“科”创未来 | 华中大第四十七期科研资讯

编者按

“苟日新、日日新、又日新”，创新是引领发展的第一动力。华中大始终以引领科技进步为己任，在“谋创新”中“谋未来”，创造一项又一项骄人的科创成果！

金马在《21世纪罗曼史》中如是说，“以空前未有的热情，焕发青春的创新功能，激发人人独特的创新精神，使民族的、国家的创新智慧来一个总爆发！使个体的、群体的创新潜能来一个大爆发！”

“科”创未来，旨在带领大家了解华中大最新科研资讯。我们颂扬那些深耕科技兴邦国的大师们，同时也在华中科技大学这片土地上，期待一个又一个的腾飞。

生命学院李子福杨祥良团队设计并研制新型抗肿瘤前药分子及其纳米制剂

恶性肿瘤已成为我国居民的第一位死亡原因，严重威胁国民健康。其中，肿瘤干细胞是阻碍恶性肿瘤治疗的主要障碍，临床数据显示大部分肿瘤中含有肿瘤干细胞。化疗药物是目前治疗各种肿瘤的主要手段，但传统的化疗药物不仅不能有效地杀伤肿瘤干细胞，还会增加肿瘤细胞的干性同时诱导肿瘤干细胞进入休眠，降低其对药物和免疫细胞的响应。此外，肿瘤内部免疫抑制性微环境通过免疫细胞、细胞因子、氨基酸等营造了一个适合肿瘤干细胞生长、增殖的肿瘤干细胞小境。如何有效地清除肿瘤干细胞是临床肿瘤治疗中亟需解决的重要问题。

10月9日，生命学院、国家纳米药物工程技术研究中心李子福教授与杨祥良教授团队在国际权威期刊Biomaterials（IF=12.479）上发表题为“A novel prodrug and its nanoformulation suppress cancer stem cells by inducing immunogenic cell death and inhibiting indoleamine 2, 3-dioxygenase”的研究论文，提出通过重构肿瘤干细胞小境清除肿瘤干细胞的新策略，基于该策略设计并研制了一种新型抗肿瘤前药分子及其纳米制剂。

本研究提出一种通过重构肿瘤干细胞小境以清除肿瘤干细胞的新策略：一方面通过化疗药物诱导免疫原性细胞死亡，促进DC细胞成熟增强抗肿瘤免疫反应；另一方面通过抑制吲哚胺-2,3-加氧酶，调节免疫细胞、细胞因子、氨基酸等。结合两方面的作用，整体改善肿瘤干细胞小境，使其不再利于肿瘤干细胞生长，解除肿瘤干细胞休眠，增强肿瘤干细胞对化疗药物和免疫细胞的敏感性，从而有效杀伤肿瘤干细胞和肿瘤细胞，提高肿瘤治疗效果。基于该策略成功设计研发了一种新型抗肿瘤前药分子及其纳米制剂，在三阴性乳腺癌模型中其抗肿瘤疗效显著优于临床一线药物紫杉醇和伊立替康。

本研究通过结合免疫原性细胞死亡和抑制吲哚胺-2,3-加氧酶，改善肿瘤干细胞小境，解除干细胞休眠从而清除肿瘤干细胞，对杀伤肿瘤干细胞相关研究具有重要指导意义。本研究系统评价了前药分子CN及其纳米制剂的抗肿瘤活性，毒性以及最佳给药剂量。该前药分子CN及其纳米制剂已获得中国授权专利，并具有良好的临床转化前景。

生命学院薛宇教授团队发布赖氨酸修饰数据库第四版

赖氨酸修饰是一种十分重要的蛋白质翻译后修饰，它通过将修饰小分子共价结合到底物蛋白的特定赖氨酸位点上，来影响生物体内的多种生物学过程。随着针对蛋白质翻译后修饰研究技术的进展，越来越多的赖氨酸位点被鉴定，更丰富的赖氨酸修饰类型被发现，譬如2019年发现的组蛋白赖氨酸新修饰，乳酸化(Lactylation)，就被证明与癌症发展相关。将这些重要的赖氨酸修饰类型及位点囊括进数据库有助于研究者们对赖氨酸修饰获得一个更为全面的了解。

9月29日，我校生命科学与技术学院薛宇教授团队开发了第四版赖氨酸修饰数据库，于国际期刊《核酸研究》 （Nucleic Acids Research）在线发表了题为“CPLM 4.0: an updated database with rich annotations for protein lysine modifications”的论文。

在最新发表的第四版赖氨酸修饰数据库中，作者通过阅读文献及整合其他8个翻译后修饰位点数据库，将收录的赖氨酸修饰信息条目从PLMD 3.0中的284,780条拓展至目前的592,606条，其中包含了新收录的9种赖氨酸修饰类型。至此，CPLM4.0整合了219个物种中的29种赖氨酸修饰，共包含463,156个鉴定的赖氨酸修饰位点。此外，作者还整合了105个公共数据库为这些收录的赖氨酸修饰蛋白质作了详细的注释，提供了更全面更高维度的综合信息。

新闻学院学生团队获全国大学生广告艺术大赛一等奖

全国大学生广告艺术大赛由教育部高等教育司指导，教育部高等学校新闻传播学类专业教学指导委员会、中国高等教育学会广告教育专业委员会共同主办。是迄今为止全国规模大、覆盖高等院校广、参与师生人数多、作品水准高的国家级大学生赛，是迄今为止全国规模大、覆盖高等院校广、参与师生人数多、作品水准高、有较大社会影响力的全国性高校文科竞赛。

9月29日，第13届全国大学生广告艺术大赛在北京东亿国际传媒产业园演播厅迎来了一年一度的“巅峰对决”——“中国大学生好创意”策划案现场决赛。经过现场11个团队的激烈角逐、创意较量，由新闻学院陈薇老师指导，广告系学生钟俊捷、王奕璇、李卓泞与机械学院产品设计系学生符洛瑜、仵润宜联合组成的团队，一路过关斩将，获得了策划类全国一等奖，王奕璇获得全场唯一的“最佳口才奖”。

学院团队的参赛作品是为奥美生活洗脸巾命题创作的《无言情书》策划案。在8分钟的提案时间里，团队成员有条不紊地向评委们展示了调查分析、营销策略、创意执行等各个环节，并创意性地将舞台表演融入其中，现场效果扣人心弦、激情无限。在答辩环节，团队成员更是一路造梗接梗、机智应变，赢得了评委和现场关注的一致称赞。专业评委表示，该策划案极具商业思维，展现出不俗的专业能力。企业评委更表示将会在来年的营销活动中促进该提案的落地执行。

此次获奖是我校第一次获得大广赛全国一等奖，具有开创性的意义。充分证明了我校新闻学院广告专业教学的综合能力与对实践教学的重视，也体现了我校新闻学院在全面型、创新型人才培养中取得的成效。此外，由新闻学院于婷婷老师指导，赵子青、李真靖等同学参与的《零点童话》策划案，陈薇老师指导、呙玉出、王晨晖等同学参与的《二的三次方，生活加点甜》策划案分别荣获大广赛全国二等奖和全国三等奖。

强磁场中心徐刚团队在多极矩物态计算方法上取得重要进展

在强自旋轨道耦合关联电子体系中，自旋磁矩与轨道磁矩（它们都是偶极矩）会耦合形成一些高阶的序参量，称为多极矩序参量。近年来，研究人员发现在4d/5d 化合物中多极矩会主导它们的一些物性，带来更丰富有趣的有序态和激发态，诸如“隐参量”相变、多极矩近藤效应、奇异磁电耦合、非线性霍尔效应等。目前，多极矩序参量在实验表征和理论计算上都面临极大挑战，理论上主要是缺少从第一性原理计算预测和计算多极矩序参量的快速有效方法。

9月29日，《物理评论快报》(Physical Review Letters)在线发表了我校国家脉冲强磁场科学中心徐刚教授团队题为“多极矩物态的高效预测方法及其在RuX3(X=Cl，I) 中的应用”(Efficient Method for Prediction of Meta-stable or Ground Multipolar Ordered States and its Application in Monolayerα-RuX3(X=Cl，I)) 的研究成果。

多极矩序参量计算流程图

该研究中，徐刚及其合作者利用基于无规相近似的线性响应理论，发展了一套从第一性原理计算出发快速高效地预测多极矩序参量的方法（计算流程图如图1所示），并将其应用到单层蜂窝状结构的RuX3（X=Cl，I）体系。如图2(a)、(b)所示，在RuCl3中找到两种纯八极矩亚稳态Oc-II (FM-O36 21)和Oc-IV(AFM-O36 21)。随后，探讨了八极矩的形成条件，并通过计算发现反向排列的八极矩态AFM-O36 21在RuI3中会成为基态（如图2(c)、(d)）。最后，研究了Oc-II和Oc-IV相关的奇异物理性质，包括：（1）这种磁八极矩序参量打破时间反演对称性，但不表现出任何宏观磁性；（2）在同向排列的Oc-II态中施加xz平面的旋转磁场，可以在y方向诱导出如图2(e)所示的交变振荡的正交磁矩My——实验上可以据此验证Oc-II态的存在。该工作为快速有效地计算多极矩序参量提供了新方法，为寻找相关材料、研究多极矩奇异物性提供了新思路。此外，还可以在该方法的基础上引入磁场等外场的作用，进一步拓展对多极矩序参量及其相关物性的研究能力。

(a)、(b)单层RuCl3的发现的两种八极矩亚稳态Oc-II (FM-O36 21)和Oc-IV(AFM-O36 21)；(c)、(d)单层RuI3中的八极矩基态Oc-IV及其电子结构；(e)xz平面内旋转磁场在八极矩态Oc-II中诱导的正交磁矩振荡效应

该研究工作得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金等项目支持。

生命学院刘剑峰团队发表B型γ-氨基丁酸受体激活G13蛋白通路的研究新成果

G蛋白偶联受体（GPCR）是人体内最大的膜受体蛋白家族，在细胞信号传导中发挥重要作用，与各种疾病密切相关。已知GPCR通过不同的G蛋白或者β-arrestin激活MAPK信号通路，进而调节一系列的生理功能，是药物研发的重要靶点。40%以上的上市药物都是以GPCR靶点研发出来的。B型γ-氨基丁酸受体（GABAB受体）属于C家族的GPCR，在突触前膜和突触后膜广泛存在，介导长时程抑制性的突触活动，进而调节不同的功能。已有研究报道，GABAB受体的特异性激动剂巴氯酚（baclofen）能够用于缓解治疗痉挛，酒精成瘾。另外，GABAB受体功能异常与癫痫，抑郁，焦虑以及精神迟滞，阿尔兹海默病等很多精神疾病相关。这些都预示着GABAB受体是一个非常重要的，有前景的药物靶点。

10月19日，科学杂志子刊《科学信号通路》（Science Signaling）在线发表了生命学院刘剑峰教授团队题为“The GABABreceptor mediates neuroprotection by coupling to G13”的最新科研成果。

刘剑峰教授课题组长期从事GABAB受体的结构及功能研究，对GABAB受体的结构、激活构象的变化与G蛋白的结合模式、功能以及信号通路进行了系统深入的研究。2019年至今，课题组在自然主刊、Nature Communication、Cell research等杂志上发表文章阐明了GABAB受体的激活过程（Nature Communication，2019；Cell Research，2020）和与Gi蛋白结合的独特模式（Nature, 2021）。

刘剑峰教授课题组延续之前的研究成果，在原代培养的神经元中，进一步发现GABAB受体不仅能够偶联Gi/o，还能够偶联并激活G13，通过G13/JNK信号通路发挥突触功能调节及神经保护作用。这使我们能够更好地理解GABAB受体在大脑中的功能多样性，为针对GABAB受体的药物研发提供新的思路。GABAB受体可以通过偶联不同的G蛋白来激活不同的MAPK信号通路，同时能够通过G13/Rac1/JNK信号通路以及Gi/o/IGF1R/Akt信号通路的协同作用发挥神经保护作用。这提示我们对于某些特定的GPCR，需要两种不同的信号通路共同调节其功能，对于我们更好的了解GPCR功能多样性具有重要的指导意义。

此项工作是刘剑峰教授课题组在GABAB受体功能及激活机制方面的又一重要成果。

华中科技大学本科招生工作办公室

来源 / 华中大新闻网

编辑 / 罗宇慧

校对 / 姚子艺

审核 / 胡涛