新学期伊始,岁月留下耀眼的足迹。寒假期间,山大人用勤奋作锄犁,耕耘出山大学术的新局面。下面,就跟着姗姗和大山一起了解最新的学术动态吧!

01

张玉忠教授团队刊发大肠杆菌分裂

机制研究新进展

近日,山东大学微生物技术国家重点实验室张玉忠教授团队在Science Advances在线发表了题为“In situ visualization of Braun’s lipoprotein onE. colisacculi”的研究论文。微生物技术国家重点实验室博士生盛琪以及硕士生张梦瑶、刘思敏为并列第一作者,张玉忠教授、苏海楠教授以及英国谢菲尔德大学Simon Foster教授为共同通讯作者,山东大学微生物技术国家重点实验室为第一完成单位和通讯作者单位。

菌体分裂是细菌最重要的生命活动之一。革兰氏阴性细菌分裂过程中,外膜、肽聚糖层和内膜这三层包被结构需要协同内陷,才能使子细胞完成正常分离。在这三层结构中,肽聚糖层和内膜的内陷机制已经得到深入揭示,但是外膜的内陷机制尚不完全清楚。一般认为外膜的内陷是一个被动拉拽的过程,由具有肽聚糖结合能力的外膜蛋白执行。目前仅发现肽聚糖结合脂蛋白Pal参与了外膜内陷过程,但是Pal缺失后细菌依然可以完成分裂。另一个潜在的有可能参与到外膜内陷过程的蛋白是布氏脂蛋白Lpp。Lpp是大肠杆菌中数量最多的蛋白,也是唯一一种共价结合到大肠杆菌肽聚糖层上的蛋白。但是自1969年发现至今50余年来,一直无法实现对其原位的高分辨率直接观察,阻碍了对其生理功能的深入理解。

研究团队针对该问题,建立了基于原子力显微镜技术的肽聚糖结合蛋白的高分辨率显微观察方法,首次通过直接观察揭示了Lpp以极高的密度分布于大肠杆菌肽聚糖层外侧面。同时研究发现Lpp和Pal之间存在空间互斥的相互作用。在分裂过程中,大肠杆菌会优先使用Pal执行外膜拉拽功能,以完成菌体的正常分裂。在存在Pal的情况下,由于空间互斥作用的存在,Lpp会在大肠杆菌分裂的时候避让开菌体中部的分裂位置,在细胞壁上形成一个无Lpp的环带区域。而当Pal缺失之后,大肠杆菌会将Lpp招募到分裂位置,使用Lpp替代Pal执行外膜拉拽功能,使菌体在缺失Pal的情况下依然能够完成正常分裂。

该工作首次建立了细菌细胞壁肽聚糖层结合蛋白的高分辨率显微观察方法,发现了一个前所未知的Lpp和Pal之间的空间相互作用,在此基础上揭示了Lpp在大肠杆菌分裂过程中所扮演的角色,对深入理解革兰氏阴性细菌的分裂机制具有重要意义。

该工作由山东大学、中国海洋大学、谢菲尔德大学、利物浦大学等单位的相关学者合作完成。研究工作得到了国家自然科学基金、泰山学者攀登计划、科技部重点研发计划等项目的资助。

02

韩佶颖教授团队发表在线学习支持

与网络学习技术使用方式最新

研究成果

外国语学院韩佶颖教授团队在教育技术领域全球排名第一位的SSCI一区顶级期刊Computers & Education(2021影响因子:11.182)发表了最新研究成果“University students’ approaches to online learning technologies: The roles of perceived support, affect/emotion and self-efficacy in technology-enhanced learning”。韩佶颖教授为第一作者,2020级硕士研究生耿晓慧为第二作者兼通讯作者,山东大学为第一作者单位。

随着技术深度融入学生学习过程,技术增强学习(technology-enhanced learning)已成为提高教育教学质量的重要战略。在此背景下,学生的学习质量很大程度上取决于他们对网络学习技术的使用。其中,在线学习作为技术增强学习的一种重要形式,在疫情期间得到广泛应用。该研究基于学生学习方式理论框架,通过对来自山东省两所高校共7210名学生进行问卷调查,探讨了在线学习环境下大学生网络学习技术使用方式与在线学习支持、学习者情绪以及在线学习自我效能感的关系。

研究发现,在线学习支持与大学生对网络学习技术的深层使用方式呈正相关,与网络学习技术的浅层使用方式呈负相关。此外,该研究验证了情绪和自我效能感在同伴和技术支持对网络学习技术深层使用方式的影响中的重要中介作用。该研究进一步深化了对大学生网络学习技术使用方式的理解,为提升技术增强型学习环境下的教育教学质量提供了重要启示,进而为助力数据驱动下的全球教育教学发展贡献了中国智慧。

2020年新冠肺炎疫情暴发以来,韩佶颖教授带领的课题组积极开展线上教学发展系列研究,面向全校本科生和从事本科教学的教师先后完成了四次调研任务,提交调研报告两份。该团队已在Computers & Education等国际核心期刊上发表了6篇国际领先的前沿代表性研究成果,并获批2021年教育部人文社科基金项目1项。系列成果不仅直接服务于学校本科教学,也为疫情以来全球高等教育界所关注的在线教育教学议题提供了重要的理论及实证支持。

韩佶颖现为山东大学外国语学院教授、博士生导师,主要从事教师专业发展、课堂环境、外语教育等方面的研究,2021、2022年连续两次入选爱思唯尔“中国高被引学者”榜单。耿晓慧现为山东大学外国语学院英语语言文学专业硕士研究生,主要研究方向为在线学习环境与学生发展,先后荣获国家奖学金、山东省国外语言学学会年会优秀论文一等奖、山东大学优秀研究生、山东大学优秀共青团员、外国语学院“年度团支部之星”“学院年度榜样人物”等荣誉。

03

马春红与王健伟合作发现冠状病毒

广谱抗病毒新靶点和干预策略

日前,山东大学马春红团队与中国医学科学院病原生物学研究所王健伟团队合作,发现冠状病毒家族S蛋白胞内半胱氨酸富集区(CRD)是调控冠状病毒感染和膜融合的保守功能域,设计合成的S-CRD穿膜多肽可有效抑制包括Omicron毒株在内的多种人冠状病毒的复制,为广谱抗冠状病毒治疗提供了新靶点和干预策略,相关工作以“Peptide targeting the interaction of S protein cysteine-rich domain with Ezrin restricts pan-coronavirus infection”为题,发表在Signal Transduct Target Ther杂志上,并授权国家发明专利。山东大学基础医学院副研究员武专昌、中国医学科学院病原生物学研究所研究员雷晓波和临沂大学教授王鑫为该论文第一作者,马春红教授、王健伟教授为共同通讯作者。

本世纪初短短20年内,SARS-CoV、MERS-CoV、SARS-CoV-2三种冠状病毒接连出现,严重危害人类健康,特别是新冠疫情席卷全球,至今仍肆虐不止。伴随新冠病毒的不断变异,当下流行的Omicron变异毒株传播能力更强,并呈现接种疫苗后的突破性感染,给疫情防控带来了极大挑战。深入研究冠状病毒感染的调控机制,寻找新的干预靶点,开发广谱的冠状病毒抗病毒药物,不仅对限制SARS-CoV-2等已知冠状病毒的感染与传播具有重要意义,同时也为应对未来可能出现的其他新型冠状病毒的战略储备具有深远意义。

研究人员首先发现CRD结构域存在于所有冠状病毒属S蛋白胞内段,细胞融合和假病毒感染实验证实CRD是S蛋白介导膜融合和病毒感染所必需的保守功能域。为探究CRD是否可作为干预靶点,基于竞争性抑制思路,合成了S-CRD穿膜多肽,其可抑制包括SARS-CoV-2在内的多种人冠状病毒S蛋白诱导的细胞融合和假病毒感染。作者进一步在HCoV-229E和SARS-CoV-2病毒感染模型中进行了测试,发现S-CRD多肽不仅能显著抑制HCoV-229E病毒的复制,还能高效抑制SARS-CoV-2 alpha和Omicron毒株在不同细胞模型中的复制(如图)。机制研究发现S蛋白通过CRD结构域与Ezrin相互作用,进而触发细胞骨架重塑介导的膜融合过程,而S-CRD多肽能竞争性抑制S蛋白-Ezrin结合,发挥限制细胞融合和病毒感染的作用。

S-CRD多肽可有效抑制HCoV-229E和SARS-CoV-2不同毒株的病毒复制

此工作揭示了被忽视的S蛋白胞内CRD结构域在多种冠状病毒复制中的关键作用,并首次证实S蛋白CRD结构域可作为广谱抗冠状病毒药物研发的新型干预靶点。课题设计的多肽药物具有良好的抗病毒作用和临床应用潜力,进一步对多肽序列、修饰和递送方式进行优化,并在动物水平验证其广谱抗冠状病毒感染的作用,有望为新冠疫情及多种冠状病毒感染提供新的防治手段。

04

文学院博士研究生王春翔

在《文学遗产》发表论文

近日,文学院2021级博士研究生王春翔(导师孙学堂教授)在《文学遗产》2023年第1期发表研究文章《被遮蔽的明代清澹派》。王春翔为本篇论文的独立作者,山东大学文学院为第一完成单位。

该论文推翻了文学史上关于“明代中唐派”的“定论”,认为推崇大历的“中唐派”实应为宗法王、孟的“清澹派”。论文还揭橥了被长期忽视的清澹派与格调派围绕何为盛唐最高取法对象的重要论争,进而在一定程度上还原了明代中后期诗学的发展脉络。

该论文在导师孙学堂教授的悉心指导下完成,并荣获文学院第四届研究生学年论文报告会一等奖。2018年,文学院制定了《山东大学文学院学年论文办法》。办法规定,从2018级研究生开始,在读研究生要每年提交一篇学年论文。学年论文考核列入研究生培养方案,计2个学分。研究生学年论文报告会制度提高了学生在选题意识、史料辨析和方法应用各方面的能力,发掘了青年学子的学术潜质,推动了高质量学术成果的产出,具有引领性和示范性的作用。据不完全统计,20余篇研究生学年论文已经陆续在《文学评论》《文学遗产》《文艺理论研究》等重要学术期刊上发表。

05

岳寿伟荣获中国康复医学会

科学技术奖一等奖

1月7日,2022中国康复医学会综合学术年会开幕式举行,会上颁发了中国康复医学会科学技术奖,山东大学齐鲁医院康复科岳寿伟教授主持的项目“食管上括约肌肉毒毒素精准化注射技术研究与应用”从数百项项目中脱颖而出,荣获一等奖。

该项目聚焦延髓性麻痹所致顽固性吞咽障碍这一困扰康复界的重要难题,在国内国际上首次提出了利用导管球囊造影辅助CT/B超定位下食管上括约肌肉毒毒素注射的方法,在《中国康复医学杂志》封面文章及经典吞咽杂志Dysphagia发表。项目还发现延髓性麻痹患者食管失弛缓节段不仅仅局限于环咽肌,而是整个食管上括约肌范围,应分点注射至整个食管上括约肌节段,为临床进行环咽肌失弛缓症肉毒毒素注射治疗的定位指明了方向。

延髓卒中及损伤患者常出现吞咽障碍,主要表现为环咽肌失弛缓导致吞咽时食管上口不能开放或开放不全,而对于常规康复训练及球囊扩张术治疗无效的此类患者,临床一直无特效治疗方法。患者需长期留置胃管或胃造瘘,或行环咽肌切开术,这些方法给患者身体及心理带来极大的痛苦,不能被广泛接受。环咽肌肌肉体积较小,且颈部结构复杂,精准定位极其困难,因此环咽肌肉毒毒素注射技术一直以来未得到广泛应用。岳寿伟教授团队以临床病例为导向,创新思维,提出的这一定位注射方法,应用于吞咽障碍患者后取得了良好的疗效,已有近百例来自全国各地的患者慕名前来治疗。自首次报道以来,以本技术为参考,国内关于食管上括约肌肉毒毒素注射应用的报道不断增多。该技术在省内外多家医院应用,为临床治疗顽固性环咽肌失弛缓,提供了精准有效且创伤小的方案,创造了良好的社会经济效益。本项目紧扣临床问题,具有极强的创新性,是中国康复工作者对世界康复治疗方法的创新贡献,得到了评审专家的一致认可,授予一等奖。

中国康复医学会科学技术奖主要奖励在康复医学科学技术进步活动中取得优秀成果的集体和个人,坚持以创新为导向,鼓励团结协作、联合攻关,促进康复医学科学研究向康复医学能力转化,促进康复医学创新发展。

06

刘联教授团队

在胃癌新辅助免疫治疗领域研究

获得新进展

近日,山东大学齐鲁医院肿瘤内科刘联教授团队在胃癌新辅助免疫治疗研究领域再次获得新进展,团队在国际权威期刊Nature Communications (中科院1区,IF = 17.694)发表题为“Neoadjuvant therapy with immune checkpoint blockade, antiangiogenesis, and chemotherapy for locally advanced gastric cancer”的研究论文,在国际上率先报道了免疫治疗联合抗血管治疗及化疗在胃癌新辅助/转化治疗中的临床研究结果。刘联教授为通讯作者,肿瘤内科李松副教授、普外科于文滨教授为共同第一作者。山东大学齐鲁医院为第一作者和通讯作者单位。本课题由医院肿瘤内科、普外科、病理科、放射科、药剂科等多学科团队共同完成。

临床分期为cT4a/bN+的局部晚期胃癌患者处于可手术和不可手术的临界状态,根治性切除率低,患者预后差。针对这一临床难点问题,刘联教授团队于2019年4月发起的II期临床试验,创造性地把免疫检查点抑制剂和抗血管新生药物及化疗药物联合应用,适用于cT4a/bN+胃癌患者的新辅助或转化治疗,获得了较好的降期率、R0切除率、病理缓解率以及安全性。同时,结合全外显子测序、转录组学测序、TCR测序等多组学研究,发掘了多个预测病理反应的生物标志物,包括RREB1和SSPO突变、免疫相关特征、外周T细胞扩展评分等。同时,研究揭示了在新辅助免疫治疗期间肿瘤亚克隆、免疫微环境及T细胞克隆的动态变化。研究结果不仅提供了术前新辅助/转化治疗的有效方案,为局部晚期胃癌术前治疗提供了循证医学证据,而且阐释了免疫治疗对胃癌肿瘤微环境的重塑作用及其可能机制。研究摘要已于2021年被美国肿瘤学年会(ASCO)收录为壁报并在权威期刊Journal of clinical oncology发表。

刘联教授团队长期致力于胃癌基础与临床研究领域,注重成果创新和临床转化。近年来,联合普外科于文滨教授团队,临床研究中心吕明教授团队及院内多个专业开展相关研究20余项,其中,国自然基金6项、IIT研究10余项,发表SCI文章30余篇,其中IF 20分以上文章3篇,10分以上文章2篇,5分以上10余篇,并多次在ESMO, ASCO等国际顶级肿瘤学会议上报告临床研究与转化研究成果。

07

山东大学齐鲁医院陈玉国/徐峰团队

获批一项国家标准立项

近日,由山东大学齐鲁医院急诊科、山东省急危重症临床医学研究中心陈玉国教授、徐峰教授团队申请的一项关于心脏骤停调查的国家标准已通过公示,经国家标准化管理委员会会议审核,正式获批立项。

心脏骤停是严重威胁人类生命健康的重大公共卫生问题之一,其高致死率和致残率一直受到社会各界的广泛关注。我国心脏骤停形势较为严峻,心脏性猝死人数居世界首位。

近年来,陈玉国/徐峰团队针对这一关键问题开展了大量工作,包括分析总结我国心脏骤停救治现状、深入调查我国急救系统和医院的运行管理模式、制定统一的数据字典、采集规范和数据分析方法并反复讨论修订,申请到国家重大项目牵头开展全国调查,与中国标准化研究院等单位深度交流等。通过理论与实践的交互推进,在标准制定这一领域不断学习和探索,先后参与制定和申报数项行业标准,经过数年经验积累,并通过与中国标准化研究院的合作,最终撰写形成了我国心脏骤停登记调查基本内容和数据规范的相关标准,顺利通过了国家标准制定立项申报。

该标准是山东大学齐鲁医院首次牵头立项的国家标准,是医院在该方面工作的一个新开端,将助力医院“三中心一试点”创建重点工作的推进。

08

空间科学攀登团队

发现火星尘暴中碳酸盐形成新机理

近日,山东大学“太阳爆发及其对行星空间环境的影响”攀登团队行星科学课题组在火星大气与地表相互作用方面取得新进展,课题组通过模拟实验发现并验证了火星尘暴中的气体—固体多相电化学反应可以形成碳酸盐尘埃。与传统的碳酸盐的形成需要水参的认识不同,该反应机理无需水参与。该研究揭示了一种火星碳酸盐形成的新机理和火星固碳的新途径。1月11日,该项工作以“Solid−gas carbonate formation during dust events on Mars.”为题,以前瞻性文章(Perspective)的形式在线发表于国际权威期刊National Science Review(《国家科学评论》,最新影响因子23.178)上。团队博士研究生毛文硕为第一作者,付晓辉副研究员和武中臣教授为论文的共同通讯作者。

火星尘暴中碳酸盐形成途径示意图

自亚马逊纪以来,火星表面环境特征与当前的情况基本一致:寒冷、干燥、稀薄的二氧化碳大气,以及频发的沙尘暴现象。团队推测尘暴放电生成碳酸盐的过程可能在火星表面已经持续发生了30亿年,约~0.56 mbar的大气二氧化碳被固化形成碳酸盐。

该研究对于认识火星大气与表面物质的相互作用、火星大气演化具有重要启示意义。基于模拟实验研究,行星研究团队近年来提出火星尘暴活动引发火星表面高氯酸盐的形成,发现氯化钠出现晶体缺陷(色心现象)等一系列重要工作。该研究进一步扩展和深化了我们对火星大气与表面物质强相互作用的认识。火星大气固碳过程从30亿年前一直活跃至今,深刻影响了火星上氯/碳等元素循环和大气成分的演化。

该成果得到了中国科学院B类先导专项(XDB 41000000)、国家自然科学基金(42173045、42273039等)、民用航天技术预先研究等项目资助。其他相关的研究工作正在持续的推进过程中。

论文信息:Wenshuo Mao, Xiaohui Fu*, Zhongchen Wu*, Jiang Zhang, Zongcheng Ling, Yang Liu, Yu-Yan Sara Zhao, Hitesh G Changela, Yuheng Ni, Fabao Yan,Yongliao Zou.Solid−gas carbonate formation during dust events on Mars. National Science Review, 2023, nwac293, https://doi.org/10.1093/nsr/nwac293

09

物理学院杨再兴课题组

在低功耗源栅晶体管研究中

取得新进展

近期,物理学院杨再兴课题组在低功耗源栅晶体管研究中取得系列新进展,一是成功实现低功耗氧化物源栅晶体管并对眼电信号进行有效监测,二是成功构筑低功耗纳米线源栅晶体管并实现高性能光电探测器。

进展一:成功实现低功耗氧化物源栅晶体管并对眼电信号进行有效监测

源栅晶体管及其眼电图探测

现阶段,大多数基于氧化物的源栅晶体管是通过真空气相生长技术制造的,严重限制了大面积制备的适用性,并且需要大量的资本投入。相比之下,溶液制备金属氧化物半导体和介电体薄膜,由于在室温下的大面积可加工性、低成本、机械柔性和大面积电学/形貌均匀性等优点,引起了广泛的研究兴趣。但是,鲜有利用溶液法制备的氧化物薄膜构筑源栅晶体管的研究。鉴于此,物理学院杨再兴教授课题组与美国西北大学、中国电子科技大学合作,采用溶液法制备了同质结氧化物薄膜并首次成功构筑了低功耗的源栅晶体管。相关研究结果以"High Performance and Low Power Source-Gated Transistors Enabled by a Solution-Processed Metal Oxide Homojunction”为题发表在PNAS(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)(2023, 120, e2216672120)期刊上,山东大学特别资助类博士后庄昕明博士为论文共同第一作者。这一研究结果在可穿戴医疗传感和人机接口方面的应用潜力巨大。

进展二:成功构筑低功耗纳米线源栅晶体管并实现高性能光电探测器

源栅晶体管工作示意图及性能比较

一维纳米材料具有优异的光吸收能力、优异的载流子分离与收集能力、优异的机械灵活性、丰富的表面态调控功能及良好的兼容性,具有应用于光电探测器中的独特的优势。然而,鲜有利用纳米线构筑源栅晶体管的研究,并且基于纳米线源栅晶体管的光电探测器的研究仍处于一片空白。近几年,转角电子学发展迅速,其中将具有二维晶体结构的半导体高质量生长为有一定旋转角度的一维纳米线也是热点。鉴于此,物理学院杨再兴课题组首次研究了基于该种纳米线的源栅晶体管及其光电探测行为。相关研究结果以“New Approach to Low-Power-Consumption, High-Performance Photodetectors Enabled by Nanowire Source-Gated Transistors”为题发表在Nano Letters(2022, 22, 9707–9713)期刊上,山东大学物理学院2021级博士生王明绪为论文第一作者。这一研究结果有望应用于光学逻辑运算、人工神经形态系统、可切换光成像和光通信等领域。

以上研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、山东省泰山学者、山东大学杰出青年学者、山东大学青年交叉创新群体、山东省自然科学基金、山东省博新计划等项目的资助。

10

初波教授团队揭示色氨酸代谢

调控肿瘤细胞铁死亡可塑性

1月11日,基础医学院初波教授团队主导,联合东南大学柴人杰教授、深圳湾实验室尹成骞教授团队,在Advanced Science(中科院一区,5年平均IF:18.939)上在线发表题为“Tryptophan metabolism acts as a new anti-ferroptotic pathway to mediate tumour growth”的研究成果,揭示了色氨酸的两种代谢物血清素(5-HT)和3-羟基邻氨基苯甲酸(3-HA)通过非经典的铁死亡通路来抑制铁死亡的新机制,靶向这一途径将有望成为新的癌症治疗手段。基础医学院博士研究生刘冬、基础医学院助理研究员梁春惠、基础医学院博士研究生庄晓和深圳湾实验室博士研究生黄斌为本文共同第一作者,初波教授、柴人杰教授和尹成骞教授为共同通讯作者,山东大学为第一作者单位和通讯作者单位。

氨基酸代谢在铁死亡调控中发挥重要作用。众所周知,甲硫氨酸通过转氨作用转化为半胱氨酸保护肿瘤免于铁死亡,但其他氨基酸能否独立于半胱氨酸途径调控铁死亡在很大程度上还是未知的。本文中,研究者发现色氨酸代谢物5-HT和3-HA能保护肿瘤细胞免于铁死亡进而促进肿瘤生长,并且发现5-HT和3-HA并非通过传统的铁死亡通路调控铁死亡,而是作为自由基捕获抗氧化剂(RTA)来消除脂质过氧化,从而抑制铁死亡。色氨酸代谢有两条途径,serotonin pathway和kynurenine pathway,在serotonin pathway 中,单胺氧化酶A(MAOA)通过降解5-HT消除其保护作用,在细胞中敲除MAOA促进了5-HT的积累,抑制肿瘤细胞发生铁死亡从而促进肿瘤生长;在kynurenine pathway中,kynureninase (KYNU)催化3-HA的生成使细胞抵抗铁死亡的发生,而3-羟基邻氨基苯甲酸酯3,4-双加氧酶 (HAAO)通过降解3-HA消除了其介导的铁死亡抵抗作用。此外,HAAO的表达水平与多种癌症的临床预后呈正相关。总之,研究结果表明,色氨酸代谢物通过一种新的方式抵抗铁死亡的发生促进肿瘤生长。

初波教授团队长期致力于肿瘤代谢驱动细胞死亡方向的研究,相关成果发表在Nature Cell Biology, Nature Communications和Cell Death& Differentiation等杂志上。

素材来源 | 山东大学融媒体中心

编辑 | 宋奕蕾

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