表面的 血管緊張素轉化酶（ACE）2蛋白分子相互作用，從而感染宿主的上皮細胞。因此， ACE2分子是武漢新型冠狀病毒感染的關鍵分子，通過結合ACE2分子有可能影響武漢新型冠狀病毒感染人體細胞的過程。ACE2是腎素-血管緊張素-醛固酮系統（RAS）的關鍵分子，也是包括肺泡上皮細胞在內的多種人體細胞表面表達的重要分子之一。2003年，ACE2被鑒定為SARS冠狀病毒的功能性受體。2020年1月25日， 北京大學基礎醫學院的 王月丹和初明團隊，采用自主研發的人工智能藥靶篩選系統，重點針對2674種已上市的藥物以及1500種中藥提取物進行了藥物篩選， 發現了多種潛在的ACE2結合劑，有望用于武漢新型冠狀病毒感染的治療，其中包含了氨溴索（CAS號：18683-91-5）等。氨溴索，又稱沐舒坦，是一種呼吸道潤滑祛痰藥，能促使呼吸道表面活性物質的形成，調節漿液性與黏液性物質的分泌，促進代謝，還可改善纖毛運動，增強呼吸道分泌物的消除作用。

“現階段醫生需要在大量影像數據中快速診斷出新冠肺炎的病例，此外還需要診斷出病灶分布的位置、大小等來評估嚴重程度。”薛向陽介紹，針對臨床的現實需求，團隊將設計目標定位于“肺炎分類鑒別”和“關鍵病灶檢測”兩大功能，前者是為區別健康狀態、新冠肺炎、其他病毒性肺炎、細菌性肺炎，后者則為找到并分隔出磨玻璃影等病灶區域。針對這些需求，團隊設計診斷算法模型，讓機器利用模型進行訓練，學習不同類型肺炎在CT影像表現上的不同特征，最終具備智能輔助診斷的能力。而這需要突破小樣本學習、小目標檢測等多個技術難題。“小樣本學習”即在較少訓練數據樣本的條件下進行機器學習。在疫情發生前期，能夠獲取的新冠肺炎影像數據相對較少，且由于一線影像醫生任務繁重，無法獲得大量專家標注，因此需要算法在少量樣本的條件下“自學成才”。為此，團隊采用基于自遷移學習的半監督學習等技巧，使算法具備一定的“小樣本學習”能力，在不增加醫生標注工作量的情況下較好地提高了算法模型的普適性。由于CT影像切片中的病灶區域有大有小，且往往大中小病灶區域面積懸殊，如何使算法能同時檢測大、中、小各個目標是另一大難題。團隊利用神經網絡的層次性特點與病灶區域的大小進行對應，“網絡的底層關注細節，即小病灶區域，而網絡中層到高層所關注的病灶區域則越來越大，因此模型通過不同層次的加權和融合，最終便能達到同時檢測大小病灶區域的目標。”薛向陽解釋道。“不過，即便有診斷‘神器’，影像科醫生也是不可替代的。”薛向陽說，人是復雜的機體，病毒在不同人體內感染的反映也不一定相同。”他表示，當遇到機器未曾學習過的微小病變或疑難病例時，仍需要影像醫生的經驗和智慧。以解決實際問題為目標，該項目在研究過程中始終與臨床應用緊密結合。無論是機器學習數據，還是測試評估數據，都來源于臨床真實病例。在算法模型定型過程中，為了檢驗模型的準確率和泛化性，團隊也利用現實疑似病例進行了測試。

上世紀80年代，日本富士公司初率先在世界上推出第一套CR系統(計算機X射線影像儀Computed Radiography)，它是用成像板(Imaging Plate，簡稱IP)替代傳統的膠片進行感光并存儲，再把儲存于IP上的感光信號用激光掃描方法轉換成電信號并進行數字圖像處理的一種技術，實現了膠片數據化，為放射科無片化及醫療影像計算機聯網打下了扎實的基礎，為進入遠程影像資料會診開辟了道路。CR系統能直接生成數字圖像，使其不再經過顯影、定影、水洗技術流程，從而節省了大量的勞動力和精力；CR系統生成的數字圖像大大的減少了存放X線膠片的空間，保證了圖像的質量，也便于圖像的存儲、查找，從而結束了圖像查詢緩慢、易錯、保存質量不高的時代，方便對病人資料進衍管理。正是由于它的這些優點，CR技術才得以在醫學中廣泛應用。 CR圖像在生成、傳輸和掃描進入計算機時，會受到醫學影像設備、媒質的實際性能、以及接收設備的限制，這些因素引起圖像質量的退化。退化的X射線數字圖像質量不能達到直接用于實體造型的要求，從而影響了醫生的準確診斷。影響CR系統成像的因素主要有X射線散射、噪聲以及人為因素，其中人為因素是指X射線的用量不足或過量。一般來說，由于X射線散射、噪聲引起的圖像退化很難避免，而且一直存在，因此本項目主要考慮人為因素引起的圖像模糊問題，利用圖像增強技術對模糊圖像處理，方便醫生診斷。 以下是模糊大劑量CR圖像、模糊小劑量CR圖像以及可以用于診斷的標準CR圖像顯示效果：

由于石油中的鎳、釩化合物多為油溶性的，因此用一般的電脫鹽方法難以脫除。但如果先將其轉化為水溶劑的或親水的化合物，則可以用水洗滌分離而脫除。因此我們采用先在餾分油中加入某些化學藥劑，在一定條件下進行反應，使鎳釩卟啉和非卟啉油溶性化合物轉化為親水的化合物，再加水混合、加電場分離的辦法，將鎳釩脫除。 技術特性和技術指標   研制出了適用于各種原油餾分油脫金屬的脫金屬劑，該藥劑無腐蝕性，對催化劑無不良影響。 整套技術所需設備簡單，只需在常壓塔后加一反應罐及一套電脫鹽設備即可實現，操作方便。 對不同的原料油具有廣泛的適用性，只需根據原料油性質不同適當調整工藝條件即可實現。 技術指標：鎳釩總脫除率70%以上，鈣鎂鐵總脫除率80%以上。 先進性 高效性：選定合適的工藝條件，不但可以脫除原料油中70%以上的 鎳釩重金屬，而且同時可以脫除其中大部分的鈣鎂鐵。 適用范圍廣：對于不同種類的原料油均能達到脫除指標。不但可以用于煉油廠常壓渣油脫金屬，也可以用于電廠燃料油脫金屬，防止發電設備的金屬腐蝕。工藝簡便易行：整套技術工藝流程簡單，只需在常壓塔后加一反應罐及一套電脫鹽設備即可實現，操作方便。 無污染：所用藥劑無腐蝕性，對催化劑無不良影響，無污染性有害物質排出。 該項技術是目前原油深加工技術發展的重要領域之一，達到國際先進水平。

為了成功地研制板坯連鑄機，首先必須完成鑄機力能參數和力學強度研究。力能參數方面的研究主要包括：結晶器振動模態參數動力學研究、拉矯機矯直力及拉坯阻力的研究等；力學強度方面的研究主要包括鋼包回轉臺、中間罐車、振動機構框架、拉矯機機架等重要部件的強度、剛度及動力學研究等。同時，為了考核連鑄機實際裝備水平，還應對板坯連鑄機的力能參數和力學強度進行現場實測，我校在這些方面都進行了深入研究，并取得了豐碩成果。 在消化移植武鋼的大型弧型板坯連鑄機的工作中，我校承擔了板坯連鑄機力能參數和力學強度的研究工作，在研究中應用了三維有限元法、最優化設計、模態分析、頻譜分析等先進設計分析方法，取得了精確的計算結果。并在大規模系統測試的基礎上，運用了系統仿真等現代手段，使我國的鑄機分析研究達到新的水平。 武鋼連鑄機經過三年的研究和制造，于1989年投產一次成功，月產量超過原設計指標，鑄坯合格率達到了99.78%，該項目榮獲國家科技進步一等獎和冶金部科技進步一等獎

本成果通過對我國紡織特色城鎮產業結構和產品結構調整、清潔生產、資源回收、提高污水收集處理率和河道綜合整治等方法對城鎮水環境進行綜合整治，在保持經濟持續發展的同時逐步實現水環境質量的改善。 該綜合治理技術已在江南一些紡織城鎮實施，水環境質量明顯改善，社會經濟效益良好。