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委內瑞拉馬腦炎病毒結合受體的分子機制

中國科學院生物物理研究所章新政課題組和清華大學醫學院向燁課題組合作，解析了委內瑞拉馬腦炎病毒（VEEV）病毒樣顆粒及其與人源受體分子LDLRAD3復合物的高分辨冷凍電鏡結構，揭示了甲病毒家族核衣殼蛋白和糖蛋白相互作用的病毒顆粒組裝機制，以及VEEV與受體特異性結合的分子機制。相關成果發表于Nature。VEEV是一種可以感染人類和所有馬科動物的RNA包膜病毒，屬于甲病毒家族，可以通過蚊子傳播及可經氣溶膠高效傳播，引發進行性中樞神經疾病和并發癥，嚴重可導致死亡。此病毒在南美洲有大量感染病例報道，目前尚無疫苗和有效治療藥物。鑒于其能引發中樞神經疾病的危險性，VEEV被定為生物安全3級（BSL3）病毒。

引起嗎啡戒斷負性情緒的神經元集群和環路機制

復旦大學腦科學研究院/醫學神經生物學國家重點實驗室王菲菲/馬蘭科研團隊，發現中央杏仁核腦區促腎上腺皮質激素釋放激素（CRH）神經元與腹側被蓋區（VTA）被嗎啡激活的獎賞神經元間的抑制性神經環路介導嗎啡戒斷引起的負性情緒。相關成果發表于Molecular Psychiatry。嗎啡具有良好的鎮痛作用，同時也會帶來強烈的欣快感（獎賞效應），但長期使用后停藥會誘發戒斷癥狀和負性情緒（負性強化效應），導致對嗎啡的依賴或成癮。研究表明，嗎啡作用于腦獎賞系統而引起欣快感，而其戒斷癥狀主要是由于獎賞系統功能下調和壓力應激系統的激活介導。

惡性高熱病性心律失常的病理生理學新機制

首都醫科大學基礎醫學院羅大力教授團隊發現骨骼肌型集鈣蛋白-1（Calsequestrin-1，Casq1）在心臟的表達，參與心率和肌漿網鈣穩定性的調節，Casq1的表達缺失是高熱和麻藥誘導惡性高熱性心律失常重要的病理生理學基礎。相關成果發表于Circulation。惡性高熱病（malignant hyperthermia，MH）是一種隱性遺傳病，當患者遇到高溫、吸入性麻藥或肌松藥以及劇烈運動后出現高熱、肌僵直、肌溶解和各種心律失常，如不及時治療死亡率達85%以上。Casq1基因缺失小鼠的心室肌細胞在麻藥作用下出現異常的鈣波和早/遲后去極化。吸入性麻藥或高溫致使心臟和骨骼肌的Casq1由多聚體形態解聚呈單體。

皮膚癌流行病學研究進展

北京大學腫瘤醫院李文慶課題組研究驗證了自然發色是皮膚角質細胞癌的獨立相關因素。相關成果發表于Journal of the American Academy of Dermatology。該研究基于迄今最大規模的前瞻性研究數據，系統探討了自然發色與皮膚角質細胞癌發生風險的關系。通過整合國際著名三大隊列研究共205410名研究對象，發現較淺發色者發生皮膚角質細胞癌的風險顯著增加，而較深發色者的發生風險顯著降低，其中黑發色與最低的皮膚角質細胞癌發生風險有關。進而發現，淺色毛發者更易發生肢端部位的角質細胞癌，特別是鱗狀細胞癌。這些關聯均獨立于過度紫外線照射、皮膚癌家族史和Fitzpatrick皮膚分型等因素。

動脈粥樣硬化發生新機制

中山大學中山醫學院梁思佳副教授、周家國教授和中山大學附屬第一醫院區景松教授團隊合作，揭示了巨噬細胞NFATc3（活化T細胞核因子c3）通過上調miRNA-204抑制動脈粥樣硬化形成的作用機理。相關成果發表于European Heart Journal。動脈粥樣硬化是一種炎癥反應啟動的脂質沉積性疾病，是多種心腦血管疾病的共同病理基礎，容易導致腦卒中、冠心病及心肌梗死等心腦血管事件。深入探討動脈粥樣硬化發病機制，尋找新防治靶點，對治療動脈粥樣硬化性心腦血管疾病具有重要的科學意義和價值。該研究發現胞漿miRNA-204-5p靶向抑制SR-A，胞核miRNA-204-3p靶向抑制CD36，兩者共同抑制巨噬細胞泡沫化和動脈粥樣硬化。

肝惡性腫瘤影像診斷深度學習新模型

上海交通大學醫學院附屬新華醫院顧勁揚教授團隊、附屬仁濟醫院劉穎斌教授團隊、生命科學技術學院俞章盛教授團隊和杭州市第一人民醫院徐驍教授團隊合作，提出了一種運用深度學習基于患者術前多期造影增強CT和臨床數據對肝臟惡性腫瘤進行判別的智能診斷系統，達到與資深放射科醫生相當的判別水平。相關成果發表于Journal of Hematology & Oncology。該研究構建的智能系統運用深度CNN和門控RNN，整合包含患者術前多期造影增強CT和臨床特征的多模態數據，實現了對HCC、ICC和轉移性肝癌的有效鑒別，具有與經驗豐富的醫生相當的診斷水平，并且在不同中心驗證中表現出良好的泛化能力。

突變介導的寨卡病毒適應性進化促進病毒感染蚊蟲和哺乳動物

清華大學醫學院程功教授團隊與國內外合作者揭示了適應性進化導致寨卡病毒流行機制。相關成果發表于PNAS。近年來寨卡病毒在世界范圍內的感染流行被認為是嚴重的公共健康威脅。研究發現，寨卡病毒衣殼蛋白（Capsid）第106個殘基處的蘇氨酸（T）到丙氨酸（A）突變促進了其在蚊蟲、人類免疫細胞和小鼠模型中的感染。在“媒介-宿主-媒介”傳播循環模型中，該突變體同樣表現出了更高的傳播效率及更強的感染能力。機制研究表明，這一點突變可提高寨卡病毒NS2B-NS3蛋白酶對衣殼蛋白的切割效率，促進感染性病毒顆粒的組裝，從而導致突變后的寨卡病毒對蚊蟲和哺乳動物宿主的感染能力大幅上升。

有機污染物對血腦屏障的影響研究

中國科學院水生生物研究所環境毒理學學科組楊麗華等人研究了新污染物四溴鄰苯二甲酸雙酯（TBPH）對斑馬魚血腦屏障和中樞神經系統的影響。相關成果發表于Journal of Hazardous Materials。很多持久性有機污染物具有較高的脂溶性，因此推測其可以通過血腦屏障對中樞神經系統造成損傷（central nervous system，CNS），但尚未有直接證據支持。研究發現TBPH可以增加活體模型斑馬魚血腦屏障的通透性，這可能是由于TBPH可以與緊密連接蛋白發生作用，從而影響其結構完整性。TBPH早期暴露對斑馬魚幼魚的發育、神經遞質和運行行為等常規神經毒性指標沒有顯著影響，但可以顯著抑制幼魚的趨光性行為。

我國旱區生物多樣性與生態系統功能研究

蘭州大學生命科學學院草地農業生態系統國家重點實驗室鄧建明教授等人與合作者研究了干旱驅動的生物多樣性-土壤多功能關系的轉變。相關成果發表于Nature Communications。植物和土壤微生物多樣性對生態系統多功能性的影響與調控模式將隨著氣候與環境條件的改變而變化，這對在全球變化背景下，因地制宜地制定我國旱區的生態管理與保護政策等方面具有十分重要的科學指導意義。比如，在低干旱水平區域，植物多樣性及其生產力是影響生態系統功能與穩定性關鍵限制性因素，這意味著該區域的生態保護更應優先保護植物多樣性;而在高干旱水平區域，土壤微生物多樣性是影響生態系統功能與穩定性關鍵限制性因素。

全球燃燒面積下降背景下持續增加的森林野火排放

清華大學深圳國際研究生院環境與生態研究院鄭博與國內外合作者揭示了全球野火碳排放變化驅動力。相關成果發表于Science Advances。由樹主導的陸地植被區域雖然僅占全球野火燃燒面積的5%，卻貢獻了野火二氧化碳排放的18%，因為樹在單位燃燒面積上生物量和含碳量更高。雖然增加的森林野火燃燒面積少于減少的草原野火燃燒面積，但仍基本抵消了由草原野火減少導致的二氧化碳排放量下降，使20年來全球野火二氧化碳排放量基本持平。森林生態系統與草原生態系統相比在野火后恢復更慢，森林野火如進一步導致毀林與森林退化，生態系統功能則在短期內難以恢復和重建，對陸地生產力和碳匯產生長期不利影響。

人類活動在獸類多樣性格局改變中的作用

中國科學院昆明動物研究所李學友、蔣學龍等人比較分析不同類型人類活動對多維度野生動物多樣性格局的影響，特別是對人類活動敏感、行蹤隱秘的大中型獸類。相關成果發表于Conservation Biology。該研究基于橫斷山區45個長期紅外相機監測樣地的數據，采用層次貝葉斯模型分析不同類型人類活動對獸類群落結構、功能及行為的影響。研究證實，相同區域內不同類型人類活動強度及其生態效應可能存在差異，人類改造指數低的區域也可能存在頻繁的實時人類活動，僅靠單一類型的人類活動指數難以真實反映區域內的人為壓力;因此，區域保護地管理和規劃需要同時考慮不同類型的人類活動對物種多樣性和行為的影響。

中南半島秋海棠新發現

中國科學院昆明植物研究所稅玉民團隊與俄羅斯、越南等多個團隊聯合報道中南半島4個新種和3個越南新記錄種。相關成果發表于Phytotaxa。秋海棠屬為世界有花植物第5大屬，是熱帶山地地被層種類最為豐富的類群之一，近期也是世界物種多樣性增長最快的類群。目前，中國該屬種類已迅速增加到200種以上，成為世界該屬種類最為豐富的地區之一，為周邊國家和地區該屬生物多樣性的研究提供強有力的支撐。近年來，聯合研究團隊在進一步驗證所提出的世界該屬分類框架基礎上，為中南半島和印度次大陸生物多樣性的研究和保護提供了原創性的新發現。中國的生物多樣性為周邊國家生物多樣性研究提供了支撐。

改進的積雪反照率參數化方案在青藏高原降雪模擬中的應用研究

中國科學院青藏高原研究所馬耀明團隊利用天氣與氣候模式（WRF）耦合Noah陸面過程模式，對近兩年在青藏高原出現的中到大雪、大到暴雪及8次特大暴雪過程進行高分辨率（5km嵌套1km）的數值模擬試驗，對每一次降雪過程進行積雪反照率參數化方案的敏感性試驗，并通過青藏高原野外臺站地氣相互作用觀測資料評估改進的積雪反照率參數化方案的模擬性能。相關成果發表于Hydrology and Earth System Sciences。研究結果表明，基于MODIS遙感反照率產品和雪深資料改進的積雪反照率參數化方案，在提高WRF耦合Noah模擬青藏高原降雪和融雪能力方面具有普適性，在模擬青藏高原強降雪過程中具有新的應用前景。

基于機器學習預測中國森林生態系統水源涵養情況

中國科學院地理科學與資源研究所史文嬌、陶福祿等人基于搜集的1045個關于全國森林水源涵養的相關參數及其影響因素的站點數據，分析了不同植被類型在全國尺度和流域尺度森林及各蓄水層水源涵養量的地域分異規律。相關成果發表于Ecological Indicators。基于觀測數據利用隨機森林模型在預測中國森林水源涵養量空間分布上有較好的效果。長江流域、松花江流域、西南諸河流域和珠江流域的森林水源涵養量約占全國78.33%（其中長江流域占41.19%）。除灌叢外，亞熱帶針葉林、溫帶落葉闊葉林、亞熱帶和熱帶山地針葉林、亞熱帶常綠闊葉林、寒溫帶和溫帶山地針葉林的森林水源涵養量占全國約50.61%。

沒有可靠的證據表明二氧化碳施肥效應在過去30年間顯著降低

北京大學深圳研究生院城市規劃與設計學院朱再春等人與國內外合作者對全球范圍內相對一致的二氧化碳施肥效應開展了針對性研究。相關成果發表于Science。持續上升的大氣二氧化碳濃度對植被光合作用具有促進作用（二氧化碳施肥效應），是近幾十年陸地生態系統碳吸收持續增加的重要驅動機制。厘清全球植被二氧化碳施肥效應的時空變化及驅動機制對于理解和預測陸地生態系統碳吸收潛力十分重要，這也一直是困擾學術界的難題。該研究指出，除了要充分考慮遙感時間序列數據的不確定性和統計分析模型的內在缺陷外，還有必要結合站點觀測資料和生態系統模型模擬等方法，更加審慎地探討二氧化碳施肥效應的時空變化問題。

地震紅外遙感與震熱異常前兆研究進展

中國科學院空天信息創新研究院遙感衛星應用國家工程實驗室研究員孟慶巖團隊開展了震前熱異常空間異質提取模型在中國大陸的應用研究。相關成果發表于Remote Sensing of Environment。研究證明，地震熱異常與4級以上地震存在顯著的時空相關性。研究新提出的“加熱核過濾器”（heating core）可有效剔除非震熱異常影響，提高地震熱異常信噪比。在基于歷史地震數據的模擬預測實驗中，模型取得了較好的預測結果，具有良好的業務化前景。該研究提出的基于歷史地震頻率和熱異常前兆的混合地震概率預測模型，促進了前兆二元預測向概率預測的有效轉化。