BioArt年度总结 | 19篇！中国学者2024年Nature Biomedical Engineering论文发表汇总

编者按

2024年度，中国学者在Nature Biomedical Engineering杂志发表19篇研究论文。与上一年度的19篇持平。

1. Wan, M.-c., K. Jiao, Y.-n. Zhu, Q.-q. Wan, Y.-p. Zhang, L.-z. Niu, C. Lei, J.-h. Song, W.-c. Lu, H.-j. Liu, Z.-y. Ren, F. Tay and L.-n. Niu* (2024). "Bacteria-mediated resistance of neutrophil extracellular traps to enzymatic degradation drives the formation of dental calculi." Nature Biomedical Engineering.（20240315，第四军医大学，牛丽娜）揭示了牙结石形成的微观机制，发现局部成熟生物膜中的细菌能使中性粒细胞外陷阱(NETs)中的DNA从可被DNase I酶降解转变为难以降解的状态，促进磷灰石的成核与生长。

2. Pang, R., W. Sun, Y. Yang, D. Wen, F. Lin, D. Wang, K. Li, N. Zhang, J. Liang*, C. Xiong* and Y. Liu* (2024). "PIEZO1 mechanically regulates the antitumour cytotoxicity of T lymphocytes." Nature Biomedical Engineering. （20240321，中国医学科学院基础医学研究所，刘玉英，梁俊波；北京大学，熊春阳）发现PIEZO1分子可以作为“生物力学免疫检查点”，为增强T细胞杀瘤功能提供了一种潜在的新型治疗策略；此外，牵引力可以作为评价T细胞功能的潜在指标。

3. Wang, C., L. Zhong, J. Xu, Q. Zhuang, F. Gong, X. Chen, H. Tao, C. Hu, F. Huang, N. Yang, J. Li, Q. Zhao, X. Sun, Y. Huo, Q. Chen, Y. Zhao*, R. Peng* and Z. Liu* (2024). "Oncolytic mineralized bacteria as potent locally administered immunotherapeutics." Nature Biomedical Engineering 8(5): 561-578. （20240321，苏州大学，刘庄，彭睿；广西医科大学，赵永祥）开发了一种矿化方法，可以在固定细菌的表面生长 MnO²纳米结构。出乎意料地发现，所获得的矿化菌在单次小剂量注射治疗不同类型的肿瘤时，都表现出极强的抑瘤作用，且治愈率高。

4. Yin, D., Y. Zhong, S. Ling, S. Lu, X. Wang, Z. Jiang, J. Wang, Y. Dai, X. Tian, Q. Huang, X. Wang, J. Chen, Z. Li, Y. Li, Z. Xu, H. Jiang, Y. Wu, Y. Shi, Q. Wang, J. Xu, W. Hong, H. Xue, H. Yang, Y. Zhang, L. Da, Z.-g. Han, S.-c. Tao, R. Dong, T. Ying, J. Hong* and Y. Cai* (2024). "Dendritic-cell-targeting virus-like particles as potent mRNA vaccine carriers." Nature Biomedical Engineering. （20240507，上海交通大学，蔡宇伽；复旦大学，洪佳旭）该研究开发了一种能够特异靶向DC细胞，高效递送mRNA和蛋白的新型疫苗平台技术—DC靶向性类病毒载体（DVLP）。这项全新的疫苗技术既能够携带mRNA也能在疫苗颗粒表面展示抗原蛋白的三维结构，具有高效激活体液免疫和细胞免疫的能力，可以显著防止新冠病毒感染，在被视为疫苗研发黑洞的单纯疱疹病毒的预防上也起到了显著的效果，为全球数亿的HSV感染者带来了治疗与预防的潜在手段。（Nat Biomed Eng | 蔡宇伽/洪佳旭团队开发出全新疫苗技术-DC靶向性类病毒载体）

5. Wu, X., W. Xu, L. Deng, Y. Li, Z. Wang, L. Sun, A. Gao, H. Wang, X. Yang, C. Wu, Y. Zou, K. Yan, Z. Liu, L. Zhang, G. Du, L. Yang, D. Lin, J. Yue, P. Wang, Y. Han, Z. Fu, J. Dai* and G. Cao* (2024). "Spatial multi-omics at subcellular resolution via high-throughput in situ pairwise sequencing." Nature Biomedical Engineering. （20240524，深圳理工大学/中科院深圳先进院，曹罡；华中农业大学，戴金霞）开发了新型空间组学技术MiP-seq，该技术是基于成像的空间多组学双端原位测序技术，打破了传统技术瓶颈，以亚细胞、单碱基分辨率同时实现了DNA、RNA、蛋白质和功能小分子的多维空间组学3D图谱，可以兼容转录组、蛋白组、拉曼成像、钙离子成像多个模态信息检测。

6. Xu, K., H. Feng, H. Zhang, C. He, H. Kang, T. Yuan, L. Shi, C. Zhou, G. Hua, Y. Cao, Z. Zuo and E. Zuo* (2024). "Structure-guided discovery of highly efficient cytidine deaminases with sequence-context independence." Nature Biomedical Engineering. （20240603，中国农业科学院深圳农业基因组研究所，左二伟）该研究创新性地运用AlphaFold2介导的蛋白结构预测和结构相似性聚类方法来挖掘新型胞嘧啶脱氨酶，并开发了高效、无序列偏好性的胞嘧啶碱基编辑工具。（NBE | 左二伟组利用蛋白结构预测和相似性聚类开发高效、无序列偏好性的胞嘧啶碱基编辑器）

7. Chen, Y., S. Lin, L. Wang, Y. Zhang, H. Chen, Z. Fu, M. Zhang, H. Luo and J. Liu* (2024). "Reinforcement of the intestinal mucosal barrier via mucus-penetrating PEGylated bacteria." Nature Biomedical Engineering. （20240605，上海交通大学，刘尽尧）发现肠道粘膜屏障可以通过口服涂有聚（乙二醇）（PEG）的共生细菌来加强，以促进它们渗透到粘液中。

8. Zhang Y, Yuan L, Zhu Q, Wu J, Nöbauer T, Zhang R, Xiao G, Wang M, Xie H, Guo Z, Dai Q*, Vaziri A*(2024). "A miniaturized mesoscope for the large-scale single-neuron-resolved imaging of neuronal activity in freely behaving mice." Nature Biomedical Engineering. （20240620，美国洛克菲勒大学，Alipasha Vaziri；清华大学，戴琼海）该研究提出一种基于衍射光学元件(DOE)的系统优化方法，研制了一种新型的系统优化微型显微镜（SOMM）。（Nat Biomed Eng | 戴琼海等发布自由活动动物多脑区神经群体观测新方法）

9. Fu, Q., S. Zhang, S. Shen, Z. Gu, J. Chen, D. Song, P. Sun, C. Wang, Z. Guo, Y. Xiao, Y. Q. Gao, Z. Guo* and Z. Liu* (2024). "Radiotherapy-triggered reduction of platinum-based chemotherapeutic prodrugs in tumours." Nature Biomedical Engineering. （20240718，北京大学，刘志博；南京大学，郭子建）从临床问题出发，发展出放疗在肿瘤中特异性激活Pt(IV)化疗前药的精准化疗技术，为临床放疗与化疗联合使用提供了“1+1>2”的转化方式。同时，该策略被应用于设计新一代抗体偶联药物（ADC）连接子，提出了解决脱靶毒性与耐药逃逸等问题的新方法。

10. Cui, C., S. Wang, D. Wang, J. Zhao, B. Huang, B. Zhu, Y. Chen, H. Tang, Y. Han, C. Ye, D. Mu, C. Zhang, Y. Yang, Y. Bao, J. Lv, S. Han, G.-L. Li, H. Li and Y. Shu* (2024). "A base editor for the long-term restoration of auditory function in mice with recessive profound deafness." Nature Biomedical Engineering.（20240812，复旦大学，舒易来）该工作研发出针对OTOF c.2485C>T突变所致耳聋的ABE碱基编辑器治疗体系，恢复了88%的内耳内毛细胞的耳畸蛋白（Otoferlin）表达，且在长达1.5年的时间内将听力恢复至近野生型水平。据悉，这是耳聋基因治疗领域，在动物模型中迄今观察时间最长的有效结果。小鼠的平均寿命大约是2年左右，而人的预期寿命平均约80岁。（Nat Biomed Eng | 舒易来团队利用碱基编辑器长期挽救隐性遗传性耳聋小鼠听觉）

11. Lu, F. *, C. Liou, Q. Ma, Z. Wu, B. Xue, Y. Xia, S. Xia, M. A. Trembley, A. Ponek, W. Xie, K. Shani, R. H. Bortolin, M. Prondzynski, P. Berkson, X. Zhang, F. J. Naya, K. C. Bedi, K. B. Margulies, D. Zhang, K. K. Parker and W. T. Pu* (2024). "Virally delivered CMYA5 enhances the assembly of cardiac dyads." Nature Biomedical Engineering.（20240905，复旦大学，路福建；哈佛医学院，William Pu）揭示了心力衰竭的重要致病机制—CMYA5表达水平降低，并发明了一种可通过腺相关病毒（AAV）载体递送的微型化CMYA5蛋白。（Nat Biomed Eng丨路福建/William Pu团队合作发明心力衰竭治疗新手段和体外心肌细胞成熟新技术）

12. Liang, T., Y. Dong, I. Cheng, P. Wen, F. Li, F. Liu, Q. Wu, E. Ren, P. Liu*, H. Li* and Z. Gu* (2024). "In situ formation of biomolecular condensates as intracellular drug reservoirs for augmenting chemotherapy." Nature Biomedical Engineering.（20240913，浙江大学，顾臻，李洪军；上海交通大学，刘培峰）通过原位调控液-液相分离形成的生物分子凝聚体构建细胞内药物缓控释储库，用于化疗药物的长效富集和保留，在动物模型上验证了其针对耐药肿瘤的良好的治疗效果。

13. Xia, Z., Q. Jin, Z. Long, Y. He, F. Liu, C. Sun, J. Liao, C. Wang, C. Wang, J. Zheng, W. Zhao, T. Zhang, J. N. Rich, Y. Zhang, L. Cao* and Q. Xie* (2024). "Targeting overexpressed antigens in glioblastoma via CAR T cells with computationally designed high-affinity protein binders." Nature Biomedical Engineering.（20241017，西湖大学，谢琦，曹龙兴）该研究基于计算蛋白质设计的方法从头设计并筛选得到了针对胶质母细胞瘤表面的高表达的肿瘤抗原EGFR和CD276两个靶点高亲和力的迷你结合蛋白（Binder）CAR结构，同现阶段临床实验中的相同靶点的scFv CAR结构相比较，在临床前模型中Binder CAR显著提高了CAR T疗法对于胶质母细胞瘤的治疗效果。（Nat Biomed Eng | 谢琦/曹龙兴团队联合开发基于从头蛋白质设计技术的CAR T疗法用于治疗胶质母细胞瘤）

14. Wang, F., R. Li, J. Y. Xu, X. Bai, Y. Wang, X. R. Chen, C. Pan, S. Chen, K. Zhou, B. C. Heng, X. Wu, W. Guo, Z. Song, S. C. Jin, J. Zhou, X. H. Zou*, H. W. Ouyang* and H. Liu* (2024). "Downregulating human leucocyte antigens on mesenchymal stromal cells by epigenetically repressing a β2-microglobulin super-enhancer." Nature Biomedical Engineering.（20241021，浙江大学，柳华，欧阳宏伟，邹晓晖）通过ChIP-seq、RNA-seq等测序手段和生物信息学分析，首次在人间充质干细胞（MSCs）的B2M基因附近发现一个精准调控HLA-I表达的促炎因子响应型超级增强子。（Nat Biomed Eng | 柳华/欧阳宏伟团队发文：表观编辑构建通用型干细胞）

15. Wang, Y., J. Guo, M. Chen, S. Liao, L. Xu, Q. Chen, G. Song* and X.-B. Zhang* (2024). "Ultrabright and ultrafast afterglow imaging in vivo via nanoparticles made of trianthracene derivatives." Nature Biomedical Engineering.（20241029，湖南大学，张晓兵，宋国胜）设计出一种能在超低功率激发下产生高亮度长余辉的TAD纳米颗粒（TAD-NPs），并验证其在深层组织和动态环境中的成像性能，从而探索该材料在活体分子成像中的应用潜力，尤其在肿瘤和血管病变检测中的应用。

16. Liu, Y., Y. He, J. Tong, S. Guo, X. Zhang, Z. Luo, L. Sun, C. Chang*, B. Zhuang* and X. Liu* (2024). "Solvent-mediated analgesia via the suppression of water permeation through TRPV1 ion channels." Nature Biomedical Engineering.（20241121，新加坡国立大学，刘小钢，Bilin Zhuang；北京大学，常超）通过使用上转换纳米荧光体技术，首次揭示了水分子能够通过TRPV1离子通道，并且发现重水能够抑制TRPV1活性，减轻小鼠的疼痛感知，为疼痛管理提供了新的非药物疗法的可能性。

17. Zhang, C., B. Nan, J. Xu, T. Yang, L. Xu, C. Lu, X.-B. Zhang*, J. Rao* and G. Song* (2024). "Magnetic-susceptibility-dependent ratiometric probes for enhancing quantitative MRI." Nature Biomedical Engineering.（20241129，湖南大学，宋国胜，张晓兵；斯坦福大学，Jianghong Rao）研究团队展示了通过磁化率依赖的磁共振调谐，采用具有高弛豫率比变化（在7特斯拉下超过2.5倍）的比率型磁共振探针，可以增强成像灵敏度和定量能力。

18. Cai, Y., Z. Han, J. Shen, Z. Zou, J. Guo, Y. Liang, S. Li, H. Liao, Z. Ren, H. Peng* and Y.-X. Fu* (2024). "Concurrent intratumoural Treg cell depletion and CD8+ T cell expansion via a cleavable anti-4-1BB–interleukin-15 fusion protein." Nature Biomedical Engineering.（20241202，清华大学，傅阳心；中国科学院生物物理研究所，彭华）通过构建anti-4-1BB抗体和IL-15-IL-15Rα（Super IL-15）的融合蛋白，实现对肿瘤浸润的Treg细胞特异性地清除以及CD8+T细胞的激活，在有效增强抗肿瘤免疫反应的同时避免IL-15-IL15Rα引起的副作用。（NBE丨傅阳心/彭华合作研究开发新型瘤内Treg和CD8 T细胞双功能融合蛋白抗肿瘤药物（特洛伊木马 ））

19. Qian, X. *, J. Pei, C. Han, Z. Liang, G. Zhang, N. Chen, W. Zheng, F. Meng, D. Yu, Y. Chen, Y. Sun, H. Zhang, W. Qian, X. Wang, Z. Er, C. Hu, H. Zheng and D. Shen (2024). "A multimodal machine learning model for the stratification of breast cancer risk." Nature Biomedical Engineering.（20241204，上海科技大学，钱学骏）基于临床乳腺癌筛查与诊断的黄金标准，即多数情况下选择超声或钼靶检查，少数情况两者兼用，并融入了患者主诉、病史等重要临床指标，构建了结合传统卷积神经网络与Transformer的混合深度学习框架，并创新的引入不同癌变风险等级的乳腺疾病树，实现了多层级乳腺癌风险预测。（NBE丨钱学骏团队开发AI模型，实现多层级乳腺癌风险预测）

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