捷报连连！复旦最新科研成绩单上线

复旦大学科技工作者

近期又取得了一系列

瞩目的成果与突破

小编整理了2月部分科研成果

速速一睹为快！

·科研成果转化·

1.复旦大学与百联集团签订战略合作，发布银发消费指数

2月27日，复旦大学与百联集团签署战略合作协议，现场共同发布百联-复旦银发消费指数。根据协议，双方将紧扣服务国家战略和城市发展所需，围绕“国际消费中心城市建设研究、现代商业企业治理优化、商业零售大模型与Al技术应用、生物医药与生命健康领域、金融支持商业实体发展与赋能路径、人才培养与交流”等领域深化合作。以“产、学、研协同创新”为重要战略手段，培养面向未来的商业人才和领袖，更好激发创新动力活力，共同构筑高质量发展新优势。

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https://mp.weixin.qq.com/s/7poDqhaJmdFuNGOgay3PBA

2.复旦大学与宝山区签署深化战略合作，打造区校合作新范式

2月28日，复旦大学与宝山区签署进一步深化战略合作框架协议，共同打造人才链、创新链、产业链深度融合的区校合作新范式。根据新一轮协议，双方将在党建引领、人才共育的共识下，以复旦科创体系，引领带动吴淞创新城科创产业组团，合力打造复旦科创体系的“一环一带”集聚区，共同推动国家区域技术转移中心建设。联合组建环复旦科创基金，推动生物医药工程与技术创新学院、智能机器人与先进制造创新学院发展。进一步加强双方在医疗卫生、基础教育、干部人才交流等领域合作，合作推进人才引进与安居保障，为区校高质量发展创造新引擎。

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·科研进展·

AI for Science

1.Nature | 高分子科学系彭慧胜、高悦团队通过AI和有机电化学的结合成功设计了一种锂载体分子，提升锂电池寿命1-2个数量级

2月12日，高分子科学系、纤维电子材料与器件研究院、聚合物分子工程全国重点实验室彭慧胜、高悦团队打破锂电池传统设计原则，通过AI和有机电化学的结合成功设计了一种锂载体分子让废旧电池“打一针”就可无损修复，将锂电池寿命提升1-2个数量级，为电池产业变革提供关键技术支撑。成果以“External Li supply reshapes Li-deficiency and lifetime limit of batteries”为题于北京时间凌晨在《自然》（Nature）上发表。在没有研究先例支撑的情况下，团队大胆设想——打破电池基础设计原则中锂离子依赖共生于正极材料的理论，设计一种锂载体分子，通过“打一针”的方式注入到废旧衰减的电池中，精准补充电池中损失的锂离子，实现电池容量的无损修复，为退役电池的处理提供了一种新方式。这个锂载体分子设计团队采用了人工智能辅助的全新能源分子设计方法，将分子结构和性质数字化，通过引入有机化学、电化学、材料工程技术方面的大量关联性质，构建数据库，利用非监督机器学习，进行分子推荐和预测，成功获得了从未被报道的锂载体分子——三氟甲基亚磺酸锂（CF3SO2Li）。使用这一技术，电池在充放电上万次后仍展现出接近出厂时的健康状态（96%容量），循环寿命从目前的500-2000圈提升到超过12000-60000圈，在国际上尚属首例。目前，锂载体分子已通过初期实验验证，预计在电池总成本中占比不到10%，具备大规模商用潜力，可用于补锂、储能、光储一体化。

图功能有机分子三氟甲基亚磺酸锂（CF3SO2Li）为电池补充锂离子

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https://mp.weixin.qq.com/s/NiSxiLlijsXsuns8-kq1Lg

https://www.nature.com/articles/s41586-024-08465-y

2.Science | 复旦大学附属华山医院郁金泰团队发现帕金森病全新靶点FAM171A2

2月21日，复旦大学附属华山医院、国家神经疾病医学中心、脑功能与脑疾病全国重点实验室郁金泰团队以“Neuronal FAM171A2 mediates α-synuclein fibril uptake and drives Parkinson’s disease”为题发表原创性成果在《科学》（Science）杂志上，让治疗帕金森病这个世界级难题迎来转机。团队历时五年的临床和基础研究，首次发现帕金森病全新治疗靶点FAM171A2，明确了病理性α-突触核蛋白在神经元间的传播“导火索”，在全球首次揭示了FAM171A2蛋白与α-突触核蛋白的结合机制，发现了基于该靶点发现可以延缓病程的候选药物，有望从疾病早期对帕金森病进行诊断和干预，结合现有的对症治疗手段，可实现对帕金森病的“标本兼治”。团队突破“假说驱动”研究范式，通过采取AI辅助、数据驱动的创新科研范式，对其蛋白结构进行预测，再基于预测结构对小分子化合物进行虚拟筛选，在7000余种小分子中成功找到了一种小分子化合物bemcentinib，并证实了其可有效抑制FAM171A2和病理性α-突触核蛋白结合。研究团队下一步将进一步明确该蛋白在神经系统的生理和病理功能，探究该蛋白是否也可作为其他α-突触核蛋白疾病和其他神经退行性疾病的干预靶点。

图帕金森病风险基因FAM171A2可特异性结合病理性ɑ-突触核蛋白，加速其在神经元间传播。小分子bemcentinib可抑制FAM171A2和病理性ɑ-突触核蛋白结合图功能有机分子三氟甲基亚磺酸锂（CF3SO2Li）为电池补充锂离子

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https://mp.weixin.qq.com/s/u_rUoZDcngfsEWHkiNhbqA

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adp3645

3.物理学系岑剡团队、信息科学与工程学院张浩团队提出基于Transformer架构的通用原子嵌入方法

1月底，物理学系岑剡团队、信息科学与工程学院张浩团队提出了通用原子嵌入方法（ct-UAE），该方法基于自主研发的CrystalTransformer模型，在晶体材料物性预测领域取得了显著进展。研究成果不仅有效提高了形成能、带隙和力等重要物理属性的预测精度，并且通过在大规模数据库上进行多任务学习，ct-UAE展现了强大的知识迁移能力，能够保持在数据稀缺任务中的良好泛化性能，解决了传统方法在小数据集上的应用瓶颈。相关工作以“Transformer-generated atomic embeddings to enhance prediction accuracy of crystal properties with machine learning”为题发表于Nature Communications。

图通用原子嵌入方法工作流程以及不同的原子嵌入方法。(a)通用原子嵌入方法工作流程。利用前端模型得到原子嵌入后，再针对不同训练目标训练后端模型。(b)方法（I、II）使用深度学习在大型数据库上进行训练并生成原子嵌入。方法I使用Crystaltransformer生成通用原子嵌入（UAE），而方法II使用传统的GNN模型生成普通原子嵌入。(c)方法III使用查询数据库或在大多数情况下将已知原子属性映射到0–1向量或one-hot向量来人工构建原子嵌入。

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https://phys.fudan.edu.cn/f2/41/c7609a717377/page.htm

https://www.nature.com/articles/s41467-025-56481-x

数学物理领域

1.Nature | 物理学系资剑教授、石磊教授团队领衔国际团队研究利用水波拓扑结构操控粒子

2月6日，物理学系资剑教授、石磊教授团队联合河南大学、新加坡南洋理工大学、西班牙圣赛瓦斯蒂安国际理论物理中心等研究机构，在《自然》（Nature）发表题为“Topological water-wave structures manipulating particles”的研究成果。在简单的三波干涉场中，团队成功生成了多种拓扑水波结构，包括位移场中的相位涡旋、Skyrmion晶格、自旋密度场中的Meron晶格、局部水面粒子的圆偏振奇点以及莫比乌斯环等，利用液体表面波相控阵技术干涉构造不同阶的贝塞尔型水波涡旋场，观测到了位移场高阶相位涡旋以及嵌套斯格明子。团队自主开发了一套先进的液体表面波实验观测平台，以及针对液体表面波任意调控的相控阵技术，首次实现了包括基于液体表面波梯度力的亚波长粒子捕获，由局部波动动量驱动的粒子推进与轨道运动，由局部自旋密度引发的粒子自旋运动等。此次研究突破使水波成为探索拓扑物理的全新平台，不仅深化了人们对经典重力波系统中的矢量特性理解，揭示了其中自旋轨道耦合和锁定机制，也开辟了水波力操控物体运动的研究领域。

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https://mp.weixin.qq.com/s/sVK2dTWXqPlvqfd5-T5n-A

https://www.nature.com/articles/s41586-024-08384-y

2.物理系陶镇生课题组和光子晶体课题组合作提出一种基于非线性光学的全新近场成像方法

2月6日，物理系陶镇生课题组和光子晶体课题组合作提出了一种基于非线性光学的全新近场成像方法，通过简并四波混频（Degenerate Four-Wave Mixing, DFWM）技术，实现对等离激元纳米天线的光谱与偏振分辨近场成像。研究成果不仅实现了金属纳米天线光场调控效应的高精度近场成像，还揭示了纳米天线局域场的频域调制及超快动力学特性，为纳米光学器件设计和等离激元增强非线性光学应用提供了重要指导。相关成果以“Spectrum and Polarization-Resolved Nonlinear Optical Near-Field Imaging of Plasmonic Nanoantennas”为题发表在Nano Letters上。该研究提出了一种高分辨、非接触式的非线性近场成像技术，实现了对等离激元纳米天线的偏振和光谱分辨成像，并揭示了共振诱导的频域调制效应。该方法实现了亚波长分辨率，为等离激元增强光学场的研究提供了深入见解，并展示了其在中红外纳米光子学中的潜在应用价值。这一方法为等离激元研究提供了坚实的实验工具，为复杂纳米结构的近场成像开辟了新路径，未来可进一步拓展至动态光场探测、超快光学过程研究以及偏振控制纳米器件的优化设计。

图偏振分辨的近场成像结果。(a)金纳米天线阵列的扫描电子显微图。(b)单个金纳米天线的模拟近场分布。(c)实验测得的x偏振（左）和y偏振（右）近场分量。(d)与(c)对应的模拟近场成像结果

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https://phys.fudan.edu.cn/f6/2b/c7609a718379/page.htm

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c06081

3.物理学系黄吉平课题组设计新型温度梯度调节器，提升热电转换效率

2月14日，物理学系黄吉平课题组与合作者提出了一种基于拓展平面结构的热超构材料，其通过调节拓展平面的高度实现了特定区域的温度梯度增强，并进而实现了热电转换效率的极大提升。相关成果以“Bio-inspired energy-free temperature gradient regulator for significant enhancement of thermoelectric conversion efficiency”为题发表于《美国科学院院刊》。该课题组受到部分生物温度调节机制的启发，提出了一种基于拓展平面结构的温度梯度调节器。在该器件中，通过调节拓展平面的高度实现了特定区域温度梯度的增强效应，并进而利用该效应实现了热电转换效率的极大提升。不同于传统微观效率提升手段，该方法从宏观角度实现效率提升，具有容易实现、且能运用于多种环境温度、适用于多种结构等优点。这项研究，不仅为进一步提升热电转换效率提供了新的思路，而且对推动热超构材料的发展具有重要意义。

图基于拓展平面的温度梯度调节器。(A)温度梯度调节器实现热电效率提升原理。(B)灵感部分来源于古生物剑龙背板的温度调节机制。(C-D)温度梯度调节器分别应用于芯片散热和智能穿戴设备

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https://phys.fudan.edu.cn/f5/06/c7609a718086/page.htm

https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2424421122

4.物理学系徐长松、向红军课题组揭示CuFeO2中第二类多铁性的物理机制

2月14日，物理学系徐长松青年研究员课题组向红军教授课题组在CuFeO2的第二类多铁性研究中取得进展。相关研究成果以“Mechanism of Type-II Multiferroicity in Pure and Al-Doped CuFeO2”为题发表在Physical Review Letters上。本研究开发了一种通用的基于对称性的磁性团簇扩展方法（magnetic cluster expansion method）。该方法可以显式地同时考虑自旋与合金自由度，并应用于任何自旋-掺杂耦合体系。相关方法已加入到向红军教授课题组自主研发的程序软件包PASP。通过应用此方法与第一性原理计算，构建了一个综合的自旋模型，可以准确地描述无掺杂和Al掺杂的CuFeO2的基态与激发态。此外，研究团队发现CuFeO2体系的磁电耦合是来源于广义自旋-电流机制（generalized spin-current mechanism），而非之前普遍认为的p-d杂化。本文提出的磁性团簇扩展方法为自旋-掺杂耦合体系的计算提供了新的解决方案，对于CuFeO2体系二类多铁性机制的研究为备受关注的二维多铁领域提供了指导方向。

图 CuFeO2的晶体结构与磁结构示意图

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https://phys.fudan.edu.cn/f4/85/c7609a717957/page.htm

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.134.066801

5.现代物理研究所（核科学与技术系）马余刚院士课题组在时空微观结构研究方面提出新的理论框架

2月14日，现代物理研究所（核科学与技术系）马余刚院士课题组在时空微观结构研究方面取得最新理论成果，提出了一种全新的方法来理解普朗克尺度下的时空微观结构，相关成果以“A Novel Framework for Characterizing Spacetime Microstructure with Scaling”为题，刊登在国际知名的期刊Nuclear Physics B上。该项研究具有高度的原创性，首次将标度变换的数学工具系统性地应用于普朗克尺度时空结构的刻画。文章引入了一种基于标度的框架，将引入的标度涨落函数应用到基本物理方程中，为时空涨落和量子引力研究提供了新视角，对推进量子引力理论的发展具有重要价值。该研究发展了具有标度特征的度规张量，并将关键物理方程（包括测地线方程、爱因斯坦场方程、克莱因-戈登方程和狄拉克方程）重新表述为标度形式，反应了局部时空动力学的新特性。研究还识别了三种时空微观测量模式：稳定模式、线性涨落模式和非线性涨落模式。其中一项重要发现是，在线性标度测量中涌现出的黄金比例（≈1.618），这表明可能存在一个限制微观长度测量的基本参考长度，并解释普朗克长度在解决紫外发散问题中的作用。该框架通过引入最小可测量尺度的自然截断，为有效解决紫外发散问题提供了新的解决方法。这项工作提出了一个全新的理论框架，以理解普朗克尺度下的时空性质，然而这只是漫长征程的第一步，这些想法在理论上引人入胜，但它们需要进一步探索和验证，以评估其在时空和量子引力方面的物理准确性和相关性。

图最小尺度上的黄金分割比

新闻链接：

https://imp.fudan.edu.cn/f5/8e/c45420a718222/page.htm

https://doi.org/10.1016/j.nuclphysb.2025.116842

化学材料领域

1.Science | 高分子科学张波团队、徐一飞团队联合化学系徐昕团队发表质子交换膜电解水装置（PEMWE）催化剂的最新研究成果

2月14日，高分子科学系、聚合物分子工程全国重点实验室张波教授团队、徐一飞青年研究员团队联合化学系徐昕教授团队在《科学》杂志（Science）发表关于质子交换膜电解水装置（PEMWE）催化剂的最新研究成果，题为“Ultrastable supported oxygen evolution electrocatalyst formed by ripening induced embedding”。开发一种低成本、高效、稳定的OER催化剂，成为全球学术界和工业界迫切需要解决的核心问题。为突破这一瓶颈，团队提出一种创新的催化剂设计方案——将氧化铱纳米颗粒嵌入在氧化铈载体中，形成一种稳定且高效的负载型催化剂，将铱的用量降低了85%，并且大幅提升了催化效率，使器件整体能效提升了65%。当前，由于催化剂成本较高，PEMWE电解水制氢技术在国内只有3%的市场，而国外则达到了47%。在本次成果基础上，张波团队将致力于将基础研究与产业应用紧密结合，联合企业开展成果转化，提升国内PEMWE技术的市场份额，助力电解水行业降本增效。

图新型催化剂形成过程的CryoTEM/ET观测、KMC模拟以及PEMWE工况性能检测

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https://polymer.fudan.edu.cn/f4/25/c31392a717861/page.htm

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adr3149

2.Science | 化学系董安钢、李同涛团队联合高分子科学系李剑锋团队实现新型纳米颗粒超晶格

2月28日，面向超晶格可编程化设计与构建难题，化学系董安钢、李同涛团队联合高分子科学系李剑锋团队及新加坡南洋理工大学倪冉团队在《科学》杂志（Science）上发表题为“Curvature-guided depletion stabilizes Kagome superlattices of nanocrystals”的论文。该研究通过优化合成条件制备了凹度适中的哑铃形颗粒，并基于气液界面组装技术，获得了高质量的二维Kagome超晶格，其单晶区域可达数十平方微米，包含超过10万个凹凸互锁的哑铃形颗粒。一系列新型超晶格材料的可控构建为纳米颗粒自组装领域提供了全新的研究范式有望在催化、能源、功能器件等领域带来创新性应用。

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https://mp.weixin.qq.com/s/2XMOVrUZrDChQidXWt2T-Q

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adu4125

3.材料科学系方方、孙大林课题组制备富含畸变纳米孪晶的纯Cu析氢催化剂（DNTs-Cu）

2月3日，材料科学系方方、孙大林团队受到电化学充放氢反应中大反应驱动力的启发，与北京工业大学、北京大学和天津大学研究团队合作，创新地提出了激光烧蚀和电化学还原耦合的两步法合成策略，首次制备出富含畸变纳米孪晶的纯Cu析氢催化剂（DNTs-Cu）。相关成果以“Electroreduction-Driven Distorted Nanotwins Activate Pure Cu for Efficient Hydrogen Evolution”为题发表在Nature Materials期刊上。该两步法合成方法首先利用激光烧蚀的非平衡作用制备出富含晶界的Cu2O纳米颗粒，然后再利用电还原将Cu2O还原成Cu。DNTs-Cu的强拉伸应变以及表面原子台阶所产生的低配位提升了Cu催化位点的d带中心，显著地增强了Cu对氢中间体的吸附。在酸性电解液中，最优性能的DNTs-Cu在10 mA cm-2电流密度下的过电位仅为61 mV，与商用Pt/C催化剂相当；当电流密度超过100 mA cm-2时，其催化活性全面超越商用Pt/C。得益于多重孪晶互锁的稳定结构，DNTs-Cu表现出十分优异的催化稳定性。在500 mA cm-2高电流密度下连续运行125小时，催化性能仅衰减2%。与已报道的以Cu作为活性位点的Cu基析氢催化剂材料相比，DNTs-Cu具有更优异的催化活性和稳定性。

图（a）DNTs-Cu的畸变纳米孪晶结构；（b）DNTs-Cu的析氢催化性能；（c）DNTs-Cu的催化稳定性；（d）DNTs-Cu与其他已报道Cu基催化剂的催化性能对比

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https://mse.fudan.edu.cn/f1/da/c22913a717274/page.htm

https://doi.org/10.1038/s41563-024-02098-2

4.材料科学系崔继斋、梅永丰课题组实现一种具有超快响应和大弯曲角度的光波导微型驱动器

2月16日，材料科学系崔继斋、梅永丰课题组基于薄膜自卷曲技术，将高性能的超薄驱动器卷绕在锥形光纤波导尖端，实现了一种具有超快响应和大弯曲角度的光波导微型驱动器，并展现出对快速运动微生物的精准捕获能力。相关成果以“Waveguide Microactuators Self-Rolled Around an Optical Fiber Taper”为题发表在《先进材料》（Advanced Materials）期刊上。该研究设计了一种基于水凝胶和纳米金薄膜双层异质结构的微驱动器，成功将2微米厚的超薄驱动器通过自卷曲的方式固定在锥形光纤尖端（图）。这种超薄水凝胶具有具有极低的弯曲刚度，并能够在相变过程中快速吸收和释放水分子，使光波导微驱动器在超快的响应时间（0.55秒）内展现出超大的弯曲角度显著的弯曲角度（>800°）。凭借这一特性，该驱动器在微尺度成功捕获了快速游动的衣藻和草履虫，实现了微纳机械对于微生物的精准操控，并进一步展示了可编程的非往复运动，能够有效非接触式操纵酵母细胞等。

新闻链接：

https://mse.fudan.edu.cn/f8/a3/c22913a719011/page.htm

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202418316

5.材料科学系孙大林、王飞、刘洋课题组提出原位电化学活化策略加速储镁动力学

2月22日，材料科学系孙大林、王飞、刘洋课题组提出原位电化学活化（ISEA）策略，显著提高了CuSe正极材料的储镁动力学，实现了RMBs优异的循环稳定性和倍率性能。相关成果以“In-situ electrochemical activation accelerates the magnesium-ion storage”为题发表在Nature Communications期刊上。ISEA策略通过优化正极材料的表面组成和晶格结构，促进了镁离子的传输和反应动力学。具体而言，经过ISEA处理后的CuSe正极表面富含MgF2，根据先前的报道，该成分有利于加速镁离子在电极和电解液之间的传输，提高储镁动力学；此外通过ISEA处理后，还扩大了CuSe正极(100)晶面的晶面间距，结合DFT计算表明，晶面间距的缩小降低了吸附能和形成能，促进镁离子的吸附和反应从而改善储镁动力学。最终，活化后的CuSe/TFSI/Mg电池在高电流密度下展现出优异电化学性能，400次循环后仍能保持~160 mAh/g的比容量，容量保持率超91%。倍率性能测试中在1000 mA/g的高电流密度下，电池比容量高达141 mAh/g。这项研究为改善储镁动力学提供了新思路和新方法。

图经过ISEA处理后的CuSe||Mg电池电化学性能以及与其他已报道的储镁正极材料性能对比

新闻链接：

https://mse.fudan.edu.cn/f2/5b/c22913a717403/page.htm

https://www.nature.com/articles/s41467-025-56556-9

地球科学领域

1.大气与海洋科学系魏云涛团队揭示历史最强MJO事件生成机制及其对海温变异的升尺度影响

2月15日，大气与海洋科学系魏云涛青年副研究员基于观测资料诊断分析，发现2023年春季极端MJO事件起源于海洋性大陆西侧靠近我国南海区域，这与经典MJO起源于赤道西印度洋不同。进一步分析表明，2023年2月份MJO事件在接近赤道中太平洋附近时，环流与对流解耦，产生向西北传播的准双周振荡（QBWO）模态。与QBWO相关的热带外北风异常增强了冷涌携带的干冷北风异常，从到导致南海上空对流增强，引发MJO扰动。这一系列过程反映了热带-热带外相互作用可能是导致MJO在印度洋之外触发的关键物理过程。

此次MJO事件的极端性主要体现在其超强抑制对流位相上，其在整个热带太平洋引起了大气Kelvin波西风异常，对应两个大值中心，分别位于赤道西太平洋和东太平洋。利用基于CESM2的ENSO集合预报系统，对MJO纬向风开展了敏感性集合预报试验。通过定量分析，揭示了MJO纬向风分量主要通过抑制Ekman上升流和引发赤道下沉东传Kelvin波，对随后秘鲁沿岸的增暖产生了30~40%的贡献。尽管此次MJO单独作用无法显著增强海盆尺度厄尔尼诺的预测振幅，但其通过在太平洋东岸引起小尺度西传扰动，显著削弱了2023/24厄尔尼诺事件预测的离散度。上述结果表明准确预测逐日MJO信息对厄尔尼诺预报的重要性。相关成果以“ The March 2023 MJO and its impacts on the subsequent coastal El Niño.”为题发表于Journal of Climate。

图观测和CESM不同试验预测的Niño-3.4指数

图论文核心观点总结

新闻链接：

https://atmsci.fudan.edu.cn/f3/4a/c14817a717642/page.htm

https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/38/1/JCLI-D-24-0207.1.xml

信息领域

1.信息学院他得安/许凯亮团队利用超声脑功能成像揭示可卡因对脑神经血管系统影响

2月12日，信息科学与工程学院他得安教授、许凯亮研究员团队、联合脑科学转化研究院舒友生教授及脑科学研究院乐秋旻副教授在神经影像学顶刊NeuroImage上发表题为“Functional Ultrasound Imaging of Cocaine Induced Brain-Wide Neurovascular Response”的研究成果。研究使用超声功能成像（Functional Ultrasound，fUS），联合EEG测量，揭示了急性可卡因给药后脑神经和血流动力学反应的脑区特异性差异。该研究联合fUS和EEG技术监测了可卡因引起的脑血流和神经活动的动态响应，提出了一种解释可卡因对大脑作用机制的两阶段假说，协调了可卡因诱发的不同空间脑区在不同时间阶段的神经血管动态响应，增强了对可卡因的复杂神经血管作用机制的理解。此外，该研究为后续基于fUS技术解析药物作用机制奠定了基础，拓展了超声影像技术在神经科学和药理学研究中的应用。

https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2025.121085

2.信息科学与工程学院张俊文、迟楠团队在新型高速相干光接入技术上取得突破

2月20日，信息科学与工程学院通信系张俊文研究员和迟楠教授团队在探索下一代新型光接入网方面取得了重要突破，成功实验展示了一种超200G兼容多等级光网络单元和混合收发机的灵活速率相干接入系统。该成果以“Next-Generation Access Network Based on Coherent Optics With Hybrid Transceivers, Multi Formats, and Flexible Rates”为题发表在通信领域顶级期刊IEEE Journal on Selected Areas in Communications(JSAC)“下一代光通信与光网络”专题上。研究团队在论文中首次提出一种兼容多等级ONU和混合收发机的相干接入网络系统。基于该方法，在一个多调制格式、灵活速率调控的点到多点相干接入网系统中，光线路终端（Optical line terminal, OLT）可以与采用不同复杂度收发机的ONU进行通信交互。

https://ieeexplore.ieee.org/document/10896776

生命医学领域

1.基础医学院潘东宁团队揭示甲基转移酶KMT5C非催化性新功能

2月10日，基础医学院代谢分子医学教育部重点实验室潘东宁团队在《自然-通讯》（Nature Communications）期刊发表了题为“Non-catalytic mechanisms of KMT5C regulating hepatic gluconeogenesis”的研究论文。该研究揭示组蛋白甲基转移酶KMT5C通过非催化机制调控肝糖异生的全新作用模式。研究团队通过分析禁食与糖尿病模型小鼠的肝脏样本，发现KMT5C在饥饿和胰高血糖素刺激下显著上调，且其表达水平与2型糖尿病患者的空腹血糖呈正相关。通过构建肝细胞特异性敲除小鼠，研究人员发现敲除Kmt5c显著降低空腹血糖水平，并抑制关键糖异生基因（Pck1、G6pc）的表达。进一步实验表明，Kmt5c缺失导致PGC-1α蛋白稳定性下降，而外源补充PGC-1α可完全恢复糖异生功能，提示KMT5C通过调控PGC-1α稳定性发挥作用。

图 KMT5C调控肝糖异生的模式图

新闻链接：

https://shmc.fudan.edu.cn/news/2025/0214/c1892a144164/page.htm

https://doi.org/10.1038/s41467-025-56696-y

2.复旦大学附属华山医院毛颖团队建立个性化脑瘤类器官库，准确预测患者治疗反应

2月11日，国家神经疾病医学中心、复旦大学附属华山医院毛颖教授团队与上海科技大学免疫化学研究所刘海坤/吴永和教授团队联合，历时4年多，自主研发了一款新型的个体化脑肿瘤类器官（IPTO）模型，建立了脑肿瘤类器官库，并在精准预测患者药物反应方面展现了优越性。相关研究成果“Individualized Patient Tumor Organoids Fully Recapitulate Human Brain Tumor Ecosystems and Predict Patient Response to Therapy”于《细胞-干细胞》（Cell Stem Cell）发表，为进一步研究脑肿瘤发生发展机制、筛选药物、制定个体化精准治疗方案提供了重要方法。研究团队将患者来源的肿瘤组织植入由多功能诱导性干细胞（iPSC）建立的迷你脑类器官（mini-brain）囊中，成功模拟了肿瘤细胞在体内环境中的生长与侵袭。通过这一方法，研究团队建立了包含326例脑肿瘤类器官库，涵盖了48种脑部肿瘤类型，包括各类原发良性/恶性成人肿瘤、儿童肿瘤及脑转移瘤等。组织病理学、基因组学、表观遗传学以及单细胞测序分析表明，IPTO模型能真实保留了肿瘤的异质性及分子特征，对于筛药，精准诊治，以及分子机制研究提供了几乎近似体内的环境和特点，尤其是一些偏良性、体外难以成瘤的脑肿瘤更加重要。与传统的脑瘤类器官模型相比，IPTO模型的成功率更高，能够维持肿瘤免疫微环境特别是免疫细胞细胞的组成，并高度保持肿瘤内部的空间异质性。研究团队开展了一项前瞻性临床验证，利用IPTO模型预测胶质母细胞瘤患者对标准化疗药物替莫唑胺的反应，结果表明IPTO模型明显优于临床上常用的指标MGMT甲基化，可以精准预测病人对化疗的反应；并且可以在2-3周内完成，表明IPTO技术成功达到了预测性临床前模型的标准，可以用于临床实践。

新闻链接：

https://shmc.fudan.edu.cn/news/2025/0226/c1892a144280/page.htm

https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(25)00002-5

3.生命科学学院陈璐团队利用完整参考基因组精细分析现代人基因组中尼安德特渗入序列

2月17日，生命科学学院陈璐团队和上海交通大学毛亚飞团队合作在Genome Biology发表了“A Refined Analysis of Neanderthal-Introgressed Sequences in Modern Humans with a Complete Reference Genome”的文章。研究表征了T2T-CHM13中94个现代人特异高频尼安德特单倍型，其中10个为全新发现的单倍型，包括2个非洲特异、2个非非洲共享、4个非洲/欧洲共享以及2个非洲/东亚共享高频单倍型。相关单倍型包含代谢、离子通道、嗅觉及癌症等相关基因。以上研究表明了完整参考基因组可揭示新的适应性渗入信号，深化我们对人类进化与基因选择的理解。该研究表明，完整参考基因组T2T-CHM13在鉴定现代人群中尼安德特渗入序列方面具有显著优势，并深入解析了T2T-CHM13特异性远古人类渐渗信号及其基因组特性，并阐明了群体特异性古人遗传变异对功能表型的全新影响。

新闻链接：

https://life.fudan.edu.cn/f6/62/c28140a718434/page.htm

https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-025-03502-z

4.复旦大学附属妇产科医院王红艳课题组合作发现LncRNA调控YAP活性促进心肌细胞增殖和肿瘤生长的新机制

2月17日，复旦大学附属妇产科医院王红艳课题组联合上海交通大学医学院附属第九人民医院沈键锋教授，在国际学术期刊Cell Death & Differentiation上发表了题为“The LINC01315-encoded small protein YAPer-ORF competes with PRP4k to hijack YAP signaling to aberrantly promote cell growth”的研究成果，揭示了长链非编码RNA编码短肽调控YAP活性导致细胞增殖异常相关疾病的新机制。该研究利用课题组前期在正常发育心脏中和不同癌症患者中获得的多组学数据，筛选出参与其中的lncRNA交集，并经系列体外生化实验证实其与细胞增殖关系紧密。研究人员聚焦其中能显著控制肿瘤细胞增殖的长链非编码RNA基因—LINC01315开展研究，鉴定到其编码的一个功能短肽，将其命名为YAPer-ORF。分子机制研究显示，该短肽能够竞争性结合YAP1的核内磷酸激酶PRP4K，从而抑制YAP1的磷酸化修饰，造成核内YAP1滞留，从而过度激活靶基因表达，促进细胞增殖。该研究为深入理解YAP信号通路的分子周转和LncRNAs调控细胞增殖提供了新证据，开发出的靶向YAPer-ORF的中和抗体有望为临床葡萄膜黑色素瘤的治疗提供新策略。

新闻链接：

https://shmc.fudan.edu.cn/news/2025/0226/c1892a144278/page.htm

https://www.nature.com/articles/s41418-025-01449-z

5.药学院孙涛、蒋晨团队设计构建聚焦肿瘤蛋氨酸代谢和表观遗传的纳米调节器

2月22日，药学院孙涛副教授、蒋晨教授团队设计构建了一种干预肿瘤蛋氨酸摄取并联合免疫原性化疗的共递送纳米调节器（AS-F-NP）。其通过沉默Lat4限制肿瘤的蛋氨酸掠夺，干预肿瘤的表观遗传可塑性并同时恢复微环境中蛋氨酸的水平和免疫效应细胞的活力和功能，同时联合免疫原性化疗，在两种不同的肺转移肿瘤模型中表现出了卓越的激活抗肿瘤免疫和消除癌症干细胞的潜力。近日，相关成果以“A Methionine Allocation Nanoregulator for the Suppression of Cancer Stem Cells and Support to the Immune Cells by Epigenetic Regulation”为题，在线发表于国际知名期刊《先进科学》（Advanced Science）。

新闻链接：

https://shmc.fudan.edu.cn/news/2025/0226/c1892a144279/page.htm

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202415207

6.脑科学研究院杨振纲团队揭示大脑皮质胶质细胞命运决定的关键机制

2月25日，脑科学研究院杨振纲团队以“NOTCH, ERK, and SHH signaling respectively control the fate determination of cortical glia and olfactory bulb interneurons”为题在《美国国家科学院院刊》（PNAS）发表论文，为全面理解大脑内各种细胞发育的基本规律增添了新的知识。该研究系统地阐述了多种信号通路是如何协同调控神经胶质细胞的发育起始和随后的命运决定。研究发现，在小鼠皮质发育过程中，放射状胶质细胞（神经干细胞）经历从神经发生向胶质发生的范式转换：早期神经干细胞通过不对称分裂产生Neurog2+ 投射神经元前体细胞（PyN-IPCs），后期随着ERK和SHH信号通路的不断增强，从而触发了胶质发生的开关，由此神经干细胞便不再产生PyN-IPC和神经元，而是开始产生了一种具有可以生成三种不同类型细胞的“三潜能前体细胞”（TRI-IPC）。研究结果进一步显示，当TRI-IPC产生之后，NOTCH-HES信号通路首先决定了TRI-IPC分化为大脑皮质内的星形胶质细胞，随后ERK-SHH协同促进了少突胶质细胞的命运决定，最后SHH-SMO-GLI信号决定了TRI-IPC开始产生迁往嗅球的中间神经元。该研究接着分析了国际人脑单细胞RNA测序数据库，证实该机制在人类大脑皮质发育中的保守性，即调控哺乳动物大脑皮质胶质细胞产生和命运决定的基本规律和分子机制是一致的。

图哺乳动物（人和小鼠）大脑皮质神经发生向胶质发生的转化，以及星形胶质细胞，少突胶质细胞，嗅球中间神经元命运决定的细胞和分子机制模式图

新闻链接：

https://shmc.fudan.edu.cn/news/2025/0303/c1892a144318/page.htm

https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2416757122

交叉研究领域

1.工程与应用技术研究院张壮团队设计制造可持续性双闭环机器人系统与基于刚弹软耦合的高频气动振荡器

2月7日，工程与应用技术研究院青年研究员张壮与西湖大学讲席教授姜汉卿团队、上海交通大学陈根良教授、王皓教授团队分别共同报道了一种“可持续性双闭环机器人系统”与一种“基于刚弹软耦合的高频气动振荡器”。相关研究工作以“Biodegradable Origami Enables Closed-Loop Sustainable Robotic Systems”以及“A non-electrical pneumatic hybrid oscillator for high-frequency multimodal robotic locomotion”为题分别发表于Science Advances与Nature Communications。

研究团队将可生物降解纤维素薄膜与可变形折纸技术结合，辅以同样可生物降解的明胶离子凝胶，提出了一种构筑可持续和可生物降解的模块化自感知折纸机器人的新方法。可持续折纸机器人模块由甘油增塑的纤维素薄膜、3D打印固定板以及明胶基离子凝胶传感器组成。纤维素折纸与明胶基凝胶分别利用水系溶剂体系进行制备，两者的合成过程均不使用任何环境不友好的有机溶剂，构筑机器人系统过程的可持续性显著提升。利用该方法构筑的可持续性软体机器人系统同时实现了生态循环（生长-加工-降解）和机器人功能（驱动-传感-交互）的双闭环系统。这种方法可以为高塑性材料和软体机器人应用场景之间架起一座桥梁，有望进一步推动高强度塑性材料在软体机器人领域的应用。

图可持续性折纸机器人系统的构筑方法

研究团队提出了“面向机器人多模式驱动的无电子化高频气动振荡驱动器”，并提供了一种全新的气动机器人驱动方式。本研究引入了刚弹软耦合的设计理念，将折展驱动腔、屈曲双稳态梁和柔性换向阀结合，通过特殊流道设计构建反馈回路，从而实现单驱动器独立振荡，无需下拉电阻。该设计通过铰接双稳态梁在失稳跳变过程中主被动轴的相位差，构建了流道切换窗口，大幅提升了频响带宽，成功实现了高达51Hz的振荡频率。这一性能大幅超越了现有无电子化气动振荡驱动器，同时在性能上也明显优于基于传统电磁阀的气动驱动器。该创新突破了现有无电子化驱动器在功能和驱动频率方面的限制，具备了高频工作、驱动功能多样、相位可调等显著优点，能够应用于多种机器人驱动场景。

图面向机器人多模式驱动的无电子化高频气动振荡驱动器

新闻链接：

https://faet.fudan.edu.cn/f6/b5/c23814a718517/page.htm

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ads0217

2.工程与应用技术研究院、智能机器人研究院仿生结构与机器人实验室(BSRL)在仿蚯蚓移动机器人领域发表最新成果

1月底，工程与应用技术研究院、智能机器人研究院仿生结构与机器人实验室（BSRL）在仿蚯蚓移动机器人领域的最新研究成果“Continuum modeling and dynamics of earthworm-like peristaltic locomotion”发表在力学旗舰期刊Journal of the Mechanics and Physics of Solids上发表。蚯蚓的蠕动运动机制在仿生机器人领域具有广泛的应用前景，尤其是在管道检测、医疗内窥镜等领域。本研究提出了一种新的连续动力学模型，通过实验测量蚯蚓的拉伸特性和地面反作用力，精确表征了蚯蚓的非线性本构模型和各向异性库仑干摩擦模型，并基于此构造了包含非线性本构、惯性效应、摩擦力和应变波的仿蚯蚓蠕动运动连续体动力学模型。该模型为蚯蚓及仿蚯蚓机器人的运动分析提供了新的理论工具，能够更准确地描述实际运动中的复杂动力学行为，该模型在仿生机器人设计、控制和性能优化方面具有广泛的应用前景，尤其是在狭窄空间中的移动机器人领域。