我国科学家再获多项研究成果

《人民日报》(2018年2月22日，01)

肺泡发育之谜揭开

新华社北京2月21日电(记者赵泳鑫)最近出版的国际学术期刊《发育细胞》以封面文章的形式发表了北京生命科学研究所唐楠实验室的一篇研究论文。本研究首次在世界范围内利用活体成像技术直观、实时地观察肺泡的发育过程，提出了机械力和生长因子共同调节肺泡发育的新模型。

肺泡的发育过程非常复杂。经过三年多的不断努力，唐楠实验室已经成功实现了小鼠肝脏和体外培养胎肺的实时动态成像。经过8-10小时的连续实验，肺泡发育过程的实时观察已经完成。

业内同仁认为，唐楠实验室的重要发现不仅为研究体内多种干细胞的增殖和分化提供了新的思路，也为肺发育不全等相关疾病的防治提供了重要的参考。

抑郁症研究的重大突破

本报杭州2月21日电(周伟江南)随着春节的临近，我国医学科研领域出现了好消息。浙江大学的胡团队在抑郁症研究方面取得了重大突破。2月15日，《自然》杂志同时发表了两篇关于该团队研究的长篇文章，揭示了快速抗抑郁分子的作用机制，促进了对抑郁症发病机制的认识，为抗抑郁新药的研发提供了多个新的分子靶点。

在现代社会，抑郁症已经成为影响人类生活的最严重的精神疾病之一，全球发病率为11%。该研究发现了大脑特殊部位的特殊放电模式与抑郁症之间的关系，首次揭示了簇放电，即外侧缰核的特殊放电模式，是抑郁症的充分条件。

《自然》杂志的评论者高度评价了这一系列的重大突破，《自然》和另一份*杂志《科学》也就这两项任务发表了评论文章。

量子芯片发展的新进展

新华社合肥2月21日电(记者徐海涛)记者从中国科技大学获悉，郭广灿院士团队最近在半导体量子芯片开发方面取得了新进展。这是世界上第一次控制半导体系统中的三量子位逻辑门，朝着未来可扩展和集成半导体量子芯片的发展迈出了坚实的一步。国际权威的应用物理杂志《物理评论与应用》最近发表了研究结果。

与现代半导体技术兼容的全电子控制半导体量子芯片的发展是量子计算机发展的重要方向之一。通过理论计算和分析，该团队成功实现了世界上第一个基于半导体量子点系统的三电荷量子比特逻辑门，进一步提高了量子计算的效率。

《物理评论与应用》的评论者认为，这项工作是半导体量子点量子计算的一个重要发展，将激发该领域研究的巨大热情。

我国科学家首次采用了活体成像观测技术-

揭开肺泡发育的秘密

我们的记者赵泳鑫

《人民日报》(第12版，2018年2月22日)

俗话说，“一口气”，人体内氧气和二氧化碳的交换是通过周围数亿个肺泡和毛细血管完成的。那么，肺泡是如何在人类胚胎发育过程中形成的呢？为什么羊水不足和早产后使用呼吸器的胎儿容易落后于肺功能发育不良的根本原因？

中国科学家的一项新发现揭开了这个谜团，并为相关疾病的预防和治疗提供了新的思路。几天前，国际学术期刊《发育细胞》以封面文章的形式发表了北京生命科学研究所唐楠实验室的一篇研究论文。本研究是世界上首次利用活体成像技术直观、实时地观察肺泡的发育过程，进一步阐明肺泡上皮细胞的分化机制。

了解肺泡的发育过程具有重要意义。

三百年前，科学家们发现肺部有许多环形蜂窝状空腔，在这些空腔中，从外部吸入的氧气和人类新陈代谢产生的二氧化碳进行交换。"这些中空的小泡是肺泡."唐楠说，就像我们通常看到的主干分支一样，气管被分成支气管，支气管经历20多个阶段的反复分支，形成无数细支气管。在它们的末端，它们膨胀成小泡。小泡周围有许多突出的小泡，即肺泡。

唐楠说肺泡是由单层上皮细胞组成的。它们非常非常薄，最薄的地方只有大约40纳米。“构成肺泡的上皮细胞主要有两种类型:扁平型1细胞和长方体型2细胞。其中，1型细胞主要发挥气体交换功能；除了分泌表面活性物质和降低肺泡表面张力外，2型细胞也是成人肺泡的上皮干细胞，在肺泡损伤后可增殖并分化为1型细胞，从而使肺泡再生。

"肺发育不全、慢性阻塞性肺疾病、肺纤维化、呼吸衰竭等疾病都与肺泡密切相关."唐楠说，因此，了解肺泡上皮祖细胞的分化过程和分化机制对于肺泡研究、相关疾病的预防和治疗非常重要。

完整实时观察肺泡发育过程

唐楠说，虽然科学家早就认识到肺泡上皮细胞的正常分化对人类的生存和正常生活至关重要，但由于肺泡发育过程复杂，对肺泡祖细胞分化的具体机制知之甚少。经过3年多的努力，该研究小组成功地实现了使用双光子显微镜对小鼠体内和体外的胎儿肺进行实时和动态成像。经过8-10小时的连续实验，最终完成了对肺泡发育过程的实时观察。

研究发现，在肺泡祖细胞开始分化之前，在成纤维细胞生长因子的诱导下，一些肺泡祖细胞将由肌球蛋白组成的伪足延伸至基底侧。随后，这些祖细胞的细胞体迁移到末端气管的基底侧。随着胚胎的发育，肺的呼吸运动开始增加，羊水被吸入末端气管。这种呼吸运动在肺泡祖细胞上产生机械力，导致未迁移的部分肺泡祖细胞被拉伸成扁平状，并最终分化为肺泡ⅰ型细胞。肺泡祖细胞的迁移部分可以抵抗胚胎呼吸运动产生的机械力，维持这些细胞的立方细胞形态，最终分化为肺泡2型细胞。

杜克大学细胞生物学系主任、美国科学院院士布里奇德·霍根专门为论文绘制了肺泡上皮祖细胞形成和分化机制的示意图，并写了一篇评论说:“肺泡的发育机制尚不清楚，主要原因之一是没有人实时观察过肺泡的发育过程。这项研究克服了这个障碍。通过观察肺泡祖细胞在肺泡组织发育和分化过程中的变化，提出了机械力和生长因子共同调节肺泡发育的新模型

为肺功能不全的防治提供新思路

羊水减少和早产是人类胚胎发育和生殖过程中常见的问题，对于这些问题引起的肺功能障碍和其他疾病没有很好的解决方案。

早在1941年，波特博士和其他外国学者就发现羊水的减少会导致严重的肺发育不全。虽然羊水减少会导致胎儿面部变形、手脚畸形，但大多数未能存活的胎儿会死于肺功能不全唐楠说，这是临床上比较常见的波特综合征。“据统计，在胚胎发育期间，羊水不足的概率约为8%。然而，为什么羊水减少会导致胎儿肺功能不全？两者之间有什么联系？我们的发现为进一步揭示原因提供了新的解决方案。”

与此同时，一些早产儿在肺泡上皮细胞分化完成之前出生——这些早产儿的肺泡发育不良，不能正常呼吸。为了让这些早产儿存活下来，临床上他们通常需要使用呼吸机。利用呼吸机会对胎儿的肺部产生压力，这不同于正常胚胎发育期间的压力。不当使用呼吸机也会导致终身肺功能不全。唐楠实验室的发现为今后合理防治此类疾病提供了重要参考。

干细胞是目前的研究热点，对于肺功能不全、肺纤维化、慢性阻塞性肺疾病等相关疾病也缺乏有效的治疗方法。业内同仁指出，唐楠实验室的重要发现不仅为研究体内多种干细胞的增殖和分化提供了新思路，也为相关疾病的预防和治疗提供了重要参考。

浙江大学团队在《自然》杂志上发表了两篇文章

揭示快速抗抑郁分子的作用机制

《人民日报》(第12版，2018年2月22日)

本报杭州2月21日电(周伟江南)随着春节的临近，我国医学科研领域出现了好消息。浙江大学的胡团队在抑郁症研究方面取得了重大突破。几天前，《自然》杂志同时发表了该团队的两篇文章，揭示了快速抗抑郁分子的作用机制，促进了对抑郁症发病机制的认识，并为新型抗抑郁药物的研发提供了多个新的分子靶点。

在现代社会，抑郁症已经成为影响人类生活的严重精神疾病之一。人们也逐渐意识到抑郁症不是一个简单的心理问题，而是大脑中的一种病理变化。传统理论认为，抑郁症是由多巴胺和血清素等单胺类递质减少引起的，这些单胺类递质与大脑的情绪和活力有关。目前，抗抑郁药大多是基于这一点开发的，但这些药物的起效时间往往很慢，需要几周甚至几个月的时间，并且仅对约20%-30%的患者有效。

近年来，科学界已经注意到，小剂量氯胺酮可在一小时内产生快速的抗抑郁作用，并可在70%以上的难治性抑郁症患者中发挥作用。氯胺酮作用于大脑的哪一部分？为什么它能有快速的抗抑郁作用？这些问题困扰着科学家。

这一次，的团队在《自然》杂志上发表了一篇很长的研究论文，首次揭示了簇状放电(大脑内侧和外侧缰核的一种特殊放电模式)是抑郁症发生的充分条件。小剂量氯胺酮之所以能产生快速抗抑郁作用，是因为它能有效防止该脑区的簇放电。然而，氯胺酮作为一种药物，作为抗抑郁药在临床应用上有很大的局限性。科学家们一直在寻找更安全、更有效的抗抑郁药。

在同时发表的另一篇论文中，胡的团队还揭示了另一种快速抗抑郁分子靶点——Kir 4.1，这是一种存在于神经胶质细胞中的钾离子通道，对触发神经元簇放电至关重要。

在此基础上，团队指出谷氨酸受体NMDAR、T-VSCCS和Kir4.1作为快速抗抑郁分子靶点在研究中的有效性，为抗抑郁新药的研发提供了新的可能性。“虽然药物研发的道路很长，但我们已经看到曙光，迈出了第一步。”胡对说:

胡的团队在2013年的《科学》杂志上发表了一篇论文，揭示了β，大脑外侧缰核中的一种“失望分子”，在抑郁症中起着关键作用。“在这项研究中，我们发现了大脑特殊部位的特殊放电模式与抑郁症之间的关系，并发现了可能更适合作为药物靶点的‘抑郁症分子’。”胡对说:

《自然》杂志的评论者高度赞扬了这一系列重大突破:“在外侧缰核发现NMDA受体参与介导簇放电和氯胺酮的抗抑郁作用非常重要，具有创新性和广泛的意义”，“这篇引人入胜的论文发现了神经元和神经胶质细胞之间不寻常的相互作用。”《自然》和另一份*杂志《科学》也为这两项任务发表了评论文章。

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