【CNS大盘点】5篇Nature，1篇Science，2篇封面文章，1篇唯一单位

撰稿 | 不语

编排 | 鱼儿自己

校对 | Later

编者按：【CNS大盘点】是一档BioNews旗下每周盘点中国学者在国际顶级期刊Cell、Nature和Science上刊发的重磅学术成果，每周定期更新，敬请各位读者关注！

本期【CNS大盘点】的主要内容有：

【1】Nature：封面文章，上海交大覃文新团队发现仑伐替尼精准治疗肝癌的联合靶点

【2】Nature：北大最年轻博导刘颖，揭示SAR1B感知细胞内亮氨酸浓度调控mTORC1活性

【3】Nature：唯一完成单位！暨南大学丙烯/丙烷分离研究实现新突破

【4】Nature：封面文章，中科院上海光机所在小型化自由电子激光研究中取得突破性进展

【5】Nature：北大焦宁团队攻克苯环开环重大科学难题

【6】Science：中科院高能物理所取得蟹状星云领域研究新突破

以下是主要内容的详细报道：

根据世界卫生组织最新公布的全球肿瘤统计数据，中国肝癌的发病例数占全球45.3%，死亡例数占全球47.1%。约80%的肝癌患者一经确诊便已进入中晚期，失去根治性手术切除机会，5年生存率低于18%。因此，实施更为精准有效的靶向治疗一直是肝癌临床和基础研究的重点和难点。

仑伐替尼是一种口服多激酶靶点抑制剂，可抑制血管内皮生长因子受体、成纤维细胞生长因子受体等激酶。它与索拉非尼同为目前公认的治疗肝癌的一线靶向药物。全球多中心III期临床试验显示，尽管仑伐替尼的肿瘤客观缓解率与索拉菲尼相比，从9.2%提高到了24.1%，但近80%的肝癌患者仍对仑伐替尼治疗无效。因此，寻找分子标志物和联合治疗靶点，提高仑伐替尼的临床治疗效果成为当务之急。

2021年7月21日，Nature以封面论文（该成果被Nature接受为封面文章，7月29号正式出版）在线发表了上海交通大学医学院附属仁济医院上海市肿瘤研究所覃文新团队、肿瘤介入科翟博团队、上海东方肝胆外科医院周伟平团队与荷兰癌症研究所René Bernards院士的合作研究成果 EGFR activation limits response of liver cancer to lenvatinib（EGFR的反馈激活限制了仑伐替尼的肝癌疗效）。该研究发现对仑伐替尼治疗无效的中晚期肝癌患者，联合应用吉非替尼治疗，可有效抑制肝癌进展

研究人员发现仑伐替尼虽然可以阻断肝癌细胞中成纤维细胞生长因子受体（FGFR，受体酪氨酸激酶家族中的一类重要成员）的促癌信号通路，但这并不足以杀死肝癌细胞，肝癌细胞可以“另辟蹊径”，通过激活另一种受体酪氨酸激酶表皮生长因子受体EGFR，来提供足够的促癌细胞增殖信号，得以存活。这就是肝癌细胞能成功逃避仑伐替尼“打击”的秘密。

研究人员还发现在使用仑伐替尼的情况下，采用基因改造技术进一步敲除表皮生长因子受体EGFR能有效杀死肝癌细胞。于是，已上市的EGFR靶向抑制剂吉非替尼进入了研究人员的视线，研究人员通过构建多种不同的肝癌动物模型，验证了联合使用靶向药物仑伐替尼和EGFR靶向抑制剂吉非替尼对高表达EGFR肝癌的治疗效果。

细胞如何感知营养物质状态从而协同调控生长是生命科学的基础问题。营养物质包括氨基酸，葡萄糖和脂肪酸等。其中，细胞通过mTORC1复合物感受氨基酸浓度，并据此调节蛋白质合成和细胞生长，各种氨基酸的浓度会被其对应的感受器蛋白感知到（即氨基酸受体）。

2021年7月21日，北京大学未来技术学院分子医学研究所、北大-清华生命科学联合中心、北京未来基因诊断高精尖创新中心刘颖课题组在Nature杂志在线发表题为SAR1B senses leucine levels to regulate mTORC1 signalling的研究论文。报道了亮氨酸受体蛋白SAR1B对mTORC1的调控机制，及其重要的生理病理意义。

研究人员通过质谱实验发现了亮氨酸的受体蛋白SAR1B。SAR1B的经典功能是作为小G蛋白酶参与囊泡形成。研究人员发现，SAR1B感知亮氨酸不依赖于其经典的小G蛋白酶活性。SAR1B感受到亮氨酸信号后，通过GATOR2复合物将信号传递给mTORC1。

此外，研究人员利用无脊椎模式生物线虫，证明了SAR1B感知亮氨酸是进化上高度保守的机制。最后，研究人员通过生物信息学分析和建立裸鼠肺内原位瘤模型，证明SAR1B通过抑制mTORC1活性，在肺癌发生中扮演着抑癌因子的功能。

丙烯是全球产量最高的基础有机化工原料之一，年产量超过1亿吨。工业上，丙烯主要通过石油催化裂解或丙烷脱氢来制备。聚合级丙烯主要用于生产聚丙烯。放眼四周，小到聚丙烯（PP）塑料瓶、晶莹剔透的“有机玻璃”和婴儿的尿不湿，大到家电外壳和汽车零部件等都是丙烯深加工的产物，聚丙烯在抗疫防疫中更大显身手，是防护口罩、防护服熔喷无纺布专用料，也是注射器、护眼罩和输液瓶等的生产原料。

然而，丙烷裂解生产丙烯这一技术在工业上不能直接得到聚合级（高纯度）的丙烯（≥ 99.5 %）。为了去除残留的丙烷，工业上往往以高昂的设备投资和巨大的能量消耗作为代价。因此，在能源危机日渐严重的今天迫切需要开发出低能耗的丙烯纯化技术，寻求绿色的分离方案，是未来实现我国碳达峰、碳中和的重大需求。

2021年7月21日，国际顶尖学术期刊《自然》Nature 在线发表了暨南大学化学与材料学院陆伟刚教授和李丹教授研究团队的研究成果Orthogonal-array dynamic molecular sieving of propylene/propane mixtures。该研究提出了一种新的分离机制：正交阵列动态筛分，在由金属节点和有机配体通过自组装形成的一类具有确定组成与结构和多样化孔道的新型晶态多孔材料金属-有机框架上，成功解决了传统分子筛吸附动力学缓慢和吸附量低的问题。

该研究设计、开发并合成的基于该筛分机制的金属-有机框架材料（被命名为JNU-3），其一维通道带有嵌入的动态分子口袋，可以在本质上不同的压力下高效地分离丙烯/丙烷（1/1）混合物，每公斤JNU-3可以得到53.5升聚合级（99.5 %）的丙烯，具有迄今为止最佳的丙烯/丙烷分离性能，实现了丙烯/丙烷分离领域的突破性进展，为设计下一代分离材料指出了新的方向。该研究可能被广泛应用至石油化工、疫情防控、医疗卫生等多个领域。

自由电子激光是实现X射线波段高亮度相干光源的迄今最佳技术途径，X射线自由电子激光可用于探测物质内部动态结构和研究光与原子、分子和凝聚态物质的相互作用过程，极大的促进物理、化学、结构生物学、医学、材料、能源、环境等多学科的发展。研制小型化、低成本的X射线自由电子激光成为其重要的发展方向，对于拓展应用和产生变革型技术都是极其重要的。

2021年7月21号，中国科学院上海光学精密机械研究所李儒新，刘建胜及王文涛共同通讯在Nature在线发表题为Free-electron lasing at 27 nanometres based on a laser wakefield accelerator的研究论文。

该研究通过使用基于激光尾流场加速器的电子束，在指数增益范围内展示了波荡器辐射放大的实验演示。放大的波荡器辐射通常以 27 纳米为中心，每次发射的最大光子数约为 10^10，产生的最大辐射能量约为 150 纳焦。在设备中的三个波荡器中的第三个中，辐射功率的最大增益约为 100 倍，证实了在指数增益机制中的成功操作。该研究结果构成了使用激光尾流场加速器进行自由电子激光的原理验证演示，并开发基于该技术并具有广泛应用的紧凑型 X 射线自由电子激光器铺平了道路。

碳碳键是构筑大部分有机分子骨架的最基本结构，其选择性断裂反应可以实现对有机分子骨架的直接修饰改造，也被认为是新一代物质转化的途径。但是，由于键能高、活性低、选择性难以控制等挑战性，碳碳键的断裂转化是化学领域公认的难题之一。自1825年法拉第发现苯以来，芳环由于其共轭、稳定的环状结构，如何通过催化实现芳环选择性地开环断裂转化更是鲜有文献报道。

2021年7月19日，北京大学药学院、天然药物及仿生药物国家重点实验室焦宁研究团队在Nature在线发表题为Cleaving arene rings for acyclic alkenylnitrile synthesis(芳环断裂制备烯基腈)的最新研究论文，报道了关于芳环选择性催化断裂转化的突破性研究成果，首次解决了惰性芳香化合物难以选择性催化开环转化的重大科学难题！

研究通过仿生设计，该团队提出级联活化的策略，首次解决了惰性芳香化合物选择性催化开环转化的重大科学难题，开发出一种新型催化惰性碳碳键活化模式，实现了苯胺等多种简单易得的芳烃衍生物到烯基腈的转化，取得了该领域的突破性进展，或为推动煤炭液化、生物质转化、石油裂解等提供新思路。

蟹状星云含有一颗脉冲星，它能激发周围的气体释放出高能辐射。由蟹状脉冲星的旋转能量通过相对性电子 - 正电子风的形成和终止提供动力，脉冲星的年轻及其附近的位置使得该星云成为天空中最亮的伽马射线源。

2021年7月23号，中科院高能物理所曹臻、陈松战等人在Science上在线发表了题为Peta–electron volt gamma-ray emission from the Crab Nebula的研究论文。

该研究报告了从该源检测到的伽马射线，其能量从 5 × 10−4 到 1.1 peta-电子伏特，光谱显示在30年的能量中逐渐变陡。 超高能光子意味着星云中存在一个 peta-electron volt 电子加速器（pevatron），其加速度超过理论极限的15%。 我们将 pevatron 大小限制在0.025 到 0.1 秒差距之间，并将磁场限制在 ≈110 斯。 peta-electron volt 电子的产生率为每秒 2.5 × 1036 ergs，占脉冲星自旋下降光度的 0.5%，尽管我们不能排除 peta-electron volt 质子对产生最高能量伽马射线的贡献 。

微高