醫(yī)療已成為我國科技研究的重要領域之一，近期OFweek醫(yī)療科技網編輯根據科技部公布的我國已突破的前沿科研技術做了簡單的整理盤點，與大家分享。下面請看詳細內容：

　　單細胞表觀組學新突破：兩種革新單細胞ChIP-seq技術解碼細胞命運決定機制

　　在國家重點研發(fā)計劃“干細胞及轉化”重點專項等資助下，北京大學分子醫(yī)學研究所、北大-清華生命科學聯合中心何愛彬課題組近期突破單細胞表觀遺傳研究的瓶頸，開發(fā)了兩種具有普適性、操作簡單、風格迥異的單細胞ChIP-seq技術，可適應于不同課題研究需要，解析發(fā)育與疾病狀態(tài)下細胞命運決定調控機制。

　　技術的革新為解析細胞命運決定的機制帶來了新的可能性。染色質免疫共沉淀（ChIP-seq）是研究表觀遺傳調控的重要技術手段，可以在全基因組范圍內捕獲DNA-蛋白質的相互作用。但受限于實驗原理和儀器設備，ChIP-seq技術在單細胞水平的研究和應用一直進展緩慢，目前還缺乏一種具有普適性、易操作、高質量的單細胞ChIP-seq技術。為解決這一技術難題，該研究組采用不同的實驗策略，開發(fā)出兩種新型單細胞ChIP-seq技術，并將其命名為CoBATCH和sc-itChIP。前者利用融合蛋白PAT（ProteinA-Tn5）識別和切割抗體結合的特定基因組區(qū)域，并結合組合條形碼標記單細胞技術，實現了高通量的單細胞捕獲；后者利用Tn5均勻切割基因組，隨后用免疫共沉淀富集目的基因組片段。研究者用CoBATCH單細胞技術首次解析了小鼠胚胎10個不同器官（心臟、肝臟、肺、左腦、右腦、后腦、腎臟、皮膚、肌肉和小腸）的內皮細胞譜系發(fā)育、分化和功能的異質性。通過整合單細胞itChIP和單細胞轉錄組數據，研究者揭示了心臟干細胞向心肌和內皮細胞分化過程中細胞類型特異性增強子對細胞命運決定的調控機制。

　　新技術引領生命科學的發(fā)展，該課題組不僅開發(fā)了適合高通量樣品的單細胞ChIP-seq技術——CoBATCH，也開發(fā)出單細胞itChIP技術用于捕獲起始量只有幾十個單細胞的樣品，這為研究稀少細胞樣品例如植入前胚胎等的表觀調控異質性提供了新的技術方法。這兩種單細胞ChIP-seq將為解決細胞命運決定等最本質的發(fā)育生物學問題以及解析復雜的疾病發(fā)生過程提供強有力的技術手段。

　　基于磷酸鈣納米簇修復牙釉質方面取得突破

　　近日，浙江大學唐�？到淌趫F隊研究突破性利用超小尺寸的磷酸鈣納米簇在人牙釉質表面仿生構建礦化結晶前沿，誘發(fā)了牙釉質自發(fā)外延生長，實現了牙釉質多級結構的重新構筑，實現了高仿真的全牙牙釉質修復。

　　在生物礦化的研究中，已發(fā)現生物礦化組織生長發(fā)育前沿往往是生物材料的晶體相和無定形前驅相的界面。在界面處，晶體相與無定形相兩者之間的相互緊密結合保證了前驅體能夠按照高度有序化的晶體基底進行外延結晶，從而保證材料結構的精確復制和生長。基于此，研究團隊利用超小尺寸的磷酸鈣納米簇新技術在人牙釉質表面仿生構建出“無縫連接”的羥基磷灰石晶體——無定形磷酸鈣礦化界面，成功模擬了生物礦化中的結晶前沿，誘發(fā)了牙釉質的自發(fā)外延生長，保證了修復后釉質的力學性能，使之與天然牙釉質幾乎一致。然而，口腔的環(huán)境比體外模擬環(huán)境更為復雜，仍需要針對不同的情況進一步研發(fā)模擬真實生物復雜環(huán)境的原位硬組織修復技術。

　　該研究提出了一種多級復雜結構材料的構建方法，有望將牙齒修復從“填料填補”帶入“仿生再生”的新階段，為人體牙釉質組織的原位再生修復提供了一種可能。同時，該策略還可用于體內骨質疏松組織的修復，具有很好的生物應用前景。

自主知識產權鎮(zhèn)痛原研藥進入臨床試驗

9月2日，中國科學院院士張旭和上海賽默羅CEO李帥博士聯合宣布：一款具有全新機制、可治療神經病理痛的非阿片類候選藥物SR419在上海宣布進入臨床試驗。

張旭院士通過近30年對慢性痛的基礎研究，發(fā)現了慢性痛的藥靶及其生物學機理。而李帥和其團隊在張旭院士的基礎上研究，建立了國內首家完整的神經藥物研發(fā)平臺，設計合成了數千個創(chuàng)新化合物，其中藥物SR419能抑制神經損傷導致的慢性疼痛，同時該類藥物特異作用于疼痛發(fā)生部位，不需通過血腦屏障，減少了很多潛在的中樞神經副作用，可用于治療神經病理性痛和癌性痛，從而替代阿片類藥物。臨床前數據顯示SR419具有藥效強及無中樞副作用的潛在優(yōu)勢，有望成為針對特定靶點的全球首個鎮(zhèn)痛藥物。

全基因組測序技術食源性疾病分子溯源網絡建成并投入使用

近日，國家食品安全風險評估中心與中國農業(yè)大學和北京中科助騰科技有限公司合作，以國家食源性疾病分子溯源網絡（TraNet）為基礎，首次建成了基于WGS分型技術的新型食源性疾病分子溯源網絡，是我國首個實現國家、省、市三級實際應用的分子溯源網絡。

研究團隊搭建了我國首個全基因組數據計算云引擎，將標準化的WGS數據分析流程轉移到云端，大大降低了WGS數據分析、運算及使用門檻。建立了基于WGS原始及拼接后數據的全基因組特征基因圖譜識別算法，通過以上兩種分析方式的相互校正，顯著提高了全基因組特征基因分析的準確性，同時建立了分辨力高、重復性好的全基因組多位點序列分型（wgMLST）和核心基因組多位點序列分型（cgMLST）標準化方法，結合流行病學信息，構建了溯源分析知識庫，實現了不同實驗室間WGS數據的快速分析、比對與共享。進一步研究并整合NCBI、CARD、ResFinder、VFDB等公共數據庫中的特征基因數據，開發(fā)了常見食源性致病菌毒力因子、耐藥基因、血清分子分型等自動化分析功能模塊，有助于各級實驗室開展食源性微生物遺傳與變異特征、致病和耐藥機制及菌株進化等方面的基礎研究。

目前，建成的網絡已在泰國腸炎沙門氏菌暴發(fā)病例的跨省溯源、冷凍飲品中單核細胞增生李斯特氏菌的跨省追蹤等事件調查中得到成功應用。該研究成果為我國食源性疾病暴發(fā)的快速調查和精準溯源提供了技術支撐。

智能大數據平臺發(fā)現鼻咽癌動態(tài)風險評估分子標志物

近日，中山大學附屬腫瘤醫(yī)院孫穎教授團隊首次提出了，治療中EBVDNA分子標志物可用于實時評估患者對治療的敏感性、動態(tài)預后風險預測，并提出四個EBVDNA反應亞型，為指導臨床醫(yī)生治療決策提供了重要依據，也為患者實時了解抗腫瘤治療的反應性和失敗風險提供經濟、無創(chuàng)、便捷的液體活檢手段。

該研究利用鼻咽癌真實世界大數據平臺和數據庫，在實時更新的醫(yī)療大數據云平臺上，使用經過自然語言處理和機器學習算法提取的真實世界證據，運用關鍵診療事件時間軸、監(jiān)督學習等數據挖掘方法，獲得鼻咽癌預后風險評估研究的重要進展。借助智能醫(yī)療大數據平臺，醫(yī)學模式逐步從循證醫(yī)學驅動轉為數據驅動，克服臨床試驗有適應癥限制的缺陷，從而推動高質量“真實世界”科學研究。

首次繪制脊索動物完整單細胞轉錄譜系

近期，昆明理工大學陳凱教授牽頭的國際合作團隊以脊椎動物進化關系很近的玻璃海鞘（C.intestinalis）為研究模型，繪制出首個涵蓋從三胚層分化到孵化全過程的脊索動物胚胎發(fā)育單細胞轉錄圖譜，并成功構建了包括神經系統在內全部組織類型的細胞分化譜系。在此基礎上，有效地探索細胞命運決定過程中的基因調控網絡，并對脊索和神經系統基因調控網絡的細致分析，揭示脊索和端腦（Telencephalon）可能的新進化機制。

該研究利用單細胞轉錄組學技術描繪了首個完整的脊索動物胚胎發(fā)育轉錄譜系，不僅為理解脊椎動物的進化提供新啟示，也為探索細胞命運決定過程中基因調控網絡提供了關鍵數據和線索。

細菌動力蛋白IniA參與結核耐藥的新機制

近日，由上�？萍即髮W免疫化學研究所特聘教授饒子和院士率領科研團隊與上�？萍即髮W特聘教授、中科院生物物理研究所胡俊杰研究員課題組合作研究發(fā)現，IniA具有類似細菌動力蛋白的結構折疊方式，并發(fā)揮膜分裂（fission）的功能，最終揭開IniA蛋白參與藥物耐受的新機制，對解決結核病耐藥性問題具有重要的指導意義。

研究團隊利用X射線晶體學手段成功解析了恥垢分枝桿菌IniA蛋白的apo狀態(tài)和GTP結合狀態(tài)復合物的三維空間結構。首次發(fā)現IniA蛋白的折疊方式屬于dynamin超家族中的細菌動力蛋白家族。IniA具有一個經典的GTPase結構域以及兩段螺旋束結構域Neck和Trunk。Neck和Trunk呈“V”形排布，這與cynobacteria的BDLP蛋白的溶液游離態(tài)形式類似。在Trunk的末端存在一段特殊的柔性lipid-interacting(LI)loop，可與帶負電荷脂類相互作用從而插到細胞膜上。

研究發(fā)現，與其他dynamin不同，IniA在溶液中并不形成核苷酸依賴性的二體形式，但IniA可以在膜上形成核苷酸非依賴性的聚合現象。進一步生化實驗發(fā)現，IniA具有改變膜形態(tài)的能力并行使GTP水解依賴性的膜分裂功能。細菌動力蛋白家族的分子活性長期以來有較大爭論，由于在構架和進化上接近線粒體融合素（Mitofusin,MFN），這類蛋白一直被認為可介導膜融合，而這項工作清楚闡明了細菌動力蛋白具有膜分裂而不是膜融合的能力。

細菌動力蛋白的解析雖有較多進展，但其生理功能也一直困擾著研究人員。由于異煙肼、乙胺丁醇會抑制結核桿菌細胞壁合成，因而細胞膜缺乏保護而變得不穩(wěn)定、易損傷。研究最終證實，IniA通過膜結合并介導膜分裂的方式參與了膜損傷的修復，從而維持細胞膜的完整性，增加病原菌在藥物壓力下的存活能力。

該研究首次揭開IniA蛋白的神秘面紗，加深了對細菌動力蛋白的認識，預示了原始的內吞行為在細菌中可能存在，同時為解決結核病耐藥性問題提供了新的線索。