背景介绍 活体细菌在生物医学领域的应用近年来引起了广泛关注。传统上，细菌被视为病原体，需要被消除。然而，随着现代细菌学的发展，人们逐渐认识到细菌与人体共生的复杂性及其在治疗、诊断和药物递送中的独特潜力。尽管化学工程为增强生物安全性和改善治疗效果提供了创新思路，但活体细菌在精准医学中的全面应用仍面临重大挑战。特别是，活体细菌进入人体后的命运、其生物过程的复杂性以及个体化治疗的多样性，都是亟待解决的问题。此外，人工智能和机器学习技术的引入，为设计和预测活体细菌与人体相互作用提供了新的可能性。 论文来源 这篇题为《Live Bacterial Chemistry in Biomedicine》的论文由来自哈佛医学院布莱根妇女医院纳米医学中心的Senfeng Zhao、Qian Chen、Qiman...

学术背景 遗传性耳聋是全球范围内最常见的感官障碍之一，影响着超过4亿人，其中约60%的先天性耳聋与遗传因素有关。尽管腺相关病毒（AAV）介导的基因治疗在治疗遗传性耳聋方面显示出巨大潜力，但其特异性和安全性仍存在显著问题。耳蜗结构的复杂性进一步增加了基因递送的精确性挑战。为了解决这些问题，研究人员开发了一种新的工作流程——基于AAV报告基因的体内转录增强子重建（ARBITER），用于解析听力损失基因的增强子。这一研究旨在通过识别和工程化增强子，实现高效且特异性的基因治疗，从而恢复听力功能。 论文来源 这篇论文由Simeng Zhao、Qiuxiang Yang、Zehua Yu等作者共同撰写，来自上海科技大学iHuman研究所、生命科学与技术学院，以及中国科学院昆明动物研究所等机构。论文于20...

学术背景 神经科学研究在过去十年中取得了显著进展，尤其是神经回路功能解析的神经技术和遗传工具。然而，与这些技术相比，神经药理学方法的发展相对滞后。理解神经活性化合物的精确药理学机制对于推动基础神经生物学和神经药理学研究至关重要，同时也有助于开发更有效的神经和精神疾病治疗方法。然而，将大规模神经网络活动评估工具与局部药物递送相结合仍然是一个重大挑战。为了解决这一问题，研究者们开发了一种结合微流控和荧光技术的双功能平台，能够在小鼠大脑中同时进行颅内药物递送和神经动态记录。 论文来源 这篇论文由Sean C. Piantadosi、Min-Kyu Lee、Mingzheng Wu等作者共同撰写，他们分别来自美国华盛顿大学、西北大学、Neurolux公司等机构。论文于2025年5月21日发表在《Ne...

背景介绍 在细胞生物学中，理解细胞对扰动的不同响应至关重要。扰动（perturbation）是指通过基因编辑、化学物质、环境变化或机械力等方式改变细胞状态，从而研究其功能。然而，现有的方法在量化单细胞水平的异质性响应时存在局限性，尤其是在部分基因扰动（partial gene perturbation）和剂量效应（dosage effect）的分析上表现不佳。为了解决这一问题，研究者开发了一种新的计算方法——扰动响应评分（Perturbation-Response Score, PS），旨在更准确地量化单细胞扰动响应的异质性，并揭示细胞内在和外在因素对扰动结果的影响。 论文来源 本论文由Bicna Song、Dingyu Liu等多名研究者共同完成，作者来自多个知名机构，包括Children...

在功能基因组学领域，研究人员一直致力于通过观测数据预测因果调控关系。然而，尽管现代技术能够测量多种分子模态，从观测数据中推断出因果调控关系仍然具有挑战性。特别是，信号通路调控因子的下游效应物（effectors）的识别和量化是基因组学研究的重点之一。CRISPR等基因组编辑工具的出现为大规模并行筛选提供了可能，尤其是与单细胞RNA测序（scRNA-seq）结合的Perturb-seq技术，能够通过遗传扰动实现因果推断。然而，现有的Perturb-seq应用主要集中在静止细胞中，可能无法准确描述依赖于上下文的基因功能。 为了解决这一问题，研究人员开发了一种可扩展的Perturb-seq工作流程，结合了组合索引和下一代测序技术，系统地识别了不同生物背景下信号调控因子的靶标。通过这一方法，研究人员...

学术背景 在药物递送领域，如何实现药物的长效和可控释放是一个重要的研究方向。水凝胶作为一种生物相容性和可降解性良好的材料，已被广泛应用于药物递送、组织工程和伤口敷料等领域。然而，传统水凝胶的机械强度较低，限制了其在实际应用中的表现。为了克服这一问题，研究人员尝试将无机纳米颗粒引入水凝胶网络，以增强其机械、热学和光学性能。聚乙烯醇（PVA）是一种水溶性聚合物，具有良好的生物相容性和化学稳定性，常被用作水凝胶的基质。此外，氧化银（AgO）纳米颗粒因其优异的抗菌性能，近年来在生物医学领域备受关注。本研究旨在通过将AgO纳米颗粒引入PVA水凝胶中，开发一种具有抗菌性能的药物控释载体，并探讨其在药物递送中的应用潜力。 论文来源 本论文由Abdul Naman、Anfal Fatima、Nasir Me...

学术背景 类风湿性关节炎（Rheumatoid Arthritis, RA）是一种慢性自身免疫性疾病，主要影响关节滑膜，导致炎症和侵蚀性病变。全球约有0.5%至1%的人口受到该疾病的影响，尤其是在老年人群中，RA患者常伴有吞咽困难等问题，这使得口服药物的依从性和疗效受到限制。目前，RA的治疗主要依赖于系统性给药，包括非甾体抗炎药（NSAIDs）、糖皮质激素和疾病修饰抗风湿药（DMARDs）。其中，Janus激酶（JAK）抑制剂如巴瑞替尼（Baricitinib, Btb）在治疗中重度RA中表现出显著效果。然而，巴瑞替尼的口服制剂存在生物利用度低、受食物影响大等问题，限制了其临床应用。 为了克服这些挑战，透皮给药系统（Transdermal Drug Delivery Systems, TDD...

学术背景 癌症是全球范围内一种复杂且高发的疾病，每年导致近1000万人死亡。早期诊断和有效治疗是提高患者生存率的关键。目前，癌症的治疗手段包括手术、化疗、放疗和免疫治疗等。其中，放疗（radiation therapy）是癌症治疗的重要组成部分，尤其适用于术后阶段的患者，能够显著降低局部肿瘤复发的风险。然而，放疗也存在一些挑战，例如可能导致癌细胞产生放射抗性，并对周围正常细胞产生辐射诱导的毒性（radiation-induced toxicity）。这种毒性不仅会影响治疗效果，还可能对患者的健康造成长期损害。 近年来，纳米技术（nanotechnology）的发展为癌症治疗提供了新的思路。纳米颗粒（nanoparticles）和纳米复合材料（nanocomposites）因其独特的生物医学应...

学术背景 伤口愈合是一个复杂的生理过程，涉及多个阶段的协调，包括止血、炎症、增殖和重塑。然而，在严重创伤或慢性伤口的情况下，传统的治疗方法如敷料、缝合等往往效果有限。近年来，组织工程学（tissue engineering）的发展为伤口修复提供了新的思路。通过构建仿生支架材料，可以为细胞提供适宜的生长环境，促进组织再生。其中，纳米纤维基质（nanofibrous matrix）因其高比表面积和仿生结构，成为组织工程中的热门研究方向。然而，单一合成聚合物如聚己内酯（poly(ε-caprolactone), PCL）虽然具有良好的机械性能和生物相容性，但其疏水性和降解速度较慢，限制了其在软组织再生中的应用。因此，研究者们尝试将天然生物活性物质与合成聚合物结合，以改善材料的性能。 阿拉伯木聚糖（...

研究背景 医院感染（nosocomial infections）是医疗环境中常见的严重问题，尤其是在重复使用的医疗设备上，交叉污染和生物膜（biofilm）的形成是其主要原因之一。为了应对这一挑战，研究人员开始探索使用含有金属纳米颗粒的涂层材料来防止微生物的附着和生长。银纳米颗粒（silver nanoparticles, AgNP）因其强大的抗菌和抗真菌特性而备受关注。然而，如何将银纳米颗粒有效地整合到医用设备的涂层中，同时保持材料的物理化学稳定性和抗菌效果，仍然是一个亟待解决的问题。 本研究旨在开发一种基于银纳米颗粒和聚醚硅氧烷（ureasil-polyether, U-PEO）的混合材料涂层，用于医院设备的抗菌防护。通过合成和表征银纳米颗粒，并将其与U-PEO材料结合，研究人员评估了这...