该研究提示靶向敲除TIPE2是促进NK细胞免疫治疗的潜在策略。 2月1日，肿瘤免疫治疗学会(SITC，Society for Immunotherapy of Cancer)的官方杂志Journal for ImmunoTherapy of Cancer在线发表了田志刚课题组的最新研究成果”TIPE2 deletion improves the therapeutic potential of adoptively transferred NK cells”，报道了在肿瘤微环境的NK细胞中TIPE2分子的表达水平与NK细胞的功能耗竭状态相关，通过CRISPR/Cas9技术敲除TIPE2阻滞了NK细胞耗竭状态并显著增强过继NK细胞的抗肿瘤效应，表明靶向敲除TIPE2是促进NK细胞免疫治疗的潜在策略。 中国科学技术大学田志刚教授、孙昊昱教授及金沙威尼斯欢乐娱人城深圳先进技术研究院毕嘉成副研究员为该文的通讯作者，毕嘉成副研究员同时是该文的第一作者。
研究揭示了伏隔核不同亚区在分子、环路及奖赏编码中的特征，为未来在生理和疾病情况下伏隔核功能亚区的细分提供了新的理论框架. 近日，金沙威尼斯欢乐娱人城深圳先进技术研究院脑认知与脑疾病研究所/深港脑科学创新研究院/深圳理工大学（筹）朱英杰团队，在Cell Reports 杂志在线发表了题为“Distinct reward processing by subregions of the nucleus accumbens” 的文章，揭示了伏隔核不同亚区在分子、环路及奖赏编码中的特征，为未来在生理和疾病情况下伏隔核功能亚区的细分提供了新的理论框架. 文章上线截图 原文链接
近日，深圳先进院·医疗机器人与微创手术器械研究中心秦文健博士团队针对如何对数字病理图像单张巨大尺寸计算、多倍率信息利用、跨尺度信息融合的技术挑战，开展一系列相关研究，实现了“从算法模型创新——到实际临床验证”的科研思路。 近日，金沙威尼斯欢乐娱人城深圳先进技术研究院·医疗机器人与微创手术器械研究中心秦文健博士团队在数字病理图像分析领域先后取得多项研究进展，团队针对如何对数字病理图像单张巨大尺寸计算、多倍率信息利用、跨尺度信息融合的技术挑战，开展一系列相关研究，实现了“从算法模型创新——到实际临床验证”的科研思路。相关工作前期发表生物医学信息领域国际权威期刊IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics, 病理领域国际权威期刊THE AMERICAN JOURNAL OF PATHOLOGY和GENES上。 病理学诊断是癌症临床确诊的金标准，它是通过显微镜观察病变微观组织、细胞的形态变化，对癌症诊断分期，为肿瘤患者提供术前诊断、治疗方案和术后预期的参考依据。随着患癌人数的增加，病理学诊断的需求也日益扩增，但是目前国内病理专家数量严重不足。数字病理成像技术为解决我国病理医生严重匮乏及资源分配不均匀的困境提供了可行的技术途径，该技术通过光学拼接扫描方式实现对完整病理玻片的数字化，得到全景病理图像。然而，面对单张十亿像素级的全景病理图像，人工对病理细胞分析的工作量巨大且易出错。 近年来，随着数字病理成像速度提升和深度学习算法的成熟，通过深度学习算法对数字病理图像自动提取特征，并在量化计算后给出量化评价，该分析过程具有很好的重复性、稳定性、鲁棒性，不仅可以得到客观的诊断结果，还依靠计算机自动化计算，大大提高工作效率，降低医生工作负担。尽管基于深度学习的病理智能计算取得了一定进展，然而，在真实临床应用中，病理学家通常以不同的放大倍率组合信息，即从亚核O（0.1μm）到细胞(≈O（10μm））和细胞间(≈O（100μm）），到其他更大尺度的组织(≈O（1mm））进行诊断。因此如何解决“金字塔”形式存储的多倍率信息有效利用与单张巨大尺寸的图像快速、准确计算依然存在技术挑战。 针对不同放大倍率下组织病理学图像信息融合的不足，秦文健团队通过长期不懈的积累，提出了一种创新性的深度多倍率相似性学习方法，该方法不仅有助于多放大倍率学习模型的可解释性，易于可视化低维（如细胞级）到高维（如组织级）的特征表示，克服了跨放大倍率信息传播理解的困难；同时借助于相似性交叉熵损失函数的设计，可以更好学习交叉放大倍率之间信息的相似性。最后通过不同主干网络特征提取和不同放大倍率组合的实验验证了所提出方法的有效性，并进一步通过可视化方式展示其解释能力，分别在公开和临床的组织病理学数据集上开展实验以验证方法性能，与现有方法对比，其曲线下面积（AUC）、准确度均取得了优异的性能。相关研究工作以“Deep Multi-Magnification Similarity Learning for Histopathological Image Classification”为题发表于生物医学信息领域国际权威期刊IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics（DOI: 10.1109/JBHI.2023.3237137），博士生刁颂辉为论文第一作者。 图1：研究团队提出的多倍率病理图像计算方法新框架和结果 团队前期研究中发现，经验丰富的病理学家通常需要对全景病理图像中对癌/疑似区域进行视觉检查，得到最终的诊断结果。然而，由于全景病理图像具有单张巨大尺寸的特性，人工视觉诊断是一项劳动强度大和耗时的挑战性任务。为与临床实际诊疗步骤相结合，并验证算法在临床的有效性，团队与临床医院合作实现了自动诊断算法的研究——提出了基于多倍率注意力卷积神经网络的弱监督框架。该方法只需图像级标签（而不需要像素级注释），即可以实现感兴趣区域（癌症）的检测，为临床病理医师的诊断直接提示可疑病灶区域，提升临床辅助诊断效率。所提出方法在TGCA肝癌数据集进行论证。实验结果表明，根据曲线下面积、准确度、灵敏度和特异性指标，该框架显著优于单尺度检测方法，并提供了非常快的检测时间。同时，方法与三位病理学家的诊断结果相比，团队提出方法的性能优于初级和中级病理学家，略低于高级病理学家。相关研究工作以“Weakly Supervised Framework for Cancer Region Detection of Hepatocellular Carcinoma in Whole-Slide Pathologic Images Based on Multiscale Attention Convolutional Neural Network”为题发表于病理学领域权威临床杂志The American Journal of Pathology,（DOI: 10.1016/j.ajpath.2021.11.009），博士生刁颂辉为论文第一作者。 图2：团队提出的多倍率弱监督框架实验结果 为融合病理图像形态学信息与分子基因功能信息实现病人生存状态的准确预测，团队结合前期病理图像计算的工作积累，设计了融合病理图像与基因的多模态生存预后预测模型，揭示了多模态信息对癌症预后有很大的潜力，通过多模态模型的建模有望为辅助临床诊断与决策提供有效工具。相关研究工作以“Integrative Histology-Genomic Analysis Predicts Hepatocellular Carcinoma Prognosis Using Deep Learning”为题发表于Genes（DOI: 10.3390/genes13101770)，硕士生侯嘉馨为第一作者。 图3：团队提出的融合病理与基因的预后预测模型与实验结果 上述研究工作得到了国家自然科学基金青年项目、面上项目、深圳市基础重点项目、中科院青年创新促进会等资助。
近日，金沙威尼斯欢乐娱人城南海海洋研究所边缘海与大洋地质重点实验室研究员颜文领导的“赵焕庭南海岛礁科学钻探研究攻关突击队”在南科1＃生物标志物研究上取得新进展，相关成果发表在Chemical Geology（《化学地质》）上，朱小畏副研究员为论文第一作者，颜文为通讯作者，同济大学贾国东教授等为论文合作者。 南海珊瑚岛礁是我国经略南海的关键国土。珊瑚礁沉积是南海乃至西太平洋重要的沉积类型之一。珊瑚礁的主要构建者—造礁石珊瑚在其生长过程中记录了丰富的气候环境变化信息，是古环境研究的重要载体。然而，古老珊瑚礁碳酸盐岩因其有机质含量极低且难以提取的特点严重制约了其有机地化研究，致使珊瑚礁有机地化仍是一个鲜有涉足的新兴领域。 为了推动珊瑚礁有机地化学科发展，研究团队率先建立了一套系统的有机地化实验流程，从“南科1井”碳酸盐岩中成功提取出了丰富且有价值的生物标志物。基于此，团队对“南科1井”碳酸盐岩烃类化合物展开了系统研究，在中、晚更新世两个层位（45-65米和95-110米）识别出了石油烃侵入痕迹，推断来自周边含油气盆地海底烃渗漏，暗示了晚第四纪该区域构造活动异常活跃，可能与台湾造山运动有关（图1）。结合“南科1井”第四纪岩相学特征和年代框架，发现自然石油污染对当时珊瑚礁生态系统影响微弱，可能受到珊瑚共生（石油烃降解）微生物保护，揭示了自然条件下珊瑚对外界环境恶化影响具有较强的适应和恢复能力（图2）。 本研究为重建珊瑚礁长尺度环境记录和发育演化历史开辟了新途径，同时也拓宽了生物标志物在海洋沉积环境领域的应用窗口。 据悉，由金沙威尼斯欢乐娱人城南海海洋研究所在南海典型岛礁组织实施完成的“南科1井”，总进尺2020.2米，其中礁体厚度达997.7米，以其连续完整的礁体样品（取芯率达91%）为深入探究南沙珊瑚礁发育演化过程及其记录的长尺度环境气候变化历史提供了宝贵材料。本研究也是研究团队在珊瑚礁有机地化领域的新进展，团队前期曾利用短链脂肪酸重建了美济礁中新世以来的生物生产力变化历史。 该研究工作得到了科技部重点研发计划项目、金沙威尼斯欢乐娱人城战略性先导科技专项（A类）、南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）人才团队引进重大专项项目以及国家自然科学基金、广东省自然科学基金的资助。同时，感谢参与“南科1井”野外科学钻探的全体工程技术和科研工作人员。 相关论文信息： Zhu, X., Jia, G., Tian, Y., Chen, F., Li, G., Xu, W., Miao, L., Yan, W., 2023. Ancient hydrocarbon slicks recorded by a coral atoll in the South China Sea. Chemical Geology, 619, 121316(https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009254123000165#f0015) Zhu, X., Li, G., Tian, Y., Xu, W., Miao, L., Liu, J., Luo, Y., Cheng, J., Zhang, L., Wang, S., Yan, W., 2022. Production of short-chain n-fatty acids in coral reefs in the southern South China Sea since the Late Miocene. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 592: 110898 (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0031018222000682) 图1 晚第四纪时期石油烃侵入南海典型岛礁的主要途径 图2 “南科1井”石油污染样品(Group Ⅱ)微生物来源的支链脂肪酸(br-FAs)含量显著增高，可能与降解石油产生的增益有关
近日，金沙威尼斯欢乐娱人城广州生物医药与健康研究院赖良学课题组在Genome Biology（《基因组生物学》）发表了题为“Doxycycline-dependent Cas9-expressing pig resources for conditional in vivo gene nullification and activation”的研究论文，该研究构建了可通过小分子药物灵活调控基因剪刀蛋白Cas9表达的工具猪，利用该工具模型，实现了成体大动物体内高效基因编辑，并首次构建了大动物原发性可转移的胰腺导管腺癌模型。 近日，金沙威尼斯欢乐娱人城广州生物医药与健康研究院赖良学课题组在Genome Biology（《基因组生物学》）发表了题为“Doxycycline-dependent Cas9-expressing pig resources for conditional in vivo gene nullification and activation”的研究论文，该研究构建了可通过小分子药物灵活调控基因剪刀蛋白Cas9表达的工具猪，利用该工具模型，实现了成体大动物体内高效基因编辑，并首次构建了大动物原发性可转移的胰腺导管腺癌模型。 猪不仅是重要的农业经济动物，也是重要的医学动物模型。随着基因编辑技术的发展，特别是CRISPR/Cas9技术的出现，越来越多具有重要应用价值的基因修饰猪模型被培育出来。构建这些模型主要通过受精卵注射或体细胞核移植技术来实现。然而，通过受精卵注射方式获得的基因编辑动物往往是嵌合体，需通过进一步的繁殖才能获得目标基因型，通过体细胞核移植方式获得基因编辑动物涉及复杂、低效的体细胞克隆过程，耗时、耗力且成本极高。 为了解决以上问题，赖良学课题组多年来一直致力于培育嵌入基因剪刀（Cas9蛋白）的工具猪模型，早在2017年，培育出了以Cre重组酶为开关来启动Cas9蛋白表达的工具猪，首次实现了对成体大动物直接进行体内基因编辑，并将其成功地用于原发性肺癌模型的建立（Genome Research, 2017）。但该工具猪模型的应用需要在体内递送入Cre重组酶，其过程复杂、昂贵，且效率较低。另外，Cre重组酶对Cas9蛋白表达的启动是永久性的，而Cas9蛋白在体内的持续表达，会引起基组织损伤、脱靶效应及免疫反应等不利影响。 四环素诱导基因表达系统可通过简单的小分子药物Dox灵活地调控外源基因的表达时间与表达量，且具有简单、高效及易操作的特点。2022年，赖良学课题组通过基因编辑技术将该调控系统引入猪体内，培育出了Dox诱导外源基因表达工具猪模型，并证明了其对任意外源基因的可调控表达的有效性（Science China Life Sciences, 2022）。在本次研究成果中，研究人员进一步将Dox诱导外源基因表达系统和Cas9蛋白一起嵌入猪体内，培育出了带有升级版基因剪刀的工具猪。 研究人员首先证实，小分子药物可对工具猪体内的Cas9蛋白表达时间和表达剂量加以灵活调控，即Cas9表达由药物施用与撤除而加以启动和关闭，而表达量受给药剂量控制。另外，通过对怀孕母猪进行药物处理，小分子药物Dox可跨过胎盘屏障，实现胎儿体内剪刀蛋白Cas9的高效诱导表达。接着，研究人员进一步证实，诱导表达的剪刀蛋白Cas9不仅可以切割基因组，导致基因失活及染色体重排，还可以采用截短失活型sgRNA及转录激活蛋白组合，实现内源靶标基因的表达激活。 为了验证利用该工具模型进行体内基因编辑的效果，研究人员将包装有靶向两个抑癌基因（TP53、LKB1）的sgRNAs和人KRASG12D表达框的腺相关病毒通过胰腺导管和/或直接胰体注射至胰腺内，诱导产生致癌基因突变。21周后，猪出现明显的腹胀和摄食减少，PET-CT结果显示腹腔内出现明显的代谢信号异常，解剖结果显示，胰腺内出现大量肿瘤，并且已转移至肝脏、肠及膈膜等器官/组织，组织切片结果也显示出现了典型的胰腺导管腺癌病理变化。 研究团队获得的Dox诱导Cas9表达猪模型，将为直接进行体内基因编辑、体内基因文库筛选及体内基因表达调控提供理想的工具。 另外，研究人员还在该工具基础上，通过时空调控Cas9表达，建立了一步体细胞克隆法即可获得能够稳定遗传的时空特异性单或多基因敲除猪模型的策略，为后续构建各种用途的新型条件性基因敲除猪模型提供了极大便利，也为细胞谱系示踪模型构建、基因治疗过程中Cas9蛋白的安全性评估等研究提供理想的工具。 本研究中，金沙威尼斯欢乐娱人城广州生物医药与健康研究院赖良学课题组金琴副研究员、刘晓艺博士研究生、庄镇鹏博士研究生以及广东省实验动物监测所黄家园博士为共同第一作者，赖良学研究员和王可品研究员为共同通讯作者。该研究成果得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、海南省重大科技计划、金沙威尼斯欢乐娱人城青年创新促进会和中国科协青年人才托举工程等项目的资助。 论文链接
