科技进展

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1. 晋北地区全新世中期遗址时空分布与气候演化的关系

李莲, 田庆春, 郭磊, 曹维明

自然杂志 2025, 47 (2): 139-146. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2024.03.015

摘要（104）

PDF（pc）（10216KB）（73）

基于ArcGIS10.8软件并结合最近邻指数、核密度分析等方法，研究晋北地区全新世中期546处遗址的时空演变。结果表明：仰韶时期，遗址集中分布在研究区西部黄河沿岸；龙山时期，遗址数量激增，分布范围扩大，忻定盆地遗址分布最为集中；夏商时期，遗址数量减少，分布密度减小，大同盆地遗址数量明显减少，集中分布在忻定盆地。虽然龙山文化时期暖湿程度下降，但由于农业技术的进步以及生业经济的多样化，人类适应环境变化的能力提高，龙山文化逐渐繁荣。 4.0 ka BP前后，气候极端事件导致降水和温度都呈下降趋势，耕地面积减少，人地关系紧张，进一步引发社会动荡，导致夏商时期遗址数量骤减、文化衰落。

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2. 伊犁河流域山区径流的影响及其对气候变化的响应

席海洋, 许宝荣, 黄法融, 杨玉忠, 陈亚鹏, 陆志翔, 齐识, 宋斐, 陈雨晴, 曲林博

自然杂志 2025, 47 (2): 147-156. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2024.05.014

摘要（251）

PDF（pc）（9371KB）（139）

伊犁河流域是径流比较丰富的内陆河流域。伊犁河流域山区径流主要受气候、积雪、冰川、冻土、植被等影响。近年来随着全球气候变暖，该地区冬季温度上升，可能改变降水模式，增加冬季径流量的同时减少夏季径流量。伊犁河流域的冰川正在减少，短期内可能增加径流量，但长期将导致径流量减少。近年来该地区1月到3月的雪水当量减少，影响夏季基流量和径流量。此外，温度升高导致积雪融水量变化，增加径流不确定性。多年冻土退化影响地下水补给和径流路径，而植被退化则增加地表径流量，减少地下径流量，导致河流流量季节性波动加大。因此，气候变化对伊犁河流域径流的影响是多方面的，未来径流变化将更加复杂。

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3. 红细胞SDE形态转变的实验研究和数值模型

文海舟, 胡国辉, 刘心悦

自然杂志 2024, 46 (6): 448-460. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2024.05.012

摘要（681）

PDF（pc）（3972KB）（547）

红细胞的口形-双凹-刺突(stomatocyte-discocyte-echinocyte, SDE)形态转变对血液动力学及相关疾病有显著影响。红细胞膜的力学性质，如剪切模量、弯曲模量和膜蛋白连接能力等，对红细胞的形态起着至关重要的作用，并决定了红细胞在血液循环中的正常功能。如何基于红细胞微观结构的实验观测结果，建立一个能够描述SDE形态转变的数值模型来解释其生理学机制是一个具有挑战性的问题。文章概述了早中期关于红细胞SDE形态转变的实验和理论研究、近期基于物理化学因素和亚细胞结构变化的实验观测、红细胞黏弹性力学性质和血液黏度的测量方法，并介绍了各种研究红细胞SDE形态转变的数值模型，从实验和数值两个方面对红细胞SDE形态转变研究的进展和局限进行了综述，旨在为进一步深入研究SDE形态转变的力学生物学耦合机制提供一定的参考。

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4. 帕金森病免疫损伤机制研究

杨宏霞, 赵琳琳, 石书贤, 汪煜楠, 张惊宇

自然杂志 2024, 46 (6): 461-465. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2024.03.014

摘要（329）

PDF（pc）（1916KB）（158）

帕金森病是一种以黑质多巴胺能神经元丧失和α-突触核蛋白异常聚集为主要病理特征的神经退行性疾病。近期研究表明，小胶质细胞和星形胶质细胞引发的先天免疫反应，以及自然杀伤细胞、B细胞和T细胞活化并浸润到帕金森病患者大脑诱导的适应性免疫反应，在多巴胺能神经元损伤和帕金森病进展中起关键作用，因此免疫损伤可能是帕金森病治疗研究的关键。本综述总结了帕金森病免疫损伤机制的研究进展，以期为帕金森病的防治提供新思路。

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5. 超声振动下非晶合金的液体环境焊接

李路遥, 李信, 马将

自然杂志 2024, 46 (5): 354-362. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2024.03.013

摘要（601）

PDF（pc）（5012KB）（532）

焊接技术在人类发展过程中发挥着至关重要的作用。以水下焊接为代表的特种环境焊接技术对航空航天、国防和远海开采具有深远的影响，但当焊接操作需要在情况复杂的水下进行时，焊接难度大大增加。除此之外，在易燃易爆液体或极端低温等复杂环境中，焊接加工具有更重要的应用前景，如油气储存容器修复、极地和深空制造等领域，然而相关的焊接技术仍未得到有效研究。超声振动加工是一种加载频率达到上万赫兹的特殊加工方式，对于具有无序结构的非晶合金(金属玻璃)而言，超声振动的施加能在一定程度上使其迅速“软化”。基于这一特性，我们将超声振动技术引入到液体焊接领域，成功地实现了非晶合金在水、海水、酒精和液氮环境中的焊接，为极端环境制造成型提供了一种可行的策略。

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6. 肝脏疾病中衰老巨噬细胞和衰老中性粒细胞的研究

刘珍妮, 王华

自然杂志 2024, 46 (5): 363-374. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2024.01.015

摘要（857）

PDF（pc）（1951KB）（616）

免疫系统作为机体应对各种内外危机的防火墙，其老化会增加人的死亡率和发病率，尤其是老年人。近年来，免疫细胞衰老在疾病中的作用受到越来越多的关注。抑制免疫细胞衰老已成为延缓衰老的关键靶标。肝脏被认为是重要的免疫器官，具有丰富活跃的天然免疫细胞，其中髓系细胞(巨噬细胞和中性粒细胞)参与各种肝脏疾病。衰老环境会对髓系细胞产生诸多影响，进而影响疾病的进展，文章总结了衰老巨噬细胞和衰老中性粒细胞的特征以及研究现况，以期为治疗肝脏疾病提供针对衰老免疫细胞的新方法。

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7. 植物单倍体诱导的方法、应用及展望

杨延铭, 王娜

自然杂志 2024, 46 (4): 285-298. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2024.01.012

摘要（2432）

PDF（pc）（4204KB）（1419）

单倍体育种技术可以极大地提高育种效率。单倍体诱导的产生主要包括体外配子体组织培养和体内染色体消除。文章综述了体内单倍体诱导的几种策略及其发展和应用，还对目前单倍体诱导系的作用机制进行了介绍，并重点介绍了着丝粒蛋白CENH3介导的单倍体诱导机制。

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8. 通过引力辐射寻找超出标准模型的基本粒子

安宇, 葛先辉

自然杂志 2024, 46 (4): 299-305. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2024.01.014

摘要（433）

PDF（pc）（2755KB）（204）

2016年引力波的发现激励了许多物理学家进入引力波物理研究领域。这一方面原因是黑洞的存在被证实，验证了广义相对论的正确性；另一方面广义相对论作为极端物理理论，更有希望从中找到新物理理论的可能模型。由黑洞超辐射理论创生出来的、超出标准模型的基本粒子，有可能成为现行标准模型理论的撼动者，这使得诸多物理学家进入了黑洞的超辐射相关领域。标准模型涵盖了除引力以外的三种相互作用，但是否存在超出标准模型的基本粒子，一直以来都是物理学家们关注的课题。这一课题对于量子场论乃至整个物理学都具有重大意义，而这种基本粒子的存在与否决定着标准模型是否正确。文章从黑洞超辐射理论出发，介绍一种由“引力原子”产生超出标准模型的基本粒子的可能理论，并讨论了通过引力波探测其存在的可能性。

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9. 射血分数保留型心力衰竭的病理机制及治疗

宋佳欣, 沈沭彤, 周秋莲, 高娟

自然杂志 2024, 46 (4): 306-316. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2023.04.016

摘要（237）

PDF（pc）（2293KB）（253）

射血分数保留型心力衰竭(HFpEF)影响着全球一半左右的心力衰竭患者，其患病率随着人口老龄化呈逐年上升趋势，且具有较高的死亡率。然而，HFpEF的病理机制非常复杂，目前尚缺乏有效的治疗手段。结合近年来相关研究进展，文章阐述并讨论了HFpEF病理机制及现有治疗方法，以期为提高HFpEF患者的生活质量和改善患者的预后提供新思路。

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10. 面向机器智能的情感分析

彭俊杰

自然杂志 2024, 46 (2): 150-156. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2024.01.013

摘要（636）

PDF（pc）（1479KB）（858）

大模型的兴起，尤其是以大模型为基础的人工智能技术的发展与应用引起了全社会对人工智能技术的广泛关注。人工智能技术已经在很多方面达到甚至超越人类，可以替代人工完成一些技艺要求较高的工作。不过，在人工智能迈向人类智慧的道路上，仍然有许多难题亟待克服与解决，其中一个重要的问题就是情感分析与理解问题，如让机器准确理解人类的情感。针对该问题，文章从情感的定义与分类入手，对情感分析研究需要解决的问题，研究方向、研究现状、面临的挑战、应用前景与展望等进行了讨论。

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11. 二氧化钒发射率的调控方法与实践

曹传祥, 张志强, 张良苗, 陈长, 高彦峰

自然杂志 2024, 46 (1): 50-62. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2024.01.006

摘要（453）

PDF（pc）（4661KB）（907）

二氧化钒(VO₂)是一种常用的相变材料，它能在68 ℃附近可逆地改变光学、电学特性以响应外部温度刺激。自20世纪90年代以来，人们对VO2光学特性进行了广泛的研究，并在紫外、可见和近红外区域的调制方面取得了重大进展，而室温黑体辐射所处的中远红外区能量只相当于太阳辐射的15%，因而获得的关注较少。然而随着研究的深入，研究者发现中远红外光区的长波辐射对热调控也具有至关重要的作用，甚至在太阳辐射较强的白天也是不容忽视的，因此有关VO2发射率调控的研究受到越来越多的关注。文章聚焦VO₂发射率调控的最新研究进展，着重介绍VO₂发射率的调控手段以及常温热辐射调控性能，并对其应用前景进行了展望。文章指出，VO₂发射率可以有效调控室温黑体辐射能量，通过新型结构如Fabry-Pérot谐振腔、超材料等与VO₂的有机结合，极大丰富了VO₂发射率的调控手段，展现出显著的调控效果，这对于实现具有更高节能效率的智能建筑、空间热管理以及红外伪装具有很大的潜力。

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12. 基于微纳米技术的细胞内递送的物理方法

袁子群, 毛志宇, 高兴华, 胡国辉, 巫金波, 张萌颖

自然杂志 2024, 46 (1): 63-72. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2023.05.011

摘要（409）

PDF（pc）（11203KB）（415）

随着生物医药学的发展，向细胞内递送外源性大分子在基础生物学和临床应用中至关重要，但基于病毒载体的传统生物方法存在通量低、毒性大、递送性能低以及耗时等问题。文章综述了电穿孔、声穿孔、微注射和细胞挤压等基于细胞膜破坏实现胞内物质递送的技术，这些通过微纳米技术完成的高通量胞内物质递送的物理方法，可以弥补传统生物方法的很多缺陷，实验证明了其在保证细胞活性的基础上具有可观的转染效率。文章重点描述了基于细胞挤压实现细胞内递送的微流控操作平台与其机理，并讨论各种通过膜破坏技术完成细胞药物或分子递送技术的优势、局限性和发展前景。

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13. 动脉粥样硬化中的表观遗传机制及治疗作用

童晓岚, 宋佳欣, 姜继宗

自然杂志 2024, 46 (1): 73-82. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2023.04.013

摘要（346）

PDF（pc）（2200KB）（513）

动脉粥样硬化(atherosclerosis, As)的发展过程与炎症反应、脂质代谢紊乱以及环境等因素密切相关。表观遗传的研究主要涉及DNA甲基化、非编码RNA调控、组蛋白修饰和染色质重塑等调节机制。越来越多的研究揭示表观遗传参与了As的发生发展。表观遗传的异常变化在介导泡沫细胞产生、内皮功能障碍、血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cell, VSMC)表型转换等方面发挥着关键作用。文章对表观遗传在As中的调控机制和治疗作用进行阐述，并总结其最新研究进展，旨在从非遗传因素角度为临床As的早期诊断和个性化治疗提供参考。

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14. 膜蛋白靶向降解技术研究进展

赵俗, 张衡, 李焱, 王贞超

自然杂志 2023, 45 (6): 434-442. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2023.06.008

摘要（529）

PDF（pc）（1719KB）（866）

膜蛋白是细胞间相互作用的主要参与者，在信号传导、分化增殖、应激响应等生命过程中均扮演着重要的角色。传统小分子抑制剂与抗体分别通过抑制和阻断膜蛋白与其配体之间的相互作用来发挥作用，但往往存在抑制不彻底或诱发耐药性的问题。新兴的蛋白质靶向降解技术为药物发现提供了全新思路，通过在溶酶体或蛋白酶体中特异性降解目的蛋白，使其彻底丧失蛋白质功能，极大地拓展了成药范围。文章简要讨论了近年来膜蛋白靶向降解技术的研究进展，并展望这些技术在临床治疗中的广阔应用前景。

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15. 光学微瓶谐振腔传感器研究进展

王梓杰, 张琦, 张小贝, SUMETSKY Michael, 王廷云

自然杂志 2023, 45 (6): 443-454. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2023.06.010

摘要（396）

PDF（pc）（5145KB）（630）

作为光学微腔的一类，回音壁模式微瓶谐振腔可将光限制在极小三维区域振荡，具有高品质因子和低模式体积的特点。此外，其天然的中空通道可与微流控技术相结合，是实现光流传感器的重要平台。文章首先概述微瓶谐振腔的发展历程；然后简述微瓶谐振腔的传感机理，包括模式漂移、模式劈裂和模式展宽；接着对微瓶谐振腔理论模型和制备工艺进行介绍；随后着重阐述空心微瓶谐振腔的传感应用，包括温度传感、压力及超声波传感、生化传感、气体传感、磁场传感、液体属性传感、水凝胶相位传感等；最后对微瓶谐振腔的传感应用进行总结和展望。

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16. 量子纠缠与时空结构

林淑怡, 葛先辉, 田立君

自然杂志 2023, 45 (6): 455-462. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2023.05.012

摘要（8600）

PDF（pc）（2026KB）（450）

众所周知，自然界中存在着四种基本相互作用，分别为强相互作用、弱相互作用、电磁相互作用与引力相互作用。然而，前三者可以在量子力学的框架下自洽，只有特殊的引力相互作用尚未与其他相互作用统一。因此，追求引力的量子化是现代物理学最迫切和首要的目标。物理学家们发现，可以利用量子场论的方法来研究引力理论。在这过程中，我们发现量子纠缠、几何以及时空定域性之间的关系，这似乎暗示了通往量子引力的研究方向。通过量子纠缠，我们希望进一步探索量子引力领域，为引力的量子化找到一个突破口，从而发现时空的本质。文章简要回顾量子纠缠熵的历史发展，并讨论纠缠熵与几何之间的关系。

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17. 癫痫与糖尿病的相关性研究

何敏, 汪煜楠, 赵琳琳, 任彦学, 于倩, 张惊宇

自然杂志 2023, 45 (6): 463-467. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2023.

摘要（1103）

PDF（pc）（1211KB）（717）

随着糖尿病和癫痫的发病率逐年升高，二者的共病现象亦随之增加，且已有研究证实糖尿病与癫痫存在一定的相关性，但对于二者共病的认识仍不充分。文章就糖尿病共病癫痫的流行病学、发病机制以及治疗管理等方面的最新研究进展进行综述，以期为糖尿病共病癫痫的临床诊断及治疗提供理论依据和研究思路。

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18. 中国化石讲述兔形类起源与演化

李茜

自然杂志 2023, 45 (5): 371-381. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2023.03.008

摘要（681）

PDF（pc）（6296KB）（583）

兔形类是现生哺乳动物重要的组成部分，然而有关兔形类的起源、分类位置及其与其他哺乳动物之间的系统发育关系等问题，曾是学界长期争议的话题。20世纪70年代以来在中国发现的有关化石为解决以上争议发挥了重要作用。经研究，安徽潜山盆地发现的安徽模鼠兔代表了兔形类祖先的“态模”，在分支系统上是与兔形目最为接近的化石类群。发现于内蒙古二连盆地的远古道森兔是兔形目中已知最早的代表，因此被誉为“世界第一兔”，也表明了兔形目的亚洲起源。依据以安徽模鼠兔为代表的基干兔形类化石，通过形态解剖学和分子生物学的综合研究表明，兔与鼠系统关系最为密切，兔形类和啮齿类为啮型动物下的姐妹群。近年来，通过综合地层学的工作，在中国内蒙古始新世和渐新世地层中发现大量的兔形类化石，这些化石为探讨兔形目研究中尚未解决的热点问题带来新的可能。

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19. 神经丝轻链蛋白在自身免疫性脑炎中的研究

童晓岚, 潘雪, 高娟

自然杂志 2023, 45 (5): 382-388. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2023.04.014

摘要（893）

PDF（pc）（1894KB）（530）

自身免疫性脑炎(autoimmune encephalitis, AE)是一类与神经元自身抗体或中枢神经系统(central nervous system, CNS)自身免疫生物标志物相关的炎症性中枢神经系统疾病的总称。神经丝轻链蛋白(neurofilament light chain, NfL)是神经元细胞骨架中选择性表达最多且最为重要的蛋白质，已有研究证实NfL水平升高可以作为多种神经退行性疾病发生或发展的重要标志物。最近的研究发现，NfL与AE的早期筛查与诊断、疾病发展与治疗以及预后检测与评估等有关，有望成为AE疾病治疗的潜在生物标志物。基于此，文章从NfL的基本结构功能、检测方法和AE疾病诊断等方面进行了综述，尤其是对NfL在AE的前期诊断筛查、疾病进展监测和预后治疗评估方面的作用进行了着重分析，表明NfL在AE临床治疗中的潜在应用前景。

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20. 三叉神经痛的分类及临床诊疗

赵琳琳, 汪煜楠, 张惊宇

自然杂志 2023, 45 (5): 389-393. DOI: 10.3969/j.issn.0253-9608.2023.04.015

摘要（274）

PDF（pc）（1260KB）（587）

三叉神经痛是一种发生于头面部三叉神经分布区域内，症状表现为骤发、骤停、闪电样、刀割样、烧灼样、顽固性、难以忍受的剧烈疼痛的疾病。其发病机制尚不明确，可能与神经病变、免疫炎症机制及离子通道相关。目前，治疗三叉神经痛仍以药物治疗为主，药物治疗无效时可考虑电生理治疗或手术治疗，包括射频热凝术、微血管减压术以及球囊压迫术等。文章综述了三叉神经痛的分类及临床诊疗的研究进展，以期为其临床尽早确诊及治疗提供新的理论基础。

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