开年即开跑！同济科研按下“加速键”

奋战开门红，开年就开跑。寒假春节无空档，科研攻关未断线。近日，又有来自医学、生命科学、化学、材料、环境科学等领域的高水平学术成果接连发表于国际学术期刊。

开好局、起好步

同济人，奋楫再出发！

新型铁氰酸镁纳米催化剂可缓解化疗药物诱导的心脏毒性

致命的心脏毒性是使用蒽环类化疗药物进行癌症化疗时对人体产生的最主要毒副作用之一。目前临床上应对这些副作用的策略主要依靠给予心脏保护剂对心脏组织进行防护，事实上，这类心脏保护剂的保护效果并不能令人满意，更可能会产生二次毒副作用。
近日，同济大学医学院施剑林院士研究团队在《自然·通讯》（Nature Communications）期刊上发表了题为“Magnesium hexacyanoferrate nanocatalysts attenuate chemodrug-induced cardiotoxicity through an anti-apoptosis mechanism driven by modulation of ferrous iron”的研究论文。
针对化疗药物阿霉素诱导心肌细胞微环境亚铁离子过载的病理特点，研究团队通过聚乙烯吡咯烷酮介导自组装的方法制备了一种新型的铁氰酸镁纳米催化剂，其具有高效的Fe²⁺捕获及抗氧化性能。该催化剂被证实可用于清除细胞、组织层面的细胞毒性自由基物种, 实现在肿瘤化疗过程中对心肌细胞与心脏组织的功能性防护，为未来肿瘤化疗副作用防护阶段的防护药物提供了更有潜力的选择。

提出深紫外非线性光学晶体创制新方法

紫外非线性光学材料在短波通讯、激光光刻、高密度存储和生物组织成像等光电子领域具有重大的科学价值和应用前景。然而，现有紫外非线性光学材料因其服役性能难以满足先进激光制造技术与工艺的实际应用需求；基于这一不平衡，设计合成和创制具有大倍频效应、宽紫外透过波段以及足够双折射率以实现光学相位匹配的深紫外氧化物晶体仍然是一个极富挑战的科学与技术难题。

欧洲科学院院士、同济大学化学科学与工程学院张弛教授研究团队以过渡金属硫酸盐为研究对象，提出了一种“阳离子补偿”策略，研制了首例紫外透过的d⁰过渡金属硫酸盐MF₂(SO₄) (M = Zr (ZFSO), Hf (HFSO))，探讨并阐明了该过渡金属硫酸盐可实现宽紫外光学透过和大倍频效应同步增益的物理机制。

2023年2月8日，相关成果“Toward Large Second-Harmonic Generation and Deep-UV Transparency in Strongly Electropositive Transition Metal Sulfates”（强电正性过渡金属硫酸盐实现大二次谐波产生和深紫外透过），以全文形式发表在国际化学领域最著名的权威学术期刊《美国化学会志》(Journal of the American Chemical Society)上，并被JACS编辑委员会遴选为期刊最新一期的封面文章。该项研究对于创制研发新型高性能日盲紫外/深紫外倍频晶体具有重要的科学意义和示范作用。

抗菌-抗氧化多肽原位酶促组装促进伤口愈合

伤口处细菌感染和活性氧过度积累导致愈合缓慢，严重时甚至会导致截肢和死亡，对公共健康构成了巨大威胁。与此同时，抗生素过度使用导致的耐药性和副作用也限制了其治疗效果。因此具有抗菌和抗氧化双重功能的抗菌肽有望高效治疗感染性伤口。然而，多肽分子的稳定性相对较差，容易被水解，限制了其治疗效果。
2023年2月15日，同济大学材料科学与工程学院杜建忠/范震团队在《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）在线发表题为“In Situ Enzyme-Induced Self-Assembly of Antimicrobial-Antioxidative Peptides to Promote Wound Healing”的研究论文。该研究工作设计并合成了一种新型酪氨酸酶响应性抗菌肽，利用皮肤中的酪氨酸酶原位诱导抗菌肽氧化并自组装成类黑色素纳米粒子，增强了抗菌肽的抑菌效果并产生了高效的抗氧化性能，有效促进了细菌感染伤口的愈合。


阐明了组蛋白修饰调控人类原始生殖细胞发育关键事件的表观遗传机制

哺乳动物原始生殖细胞（Primordial germ cell，PGC）是生殖细胞的前体，最终发育产生高度特化的配子——精子和卵子。然而，受限于有限的细胞数量和分子生物学技术方法，长久以来我们对人类 PGC（hPGC）发育过程中表观遗传组的确切变化知之甚少。
2023年2月3日，同济大学生命科学与技术学院高绍荣教授、陈嘉瑜教授、张勇教授与同济大学附属第一妇婴保健院李晓翠教授团队合作，在著名学术期刊《细胞发现》（Cell Discovery）上在线发表了题为“Resetting Histone Modifications During Human Prenatal Germline Development”的研究论文。
该研究揭示了在长达数月的人原始生殖细胞染色质重编程中，三种核心组蛋白修饰（H3K4me3、H3K27me3和H3K9me3）在全基因组低甲基化状态下，协同调控基因和逆转座子表达、X染色体再激活和DNA去甲基化逃逸等事件的表观遗传机制。


首次实现了非常规发光材料在低浓度溶液中的高效荧光性能

基于簇集诱导发光效应的非常规发光材料具有环境友好性、亲水性、优异的生物相容性等优点，在传感、成像和生物医药领域有着广阔的应用前景。然而，目前报道的非常规发光材料均只在结晶态或者高浓度溶液中具有荧光性能，在低浓度溶液中则不发光，这一问题大大限制了非常规发光材料的实际应用。
2023年1月25日，同济大学环境科学与工程学院毛舜教授与香港中文大学唐本忠院士在国际权威刊物《自然·通讯》（Nature Communications）上合作发表研究论文“Molecular-level enhanced clusterization-triggered emission of nonconventional luminophores in dilute aqueous solution”。
此研究提出了一种基于分子水平增强簇集诱导效应的通用策略，利用常见天然材料—氨基酸与环糊精合成了基于氨基酸修饰的环糊精非常规发光分子，首次实现了基于聚集诱导发光效应的非常规发光材料在低浓度溶液中的高效荧光性能（发光分子浓度0.035wt.%，荧光量子产率40.70%）。

发展了光/镍催化还原交叉偶联构建C(sp3)-C(sp3)键的全新策略

镍催化剂由于其特殊的催化活性，被广泛用于该领域的研究。虽然在C(sp²)-C(sp³)偶联方面已经有了长足的发展，但是镍催化的对映体选择性C(sp²)-C(sp³)偶联构建仍然极具挑战性。已有的研究报道大多使用烷基有机金属试剂，不过其对空气和水敏感，使得其官能团兼容性相对较差。随后又陆续发展了一些NiH催化的方法，但两个烷基卤化物的对映选择性还原交叉偶联仍然是有待解决的难题。

同济大学化学科学与工程学院徐涛教授课题组使用α-氯代硼酸酯和未活化的烷基碘化物作为原料，利用光/镍协同催化还原交叉偶联的策略，实现了该C(sp²)-C(sp³)键的手性构建，得到了一系列手性二级烷基硼酸酯化合物。2023年1月23日，相关成果“Enantioselective C(sp²)-C(sp³) Reductive Cross-Electrophile Coupling of Unactivated Alkyl Halides with α-Chloroboronates via Dual Nickel/Photoredox Catalysis”在线发表于化学领域国际知名学术期刊《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）。此项研究为后续其他手性C(sp²)-C(sp³)键偶联反应提供了新的研究思路。

提出生物质衍生物资源化转化促进制氢的新策略

电化学全水分解制氢是当前国际研究的前沿热点，是实现“碳达峰、碳中和”目标的重要途径。然而，阳极缓慢的水氧化反应极大抑制了全水分解的制氢效率。近年来，一种有效的策略是通过生物质衍生物氧化来取代水氧化促进制氢，但这一技术方法并不完善，必须合理控制生物质衍生物的氧化程度才能促进产氢，深度氧化时往往能耗高，产物附加值低，而且不利于产氢。因此，如何精确控制生物质衍生物的电化学氧化来提高产氢效率是一个重要的关键问题。

同济大学化学科学与工程学院赵国华教授团队研究发现，通过电化学选择性控制生物质衍生物四氢异喹啉（THIQs）发生2电子轻度氧化，避免4电子的深度氧化反应，不仅最大效率地促进了产氢，而且在低电位下实现了THIQs高选择性完全定向转化为高附加值的资源化产物二氢异喹啉（DHIQs）。

2023年1月15日，相关研究成果“Boosting Hydrogen Production via Selective Two-electron Mild Electrochemical Oxidation of Tetrahydroisoquinolines Completely to Dihydroisoquinolines”以Research Article发表于化学领域国际著名学术期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）。这项工作为生物质衍生物辅助制氢策略提供了重要思路。

发现骨髓来源IGF-1调控成体骨骼维持与损伤修复

胰岛素样生长因子（Insulin-like growth factor I，IGF-1 ）是一种具有促生长作用的多肽类物质。目前的理论认为，肝脏是系统性IGF-1的主要来源，然而在肝脏细胞中特异性敲除IGF-1对骨骼系统影响甚微，但在成骨细胞或软骨细胞中特异性敲除IGF-1会导致骨量严重减少，说明骨骼细胞来源的IGF-1对骨骼生长发育具有更重要的调控作用。由于成骨细胞和软骨细胞在胚胎发育早期就开始表达，因此在成体阶段哪些细胞通过分泌IGF-1调控骨骼稳态维持和损伤修复仍不清楚。
2022年12月28日，同济大学生命科学与技术学院、附属东方医院再生医学研究所岳锐教授课题组在《美国科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，PNAS）在线发表了题为“Bone marrow-derived IGF-1 orchestrates maintenance and regeneration of the adult skeleton”的研究论文。
该研究发现位于骨髓中的BMSCs和MKs/PLTs是成体骨骼IGF-1的重要细胞来源，对成体骨骼稳态维持和损伤修复的调控作用，并揭示了骨骼与血液系统的密切交互作用与对话机制，为促骨骼修复的血液制品优化与应用奠定了理论基础。

来源：医学院、生命科学与技术学院

化学科学与工程学院、材料科学与工程学院

环境科学与工程学院

编辑：樊宗鑫

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