植入电池抗癌；猪心脏移植患者死因；月壤催化合成氧气…

盘点

5/1-5/8 改变未来的前沿科技

全文共2097字，阅读约5分钟

可植入微型电池抗癌

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氢气可用作抗癌治疗，但要在肿瘤内连续产生氢气是一种挑战。近日，Nature Communications 上发表的一篇论文称，苏州大学团队开发出一种镁基原电池（MgG），植入肿瘤内可持续生成氢气，抑制肿瘤生长。研究人员先将镁棒置于特定溶液中，让铂在镁棒表面发生原位还原反应，从而构建出MgG原电池。原电池可被水腐蚀，从而有效生成氢气和氢氧化镁。将原电池植入肿瘤后，持续产生的氢气可导致线粒体功能障碍，并破坏肿瘤细胞内的氧化还原稳态。同时，电池反应副产物氢氧化镁可以中和酸性肿瘤微环境（TME）。如此一来，肿瘤内会出现CD8+T细胞浸润增加、免疫抑制性髓源性抑制细胞数量减少的现象，这意味着免疫抑制性TME向免疫促进性TME的调节转变。这种可植入微电池通过氢气疗法能够抑制肿瘤生长，在小鼠肿瘤模型、人类来源的恶性患者源性异种移植模型以及兔体内的VX2肿瘤模型中都取得了良好效果。另外，这种原电池具有生物可降解性，不会在体内产生明显的毒副作用，是一种安全有效的癌症治疗方法。

论文 👉

https://www.nature.com/articles/s41467-022-29938-6

多器官芯片帮助研究抗癌药物

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日前，Nature Biomedical Engineering 上发表了一项突破性研究，美国哥伦比亚大学团队经过10年苦心钻研，开发出一款由心脏、骨骼、肝脏和皮肤等工程组织构成的多器官芯片（如上图所示，大小如显微镜载片，即插即用），可用于模拟病理生理学并测试药物的功效和安全性，甚至可帮助量身定制更适合患者的个性化治疗方案。由于人体不同组织具有各自的胚胎起源、结构和功能特性，所以整合起来十分不易，研究人员通过模拟循环血管流动将这些工程组织模块连接起来，使得这些器官能够像在人体中一样进行交流，且至少可以维持4周。研究人员利用该平台检验抗癌药物的副作用，发现测试数据与临床中的情况十分接近。团队还在尝试拓展这种多器官芯片的应用，比如乳腺癌转移、前列腺癌转移、白血病、辐射对人体组织的影响、新冠病毒对人体的影响、缺血对心脏和大脑的影响，以及药物的安全性和有效性等等。

论文 👉

https://www.nature.com/articles/s41551-022-00882-6

首例转基因猪心脏移植患者

或死于猪病毒感染

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今年3月，全球首位接受转基因猪心移植手术的患者于术后2个月去世。其主治医生最近披露了一些具体信息，他们在患者体内检测到了猪巨细胞病毒的DNA，这或许是患者死亡的潜在原因以及移植后的猪心脏不能持续更长时间的可能原因。有专家认为这种猪病毒无法感染人类细胞，即使进一步扩散也不会对人类造成风险；然而也有专家表示反对，指出猪病毒不会感染健康人并不代表不会损害器官，并进一步引发不良反应，导致病情恶化。总之，病毒感染究竟是导火索，还是直接死亡原因，还需要进一步研究。如果确证猪病毒是“罪魁祸首”，那么未来加强对供体猪的检测，以及治疗中采用更有针对性的手段，将大大帮助异种移植的发展。

报道 👉

https://www.nytimes.com/2022/05/05/health/pig-heart-transplant-virus.html

月壤或能催化合成氧气与燃料

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5月5日，Joule 上发表的一篇论文称，南京大学、香港中文大学（深圳）、中国科学技术大学的研究团队对“嫦娥五号”取回的月壤进行分析，发现月壤中一些活性化合物可作为催化剂，借助太阳光，将水和二氧化碳转化为氧气、氢气和甲烷、甲醇。团队采用机器学习等方法发现月壤样本中含有钛铁矿、氧化钛、羟基磷灰石、多种铁基化合物等8种晶体矿物，可以在人工光合成中发挥较好的催化性能。尽管目前该催化剂的效率尚低于地球上常用的催化剂，但研究人员正在尝试不同的方法加以改善。他们认为可以设计一个利用月球温度环境、土壤和太阳辐射的能源系统（比如利用月球夜间约-173°C的极低温度，从人类呼出的废气中分离二氧化碳），实现低能耗和高效能量转换，用于月球基地供能。

论文 👉

https://doi.org/10.1016/j.joule.2022.04.011

喝哪种酒相对比较健康？

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《肥胖科学与实践》上发表的一篇论文称，美国爱荷华州立大学团队根据1869名成年人的数据，分析了4种常见酒类对健康的具影响，包括啤酒、白葡萄酒（起泡酒）、红葡萄酒和烈酒。结果发现，喝啤酒和烈酒与内脏脂肪水平升高有关，而常喝红酒与内脏脂肪水平减少相关。其原因可能在于，啤酒和烈酒只是单纯提供热量，而红葡萄酒还提供了多酚。作为红葡萄酒中常见的多酚之一，白藜芦醇可以减轻炎症，阻止脂肪储存。在所有酒类中，红葡萄酒中的白藜芦醇含量最高。此外，喝白葡萄酒与骨骼矿物质密度更高有明显关系，这可能与白葡萄酒中含量很高的原儿茶酸有关。这些发现提示我们，老年人喝白葡萄酒可能有利于骨骼健康，而怕长胖的人则可以选择喝红葡萄酒。

论文 👉

DOI: 10.1002/osp4.598

持续自动杀菌的口罩来了？

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口罩、防护服、医用手套、护目镜……新冠大流行期间，这些个人防护用品(PPE)是我们抗击疫情的必要装备。但现在的PPE材料不能灭活拦截的微生物，必须定期更换并妥善处理，否则可能造成交叉感染。5月1日，ACS Nano 上发表的一项研究显示，中国科学技术大学团队将氧化酶类催化剂加入PPE中，可以在不需要任何外部刺激（如光照或添加H₂O₂）的情况下将O₂转化为具有生物杀菌性的活性氧，使拦截的液滴/气溶胶中的细菌失活。研究表明，氧化酶类催化剂可采用单原子催化剂纳米颗粒(Cu-SAC)，将其纳入纳米纤维膜可持续循环数次提供广谱抗菌活性。实验中，研究人员将该材料加入KN95口罩中作为额外层，暴露于由大肠杆菌悬浮液产生的人工致病性气溶胶中10分钟，结果显示，相比商用口罩，改进后的口罩第二层/中间层的活菌细胞数量明显减少，具有更好的杀菌性能。

论文 👉

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c11647