发育程度

邻苯二甲酸酯被怀疑可能导致性早熟等，欧盟和美国早已在塑料儿童玩具中禁用 　　【财新网】中国市场上销售的多款塑料玩具，被指环境激素浓度远远超出欧盟和美国的标准，可能危害儿童健康。 　　5月18日，国际环保组织绿色和平发布报告称，其委托独立第三方实验室对京沪穗港四城市购买的30份塑料儿童玩具检测发现，其中19份环境激素邻苯二甲酸酯的浓度超过10%。 　　邻苯二甲酸酯是一类增塑剂，包括邻苯二甲酸二异辛酯(DEHP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)等。在塑料加工时添加增塑剂，可使其柔韧性增加。但人体长期接触这类物质，会影响内分泌和生殖系统，被怀疑可能导致性早熟、精子质量下降等。 　　幼儿正处于内分泌系统、生殖系统发育期，玩耍玩具过程中因吮吸等行为更有可能直接暴露于邻苯二甲酸酯之中。复旦大学研究人员曾检测110例性早熟女童和100例正常儿童血清中邻苯二甲酸酯的含量，发现性早熟女童被DEHP和DBP污染的程度均比正常儿童严重得多。 　　关于邻苯二甲酸酯如何管控，成为国际社会关注的一大热点。欧盟和美国已要求所有儿童玩具和用品中禁用DEHP、DBP和BBP三种物质的浓度总和百分比不得超过0.1%。不仅如此，欧盟还在2011年2月将这三种物质列入了化学品“淘汰名单”，三五年后或将被禁止出现在所有用品之中。在中国，关于邻苯二甲酸酯在塑料玩具材料内的含量尚未有严格限制。 　　2011年4月，绿色和平在北京、上海、广州和香港四大城市随机购买了聚氯乙烯(PVC)材质的玩具样品30份，包括幼儿玩具、幼儿戏水用具、幼儿泳圈、婴儿游泳池等。 　　一个与此相关的好消息则是，绿色和平同时搜集了20份聚碳酸酯(PC)材质的婴儿奶瓶、餐具、摇玲等，委托检测另一种环境激素双酚A的含量，结果均低于可检测值。 　　在此次绿色和平的报告中，山东曲阜冠达球业有限公司一只绿色玩具球邻苯二甲酸酯被指含量高达约43%，实属罕见。 　　5月19日，冠达球业销售部一位工作人员对财新记者解释说，如果客户要求产品是环保的，认可高一点的价格，他们就会使用环保材料做成环保产品，比如客户要求产品进入欧洲市场，那就必须做成环保的产品。但是，有些客户不认可高价格，不需要环保材料做的产品，产品当然就不是环保的，怎么检测都不会合格。“如果都要求使用环保材料而我们没用，是我们的过错。可是现在有的人不认可，你做成环保产品给出高价格，他们不买你的账。”

2023年2月，中科院遗传发育所、中科脂典的相关研究人员在《Trends in Analytical Chemistry》(IF: 14.9)上发表了题为“Embracing Lipidomics at Single-cell Resolution: Promises and Pitfalls”的综述文章，总结了单细胞脂质组学当前的技术进展和瓶颈，讨论了在单细胞水平分析脂质的独特技术挑战(特别是准确的脂质鉴定和定量的重要性)，并例举了单细胞脂质组学在生物学和临床医学中的潜在应用。(中科院遗传发育所王泽华博士和曹明君博士为本文的第一作者，中科院遗传发育所税光厚研究员和中科脂典技术总监Sin Man Lam博士为本文的共同通讯作者。)　　1、引言　　脂质作为细胞膜和细胞内细胞器(如脂滴)的主要组成部分，发挥着一系列复杂的生物物理、能量储存和信号传导功能，这些功能是细胞机制正常运转的基础。脂质代谢失调涉及多种主要疾病，包括糖尿病、心血管疾病、代谢相关性脂肪肝(MAFLD)、癌症、神经退行性疾病、传染病等。近几十年来，随着脂质组学的蓬勃发展以及分析工具/技术的改进，脂质的结构和生物学复杂性才开始被解开。　　质谱(MS)是广泛用于脂质组学领域的主要分析技术，相对于其它方法，它具有更高的灵敏度、更大的选择性、更强的稳定性和更高的特异性。质谱仪的快速发展，伴随着软件和数据库的进步，使得来自不同生物样本的各种生物液体(血浆、血清、尿液、唾液、泪液、痰等)、组织和亚细胞器中的脂质能够以前所未有的分辨率进行表征。脂质组覆盖范围的扩大极大地促进了疾病生物标志物的识别、表型验证以及假设的产生，并在脂质数据分析中提出了可能的系统方法，包括功能脂质模块的构建和脂质通路分析。　　脂质组学的典型工作流程和应用　　经典的脂质组学给出了构成生物样本的不同细胞群的“平均”图谱，这通常需要一个器官的代表性组织样本，使得最终构建的图谱能够反映一般的生物状态。然而，取一个有代表性的组织切片，忽略了脂质的空间分布，而脂质的空间分布往往具有重要的生物学意义。例如，该研究团队先前对金线鲃属洞穴鱼和地表鱼全脑切片的定量脂质组学研究发现，洞穴鱼中的硫苷脂(髓鞘的主要脂质成分)普遍减少。基质辅助激光解吸电离(MALDI)质谱成像(MSI)进一步揭示了洞穴鱼硫苷脂缺失的区域与中缝5-羟色胺能神经元的位置相对应。因此，金线鲃个体大脑脂质的空间分布图谱有助于证明5-羟色胺能神经元的脱髓鞘是洞穴鱼攻击性行为丧失的基础。　　随着光学成像和细胞内电生理学的技术创新，人们得以在单细胞分辨率下深入研究组织的生物结构，细胞异质性的普遍性变得明显起来。单个细胞与邻近细胞以及它们的原生微环境动态地相互作用和交流，最终影响由不同的单细胞脂质组(和代谢组)所反映的细胞内生物化学状态。事实上，早期组学的单细胞革命揭示了细胞异质性在无数生物环境中的普遍性。例如，单细胞蛋白质组学揭示了循环系统中肿瘤细胞表面蛋白在单细胞水平的异质表达，这些蛋白预测了对药物治疗的不同细胞反应，而随着疾病的进展，患者体内这些相同蛋白的平均表达并不能确定真正的治疗效果。在这篇综述中，作者讨论了单细胞水平的脂质组学革命如何从早期的组学开始，揭示细胞内以脂质为中心的见解，以及其潜在的应用和独特的技术挑战。　　2、单细胞脂质组学的新兴技术　　与单细胞基因组学和单细胞转录组学相比，单细胞脂质组学(和代谢组学)提供了最接近实际表型的数据信息。脂质组学与代谢组学的区别主要在于其关注非极性疏水代谢物，这些代谢物需要不同的提取和分析方案(例如需要不同的溶剂系统)。与信号可以扩增数百万倍的单细胞转录组学不同，高灵敏度对于单细胞脂质组学至关重要。此外，脂质在细胞内和细胞外的不同作用使细胞脂质组具有动态性和多功能性，这需要在采样时极度谨慎和快速，以便收集的细胞能够反映其原始状态。　　2.1 单细胞的取样　　经典脂质组学侧重于批量分析，以最小化组内的异质性，而单细胞脂质组学则侧重细胞间的差异。因此，收集技术应努力保持细胞异质性，并尽量减少来自邻近细胞和细胞外基质的污染。许多现有的样品处理或细胞分离策略可以扩展到单细胞脂质组学的采样中，包括膜片钳、微量移液、流式细胞荧光分选(FACS)和微流控单细胞阵列等。这些采样技术有其独特的优势和技术瓶颈，应根据组织或细胞类型的性质以及要解决的生物学问题逐案考虑选择。例如，倾向于成团粘附和/或对操纵敏感的细胞在采样过程中可能表现出较高的细胞死亡率，这会混淆数据并导致生物学错误解读。通常，非粘附细胞，如循环中的各种类型的血细胞，更易于进行高通量单细胞处理。组织的细胞外基质(ECM)的组成以及细胞分布各不相同，因此需要获得单分散细胞的优化方案，例如机械切割、酶解或这些方法的组合。特别是，与正常组织相比，病变组织(例如纤维化组织)可能具有明显不同的解离动力学，因此，优化分离方法以确保收集单分散、完整和有活力的细胞用于单细胞脂质组分析是非常重要的。　　膜片钳通常用于研究神经元、肌肉纤维和心肌细胞等易兴奋细胞，其优势是在相对原生状态下对细胞进行采样，通常来自新鲜的组织切片。然而，在膜片钳辅助的单细胞脂质组学分析中，在不破坏细胞膜的情况下分离完整的细胞是特别具有挑战性的。例如，使用膜片钳从灌注的小鼠大脑切片中捕获单个神经元细胞体不能完全保存轴突和相关终端的完整性，这可能会影响所得到的单个神经元脂质组数据。考虑到质膜是单细胞脂质组的重要组成部分，在单细胞分离过程中对质膜的损伤对单细胞脂质组分析尤为不利。此外，细胞损伤可能触发膜修复过程，这改变了原生细胞脂质组的特征，并混淆了下游分析。　　如果谨慎操作，精密微量移液管可以获得完整的细胞，但它的低通量低且相对耗时，因此更适合于感兴趣的稀有细胞类型的取样。　　FACS可将具有不同表型的单个细胞(由特定蛋白质(抗体)的荧光强度定义)排序到用户预定义的特定血管和缓冲液中，以实现相对高通量的单细胞分离，该方法错误率较低(低于1/100)，且细胞质膜通常保持完整。FACS的一个主要缺点是需要大量的细胞(超过10,000个)，因此不适合分离数量少的稀有细胞类型。悬浮细胞的要求也意味着细胞在采集样品之前不处于其原始状态，单个细胞的空间位置丢失。如果使用非质膜荧光标记物来标记细胞，则需要验证瞬时孔形成对特定质膜脂质和细胞内代谢产物的影响。　　微流控装置包括使用阀门、油滴或纳米管对单个细胞进行微型分隔。基于液滴的策略可能不适合单细胞脂质组学，如果单个细胞的包封是在油滴中完成的，这干扰了下游的脂质分析。油包裹的水滴为下游单细胞脂质组学提供了更好的选择，但是在去除油相期间需要谨慎，以获得相对清洁的液滴内细胞提取物用于下游分析。虽然微流控芯片的处理量高，对原料数量的要求较低，但其后的样本处理通常是在现场进行，这限制了 MS 在选择脂质提取方案进行下游分析时的灵活性。此外，有效的脂质提取需要使用有机溶剂，例如氯仿和甲基叔丁基醚(MTBE) ，这些溶剂与大部分用于制造纳米芯片的塑料材料不太相容。　　基于探针的电喷雾电离(ESI)也经常用于单细胞采样，这涉及使用直径足够小的探针尖端以插入单细胞(~3-9μm)。提取溶剂连续输送以进行原位代谢物提取，随后将提取物引导到质谱仪中进行直接分析。然而，这种取样策略不能确保每个细胞的完整质膜被输送到下游分析。质膜包括全细胞中一半的磷脂和90%的总胆固醇和鞘磷脂含量，基于探针的采样可能会导致单细胞脂质组学的大量信号损失。　　与限制脂质提取程序选择的微流控芯片和基于探针的取样相比，激光捕获显微切割在为下游分析选择样品处理方案方面有更高的灵活性。微解剖的单细胞的空间信息被保留。然而，该方法事先必需用福尔马林或乙醇固定细胞，以确保在显微切割过程中划定单细胞边界时的形态清晰度，而在此过程中脂质和小分子代谢物会大量丢失。此外，即使事先固定，整个细胞的完整性也往往得不到保留，这也使得这种技术不太适合收集单细胞用于下游的脂质组学研究。　　无论采用何种细胞采集策略，采集后都应立即对分离的单个细胞进行淬灭和灭活，以停止酶活性并尽量减少细胞脂质的人为改变。　　　　单细胞脂质组学技术　　2.2 单细胞脂质的获取　　拉曼光谱具有非破坏性和非侵入性的优点，允许进行原位分析，在捕获单个细胞在其自然状态下的脂质方面具有优势，但其无法在分子水平上破译精确的脂质结构，这大大限制了其脂质覆盖范围。而MS由于在区分脂质异构体方面的卓越灵敏度和特异性，已成为单细胞脂质组学中的主要分析技术。除了结构解析，基于MS的方法还允许检查单个细胞内的空间和亚细胞脂质定位，如通过C60二次离子质谱(SIMS)分析海蜗牛Aplysia单个神经元上脂质的异质性分布。尽管与 MALDI-MS 相比，SIMS 的灵敏度较低，但其能够获得亚微米的横向分辨率，由于探针尺寸的限制，其横向分辨率限制在10μm。利用簇离子源的SIMS技术还具有更柔和的电离动力学，有助于检测完整形态的脂质，空间分辨率通常在100nm至1µm之间。　　在各种基于MS的技术中，MSI方法在取样细胞的原生微环境方面具有选择性优势，并能保留对生物推断有用的空间信息。目前已经开发了图像引导的单细胞器MALDI-MSI，用以比较来自Aplysia的致密核心囊泡和透明囊泡中脂质含量差异。尽管 MALDI-MSI 具有诸多优点，但是它存在共采样的缺点，即从相邻的细胞产生混淆信号。一些脂质对 MS 扫描过程中可能出现的环境干扰很敏感，通常需要至少一个小时或更长时间才能完成组织切片的检查。此外，MALDI-MSI 单细胞分析也容易因离子抑制而降低灵敏度。最后，精确的脂质定量仍然是 MSI 方法中的一个主要技术挑战，因为同位素内标与内源性脂质均匀混合以进行标准化在技术上是具有挑战性的。　　荧光成像在灵敏度以及空间/时间分辨率方面优于基于MS的方法，使其在单细胞成像中具有潜在的用途。然而，基于荧光的技术在单细胞脂质组学中的应用受到其脂质组覆盖范围的限制。在自然界中很少有脂质和小分子代谢物表现出自身荧光，这就需要使用荧光探针。与基于MS的方法不同，亲脂性染料通常可以标记特定的某一类脂质，但无法区分同一类脂质中具有不同酰基链组成的单个脂质种类，或不同的脂质异构体。另一方面，脂质的荧光标记极大地改变了脂质的生化性质，如有些脂质被优先分配到不同的膜微区中，而与荧光基团是在头基还是酰基链上引入无关。因此，目前的脂质荧光染料缺乏特异性，这限制了荧光光学成像在单细胞脂质组学中的更广泛应用。　　虽然单细胞取样和基于质谱的技术革新已经实现了单细胞脂质组学分析的可能性，但仍存在一些技术瓶颈，包括：脂质覆盖面相对较窄(通常只有不到一百个具有高置信度的脂质) 缺乏准确的结构鉴定 缺乏可靠的定量数据 以及对单细胞水平的分析可重复性验证不足。为了解决这些技术瓶颈并推动该领域的发展，必须采用新技术来更好地描述细胞的异质性，并以更高的精度和更大的定量准确性来阐明其生物学意义。　　3、单细胞脂质组学的技术瓶颈　　3.1 迫切需要高覆盖率、准确的识别和定量测量　　单细胞脂质组学的一个最终目标是构建单个细胞的精确脂质组图谱，以揭示细胞间的差异。即使在对大量的生物样本进行研究的经典的脂质组学中，与转录组水平的变化相比，具有生物学意义的脂质水平的定量变化通常较小。这使得准确的定量对于解读单细胞水平上微妙但有意义的脂质变化尤为重要。单细胞脂质组学的定量也具有相当大的挑战性，因为脂质的内源丰度会有很大的变化。一个细胞中内源性脂质的高动态范围意味着，在一个特定的样品浓度下，不是所有的脂质都能落入质谱检测器的线性范围。虽然这在大部分脂质组学中通常通过在另一个样品浓度下的额外进样检测来解决，但这又为单细胞脂质组学增加了另一个难度，因为来自单细胞的样品材料数量往往是有限的。内源性脂质丰度的巨大差异也需要色谱系统从其内源性丰富的对应物中有效分离微量脂质，以尽量减少离子抑制，提高次要脂质物种的敏感性，并扩大分析物的覆盖范围。重要的是，为了在单细胞脂质组学中进行准确的脂质定量，应加入稳定的同位素内标。如果没有适当的内标来归一化内源性信号，校正来自不同类别的脂质或携带不同酰基链的同一类别脂质的离子响应变化，产生的单细胞脂质组数据很容易出现错误。　　基因组几乎整个区域都可以测序和注释，而仅基于MS/MS数据却很难最大限度地确定高置信度的脂质结构。这一瓶颈部分是由于自然界中脂质结构异构体的广泛存在，其中一些异构体在缺乏专门的预处理(如化学衍生)的情况下很难分离。例如，单个TAG的甘油主链被酯化为三个脂肪酰基链，从而为每个分子式产生无数脂肪酰基链组合。此外，不同脂质类别的结构异构物可能会使脂质鉴定过程更加复杂，例如双(单酰基甘油)磷酸酯(BMP)和磷脂酰甘油(PG)，以及半乳糖神经酰胺(GalCer)和葡萄糖神经酰胺(GluCer)等。幸运的是，这些结构异构体中的一些物质在色谱上是可区分的。因此，适当的前期色谱分离的应用极大地促进了某些脂质结构异构体的准确识别和定量，从而实现了更大的脂质覆盖。　　虽然脂质组学是组学家族中一个较年轻的分支，但在过去二十年中，它的发展速度很快。基于常规高效或超高效液相色谱(流速为100-1000μL/min)并结合质谱(HPLC/UPLC-MS)的各种经典脂质组学方法已被开发用于多种生物样品。近年来，基于微流量(流速为10-100μL/min)的LC-MS方法获得了更高的灵敏度，并能够以更少的起始材料(例如≈20-1000个细胞)实现全面的脂质代谢。可以想象，通过减小柱直径和流速进一步缩小色谱分离的规模可以提高分析物浓度，从而提高检测灵敏度。因此，基于纳米流(即流速1μL/min)的超灵敏脂质组学方法有望在单个细胞内实现亚微米级的脂质检测和定量。然而，迄今为止报道的纳米流方法的脂质覆盖率仍然相对较低，通常只覆盖一到两个主要类别的脂质，如PCs、PEs和/或TAGs，或者没有适当的结构标识。仅基于一级质谱分析的分子式水平的结构鉴定会导致不准确和低灵敏度，这极大地影响了单细胞脂质组学的分析范围和质量。因此，在单细胞脂质组学能够在基础生物学和转化医学中发挥更大作用之前，通过精确的结构鉴定和精确的定量分析来扩大脂质的有效分析范围是必不可少的。离子迁移率-质谱仪在脂质鉴定中的应用将碰撞截面(CCS)引入到脂类鉴定中，增加了m/z、保留时间和MS/MS谱图上的另一个维度的信息，有望增强单细胞脂质结构鉴定的可信度。　　目前，单细胞脂质组学方法大多是低通量的，因此，与早期的单细胞组学研究相比，通常分析的细胞种类要少得多。鉴于与基因组/转录组相比，细胞脂质组的生物学动态范围要大得多，因此，在单细胞脂质组学实现更大速度和更高容量分析之前，建立健全可重复的方法、设定正确的技术基准和构建可靠的单细胞参考脂质组数据库至关重要。　　　　基于LC-MS的单细胞脂质组学的不同模式　　3.2 数据分析　　正确分析大型数据集是从各种组学技术中收集有用的生物学见解的先决条件。由于单细胞脂质组学仅处于发展的早期阶段，尚未建立系统的数据分析体系。针对海量数据定制的方法通常不直接适用于单细胞数据。这是因为大量数据分析中的分布假设经常不成立，原因是单细胞数据集拥有更高的噪声和稀疏度，存在固有的额外异质性。目前，单细胞脂质组学的出现在某种程度上加剧了在分析和解释脂质组学数据方面的瓶颈。鉴于目前在单细胞脂质组学中脂质覆盖方面的局限性，在单细胞脂组学分析中收集生物学相关的途径改变之前，需要在单细胞脂肪组学的采集和数据分析方面进行长期努力。　　4、单细胞脂质组学的生物学和转化前景　　在过去的十年里，由于分析化学的技术创新和各种组学技术的出现，生物化学从传统的系综测量转向单分子测量。传统的集合分析可能导致静态异质性，当分子集合包含在观察期内保持稳定或变化不够快的亚群体时，就会出现这种异质性，从而导致“没有明显变化”的误导性结论。生物事件的平均分析数据不会捕捉到与整体行为不同的分子。同样，在任何细胞群体中，细胞间的差异总是不同程度的存在，基于整个群体的批量测量不能完全描述单个细胞的完整表型。通过在种群和单细胞水平上同时进行表型分析，可以破译潜在的有意义的生物学偏差，从而为很多生物学问题提供新的研究方向。　　4.1 发育与细胞谱系追踪　　多细胞生物体从一个受精卵发育成一个由不同细胞类型和器官系统组成的复杂组织，整个过程被记录在细胞谱系树中，它概述了在发展成多细胞生物体的过程中，从单个母细胞到其不同分支后代的细胞转换。目前已经开发了各种工具来构建单个生物体的细胞谱系树，但大多局限于绘制有限数量的克隆种群。细胞谱系树对于科学家解开生命的错综复杂的工程，以及加深我们对生物体发育、器官生成以及疾病进展和发病的理解非常重要。通过拼凑生物体内单个细胞的发育轨迹，单细胞谱系追踪以前所未有的细节捕捉到整个发育过程中不同的细胞命运，这扩展了我们对细胞分化机制、细胞异质性以及细胞间发育潜力差异的理解。　　考虑到生物体的单个细胞携带着由DNA编码的相同的遗传物质，人们通常认为不同的细胞命运是由单个细胞中基因在空间和时间上的差异表达决定的。虽然乍一看，与单细胞转录组学相比，单细胞脂质组学与单细胞谱系追踪的相关性可能不那么直观，但许多科学证据阐明了脂质代谢在决定细胞命运中的作用。例如，脂肪酸氧化产生的乙酰COA是组蛋白乙酰化的前体，组蛋白乙酰化改变染色质结构，从而调节DNA对转录机制的可及性。在不对称细胞分裂过程中，脂筏(富含胆固醇的膜微域)的不对称遗传也被认为是胶质母细胞瘤子细胞不同治疗耐药的基础。真皮成纤维细胞中存在由不同种类的鞘磷脂组成的不同的脂类构型，这触发了不同的转录程序，进而驱动细胞间异质性的不同细胞状态的建立(例如，纤维形成或增殖)。因此，单细胞脂质组学可以增加另一个维度的有用信息，以识别不同细胞命运的分子控制。　　4.2 了解肿瘤异质性　　构成肿瘤块的细胞是异质性的，在基因表达、细胞代谢、运动性、增殖率以及转移潜能方面具有不同的形态和表型特征。这种现象被称为肿瘤内异质性，它延伸到不同的肿瘤(即肿瘤间异质性)，可由遗传和非遗传因素共同引起。肿瘤的异质性可能在一定程度上解释了为什么癌症在临床上仍然难以攻克。研究肿瘤的异质性，特别是增殖能力和转移的来源，将有助于确定新的治疗靶点，以及指导免疫治疗和药物筛选。细胞间脂质代谢的差异对各种癌症的生长和预后有重要影响，如单个胰腺导管肾上腺癌细胞的脂质组学分析观察到胰腺癌特异性脂质代谢失调，这可能是由于介导脂质合成的关键酶ATP柠檬酸裂解酶表达减少所致。单细胞脂组学在加深我们对肿瘤异质性的理解方面有很大的希望。　　4.3 剖析对疾病的免疫反应　　除癌症外，传染病和新陈代谢疾病也是对公众健康的主要威胁。哺乳动物的免疫系统保护宿主免受各种病原体的入侵。构成宿主免疫系统的免疫细胞表现出巨大的细胞多样性，可以根据各种刺激进行动态调整。例如，对不同严重程度的新冠肺炎患者的单个外周血单核细胞进行scRNA-seq检测，发现存在一种具有增殖和代谢活性的自然杀伤细胞亚群，其代谢活动与疾病的严重程度呈正相关。有趣的是，这一亚群的自然杀伤细胞显示出神经鞘脂代谢的增强，这突显了单细胞脂质组学从以脂质为中心的角度阐明单个免疫细胞对新冠肺炎感染的差异反应的潜力。除感染性疾病外，对从人胰岛分离的单个细胞的scRNA-seq分析表明，在1型糖尿病患者中存在免疫耐受的胰腺导管细胞亚群。这一导管细胞亚群的转录特征类似于耐受性树突状细胞(即缺乏CD80和CD86)，导致免疫耐受和抗原呈递时的T细胞抑制。值得注意的是，单细胞分析显示胰腺β-细胞的基因特征与抗谷氨酸脱羧酶(GAD)滴度相关。与GAD水平相关的基因通路富集丰富分析包括许多脂代谢途径，如鞘磷脂代谢和磷脂酰肌醇信号系统。虽然在这些研究中没有进行单细胞脂质组学，但上述结果强调了单细胞中的脂代谢对于破译不同疾病背景下宿主免疫反应的代谢基础的重要性。　　　　单细胞脂质组学的应用　　结束语　　单细胞脂质组学的发展仍处于起步阶段，我们相信随着该领域的发展，将会有更多的生物学和临床应用。技术突破彻底改变了我们研究生物学的方式，其标志是从整体分析过渡到专注于单分子和单细胞。随着我们以更高的分辨率检查生物结构，细微的差异被揭示出来，这可能会为新的研究方向铺平道路，从而为生物学和临床医学中长期存在的问题提供独特的见解。

p 　　1978年，Schofield首次提出干细胞的微环境定义，并发现局部微环境对造血干细胞干性的维持是必要的。从此，越来越多的研究定义了各种组织的干细胞微环境。然而，干细胞本身是否能作为微环境因素进而影响其子代细胞的发育尚未完全被揭示。在成体神经发生微环境中，成体神经干/前体细胞能够终生产生功能性神经元，参与学习记忆等。成体神经发生过程中，新生神经元能够释放反馈抑制信号来调控神经干细胞的增殖分化以及命运决定。然而，神经干细胞是否能够调控新生神经元的发育尚不清楚。 /p p 　　中国科学院遗传与发育生物学研究所郭伟翔研究组，通过细胞清除，反转录病毒介导的单细胞标记以及信号通路调节等实验手段，发现神经干细胞可以持续提供Pleiotrophin (PTN) 配体促进其子代新生神经元发育。若没有此前馈作用，新生神经元树突会发育异常。进一步研究发现，PTN主要通过作用新生神经元上的ALK受体，从而激活AKT信号通路来促进海马新生神经元的发育。 /p p 　　随着年龄的衰老，神经干细胞的数量逐渐减少，并且新生神经元也随之呈现出发育的异常。更为重要的是，该研究发现PTN的表达水平以及其介导的AKT信号通路的活性都随着年龄的增加而下降。然而，通过外援供给PTN或者激活AKT信号能够改善衰老所导致的新生神经元发育的缺陷。这一结果提示在成体神经发生微环境中，缺乏神经干细胞源性PTN因子可能是导致认知能力随着衰老的增长而衰退的原因之一。 /p p 　　该成果于11月27日在线发表于神经科学期刊Neuron上。郭伟翔组博士研究生汤常永为该论文第一作者，郭伟翔为通讯作者。该研究得到遗传发育所研究员吴青峰在生物信息学分析以及实验设计上的帮助，军事医学科学院崔亚雄在脑组织切片染色上给予了很大帮助。该研究得到中科院先导、国家自然科学基金委和中组部青年千人计划的资助。 /p p 原文链接： /p p a title=" https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0896627318309590?via%3Dihub" href=" https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0896627318309590?via%3Dihub" target=" _blank" https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0896627318309590?via%3Dihub /a /p p style=" text-align: center " img title=" W020181127437669067284.jpg" alt=" W020181127437669067284.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/3fff90be-98cf-4b57-8cc3-b274f31e0e42.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　神经干细胞分泌PTN促进其子代新生神经元发育 /p p & nbsp /p

p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 基因组编辑是在基因组水平对基因进行精确、定向修饰的一种高效生物技术方法。简单、高效的CRISPR/Cas9编辑体系的出现给生命科学带来了新的技术革命。CRISPR/Cas9通常在基因组靶向位点造成DNA碱基的添加或删除，导致基因功能的缺失。近日，中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞研究组建立了一个通过CRISPR/Cas9高效调控内源mRNA翻译的方法。该方法可通过提高蛋白质翻译效率，增加目标基因的编码蛋白水平。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 蛋白编码基因的表达产物一般受到转录、转录后RNA加工、蛋白质翻译及翻译后加工、蛋白降解等多个水平的调控。真核细胞的mRNA由5’非翻译区（5’Untranslated Region，5’UTR）、编码蛋白的开放阅读框区（Open Reading Fragment）及3’端非翻译区（3’Untranslated Region，3’UTR）构成。研究发现，5’UTR存在一些具有翻译能力的开放阅读框，称为上游开放阅读框（Upstream Open Reading Fragment，uORF）。与之对应，5’UTR之后的开放阅读框被称为主开放阅读框（Primary Open Reading Fragment，pORF）。uORF通常能够抑制下游的pORF的翻译。生物信息学分析表明，uORF在动植物中广泛存在，人、小鼠、拟南芥、水稻、玉米中超过30%的mRNA含有预测的uORF，但还缺乏高效、精细的方法对uORF进行功能研究与遗传操作。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 高彩霞研究组利用CRISPR/Cas9对uORF进行编辑，发现能够显著提高目标基因的翻译效率。通过CRISPR/Cas9编辑拟南芥和生菜中的4个基因的uORF翻译起始区及周边序列，获得了多个相应基因的uorf突变体。这些uorf突变体目标基因的pORF的mRNA翻译水平都有不同程度的提高。其中，通过突变维生素C合成途径中关键基因GGP（GDP-L-galactose phosphorylase）上游的uORF，可使生菜叶片中维生素C含量提高约150%。利用CRISPR/Cas9编辑uORF翻译起始区会出现两种结果：（1）完全破坏uORF的翻译起始能力导致uORF功能缺失；（2）改变uORF的翻译起始密码子（例如ATG突变为翻译起始能力较弱的GTG）及其周边序列，使uORF对pORF的抑制效率发生微调。该研究展示了通过基因组编辑uORF操纵mRNA翻译，调控蛋白质水平在植物分子生物学研究及遗传育种中的应用前景。此外，该方法可能随着新型基因组编辑工具不断出现及方法的进一步优化，而变得覆盖率更广且更易操作。由于uORF在动植物基因中普遍存在，该方法也具有广阔的应用前景。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 相关成果于8月6日发表在《自然-生物技术》上。高彩霞研究组副研究员张华伟，博士研究生司小敏、姬祥为论文共同第一作者。该研究得到了科技部、国家自然科学基金委基础科学中心、中科院的资助。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/db01d975-1e1c-43d2-8ca4-feabbe73f981.jpg" title=" W020180807251428902441.jpg" / /p p style=" text-align: center " CRISPR编辑uORF调控蛋白质翻译水平 /p

据英国《自然》杂志2日发表的一项研究，科学家用人多能干细胞建立了一个模型，可用来研究人类胚胎植入子宫的过程。人胚状体（blastoid）是模拟早期人类胚胎的结构，在研究中能准确再现人类胚胎早期发育的关键阶段，包括黏附在体外子宫细胞上。该模型或有助于推进我们对人类发育早期阶段的认识，以及开发不孕不育的治疗方法或避孕药。　　在受精后的一周内，人类胚胎会形成名为胚泡的细胞团，胚泡会植入子宫壁。准确模拟这一发育阶段的模型能支持对胚胎植入和早期发育的研究。利用干细胞构建胚泡的类似物是一种很有前景的方法，但此前的尝试遇到了瓶颈，比如会形成与胚泡不匹配的细胞。　　此次，奥地利科学院分子生物技术研究所研究人员尼古拉斯利弗隆及其同事，利用人多能干细胞构建了人胚泡样结构（胚状体）。研究团队鉴定出3个信号通路，抑制它们就能得到有效模拟正常胚泡发育（成功率70%）和能形成正确细胞（成功率97%）的胚状体。　　研究报告称，这种人胚状体能在体外特异性地黏附受激素刺激的子宫内膜细胞，让团队能重现直到第13天的围植入期发育过程。　　由于该模型效率高、可扩展潜力大。研究人员认为，这种方法能为人类胚胎植入和发育研究提供重要帮助。　　干细胞可揭示器官的形成机理，但此前这方面的研究，一直难以帮助我们更深入理解发育胚胎。通常来说，科学家试图培养本身没有干细胞的类器官时，都会用到多能干细胞这种更基本的干细胞类型。科学家既可以从人体胚胎中获得多能干细胞，也可将皮肤细胞或血细胞进行重编程进而培养出干细胞，然后诱导它们模仿特定器官的形成。　　不过，这些结构或者说微型器官，通常只复制了真实器官的某些结构和功能而非全部。

据英国《自然》杂志近日发表的一篇胚胎学论文，英国科学家团队对一个处于原肠胚形成阶段的人类胚胎，进行了详细的细胞和分子研究。原肠胚形成是人类发育早期的一个重要事件，这一阶段对人类发育至关重要，但有时很难研究。研究结果带来了对此的独特认知。　　原肠胚形成是人类发育早期阶段的一个决定性时刻。这个过程从受精后14天左右开始，持续约一周左右。人们目前对人类原肠胚形成的理解基本局限于实验模型，无法直接对其开展研究，因为这个阶段的人类胚胎很难获得，部分原因是国际指南之前将培养人类胚胎的时限控制在受精后的14天内。　　英国牛津大学科学家山卡尔思林尼瓦斯及其同事，此次分析了一个在自愿终止妊娠后被捐赠用于研究的人类胚胎，该胚胎所处的阶段相当于受精后的第16至19天。作者对胚胎中的细胞类型和这些细胞表达的基因进行了详细的描述，并与实验模型进行了对比。研究团队检测到原始生殖细胞（成为卵子或精子细胞的干细胞）和红细胞等等。他们还发现，神经系统的细胞特化在这个发育阶段尚未开始。　　虽然此次只研究了一个胚胎，但研究结果为其他模型系统的实验解读提供了新的背景。研究人员总结指出，这些数据还为人类原肠胚形成这一此前未经探索的人类胚胎发育基本阶段提供了独特认知。

中科院昆虫进化与发育生物学重点实验室日前在上海生命科学研究院植物生理生态研究所正式成立。中国科学院院士陈晓亚、尹文英，美国科学院院士Alexander Raikhel等出席。中科院北京生命科学研究院院长康乐研究员担任该重点实验室学术委员会主任。 　　“作为一个研究昆虫进化与发育的科研机构，重点实验室应做出自己的特色。”实验室主任黄勇平研究员介绍说，中科院昆虫进化与发育生物学重点实验室根据研究所发展战略、现有研究基础以及学科发展需求，目前已确定了三个主要研究方向：第一，低等昆虫分类鉴定与起源进化研究 第二，以“组学”为基础的昆虫发育变态研究 第三，植物—昆虫—微生物相互关系研究。重点实验室将在理论上以昆虫发育和进化为重要课题开展基础研究。同时，也将利用基础研究的成果，发展新型的害虫防治和益虫利用方法。

2013年3月5日消息，美国加州发育和生殖毒性物质鉴定委员会(Developmental and Reproductive Toxicant Identification committee)近日投票，反对将二甲苯(xylene)列入65提案(Proposition 65)下的发育或生殖毒性物质清单。该委员会是加州环境卫生风险评估办公室(OEHHA)的一个咨询机构。 　　该决定是在2月25日会议后决定的。会议上委员作了相关阐述，并考虑了公众评议意见。此次投票还决定从2700种未充分测试化学物质清单中移除8种物质。这8种都是经美国环保署(EPA)确定，已受到了所要求测试的杀虫剂。 　　更多有关上述决定的信息可在OEHHA网站上查询。

继一个月前发布报告称耐克、阿迪达斯、李宁等知名家服装品牌的供应商向中国江河排放环境激素类物质后，昨天，环保组织绿色和平发布了其最新调查报告，称耐克、阿迪、李宁等国际国内知名品牌的产品中含有“环境激素”，对生物的性发育产生影响。 　　绿色和平污染与防治项目主任张凯介绍，2011年4月至5月间，绿色和平在中国、英国、阿根廷等国家采购了15个服装品牌的78件样品。绿色和平将这些样品送至具有资质的第三方实验室进行检测，结果表明，包括阿迪达斯、李宁等在内的2/3的样品被检测出含有NPE。 　　据介绍，NPE在纺织生产中常被用作表面活性剂，被排放到环境中会迅速分解成壬基酚(NP)。NP是一种公认的环境激素，它能模拟雌激素，对生物的性发育产生影响，并且干扰生物的内分泌，对生殖系统具有毒性。 　　“这次的检测结果，也是对之前的一个印证。”张凯说，这些国内外的知名服装品牌，不仅其供应商在生产过程中向河流排放有害物质，其产品本身也含有此类物质，虽然衣物上的物质不会直接对人体造成危害，但洗涤时也会随水排入河流中进一步蓄积，威胁环境和人类健康。 　　绿色和平呼吁阿迪达斯和李宁等品牌尽快做出无毒承诺，并制定有明确时间表的行动计划。 　　相关 　　部分品牌承诺去毒 　　绿色和平于7月发布调查报告《时尚之毒—全球服装品牌的中国水污染调查》之后的两周，彪马做出在2020年前淘汰其供应链中的所有有毒有害物质的承诺，并且将在八周内制订出一份公开的行动计划 而耐克也在上周做出“去毒”承诺，并且会向公众公开使用和排放有毒有害物质的信息。

黑素皮质激素3受体(MC3R)一直被认为在新陈代谢和能量平衡中发挥着重要的作用。20年前，MC3R基因被发现，并被证明这种基因的缺失会导致小鼠生长减缓。　　近期，英国剑桥大学的研究团队发现，MC3R是调控人类儿童生长速度和青春期发育时间的关键蛋白。该研究结果在《Nature》上发表，题为：MC3R links nutritional state to childhood growth and the timing of puberty。　　大脑可以通过调节行为、生长、营养分配和发育等调控体细胞能量储存状态，比如中枢黑素皮质素系统通过黑素皮质素4受体（MC4R）控制食欲、食物摄入以及能量消耗。研究人员发现，MC3R可以调节性成熟的时间、线性生长速度和去脂体重的增加，这些过程都与能量有关。对MC3R功能缺失突变的人进行跟踪，他们青春期开始的时间比正常人晚，与之前在小鼠中的研究结果一致，他们的线性生长、去脂体重和胰岛素样生长因子1（IGF1）的水平都有所下降。缺乏MC3R的小鼠性成熟延迟，生殖周期长度对营养补给不敏感。MC3R基因在控制生殖和生长的下丘脑神经元中大量表达，发育过程中表达增加，与性成熟的调节作用一致。　　这些发现表明，中枢黑素皮质素途径通过MC4R信号控制能量的获取和储存，而通过MC3R信号主要调节能量向生长、去脂体重和性成熟时间的分配。 　　论文链接：　　https://www.nature.com/articles/s41586-021-04088-9

从解剖学角度来看，大脑可以被细分为多个特定区域，包括新皮层（neocortex）。大脑皮层是高级认知的中枢，是人类进化过程中大脑中扩张和多样化最多的区域。早期的大脑分区和皮层分区是由形态发生梯度（morphogenetic gradient）引导建立的【1-2】，但随着发育进程的展开，这些早期模式如何产生更加精细更加离散的空间差异目前还不是很清楚【3】。大脑皮层的发育过程已被研究了一个多世纪，历史上科学家通过每次只观察一种细胞类型，研究少量的基因，随后逐步拼接整个发育事件来进行探索。但我们必须意识到，大脑在同一时间并不是只产生一种细胞类型，而是数百种细胞类型一起发生发展，就像交响乐一样美妙且复杂。随着单细胞和空间转录组学的出现和发展，结合大数据分析，我们已经能够去探究神经发育这支交响乐中所隐藏的规律。2021年10月6日，来自美国加州大学的Arnold R. Kriegstein团队在Nature杂志上在线发表了题为An atlas of cortical arealization identifies dynamic molecular signatures的研究论文。该研究利用单细胞测序研究了神经发育和早期胶质生成阶段10个主要的脑区和6个新皮层区域，揭示了不同皮层区域不同细胞纵向发育的分子图谱。绘制人类大脑发育图谱 为了描绘大脑发育过程中不同脑区及皮质区域的细胞多样性，作者收集了妊娠中期（怀孕3-6个月，神经发育高峰期）的大脑组织，随后进行为分割（大脑细分后的区域称为“regions”，皮层细分后的区域称为“areas”）和单细胞转录测序（图1）。作者从13个个体中拿到了10个脑区（主要是前脑、中脑和后脑）样本及6个新皮层区域样本（prefrontal cortex（PFC）, motor, somatosensory, parietal, temporal 和primary visual（V1）皮层），最终获得了698,820个高质量的单细胞数据。通过UMPA（uniform manifold approximation and projection，新的降维技术，用于数据可视化和探索）分析，作者发现了预期的细胞类群（包括excitatory neurons，intermediate progenitor cells（IPCs），radial glia等）。数据表明，在整个大脑中，细胞类型是产生区域分化隔离的主要因素。区域特定基因分析显示，一些区域特异性基因存在于同一区域中的多个细胞类型中，说明某些区域性表达基因特征在细胞类型中具有高度渗透性。图1. 测序样本收集示意图新皮质中的细胞类型 已有研究表明新皮质包括几十个专门从事认知过程的功能区【4】。V1和PFC中的神经元在出生后就完全不同【5】，而其他的细胞类型并没有展示出明显的区域特异性差异。为了进一步扩展已有的研究，作者对来自于特定皮层区域的单细胞进行测序分析，获得了387,141个高质量的单细胞数据。通过分析，作者发现了预期的细胞类型，包括Cajal-Retzius neurons, dividing cells, excitatory neurons等。随后，按细胞类型进行分层聚类得到了138个新皮质细胞群，其中104个细胞群是由来自多个皮层区域的细胞组成的。动态区域性基因特征 为了探究新皮质发育过程中的细胞区域性差异，作者在皮质不同区域的兴奋性谱系中（radial glial (RG), IPCs和excitatory neurons）寻找每个细胞类型中的差异表达基因，同时通过检测已知的区域特异性基因的表达来评估皮质区域划分的可靠性。作者构建了星座图来探索不同皮质区域细胞类型之间的关系：RG节点主要在同细胞类型之间相互连接；IPC与兴奋神经元之间存在相互连接；PFC 和 V1 细胞类型节点之间没有连接，说明这两个基因表达模式之间相互排斥。在每一组区域标记基因中，作者鉴定了编码转录因子的基因，这些转录因子在特定区域的细胞中大量富集。其中包括一些在区域化过程中功能已知的转录因子，例如NR2F1和BCL11A，这两个基因都与神经发育疾病相关【6】。作者还发现一些与皮层区域化不相关的转录因子：在V1中，包括NF1A, NF1B和NF1X，它们是大脑发育的重要调节因子，与大头症和认知障碍有关【7】；ZBTB18, 大脑扩张驱动因子，与神经元分化和皮层迁移有关；在PFC中，包括HMGB2和HMGB3，它们在发育的不同阶段在神经干细胞中差异性表达，是神经分化的关键性调节因子，但它们在皮层区域化的过程中的功能未被研究和报道。原位杂交验证候选标志物 上述单细胞数据揭示了人类大脑发育过程中皮层的6个不同区域内细胞类型的多样性和转录谱。接下来，作者选择了兴奋神经元簇的候选标记基因进行验证，采用单分子荧光原位杂交（single-molecule fluorescent in situ hybridization, (smFISH)）量化了20个样本中（来自4个皮质区域）31个RNA转录本的表达情况（图2）。与之前的报道一致，神经基因SATB2和BCL11B呈现区域动态性表达：他们在frontal区域共表达，但在occipital区域相互排斥。通过分析所有的区域，作者找到了新的亚细胞群标志物候选基因：NEFL, SERPINI1和NR4A1。这三个基因在PFC, somatosensory, temporal和V1皮层细胞中的表达量基本相等，但是它们相对的空间位置发生巨大改变：NEFL, SERPINI1和NR4A1在PFC中共表达，但在其他区域中相互排斥；在somatosensory皮层中，这些标记基因主要表达在上层分子层中。图2. 自动化空间RNA转录检测流程综上所述，该研究对新皮质区域不同细胞类型的基因表达特征提供了细致的理解。作者发现：(1) 在主要的大脑结构中，区域特征在不同的细胞类型中非常普遍；(2) 新皮质中的区域特征非常特殊，受限于单个细胞类型；(3) 除了细胞类型特征外，细胞的发育阶段（即妊娠周）是基因表达特征组合的有力决定因素。这些发现表明，区域特异性基因表达特征的动态变化速度非常快，而且是细胞类型特异性的（图3），这与之前的理论似乎不太一致，在以前认知中，基因表达模式通常被认为是一旦建立就会持续存在。通过绘制大脑发育过程中的基因表达图谱，研究人员对大脑皮层是如何形成有了更好的理解，有助于探索大脑皮层是如何在神经发育疾病中受到影响的。图3. 发育过程中皮层区域化模式图原文链接:https://doi.org/10.1038/s41586-021-03910-8

9月26日，东南大学“发育与疾病相关基因教育部重点实验室”现场评估会在东南大学李文正楼举行。教育部重点实验室评估专家组由中科院水生生物所赵进东院士任组长，北京大学医学部韩鸿宾教授、北京航空航天大学樊瑜波教授、上海交通大学徐宇虹教授、北京大学任秋实教授、教育部科技司李勇副处长等专家为组员。江苏省教育厅副厅长殷翔文、东南大学易红校长、沈炯副校长、科技处处长李建清、重点实验室主任、生命科学研究院院长谢维等出席了评估会。 　　评估会由赵进东院士主持，易红校长和殷翔文副厅长分别致辞，谢维主任向专家组就实验室五年来所取得的成绩以及实验室的科研优势、研究方向、运行管理和未来发展目标等作了工作汇报。赵春杰、谢维、张建琼、方明四位教授分别就实验室的四个主要研究成果做了学术报告。专家们通过现场考察和师生访谈，对实验室的实验条件、管理机制进行了深入了解，一致认为发育与疾病相关基因教育部重点实验室在建设期内奠定了较好的研究基础，建设了一支凝聚力强、朝气蓬勃的研究团队，有很强的发展潜力和后劲，如能继续得到扶持和资助，将会取得更多更好的研究成果。

据日本科学技术振兴机构（JST）网站消息，大阪大学蛋白质研究所、东京都健康安全研究中心等机构的科研人员共同组成的研究团队发现胚胎母体体温控制与胚胎神经细胞发育之间的关联。该项研究成果近期发表在《Nano Letters》,题为：“Microscopic temperature control reveals cooperative regulation of actin–myosin interaction by drebrin E”。　　神经细胞轴突的前端是决定轴突生长导向的生长锥（growth cone），其中含有肌球蛋白（myosin）、肌动蛋白丝(actin filament)和胚胎型脑发育调节蛋白（drebrin E）。前期研究表明，肌球蛋白和肌动蛋白丝相互作用决定细胞的形态，而drebrin E抑制两者的相互作用。在动物胚胎成长初期，随着神经细胞的发育成熟，drebrin E的浓度逐渐降低。但是，在接近体温的温度下，drebrin E的浓度变化对肌球蛋白和肌动蛋白丝相互作用的影响尚不明确。　　此次，科研人员着眼于动物胚胎神经细胞中的蛋白质以及温度对蛋白质间相互作用的影响，运用上述三种蛋白质，在人工环境下再现细胞内部的现象。科研人员运用局部热脉冲法进行实验，克服了肌球蛋白因加热而失去活性的技术难题，实验显示，在室温的情况下，drebrin E会阻碍肌球蛋白和肌动蛋白丝的相互作用，与前期研究一致。此外，科研人员发现温度在37度且drebrin E浓度在活体浓度范围内的情况下，drebrin E浓度的些许变化便可影响肌球蛋白和肌动蛋白丝相互作用的强弱，通过调节drebrin E的浓度可以有效控制相互作用的强弱。但是，如果温度低1度，即便大幅改变drebrin E的浓度，相互作用的强弱也无法出现相应的变化。　　研究显示，drebrin E的浓度变化对肌球蛋白和肌动蛋白丝相互作用强弱的调控仅在生理温度下有效，即使周围环境温度发生变化，只要胚胎母体体温控制在37度左右，胚胎神经细胞就可正常发育，揭示了母体体温精准控制对于神经细胞正常发育的重要性。 　　原文链接：　　https://www.jst.go.jp/pr/announce/20211109/index.html

蛋白质磷酸化是在激酶催化下将磷酸基团转移到底物蛋白质上的可逆过程，是能够调控蛋白质结构与功能且参与细胞内信号转导的重要翻译后修饰，在植物的生长、发育、环境适应以及作物的产量和品质调控中发挥着重要作用。深度解析磷酸化蛋白质组，是探讨磷酸化如何参与这些生物学过程以及筛选与作物重要农艺性状相关的关键磷酸化靶点的有效手段。然而，与动物相比，植物磷酸化蛋白质组的深度解析在技术上更具挑战性。这是由于植物细胞具有致密的细胞壁和大量的色素以及其他次生代谢物。前者增加了蛋白质提取的难度，而后者干扰了磷酸肽富集的效率和特异性。 中国科学院遗传与发育生物学研究所汪迎春研究组通过探索一系列的实验条件，研发出高效的植物磷酸化蛋白质组学新技术。该技术的主要特点是利用脱氧胆酸钠高效抽提植物蛋白，同时消除常规方法中导致样品损失和灵敏度降低的两个步骤，即在蛋白酶消化前的样品净化和在磷酸肽富集前的脱盐处理，在色素与其他干扰分子共存的情况下进行高特异性、高灵敏度地磷酸肽富集。 科研人员应用这一方法，在拟南芥、水稻、番茄和衣藻等绿色生物的组织中高效纯化磷酸化蛋白质组（单针质谱可鉴定约11,000个磷酸位点）。由于该技术主要面向高等植物及其他绿色生物（如衣藻），且操作简便，降低了实验所需的人力和试剂费用，因此命名为GreenPhos。GreenPhos可定量分析不同植物的磷酸化蛋白组，分析深度深、定量重复性高，有望成为植物磷酸化蛋白组学的通用技术。研究人员应用该技术，深度解析了拟南芥响应不同时长盐胁迫的差异磷酸化蛋白质组，发现了包括剪接体蛋白和一些激酶响应盐胁迫的磷酸化事件。 11月27日，相关研究成果在线发表在《分子植物》（Molecular Plant，DOI：10.1016/j.molp.2023.11.010）上。研究工作得到国家重点研发计划与中国科学院战略性先导科技专项的支持。中国科学院植物研究所的科研人员参与研究。GreenPhos工作流程及多种绿色生物磷酸化蛋白质组鉴定结果

放射状胶质细胞是大脑发育最为关键的一种神经前体细胞，分裂产生大脑皮层几乎所有的神经元和胶质细胞。所有动物细胞都有中心体，通常位于细胞核附近的细胞质中。然而中心体在放射状胶质细胞内的定位十分独特，位于远离细胞核的顶端细胞膜上，即脑室腔的表面上。这种独特的亚细胞特征已被发现数十年，但其成因及功能一直令人困惑。清华大学生命科学学院、IDG-麦戈文脑科学研究院时松海教授和结构生物学高精尖创新中心史航研究员课题组线发表了题为“中心体的锚定调控神经前体细胞特性和大脑皮层的形成”（Centrosome anchoring regulates progenitor properties and cortical formation）的研究论文，首次揭示了中心体调控哺乳动物大脑皮层神经前体细胞机械特性和分裂能力，进而影响大脑皮层的大小和折叠的崭新机制。这一发现公布在Nature杂志上。时松海教授和史航研究员课题组采用基于透射电镜成像的连续超薄切片技术，首次观察到了放射状胶质细胞内的中心体是通过附着在母体中心粒上的远端附属物（distal appendages）锚定在顶端细胞膜上的（图1）。为了探索其分子调控机制和生理功能，研究人员在大脑皮层放射状胶质细胞内特异性地去除了远端附属物的重要构成蛋白CEP83，使得远端附属物无法形成，从而阻止中心体与细胞膜的连接。结果发现，去除CEP83蛋白后，母体中心粒上不再形成远端附属物，中心体和顶端膜发生了微小的错位，不再锚定在顶端膜上。进一步研究表明，中心体这一不足1微米的位移，不是通过影响初级纤毛的形成，而是破坏了顶端膜上特有的环状微管结构，导致顶端膜被拉伸、变硬。这一物理特性的改变引起了放射状胶质细胞内机械敏感信号通路相关的YAP蛋白（Yes-associated protein）的过度激活，从而导致了放射状胶质细胞前期的过度扩增以及之后中间前体细胞的增多，最终使得大脑皮层神经细胞显著增加，体积扩大，并引发异常折叠。该研究解决了长期以来关于放射状胶质细胞内中心体特殊定位原因和作用的谜题，为研究神经前体细胞行为和皮层发育调控提供了全新的角度。另外，中心体相关的许多突变都和小头症（microcephaly）紧密相关，然而该研究首次揭示了中心体蛋白突变导致大头症的机制。更重要的是，人类CEP83双等位基因突变会导致脑室体积增大，智力障碍和小儿肾消耗症，该研究为揭示人皮层形态和智力异常提供了重要线索。

近期，来自瑞士Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research研究所的P. Liberali组与Viventis公司工程师合作，使用长时间高分辨类器官光片显微镜-LS2在bioRxiv上在线发表了题为Open top multi sample dual view light sheet microscope for live imaging of large multicellular systems的文章。这篇文章对该技术的核心细节进行详尽展示。 长时间高分辨类器官光片显微镜-LS2是由瑞士Viventis公司推出的一款全新光片成像平台，可实现活细胞的长时间、高分辨、高通量、多样品同时成像，非常适合对直径达300μm的光敏样品（如卵母细胞，胚胎和类器官）进行长期实时高时空分辨率和低光毒性的观察与成像。该技术一经推出便已发布多篇Science/ Nature主刊 [1-5]。点击观看：长时间高分辨类器官光片显微镜-LS2肠道类器官成像效果 摘要： 多细胞系统会在数周内从单个细胞生长成为类器官、由数千个细胞组成完整组织，此类样品的实时成像一直具有挑战性。为了跨越这些长时间、空间尺度的难题，本文作者提出了一种开放式顶部双侧成像和双侧照明的光片显微镜，专门用于单细胞分辨率的发育过程中的大型样本的实时成像。作者使用新开发的光片显微镜对多种样品进行实时成像研究，结果突出显示了其在大型标本(如成熟的肠道类器官等)中获得定量单细胞信息的能力。 研究背景： 单个细胞发育成为复杂组织的动力学、可视化以及潜在分子机制的理解是细胞和发育生物学的首要目标。然而，这些复杂的生物现象往往跨越大的空间和时间生物学尺度，特别是类器官等体外模型系统，经常受到样品间异质性的影响。设计用于此类系统实时成像的显微镜需要在每个实验中提供高样品通量才能得出结论，且需要为光散射较大的样品提供足够的空间和时间分辨率和高图像质量，同时最大限度地减少光剂量并保持样品上样方便。目前，大多数的光片显微镜技术由于其低光毒性成为了克服上述一些挑战的技术方案之一。但这些技术仅限于每次实验仅对一个或极少数样品进行成像，且这些系统缺乏从对侧进行多视成像的可能性，不适合发育较大的样本。文章亮点： 本文展示了一种开放式、双侧成像和双照明的长时间高分辨类器官光片显微镜-LS2。其结合了多视图光片显微镜的优点，具有开放式几何形状和多孔样品支架，可以对大型多细胞系统进行长期多位置3D实时成像。作者通过对小鼠肠道、肝脏和唾液腺类器官、类原肠胚、水螅和人结肠癌类器官的长期实时成像，展示了该系统在各种模型系统中实现高图像质量的能力，其尺寸可达550 μm，记录时间长达12天。此外，本文获得了跨生物尺度的定量特征，并通过对肠道类器官和类原肠胚的跟踪和分割提供了详细的单细胞分析，这是新开发的Viventis长时间高分辨类器官光片显微镜-LS2才能实现的。详细数据： 本文展示的光片显微镜包含两颗相对的照明物镜(尼康10X, NA 0.2)，每颗从水平面略微向上倾斜，从两个侧面照亮样品，两颗相对的成像物镜从两个方向成像(尼康16X, NA 0.8， 该系统也兼容尼康25X, NA 1.1)(图1)。这种几何形状在两个照明物镜上方创造了一个无阻碍的线性空间用于定制设计的多孔样本池(图1-2)，该样本池包含多达四个可互换的样品室阵列， 用于多位置成像。浸入介质被放置在一个储层中，填充两个水浸入检测物镜之间的空间。 为了获得两个相对的光片以尽可能大的角度照亮样品,作者使用了超长工作距离的空气物镜， 通过玻璃窗将照明光耦合到浸入介质中，并设计了一个定制的校正三重透镜来补偿球面和色差。物镜区域是具温度控制的，样品被封闭在一个控制CO2浓度的隔间中。额外的光束路径是使用其中一个检测物镜作为聚光镜来照亮样品并获取透射光图像。为了以最佳方式安装不同的生物样品，作者在热成型过程中开发了由氟乙烯丙烯(FEP)箔制成的可定制腔室。该腔室适合于两颗检测物镜之间的6毫米空间区域，并允许从顶部加液、移液，满足不同生物样品的活细胞培养要求。 图1 长时间高分辨类器官光片显微镜-LS2光路图图2 长时间高分辨类器官光片显微镜-LS2物镜及样本池视图 在作者之前的工作中，使用了本文所介绍的显微镜的前身，上一代技术的显微镜只构建了一个检测物镜来跟踪发育中的肠道类器官中的细胞。 然而，所提供的成像深度不足以跟踪较大标本中的细胞，包括成熟的类器官。新设计的双成像物镜、双侧照明方法克服了这一障碍。 作者使用细胞周期报告基因FUCCI2，在3天的时间过程中对成熟小鼠肠道类器官的隐窝和绒毛形成进行成像(图2和视频2)。 在隐窝和绒毛形成的背景下监测细胞周期状态。 使用多位置成像，同时获得了多个类器官的数据集。单细胞分辨率的双色成像深度为360μm， 时间分辨率为10分钟(视频1)，以无与伦比的细节显示发育中的小鼠肠道类器官的整体动力学。整个单细胞的可视化样本量要求通过双侧成像实现高图像质量。我们通过将单个检测物镜的XZ部分与融合数据进行比较来说明这一点(图2)。 随着成像深度的增加， 单个视图的切片显示出预期的退化，而融合的数据由两个视图的最佳质量组合组成，并且能够在整个体积中绘制单个细胞(视频2)。这种策略对于整个样本的3D成像是十分必要的。点击观看：小鼠肠道类器官的隐窝和绒毛形成 为了进一步评估使用两个相对的成像物镜对图像质量的改善，作者通过计算两个物镜的每个z截面的离散余弦变换DCT来比较图像质量随成像深度的增加。例如，对肠道和人类结肠癌类器官进行了比较(图3)。两种模型系统都显示，随着成像深度和距离检测物镜的距离增加，图像质量明显下降，这可以通过组合来自两个相反物镜的数据来补偿。综上所述，双重检测物镜对于保证大样本的高图像质量的重要性。 图3 肠道和人类结肠癌类器官成像及单细胞分析 为了说明新发布系统的高性能，作者对尺寸从200μm到550μm的多种样品进行了成像，并进行了长达12天的连续成像：小鼠肝类器官，人类结肠癌类器官，小鼠腮腺唾液腺类器官，和类原肠胚。此外，新发布系统的样品安装策略不仅支持各种不同标本的开发，而且可以进行平行化学扰动的实验。在相同的成像实验中，四个腔室中的每一个都可以用于特定的条件，每个腔室内有许多单独的位置成像。我们分析了PGE、Forskolin和NaCl诱导的高渗休克对肠道类器官的机械渗透作用。3分钟的高时间分辨率(视频3)显示了对各自治疗的快速类器官膨胀和收缩。 点击观看：平行的PGE、Forskolin和NaCl对肠道类器官的影响 此外，为了证明新发布显微镜的多定位能力，作者以10分钟的时间分辨率对25个成熟的肠道类器官进行了平行成像，每个类器官的体积为360μm(视频4)。 点击观看：25个肠道类器官平行成像总结： 本文作者提出并发布了一种双侧成像、 双侧照明的光片显微镜，适用于单细胞分辨率下对多种大型生物模型系统(如肠道类器官等)进行长期多位置成像，质量适合于整个类器官的细胞分割和细胞跟踪。特殊的物镜配置使得使用多孔样品池可以同时监测多个实验条件。通过采用热成型工艺制造各种形状的样品池实现了样品特定和灵活的上样。未来，具有这种物镜配置和样本池配置的光片显微镜将进一步成为技术进步的有前途的平台。参考文献：[1] Naganathan et al., Left-right symmetry of zebrafish embryos requires somite surface tension. Nature[2] So et al., Mechanism of spindle pole organization and instability in human oocytes. Science[3] He et al., Lineage recording in human cerebral organoids. Nature Methods[4] Serra et al., Self-organization and symmetry breaking in intestinal organoids development. Nature[5] Dumortier et al., Fracking and Ostwald ripening position the lumen of the mouse blastocyst. Science

前 言植物生活周期以发育单位为载体完成, 从合子开始, 到配子结束。通过复杂的配子传递程序完成配子相遇、形成新的合子, 开始新的一代。在植物生长发育研究过程中，检测分子间的互作是绕不开的重要环节。近几年，越来越多的中国植物科学家使用NanoTemper公司的Monolith分子互作仪进行植物生长发育研究中分子间亲和力检测，并且发表多篇CNS（Science重磅！MST技术引领植物有性生殖研究领域的分子互作检测）、（植物科学小课堂｜MST技术在植物有性生殖研究中的应用）。为了近距离的了解植物科学家的工作内容和MST互作技术在植物生长发育研究中的应用，特邀刘晨教授来讲解他们在柱头与花粉相互识别机理研究的工作--(Liu et al., 2021a). 《植物学报》发表专文点评，该研究是该领域多年来所期待的一项突破性进展, 开启了花粉与柱头相互作用研究的新篇章！【6月15日】直播活动介绍NanoTemper将于6月15日(周三)14:00-16:00举办直播，特别邀请安徽农业大学刘晨教授，为大家介绍2021年发表在Science上的研究成果，揭示如何使用MST互作技术研究花粉和柱头分泌的小肽竞争结合柱头质膜受体激酶来识别亲和性花粉的机制。此外，还给大家带来了MST技术在植物生长发育的案例解析，欢迎大家报名参与，共同交流。本次直播的答疑环节中，观众将有机会与讲座嘉宾连麦互动，获得一对一的交流机会哦，连麦成功的观众将获得超值神秘礼品一份！NanoTemper公众号 预约直播，速来报名吧！特邀嘉宾刘晨 安徽农业大学教授直播时间：14:00-15:00小肽－受体激酶调控花粉－柱头识别的"锁－钥"机制讲师刘贝贝 NanoTemper应用专家直播时间：15:00-16:00Monolith分子互作技术在植物生长发育研究中的应用

style type=" text/css" .TRS_Editor P{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor DIV{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TD{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TH{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor SPAN{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor FONT{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor UL{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor LI{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor A{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt } /style style type=" text/css" .TRS_Editor P{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor DIV{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TD{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TH{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor SPAN{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor FONT{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor UL{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor LI{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor A{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt } /style p 　　近日，中国科学院北京基因组研究所精准基因组医学重点实验室王前飞研究组，与美国约翰霍普金斯大学医学院教授程临钊合作，揭示了 em NOTCH4 /em 作为转录因子RUNX1的靶基因调控体外巨核细胞发育，并筛选出可促进体外巨核细胞再生的小分子抑制剂。该研究找到了体外巨核细胞再生的新靶点，并提出利用罕见病寻找再生靶点的新思路，相关研究成果发表在 em Blood /em 杂志上。此外，新靶点NOTCH4及其抑制剂的医药用途已申请国内及国际专利。 /p p 　　巨核细胞（MK）是骨髓中高度多倍体化且高效生成血小板的重要细胞，而血小板在止血、伤口愈合以及维持机体稳态等过程中具有重要作用。转录因子RUNX1单等位基因胚系突变会引起MK发育障碍和血小板减少的家族性血小板疾病（FPD），但具体机制尚不清楚。程临钊前期研究工作发现，利用FPD病人来源的多能干细胞（hiPSCs）体外模型可重现病人表型，而通过基因打靶修复 em RUNX1 /em 突变后可恢复其巨核细胞的生成能力。 /p p 　　为揭示FPD巨核发育障碍和血小板减少的发病机制，促进体外巨核细胞/血小板再生，王前飞研究组利用疾病干细胞体外模型结合功能基因组学，找到了一系列受RUNX1调控并对巨核细胞生成具有重要作用的靶基因和通路。研究首次揭示 em NOTCH4 /em 作为转录因子RUNX1的直接靶基因，负向调控体外巨核细胞发育；并筛选出Notch通路的小分子抑制剂，使得从多能干细胞和脐血来源的造血干祖细胞，生成巨核细胞的产量提高近十倍。该研究成果有望应用于临床输注，治疗包括血小板减少症、肿瘤化疗后、手术外伤出血等在内的多种凝血功能障碍疾病，具有较高的科学意义和临床价值。 /p p 　　研究工作获得了中科院国际合作局对外合作重点项目、自然科学基金委、中科院青年创新促进会、中科院王宽诚教育基金会等的资助。 /p p br/ /p p style=" text-align:center " img alt=" " oldsrc=" W020171108585863114385.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/uepic/a1c35c81-e1de-405a-ba9f-de92cec28fe9.jpg" uploadpic=" W020171108585863114385.jpg" / /p p style=" text-align: center " 新靶点可促进体外巨核细胞再生 /p

为给中国科学院的科研工作带来更新的技术和研究方法，北京昊诺斯科技有限公司邀请QIAgen公司及Millipore 公司的技术及应用专家，在中国科学院遗传发育所进行了关于HRM技术、QIAxecl全自动DNA/RNA分析系统和实验室纯水系统的维护及使用的讲座，深受广大师生的好评和称赞。 北京昊诺斯科技有限公司是系致力于为生命科学、生物检测、生物工程、药物研发等领域提供先进的实验室仪器设备及多层次服务的高科技公司，是赛默飞世尔科技贺利氏、索福品牌北方区独家代理、密理博公司纯水及超滤部门签约代理商，Corbett全系列产品的北方区代理。 同时北京昊诺斯科技有限公司采用先进技术自主研发集成了掌上离心机、电泳凝胶成像系统、恒温干浴器、垂直振荡器、翻转摇匀仪等，并在逐步增加品种，扩大规模。在自主研发及生产生物实验室仪器设备的民族产业中我们虽然刚刚起步，但我们愿尽我们最大的努力为实验室提供更加先进的产品、更加可信的服务。 Millipore（密理博)公司成立于 1954 年，总部位于美国麻省，在全世界三十多个国家和地区设有子公司和办事机构，为一百多个国家提供产品和技术服务。目前公司全球雇员超过 4500 人，在美国、法国、日本等国家拥有 7 家大型生产工厂，主要生产过滤膜及膜过滤产品。

2022年6月20日，清华大学时松海课题组在 Nature Neuroscience 期刊在线发表了题为：Metabolic lactate production coordinates vasculature development and progenitor behavior in the developing mouse neocortex（乳酸代谢调控小鼠大脑新皮层血管生长和神经前体细胞行为）的研究论文。该研究揭示了大脑新皮层发育过程中的早期增殖型放射状胶质前体细胞（Radial glia progenitor，RGP）具有更强的糖酵解代谢能力并大量合成和分泌乳酸，进而调节血管生长及其自身增殖分裂特性。大脑新皮层是神经系统的最高级中枢，理解大脑新皮层的发育组装及工作机制是脑科学乃至整个自然科学的终极目标之一。研究大脑新皮层的发育及其调控机制有助于更好地理解其细胞组成和结构特性，进而推动生理功能和运行工作机制的认知，同时对相关疾病的诊断治疗有着至关重要的意义。大脑新皮层是进化的末期产物，其发育是一个高度复杂且受到多种因素的共同调节的生物学过程，这也为系统性研究其内在机制带来了诸多挑战。为此该研究从细胞最为基本特征—细胞代谢的角度出发，揭示了细胞代谢方式及相关产物在调控大脑新皮层发育过程中的关键作用和机制，为更好的理解大脑皮层发育机制提供了重要的理论补充。放射状胶质前体细胞（RGP）是大脑发育最为关键的一种神经前体细胞，其分裂产生大脑皮层几乎所有的神经元和胶质细胞。在小鼠发育早期（E10.5-E11.5），大脑新皮层中几乎没有血管生长，此时 RGP 以对称分裂进行增殖。伴随着血管的生长，RGP 也随之改变其分裂方式，以不对称分裂进行神经细胞产生。基于单细胞代谢状态分析，该研究首先发现大脑新皮层发育过程中，随着 RGP 谱系发生过程的进行，RGP 及其子代细胞具有不同的代谢状态，并呈现出不同的代谢特征。在此基础上，结合基因表达分析、细胞代谢类型分析以及碳代谢流分析多方面研究，进一步发现进行对称分裂的增殖型 RGP 具有更强的糖酵解代谢能力，并大量合成和分泌乳酸，而进行不对称分裂的分化型 RGP 具有更强的氧化磷酸化代谢能力，并积累高浓度的乙酰辅酶A。图1: 单细胞代谢状态分析揭示神经细胞代谢特征为深入探讨细胞代谢方式与大脑新皮层发育的相互关系，研究团队考察了具有强糖酵解代谢能力的增殖型 RGP 对早期大脑新皮层发育的影响，发现当抑制增殖型 RGP 的乳酸合成或分泌，导致大脑新皮层中乳酸浓度降低，血管生长出现缺陷。进一步分析发现，乳酸可以通过调节趋化因子配体 CXCL1 的表达来调节血管内皮细胞的迁移和增殖。此外，研究团队发现抑制增殖型 RGP 的乳酸合成代谢会系统性改变其基因表达谱并重塑细胞代谢方式，导致 RGP 过早分化。为探讨这一内在机制，研究者发现与分化型 RGP 相比，增殖型 RGP 呈现出更长的线粒体形态，抑制或阻断乳酸合成或分泌都会导致线粒体长度大幅度缩短，进而导致 RGP 分化。该结果表明增殖型 RGP 通过加强乳酸合成来影响线粒体形态，进而保持其对称分裂增殖特性。图2: 乳酸合成代谢调控早期大脑新皮层发育清华大学生命科学学院时松海教授为本文通讯作者，清华大学生命科学学院2017级博士董晓翔为本文第一作者。清华大学生命科学学院张强强博士和马健博士、清华大学生命科学学院博士研究生于翔宇和王玎，以及美国达特茅斯学院本科生马嘉明为本文共同作者。该研究得到了清华大学实验动物中心和生物医学测试中心的大力协助和支持。该研究获得了国家自然科学基金委创新群体基金、国家科技部脑科学与类脑研究基金、北京市教育委员会卓越青年科学家计划、北京市科技委员会科技计划、北京生物结构前沿研究中心、生命科学联合中心和北京脑科学与类脑研究中心的资助。

昆虫是地球上数量最多的动物群体，它们种类繁多，形态各异，与人类的关系非常密切，既为人类生活提供了重要资源，同时又对人类健康和农业生产造成重大影响。2024年4月24日-27日，由中国昆虫学会昆虫发育与遗传专业委员会、西南大学共同主办的“含弘昆虫学论坛”暨“第八届昆虫发育与遗传前沿论坛”在重庆市北碚区举行。来自国内相关领域的高校、科研院所百余名专家齐聚一堂，围绕昆虫的发育与遗传方面，进行了数十场气愤热烈、视角新颖的专题报告。本届论坛得到了理真科技、夏耘科技、拜谱生物等多家企业的赞助支持，并设展会进行了产品展示与交流。展会现场，奥思德超纯水机吸引了多位专家和研究生驻足参观，分别对超纯水机的价格和性能进行咨询，奥思德工作人员认真地介绍了超纯水机的技术参数和实验应用，通过零距离的交谈和体验，专家们更加深入的了解了奥思德超纯水机的产品优势，并当即产生购买意愿。此前，奥思德超纯水机在西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室，西南大学前沿交叉学科研究院生物学研究中心已有多台应用实例，用户使用后对设备运行、产水水质和使用效果都非常满意。家蚕基因组生物学国家重点实验室奥思德超纯水机应用于家蚕基因组生物学国家重点实验室今后，奥思德公司还将严格按照用户至上的原则，不断进行技术创新、提升超纯水机的产品品质和功能，助力生物学等科研领域，真正做到一站式解决实验室用水，让科研再无水质之忧！

© IUF - Leibniz Research Institute for Environmental Medicine, Düsseldorf概述 神经发育涉及几个相互关联的过程，这些过程特别容易受到化学物质的影响。发育中的儿童接触破坏这些过程的物质会导致发育神经毒性（DNT），从而导致自闭症、智商下降以及学习和记忆缺陷等神经发育障碍。目前识别物质 DNT 潜在危险的监管指南仅依赖于动物测试。然而，测试通量不足、物种差异和伦理问题需要建立基于人体细胞模型的替代体外方法，以确保测试结果对人群有足够的预测能力。根据这一拟议的 DNT 测试范式转变，在经济合作与发展组织 (OECD) 的支持下建立了 DNT 体外测试组 (DNT-IVB)，以便以更具成本效益的方式识别有害物质。有效的方式并解决伦理和生理问题环境化学物质对发育中大脑的潜在伤害尚未得到充分测试在发育过程中，会发生各种相互关联的神经发育过程，这些过程促进了人脑的形成和功能。由于其高度复杂性和可塑性，发育中的大脑对化学物质暴露特别敏感，包括农药、药物，甚至天然食品补充剂。目前，法律不要求指定供人类使用的产品制造商在上市前测试新化合物的 DNT 潜力。然而，与此同时，有大量关于不同化合物类别（包括金属、农药和药品）的数据，将发育暴露与儿童神经发育不良影响联系起来，例如智商较低或记忆力和注意力缺陷[1]。然而，迄今为止，仅使用体内 DNT 指南研究评估了 110-140 种化学物质，而大多数化学物质都缺乏数据。造成这种危险知识差距的主要原因是啮齿动物体内研究仍然是 DNT 测试的黄金标准。这些动物实验资源极其密集，通常成本超过 100 万欧元，需要一年多的时间才能完成，并且每种化合物需要使用至少 1,400 只动物。由于这些因素，迄今为止进行的 DNT 指南研究很少。鉴于 DNT 所产生的巨大社会、社会和经济后果，需要更快、更具成本效益且对人群具有足够预测性的替代方法来识别 DNT [4]。近年来，人们在开发基于细胞的测试策略来表征有毒物质的DNT危险潜力方面做出了相当大的努力，这符合替代、减少和细化动物研究的3R原则[5]。与此同时，毒理学测试原理也发生了范式转变，这表明在化学测试中应追求更高的通量和以机制为导向的方法，最好是基于人的方法，以避免化学暴露对物种特异性的影响，并消除令人担忧的知识差距[6]。阅读第 15 页的完整文章Wiley Analytical Science Magazine Volume 2 - April/24.参考文献[1] Vorhees, C. V. et al. (2018). A better approach to in vivo developmental neurotoxicity assessment: Alignment of rodent testing with effects seen in children after neurotoxic exposures. Toxicology and applied pharmacology. DOI: 10.1016/J.TAAP.2018.03.012.[2] Makris, S. L. et al. (2009). A retrospective performance assessment of the developmental neurotoxicity study in support of OECD test guideline 426. Environmental Health Perspectives. DOI: 10.1289/EHP.11447.[3] Paparella, M. et al. (2020). An analysis of the limitations and uncertainties of in vivo developmental neurotoxicity testing and assessment to identify the potential for alternative approaches. Reproductive Toxicology. DOI: 10.1016/J.REPROTOX.2020.08.002.[4] Grandjean, P. and Landrigan, P. J. (2014). Neurobehavioural effects of developmental toxicity. The Lancet Neurology. DOI: 10.1016/S1474-4422(13)70278-3.[5] Fritsche, E. et al. (2018). Consensus statement on the need for innovation, transition and implementation of developmental neurotoxicity (DNT) testing for regulatory purposes. Toxicology and Applied Pharmacology. DOI: 10.1016/j.taap.2018.02.004.[6] Sachana, M. et al. (2019). International Regulatory and Scientific Effort for Improved Developmental Neurotoxicity Testing. Toxicological Sciences. DOI: 10.1093/toxsci/kfy211.关于作者Katharina KochIUF-Leibniz Institute for Environmental Medical Research, Düsseldorf, Germany, DNTOX, Düsseldorf, GermanyKatharina Koch 博士是 DNTOX 的联合创始人兼研发主管，自 2019 年以来一直在德国杜塞尔多夫的 IUF – 莱布尼茨环境医学研究所担任博士后职位。她的研究重点是开发内分泌干扰（ED）介导的发育神经毒性（DNT）的测试方法。她在研究不同人类和啮齿动物原代以及人类 iPSC 衍生的神经 3D 体外细胞模型中关键神经发育过程的激素依赖性方面拥有丰富的经验。文章来源：A 21st century approach to protect children’s brains from environmental hazards，Wiley Analytical Science Magazine, 4 April 2024供稿：符 斌

大多数人类疾病实质上是细胞故障的产物。但要了解细胞的哪些部分出错会导致疾病，科学家首先需要对细胞有完整的了解。美国加州大学圣地亚哥分校医学院的研究人员及其合作者在24日发表于《自然》杂志上的论文中，介绍了尺度集成细胞（MuSIC）技术，这是一种结合了显微镜、生物化学和人工智能的技术，揭示了以前未知的细胞成分，为人类发育和疾病提供新线索。　　“如果你想象一个细胞，你可能会在细胞生物学课本上画出五颜六色的图，上面有线粒体、内质网和细胞核。但你以为这就结束了吗？绝对不是。”美国加州大学圣地亚哥分校医学院和摩斯癌症中心教授特雷依德克博士说，“科学家们早就意识到这点了，但现在我们终于有办法更深入地进行研究了。”　　在这项初步研究中，MuSIC揭示了人类肾脏细胞系中包含的大约70种成分，其中一半是我们以前从未见过的。研究还确定了一种新的结合RNA的蛋白质复合物。该复合物可能参与重要的细胞剪接机制，这一机制使基因能够翻译成蛋白质，并帮助确定哪些基因在哪些时间被激活。　　MuSIC技术的不同之处在于，首次将不同尺度的测量结果结合在一起，利用深度学习直接从细胞显微镜图像绘制细胞图谱。　　通过显微镜成像，研究人员将各种颜色的荧光标记添加到被研究的蛋白质上，并跟踪它们在显微镜视野中的运动和生物物理关联。　　科学家可以利用显微镜看到1微米尺度的物体，这大约是一些细胞器（如线粒体）的大小。更小的元素，比如单个蛋白质和蛋白质复合物无法通过显微镜看到，而生物化学技术使科学家能够深入观察到纳米尺度。　　此外，该团队训练了MuSIC人工智能平台来查看所有数据并构建细胞模型。然而，它还没有像教科书图表那样将每一部分内容映射到特定的位置，部分原因是细胞内结构的位置会变化。　　依德克指出，这是一项测试MuSIC的试点研究。他们只研究了661种蛋白质和一种细胞类型。下一步是研究所有人类细胞，再过渡到不同的细胞类型和物种。最终，通过比较健康细胞和患病细胞的不同之处，或许能够更好地理解疾病的分子基础。

p 　　日前，中国科学院遗传与发育生物学研究所发布冷冻透射电镜系统采购项目公开招标公告，预算2320万元。 /p p 　　公告中要求：冷冻透射电镜系统包括120kv冷冻透射电子显微镜和200kv冷冻透射电子显微镜，是目前生物医学研究中非常重要的大型仪器设备。其中120kv冷冻透射电子显微镜主要用于冷冻电镜负染色样品的观察以及简单冷冻样品的筛选，200kv冷冻透射电子显微镜主要用于冷冻蛋白样品的筛查和数据收集工作。 /p p 　　项目名称：中国科学院遗传与发育生物学研究所冷冻透射电镜系统采购项目 /p p 　　项目编号：OITC-G190311076 /p p 　　预算金额：2320.0 万元(人民币) /p p 　　开标时间：2019年08月20日 13:30 /p p 　　采购项目的名称、数量、简要规格描述或项目基本概况介绍： /p p /p table border=" 1" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" align=" center" width=" 605" tbody tr class=" firstRow" td width=" 6%" p style=" text-align:center " 包号 /p /td td width=" 7%" p style=" text-align:center " 货物名称 /p /td td width=" 8%" p style=" text-align:center " 数量 br/ & nbsp & nbsp & nbsp （套） /p /td td width=" 40%" p style=" text-align:center " 简要技术规格 /p /td td width=" 5%" p style=" text-align:center " 交货 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 期 /p /td td width=" 9%" p style=" text-align:center " 交货（竣工）地点 /p /td td width=" 13%" p style=" text-align:center " 是否允许采购进口产品 /p /td td width=" 8%" p style=" text-align:center " 采购 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 预算 /p /td /tr tr td width=" 6%" p style=" text-align:center " 1 /p /td td width=" 7%" p style=" text-align:center " 冷冻透射电镜系统 /p /td td width=" 8%" p style=" text-align:center " 1 /p /td td width=" 40%" align=" center" valign=" middle" p style=" text-align:center " 冷冻透射电镜系统包括120kv冷冻透射电子显微镜和200kv冷冻透射电子显微镜，是目前生物医学研究中非常重要的大型仪器设备。其中120kv冷冻透射电子显微镜主要用于冷冻电镜负染色样品的观察以及简单冷冻样品的筛选，200kv冷冻透射电子显微镜主要用于冷冻蛋白样品的筛查和数据收集工作。 /p /td td width=" 5%" p style=" text-align:center " 合同签订后9个月 /p /td td width=" 9%" p style=" text-align:center " 用户指定地点 /p /td td width=" 13%" p style=" text-align:center " 是 /p /td td width=" 8%" p style=" text-align:center " 2320万元 /p /td /tr /tbody /table p br/ /p p /p p br/ /p

2016年4月7-9日，恰逢上海交通大学120周年校庆，由中国遗传学会、中国遗传学会发育遗传专业委员会主办，上海交通大学生命科学学院承办的第四届“模式生物与人类健康”发育遗传学全国学术研讨会在上海市举行。孟安明院士等三百余位科学家齐聚一堂，围绕动物及植物模式生物研究的前沿课题进行了深入热烈的探讨。北京易科泰生态技术有限公司作为国内知名的生态研究仪器及技术公司，应邀参加了本次盛会。易科泰在会议上展示了一系列国际上最前沿的动物及植物模式生物实验仪器，得到了与会人员一致关注。 本次会议分两个方向——动物模式生物和植物模式生物。针对动物模式生物，易科泰主要展示的仪器技术有Ptomethion动物行为与能量代谢监测系统。Promethion用于小型动物如小鼠、大鼠等或人类的生理生态和行为监测、能量代谢研究等，可同步化监测动物的能量代谢、动物采食与饮水活动及摄取量、动物活动与行为谱、动物位移时空分布格局，及动物体重、体温、心率等多项生理学参数，定性定量测量分析动物行为活动及其与呼吸代谢的相互关系等，广泛应用于动物生理生态学、动物Phenotyping、实验动物学、药理学、生态毒理学、生物医学等研究领域。 针对植物模式生物，易科泰主要展示的仪器技术有FluorCam叶绿素/GFP荧光成像技术。这项技术不仅可用于叶绿素荧光成像，还可用于植物、动物、藻类乃至菌落等样品的GFP绿色荧光蛋白（GFP）分布异质性成像分析研究。叶绿素荧光成像可以反映不同基因对植物光合系统表型的影响，而GFP成像则给研究者提供了对模式生物转基因样品进行快速便捷筛选的最有效手段，因此受到与会科学家的广泛关注。GFP成像图，图中发出明亮颜色的植株即为表达了GFP的植株，其颜色越偏向红色，则表明其表达的GFP更多，暗蓝色的植株即为没有表达GFP的植 除了展示设备,我们的PlantScreen植物表型成像分析系统也受到了许多参会人员的关注。植物表型组学研究技术已成为当今遗传育种、植物生理生态、生物技术等领域的热点，PlantScreen植物表型成像分析系统是由研发世界上第一台FluorCam叶绿素荧光成像技术的PSI公司，与著名科学家合作研制生产的新型植物表型组学研究平台，是植物表型分析与功能成像分析的最为先进的技术平台。基因组学和表型组学研究是互为表里的关系，基因组学的研究结果必须通过表型组学的进一步验证才能完整解释生物的深层规律和发育机理。作为PSI植物表型研究中心的合作伙伴，我们的eco-lab实验室拥有叶绿素荧光成像系统、土壤呼吸系统等设备，一直致力于应用我们的实验室平台和技术方案，来帮助科研工作者们进行科学研究，欢迎感兴趣的科研人员来与我们实验合作、实验检测、技术咨询包括到欧洲PSI植物表型中心参观交流。我们会不断努力，用我们的解决方案和技术案例来服务于科研工作者的科研工作。 最后，易科泰生态技术公司感谢上海交大师生的支持与帮助，热烈庆祝上海交通大学120周年校庆，并祝贺第四届“模式生物与人类健康”发育遗传学全国学术研讨会圆满成功！

p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 近日，中国医学科学院阜外医院周洲教授团队在Cell Reports发表的最新研究首次发现并证实了，心脏流出道发育过程中存在心肌细胞向血管平滑肌细胞的转分化（trans-differentiation）。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " strong 研究者就此提出了大动脉基部平滑肌汇聚发育（convergent development）的概念。 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " 其中，阜外医院实验诊断中心刘宣雨博士为论文第一作者，新乡医学院王计奎教授为共同通讯作者。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/5d0f19bf-17d9-40e8-be8b-89e6ba1b60f5.jpg" title=" 001.jpg" alt=" 001.jpg" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " 心脏流出道是先心病发病的热点部位，在这项研究中，研究者分析了来自小鼠流出道的3个连续发育阶段的共50,000多个细胞的单细胞转录组，同时结合单分子荧光原位杂交和基于Dre-Rox的谱系追踪技术进行了分析和验证。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " 研究发现，心脏流出道发育过程中涉及到6种细胞类型，共17个细胞亚群，研究者通过机器学习分类模型，为各种细胞类型及其亚群定义了分子特征（图1）。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/a1081aed-4d3e-411a-9b23-8ae01464bc9a.jpg" title=" 002.jpg" alt=" 002.jpg" / /p p span style=" text-align: justify text-indent: 0em color: rgb(0, 112, 192) " 注：A：17个细胞亚群；B：各种细胞类型及其比例；C：各种细胞类型及其亚群的分子特征 /span /p p style=" text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 图1& nbsp 心脏流出道发育过程中的细胞亚群及其分子特征 /span /p p /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " & nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " 为了分析细胞亚群间关系，研究者通过力导向的KNN图布局（force-directed layout of k-nearest-neighbor graph）在二维空间内更加准确反映数据结构（图2A），同时分析细胞状态随时间的变化动态（图2B）和细胞亚群的特异表达谱，发现了与平滑肌分化直接相关的细胞亚群（图2C）。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " 有趣的是，除了间充质细胞向平滑肌细胞转化外，一个可能向平滑肌细胞发生了转分化的心肌细胞中间态亚群c9“浮出水面”，研究者推测，流出道的平滑肌细胞可能存在汇聚发育模式。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/be4c2ffb-cb00-4c92-a03e-d1068157f53b.jpg" title=" 003.jpg" alt=" 003.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" text-align: justify text-indent: 2em color: rgb(0, 112, 192) " 图2& nbsp 心脏流出道平滑肌的汇聚发育模式 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " 研究者进一步通过拟时间排序分析发现，在心肌向平滑肌转分化过程中，随着分化的进行，细胞的心肌标记的表达下调，平滑肌标记的表达上调（图3A）。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " 值得注意的是，Notch信号途径中的基因随着分化的进行逐渐上调（图3B）。通过基因调控网络打分分析，最终揭示出了心肌细胞向平滑肌细胞转分化过程中的关键转录因子（图3C），如Notch信号通路（已知在流出道的发育中扮演重要角色）的下游转录因子Heyl。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/9467d7f6-8f0b-4a78-9e53-39e72c304313.jpg" title=" 004.jpg" alt=" 004.jpg" / /p p /p p style=" text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) font-size: 14px " 图3& nbsp 拟时间排序和基因调控网络分析揭示出心肌细胞向平滑肌细胞转分化过程中的关键转录因子 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " 单分子荧光原位杂交结果显示，从近端到远端的流出道连续横截面可以观察到从心肌表型向平滑肌表型的过渡（图4A）。细胞共表达心肌的标记基因Myh7和流出道平滑肌的标记基因Cxcl12，为心肌细胞向平滑肌细胞转分化的存在提供了支持（图4B）。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/a1ccbd68-ea7d-4db2-ae6c-07344f4ead97.jpg" title=" 005.jpg" alt=" 005.jpg" / span style=" color: rgb(0, 112, 192) text-align: justify text-indent: 0em font-size: 14px " 图4& nbsp 单分子荧光原位杂交共表达结果支持流出道发育过程中心肌细胞向平滑肌细胞转分化的存在 /span /p p /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " & nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " 研究者利用可以特异性标记心肌细胞后代的小鼠胚胎模型Tnnt2-Dre CAG-tdTomato& nbsp (图5A), 通过tdTomato和成熟平滑肌标记基因Myh11的共表达最终验证了流出道发育过程中心肌细胞向平滑肌细胞的转分化（图5B）。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/eeaf9199-00a4-47e6-9231-e6ee425dcd46.jpg" title=" 006.jpg" alt=" 006.jpg" / /p p /p p style=" text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 图5& nbsp 谱系追踪验证了流出道发育过程中心肌细胞向平滑肌细胞的转分化 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " strong span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai color: rgb(127, 127, 127) " 来源 /span /strong span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai color: rgb(127, 127, 127) " ：Xuanyu Liu, Wen Chen, Wenke Li, et al.Single-cell RNA-seq of the developing cardiac outflow tract reveals convergent development of the vascular smooth muscle cells. Cell Reports, 2019, 28: 1-16.DOI：10.1016/j.celrep.2019.06.092. /span /p p style=" text-align: center " span style=" background-color: rgb(255, 255, 0) " strong 扫码关注【3i生仪社】获取生命科学最新资讯 /strong /span br/ /p p span style=" background-color: rgb(255, 255, 0) " strong /strong /span /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/28979e25-472a-42e2-b206-56e81b58ea60.jpg" title=" 小icon.jpg" alt=" 小icon.jpg" / /p

2010年5月20日，北京五洲东方科技发展有限公司在中科院遗传与发育所成功举办了实验室仪器巡回展示会。 　　会间，我公司展出了德国Brand的移液工具、细胞培养耗材等产品，吸引了众多老师和科研人员前来参观和询问。　　 　　工作人员正在向老师介绍德国SIGMA离心机　　 　　老师在查阅资料

据报道，2024年8月上旬，美国环境保护局（EPA）对除草剂DCPA（Dacthal，也称为敌草索或氯酞酸甲酯）实施了紧急禁令。这是40年来EPA首次动用紧急禁令权力，主要原因是DCPA对胎儿健康构成严重风险。这一决定立即引起了全球关注，特别是在农业和环境保护领域。DCPA的危害DCPA最初于1960年在市场推出，2000年美国先锋公司Amvac从GB生物科学公司（GB BioScience）收购了敌草索产品，并于同年获得美国市场标签。DCPA主要用于控制农业和非农业环境中的杂草，尤其在西兰花、抱子甘蓝、卷心菜和洋葱等作物上使用较多。然而，研究表明，孕妇接触DCPA的水平可能远超安全标准，其危害水平可能持续25天或更长时间。美国环保局指出，接触DCPA可能会改变胎儿的甲状腺激素水平，造成低出生体重、脑部发育受损、智商下降和运动技能受损等影响，甚至会面临不可逆转的终身健康问题。美国环境保护局的紧急行动美国环保局在确定DCPA对未出生婴儿构成迫在眉睫的危害后，其化学安全与污染预防办公室强调了立即将DCPA从市场撤除的必要性，并表示环保局有责任保护公众免受危险化学品的影响，最终实施紧急禁令，暂停该产品的所有登记。美国先锋公司AMVAC CHEMICAL是DCPA在美国的唯一登记证持有者。面对EPA的紧急禁令，AMVAC CHEMICAL在2024年4月自愿停止销售DCPA产品，并提交了所有联邦登记的自愿撤销请求。尽管公司对EPA的结论持有疑问，但为了公共健康和环境保护，选择了自愿撤销产品登记。中国也有敌草索生产与应用据世界农化网中文网报道，2013年10月，江苏维尤纳特精细化工有限公司获国内首个敌草索（氯酞酸甲酯）96%原药登记。报道称，该除草剂可芽前防除一年生禾本杂草某些阔叶杂草，广泛应用于洋葱、大蒜、韭菜、西红柿、生菜、葫芦、大豆、棉花、和景观植物等作物中，比在美国的应用范围广泛。检测敌草索的技术在检测敌草索方面，气相色谱-质谱（GC-MS）法是一种常用和重要的分析技术。GC-MS一般采用普通分流不分流进样方式、电子轰击电离(EI)实现多农药残留同时分析。然而，为了提高方法的灵敏度，采用大体积进样和负化学电离（NCI）气相色谱-质谱法是必要的。参考资料：江苏维尤纳特精细化工有限公司获国内首个敌草索原药登记，世界农化网中文站，2013年10月15日美国先锋公司响应EPA紧急禁令，自愿撤销DCPA敌草索登记，世界农化网中文站，2024年8月26日

市场研究公司Markets and Markets研究认为：每年化合物研究量将以6.7%的速度速率增长，预计2020年，全球实验自动化产业值将增至51.06亿美元。卡洛拉马(Kalorama)研究公司则认为该估计过于保守，因为仅2014年一年，临床实验仪器总销售额就已经达到54亿美元。 　　不过两家研究公司都认为，自动化产业增长的原因主要有以下几点：设备小型化，样品量变大，药物研究、临床诊断进步，实验重现性、准确性提高，供需差距仍然存在。而产业增长的根本原因在于：增加工作量的同时提高效率、降低成本。以下为自动化程度最高的六个方面。 　　液体处理 　　药物研发过程中，候选药物数量可达上百万种，而液体处理一直是该领域非常重要的一个环节。采用自动化技术处理液体，体积可固定、也可调节，从4，6，8，12，96，384到1536份不等，效率大大提高。除此之外，流水线操作可确保过程的连续性和可靠性，避免人为错误。人们对降低成本和提高效率的追求极大推动了此技术的发展。 　　样品检测 　　样品自动检测可在不增加成本的同时增加检测样品的数量。实验人员往往会因为贴错标签、装样量不准确、容器选择不当造成实验结果不准确。在阅读样品信息、确定样品是否适合检测时，同样会出错。如果能够尽早发现错误，更换样品或是对其进行处理，可将损失将至最低。 　　包装 　　生物医药行业在逐渐全自动化。现有的半自动化包装技术仍可能带来很大误差。如果采用全自动包装技术，一家跨国疫苗生产公司预计：包装成功率将由62%提升至99%。自动化技术可平均降低35%的劳动成本。 　　样品处理(包括储藏、拿取) 　　在以前，样品处理、储藏、拿取都是依照相关规定、人工完成的。自动化以后，整个操作过程将分为两个部分：根据样品处理过程设计的仪器，完成自动化过程的系统。下列因素推动下，样品处理自动化的发展迅速：检测量平均每年增加10%~15%，人口老龄化、检测手段创新、防止样品污染的要求、需要检测多种耐药微生物、技术人员数量有限、流行病要求检测时间缩短。 　　实验数据记录 　　许多实验都依靠仪器，比如DNA序列检测、复制。那么做实验、记录实验数据这些事情是不是也能自动化呢?过去三年，一些初创企业的努力下，这一切正在变为现实。研究人员将实验顺序排好，通过电脑远程控制，机器人将指导相关仪器完成实验。软件与机器人也在实验数据储存方面作出不小贡献。 　　化合物筛选 　　生物医药领域需要进行高通量药物筛选，这一技术的发展关键在机器人、检测器和软件。10年前，一家公司一个星期可筛选化合物数量由100~200种上升至2000~5000种。不过截至2011年，超高通量筛选法一天可检测100000种药物。

近日，天津检验检疫局工业产品安全技术中心承担的科研项目“蜡烛燃烧完全程度的定量检测系统的研发”通过成果鉴定。该课题首次利用光电检测器到蜡烛燃烧中，能够表征出蜡烛的完全燃烧程度。开发的技术成果获得了国家发明专利和实用新型专利的授权，成果达到国际先进水平。课题组还在研究成果基础上，提出了蜡烛燃烧过程中生成炭黑量的出入境检验检疫行业标准方法，并已提交国家认监委审定。 　　近年来，欧美等国家和地区相继出台相关的强制性蜡烛技术规范(ASTM F2417和EN 15493)，对蜡烛炭黑指标作出强制性规定，为我国相关产品的出口制造了技术门槛，积极应对势在必行。在SN/T 2496-2010和QB/T 2119-2007中规定——燃烧过程中无可视烟。在传统上，该指标仅停留在感官检验上，一直缺少相关定量检测手段。建筑材料及其制品静态产烟量测定的烟密度仪存在造价高、体积大、受测物取样小缺少代表性的问题，不利于快速检测以及生产厂家品控管理。 　　2010年，该技术中心建造了专业的阻燃测试用独立房屋，开发的检测设备和技术，在适当、可控的燃烧模拟环境中，提供了一个科学、高效的定量判定技术方法，已进入应用阶段，并拓展到了家居用塑料制品、装饰装修材料产烟量快速判定方面，具有良好的应用前景。