编者按：
科技兴则民族兴，科技强则国家强。为了更好的展现学校科研动态，增强广大科研工作者的认同感、归属感、自豪感，激发科研创新活力、促进学科交叉融合，科学研究院将持续汇总报道校内各单位重要科研进展，诚邀各单位积极来稿。
内容速览
1.化学学院刘文博课题组采用苯甲酸合成苯酚类化合物方法被Organic Syntheses收录
2.地球科学与工程学院研究团队于华南东南部南雄盆地晚白垩世玄武岩的Ar-Ar年龄和地球化学特征取得新进展
3.测绘科学与技术学院极地与海洋遥感团队在南极普里兹湾冰−海相互作用研究中取得新进展
4.智能工程学院陈语谦教授团队提出一种子结构交互架构进行药物相互作用预测
5.公共卫生学院陈亚军教授团队在体力活动与全人群抗抑郁探索中取得阶段性成果
6.肿瘤防治中心马骏、孙颖、邝栋明、吕佳蔚、魏瑗团队发现吉西他滨联合顺铂化疗激活肿瘤免疫新机制
01
化学学院刘文博课题组采用苯甲酸合成苯酚类化合物方法被Organic Syntheses收录
中山大学刘文博课题组发展了一种在室温条件下将苯甲酸转化为苯酚的方法。该方法不需要过渡金属和光源辅助，在室温下便能高效运行，并且还具有良好的底物普适性，是一种非常实用而高效的策略。课题组利用该策略作为关键步骤对γ-分泌酶抑制剂以及各种不对称六芳基苯(HAB)进行了的合成。
γ-分泌酶抑制剂的合成
六芳基取代苯的合成
以上研究成果以“A Publication f Reliable Methods or the Preparation f Organic Compounds”为题，课题组与美国默克公司工艺研发部门科学家合作，系统评估了该方法在放大量时的安全性。在做出无安全隐患的结论后，由奥地利维也纳大学有机化学家Nuno Maulide课题组成功重复验证，近期被Organic Syntheses收录。
来源：中山大学化学学院
“刘文博课题组采用苯甲酸合成苯酚类化合物方法被Organic Syntheses收录”
02
地球科学与工程学院研究团队在华南东南部南雄盆地晚白垩世玄武岩的Ar-Ar年龄和地球化学特征取得新进展
华南地块晚中生代以来经历了古太平洋板块的多期次后撤式俯冲，俯冲的过程伴随着多期火山岩喷发。华南东南部喷发的基性岩可依据地化特征分为三种类型，包括弧型基性岩、低Nb的OIB型基性岩和高Nb的OIB型基性岩，分别指示了不同的岩浆源和构造背景。尽管对于华南地块东南部晚中生代以来的岩浆来源和构造模式的研究已有很多，但仍未取得一致的认识。
针对以上问题，博士生王孟豪等选取华南地块东南部的南雄盆地作为研究对象开展研究。南雄盆地为晚中生代-新生代沉积盆地，其上白垩统浈水组地层含有多期玄武岩夹层。南雄玄武岩的地化特征和区域对比对于理解其岩浆来源和构造指示有着重要意义。本论文利用40Ar-39Ar同位素年代学、地球化学、岩石学等方法对南雄玄武岩开展研究，并获得了以下结论：
（1）玄武岩夹层的40Ar/39Ar年龄为76.2-69.9 Ma，反映了玄武岩浆喷发的时间。（2）南雄玄武岩的岩浆源应来自含有较高比例沉积物的板片的衍生熔体与软流圈地幔的交代作用。（3）南雄玄武岩和其他低Nb的 OIB型玄武岩的产出构造背景为板内环境，指示了俯冲的古太平板块在华南地块下的后撤。（4）我们提出了华南东南部晚白垩世玄武岩来源的动力学模式：在120-110 Ma 古太平洋板片俯冲至华南地块之下，形成了俯冲沉积物的熔体，随后熔体交代地幔楔并形成沿海地区岛弧型基性火成岩的源。在110-70 Ma期间，随着海沟的逐渐后退和俯冲板片的后撤导致软流圈的上涌，随后软流圈地幔和从脱水俯冲板片衍生出的熔体的相互作用产生了高Nb基性岩的源区。同时，来自更多沉积物贡献的板片熔体与软流圈地幔之间的交代作用则形成了低Nb基性岩的源区。
构造模式图指示OIB型基性岩的岩浆来源
以上研究成果以“Ar-Ar ages and geochemistry of Late Cretaceous basalts in the Nanxiong Basin, SE China: Constraints on the subduction and rollback of the Paleo-Pacific Plate”为题发表于Journal of Asian Earth Sciences，钱鑫和王伟涛为指导老师，王孟豪为第一作者。
来源：中山大学地球科学与工程学院
“科研动态 | 华南东南部南雄盆地晚白垩世玄武岩的Ar-Ar年龄和地球化学特征：对古太平洋板块俯冲和后撤的约束”
03
测绘科学与技术学院极地与海洋遥感团队在南极普里兹湾冰−海相互作用研究中取得新进展
固定冰通常附着于南极海岸、冰架、冰川等周围。相较于浮冰，固定冰的厚度更厚、留存时间更长，强烈影响着海−气相互作用，在调节南极海洋生态系统和气候变化方面发挥着关键作用。固定冰生长主要受热力学影响，冰−海相互作用的高频观测，冰−海热量交换的高精度估算对于理解南极固定冰物质平衡中热力学性质至关重要。海洋热通量通常是通过测量海冰温度和厚度，结合能量平衡方程估算得到（剩余能量法），但该方法难以捕捉海洋热通量的短期变化。基于高频的冰−海界面摩擦速度和海水温度盐度的直接观测，通过块体参数化方案可以更加准确地估算出海洋热通量变化。
本研究基于一套部署在南极普里兹湾中山站附近的固定冰上的综合海洋观测系统，其中包括声学多普勒流速仪（ADV）、温盐深（CTD）传感器和海冰物质平衡阵列（SIMBA）。通过观测2021年4月至11月固定冰下冰−海界面的高频海洋环境数据，分析了冰−海界面温盐及海水流速、流向的日尺度及季节性变化。使用剩余能量法及三种不同的参数化方案估算冰−海界面海洋热通量的高频率、长时序变化。利用周期图法对海洋环境变量进行周期性分析，研究了潮汐振荡对该区域海洋环境的影响。结合大范围的海冰密集度产品和海洋再分析数据对海洋环境变量的季节性变化进行分析，揭示了大尺度变化和局部现象之间的重要关系。
研究结果表明：1）研究期内，海洋热通量在4–5月达到峰值60–80 W m−2，此后呈下降趋势，稳定在10–30 W m−2。几种海洋热通量计算方法的估算结果呈相同的变化趋势。2）海洋热通量、海水温度等变量的振荡周期与潮汐的振荡周期相似，均呈现出0.5天的周期，表明在日尺度下，潮汐振荡对该地区的海洋环境具有强烈的影响，是中山站附近海洋环境变化的主要驱动因素之一。
周期图法的潮汐振荡和海洋环境变量频率分布结果
以上研究成果以“Annual evolution of the ice–ocean interaction beneath landfast ice in Prydz Bay, East Antarctica”为题发表于The Cryosphere。中山大学测绘科学与技术学院极地与海洋遥感团队硕士研究生胡海涵为论文第一作者，团队核心成员惠凤鸣教授为文章共同通讯作者。
来源：中山大学测绘科学与技术学院
“科研动态 | 硕士研究生胡海涵在南极普里兹湾冰−海相互作用研究中取得新进展”
04
智能工程学院陈语谦教授团队提出一种子结构交互架构进行药物相互作用预测
一种药物不能满足多种复杂疾病的治疗，很多时候需要两种或多种药物共同治疗多种疾病。但是当人们服用一种以上的药物时，药物之间的相互作用可能会对人体造成不良影响，这种现象称为药物相互作用（DDI）现象，因此在服用多种药物之前确认DDI至关重要。传统上，DDI的检测是通过广泛的生物学或药理学分析进行的。然而，这个过程是费时费力的，况且药厂也没有这么多人力物力来验证所有上万种药物之间的交互作用，因此深度学习方法可以作为一种低成本但有效的替代方法，通过识别已知DDI的模式来预测潜在的DDI。药物相互作用在体内会引发意想不到的药理作用，并且通常具有未知的因果机制。虽然现在已经开发了深度学习方法以更好地理解DDI，然而精确的预测DDI仍然是一个挑战。具备可泛化的DDI预测比源域预测更接近现实场景。
智能医疗研究中心主任陈语谦教授团队根据“药物是一个由不同官能团/化学子结构组成的实体，子结构决定了药代动力学和药效学特性，并影响着相互作用”提出了方法DSIL-DDI，学习领域不变的子结构相互作用，以提高模型的泛化能力。DSIL-DDI将子结构相互作用视为DDI的域不变。在使用图神经网络(GNN)提取子结构后，子结构交互模块用于学习领域不变子结构交互模式。对于提出的子结构交互模块，其模拟子结构中属性的交互。为了学习领域不变表示，DSIL-DDI中设计了一个额外的损失函数，可以从不相关的子结构相互作用中去除噪声。对于一对药物，模块会输出DDI表示。该表示包含与此DDI事件对应的最重要的子结构交互模式。将表示提供给分类器以获得此DDI的类别。对于分布外(OOD)DDI预测，计算陌生域上的DDI表示（无需重新训练），然后按指定数量的类别对这些表示进行聚类。
根据两个基准评估DSIL-DDI：Drugbank和Twosides。实验分为三种情况：transductive设置（热启动，测试集中的所有药物都出现在训练集中）、inductive设置（冷启动，测试集中包含训练集中不存在的新药物）和OOD泛化。但是，前两个设置共享相同的数据集/域。对于OOD泛化，需要对不熟悉的域进行预测。实验结果表明：(1) DSIL-DDI 在两种设置上都达到了良好的性能；(2)对于子结构相互作用，DSIL-DDI可以呈现出与药物化学一致的分析，证明其可解释性；(3)DSIL-DDI可以学习域不变表示，这证明它对OOD预测具有泛化性。
为了验证模型在判别式预测中的可解释性，该工作通过从药物化学的角度研究这些药物子结构的组合如何导致潜在的DDI，来证明DSIL-DDI的可解释性。根据注意力权重索引药物对中贡献最大的子结构对（子结构相互作用）。然后将这些子结构相互作用与现有文献进行比较。
子结构相互作用的可解释可视化
以上研究成果以“DSIL-DDI: A Domain-Invariant Substructure Interaction Learning for Generalizable Drug–Drug Interaction Prediction”为题发表于IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems，陈语谦教授为该文通讯作者，智能工程学院博士生唐振超为第一作者。
来源：中山大学智能工程学院
“智能工程学院陈语谦教授团队提出一种子结构交互架构进行药物相互作用预测”
05
公共卫生学院陈亚军教授团队在体力活动与全人群抗抑郁探索中取得阶段性成果
抑郁是当今全球公共健康领域普遍关切的重要问题，其主要症状是情绪低落，兴趣减退以及精力和注意力下降。目前，全球3亿多人深受抑郁困扰，发病率呈现不断上升趋势。体力活动和饮食作为个体可控的行为生活方式在预防抑郁症状有着依从性好和操作性强的优势，但先前有关体力活动与饮食与抑郁之间的关系研究仅限于对单一的体力活动或饮食行为进行探索。
该研究利用2007-2018年NHANES数据，在全美范围内纳入19,295名20~80岁具有代表性的成年人作为研究对象。饮食质量和体力活动量分别利用饮食健康指数（HEI-2015）和总代谢当量（MET/每周）评估。受试者的饮食健康指数高于所纳入样本的第60百分位数，即视为健康饮食；受试者每周的体力活动量达到指南推荐的中等强度体力活动（MPA）时间不少于150分钟或高强度体力活动（VPA）不少于75分钟标准，则定义为积极运动。抑郁症状采用病人健康问卷抑郁量表（PHQ-9）进行诊断。研究发现（表1），相较于不积极运动的个体，积极运动的个体其抑郁症状发生风险降低18%（AOR=0.817, 95%CI: 0.714,0.937）。相较不健康饮食的个体，健康饮食的个体其抑郁症状发生风险降低17%（AOR= 0.827, 95%CI: 0.716,0.952）；联合分析发现：与不健康饮食且不积极运动的个体相比，健康饮食并积极运动个体的抑郁症状发生风险降低了33%（AOR=0.670, 95%CI: 0.548,0.819）,积极运动和健康饮食存在相加交互作用（(RERI=-0.052; 95% CI: -2.149, 2.044)，(AP=-0.078; 95% CI: -3.333, 3.177)，SI=1.189; 95% CI: 0.001, 1170.880），两者相结合时，协同效应增大。本研究提示，当饮食和运动有任何一项不达标时，都不能有效缓解抑郁症状，而当日常体力活动达到推荐量，同时进行高质量健康饮食时，两者对抑郁症状的协同作用显著增加。该研究发现对成人抑郁症状的饮食、运动干预具有重要借鉴意义。
同时，联合香港大学萧明辉教授等团队，陈亚军教授团队在儿童青少年群体中也发现了体力活动干预在抗抑郁中的明显效果，该研究通过对纳入的21项研究2,441名参与者进行分析，发现体力活动干预可以显著降低儿童青少年抑郁发生风险 (g =−0.29; 95% CI, −0.47 ~−0.10; P = .004)。进一步分析显示，年龄超过13岁且被诊断患有明显精神疾病和/或抑郁症的参与者，体力活动抗抑郁的效果更加明显。但体力活动具体参数，如训练频率、持续时间、运动类型等）与抗抑郁的关联尚不清楚，未来仍需进一步探索。
研究提示，体力活动干预可以作为儿童青少年和成年人抑郁治疗的重要选择，高质量饮食且积极运动的生活方式在普通人群中推广可以有效预防抑郁症状的发生。政府和社会机构在推进抑郁知识普及以及抑郁筛查工作的同时，倡导大众养成健康的饮食、良好的运动习惯，在全社会营造健康生活方式的良好氛围，将使公众获得巨大的健康收益。
体力活动、饮食质量及其联合作用与抑郁症状发生风险的关联
以上研究成果分别以“Association Between Joint Physical Activity and Dietary Quality and Lower Risk of Depression Symptoms in US Adults: Cross-sectional NHANES Study” 、“Physical activity interventions to alleviate depressive symptoms in children and adolescents: A systematic review and meta-analysis of randomized trials”为题发表于JMIR Public Health and Surveillance和JAMA Pediatrics。
来源：中山大学公共卫生学院
“陈亚军教授团队在体力活动与全人群抗抑郁探索中取得阶段性成果”
06
肿瘤防治中心马骏、孙颖、邝栋明、吕佳蔚、魏瑗团队发现吉西他滨联合顺铂化疗激活肿瘤免疫新机制
鼻咽癌是一种发生于鼻咽部上皮细胞的恶性肿瘤，高发于中国。2019年，马骏、孙颖教授牵头多中心单位开展了一项吉西他滨联合顺铂诱导化疗（下面简称“GP化疗”）治疗局部晚期鼻咽癌的大型前瞻性Ⅲ期临床试验，采用GP化疗可将局部晚期鼻咽癌患者的长期生存率从76.5%提高至85.3%。目前，GP化疗被美国、欧洲、中国指南等以最高等级推荐为全球标准治疗方案。已有证据表明，化疗药物不仅可以直接杀伤肿瘤细胞，还具有免疫调节作用。那么，GP化疗这一临床“高效低毒”治疗方案是否以及如何调控鼻咽癌患者的抗肿瘤免疫，目前尚不清楚。
该研究发现，GP化疗介导的肿瘤细胞DNA片段释放可通过Toll-like receptor 9（TLR9）信号诱导CD27+IgD+IgM+先天样B细胞亚群（innate-like B cell, ILB），该亚群定位于化疗诱导的类三级淋巴样结构中，通过ICOSL-ICOS信号轴促进I型辅助性T细胞（TH1）和滤泡辅助性T细胞（TFH）的扩增，进而促进细胞毒性CD8+ T细胞（Cytotoxic T Lymphocyte, CTL）的杀伤功能；与此同时，其还可激活肿瘤细胞的STING-type-I-interferon通路，进而上调肿瘤细胞主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex, MHC）class I的表达。
研究团队利用单细胞转录组测序和免疫组库测序，分析了15例鼻咽癌患者GP化疗前后的配对肿瘤组织，共计30例样本，发现GP化疗后肿瘤中CD8+ T细胞的杀伤功能显著增强。不过，经典的抗原递呈细胞-树突状细胞（Dendritic cells, DCs）的比例并未显著增加，且处于功能抑制状态；巨噬细胞的比例同样不增反降。同时，研究人员观察到，化疗后肿瘤中B淋巴细胞的浸润水平显著增加。B淋巴细胞和T淋巴细胞共同组成了机体的适应性免疫系统。一方面，激活后分化成熟的B细胞可通过分泌特异性抗体响应感染和肿瘤等疾病，另一方面，B细胞也可作为抗原递呈细胞启动T细胞的特异性免疫反应。
进一步研究发现，化疗后CD27+IgD+IgM+ B细胞亚群（ILB）的比例显著富集；并且，组织中ILB细胞的比例与患者的化疗响应性和远期肿瘤控制率密切正相关。接下来，研究者从鼻咽癌患者肿瘤样本中分离出ILB细胞，通过与自体肿瘤来源的T淋巴细胞进行体外共培养等实验，进一步证实GP化疗通过TLR9信号诱导ILB，ILB通过ICOSL-ICOS信号轴激活PI3K/AKT/mTOR通路促进TH1和TFH的扩增，从而增强CTL细胞的杀伤功能。此外，空间上，ILB化疗后聚集形成niche，与T细胞密切接触，并且ILB niche周围的Ki67+ T, TH1, TFH和CTL的浸润水平显著高于其他区域。有意思的是，ILB与这些效应T细胞聚集形成的结构同时表达MECA-79, CD21,CD20,CD3等经典的三级淋巴结构的标记，但缺乏生发中心。
研究机制示意图
以上研究成果以“The tumor immune microenvironment of nasopharyngeal carcinoma after gemcitabine plus cisplatin treatment”为题发表于Nature Medicine，中山大学肿瘤防治中心马骏教授、孙颖教授、中山大学生命科学学院邝栋明教授、中山大学肿瘤防治中心柳娜研究员为该研究论文的共同通讯作者。吕佳蔚博士、魏瑗副教授、殷建华副研究员、陈雨沛副主任医师、周冠群副主任医师、魏晨博士、梁晓雨博士以及张媛主治医师为该研究论文的共同第一作者。
来源：中山大学肿瘤防治中心
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