编者按：
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内容速览
1.生命科学学院李文均教授课题组揭示未培养的盘古古菌的生态功能和共生生活方式
2.材料科学与工程学院付俊教授课题组在温敏水凝胶智能窗户研究方面取得重要进展
3. 海洋工程与技术学院马勇教授团队在浮式风机一体化仿真研究方面取得新进展
4.公共卫生学院董光辉教授、曾晓雯教授团队发现全氟烷基酸暴露可能会显著降低体外受精胚胎质量
5.附属第一医院尹长军教授团队研究成果发表在Nature Cardiovascular Research
01
生命科学学院李文均教授课题组揭示未培养的盘古古菌的生态功能和共生生活方式
南热泉生态系统中蕴含着丰富的微生物资源，包含大量的系统发育位置未知且功能奇特的神秘、新颖的微生物类群。初古菌（Korarchaeota）是位于TACK超级门根部的一类古菌，但是，由于缺少足够的代表性基因组，目前国内外学者对初古菌在热泉生态系统中的生态功能以及其进化历史相关的研究相对较少。
李文均教授课题组结合宏基因组学测序技术和生物信息学手段从云南热泉样品中重构出10个基因组，系统发育分析结果表明，它们属于TACK古菌根部初古菌的一个新类群，因初古菌独特的系统发育地位及对TACK古菌和广古菌类群的物种形成和功能分化具有至关重要的作用，我们将其命名为盘古古菌目（Panguiarchaelaes）。对盘古古菌的代谢潜能进行深入剖析，发现其缺失细胞膜、氨基酸、维生素和嘌呤合成等基础代谢通路，推测盘古古菌与DPANN超门古菌一样，具有共生生长模式，故将其命名为Panguiarchaeum symbiosum，进化学分析表明盘古古菌的代谢缺陷为后天进化，而非先天继承而得。为了维持生长，盘古古菌通过发酵蛋白质（即蛋白质降解）来获取碳源、氮源和能量；在富含硫元素的高温热泉生境，盘古古菌亦拥有单质硫或多硫化物还原能力，为细胞生长提供额外能源。
玻盘古古菌的代谢通路图
种群宏基因组学和宏转录组学分析表明，盘古古菌基因组中与氨基酸或多肽转运、细胞吸附相关蛋白的编码基因检测到了强烈的正选择信号，同时在宏转录组中显著高表达，这进一步证实了盘古古菌能降解胞外蛋白质的共生生活方式。结合近期水平基因转移检测和共现网络分析，推测盘古古菌潜在宿主为曙古菌（Aigarchaeota），因其具有相对完整的辅酶合成通路和多型病毒抵御机制，盘古古菌与宿主或形成互利共生关系。
该研究首次发现了DPANN超级门以外的共生古菌，并对其代谢潜能、进化历史以及共生生活方式进行了详细的研究。研究成果以“Panguiarchaeum symbiosum, a potential hyperthermophilic symbiont in the TACK superphylum”为题发表于学术期刊Cell Reports。中山大学为该成果的第一完成单位。
来源：中山大学生命科学学院
“我院李文均教授课题组揭示未培养的盘古古菌的生态功能和共生生活方式”
02
材料科学与工程学院付俊教授课题组在温敏水凝胶智能窗户研究方面取得重要进展
建筑能耗约占全球能耗的40%，而窗户是建筑内外能量交换的主要通道。利用智能窗户调节建筑能量交换，是实现建筑节能的重要手段。国内外科学家们已经开发了各种智能窗户，然而，大多数智能窗户仍受制于需要供能、工作温度适用范围窄、光调节能力不足等问题。因此，研究可自发调节并适应复杂多变气候的智能窗户具有非常重要的科学意义和应用价值。
聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）是著名的LCST（低临界共溶温度）型聚合物。当温度升至LCST（约32.5℃）以上时，PNIPAM水凝胶会由透明态转变为不透明态。利用这一特性，研究团队通过引入亲水性单体N, N二甲基丙烯酰胺（DMAA），与NIPAM共聚，在32.5 °C-43.5 °C范围内实现了对LCST的连续调控。利用一系列P(PNIPAM-DMAA)水凝胶制作智能窗户，实现了环境温度响应的阳光调节：当环境温度高于LCST时，智能窗户变得不透明，在全波段范围内阻隔太阳光照射，有效地减弱了可见光和红外热辐射，避免室内温度过高，调节能力可达88.84%，实现了调节能力的突破。
凝胶基智能窗户的太阳光调节能力
研究团队通过多个城市、不同季节的室内模拟测试，证实了该智能窗户具有室内温度调节能力和建筑节能效果。此外，大多数智能窗户在工作状态下都是不透明状态，损失了可视化功能。该团队提出一种平衡可视功能和太阳光调节能力的新策略，借助3D打印技术构筑了网格状或图案化智能窗户，首次实现了具有可视功能和太阳光调节能力的水凝胶智能窗户。该策略可应用于开发具有文化特色的智能窗户，将窗花、中国结和文创作品等文化元素与智能窗户集成，具有广泛的应用前景。
该项研究以“Printable Thermochromic Hydrogel-Based Smart Window for All-WeatherBuildingTemperature Regulation in Diverse Climates”为题发表在Advanced Materials。文章的第一作者是中山大学2021级博士研究生陈国旗和福州大学2020级硕士研究生王凯，付俊教授和江献财副教授为共同通讯作者。中山大学材料科学与工程学院为第一完成单位。
来源：中山大材料科学与工程学院
“付俊教授课题组在温敏水凝胶智能窗户研究方面取得重要进展”
03
海洋工程与技术学院马勇教授团队在浮式风机一体化仿真研究方面取得新进展
深远海浮式风机产业化发展的核心是降低单位装机容量成本，适应深远海极端环境，其研发的关键之一是需要科学和先进的分析技术和工具。由于浮式风机流体动力和控制系统的强非线性特征，传统商业软件的频/时域分析系统相对封闭，对于新结构和新加载并不友好，分析模型修正考虑不足，导致新型浮式风机的研究趋于保守，不能更好地支撑极端环境、复杂工况下浮式风机的设计和研发。
马勇教授团队采用Modelica物理建模语言，构建多体耦合分析模型，编写动态链接库和主控制器软件，对气动和水动模块进行调用，提出了一种针对复杂工况下浮式风机一体化仿真分析方法，并开发了相应的软件。采用该方法的软件具备面向对象可视化建模的功能，对于新结构和新加载友好，计算效率和精度高，特别适用于支撑新型海上浮式风机的设计和研发，并且方便与其他软件链接和交互，开展如风渔融合装置等的一体化仿真分析，具有广阔的应用前景。
该项成果以“An equation-based method for fully coupled analyses of floating offshore wind turbine based on Modelica” 为题目发表在Elsevier旗下期刊Energy Conversion and Management。
来源：中山大学海洋工程与技术学院
“学术科研 | 我院马勇教授团队在浮式风机一体化仿真研究方面取得新进展”
04
公共卫生学院董光辉教授、曾晓雯教授团队发现全氟烷基酸暴露可能会显著降低体外受精胚胎质量
不孕症影响了全世界约4850万对育龄夫妇，高龄育龄期和不健康生活方式等因素可能会导致女性生殖力下降，近年来越来越多的研究证据表明环境内分泌干扰物可影响机体的内分泌系统从而影响生殖健康。以全氟辛烷磺酸（PFOS）和全氟辛酸（PFOA）为代表的PFAA是一类环境内分泌干扰物，中国是其最大的生产国和使用国。由于PFAA具有环境持久性、高毒性和生物蓄积性，被列入国家生态环境部的《重点管控新污染物清单（2023年版）》。卵泡是卵子发育的重要环境，目前研究表明卵泡液中可以检测到PFAA，但是关于卵泡液PFAA暴露与卵母细胞成熟度及胚胎质量关联的人群流行病学研究甚少，研究样本量较小且结果不一致，缺乏大型样本支撑的纵向研究证据。
该研究是一项环境与生殖健康大型辅助生殖队列前瞻性研究（Guangxi In Vitro Fertilization and the Environment Study，GIVES)。2018年7月-12月期间，在广西壮族自治区人民医院生殖医学中心招募了729名接受IVF治疗的女性。使用超高效液相色谱-串联质谱法测定卵泡液中32种PFAA浓度水平，应用限制性立方样条、线性回归和对数二项回归模型来研究卵泡液PFAA与IVF胚胎质量的关联，并将卵母细胞成熟度作为干预变量进行因果中介分析，利用贝叶斯核机器回归模型（BKMR）进一步评估PFAA混合物对结局的影响。研究发现随着卵泡液中PFAA浓度增高，IVF高质量胚胎率随之降低，全氟辛烷磺酸支链异构体（Br-PFOS）是主要效应污染物。
卵泡液PFAA浓度与IVF高质量胚胎率的关联
以上研究成果以“Perfluoroalkyl Acids in Follicular Fluid and Embryo Quality during IVF: A Prospective IVF Cohort in China”为题发表在环境健康领域的国际顶级期刊Environmental Health Perspectives。董光辉教授、谭卫红主任和林梢教授为该文共同通讯作者。曾晓雯教授、乔治梅森大学Michael S. Bloom教授和莱顿大学医学中心韦福博士为并列第一作者。中山大学公共卫生学院为第一署名单位。
来源：中山大学公共卫生学院
“董光辉、曾晓雯团队发现全氟烷基酸暴露可能会显著降低体外受精胚胎质量”
05
附属第一医院尹长军教授团队研究成果发表在Nature Cardiovascular Research
动脉粥样硬化是导致心脑血管疾病的最主要病理原因。根据我国最新的数据显示，由心血管疾病导致的死亡占我国总死亡人数首位。随着近几年国际上几项大型利用抗炎药物治疗心血管疾病的临床实验取得成功，动脉粥样硬化炎症反应以及免疫损伤机理成为心血管疾病研究的前沿和热点。
T细胞是机体免疫系统中重要的一种细胞类型，并且参与了调控多种临床重要疾病的进展，比如感染性疾病、癌症、自身免疫性疾病等。T细胞在动脉粥样硬化疾病中的作用一直受到大家的重视，通过多年研究，目前已经发现多种T细胞亚型参与动脉粥样硬化疾病进展，并在疾病进展中发挥不同的功能。
该研究团队利用老年疾病小鼠模型对上述问题做了系统性的研究，通过对比不同部位T细胞免疫反应，对动脉粥样硬化斑块病理组织、疾病血管外膜第三级淋巴器官、疾病相关淋巴结构建T细胞免疫图谱，并将其与健康小鼠淋巴结进行对比。重要的是，该团队首次将单细胞测序和单细胞TCR测序相结合，用于检测动脉粥样硬化疾病病理，从一个全新的角度来阐明动脉粥样硬化T细胞免疫反应，并发现动脉粥样硬化斑块内，识别过疾病抗原的CD8 T细胞、Treg细胞、CD4 T细胞发生异常高水平克隆增殖，暗示了这些克隆扩增的T细胞可能识别疾病特异性抗原。
结果发现，动脉粥样硬化斑块病理中所有检查的T细胞免疫检查点均处于受损的状态，而疾病相关第三级淋巴器官中受损情况次之，疾病相关第二级淋巴器官再次之，血液和健康小鼠的第二级淋巴器官极少或者并无受损。另外，T细胞免疫检查点受损状态也与T细胞亚型有关，比如调节性T细胞在斑块内失去调节功能，并从好细胞往坏细胞转变。伴随斑块内T细胞免疫检查点受损，斑块内免疫细胞处于活化状态，并出现T细胞异常高水平增殖。
该研究团队提出：外周组织区域特异性、细胞亚型特异性的T细胞外周免疫检查点受损可能是驱动动脉粥样硬化疾病进展的关键。该发现可能为动脉粥样硬化免疫损伤研究领域带来重大理论突破，并可能改变现有动脉粥样硬化疾病药物研发的方向。
动脉粥样硬化斑块内多个免疫检查点受损可能是导致疾病进展的重要原因
该研究成果以“Pairing of single-cell RNA analysis and T cell antigen receptor profiling indicates breakdown of T cell tolerance checkpoints in atherosclerosis”为题目在心血管疾病国际知名期刊Nature Cardiovascular Research 《自然-心血管研究》上发表。德国慕尼黑大学医学院Andreas Habenicht教授和尹长军教授担任共同通讯作者，中山大学附属第一医院血管外科是第一单位。
来源：中山大学附属第一医院
转自：“中大科研”微信公众号
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