自然杂志

管冬, 江颖

2020, 42(2): 79-83. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2020.02.001

摘要 ( 2642 )

PDF (2017KB) ( 674 )

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水和冰在自然界中广泛存在，冰的结构与成核生长在材料科学、摩擦学、生物学、大气科学以及行星科学等众多领域具有至关重要的作用，这些过程往往与微观尺度上水分子与表面或者水分子之间的相互作用相关。受限于之前的研究方法和手段，尽管存在大量的实验和理论研究，冰成核和生长的微观机理却仍旧存在许多争议与疑问。因此，从原子尺度上对冰结构和成核生长过程进行准确的表征和研究具有极为重要的意义。研究者利用超高真空低温扫描隧道显微镜(STM)和非接触式原子力显微镜(NC-AFM)联合系统，通过对qPlus针尖进行化学修饰，借助针尖与水分子之间的高阶静电力，成功实现在实空间中对Au(111)表面上的双层二维冰结构的高分辨成像，确认了其“互锁式”氢键构型，并进一步通过对二维冰边界结构的非侵扰式成像，首次观测到二维冰生长过程中边界上的一系列中间态和亚稳态。之后通过结合第一性原理计算和分子动力学模拟，提出了二维冰锯齿状和扶椅状边界的两种生长机制。这在原子尺度上揭示了二维冰成核生长的过程和机理，为研究原子尺度上冰的生长过程提供了一种新途径，并能拓展到广泛的二维材料体系研究中。

干细胞引领生物医学革命

王勇, 杨静思, 韩兴龙, 胡士军, 殷为民, 雷伟

2020, 42(2): 84-90. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2020.02.002

摘要 ( 2393 )

PDF (904KB) ( 411 )

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干细胞是一类具有自我增殖能力和多向分化潜能的细胞。以胚胎干细胞和诱导多能干细胞为核心的干细胞技术的跨越
式发展正引领着一场新的生物医学革命。文章主要介绍干细胞技术的发展及其在细胞治疗、疾病模型、药物筛选和人造器
官等领域的研究进展与挑战。尽管干细胞基础研究取得了巨大进步，但是干细胞技术的临床转化和产业化仍然面临诸多挑
战。如何更好地利用干细胞和交叉学科新技术为人类服务还有很多事情等着我们去做。

皮肤干细胞治疗的发展历程

廖新化

2020, 42(2): 91-95. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2020.02.003

摘要 ( 1930 )

PDF (696KB) ( 340 )

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大疱性表皮松解症病人通过用干细胞全身换皮已经实现了根治。从不治之症到可以治疗，皮肤干细胞疗法走过了漫长的发展历程。从不经意间发明皮肤干细胞体外培养的技术，到利用皮肤干细胞在体内再生皮肤组织，再到治疗深度烧伤和角膜灼伤，最后到治疗遗传性皮肤病，这个临床医学上的突破是干细胞治疗和基因治疗结合的典范。文章将回顾这一发展历程，展示科学发展的规律，为基因治疗和干细胞治疗在其他领域的发展提供思路。

再生医学的“种子”#br# ——干细胞治疗的前世今生#br#

刘畅, 徐桂娥, 冯杏, 肖俊杰

2020, 42(2): 96-101. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2020.02.004

摘要 ( 1466 )

PDF (1162KB) ( 277 )

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干细胞是一类尚未完全分化，具有自我更新和分化能力的细胞，主要包括胚胎干细胞和成体干细胞，具有强大的增殖能力和应用前景。文章系统阐述了干细胞的发现历程、主要生物学特性以及在临床治疗方面的研究进展。总而言之，干细胞作为再生医学的“种子”细胞，已经在临床应用上展现出了一定的潜力。随着技术的不断成熟以及评估和监管体系的完善，干细胞治疗有望成为一种更加安全和有效的治疗手段。

OPG/RANKL/RANK：联系骨骼系统与免疫系统的纽带

张云云, 梁新月, 闫建设

2020, 42(2): 102-107. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2020.02.005

摘要 ( 2287 )

PDF (858KB) ( 833 )

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机体的骨组织细胞和免疫细胞相互影响，使骨骼系统与免疫系统间建立起诸多联系。NF-kB受体活化因子配体不仅调控骨骼和免疫器官的发育，而且在骨骼的自身免疫性疾病中起重要作用。文章简要介绍骨骼系统和免疫系统的结构和生物学功能，阐述骨代谢与免疫系统之间的相互调控作用，重点论述骨保护素/核因子kB受体活化因子配体/核因子kB受体活化因子(OPG/RANKL/RANK)系统作为纽带联系骨骼系统与免疫系统的功能。

肿瘤的液体活检研究进展

巢昱清, 朱小立, 陈桂芳

2020, 42(2): 108-115. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2020.02.006

摘要 ( 1506 )

PDF (1227KB) ( 374 )

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癌症是影响人类寿命的主因之一。与临床上常用的组织活检技术相比，液体活检作为癌症的一种检测手段，具有非侵入性、准确性高、取样简便、价格低廉等多种显著优势。液体活检在多种癌症，包括肺癌、宫颈癌、前列腺癌等的早期检测、动态监测和靶向治疗上均表现出很大的潜力，为癌症的检测和治疗提供了新的技术手段和研究思路。液体活检常常采用循环肿瘤DNA、循环肿瘤细胞和外泌体作为检测癌症病程的标志物，以PCR、NGS、ELISA等生命科学研究中常用的技术为基础方法，利用多种指标作为评判癌症病程的依据。文章综述了循环肿瘤DNA、循环肿瘤细胞和外泌体作为肿瘤液体活检标志物的检测原理，以及它们在临床应用方面近5年的研究进展。

射血分数中间值心力衰竭的研究进展与展望

朱凯媛, 鄢春喜, 徐大春

2020, 42(2): 116-124. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2020.02.007

摘要 ( 333 )

PDF (974KB) ( 184 )

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文章综述了射血分数中间值心力衰竭患者的流行病学、病理生理学、临床表现和预后等特点，以及这些特征与已更深入研究的其他心力衰竭组的比较。目前推荐的治疗方法侧重于积极的共病管理，而文章总结并确定了有益的潜在信号研究，未来的研究不仅需要更好地描述心衰人群，还需要确定有效的管理策略，以减少心衰患者高心血管发病率和死亡率。

非晶合金的超声制造与成型

李信, 马将

2020, 42(2): 125-133. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2020.02.008

摘要 ( 2082 )

PDF (3275KB) ( 273 )

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超声波是一种频率高于20 kHz的声波，以其方向性好、穿透能力强、传递声学能量较高而被广泛用于焊接、清洁、检测、测距、消毒等。对于具有无序结构的金属玻璃(非晶合金)而言，其可视为被冰封的液体，而超声波的施加将在一定程度上使其迅速解冻从而软化。正是因为这一特性，在超声波的作用下制造金属玻璃并对其进行冲裁、成型等，是一种低成本、高效率制造金属玻璃材料的方法。

基于夜光遥感的贵州省城市格局变迁研究

徐慧敏, 王妍, 李熙

2020, 42(2): 134-141. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2020.02.009

摘要 ( 1948 )

PDF (2561KB) ( 129 )

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本研究基于时序VIIRS夜光影像，通过统计夜光总量，运用位序规模法则和首位度法，以及提取夜间点亮区域研究2012—2019年贵州省城市化发展。分析结果表明：贵州省所有城市的夜光总量均呈现增长态势，六盘水、黔西南和首位城市贵阳的夜光增长率远低于其他城市，遵义在夜光总量较大的基础上仍能在省内保持最高速增长；中小城市的发展活力优于大城市，城市结构分散，中心城市贵阳的集聚效应弱，没有充分发挥对其他城市的带动作用；随着次位城市(遵义市)呈现高增长态势，首位度逐渐降低，贵州省区域经济发展有两极增长的趋势。

肿瘤坏死因子抑制剂开发史：转化医学的成功范式

郭晓强

2020, 42(2): 142-150. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2020.02.010

摘要 ( 2293 )

PDF (2004KB) ( 451 )

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肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor, TNF) 是一种重要的细胞因子，具有广泛的生物学作用。1975年，TNF首次发现，最初被认为具有诱导肿瘤坏死活性，还被推测参与恶病质发生。1985年，TNF被发现是一种关键炎症因子，参与内毒素诱导的休克反应；随后，发现其在类风湿关节炎、炎症性肠病、强直性脊柱炎和银屑病等众多自身免疫性疾病中发挥关键作用。阻断TNF活性可缓解多种疾病临床症状，为药物研发奠定理论基础。1998年起，多种TNF抑制剂包括英夫利昔单抗、阿达木单抗、赛妥珠单抗、戈利莫单抗和依那西普等先后获批使用，成为当前临床使用最广泛的一类药物。肿瘤坏死因子的发现、功能阐明以及抑制剂的开发与应用过程，全面诠释了转化医学的成功之道。

揭开马赫带之谜——哈特兰

顾凡及

2020, 42(2): 151-156. doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2020.02.011

摘要 ( 2121 )

PDF (1772KB) ( 346 )

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文章概述了1967年诺贝尔奖得主哈特兰的成长过程及其主要学术成就：发现视觉神经细胞的单纤维活动、青蛙视网膜神经节细胞的感受野、神经系统中的侧抑制作用从而解开了心理学上的马赫带之谜等，也介绍了他对科学无比热爱，充满好奇心，以及与时俱进等优秀品质。

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