本文总结了高通量蛋白质结构生物信息学的最新进展，包括结构数据管理、工具软件开发和结构数据挖掘三个主要方面。结构数据管理方面，得益于类AlphaFold系统的发展，蛋白质结构数据量实现爆发式增长，直接促进了压缩技术的升级，也吸引了研究者对结构数据管理的关注。工具软件开发方面，以Foldseek为代表的新算法实现了高速的结构比对，突破了结构分析的通量瓶颈，此外深度学习模型的大量应用从多个方面改进了基于结构的蛋白质功能注释。结构数据挖掘方面，研究者以组学思维处理结构大数据，在持续的探索中提炼分析要素、优化方法，并在新工具的帮助下推动着结构数据挖掘的进阶。随着高通量方法的发展，结构生物信息学有望在生命科学中发挥更重要的作用。

啮齿类是研究胚胎发育的重要模型，然而啮齿类与灵长类在发育过程中存在巨大的种属差异，啮齿类中的研究并不能简单推广到灵长类中，因此灵长类生殖发育研究亟待开展。早期胚胎细胞数量稀少且复杂多样，通常采用单细胞测序技术来揭示其发育过程及调控机制。然而仅依靠单细胞单组学分析并不能有效全面地解析细胞间编码的复杂网络信息。单细胞多组学有效地联合转录组、表观遗传组、蛋白质组、代谢组等进行分析，使研究者能够在同一细胞水平上系统地解码不同细胞类型的异质性及发育轨迹，从多维度去理解灵长类早期胚胎发育的关键事件。本文总结了单细胞RNA治疗发展到多组学过程中关键技术的发展历程，并概述了多组学技术在深入解读灵长类早期胚胎发育研究中的应用及未来潜在的发展方向和挑战。

意识和无意识经常被看作是动态转换的一体两面，理解意识与无意识相互转换的认知神经机制是当今科学的重大挑战。注意在这个转换过程中发挥关键作用。但是，过往研究主要关注注意对意识的影响，而注意对无意识过程的影响长久以来被忽略了。一个曾比较流行的观点认为无意识加工过程是自动化的，不受注意的调节。然而，该观点近来被逐渐抛弃。在视觉传递通路中，注意可以调节源眼信息、朝向信息的无意识加工过程；在语义系统中，注意能自上而下地增强目标关联性强的，并抑制目标关联性弱的无意识语义过程；在情绪系统中，除了目标关联性之外，由注意负荷操纵的注意供给水平也能调节意识下的情绪加工过程。这些研究有助于更充分理解注意与意识的关系。综合来看，注意既可能是产生意识的必要条件，也可能是（某些）无意识加工的必要条件。未来应深入研究注意调节无意识过程的认知和神经机制，尤其是这些机制在不同注意类型和不同感觉通道间的共性和个性。

作为极性细胞，神经元由胞体、网状的树突和细长并具有分支的轴突构成。完成分化的神经元在脊椎动物的整个生命周期中要保持正常的生理功能，需要大量的能量来维持静息电位与突触传递。神经元主要依赖于线粒体氧化磷酸化产生的ATP提供能量。神经元通过长距离运输与锚定将健康的线粒体运送并富集到轴突分支突触前末梢等能量消耗较大的区域，同时将轴突末梢老化或受损的线粒体反向转运到胞体进行清除。本文结合作者自己的研究从力学的观点，论述在驱动力作用下线粒体是如何克服阻力在轴突进行长距离运输。综述内容包括微管的极性、微管马达蛋白、线粒体衔接蛋白复合物、线粒体与锚定蛋白相互作用、细胞内阻力、线粒体与内质网的相互作用、线粒体生成、裂变、融合、分裂、质量控制等方面。这些新颖的观点将为认识由线粒体运输障碍引起的神经系统疾病提供重要的参考。

巨噬细胞几乎存在于人体的所有器官中，负责检测组织损伤、病原体，在宿主抵御各种入侵病原体引发炎症反应的过程中发挥关键作用。研究表明，巨噬细胞介导的免疫反应受到泛素-蛋白酶体系统（ubiquitin-proteasome system，UPS）的严格调控，其失调或异常激活可能是许多炎症发病机制的关键因素。负责识别底物的E3连接酶是 UPS 中的关键酶，它包含多种亚家族蛋白，参与调控巨噬细胞介导的炎症中的一些常见信号通路，如核苷酸结合寡聚化结构域样受体（nucleotide-binding oligomerization domain-like receptors，NLRs）、维甲酸诱导基因I样受体家族（retinoic acid-inducible gene 1-like receptors，RLRs）和Toll样受体（Toll-like receptors，TLRs）。本文总结了巨噬细胞介导的炎症相关 E3 连接酶的最新研究进展，并讨论了E3与其底物结合导致NLRs/RLRs/TLRs信号转导异常激活或失活的一些潜在机制。此外，还探讨了针对E3连接酶在巨噬细胞介导的炎症中作用的相关抑制剂和激动剂，展望了针对巨噬细胞介导的炎症中异常E3连接酶的靶向疗法的未来前景。

蛋白质翻译后修饰（PTM）是蛋白质活性调节、定位、表达以及与其他细胞分子相互作用的调节机制，能引起蛋白质性质和功能的变化，其传统形式包括磷酸化、糖基化、甲基化、泛素化等。越来越多的研究表明，PTMs不仅调节肝癌的发生和发展，而且在抗癌免疫反应中起着至关重要的作用。本文综述了目前几种传统类型的PTMs在肝癌免疫治疗中的作用机制，为肝癌治疗提供新的见解和未来研究方向。

动脉粥样硬化性心脑血管疾病是当前全球死亡率最高的疾病，而脂代谢紊乱是动脉粥样硬化性心脑血管疾病的主要病因，其既可以导致心肌梗死、脑卒中、急性胰腺炎等急性病，也可以导致慢性肾脏疾病。近年来基因治疗技术的快速发展，为脂代谢机制研究提供了有效的手段，特别是使先天性脂代谢异常患者的治愈成为可能。腺相关病毒（adeno associated virus，AAV）宿主范围广、安全性高、免疫原性低、表达长期稳定，是当前单基因遗传病基因治疗首选的递送工具。以AAV为载体的多种降脂基因治疗药物目前已经得到临床应用或正在进行临床试验。本文综述了AAV载体在脂质代谢机制研究的新进展及其在降脂基因治疗中的应用和前景。

非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）是最常见的慢性肝病，是从脂肪堆积到变性炎症，并出现非酒精性脂肪性肝炎（NASH），直至引发肝纤维化、肝硬化甚至肝癌的一系列过程。NAFLD目前已经是全球感染人群占比最大的肝病且发病率逐年上升。NAFLD是一种新陈代谢紊乱的疾病，但它也涉及多种免疫细胞介导的炎症过程，通过分泌促炎和/或抗炎因子来促进和/或抑制肝细胞炎症，从而影响NAFLD的进程。然而，NAFLD潜在的疾病机制及免疫细胞在其中的作用仍在研究之中，留下了许多悬而未决的问题。本综述介绍了免疫细胞在NAFLD发病和致病过程中相互作用的最新概念，重点介绍了在NAFLD中表现出具有治疗意义的免疫学特性的特定非免疫细胞，以便更好地了解表现出治疗特性的免疫/非免疫细胞的作用机制，从而在未来设计出治疗NAFLD的创新性和更具特异性的药物。

经颅聚焦超声技术通过引导超声波束穿透人体颅骨形成颅内焦点，实现对头部感兴趣区域的精确刺激或治疗。但在实际应用中，超声波因颅骨的强声衰减性和非均质结构发生强烈的相位畸变和能量衰减。为克服颅骨的影响，声学仿真常用于校正超声阵列的相位，预测各声束的传播路径，确保颅内超声的精准聚焦。根据声学波动方程的求解方法的不同，经颅聚焦超声中常用的声学仿真方法可分为数值方法和半解析方法。其中数值方法包括k空间伪谱法、时域有限差分法和有限元法等，半解析法包括射线追踪法、混合角谱法等。基于数值方法的仿真工具综合考虑了波在介质中的各种传播形式，如非线性效应、散射和衍射等，在学术研究中被广泛应用。相较于数值方法，半解析方法精度较低但展现出更快的计算速度，更适合应用于对仿真时间有高度要求的临床场景。此外，不同仿真方法的混合应用可显著提升仿真效率和准确性，但相关研究尚显不足。本文对近年来经颅聚焦超声领域中常用的基于数值方法、半解析方法和混合方法的仿真技术研究进行了回顾和梳理，并对各种仿真方法的研究和应用进行了总结和展望。

随着中国人口结构老龄化，公共卫生领域迫切需要应对阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）带来的重大社会发展问题。AD临床治疗能够使用的药物十分有限且使用一段时间后治疗效果不佳。尽管全球投入大量物力和财力进行药物研发，但药物治疗临床试验进展十分缓慢。近30年来，仅有7款AD药物获得美国食品药品监督管理局（food and drug administration，FDA）批准。传统药物治疗价格昂贵且只能起到延缓AD病情作用，而无法阻止神经元退化进行性过程。因此，探究发展AD新兴治疗手段刻不容缓。光生物调节（photobiomodulation，PBM）是一种非侵入性的治疗方法，利用红光或近红外光刺激细胞代谢和细胞学反应。PBM可以改善脑部代谢和血液循环，修复脑部受损神经元，激发触突和神经元生长，有望发展成为与药物治疗互补的无创伤神经治疗手段。本文阐述了AD病理学特征、致病机理与现有治疗策略面临的难题，综述了PBM治疗AD细胞与动物模型和临床研究，总结了光疗历史与先进PBM光疗设备研发现状，最后对发展PBM治疗AD先进光子技术与光疗器械装备进行了展望。

双组分系统（two-component system，TCS）是一种广泛存在于原核生物中的信号传递系统，其由组氨酸激酶（histidine kinase，HK）和反应调控蛋白（response regulator，RR）组成，在感知信号后通过自磷酸化和磷酸基团转移等过程实现信号的传递，这种信号传递过程能够确保细菌对外界刺激做出正确的响应，使得双组分系统在细菌感知与应答外界环境变化的过程中发挥重要作用。双组分系统具有多种功能，例如信号感知范围广、可编程性和具有鲁棒性等特点，基于双组分系统工程化构建的生物传感器已成功应用于光遗传学和环境监测等领域。本综述着重介绍了双组分系统的结构组成和信号转导机制；阐述了信号转导过程中的特异性和方向性；探讨了双组分系统应用于合成生物学中的鲁棒性和安全性等优势，以期通过合成生物学技术拓展基于双组分系统的生物传感器的种类和应用范围。

目的 探讨槲皮素对氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）诱导的泡沫细胞脂滴形成的影响及作用机制。方法 用50 mg/L的ox-LDL诱导小鼠RAW264.7细胞构建泡沫细胞模型，分别用不同浓度的槲皮素处理不同时间后，通过CCK8筛选槲皮素最佳作用浓度和时间。基于构建的泡沫细胞模型，在添加或不添加AS1842856（FOXO1抑制剂）的情况下，用槲皮素处理后，通过油红O染色观察脂滴形成，通过流式细胞术检测细胞凋亡；通过Western blot检测各组细胞FOXO1蛋白表达水平；通过吖啶橙染色观察自噬小体形成情况；通过qRT-PCR和Western blot检测各组细胞Beclin1、LC3Ⅱ和P62的mRNA和蛋白质表达水平。结果 100 μmol/L槲皮素干预12 h后，泡沫细胞脂滴形成和细胞凋亡被显著抑制（P<0.05）。与对照组相比，模型组细胞脂滴形成和细胞凋亡增加（P<0.05），自噬小体减少（P<0.05），FOXO1蛋白表达减少（P<0.05），Beclin1和LC3Ⅱ蛋白的mRNA和蛋白质表达水平均显著下降（P<0.05），P62的mRNA和蛋白质表达水平显著增加（P<0.05）。与模型组相比，槲皮素处理上调FOXO1蛋白表达（P<0.05），诱导自噬小体形成（P<0.05），促进Beclin1和LC3Ⅱ的蛋白质和mRNA表达水平（P<0.05），抑制P62的蛋白质和mRNA表达水平（P<0.05）。而FOXO1抑制剂会逆转槲皮素对ox-LDL诱导的泡沫细胞的作用效果。结论 槲皮素通过上调FOXO1的表达诱导自噬，抑制ox-LDL诱导的脂滴形成。

几十年的研究与应用表明：电磁场具有调节骨重建生物学过程的作用，并可作为非侵入性物理治疗方法，对于以骨重建为主要干预环节的各个系统疾病，如骨折和骨质疏松症具有治疗作用。本文基于已有文献，从电磁场与骨重建的基本概念出发，综述了电磁场在骨重建相关疾病方面的基础研究、电磁技术和临床应用；从生物医学基础与生物电磁学交叉融合的角度，分析了电磁场对骨重建相关疾病研究与应用中的生物学机制，提出了尚未解决、值得深入研究的基础性生物物理机制问题；并对相关生物电磁技术发展及其临床转化应用前景进行了展望。

近年发现先天免疫同样具备免疫记忆特征，即训练免疫（trained immunity，TI）。已有研究表明，高脂膳食诱导先天性免疫细胞TI，致使其对继发性代谢紊乱的免疫应答显著增强，是诱发胰岛素抵抗（insulin resistance，IR）及相关代谢性疾病的重要机制。通过诱导先天性免疫细胞TI耐受来打破IR与TI间的恶性循环，抑制多种IR继发性代谢紊乱引起的过度炎症反应，是早期防治相关代谢性疾病的新策略。众所周知，运动干预发挥抗炎效应促进机体代谢稳态，但目前运动抗炎效应的潜在机制尚未阐明。最近发现，TI耐受过程主要由代谢重编程驱动，而运动已被证明能调节多种细胞的代谢重编程。三羧酸循环中间产物衣康酸（Itaconate）是最新发现的平衡先天性免疫细胞TI及其耐受的中心调控点，且运动可调节IRG1/Itaconate信号。因此，深入探讨运动干预IR中TI及TI耐受、代谢重编程和IRG1/Itaconate信号间的相互关系，总结运动改善IR的TI耐受机制，可为运动在IR及相关代谢性疾病中的防治效应提供理论支持，为针对运动不耐受者的模拟药物开发提供新思路。

衰老已成为引发慢性疾病的危险因素之一，众多慢性疾病的发生发展又与老年群体的肠道免疫功能失调密切相关。衰老显著影响肠道免疫系统和肠道菌群稳态，本文回顾了伴随衰老发生的肠黏膜免疫功能变化，包括 Toll样受体（TLRs）、T细胞和B细胞及炎症细胞因子，如IL-6、TNF-α和IFN-γ等。分析了与年龄相关的典型肠道微生物及其代谢产物的变化。衰老导致肠道菌群的组成和多样性发生变化，与年龄相关的拟杆菌、双歧杆菌、丁酸梭菌等肠道菌群发生变化，肠道菌群代谢物短链脂肪酸（SCFAs）、胆汁和吲哚及吲哚衍生物减少，肠道菌群稳态失衡。探讨了肠道菌群及其代谢物与肠道免疫系统之间的相互作用，并提出肠道菌群与肠黏膜免疫功能间存在高度关联性。正常情况下，健康的免疫系统和肠道菌群相互加强，共同促进宿主健康。然而，随着年龄的增长，肠黏膜完整性及肠道菌群稳态失衡，导致免疫应答及调节能力下降，不能有效应对各种外源侵害。同时，免疫系统的持续性损伤同时更进一步加深肠道菌群失衡。老年人肠道菌群的变化影响防御素等抗菌肽、免疫球蛋白A （IgA）等关键免疫分子的多样性和数量。肠道中免疫分子的异常表达也导致肠道微生物组成的变化，影响肠道健康，并可能增加疾病的风险。肠道菌群代谢物通过与肠道受体相互作用，激活相关信号通路，直接调节免疫细胞控制免疫系统，影响肠道屏障和肠道免疫功能，对肠道具有肠道免疫调节作用。随着肠道菌群与免疫衰老的关系越来越清晰，未来的研究可以探索有针对性地调节肠道菌群以抗衰老和增强免疫的策略。本文继续探讨了通过饮食干预和粪便微生物群移植（FMT）调控肠道菌群及肠道免疫功能，以达到延缓免疫衰老的目的。饮食干预通过对老年人饮食结构的调整及补充微生物制剂促进有益菌生长，维持肠道屏障，减少慢性炎症产生。FMT则是将健康个体的粪便移植到受体中来增强黏膜完整性和促进微生物多样性。本文深入探讨了衰老、肠道菌群与免疫应答之间的复杂机制，指出了肠道菌群抗衰老手段的研究进展，以期为靶向调节肠道菌群促进肠道黏膜免疫功能促进健康、抗衰老的研究提供参考。

阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）是痴呆中最常见疾病类型，随着人口老龄化的不断加剧，其患病率正在迅速增加。在越来越多的遗传风险因素中，载脂蛋白E（apolipoprotein E，ApoE）是最普遍和最强的风险因素，在AD病例中约占3/4。ApoE是中枢神经系统脂质和胆固醇代谢的关键蛋白质，有三种不同亚型：ApoE2、ApoE3和ApoE4，其中ApoE4是AD发病的高风险因素。ApoE4不仅影响神经胶质细胞中脂质的外排和分布，同时还影响神经元的脂质代谢，导致脂质稳态失衡。ApoE参与淀粉样前体蛋白（APP）的加工，促进早期β淀粉样蛋白（Aβ）肽的产生和斑块沉积。ApoE4还降低Tau蛋白溶解度，促使Tau异常磷酸化和聚集，导致NFTs，且表达ApoE4的脑区更易扩散Tau病理。ApoE4通过激活NF-κB炎症通路，使小胶质细胞和星形胶质细胞转变为促炎表型，分泌促炎因子和氧化介质，诱发神经炎症。总而言之，ApoE通过影响Aβ斑块、Tau病理、神经炎症、神经可塑性及血脑屏障等多途径参与AD神经病理，共同助推疾病进展。抗ApoE4抗体可以降低Aβ斑块的形成和神经炎症；二甲双胍、雷帕霉素、依诺肝素、DHA和他莫西芬等已批准使用的药物，显示出具有降低ApoE4和改善AD病理的潜力；使用反义寡核苷酸（ASO）和双链干扰小RNA（siRNA）技术的基因疗法，通过降低ApoE4的表达，可减缓AD病理。腺相关病毒（AAV）介导的ApoE2基因疗法通过在室管膜中表达ApoE2，以中和ApoE4的负面影响。中药白藜芦醇和水景苷通过ApoE修饰的脂质体纳米给药系统递送，提高了药物的血脑屏障（BBB）穿透性，为AD治疗提供了新手段。此外，通过靶向ApoE4与低密度脂蛋白受体（LDLR）、低密度脂蛋白受体相关蛋白1（LRP1）受体的相互作用，可以间接调节ApoE4的表达水平，为AD治疗提供了新的视角。本文梳理近年来ApoE及其亚型在AD发病机制中的作用，并综述了抗ApoE的潜在治疗策略，以期为未来基于ApoE疗法对抗AD提供新的思路。