世界上第一個AI設計的病毒問世

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人工智能（artificial intelligence，AI）的迅猛發展不斷顛覆着科學研究的範式。在生命科學領域，AI模型已經可以生成DNA序列、蛋白質和一些生命多聚物。但是，AI生成更爲複雜的完整基因組仍充滿挑戰。近日，斯坦福大學化學工程系Brian L. Hie團隊開發出一個基因組語言模型Evo，並用超200萬個噬菌體（能特異性裂解細菌的病毒）基因組對其進行了訓練。隨後，該團隊以含有11個基因，5386個核苷酸的噬菌體ΦX174爲設計模板，通過Evo生成具有真實遺傳結構的全基因組序列。這些AI生成的基因組共產生了16種能穩定進化，並且在生長競爭和裂解細菌方面比ΦX174更具適應性的全新噬菌體！這些新病毒聯合起來可以感染並殺死三種原來ΦX174不能清除的大腸桿菌。這是世界上第一個用AI設計的病毒，展現出廣闊的臨牀應用前景，當然也會引發人們對生物安全的擔憂......

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https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2025.09.12.675911v1

基因編輯治療遺傳性耳聾

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基因突變會引起遺傳性耳聾，其中POU4轉錄因子3基因(POU4F3)的突變導致常染色體顯性非綜合徵性耳聾15(dominant non-syndromic deafness 15,DFNA15)，目前尚無有效的臨牀治療方法。基因編輯技術有望精確修復突變的核苷酸，從而爲遺傳性聽力損失提供潛在的治療方法。近日，東南大學附屬中大醫院Renjie Chai團隊通過Pou4f3WT/Q113*突變建立了小鼠DFNA15研究模型。研究人員通過將不同的腺嘌呤脫氨酶融合到Cas9上來開發和篩選針對Pou4f3Q113*等位基因的腺嘌呤鹼基編輯器(adenine base editors,ABEs)。其中，SchABE8e在體外對sgRNA3進行了高度精確和高效的編輯。團隊成員通過腺相關病毒遞送SchABE8e-sgRNA3對新生Pou4f3WT/Q113*小鼠進行聽力恢復治療。結果顯示，動物的聽力幾乎完全恢復，治療效果持續了至少四個月，並且具有良好的生物安全性。該研究爲治療DFNA15提供了新策略。

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https://www.nature.com/articles/s41467-025-63613-w

膳食補充花生四烯酸會提高疫苗免疫效果

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疫苗接種主要通過誘導體液免疫，也就是產生抗體，來提供對傳染性疾病的最有效保護。疫苗接種效果受多種因素的影響。近日，清華大學基礎醫學院程功團隊研究發現，膳食補充花生四烯酸(arachidonic acid,ARA)能顯著加速小鼠在接種狂犬病疫苗後產生中和抗體，並保護小鼠免受致命劑量的狂犬病病毒(rabies virus,RABV)感染。通過招募志願者進行臨牀試驗，研究人員發現，口服補充ARA可提高體內中和抗體的表達，使其在初次免疫後一週內達到足以預防RABV的水平。從機制上講，ARA在淋巴結富集，代謝轉化成免疫調節分子。其中的前列腺素I2(PGI2)通過環磷酸腺苷(cAMP)-蛋白激酶A(PKA)軸上調免疫共刺激分子CD86的表達，激活B細胞中活化誘導的胞苷脫氨酶(AID)，促進抗體合成分泌。據瞭解，動物內臟、肉蛋和海鮮中的花生四烯酸含量比較豐富。

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https://doi.org/10.1038/s44321-025-00310-7

以後接種疫苗可能不用扎針了

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皮膚是一種柔軟且富有彈性的組織。在組織損傷時，皮膚機械感應會促進免疫防禦並恢復穩態。近日，英國倫敦國王學院生命科學與醫學系Stuart A. Jones團隊使用瞬態皮膚拉伸模型研究發現，單次皮膚張力改變會誘導膠原纖維重新定向、基質細胞機械轉導、炎症介質的產生和免疫細胞向皮膚的募集。同時，皮膚拉伸會通過打開毛囊增加皮膚滲透性，但不會損傷組織。此外，拉伸誘導的皮膚變化還能導致皮下樹突狀細胞暴露於皮膚微生物產生的化合物，進而發生活化和遷移。更有趣的是，該團隊利用急性皮膚拉伸實現了無針疫苗遞送，促進了抗原在淋巴結中的積聚，併產生了比肌肉注射更好的免疫應答效果。該研究通過分析皮膚的物理和免疫學變化爲藥物輸送指明瞭一個新方向。

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https://doi.org/10.1016/j.celrep.2025.116224

普通光照下即可工作的水體消毒薄膜

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水是生命之源。數據統計，全球仍有約44億人爲飲水安全發愁，尤其是獲得沒有病原微生物污染的水。近日，中山大學化學學院Gangfeng Ouyang團隊研發出一種能自主漂浮在水錶面的光催化薄膜。這種薄膜在低強度自然陽光（13-18 mW/cm2）照射下就能產生一種名爲氧中心有機自由基(oxygen-centred organic radicals,OCORs)的活性物質，在40分鐘內對10升高度污染的水進行強效滅菌。OCORs的主要特點是壽命很長，可以在弱光照下不斷積累，保持消毒效率。此外，這種光催化薄膜的穩定性也超強，能重複使用50次以上，可以說極具性價比。簡而言之，這種光催化薄膜以其低能耗和高穩定性在水體消毒領域展現出廣闊的應用前景。相關論文於9月15日發表在《自然·水》(Nature Water)雜誌。

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https://doi.org/10.1038/s44221-025-00500-0

讓細胞起死回生，促進組織修復

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組織損傷的本質是細胞的死亡崩解。如果能將細胞從瀕臨死亡的邊緣“拽”回來，必將促進組織的修復。近日，印度科學與創新研究院Santosh Chauhan團隊用誘導細胞死亡的親溶酶體藥物，如L-亮氨酸-L-亮氨酸甲酯(LLOMe)，處理死亡早期的細胞後驚奇地發現，細胞竟然恢復了活力。在細胞恢復的初始階段，研究人員檢測到與胚胎髮育、再生、乾性和炎症相關的基因和信號上調。隨後，控制代謝、細胞器生物合成、膜運輸、物質運輸和細胞骨架重塑的重要途徑被激活，最終導致細胞完全更新。通過一系列動物實驗，該團隊證實，LLOMe可以增強小鼠皮膚傷口和角膜鹼燒傷的癒合，促進黑腹果蠅的造血祖細胞/幹細胞產生，誘導青蛙的“尾巴”重現，並介導秀麗隱杆線蟲的神經軸突再生。從機制上講，NF-κB信號傳導對LLOMe誘導的細胞復甦和再生至關重要。

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https://doi.org/10.1038/s44318-025-00540-y

紅斑狼瘡治療新突破

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紅斑狼瘡是一種常見的慢性、反覆發作的自身免疫性疾病，臨牀症狀包括皮膚症狀（如面頰部出現蝶形紅斑、皮膚潰瘍等）、心臟症狀、肺臟症狀、腎臟症狀、血液系統症狀以及神經系統症狀等。近日，中國科學技術大學附屬第一醫院風溼免疫科陳竹團隊在難治性系統性紅斑狼瘡治療方面取得新突破。該團隊設計出一種能將CD19 mRNA直接靶向遞送到CD8+ T細胞的脂質納米顆粒HN2301。體外實驗顯示，HN2301能將CAR T細胞進行重編程，殺傷自體B細胞。由5名紅斑狼瘡患者參與的臨牀試驗結果表明，HN2301輸注能使患者體內的B細胞明顯減少，CAR T細胞激活，紅斑狼瘡疾病活動度指數下降，並且沒有引起明顯的不良反應。詳細數據於9月17日發表在《新英格蘭醫學雜誌》(NEJM)。

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https://doi.org/10.1056/NEJMc2509522

全球人口頭疼流行程度分析

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平日裏我們或多或少都有過頭痛的經歷。頭痛，特別是偏頭痛和緊張型頭痛(tension-type headaches,TTHs)，已經成爲一項全球性的公共衛生問題。近日，全球疾病負擔2021頭痛協作團隊(GBD 2021 Headache Collaborators)對204個國家和地區的頭痛患病率和傷殘損失壽命年(years lived with disability,YLDs)進行了最新的數據統計分析。2021年，全世界約有20億人患有緊張型頭痛，12億人患有偏頭痛。雖然緊張型頭痛更爲常見，但偏頭痛給身體帶來的傷殘程度更高。值得注意的是，1990~2021年間，頭疼的年齡標準化患病率保持穩定，預計由於人口增長，這一趨勢仍將繼續下去。從性別、年齡角度分析，30-44歲女性的頭疼患病率較高，健康所受影響也較大。相關論文於9月18日發表在《細胞報告·醫學》(Cell Reports Medicine)雜誌。

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https://www.cell.com/cell-reports-medicine/fulltext/S2666-3791(25)00421-5