| 触觉运动感知中时间地标不确定性的感知、元认知和计算特征 |
Adibi, M. |
2026-07-03 |
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运动知觉依赖于在内部不确定性条件下估计感觉事件的时间顺序。尽管知觉不确定性通常被简化为单一内部噪声参数，但其结构、来源及时间组织机制仍知之甚少。本研究通过向两个指尖同步传递连续振幅调制振动，探究了基于相位触觉运动知觉中内部不确定性的计算结构。运动辨别准确率、反应潜伏期、置信度及置信熵均呈现系统性相位依赖性变化，揭示了时间不确定性的独特行为特征。计算分析表明，触觉运动知觉并非由单一地标时间不确定性来源解释。相反，行为表现的最佳解释包含两个加性不确定性成分：与从振动包络提取时间地标相关的振幅依赖性成分，以及跨刺激条件共享的振幅非依赖性成分。该双不确定性框架一致解释了运动知觉的频率依赖性、更尖锐振动包络降低的不确定性，以及先前报道的指数调制相比正弦调制增强运动知觉的现象。独立的时间顺序判断实验进一步验证了从运动辨别中推断的不确定性参数，表明锐化时间地标可将时间不确定性降低35%。最后，通过操控初始刺激状态发现，知觉选择遵循地标事件的时间序列与对应关系，而非振动包络的初始演变过程，为基于地标的计算提供了独立支持。这些发现表明，触觉运动知觉受地标时间不确定性的多重计算来源调控，并确立了基于相位的触觉运动作为独立测量、操控及建模知觉决策中不确定性计算结构的可行范式。 |
| 绘制小细胞肺癌免疫图谱揭示独特的肿瘤反应性CD8+ T细胞分子特征 |
Khinvasara, K. |
2026-07-03 |
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小细胞肺癌（SCLC）是一种高度侵袭性的恶性肿瘤，治疗进展有限。与许多其他癌症不同，其免疫微环境特征，特别是免疫能力和T细胞识别机制，仍不明确。本研究通过单细胞转录组图谱结合配对T细胞受体（TCR）测序，系统解析了SCLC免疫微环境。通过关联T细胞状态、克隆性与多层功能筛选，我们鉴定出6种能识别并清除自体SCLC细胞系的肿瘤反应性TCR。进一步定义了一种新型SCLC反应性CD8+ T细胞特征（SCLC_TR），并据此识别出47种额外的SCLC反应性TCR。该特征在另一免疫冷肿瘤——胰腺导管腺癌（PDAC）中表现优异，且最显著的是，SCLC_TR特征评分升高的患者生存期显著延长，凸显其预后评估价值。细胞间相互作用比较分析揭示了多种免疫抑制机制，其中髓系细胞和CD4+调节性T细胞可能通过拮抗效应T细胞活性参与SCLC免疫调控。综上，本研究通过提供肿瘤反应性T细胞应答的直接证据，挑战了SCLC作为免疫冷肿瘤的传统认知，并引入SCLC_TR特征作为识别肿瘤特异性T细胞及其微环境限制因素和逃逸机制的工具，最终为新一代免疫治疗策略的制定奠定基础。 |
| 雄性表达的交配栓可提高秀丽隐杆线虫的雌性生育力 |
Blevins, L. J. |
2026-07-03 |
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自交雌雄同体生物的基因组为探究为何某些性别特异性基因会丢失而另一些得以保留提供了独特契机。在雄雌同体物种秀丽隐杆线虫中，交配栓的存在在不同遗传背景下呈现多态性。交配栓的产生由单个基因plg-1控制，该基因具有雄性特异性表达。鉴于雄性出现频率不足1%，该基因很可能因放松选择或纯化选择而丢失——尤其当交配栓如通常假设的那样通过雄性间性选择得以维持时。我们利用近2000个秀丽隐杆线虫自然品系的多样化群体，证明尽管存在雄雌同体交配系统，plg-1仍在至少61%的遗传背景中得以保留。遗传多样性估算表明，plg-1的丢失与物种全球化相关。我们证实雌雄同体总繁殖力与plg-1基因型无关，表明该基因并非通过与雌雄同体有利基因连锁而维持。随后我们在秀丽隐杆线虫和专性异交物种remanei线虫中证明，交配栓并不能通过阻止后续雄性交配来确保父权。相反，带有交配栓的雌性比无栓雌性具有更长的繁殖高峰期和更高繁殖力。这些结果表明交配栓对雌性有利。我们认为这种益处源于交配栓作为阴道盖可抑制产卵过程中的精子流失，从而缓解精子限制。我们的研究表明交配栓未必总涉及雄性竞争，反而可能代表生殖合作。更广泛而言，这证明雄性特异性基因表达并不等同于雄性特异性功能，尤其在生殖互作情境下。 |
| 面向空间基因组学数据中细胞类型异质性的可扩展多组非负空间因子分解 |
Chumpitaz-Diaz, L. |
2026-07-03 |
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空间转录组学（ST）技术能够在组织空间背景下研究基因表达，揭示组织结构、细胞相互作用及疾病进展机制。然而，现有降维方法常忽略空间信息，或难以区分空间基因模式与细胞类型差异驱动的模式，导致基因表达模式差异与细胞类型比例差异相互混淆，限制了生物学可解释性。针对这些挑战，我们提出可扩展的多组非负空间分解（smNSF）方法——一种计算可行的概率框架，将空间坐标与细胞类型标签整合至统一矩阵分解模型中。通过采用多组高斯过程（MGGPs）作为先验，该模型能以细胞类型特异方式捕获复杂空间变异，同时通过非负约束增强可解释性。我们开发了支持可扩展优化并提升smNSF数值稳定性的MGGPs变分推断框架。在涵盖不同技术平台与组织类型的七个空间转录组数据集中，smNSF可恢复稀疏且可解释的空间因子，并通过细胞类型条件后验将其组织为细胞类型富集型、细胞类型特异型及通用型空间程序——这些模式在仅考虑边缘因子时无法显现。基于ST数据中的细胞类型标签，smNSF可实现细胞类型感知的空间分解，并支持通过细胞类型条件后验对空间模式与细胞身份之间的关系进行计算机模拟探索。 |
| 通过固定转录组中的可扩展基因分型，利用单细胞测序解析克隆异质性 |
Blattman, S. B. |
2026-07-03 |
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单细胞转录组学彻底改变了我们对异质性细胞群体的理解。然而，广泛使用的平台存在技术局限性，限制了我们在大规模水平上将转录状态与同一细胞内的体细胞突变相关联的能力。在此，我们提出固定转录组基因分型技术（GIFT），这是一种新型检测方法，可在单细胞中同时检测数百个靶向遗传变异和全转录组图谱。GIFT的核心创新在于相邻单链DNA探针之间经过理性设计的缺口填充反应，该反应通过标记天然转录本序列实现高特异性靶向突变检测。GIFT的基因分型准确率超过99%，可灵活捕获每个细胞中数百个突变（包括福尔马林固定石蜡包埋组织样本），从而在异质性环境中实现克隆谱系追踪。我们通过分析来自35名骨髓增殖性肿瘤（MPN）患者的超过70万个细胞，展示了GIFT独特的可扩展性，揭示了与特征性JAK2V617突变相关的系统性炎症引发的突变依赖性造血反应，包括干扰素相关转录程序的等位基因剂量梯度效应，以及最终发展为不同疾病状态的造血干细胞转录预激活。综合而言，GIFT独特的技术优势使其能够通过克隆谱系追踪，在单细胞分辨率下直接解析基因型-表型关系，并实现全面的细胞状态测量。 |
| 基于霍尔效应传感器的蜂王检测系统——概念验证 |
Krajnik, B. |
2026-07-03 |
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蜂王是负责蜂群建立、生长和生存的核心个体。可靠确认蜂王成功交配、持续存在及正常繁殖表现，对于有效管理蜂群至关重要。我们提出了一种基于霍尔效应传感器阵列和附着于蜂王的微型磁性标签的蜂王检测系统。该系统专为持续运行和实时监测而设计。我们开发并构建了原型系统，并在实验室和野外条件下进行了评估。在养蜂场进行的实地实验表明，该系统能够可靠检测蜂王通过蜂箱入口的通道，从而识别与交配飞行相关的活动。结果证实了霍尔效应传感在自动化、非侵入式蜂王监测中的可行性，并将磁感应确立为精准养蜂领域一种有前景的新型测量方式。 |
| 供体年龄损害人诱导多能干细胞来源的内皮祖细胞的血管生成潜力 |
Larsen, B. |
2026-07-03 |
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背景：人类诱导多能干细胞（hiPSCs）在血管再生领域具有应用前景，但前期研究多采用新生儿供体，而临床治疗需使用老年个体来源的细胞。尽管供体年龄对重编程效率的影响已有研究，但其对hiPSC来源内皮祖细胞（hiPSC-EPs）功能的影响尚不明确，这正是本研究的核心问题。方法与结果：我们从3例新生儿供体（ND）和3例成熟供体（MD）的iPSC中提取内皮祖细胞，两组按性别和体细胞来源1:1配对，评估其功能、表观遗传及转录组特征。尽管MD-iPSC的CD34?产量更高，但与新生儿供体系相比，MD-hiPSC-EPs在三维水凝胶中形成的血管结构连接性差且无管腔形成。二维培养中，MD-hiPSC-EPs细胞密度降低，VE-钙黏蛋白定位异常。DNA甲基化分析显示体细胞来源是主要变异驱动因素，但两组间中胚层分化、血管生成、细胞外基质重塑及细胞骨架相关基因的甲基化存在一致性差异。表观遗传年龄预测表明MD-hiPSC-EPs具有更成熟的发育特征，这可能是其血管生成能力下降的原因。RNA测序结果证实了DNA甲基化数据的趋势，并显示线粒体调控和一氧化氮信号通路存在差异表达。结论：供体年龄显著改变hiPSC-EPs的血管生成功能。这些发现强调了基于hiPSC的血管工程中需考虑供体特异性，并揭示了将hiPSC衍生疗法应用于老年患者群体的潜在障碍。 |
| 使用MSpangenome在溯祖群体模型下模拟群体泛基因组 |
Piat, L. |
2026-07-03 |
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动机：泛基因组变异图（PVG）正越来越多地被用于表示基因组多样性，但目前尚无通用框架能够直接从明确的进化历史生成群体泛基因组。现有模拟工具通常仅关注单一类型的变异，且未将这些变异整合到由明确群体历史驱动的谱系感知框架中。因此，在真实的群体遗传背景下评估泛基因组方法仍具挑战性，且已知进化真实性的基准数据集十分稀缺。结果：我们提出MSpangenome，这是一个连接溯祖群体遗传模拟与泛基因组图分析的谱系感知框架。该流程结合了msprime的祖先模拟与从头图构建算法，可直接从模拟谱系生成PVG。通过显式建模重组、群体历史和不完全谱系分选，MSpangenome能生成结构复杂的泛基因组，其中嵌套和重叠的结构变异自然源于底层谱系，而其进化历史与图拓扑结构在构建过程中保持已知。这为生成真实群体泛基因组及建立方法评估的真实数据集提供了通用框架。我们通过生成群体规模泛基因组，并将其作为受控参考来基准测试广泛使用的图构建工具PGGB和Minigraph-Cactus，验证了其实用性。分析揭示了不同序列多样性水平、样本量和结构变异类别下的性能差异，凸显了基于模拟的基准测试在识别仅凭经验数据集难以检测的重建错误中的价值。可用性与实现：MSpangenome采用Python实现，完全容器化，可在https://forge.inrae.fr/pangepop/MSpangepop免费获取，镜像地址为https://github.com/inrae/MSpangepop。 |
| 基于无模型机器学习的可编程声学单细胞操控 |
Edthofer, A. |
2026-07-03 |
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对单个活细胞进行精确、非侵入式的操控仍是生物医学领域的一项核心挑战，这对单细胞分析、组织工程以及细胞间相互作用研究具有深远意义。本文首次报道了利用体声驻波声流控技术结合闭环反馈实现单细胞控制的研究。我们提出了VeLO（基于矢量的局部优化）算法，这是一种无模型、受强化学习启发的算法，能够通过单个压电换能器实现单个细胞的可编程二维操控。无需预先校准或物理建模，VeLO可从声学诱导的细胞位移中在线学习系统动态，并自动适应非线性、时变条件。我们在多种细胞类型（DU-145、Jurkat、K-562）中实现了稳健控制，并完成了多个细胞的独立操控，包括可控的细胞间接触。通过将硬件简洁性与自主自适应控制相结合，该方法将多模态声流控技术确立为一种无标记、高精度单细胞操控的多功能工具。 |
| 无证据表明清醒休息对联想记忆有益：一项被试内脑电图研究 |
Walter, M. |
2026-07-03 |
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学习后的清醒休息被认为比进行干扰任务更能促进记忆巩固，此前脑电图研究将休息期间的慢振荡功率与更好的记忆表现联系起来。然而，重复实验的结果并不一致。我们采用被试内设计并持续记录脑电图，探究10分钟清醒休息与10分钟依赖海马体的听觉短时记忆干扰任务相比，是否能增强联想记忆表现。我们同时采用了紧密参照前人研究的重复性分析方法和针对数据集调整的数据特异性分析方法。与假设相反，我们发现休息相比干扰任务对联想记忆表现并无优势。但确实观察到顺序效应：第二次学习表现优于第一次，且当休息安排在第二次而非第一次时，这种改善更为显著。在神经生理层面，无论采用何种分析流程，学习后期间的慢振荡功率和α功率均与记忆表现无关，但交叉分析显示脑电参考电极的选择会影响部分相关性的方向。在现象学层面，尽管两种条件诱发了不同的主观认知状态，但休息和干扰任务期间自我报告的心理活动以及特质白日梦频率均与记忆结果无关。综合来看，这些发现不支持学习后清醒休息相比依赖海马体的干扰任务对联想记忆具有显著优势，也未重复此前关于记忆巩固的脑电图相关性。我们讨论了可能造成文献不一致的方法学因素，包括被试内设计中的任务学习效应、平均频谱功率测量的粗糙性以及脑电预处理流程的变异性，并呼吁未来研究加强标准化和透明度。 |