科研进展--中国科学院广州分院

中国科学院广州地球化学研究所行星科学前沿研究中心正式揭牌暨国产首台纳米晶体结构快速解析仪成功发布

2026年1月14日，中国科学院广州地球化学研究所举行行星科学前沿研究中心（以下简称“中心”）揭牌仪式暨国产首台纳米晶体结构快速解析仪新闻发布会。中心学委会主任徐义刚院士，副主任侯增谦院士、赵国春院士，探月与航天工程中心天问三号任务总设计师刘继忠、中国地质大学（武汉）肖龙教授、中国科学院地球化学研究所刘建忠研究员、香港大学李一良教授、南京大学惠鹤九教授、中国科学技术大学秦礼萍教授、中国科学院国家空间科学中心刘洋研究员、中山大学肖智勇教授等学术委员参会指导。深空探测实验室深科院副院长胡震宇，广州地化所所长王强、党委书记张海祥等出席会议。来自相关领域的特邀专家、企业代表、媒体记者及中心成员共60余人参加活动。会议由广州地化所副所长朱建喜主持。会议现场照片王强所长在致辞中向与会嘉宾表示欢迎与感谢。他指出，行星科学前沿研究中心的成立，是研究所面向国家深空探测战略需求、优化学科布局的关键举措。中心将聚焦行星物质组成与宜居性演化等前沿方向，为我国后续深空探测任务提供科学支撑，并推动关键仪器设备的自主研制与创新。会议举行了首届学术委员会委员聘任仪式，王强所长为到场委员颁发聘书。学术委员会主任徐义刚院士表示，委员会将积极为中心发展提供战略指导与学术支持。中心负责人林莽主任汇报了中心的建设规划与发展目标。与会专家在听取汇报后进行了深入交流，一致认为该中心的成立“恰逢其时”，既顺应科技发展的趋势，也符合国家深空探测等重大战略需求。赵国春院士与侯增谦院士强调，深空科研探索任务十分重要且时间紧迫。刘继忠总师表示，广州地化所科研基础扎实、实验系统完备，中心的成立将为我国深空事业发展提供重要的科学与技术支撑。徐义刚院士希望将中心建设成为国际一流的深空探测研究平台。专家代表们讨论认为，要进一步加强学科交叉与结合，革新行星科学研究范式，推动学科的跨越式发展。随后，徐义刚院士、侯增谦院士、赵国春院士、刘继忠总设计师、王强所长、林莽主任共同为中心揭牌。王强所长、刘继忠总师、徐义刚院士、侯增谦院士、赵国春院士、林莽主任（从左至右）共同为行星科学前沿研究中心揭牌揭牌仪式后，会议正式发布了由朱建喜、鲜海洋研究员团队在纳米晶体结构快速解析技术与仪器研制方面取得的重大突破。团队攻克了三维电子衍射技术测定微纳米晶体样品漂移（<500 nm）的难题，实现了120 kV场发射电子枪及高压电源等核心部件国产化，成功研制出国产首台纳米晶体结构快速解析仪。该仪器搭载自主开发的“连续倾转三维电子衍射采集与处理系统”，具备对纳米级晶体与矿物进行高通量快速物相识别与结构测定的能力，整体性能达到国际同类设备先进水平。鲜海洋研究员汇报研制成果项目负责人鲜海洋研究员汇报了该技术的研发背景、应用价值及发展前景，重点介绍了其在“王焰钯矿”“氧铅烧绿石”等新矿物及深地矿物结构解析中的成功应用。与会专家围绕仪器的技术特点、应用前景及后续发展进行了深入交流。新华社、人民日报、光明日报、中国日报、科技日报、中国科学报等中央和地方主要媒体等参会报道。会后，与会专家和媒体代表实地参观了纳米晶体结构快速解析仪实验室。

2026-01-15

南极绕极流过去百万年的演变特征及驱动机制

近日，中国科学院深海科学与工程研究所的吴淑壮研究员团队联合国际多名科学家以一篇研究论文(Research Article)及一篇研究简报（Research Briefing）在《Nature Geoscience》发表了突破性的研究成果。近日，中国科学院深海科学与工程研究所的吴淑壮研究员团队联合国际多名科学家以一篇研究论文(Research Article)及一篇研究简报（Research Briefing）在《Nature Geoscience》发表了突破性的研究成果。该研究揭示，南极绕极流（ACC）强度在轨道时间尺度上存在显著的纬向不对称特征及其驱动机制，这一发现重塑人们对南极绕极流演变与南极冰盖动态变化、全球大洋环流及碳循环相互作用的传统认知，为理解地球过去和未来的气候变化提供了全新视角。南极绕极流作为地球最大的洋流系统，在全球海洋物理、化学和生物特性的跨洋盆交换中扮演着关键角色，不仅对全球大洋环流和气候有着调控作用，还与南极冰盖的演变密切相关。然而，在过去历史时期中，南极绕极流的时空演化一直未能得到清晰的阐释。传统的研究大多都基于其在南大洋跨洋盆间的变化是一致的假设，但现有沉积记录却呈现出复杂的演化过程——部分站点沉积记录显示冰期时洋流速度更强，而另一些站点沉积记录则表明其更弱或变化甚微。针对“在过去气候周期中南极绕极流强度是统一变化，还是存在差异变化” 这一关键科学问题，研究团队开展了系统性深入研究。研究团队首先利用南印度洋六根海洋沉积岩芯（横跨所有主要南大洋锋面）中可分选粉砂组分平均粒径作为近底流速的指标，重建了南极绕极流强度的时空演变。结果表明，在南大洋印度洋扇区，跨亚南极区（SAZ）、极锋区(PFZ)与南极区(AZ)的南极绕极流在轨道尺度上的变化具有一致性：冰期时其流速显著增强，而间冰期较弱（图1）。图1.南极绕极流在南印度洋扇区的时空演变在此基础上，研究团队通过整合南大洋印度洋、大西洋和太平洋扇区已有的古洋流重建数据，揭示了过去一百万年来南极绕极流的演变存在轨道尺度上反相位变化：冰期和低倾角时期，印度洋扇区的南极绕极流增强，南太平洋扇区则减弱；而在间冰期和高倾角时期，二者的变化趋势完全相反（图2）。结合沉积记录与气候模型模拟分析，研究团队进一步解析了这一纬向不对称变化的驱动机制，发现南极绕极流的时空演变可能受南半球西风带的强度与位置、南大洋海冰覆盖范围、经向密度梯度及洋流辐合等多因素协同调控（图3）。图2. 过去一百万年以来南极绕极流的演化规律图3.轨道尺度上南极绕极流演变的驱动机制这一研究成果具有深远的科学价值和现实意义。在南极冰盖稳定性研究方面，间冰期印度洋和大西洋扇区的南极绕极流减弱，会减少了暖性绕极深层水向东南极的南向输送，有利于东南极冰盖的稳定发育；而同期南太平洋扇区的南极绕极流增强，则可能增加向西南极的热输送，促使绕极深层水侵入罗斯海和阿蒙森海，进而可能导致西南极冰盖退缩甚至崩解。在碳循环方面，冰期太平洋扇区的南极绕极流减弱，跨洋盆交换受限，抑制了水团的混合和上升流强度，促进了海洋内部对二氧化碳的封存；间冰期时该扇区洋流增强，跨洋盆交换加剧，则有利于封存的碳释放到大气中，导致大气二氧化碳升高。这一机制也为未来气候预测提供了重要的科学依据：尽管现代气候的边界条件与更新世存在差异，但未来南极绕极流的增强可能会提高跨洋盆交换，进而降低南大洋对人为排放二氧化碳的碳汇效率。《Nature Geoscience》编辑James Super与英国南极调查局张旭高级研究员对该研究给予高度评价：“这项研究，揭示了地球现存规模最大的洋流系统对气候变化的复杂响应机制。研究阐明海冰覆盖范围和大气环流模式等当下正发生快速变化的因素，其相互作用如何影响南极绕极流的位置与强度，为该领域开辟了重要的研究方向。”在此感谢合作者的贡献与支持，该研究得到德国科学基金会、瑞士自然科学基金、中国科学院率先行动“BR”青年项目和国家自然科学基金的联合资助。论文引用信息：Wu, S et al. Zonally asymmetric changes in the Antarctic Circumpolar Current strength over the past million years. Nature Geoscience (2026). https://www.nature.com/articles/s41561-025-01901-2.Wu, S. Anti-phased changes in Antarctic Circumpolar Current strength over orbital timescales. Nature Geoscience (2026). https://doi.org/10.1038/s41561-025-01902-1.

2026-01-30

华南植物园揭示有机酸驱动珊瑚砂风化的化学机制

珊瑚砂作为热带珊瑚岛的核心基质，虽富含钙、镁元素，却匮乏氮、磷等关键养分，加之高盐碱的固有特性，极大制约了植物定植与土壤发育进程。过往研究显示，物理破碎（如机械碾磨）是加速珊瑚砂风化的可行途径；而本研究通过室内淋溶实验揭示，植物与微生物分泌的低分子有机酸才是驱动珊瑚砂养分释放的核心动力。研究团队构建了多因子实验体系，系统对比了柠檬酸、草酸、苹果酸、乙酸四种常见有机酸，在不同浓度梯度与三种珊瑚砂粒径条件下的风化效能。结果表明：1. 有机酸的种类与浓度是决定风化效率的核心因素——其中柠檬酸表现最为优异，不仅在促进钙、镁、磷释放方面能力最强，还导致了最高的珊瑚砂质量损失；且风化速率与有机酸浓度间呈现典型的米氏动力学关系。2. 物理破碎的作用相对有限：实验中珊瑚砂粒径对风化速率的影响微乎其微，即便在较高有机酸浓度条件下，细颗粒也未展现出显著优势。这意味着，在强烈化学溶解作用主导下，物理表面积的贡献被大幅弱化。3. 作用机制清晰明确：通过进一步的结构方程模型分析验证，有机酸主要通过降低溶液pH值与提供羧基配位两条途径促进珊瑚砂溶解，其中羧基摩尔浓度是关键驱动因子。该研究不仅深化了对珊瑚砂风化机制的科学认知，更为珊瑚岛生态修复中的植物选育与土壤管理提供了重要理论支撑。具体而言，优先选用能分泌柠檬酸等高效有机酸的植物种类，或通过施用富含有机酸的改良制剂，可显著提升珊瑚砂中养分的有效性，进而加速植被定植与生态系统恢复进程。研究同时指出，未来需进一步开展野外模拟实验，综合考量多种有机酸与酶的协同效应，并探索植物组合种植与有机改良制剂施用的综合管理策略，从而推动珊瑚岛脆弱生态系统的可持续恢复。相关研究成果题为“Low molecular weight organic acids dominate coral sand weathering over physical fragmentation”，发表在土壤学经典期刊Plant and Soil（《植物与土壤》）上。中国科学院华南植物园硕士生任清清、博士生谭江昊为论文第一作者，侯恩庆研究员为通讯作者，任海研究员、闫俊华研究员和王法明研究员等参与了该研究工作。研究得到国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的支持。文章链接：https://doi.org/10.1007/s11104-025-08266-w图1. 珊瑚砂风化速率与有机酸浓度之间关系的米氏方程拟合。（a）、（b）、（c）和（d）分别表示Ca、Mg、P以及珊瑚砂质量损失的释放速率。在每个子图中，有机酸的关系均通过米氏方程公式进行拟合，即V = Vmax·S / （Km + S），其中V表示释放速率，S表示有机酸浓度（0.5、1.25、2.5和12.5 mmol kg⁻¹，0.0 mmol kg⁻¹表示去离子水）。考虑到初始阶段可能出现“浓度膨胀”，前两天淋出的元素未纳入方程拟合。质量损失速率则计算为每日平均淋溶损失。图2. 有机酸和粒径对珊瑚砂风化影响的结构方程模型分析。（a）拟合模型及（b）由其总结的驱动因素效应。珊瑚砂风化的驱动因素包括有机酸类型（Type）、浓度（Concentration）、羧基摩尔浓度（N of -COOH）以及溶液初始pH（都用绿色表示），珊瑚砂粒径（橙色表示）。淋溶特性（灰色表示）通过对淋溶液中的Ca、Mg和P浓度以及珊瑚砂质量损失进行主成分分析后取第一主成分表示。羧基摩尔浓度的计算方法为将有机酸分子的羧基数（乙酸、苹果酸、草酸和柠檬酸分别为1、2、2和3）乘以其用于淋溶实验的溶液浓度所得。灰色虚线表示不显著的路径，橙色和蓝色箭头分别表示显著的正向和负向路径。箭头的粗细与路径系数成正比。从Type指出的箭头没有符号，因为Type是一个类别变量。

2026-01-29

华南植物揭示碳利用效率主导红树林修复过程微生物源有机碳的积累

“蓝碳”恢复对增强滨海湿地土壤有机碳的封存具有巨大潜力，但微生物介导的土壤有机碳分解过程为此引入了极大的不确定性。微生物碳利用效率是调控土壤有机碳周转的关键微生物特性，但红树林恢复如何影响碳利用效率尚不清楚。科研团队以淇澳岛的典型恢复红树林湿地为研究对象，探究了红树林恢复对微生物碳利用效率的影响，并进一步分析其与微生物残体碳含量的关联。研究结果表明，红树林恢复使微生物碳利用效率提升了37.84%–56.76%，这主要归因于有机碳质量的提高以及微生物群落结构从以快速生长的r-策略者向以慢速生长的K-策略者的转变。碳利用效率与微生物残体碳含量呈正相关，分别解释了真菌和细菌残体碳73%和69%的变异。这些发现表明，红树林恢复不仅通过增加植物来源的碳输入，还通过提高微生物碳利用效率和促进微生物残体碳积累来增强土壤有机碳固存。尽管细菌残体碳的增幅更高，但真菌残体是新增微生物源碳库的主导部分，凸显了真菌群落在稳定土壤有机碳形成中的关键作用。本研究揭示了微生物过程在红树林恢复期间促进土壤有机碳累积的重要性，强调在滨海湿地恢复策略中纳入微生物过程，对于最大化碳固持效益具有重要意义。相关研究成果以“Microbial carbon use efficiency governs the accumulation of microbial-derived carbon in restored mangroves”为题发表在生态学经典期刊Journal of Plant Ecology（《植物生态学报》）。中国科学院华南植物园生态中心博士后黄幸运为论文第一作者，王法明研究员为论文通讯作者。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、“一带一路”国家与国际科学组织联盟等项目的资助。论文链接：https://doi.org/10.1093/jpe/rtaf230图. 蓝碳恢复过程中微生物碳利用效率的变化及其对微生物残体的影响

2026-01-29

深圳先进院 | 仿酶催化剂“接力”实现高效绿氨合成（Angewandte Chemie）

1月28日，中国科学院深圳先进技术研究院碳中和所低维能源材料研究中心杨新春副研究员团队，与北京理工大学孙建科教授团队、湖南大学杨建校教授团队合作，在Angewandte Chemie International Edition在线发表题为"Enzyme-Mimicking Metal Phosphide Tandem Catalytic Centers for Efficient Electrochemical Nitrate-to-Ammonia Conversion and Zinc–Nitrate Battery"的研究论文，提出一种基于金属团簇-金属磷化物纳米粒子构建双活性位点的仿酶催化策略，通过精准调控双活性位点间的临近效应，利用中间体溢流实现“接力催化”，有效解决了多步反应中的动力学失配问题，从而在大电流条件下实现了高效的绿氨合成。该工作为实现高效、可持续的绿氨合成提供了新思路，并为锌-硝酸盐电池体系的开发奠定了材料基础。本研究在中国科学院院士、深圳先进院研究员成会明的指导下完成。绿氨既是重要的化工原料，也是理想的零碳能源载体，将在“双碳”目标下的现代农业与能源体系转型中扮演关键角色。电催化硝酸盐还原反应（NO3RR）作为绿氨合成的一种重要途径，不仅能将废水中的硝酸盐污染物转化为高附加值的氨，还可为间歇性可再生能源的存储提供有效方案，兼具“增值”与“治污”的双重效益。但是，NO3RR是一个涉及多步中间体的复杂八电子转移过程，在实际反应中，硝酸盐到亚硝酸盐（NO3⁻ → NO2⁻）的脱氧步骤与后续的亚硝酸盐加氢还原（NO2⁻ → NH3）步骤之间，往往存在动力学失配，易造成活性中间体积累、副反应竞争加剧，从而成为制约该技术走向工业化的主要瓶颈。1月28日，中国科学院深圳先进技术研究院（以下简称“深圳先进院”）碳中和所低维能源材料研究中心杨新春副研究员团队，与北京理工大学孙建科教授团队、湖南大学杨建校教授团队合作，在Angewandte Chemie International Edition在线发表题为"Enzyme-Mimicking Metal Phosphide Tandem Catalytic Centers for Efficient Electrochemical Nitrate-to-Ammonia Conversion and Zinc–Nitrate Battery"的研究论文，提出一种基于金属团簇-金属磷化物纳米粒子构建双活性位点的仿酶催化策略，通过精准调控双活性位点间的临近效应，利用中间体溢流实现“接力催化”，有效解决了多步反应中的动力学失配问题，从而在大电流条件下实现了高效的绿氨合成。该工作为实现高效、可持续的绿氨合成提供了新思路，并为锌-硝酸盐电池体系的开发奠定了材料基础。本研究在中国科学院院士、深圳先进院研究员成会明的指导下完成。从“单打独斗”到“接力协作”传统的单一活性位催化剂往往难以同时满足NO3RR反应中各步骤对吸附能的最优要求。例如，某些活性位点虽利于硝酸盐的初始活化，却对后续中间体的加氢能力不足，易造成有毒副产物累积；而另一些位点虽然具有较强的加氢能力，却难以有效吸附与活化硝酸盐离子。这种不同步骤间的动力学“失衡”，严重制约了电催化合成氨的整体效率。此外，在面向工业应用的大电流密度条件下，析氢反应（HER）竞争加剧，进一步导致氨的选择性显著下降。为解决这一矛盾，研究团队受生物酶高效协同机制的启发，通过耦合多个类酶活性位点，设计出一种分工明确、协同作用的双位点催化剂。模仿自然界硝酸盐还原酶-亚硝酸盐还原酶的“接力催化”受自然界中反硝化细菌利用硝酸盐还原酶与亚硝酸盐还原酶协同高效转化硝酸盐为氨的启发，研究团队构建了Fe–FexNi2-xP/CeO2仿生纳米酶催化剂（图2a）。该催化剂通过两类活性位点的协同分工，模拟了上述酶催化过程：Fe团簇作为“硝酸盐还原酶”位点，凭借对氧物种的强结合力，优先催化硝酸盐脱氧生成亚硝酸盐（NO3⁻ → NO2⁻）；邻近的FexNi2-xP纳米粒子则充当“亚硝酸盐还原酶”位点，利用其优异的加氢能力，将溢流而来的亚硝酸盐快速还原为氨（NO2⁻ → NH3）。此外，CeO2纳米棒载体不仅起到稳定双活性位点的作用，还可作为“质子池”调控局部反应微环境，有效抑制竞争性的析氢反应（HER），从而保障了反应的高效进行。球差校正电镜图像显示，超细的Fe团簇分布于FexNi2-xP 纳米粒子周围，两者间距小于1 nm，这种距离排布为中间体的溢流和接力催化提供了结构基础(图2b,c)。EELS谱学和元素映射结果进一步证实了该活性位点的结构特征（图2d-k）。“接力催化”实现工业级电流密度下的高效氨合成该Fe–FexNi2-xP/CeO2仿酶催化剂通过空间耦合多活性位点展现出优异的电化学性能（图3）。其中，在-0.8 V（vs. RHE）条件下实现了824.3 mA cm⁻2的电流密度，分别是单组分Ni2P/CeO2和Fe/CeO2的1.81倍和2.42倍；在-0.7 V vs. RHE时，其峰值NH3产率达到43.5 mg h−1 cm−2。对比实验进一步揭示了双位点的分工机制：Fe/CeO2在-0.3 V （vs. RHE）下表现出约73%的高NO2⁻法拉第效率，但NH3产率极低，表明Fe团簇主要负责硝酸盐还原的早期步骤（NO3⁻ → NO2⁻）；而Ni2P/CeO2在整个测试电压范围内均保持较高的NH3法拉第效率和产率，证明其在后续加氢步骤中的关键作用。在实际应用潜力方面，Fe–FexNi2-xP/CeO2在流动电解池中同样表现突出，可在800 mA cm⁻2的工业级电流密度下稳定运行超100小时，氨的法拉第效率始终保持在90%以上，并成功通过旋转蒸发法实现克级NH3的提取，展现出良好的规模化制氨前景。高功率密度锌-硝酸盐电池基于Fe–FexNi2-xP/CeO2催化剂在析氧和NO3RR方面的优异性能，研究团队进一步将其组装成可充电的锌-硝酸盐（Zn-NO₃⁻）电池（图5）。该电池在放电过程中不仅能输出21.1 mW cm-2的功率密度，还能在阴极同步实现氨的高效合成，产率达1.9 mg h−1 cm−1的高效转化，从而将“发电”与“合成氨”两种功能有机结合。在稳定性方面，该电池在更换锌片后仍表现出良好的循环充放电性能，显示出可靠的重复使用潜力。这一仿酶催化剂的集成设计，为实现分布式能源利用与含氮废水处理的耦合提供了一种具有前景的新方案。深圳先进院硕士研究生谢欣楠（湖南大学联合培养）与博士后钟义为该论文的共同第一作者，深圳先进院杨新春副研究员、北京理工大学孙建科教授、湖南大学杨建校副教授为共同通讯作者，深圳先进院为论文的第一通讯单位。本研究获得国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究基金、中国科学院科技计划及深圳市重大科技专项的资助支持。图1：文章上线截图原文链接：http://doi.org/10.1002/anie.202525416图2 Fe–FexNi2-xP/CeO2仿生纳米酶催化剂“接力”催化机理示意图和形貌结构图3 Fe–FexNi2-xP/CeO2电催化硝酸根制氨的性能图图4Fe–FexNi2-xP/CeO2基锌硝酸盐电池器件性能

2026-01-29

南海海洋所 | 研究揭示南海北部深水沉积物波形成机制

近日，中国科学院南海海洋研究所詹文欢研究员与李伟研究员团队，联合新西兰等多国科研人员，在南海北部大陆边缘沉积物波形成机制研究中取得重要进展，成果发表于国际期刊《美国地质学会会刊》（GSA Bulletin），博士李健为第一作者，研究员李伟为通讯作者。海底沉积物波是大陆边缘广泛发育的地貌类型之一，其形成常与浊流、等深流、沉积物蠕变或内波等多种动力过程有关。南海北部珠江口盆地陆坡分布着大范围沉积物波，然而其成因机制长期存在争议，制约了人们对该区域沉积动力过程与海底稳定性的深入认识。团队聚焦珠江口盆地神狐峡谷群头部区域，整合了该区域高分辨率二维/三维地震数据、沉积物重力样与长期水文观测，系统阐明了内波在该区域大规模沉积物波形成中的主导作用。研究证实，在海底坡度（γ）与内波群速度向量角（α）的比值趋近于1的“临界区域”，内波能量发生显著耗散并强烈扰动海底边界层，为细粒沉积物的持续再悬浮与输运提供了关键动力。这种独特的海洋动力过程使得海底沉积物不断重新分布，最终塑造出波高可达50米、波长达1.4公里的巨型起伏地貌。此外，研究还揭示了沉积物波规模在空间分布上的显著差异特征：其波高与波长从东北向西南方向逐渐减小直至消失。这种空间演变趋势与内波能量沿传播路径的衰减、海底地形从临界状态向反射状态的转变以及陆坡形态的变化密切相关。该发现不仅确立了内波在塑造大陆边缘地貌中的重要地位，更为海底光缆、能源管道路由选址与海底稳定性评价提供了科学依据，同时深化了对深海“源—汇”过程的理解。该研究得到了国家自然科学基金及国家重点研发计划等项目资助。论文信息：Jian Li, Wei Li*, Yingci Feng, Marta Ribó, Pere Puig, Michele Rebesco, Jie Sun, and Wenhuan Zhan. Internal wave-induced sediment wave formation on continental margins: Insights from the South China Sea. Geological Society of America Bulletin, 2026.原文链接：https://doi.org/10.1130/B38276.1图1 南海北部陆坡沉积物波、内波及其与海底相互作用示意图

2026-01-26

深圳先进院等攻克长基因递送难题，基因治疗有了新策略（Cell）

北京时间1月28日，一项发表于《细胞》的最新研究，首次提出了一种名为“AAVLINK”的新型基因治疗策略，研究团队成功攻克了基因治疗领域利用AAV（腺相关病毒载体）高效递送长基因的难题，有望显著推动针对孤独症、癫痫等神经系统疾病和其他遗传病的基因治疗技术的临床应用。世界范围内目前已发现超过7000种罕见病。这类疾病大多由基因突变引发且缺乏有效治疗手段，构成人类医学面临的重要挑战之一。近年来，基因治疗作为一种新型治疗技术，通过修复、替换或抑制致病基因等方法，为治疗罕见病等遗传性疾病提供了新希望。北京时间1月28日，一项发表于《细胞》的最新研究，首次提出了一种名为“AAVLINK”的新型基因治疗策略，研究团队成功攻克了基因治疗领域利用AAV（腺相关病毒载体）高效递送长基因的难题，有望显著推动针对孤独症、癫痫等神经系统疾病和其他遗传病的基因治疗技术的临床应用。美国国家科学院院士、美国麻省理工学院讲席教授冯国平对该成果评价道：“基因治疗是疾病干预方法开发的重要前沿方向，而使用递送载体如AAV等，实现治疗基因的高效递送是基因治疗的关键挑战之一。该研究开发的AAVLINK技术实现了将最长超过11kb的完整功能基因载荷高效递送至靶细胞，突破了长基因递送的关键技术瓶颈，为基因治疗的基础和转化研究提供了重要的创新技术。”该研究由中国科学院深圳先进技术研究院（简称“深圳先进院”）和北京大学第一医院合作完成。深圳先进院医工所、医学成像科学与技术系统全国重点实验室、深港脑科学创新研究院路中华研究员，北京大学第一医院儿童医学中心姜玉武教授，深圳先进院医工所刘太安副研究员是论文共同通讯作者。中国科学院大学博士生林剑邦、林韵萍，北京大学第一医院儿童医学中心刘娜娜博士为论文共同第一作者。深圳先进院为该研究第一单位。攻克长基因治疗递送难题基因治疗主要通过特定载体将治疗性基因“送”到目标细胞中，从而修复基因缺陷或异常。这种治疗方法突破了传统药物的局限性，实现对多种疾病精准治疗，有望从根本上治愈疾病。基因进入细胞需要借助载体，就像小车运送货物一样，AAV因其安全性高、不易引起免疫反应，被认为是理想的“基因快递车”。“但AAV这辆小车的运载容量有限，最多只能递送的基因组长度是4.7kb，也就是约4700个碱基对，众多与孤独症、癫痫相关的致病基因超过了这一容量，严重限制了这些疾病基因治疗技术的开发。”论文共同通讯作者、深圳先进院副研究员刘太安解释。此外，现有双AAV运输策略的重组效率低，易产生无效或有害的截断蛋白等问题，难以实现安全高效的治疗效果。2020年，路中华团队联合姜玉武团队围绕这一痛点难题展开攻关。他们提出了一种名为“ AAVLINK”的新方法。该方法将长基因分成两段，分别装进两个AAV中，一个AAV携带的基因片段装上特殊的“分子魔术贴”—lox位点，另一个AAV除了携带另一半基因片段、lox位点外，还携带Cre重组酶基因。两个装载着基因的AAV载体进入细胞后，Cre重组酶会精准识别“魔术贴”，使拆分的两段基因精准重组，使其表达出完整的功能。此外，团队进一步开发了该技术的2.0版本，实现了Cre重组酶的瞬时表达与及时清除，解决了潜在的基因重排和免疫反应等生物安全问题，提升了该技术临床应用的安全性。构建通用工具库，助力基因治疗研究与转化研究结果表明，该项技术在多种细胞中能够高效重构大片段基因，且不产生截断蛋白，重组效率显著优于传统方法。在动物模型体内验证中，该技术成功重构并恢复了孤独症致病基因Shank3和癫痫致病基因SCN1A的完整功能，有效改善了相关模型小鼠的行为和癫痫表型。尽管在动物疾病模型中取得了优异的干预效果，研究团队并没有止步于此。“许多疾病的致病基因都超出了单个AAV的递送上限，我们应该将AAVLINK应用到更多的疾病上。”刘太安说道。为此，研究团队进一步构建了一个AAV长基因递送载体工具库。他们系统筛选了193个长度超过4kb的人类致病长基因，涵盖孤独症、癫痫、杜氏肌营养不良、遗传性耳聋、视网膜病变等疾病，实现了超过11kb的基因载荷的高效重组递送；此外，数据库还整合了5种基因编辑工具，为该技术的广泛应用提供了参考。值得一提的是，研究团队对库中每一个长基因的拆分与重组效率都进行了系统的实验验证。“基于这一高效递送工具平台，未来，相关领域的研究团队可以把研究精力集中在疾病机制探索和治疗方案优化等其他核心问题上。”论文共同通讯作者、深圳先进院研究员路中华介绍，目前该平台（http://AAVLINK.com）已开放使用，在基因治疗相关的基础和转化研究领域引起了强烈反响。审稿人对该研究评价道，AAVLINK技术突破了包装容量瓶颈，为相关领域的研究和转化提供了重要创新技术，对长基因递送意义重大。从临床中来，到临床中去这项历时五年的研究，不仅是实验室技术攻关的成果，更是科学前沿与一线临床紧密结合的典型案例。在合作过程中，医生走进实验室，研究人员走进医院，了解前沿研究进展以及一线的临床需求，形成了科学问题“从临床中来，到临床中去”的科研模式。“在工作中，我们经常面对一些非常疑难的癫痫患病儿童，他们癫痫发作时很难用药物控制，经常伴有严重脑功能和发育障碍，目前所有治疗药物都是针对发作症状的对症治疗，不能解决根本问题，而且大量药物可能带来不少不良反应。这些癫痫之所以难治，就是因为没有针对病因的治疗手段，因此该技术有望为儿童癫痫治疗带来创新性根治方案，为广大患者带来新的希望。”论文共同通讯作者、北京大学第一医院教授姜玉武说道。一直以来，路中华团队聚焦于制备非人灵长类和啮齿类脑疾病动物模型，解析脑疾病的发病机理，并发展脑疾病基因治疗干预策略。在他看来，科学研究不能仅仅停留在实验室里，更要紧密关注临床需求，将前沿科学真正转化为惠及患者的治疗方案。路中华指出，该研究开发的高效、易扩展的长基因AAV递送策略，是迄今为止针对基因治疗领域长基因递送这一重要挑战提出的最为安全高效的解决方案之一，有望显著推动孤独症、癫痫等神经系统疾病及其他遗传病的基因治疗技术的临床应用。未来，研究团队还将进一步优化该技术在全身的递送效率，深入机制研究，建立相关的疾病预测模型，开展该技术在灵长类动物模型的系统验证和临床前研究，推动该技术的转化落地。文章上线截图论文链接：https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(25)01488-6AAVLINK的工作原理及应用

2026-01-28

深圳先进院 | 实现面向常规心脏磁共振电影成像的四维心肌应变定量新技术（Medical Image Analysis）

心肌应变定量是评估心脏收缩功能、早期识别心肌病变的重要指标，与射血分数相比，心肌应变对局部功能异常更为敏感，能早期发现心肌功能障碍。临床常规 Cine MRI 通常同时采集短轴与长轴序列，为开展四维心肌应变测量提供了基础。但其心肌对比度和纹理信息有限且心动周期内形变幅度大，多次屏气采集还易引入层间错位与心动相位不一致，使现有方法难以稳定获得时空一致和生理合理的四维应变结果。近日，中国科学院深圳先进技术研究院（以下简称“深圳先进院”）医学成像科学与技术系统全国重点实验室胡战利研究员与中国医学科学院肿瘤医院深圳医院罗德红主任团队、深圳市宝安区松岗人民医院梁久平主任团队合作，提出了一种从常规心脏磁共振电影成像（Cine MRI）中提取四维（3D+时间）心肌力学参数的创新框架，在技术上为稳定重建时空一致的心肌应变提供了方法基础，在临床上为心肌病早筛、分型与随访提供了更可靠的定量支撑。相关成果以"Unlocking 2D/3D+T myocardial mechanics from cine MRI: a mechanically regularized space-time finite element correlation framework"为题，发表在医学图像分析领域TOP期刊Medical Image Analysis上。针对上述问题，研究团队在数字体图像相关理论基础上，构建了面向 Cine MRI 的时空一体化心肌运动定量框架（图1）。该框架以有限元形函数表征心肌位移场，通过全局相关优化保证空间连续性并引入符合生理特性的力学约束以抑制噪声放大和非物理形变；同时结合基于奇异值分解（SVD）的数据驱动时空模态分解策略，在保持时间连续性的同时显著降低计算复杂度，实现了从常规 Cine MRI 到心肌运动场与应变场的统一求解。研究团队在合成数据集、三个国际公开数据集以及真实临床数据集上对该方法进行了系统验证，并与两种经典配准方法及四种主流深度学习模型进行了全面对比。结果显示所提出方法在多项定量与任务型指标上，均整体优于对比方法并可稳定得到高时空一致的四维心肌应变可视化结果，增强了对心肌运动与功能变化的直观表征能力（图2）。进一步地，研究团队基于该框架对五种不同心肌病人群开展了心肌应变量化比较分析，为不同病理状态下的功能差异提供了更一致、更可靠的定量表征。深圳先进院胡战利研究员、中国医学科学院肿瘤医院深圳医院罗德红主任和深圳市宝安区松岗人民医院梁久平主任为论文的共同通讯作者。深圳先进院与中国医学科学院肿瘤医院深圳医院联培博士后刘海洲、深圳市宝安区松岗人民医院医生覃雪玲、中国医学科学院肿瘤医院深圳医院副主任医师刘周为论文的共同第一作者。该研究工作得到了国家重点研发计划以及广东省自然科学基金卓越青年团队等项目的资助。图1：面向磁共振电影成像的时空一体化4D心肌运动定量框架图2: 不同心肌病（正常、扩张型、肥厚型）的应变场可视化及应变曲线对比

2026-01-27

深圳先进院| 抗体偶联间充质干细胞治疗自身免疫性疾病（Nature Communications）

1月22日，中国科学院深圳先进技术研究院医工所转化医学研究与发展中心王言副研究员团队联合东南大学陈磊教授团队，在Nature Communications在线发表题为"Antibody-conjugated mesenchymal stromal cell drug delivery system for the treatment of autoimmune diseases in mice"的研究论文，提出一种面向自身免疫疾病的“抗体偶联MSC递药系统（AcM-DDS）”策略。该系统一方面基于生物正交点击化学，将抗体锚定至MSC细胞膜表面，从而实现对病灶中富集的特定抗原细胞的识别与连接；另一方面通过细胞内装载药物，使MSC成为可主动迁移的“活体载药体”，从而实现局部、定向的药物递送。银屑病、类风湿性关节炎等自身免疫性疾病由免疫失衡驱动，长期慢性炎症可导致皮肤、关节等多组织持续损伤，病程迁延且异质性强，给临床治疗带来显著挑战。间充质干细胞（MSC）因具免疫调节与组织修复潜力，近年来在多种自身免疫病中已开展多项临床试验探索。然而，MSC经静脉全身输注后在体内的有效归巢与病灶滞留效率有限，导致靶组织可达性不足，成为制约其疗效稳定性与临床转化的关键瓶颈。 1月22日，中国科学院深圳先进技术研究院（以下简称“深圳先进院”）医工所转化医学研究与发展中心王言副研究员团队联合东南大学陈磊教授团队，在Nature Communications在线发表题为"Antibody-conjugated mesenchymal stromal cell drug delivery system for the treatment of autoimmune diseases in mice"的研究论文，提出一种面向自身免疫疾病的“抗体偶联MSC递药系统（AcM-DDS）”策略。该系统一方面基于生物正交点击化学，将抗体锚定至MSC细胞膜表面，从而实现对病灶中富集的特定抗原细胞的识别与连接；另一方面通过细胞内装载药物，使MSC成为可主动迁移的“活体载药体”，从而实现局部、定向的药物递送。自身免疫性疾病病灶中常富集异常激活的CD4+T细胞，其中Th17细胞通过分泌IL-17A等促炎因子推动炎症进展。Th17的分化与功能受关键转录因子RORγt调控，但以Cedirogant为代表的RORγt反向激动剂在临床开发中受安全性问题限制，亟需更精准的递送策略。基于此，本研究报道了一个AcM-DDS的应用实例：将CD4抗体锚定于骨髓MSC（BMSC）细胞膜表面，并使其装载含Cedirogant的脂质体，以实现对CD4+T细胞靶向的同时抑制其向Th17细胞的分化。本研究在两种自身免疫疾病小鼠模型中验证了AcM-DDS的治疗潜力：咪喹莫特诱导的急性银屑病样炎症（IMQ）模型与胶原诱导的慢性关节炎（CIA）模型。在IMQ模型中，AcM-DDS显示出更强的局部抗炎效果，可显著下调皮损组织中IL-17A、RORγt 以及 IL-21、IL-22、G-CSF、GM-CSF等多种炎症相关因子表达。在CIA模型中，AcM-DDS进一步表现出对慢性炎症的综合改善：实验终点仅1/6小鼠出现轻度炎症，并对多关节滑膜炎症、软骨与骨破坏以及脾脏 Th17 细胞水平等指标均带来显著改善。相比基因工程改造的MSC，此抗体偶联MSC的构建更简便且可快速“换靶点”——理论上只需更换抗体即可拓展到不同细胞/疾病。近年来MSC疗法也迎来监管里程碑：2024年12月18日，美国FDA批准Ryoncil用于儿童激素难治性急性移植物抗宿主病（aGVHD），为美国首个获批的MSC疗法；2025年1月2日，国家药品监督管理局亦附条件批准艾米迈托赛注射液用于激素难治性aGVHD。这些进展凸显MSC在免疫调节中的临床价值，也为AcM-DDS未来进一步拓展至aGVHD、特应性皮炎等免疫疾病提供了更广阔的应用空间。论文中的抗体偶联干细胞技术，已获国家发明专利授权；依托该技术，团队开发了基于抗体偶联间充质干细胞的精准治疗平台，获得2025年江苏省“创青春”生物医药产业链大赛三等奖。深圳先进院先进院谢倩助理研究员以及沈燕妮研究助理为论文的共同第一作者，深圳先进院王言副研究员、谢倩助理研究员以及东南大学陈磊教授为论文通讯作者，先进院为论文的第一通讯单位。该研究获得国家重点研发计划、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、深圳市重大科技专项的资助。图1：文章上线截图论文全文：https://www.nature.com/articles/s41467-025-67698-1图2：AcM-DDS的构建思路图3：AcM-DDS的疗效验证

2026-01-27

中国科学院南海海洋研究所发布“海境AI大模型”

2026年1月20日，在热带海洋环境与岛礁生态全国重点实验室2025年度学术年会暨创新攻关团队研讨会上，中国科学院南海海洋研究所发布海境·区域海洋环境应用AI大模型（简称海境AI大模型）。海境AI大模型在中国科学院战略性先导专项的资助下，由全国重点实验室海洋智能探测与大数据技术应用研究团队、海洋动力热力过程及其环境效应研究团队以及海洋环境模拟与应用技术研究团队牵头，联合所内外多支科研力量共同研发。2026年1月20日，在热带海洋环境与岛礁生态全国重点实验室2025年度学术年会暨创新攻关团队研讨会上，中国科学院南海海洋研究所发布海境·区域海洋环境应用AI大模型（简称海境AI大模型）。海境AI大模型在中国科学院战略性先导专项的资助下，由全国重点实验室海洋智能探测与大数据技术应用研究团队、海洋动力热力过程及其环境效应研究团队以及海洋环境模拟与应用技术研究团队牵头，联合所内外多支科研力量共同研发。海境AI大模型由四个大模型组成，包括界面大模型、区域预报大模型、涡流大模型、智能问答大模型。海境AI大模型通过四大模型的有机协同，构建了从数据融合、智能预报、三维重构到交互认知的完整技术闭环。该系统实现了国产多源卫星数据的智能化、标准化处理与应用，形成了从遥感观测到智能问答的端到端服务能力，可全方位支撑海洋环境保障、科学研究、航行安全、资源开发和生态保护等多类业务场景。智观海洋，境见未来。此次海境AI大模型的正式发布，不仅为相关领域的科学研究与业务化应用提供了新一代一体化工具，也为区域海洋可持续发展贡献了重要的技术范式。研究团队正式发布“海境·区域海洋环境应用AI大模型”

2026-01-21