上新了！昆明理工大学近期科研成果速览~~~

研究成果为心脏病学领域带来新突破

昆明理工大学医学部基础医学院孙博、丹麦奥尔堡大学Mette Nyegaard以及加拿大卡尔加里大学S.R. Wayne Chen教授作为共同通讯作者，在Circulation杂志上在线发表题为“Inositol 1,4,5-Trisphosphate Receptor 1 Gain-of-Function Increases the Risk for Cardiac Arrhythmias in Mice and Humans”的研究论文。该研究揭示了肌醇1,4,5-三磷酸受体1（ITPR1）在心脏心律失常中的潜在作用，为心脏病学领域带来了新的突破。

ITPR1是细胞内主要位于肌浆网/内质网膜上的Ca²⁺释放通道。在肌醇1,4,5-三磷酸（IP₃）的控制下，ITPR1通过调控细胞内钙离子的释放，参与多种重要的生理过程。尽管ITPR1作为已知与运动障碍相关的基因，但其在心脏病理学中的作用鲜有研究。本研究通过对ITPR1基因的深入分析，首次揭示了其功能增强突变（Gain-of-Function, GOF）与心脏心律失常的发生密切相关。

通过分析开放数据库中的人类基因突变，研究人员首次识别出多种与心脏心律失常相关的ITPR1基因GOF突变。这些突变在体外实验中表现出增强的功能，突显了ITPR1在心脏电生理异常中的潜在作用。在携带ITPR1 GOF突变的小鼠模型中，研究发现这些小鼠具有更高的应激诱导室性心律失常的风险。通过钙离子成像和电生理记录，科学家们发现，ITPR1 GOF突变增加了Purkinje细胞中自发性钙离子释放、延迟后去极化和触发活动等异常电生理现象。此外，通过分析英国生物库的基因数据集，研究人员发现多种稀有的ITPR1 GOF突变与心脏心律失常有显著的关联。这为我们理解ITPR1在心律失常发生中的作用提供了新的线索，为心脏疾病的遗传学研究和临床诊断开辟了新的方向。

该研究的临床意义在于：揭示ITPR1作为心脏心律失常的潜在风险基因。虽然ITPR1主要与神经系统的运动障碍相关，但本研究首次表明其也是心脏心律失常的一个重要风险基因。ITPR1基因的功能增强可能成为心脏病理变化的新驱动因素。由于ITPR1与心律失常的密切关联，建议将ITPR1基因纳入临床心律失常的遗传检测项目。通过早期识别相关基因变异，能够为高风险人群提供精准的预防和治疗策略。针对ITPR1基因功能的调控，可能为降低心脏心律失常的风险开辟新的治疗途径。通过开发相应的药物或治疗方法，调节ITPR1的异常活性，或许能够有效降低心律失常的发生率。

这项研究不仅为ITPR1基因在心脏功能中的作用提供了新的证据，也为心律失常的早期诊断和精准治疗开辟了新的方向。随着更多研究的深入，有望为临床治疗提供更加个性化和有效的策略。

论文链接地址：

https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/CIRCULATIONAHA.124.070563

在褪黑素研究领域顶刊 Journal of Pineal Research上发表最新研究成果

生命科学与技术学院徐天瑞教授带领的云南省靶向药物发现与利用创新团队在Journal of Pineal Research期刊（神经科学和生理学1区Top期刊）上发表了题为“Activation of the Melatonin Receptor MT1 by the Natural Product Gastrodin to Promote Sleep”（天然产物天麻素通过激活MT1型褪黑素受体促进睡眠）的最新研究成果。

论文的第一作者为博士研究生张立婧、硕士研究生兰孟丽和博士研究生陈辉，通讯作者为徐天瑞教授和杨洋副教授。该课题在云南省科技重大专项、国家自然科学基金、云南省基础研究计划项目的共同资助下，在云南高校靶向药物筛选与利用重点实验室完成。

天麻素激活 MT1R 可促进睡眠（机制示意图）

该研究从体外到体内不同层次阐明了天麻的主要活性成分天麻素通过激活褪黑素受体MT1从而促进睡眠的分子机制，揭示了天麻发挥促进睡眠作用的物质基础和作用靶点。该研究不仅为天麻素调节睡眠的临床应用提供了直接证据，也为天麻素通过褪黑素受体MT1介导镇痛、消炎及肝脏和心脏节律调节等其他功能提供了新的线索。研究还发现天麻素比安眠西药雷美替胺有更强的受体选择性，为开发新型的褪黑素受体MT1激动型药物提供了理想的先导化合物。

天麻是云南最具代表性的药食同源道地中药材，失眠是发病率最高的神经系统疾病，因此，该研究为天麻产业找到了广阔的市场出口，也为天麻产业的国际化提供了有力的理论科技支撑。

论文链接地址：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/jpi.70016

在乙醇重整制氢领域取得研究新进展

何素芳/罗永明教授团队在国际权威期刊Advanced Energy Materials上以“Regulating and Stabilizing Strong Metal-Support Interactions on Ni/TiO₂ by Crystal Phase for Ultra-Stable Ethanol Reforming”为题发表乙醇重整制氢领域最新研究成果。

博士研究生朱松山为论文第一作者，何素芳教授（分析测试研究中心）、陆继长副教授（环境科学与工程学院）和罗永明教授（化学工程学院）为该文共同通讯作者，昆明理工大学为第一署名单位和唯一通讯单位。

该研究利用TiO₂晶相工程策略调变和稳定Ni/TiO₂催化剂上的强金属-载体相互作用（SMSI），成功构筑了部分封装的Ni/r-TiO₂催化剂，同时实现了金属Ni位点和Ni-TiO₂周边界面位点的适度暴露，并克服了强金属-载体相互作用（SMSI）对高温富氢条件的结构敏感性，有效抑制了金属Ni烧结和积碳，从而在乙醇水蒸气重整制氢（ESR）反应中保持了长达420 h的高催化活性和结构稳定性。

TiO₂晶相调变和稳定Ni/r-TiO₂催化剂SMSI及其强化ESR反应的示意图

该研究还揭示了SMSI结构对ESR反应机制和失活机理的影响，以及SMSI结构位点与复杂的ESR反应间的结构-性能关系。通过反应动力学，结合原位DRIFTS-MS、TPSR-MS和DFT计算等研究证实，Ni/TiO₂催化剂上的ESR反应始于乙醇脱氢为乙醛，随后通过乙酰基中间体优先氧化为乙酸，而不是分解为CO和CH₄。Ni/r-TiO₂催化剂上弱化的SMSI结构暴露了高活性的Ni-TiO₂表面位点，增强了乙醇吸附活化，降低了基本步骤的反应能垒。该研究可为SMSI在其它结构敏感反应中的设计和应用提供指导。

论文链接地址：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202402295

在材料塑性领域国际顶级期刊International Journal of Plasticity发表最新研究成果

材料科学与工程学院、云南省先进粉体材料创新团队联合中南大学粉末冶金研究院在金属基复合材料强韧化领域取得重要研究进展，相关研究成果以“Breaking the strength-ductility trade-off in aluminum matrix composite through ‘dual-metal’ heterogeneous structure and interface control”为题，发表于材料塑性领域国际顶级期刊International Journal of Plasticity。

材料科学与工程学院博士研究生彭言之为论文第一作者，李才巨教授为论文的第一通讯作者，徐尊严老师为论文的共同通讯作者，中南大学粉末冶金研究院宋旼教授和云南省先进粉体材料创新团队带头人易健宏教授等为论文的合作者，昆明理工大学为论文的第一署名单位和唯一通讯单位。

铝基复合材料具有高比强度、高比模量和耐腐蚀等优异性能，是最有前途的先进轻量化材料之一，广泛应用于航空航天、国防装备、汽车制造等领域。然而，铝基复合材料长期存在强度-延性倒置的科学瓶颈，影响其在结构材料领域的应用。鉴于此，项目团队开发了一种具有“双金属”非均相结构的CrMnFeCoNi高熵合金颗粒增强铝基复合材料。该材料利用相互扩散和自组织策略，原位合成具有特殊核壳结构的增强体，在复合材料内部形成多层异质结构；增强颗粒的独特双层壳体，具有良好的韧性和应力承载能力，能够有效地容纳变形、减少应力集中和抑制裂纹扩展；多种异质界面的引入对调节塑性变形过程中的应变梯度和保持优良的应变硬化能力起到显著作用；非均质微观组织产生了显著的异质变形诱导（HDI）强化和硬化效果，最终实现了复合材料强度和塑性的良好协同。本研究为非均质结构的复合材料设计提供了一种可行的方法，并为强韧型金属基复合材料的设计提供了概念框架。

论文链接地址：

https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2024.104216

在固态钠金属电池领域取得重要研究进展

冶金与能源工程学院、真空冶金国家工程研究中心梁风教授团队在固态钠金属电池研究方面取得重要进展，相关研究成果在能源与材料领域国际顶级学术期刊上发表。

成果一：

梁风教授团队提出紫外光固化法快速制备高离子电导率固态电解质策略，实现固态钠金属电池稳定界面相和紧密界面的构建。相关研究成果以“Ultrafast UV Curing Enabling A Stable Interphase and Interface for Solid-State Sodium−Metal Batteries”为题，发表在能源领域顶级期刊ACS Energy Letters上。昆明理工大学梁风教授、熊仕昭教授为论文共同通讯作者，2023级直博生李付鹏为论文第一作者。

固态钠金属电池的制备过程和实现稳定循环的机理示意图

设计高性能固态钠金属电池需要同时克服固态电解质离子导电率低及电极与电解质间界面相容性差难题。梁风教授研究团队提出一种紫外光高效固化制备高离子电导复合固态电解质的新策略，可在45秒内实现复合固态电解质的快速制备；并通过溶剂化结构调控和原位固化同时构建了稳定的界面相和紧密界面。有效抑制了电池枝晶生长及界面反应，降低了电池界面阻抗，实现电池长循环寿命。Na||NVP电池在2C电流密度下展现出102mAh·g–1的比容量，循环2100次后容量保持率高达91.2%，与同类固态电池相比具有明显优势。该策略为固态电解质的高效制备和固态钠金属电池界面兼容性改善提供了新思路，助力固态钠金属电池的商业化。

成果二:

梁风教授团队设计具有离子-电子混合导的负极/电解质界面内建电场，实现了负极/电解质界面高稳定性和快速钠离子传输特性。相关研究成果以“Interface Stable Kinetics Triggered by Interfacial Built-in Electric Field in Solid-State Sodium-Metal Battery”为题发表在材料领域顶级期刊Advanced Function Materials上。昆明理工大学梁风教授、澳门大学蔡永青教授为论文共同通讯作者，昆明理工大学博士生杨冬荣和澳门大学博士生管齐业为论文共同一作。

固态电解质界面电场及功能示意图：（a）复合固体电解质（PPNN）||Na界面，（b）离子-电子混合导电层固体电解质（MIECHSE）||Na界面

研究团队通过设计一种具有离子-电子混合导的层状复合固体电解质用于构建电池界面处的内建电场，有效改善负极表面钠均匀沉积和电池的倍率性能，实现固态Na||Na电池在0.1 mA·cm−2下26400次的超长循环寿命，以及固态Na||NVP电池在2.0 C下循环1500次后97.4%的高容量保持率，性能在同类电池中处于先进水平。实验结果、有限元模拟和密度泛函理论计算表明，界面内建电场能均匀负极/固体电解质界面电场和离子浓度场分布，并提高钠离子界面传导动力学性能。

此前，梁风教授团队与企业合作已在江苏省徐州市邳州经济开发区建立了国内首条NASICON型钠基固态电解质中试生产线，为固态钠电池商业化奠定了坚实的基础。

NASICON型钠基固态电解质中试产线部分设备及产品

论文链接地址：

ACS Energy Letters：

https://doi.org/10.1021/acsenergylett.4c03043

Advanced Function Materials：

https://doi.org/10.1002/adfm.202420014