感染性疾病是一个全球公共卫生问题，全世界范围内新发和再发感染性疾病呈上升趋势。因此，感染性疾病的预防和治疗仍然是面临的重大挑战。胆汁酸是宿主和微生物的常见代谢物，这些宿主和微生物在控制脂质、葡萄糖和能量的代谢方面发挥着重要作用。胆汁酸在历史上曾经作为一线有价值的治疗药剂，用于治疗相关的代谢和肝胆疾病。值得注意的是，胆汁酸是牛黄和熊胆的主要活性成分，而牛黄和熊胆作为常见的传统中药，具有清热、解毒和疏风解痉的疗效。近年来，胆汁酸在治疗感染性疾病方面的良好表现已经引起了科学界的注意。本文首次对胆汁酸在治疗和预防感染性疾病方面的生物活性、可能机制、生产路线以及潜在应用进行综述。与之前的综述相比，我们对现有的关于胆汁酸在治疗病原微生物（病原微生物是导致全球性发病和死亡的主要原因）所引起的感染性疾病相关的研究进行了全面的总结。此外，为了确保胆汁酸以可负担的价格进行稳定供应，有必要阐明胆汁酸在体内的生物合成，这将帮助科学家们解释胆汁酸的累积，并发现如何通过化学合成、生物合成和化学-酶法合成的方式对不同的胆汁酸进行改造。最后，我们探索本领域目前面临的挑战，并为以胆汁酸为基础的药物和胆汁酸的可持续生产推荐开发策略。目前的研究表明，胆汁酸是一种治疗感染性疾病的潜在的新颖治疗药剂，并能以可持续的方式进行人工合成。
几十年来，苦木素类化合物的抗癌潜力引起了广泛的关注，揭示其在癌症治疗中潜在应用的文献及数据正在不断增加。这些降三萜类化合物除了具有强大的细胞毒性和抗肿瘤特性外，其中一些苦木素类化合物还显示出与抗癌药物的协同作用。本文概述了苦木素类化合物的潜在抗癌特性，包括其细胞毒性和抗肿瘤活性、作用机制、安全性评价以及与抗癌药物联合使用的潜在益处。
DNA G-四链体（G4s）是由富含鸟嘌呤（G）的DNA序列中两个或多个G-四链体堆叠形成的特殊DNA二级结构。这些结构在高度转录的基因（特别是在与癌症相关的癌基因）中发挥关键作用，使其成为癌症治疗的重要靶点。值得注意的是，靶向癌基因启动子区的G4结构为解决“不可成药”或耐药蛋白质（如MYC、BCL2、KRAS和EGFR）的靶向难题提供了新策略。天然产物一直以来是药物发现的重要来源，特别是在癌症和传染病领域。近年来，天然来源的DNA G4靶向药物研究取得了显著进展。包括MYC-G4、BCL2-G4、KRAS-G4、PDGFR-β-G4、VEGF-G4和端粒-G4等多种G4结构已被证实是小檗碱、端粒抑素、喹叨啉碱、血根碱、isaindigotone等天然产物的潜在作用靶点。本文系统总结并评价了天然及天然衍生DNA G4稳定剂的最新研究进展，重点关注天然来源小分子对DNA G4s结构的识别机制；同时探讨了DNA G4s靶向药物开发所面临的挑战和机遇。
抗生素耐药问题危及全球人类健康，需各国进一步采取切实行动。此背景下，最令人关注的一个问题是处于开发中的抗菌新药品种是否足够丰富。近期，尽管有多篇高质量综述介绍了全球抗菌新药临床管线研究动态，但没有任何一篇文章系统关注过我国自主研发、处于临床研究阶段的抗菌药物品种。本文全面介绍了2019年以来我国新获准上市及临床评价阶段抗菌新药的最新进展。文中信息主要通过官网搜索、商业数据库查询、文献检索、人员咨询等方式获得。本文共介绍和更新了截至2023年6月30日，我国17家制药企业和开发机构的20个抗菌新药管线的研究进展。其中，两个属传统抗生素类别的新药分别于2019年和2021年经国家食品药品监督管理局批准上市；而18个临床开发阶段的管线中，一个处于上市申请阶段、5个处于III期临床、6个处于II期临床、6个处于I期临床。这些临床研究阶段的候选药物，多数属于传统抗生素母核的改构药或药物单组分、两个是双作用活性的杂合抗生素、一个是重组抗菌蛋白。总之，本文分析认为，我国临床开发阶段的抗菌管线虽有17个，但多样性不足。藉此，希望我国制药企业和研究机构在未来的原创抗菌新药研发中，能推出更多市场前景良好、满足临床差异性需求的候选药物品种。
β-1,6-聚-N-乙酰葡萄糖胺（PNAG）是一种由许多细菌、真菌、原生动物（甚至丝虫）寄生虫产生的保守表面多糖。由于这种广泛的表达特性，PNAG成为疫苗开发的一个有吸引力的靶标，因为它可能涵盖多种微生物。近年来，关于PNAG表达生物学的重要特性研究取得了显著进展，已经在许多细菌中研究了用于生产PNAG生物合成蛋白与酶的操控子分子特征和调控机制。此外，PNAG的生理功能也得到了进一步阐明。基于PNAG的疫苗和针对PNAG的抗体在临床前研究中显示出了极大的潜力。此外，针对疫苗和抗体的临床试验已经在人体和有经济价值的动物中进行，且结果令人鼓舞。尽管前路并非坦途，但我们对基于PNAG的新疫苗和免疫治疗药物能够通过验证并最终获得临床使用许可，以对抗多种传染性病原体，持乐观态度。
微循环障碍是由多种因素引起的复杂过程，包括血管的异常舒缩、血流速度降低、血管内皮细胞损伤、白细胞与内皮细胞相互作用改变、血浆白蛋白渗漏、微血管出血和血栓形成等。这些变化涉及了能量代谢、线粒体呼吸链、氧化应激、炎症因子、黏附分子、细胞骨架、血管内皮细胞、质膜微囊、细胞连接、血管基底膜、中性粒细胞、单核细胞和血小板等。在临床上，除了血管舒缩调节药和抗血小板黏附药之外，尚缺少多靶点调节微循环障碍的药物。天然产物在治疗缺血/再灌注（I/R）和脂多糖（LPS）诱导的微循环障碍方面有明显的优势。近年来，国际期刊上发表了大量的关于天然产物改善微循环障碍的研究论文。2008年和2017年，本文的通讯作者受邀在《药理学与治疗学》期刊上发表了丹参及其主要成分和复方中药及其主要成分改善I/R所致微循环障碍和器官损伤的综述。本文将系统综述天然产物对改善I/R和LPS诱导的微循环障碍和组织损伤的作用、靶点和机制，为改善疾病微循环障碍的新药创制提出科学建议。
熊胆自古以来一直是中医药中珍贵且有效的药材，已有超过13个世纪的使用历史。然而，目前通过养熊活体取胆汁的做法因其对动物福利的不良影响而广受批评。在这里，我们提出了一种创制人工熊胆（ABB）的新方法，使ABB可以作为天然熊胆的高质量和可持续代用品。本文通过涉及资源、化学、生物学、医学、药理学和中医等多个领域的合作研究，解决了创造熊胆代用品的科学挑战。本研究建立了一套全面的功效评估系统，弥合了传统功效描述与现代医学术语的壁垒，使得系统筛选治疗成分成为可能。通过化学合成和酶工程技术的应用，我们的研究实现了熊胆药效成分的环境友好型大规模生产，并对ABB配方进行了优化和重组。由此产生的ABB不仅在成分上与天然熊胆非常接近，而且具有产品质量稳定、原料可获性高以及不依赖濒危或野生资源等优势。全面的临床前功效评估已经证明ABB的治疗效果与市售引流熊胆相当。此外，临床前毒理学评估和I期临床试验显示ABB的安全性与引流熊胆相当。这种创新的策略可以作为开发其他濒危中药代用品的新的研究范式，从而为濒危药材可持续利用提供了新的方向。
将来源于Microbispora rosea subsp. hibaria TP-A0121、负责云雀霉素（HBM）B生物合成的一个61 kb基因簇在天蓝色链霉菌M1154中进行异源表达，重组菌株只产生了少量目标产物但积累了大量的副产物。通过对副产物相关次级代谢途径进行理性分析，我们对生物合成途径进行定向工程改造，成功实现了HBM B的高产，并且产生了抗肿瘤活性增强的新型云雀霉素衍生物。通过此研究，我们不仅建立了一个高效合成云雀霉素（一类最大、最复杂、具有独特伪二聚体结构的II型聚酮类化合物）的生物合成系统，而且为进一步工程化和深入研究这一复杂生物合成途径开辟了道路，有望用于开发潜在有效的抗癌药物。
本文探讨了美罗培南（MEM）、一种新型金属-β-内酰胺酶（MBL）抑制剂[吲哚-2-羧酸盐58（InC58）]和丝氨酸-β-内酰胺酶（SBL）抑制剂[阿维巴坦（AVI）]三联用药对产碳青霉烯酶细菌的广谱抗菌活性。采用琼脂稀释法，对产MBL和SBL的各种菌株进行三联药敏试验。研究检测了细菌对MEM与InC58联合用药的自发耐药频率（FoR）。对获得的突变体进行测序并检测交叉抗药性、适应性和耐药表型的稳定性。与MEM加SBL或MBL抑制剂双联用药相比，三联用药的抗菌谱扩展至大多数携带SBL [苯唑西林酶-48（OXA-48）和肺炎克雷伯菌碳青霉烯酶-2（KPC-2）]和MBL [新德里金属β-内酰胺酶（NDMs）]的分离株，但对携带Verona整合子编码金属β-内酰胺酶（VIM）的铜绿假单胞菌和携带OXA-23的鲍曼不动杆菌无效。细菌对MEM加InC58的FoR范围为2.22 × 10-7~1.13 × 10-6。突变体耐药性与ompC和comR基因突变相关，分别影响孔蛋白C和铜渗透性。突变体表现出适应性代价、在没有抗生素压力的传代期间耐药水平降低，以及对另一种碳青霉烯（亚胺培南）和β-内酰胺酶抑制剂（他尼硼巴坦）的交叉耐药性。总之，与双联用药相比，MEM与InC58和AVI的三联用药对不同产碳青霉烯酶细菌显示出更广谱的抗菌效果，揭示了一种针对β-内酰胺酶介导的抗生素耐药性的新策略。
心肌缺血严重威胁人体健康，其主要病因是血管功能障碍。补虚通瘀颗粒（BXTY）是治疗心肌缺血的有效中药。然而，BXTY发挥抗心肌缺血作用的潜在机制尚不清楚。在这项研究中，我们证明了BXTY通过激活血管平滑肌细胞（VSMCs）中的可溶性鸟苷酸环化酶（sGC）-3′,5′-环鸟苷单磷酸（cGMP）-蛋白激酶G（PKG）信号通路扩张动脉血管，改善心肌缺血。本研究中，我们使用昆明小鼠连续灌胃BXTY 10 d后，腹腔注射垂体后叶素建立小鼠急性心肌缺血动物模型。结果显示，BXTY能减轻垂体后叶素所致小鼠心肌缺血症状，包括心电图异常和血浆酶的改变。此外，BXTY舒张预收缩的肠系膜上动脉血管，抑制肠系膜上动脉血管收缩，且这两种作用均呈剂量依赖性，但不具内皮依赖性。使用sGC抑制剂NS 2028/ODQ、PKG抑制剂KT 5823处理血管可以抑制BXTY对血管舒缩的影响。此外，在小鼠主动脉血管平滑肌细胞（MOVAs）中，BXTY增加sGC-β1蛋白表达及细胞内第二信使cGMP水平，NS 2028/ODQ逆转了这些现象。BXTY孵育MOVAs后，cGMP下游效应蛋白PKG-1表达水平升高，然而，NS 2028/ODQ或KT 5823处理细胞能部分逆转BXTY对sGC-β1、cGMP和PKG-1水平的影响。综上所述，BXTY通过激活VSMCs中sGC-cGMP-PKG通路诱导血管舒张改善小鼠急性心肌缺血症状。
本研究从黄花三宝木（Trigonostemon fragilis）中分离得到了四个具有不同二聚模式的新型降二萜类异源二聚体，分别为trigofragiloids A~C（化合物1~3）和(+)-、(-)-trigofragiloid D（化合物4），以及三个新型菲酮类降二萜单体trigofragiloids E~G（化合物5~7）。化合物1和2具有全新的异源二聚碳骨架，其由一个四降二萜和一个九降二萜骨架聚合形成，通过量子化学计算，它们被确定为第二类阻转异构体。化合物3则是具有全新二聚模式的苯丙素-降二萜加合物。化合物(+)-、(-)-4是首例以1,4-二氧六环聚合的“S”形降二萜二聚体。受化合物4结构解析的启发，两种共存的二聚体类似物，即actephilol A和epiactephilol A，被修正为一对几何异构体，并进一步被鉴定为两对对映异构体，分别为(+)-、(-)-8和(+)-、(-)-9。我们采用多种表征方法对它们的结构进行了确证。值得注意的是，化合物7对三磷酸腺苷-柠檬酸裂解酶（ACLY）具有显著的抑制作用，其半抑制浓度（IC50）值为（0.46 ± 0.11） μmol∙L-1，与阳性对照BMS-303141的活性相当。
在微藻类收获过程中，需要对藻类悬浮液进行脱水处理，直接就地再利用提取的水可减少培养系统中的淡水足迹。各种藻类收获技术中，膜过滤技术优势明显。本研究对在实验室规模和中试规模条件下斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）生物质过滤产生的渗透水再利用情况进行了评估。本研究确定了影响再生水利用潜力和膜收集系统稳健性的一系列挑战和作用机制。本研究的初步阶段发现，初始生物质的健康状况对收获性能以及待再利用的渗透水的质量有重要影响；健康的生物质可以确保更好的脱水性能（即更高的水通量）以及更高的渗透水质量。为了确定能最大限度提高水生产率的操作条件，本研究进行了一系列不同切向流速和压力值组合的实验室规模过滤实验。研究分别选定2.4 m·s-1和1.4 bar（1 bar = 105 Pa）为条件进行中试规模微过滤试验，将收集到的渗透液作为新的培养基再利用，促进中试规模光生物反应器中斜生栅藻的生长。研究发现，两种规模（实验室和中试）下膜系统性能之间存在明显差异。中试规模实验可以确保生物质的高收获性能和生长速率，与理想培养基中的生物质生长速率高度相似，这表明渗透水具有积极的再利用潜力。最后，研究对不同的营养物质重新回补方案进行了调查，发现宏量和微量营养素水平对再利用方法的成功起到至关重要的作用。
先进静止轨道辐射成像仪（AGRI）是风云四号静止气象卫星的关键设备之一。AGRI传感器每15 min获取一次完整的全面盘图像，每5 min完成东亚区域的观测，能反演高时空变化的气溶胶光学厚度（AOD）。迄今为止，AOD的定量反演一直具有挑战性，尤其是在陆地上。本文提出了一种深度学习和迁移学习相结合的AOD反演算法。该算法使用暗目标（DT）和深蓝（DB）算法的核心思想作为机器学习算法的特征，能在暗地表和亮地表上进行550 nm的AOD反演。该算法包括两个步骤：①以10 min的Himawari AOD为目标变量，建立一个带有跳跃连接的基准深度神经网络（DNN）；②利用89个地面站的太阳光度计AOD对DNN参数进行微调。站外验证表明，反演的AOD精度较高，决定系数（R 2）为0.70，平均偏差误差（MBE）为0.03，数据落在期望误差范围内的比例为70.7%。敏感性研究表明，650 nm和470 nm的大气顶反射率以及650 nm处的地表反射率是影响反演的最大不确定性来源。在一个极端气溶胶污染事件的研究中，AGRI AOD能够捕捉事件的时间演变。研究结果表明了迁移学习技术在卫星AOD反演中的优越性以及反演得到的AGRI AOD在极端污染事件监测中的适用性。
氮的可利用性对于全球陆地和水生生态系统的生产力十分重要。然而，肥料的过度使用以及工业固氮过程中的高能耗已使全球氮循环（N-cycle）超出了地球系统的安全阈值，导致严重的氮污染以及大量温室气体氧化亚氮（N2O）的排放。厌氧氨氧化（anammox）能够在缺氧环境中有效削减铵和N2O，有助于恢复地球的氮平衡。本研究探讨了全球生态系统中厌氧氨氧化热区的分布特征，揭示了厌氧氨氧化热区在陆地系统中发生于多种好氧-缺氧界面的规律，且在水生生态系统中尤为普遍。我们发现厌氧氨氧化热区能够在缺氧条件下将铵氧化为氮气（N2），并减少N2O的产生，据此反应原理设计了一种基于自然的厌氧氨氧化热区地球工程技术路线，以应对气候变化和生物多样性下降，并促进水资源的高效利用。经过15年的实际应用，厌氧氨氧化热区地球工程已被证明能够净化水质、调节气候、增加生物多样性并提升环境质量。对于解决环境氮污染与粮食安全之间的矛盾，厌氧氨氧化生物地球工程是一种切实可行的可持续自然处理方法。
工业废水中金属的高效回收有助于解决重金属的环境危害和资源需求。传统的电沉积回收方法受限于电荷转移反应中界面离子传输限制，难以实现快速且高质量并行的金属回收。因此，本研究提出了瞬态电场（TE）和旋流（SF）协同作用的新策略，以同步增强体相传质和界面离子传输。我们研究了操作模式、瞬态频率和流速对金属回收率的影响，从而确定了在TE&SF模式下快速且高效地连续回收铜的最佳操作条件：低、高电平分别为0 V和4 V、占空比为50%、频率为1 kHz和流量为400 L·h-1。TE&SF电沉积的动力学系数分别为单一TE和SF电沉积的3.5~4.3倍和1.37~1.97倍。对TE和SF条件下的沉积过程进行仿真模拟，TE和SF的协同能够促进界面离子传输和电荷转移的高效耦合，进而实现了快速且高质量的金属回收。因此，这种联合沉积策略被认为是减少金属污染和促进资源循环利用的有效技术。
具有消色差性能的超透镜为具有超紧凑配置的高质量成像提供了新机遇。然而，超透镜制造工艺复杂且聚焦效率低。本研究提出了一种基于低色散材料、精心设计的弧面及厚度分布的设计方法，在波长尺度上实现了消色差微透镜的有效制备。考虑到绝对色差、相对焦距偏移（FLS）和数值孔径（NA），通过我们绘出的几何特征图，可以得到具有一定焦距的微透镜。使用聚焦离子束制备了具有低色散熔融石英的消色差微透镜，获得了精确的表面轮廓。制备的微透镜在410~680 nm可见光波段的平均聚焦效率高达65%，且在白光成像中表现出优异的消色差能力。此外，该设计还表现出偏振不敏感以及近衍射限制的优点。这些结果证明了本研究提出的消色差微透镜设计方法的有效性，扩展了微型光学器件（如虚拟和增强现实、超紧凑显微镜和生物内窥
在三维（3D）堆叠中，硅通孔（TSV）的热应力对芯片性能和可靠性有显著影响，这一问题在高密度TSV阵列中更为突出。本研究提出并开发了一种新型空心钨TSV（W-TSV）。其空心结构为热应力释放提供了空间。仿真结果表明，空心W-TSV在距衬底表面顶部2 μm范围内可释放60.3%的热应力，在3 μm径向区域内，热应力可降至20 MPa以下。制备了尺寸为640 × 512、间距为25 μm、深宽比为20.3∶1的超高密度（1600 TSV∙mm-²）TSV阵列。测试结果显示，所制备的TSV具有优异的电学和可靠性性能。TSV的平均电阻为1.21 Ω，漏电流为643 pA，击穿电压大于100 V。在经历-40~125 ℃的100次温度循环后，电阻变化小于2%。拉曼光谱分析表明，空心W-TSV在晶圆表面产生的最大应力为31.02 MPa，证明所制造的高密度TSV阵列不需要设置禁止放置晶体管的区域（KOZ）。这些结果表明，该结构在大阵列光电探测器和3D集成电路中具有巨大的应用潜力。
规模化煤炭开采造成的地下水流失加剧了中国西部生态脆弱煤炭基地水资源短缺窘境。在国家“碳达峰、碳中和”战略目标下，围绕水资源保护与利用进行绿色开采、清洁生产是西部煤炭产业优化的必要途径。本文基于矿井水/热害的资源特征，提出了一种适用于开采过程中持续进行的集约化“煤-水-热”协同共采模式。联合顶板水害防控、水热提质和深部回灌地质封存技术，实现采后伴生资源产、供、储一体化体系。针对矿山原生地质特征与充水动态过程，提出了以调整开采工艺为核心的主动防治体系和以多目标排水、注浆治理为核心的被动防治体系。针对陕西榆林矿区“天窗型”突水模式采取多目标超前疏放被动防控技术后，钻孔涌水量大幅减少50%，有效保障后续安全采煤。结合余热利用的清洁生产理念，建立矿区综合能源互补模型，分析了利用矿井水热和风热是小纪汗矿可选的供热方式，为矿区建筑供暖节约标准煤8419 t，节能率达到50.2%，降低矿区供热碳排放24.2%，具有节能环保特点。提出同质异位超深回灌技术流程，模拟评价了长期储水地质环境安全，以单井100 m3∙h-1长期注水不会造成地层破裂和回注水泄露，每年可有效封存处理78.7万吨矿井水于刘家沟组地层。该模式为鄂尔多斯矿区矿井水管理提供了一种可行的方法，为煤炭企业绿色开采和低碳生产提供参考。
本文针对5G大规模多进多出（MIMO）应用领域，提出了一种基于多芯片模块（MCM）的混合集成宽带Doherty功率放大器（DPA），其有源器件采用氮化镓（GaN）工艺制造，无源电路使用集成无源器件（IPD）并采用砷化镓（GaAs）工艺制造。为了实现更好的带宽性能，本文提出了一种具有低Q输出网络的反向DPA结构，以及一种用于高增益、小面积芯片的单驱动架构。所提出的DPA带宽为4.4~5.0 GHz，可以实现超过45.0 dBm的饱和功率。从37 dBm到饱和功率的增益压缩小于4 dB，平均功率附加效率（PAE）为36.3%，在4.5~5.0 GHz范围内的峰均功率比（PAPR）为8.5 dB。经过数字预失真（DPD）后，测得的邻道功率比（ACPR）优于-50 dBc，表现出令人满意的线性度。
