5月5-6日，中南大学、上海交通大学、同济大学3所高校，分别在国际顶级学术期刊《科学》（Science）发表了最新的科研成果。
01
5月5日，中南大学湘雅三医院吕奔教授团队在国际学术期刊Science上在线发表了题为“Z-DNA binding protein 1 promotes heatstroke-induced cell death”的研究论文，揭示了热射病（又称“重度中暑”）的重要致死机理——高体温通过ZBP1蛋白诱发过度的程序性细胞死亡，进而导致危及生命的弥散性血管内凝血（DIC）与多脏器损伤。
该论文的第一单位为中南大学湘雅三医院。中南大学博士后袁芳芳为第一作者，吕奔教授为通讯作者。
高体温诱发的危重症为热射病。但高体温如何导致脏器损伤与机体死亡的机制过去不甚清楚。吕奔教授团队利用前期脓毒症研究中获得的线索，进一步揭示了高体温通过诱发ZBP1依赖的程序性细胞死亡在热射病发生发展中引起的致死效应，颠覆了既往的学术观点“高体温通过物理性损伤导致脏器功能衰竭”，展示了温度感应、程序性细胞死亡、DIC与脏器功能衰竭之间的内在联系，为热射病等危重症的防治提供了重要思路。
2021年的诺贝尔生理学或医学奖表彰了“温度和触觉感受器的发现”,凸显了朱利叶斯团队的重要发现——细胞膜上的辣椒素受体TRPV1是一种能被高温活化的离子通道。吕奔教授团队的这项研究明确提示了细胞浆内也存在“温度感受器”，受到高温刺激时能诱发ZBP1依赖的程序性细胞死亡。该生命现象虽然可能在抗感染免疫中发挥保护作用，但在持续性高体温作用下可导致DIC、多脏器损伤甚至死亡。
此外，该团队近年来还揭示了危重症DIC与多脏器衰竭形成的重要机理，以中南大学为第一单位发表了系列NI指数论文，包括Science、Immunity、Blood、Nat Commun和J Biol Chem，得到了学术界的高度评价。
02
5月6日，国际顶级学术期刊Science刊发了上海交通大学化学化工学院陈立桅教授、刘晰研究员和英国卡迪夫催化中心Graham Hutchings教授等人合作的科研成果“原位生成过氧化氢用于高效催化由环己酮合成环己酮肟”。该研究第一次成功将原位过氧化氢合成与现有化工品生产进行结合，在科学上和技术上证明利用原位过氧化氢合成实现绿色化工新路线的可行性与经济性。
Richard J. Lewis，刘晰，Graham J. Hutchings为共同通讯作者，工作得到了上海交通大学物质科学原位中心和变革性分子前沿科学中心的大力支持。
过氧化氢具有较合适的氧化能力，而且其反应产物为水，适合作为环境友好的氧化剂应用于绿色化工合成。工业上利用钛硅分子筛为催化剂催化过氧化氢氨氧化环己酮制备尼龙6单体环己酮肟，大幅度简化生产工艺，在得到高转化率和高选择性的同时，极大减少低价值副产物和废弃物的产生，使得整个生产过程更加绿色和经济。尽管过氧化氢在发展绿色化学化工中扮演了越来越重要的角色，但是现有工业蒽醌法制备方法过程并不够“绿色”：这种制备方法具有投资成本高，过程复杂，可能污染环境，存储/输运/使用不方便等显著缺点。如果可以利用原位的方法直接生成过氧化氢完成催化氨氧化等反应，可以极大的节省能耗和设备投资，不仅使得整个过程更加经济和绿色，更对发展新型绿色化工和化学合成具有极其重要的意义。
图1 氧化物负载AuPd催化剂对于原位合成过氧化氢催化酮氨氧化制备酮肟的催化活性
据此，研究者突破性设计钛硅分子筛负载金钯合金催化剂，实现在接近工业过氧化氢氨氧化条件下，直接从氢气，氧气，碳酸氢铵和环己酮一步法高选择性制备环己酮肟，得到近100%环己酮选择性，近100%氨选择性和67%氢气选择性，其环己酮肟产率与工业过氧化氢氨氧化获取产率相同，验证了原位过氧化氢合成与氨氧化耦合实现绿色化工生产的新路径。经过40小时或者250小时长时间实验，催化活性一直保持稳定，没有明显的下降。研究者进一步对这个催化体系进行经济评估，发现假设催化剂寿命为2.3年，环己酮肟生产成本相比现有工业成本下降13%。这个经济评估还没有考虑到节约的有关非原位制备过氧化氢及运输，稀释等过程所带来的额外成本。
图2 高分辨电镜图像显示分子筛负载AuPd催化剂所存在的二元结构
该研究通过先进的催化剂设计，详尽的实验以及充分的微观结构表征，第一次成功将原位过氧化氢合成与现有化工品生产进行结合，在科学上和技术上证明利用原位过氧化氢合成实现绿色化工新路线的可行性与经济性。
该项工作受到自然科学基金委的资助和上海交通大学物质科学原位中心的表征支持。
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本文来源：中南大学、上海交大，版权属于原作者，仅用于学术分享

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