2025年度中國生命科學(xué)十大進(jìn)展

近日，中國科協(xié)生命科學(xué)學(xué)會(huì)聯(lián)合體開展年度“中國生命科學(xué)十大進(jìn)展”評選，最終確定6個(gè)知識創(chuàng)新類和4個(gè)技術(shù)創(chuàng)新類項(xiàng)目成果為2025年度“中國生命科學(xué)十大進(jìn)展”。

中國科協(xié)生命科學(xué)學(xué)會(huì)聯(lián)合體自2015年起開展年度“中國生命科學(xué)十大進(jìn)展”評選工作，旨在推動(dòng)生命科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新，充分展示和宣傳我國生命科學(xué)領(lǐng)域的重大科技成果。目前評選活動(dòng)已連續(xù)開展11個(gè)年度。

本年度入選項(xiàng)目均面向生命科學(xué)前沿和人民生命健康，聚焦本領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難題，創(chuàng)新性強(qiáng)、覆蓋面廣。一起來看看都有哪些吧→

01

鼻咽癌免疫治療增效減毒新策略

晚期鼻咽癌標(biāo)準(zhǔn)治療是放療聯(lián)合化療，然而仍有20%-30%的患者治療后發(fā)生復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移。鼻咽癌腫瘤中有大量免疫細(xì)胞浸潤，提示適合免疫治療。

中山大學(xué)腫瘤防治中心孫穎、馬駿團(tuán)隊(duì)通過一系列國際公認(rèn)的前瞻性、多中心、平行對照臨床試驗(yàn)，在鼻咽癌增效方面，證實(shí)放療后使用PD-1單抗輔助免疫治療，將失敗風(fēng)險(xiǎn)降低了44%，生存率由77.3%提高到86.9%；在減毒方面，研制出在PD-1單抗免疫治療基礎(chǔ)上豁免同期順鉑化療，不降低療效的同時(shí)，將化療引起嘔吐率由59.8%降低到26.2%；并制定了“豁免化療后腫瘤縮退區(qū)域高劑量照射”，使放療嚴(yán)重后遺癥由33.2%降低到21.6%。由此，創(chuàng)立了鼻咽癌免疫治療“增效減毒”新策略。

該項(xiàng)研究被中國臨床腫瘤學(xué)會(huì)CSCO指南采納。馬駿、孫穎作為主席，牽頭中國-美國-歐洲的專業(yè)協(xié)會(huì)，制定了《國際鼻咽癌放療靶區(qū)勾畫指南及圖譜》，全球推廣應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了中國鼻咽癌臨床研究從“跟跑”到“領(lǐng)跑”的跨越，推動(dòng)鼻咽癌治療由“保生存”邁向“優(yōu)生存”新時(shí)代。

鼻咽癌免疫治療增效減毒新策略系列研究

02

卡路里限制促進(jìn)健康延壽的效應(yīng)分子及其機(jī)制的發(fā)現(xiàn)

卡路里限制是一種節(jié)食方式，能促進(jìn)機(jī)體健康和延長壽命，且是唯一能在多種動(dòng)物模型中均表現(xiàn)出有益健康的飲食干預(yù)手段。

廈門大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院林圣彩、張宸崧團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，卡路里限制后的小鼠血清中數(shù)十倍地升高了一種名為石膽酸的成分。石膽酸的投喂能模擬節(jié)食效果，在常態(tài)飽食的小鼠、線蟲、果蠅多種動(dòng)物中產(chǎn)生促進(jìn)健康和延緩衰老的作用。該團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)了石膽酸的受體，即TULP3，其結(jié)合石膽酸之后激活去乙酰化酶Sirtuins，去除質(zhì)子泵的V1E1亞基上的乙酰基，鏈接到本實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)的溶酶體AMPK通路，并由此起到促健康和抗衰老的作用。該系列研究揭示了人類長期欲尋獲的具有延壽的效應(yīng)分子及其作用機(jī)制，為開發(fā)能模擬節(jié)食效應(yīng)的干預(yù)策略提供了理論基礎(chǔ)與新靶點(diǎn)。

示意圖顯示卡路里限制誘發(fā)石膽酸的積累及其信號通路

1.卡路里限制(CR)升高的石膽酸與TULP3結(jié)合，激活sirtuins，進(jìn)而去乙酰化溶酶體膜里的質(zhì)子泵v-ATPase的V1E1亞基(作用于K52、K99和K191殘基)，由此抑制了v-ATPase。該過程促使AXIN/LKB1轉(zhuǎn)位至溶酶體表面，由LKB1這一上游的激酶磷酸化并激活A(yù)MPK(右軸)。

2.石膽酸“借用”林圣彩和張宸菘實(shí)驗(yàn)室早前發(fā)現(xiàn)的低葡萄糖(左上軸)和二甲雙胍(左下方)在溶酶體上激活A(yù)MPK的通路。其中，v-ATPase是三種信號的共同匯入點(diǎn)，和此時(shí)的Ragulator一道作為鉚釘點(diǎn)，讓AXIN/LKB1轉(zhuǎn)運(yùn)到溶酶體膜上，從而磷酸化和激活A(yù)MPK。

03

開創(chuàng)大腦新生神經(jīng)元治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的新途徑

腦卒中是成年人生命健康的“頭號殺手”。傳統(tǒng)療法僅為保護(hù)受損神經(jīng)和血管，難以修復(fù)已壞死的腦組織與喪失的功能。

首都醫(yī)科大學(xué)/北京航空航天大學(xué)李曉光團(tuán)隊(duì)聯(lián)合上海華山醫(yī)院毛穎、陳亮團(tuán)隊(duì)、北京協(xié)和醫(yī)院包新杰及暨南大學(xué)蘇國輝院士等，突破性地開創(chuàng)了“大腦新生神經(jīng)元”治療新策略。團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的“腦修復(fù)凝膠”可在注射入卒中腔后改善局部微環(huán)境(促進(jìn)血管再生、抑制炎癥反應(yīng)和瘢痕浸潤)，激活內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞，募集其遷移至卒中腔并分化和發(fā)育為成熟的神經(jīng)元。這些神經(jīng)元能與宿主腦建立功能性連接，最終導(dǎo)致感覺運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)。世界卒中組織候任主席Craig S. Anderson教授評價(jià)該技術(shù)“為中樞神經(jīng)損傷修復(fù)提供了新思路”。

此項(xiàng)研究實(shí)現(xiàn)了從“被動(dòng)保護(hù)”到“主動(dòng)再生”的卒中治療范式轉(zhuǎn)變，為中樞神經(jīng)再生提供了原創(chuàng)性中國方案。目前該技術(shù)已在多家權(quán)威醫(yī)院開展臨床試驗(yàn)研究，初步驗(yàn)證了安全性和有效性，不僅為卒中患者帶來希望，也對帕金森病、阿爾茨海默病等腦重大疾病的治療具有深遠(yuǎn)影響。

“腦修復(fù)凝膠”可促進(jìn)卒中腔內(nèi)產(chǎn)生新生神經(jīng)元及功能性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，從而改善卒中后的感覺運(yùn)動(dòng)功能，現(xiàn)已進(jìn)入臨床試驗(yàn)研究階段

04

新型菌源代謝物對宿主穩(wěn)態(tài)與失衡的調(diào)控及防治新策略

代謝物多樣性與動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)化是維持人體代謝穩(wěn)態(tài)的核心，也是理解與干預(yù)疾病進(jìn)程的重要分子基礎(chǔ)，但其種類不清，生物合成酶及生理與病理生理功能尚待解析。

北京大學(xué)姜長濤、喬杰、孫金鵬、來魯華、汪鍇等團(tuán)隊(duì)合作，發(fā)現(xiàn)調(diào)控代謝性疾病的新型腸道菌源代謝物、作用機(jī)制與干預(yù)策略：構(gòu)建基于AI的菌源特異合成酶挖掘體系，發(fā)現(xiàn)并命名新骨架膽酸雙尾素、色氨酸膽酸等新型菌源代謝物，揭示孤兒受體MRGPRE等新型膽汁酸受體，是代謝性疾病的新靶點(diǎn)；發(fā)現(xiàn)FF-C1等腸道共生真菌新型次級代謝產(chǎn)物，解析其通過調(diào)控宿主神經(jīng)酰胺改善代謝性疾病的作用，并發(fā)現(xiàn)神經(jīng)酰胺新受體，開發(fā)靶向干預(yù)策略。

發(fā)現(xiàn)用于代謝性疾病干預(yù)的新型腸道微生物代謝物和靶點(diǎn)

05

蝗蟲群聚信息素的生物合成解碼與行為操控

群聚信息素是蝗蟲群聚成災(zāi)的核心驅(qū)動(dòng)因素之一。繼發(fā)現(xiàn)4-乙烯基苯甲醚(4VA)為飛蝗群聚信息素之后，2025年中國科學(xué)院動(dòng)物研究所康樂團(tuán)隊(duì)與北京大學(xué)雷曉光團(tuán)隊(duì)合作，完整解析4VA生物合成途徑，鑒定出所有的前體化合物與關(guān)鍵合成酶，開發(fā)出構(gòu)效關(guān)系特異性小分子抑制劑4-硝基苯酚。通過施用4-硝基苯酚可以明顯降低合成酶的活性，阻斷4VA的合成，實(shí)現(xiàn)了對蝗蟲聚集行為的精準(zhǔn)調(diào)控。迄今鑒定的昆蟲信息素有三千多種，但這是國際上第一次全面解析昆蟲信息素生物合成的成功范例，該研究在理論與技術(shù)層面為研發(fā)信息素調(diào)控的精準(zhǔn)防控策略奠定了科學(xué)基礎(chǔ)，為害蟲綠色防控開辟了全新路徑。Nature專門配發(fā)評述文章，多位國際國內(nèi)知名專家對該項(xiàng)工作給予高度評價(jià)。

蝗蟲群聚信息素4VA的生物合成解碼與行為操控

06

AI驅(qū)動(dòng)蛋白質(zhì)工程實(shí)現(xiàn)染色體精準(zhǔn)操縱技術(shù)突破

利用遺傳操作工具改寫基因組密碼，對遺傳疾病治療，未來作物創(chuàng)制乃至人工合成生命尤為關(guān)鍵。盡管當(dāng)前已可實(shí)現(xiàn)單堿基至小片段DNA的精準(zhǔn)編輯，然而大尺度DNA精準(zhǔn)編輯一直是領(lǐng)域的研究焦點(diǎn)與難點(diǎn)。

中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所高彩霞團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地發(fā)展了“人工智能引導(dǎo)的約束進(jìn)化”新模式，建立了基于AI的蛋白質(zhì)工程新方法AiCE，可高效模擬并定向加速蛋白功能的自然進(jìn)化過程。通過AiCE系統(tǒng)優(yōu)化Cre位點(diǎn)特異性重組酶的活性，首次實(shí)現(xiàn)了在動(dòng)植物中染色體級別的大尺度精準(zhǔn)編輯，為作物精準(zhǔn)育種與遺傳疾病治療提供了前所未有的可能。該成果不僅是AI驅(qū)動(dòng)生命科學(xué)研究的經(jīng)典范例，更是基因工程研究范式與核心技術(shù)的重大突破。Cell評述該成果展示了“深度學(xué)習(xí)落地應(yīng)用到生物學(xué)問題的深度融合”。

AI驅(qū)動(dòng)蛋白質(zhì)工程實(shí)現(xiàn)Cre重組酶的人工進(jìn)化

07

從分子解碼到細(xì)胞編程的衰老新干預(yù)

衰老是多種慢性疾病的最主要危險(xiǎn)因素。系統(tǒng)解析衰老的驅(qū)動(dòng)機(jī)制、建立精準(zhǔn)評估體系并開發(fā)安全有效的干預(yù)策略，是衰老研究領(lǐng)域長期以來的核心挑戰(zhàn)。

中國科學(xué)院動(dòng)物研究所劉光慧、首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院王思、國家生物信息中心張維綺、中國科學(xué)院動(dòng)物研究所曲靜等團(tuán)隊(duì)，構(gòu)建了可量化人體器官衰老的“蛋白標(biāo)尺”，并揭示轉(zhuǎn)錄與翻譯解偶聯(lián)伴隨淀粉樣蛋白積聚和相關(guān)炎癥應(yīng)激，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)器官衰老的關(guān)鍵機(jī)制。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，腎源性小分子物質(zhì)甜菜堿可作為“運(yùn)動(dòng)模擬物”，結(jié)合并抑制促炎激酶TBK1，減緩多器官衰老。同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)成功構(gòu)建了長壽基因增強(qiáng)的工程化抗衰祖細(xì)胞，證實(shí)其經(jīng)靜脈輸注后能夠抵抗炎性環(huán)境，發(fā)揮全身性衰老保護(hù)作用。該研究系統(tǒng)揭示了衰老的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)機(jī)制，構(gòu)建了涵蓋小分子藥物、基因調(diào)控與細(xì)胞移植的多層次干預(yù)體系，助力衰老研究向精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的邁進(jìn)。

從分子解碼到細(xì)胞編程的衰老干預(yù)

08

表觀遺傳變異驅(qū)動(dòng)植物逆境適應(yīng)

物種環(huán)境適應(yīng)性進(jìn)化是生命科學(xué)的核心命題。拉馬克的“獲得性遺傳”學(xué)說認(rèn)為生物能夠主動(dòng)響應(yīng)環(huán)境變化，并將獲得的有利性狀傳給后代。但缺乏分子證據(jù)，該理論備受爭議。

中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所曹曉風(fēng)團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，連續(xù)多代冷脅迫能誘導(dǎo)水稻基因組特定位點(diǎn)發(fā)生DNA甲基化變異，不僅直接參與水稻耐冷性狀的形成，還可穩(wěn)定遺傳，并在高緯度低溫環(huán)境適應(yīng)過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。該研究首次為延續(xù)兩百余年的“獲得性遺傳”之爭提供了關(guān)鍵分子證據(jù)，拓展了現(xiàn)代進(jìn)化理論框架。研究同時(shí)開創(chuàng)了定向環(huán)境脅迫的抗逆育種新思路，為應(yīng)對全球氣候變化下的農(nóng)業(yè)挑戰(zhàn)提供了新方案。研究獲Nature、Trends in Plant Science、Molecular Plant及JIPB期刊專評。

低溫誘導(dǎo)表觀變異驅(qū)動(dòng)水稻在高緯度地區(qū)的冷適應(yīng)

09

隱形眼鏡實(shí)現(xiàn)人類近紅外時(shí)空色彩視覺

人類肉眼不能看到紅外光，而環(huán)境中富含大量紅外信息從而無法被直接感知。

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)薛天、馬玉乾團(tuán)隊(duì)與中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)龔興龍團(tuán)隊(duì)和復(fù)旦大學(xué)張凡團(tuán)隊(duì)合作，創(chuàng)新性地將可轉(zhuǎn)換紅外光至可見光的納米材料與隱形眼鏡聚合物結(jié)合，研制出高透明度、高轉(zhuǎn)換效率的上轉(zhuǎn)換隱形眼鏡。該隱形眼鏡無需電源與復(fù)雜設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了人類對近紅外光的時(shí)間、空間與色彩(光譜)多維度信息的裸眼感知，并模擬人體三色視覺機(jī)制，實(shí)現(xiàn)多紅外光譜轉(zhuǎn)換為三原色可見光的近紅外色彩視覺。該技術(shù)突破人類視覺固有可見光譜段的極限，拓展人類視覺邊界，為類腦感知和可穿戴視覺材料提供技術(shù)新范式。未來將在夜視、色盲治療、信息加密及物性紅外波譜裸眼探測等方向具有廣闊開發(fā)前景，為構(gòu)筑類腦多光譜智能感知體系提供重要支撐。哈佛大學(xué)Michael H. Do在Cell Biomaterials雜志上撰文評價(jià)：“巧妙地繞過了自然界對人體視覺功能的限制”，Nature報(bào)道該成果“為理解我們周圍的世界提供了新的可能性”。

通過上轉(zhuǎn)換隱形眼鏡實(shí)現(xiàn)人類近紅外時(shí)空色彩視覺

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生物多樣性新邊界探索：解碼深淵動(dòng)物演化過程和適應(yīng)的遺傳機(jī)制

深淵海溝代表著地球生命適應(yīng)能力的極端邊界，也是當(dāng)前生物多樣性研究最具挑戰(zhàn)性的前沿區(qū)域之一。但長期以來，學(xué)界對生物在這一極端高壓、能量匱乏環(huán)境下演化與維系的機(jī)制知之甚少。

中科院水生生物研究所何舜平、中科院深海科學(xué)與工程研究所張海濱、徐涵，聯(lián)合西北工業(yè)大學(xué)王堃和青島華大基因研究院范廣益等團(tuán)隊(duì)，利用珍稀樣本與多組學(xué)數(shù)據(jù)，從宏觀到微觀多維度解碼了深淵動(dòng)物的“生命密碼”。研究首次系統(tǒng)重構(gòu)了脊椎動(dòng)物多次獨(dú)立進(jìn)入深淵的演化路線圖，揭示深海并非生命演化的“終點(diǎn)”，而是孕育多次創(chuàng)新的關(guān)鍵高地。在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)深海魚類在分子層面通過rtf1基因發(fā)生趨同突變，從而精妙地應(yīng)對極端環(huán)境；同時(shí)揭示端足類動(dòng)物通過構(gòu)建高效的“宿主–微生物”共生體系，有效彌補(bǔ)能量輸入不足，形成獨(dú)特的生存策略。該系列成果系統(tǒng)回答了“生命如何在極端環(huán)境中演化與適應(yīng)”的重大科學(xué)問題，為認(rèn)識地球生命極限、開發(fā)與利用深海生物資源以及服務(wù)國家重大海洋戰(zhàn)略提供了關(guān)鍵科學(xué)認(rèn)知和重要理論支撐。

生物多樣性新邊界探索：解碼深淵動(dòng)物演化過程和適應(yīng)的遺傳機(jī)制

（以上排名不分先后）

來源：中國科協(xié)之聲

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