“科”创未来 | 华中大第四十五期科研资讯

编者按

“苟日新、日日新、又日新”，创新是引领发展的第一动力。华中大始终以引领科技进步为己任，在“谋创新”中“谋未来”，创造一项又一项骄人的科创成果！

金马在《21世纪罗曼史》中如是说，“以空前未有的热情，焕发青春的创新功能，激发人人独特的创新精神，使民族的、国家的创新智慧来一个总爆发！使个体的、群体的创新潜能来一个大爆发！”

“科”创未来，旨在带领大家了解华中大最新科研资讯。我们颂扬那些深耕科技兴邦国的大师们，同时也在华中科技大学这片土地上，期待一个又一个的腾飞。

经济学院陈波教授最新研究聚焦出口贸易 服务新开放发展格局

2008-2009年全球经济衰退期间，我国出口贸易额急剧下降。然而令人惊讶的是，出口的广延边际有所增加。该文通过允许出口企业依靠外部融资来支付生产成本拓展了Melitz(2003)模型，研究不同冲击对出口广延边际和集约边际的影响。模型表明，外需疲软将导致单个企业的出口收入（集约边际）以及出口企业的数量（广延边际）均明显下降，如果出口国采取利率下降等对策那么出口边际将有所增加。但相对于利率冲击，出口边际对需求冲击的反应更加敏感。同时，利用扩张性货币政策抵消经济衰退期间负面需求冲击时，替代弹性较小的产品更可能增加广延边际，降低集约边际。2007-2011年我国出口数据也支持了模型的预测。

ReviewofInternationalEconomics是国际贸易学领域的国际著名期刊，也是经济学院认定的A类期刊。陈波教授为该论文的第一作者，该文的合作者为对外经济贸易大学的洪俊杰教授、荆然教授（通讯作者）以及亚洲增长研究所（Asian Growth Research Institute）的助理教授SunXiaonan。该论文受国家社会科学基金一般项目“贸易自由化与劳动收入分配：基于我国的新理论与大数据研究”（17BJL094）的资助。

生殖健康研究所相文佩课题组卵巢衰老系列研究取得重要成果

随着国家三孩政策的放开，高龄再生育女性增加，卵巢衰老再次成为生殖领域关注的焦点和难点。如何早期预防及个性化治疗，这对科研工作者和临床医生提出了新的挑战。生殖健康研究所相文佩教授课题组长期致力于卵巢衰老和干细胞临床转化研究。课题组前期发现了预测卵巢功能和辅助生殖结局的特异性生物靶标，为卵巢衰老的干预提供了潜在的有价值的靶点。

在前期研究基础上，课题组进一步发现，间充质干细胞可调控细胞的凋亡和代谢，在对比了尾静脉移植、腹腔注射和卵巢局部注射三种干细胞移植方式后，发现卵巢局部注射对卵巢功能的恢复最有效，可通过调控线粒体功能和分布、纺锤体形态等改善卵子质量。

同时，课题组也在老龄恒河猴体内验证了干细胞对卵巢功能的原位修复作用，发现间充质干细胞卵巢原位移植可抑制卵泡耗竭、改善线粒体功能并最终改善整体卵巢功能。通过对非人灵长类体内间充质干细胞移植改善卵巢功能的研究，为干细胞向临床转化提供了有力的支撑。

在卵巢衰老的临床治疗方面，课题组与南京医科大学李晶教授合作，针对卵巢功能不全，发明了瞬时激活原始卵泡--卵巢组织原位移植用于治疗卵巢功能不全的新方法。建立了新的“1小时原始卵泡激活方案”，并将激活后的卵巢皮质移植于原卵巢处。此治疗方法在多家生殖医学中心开展，几十名POI患者应用并获得成功妊娠，为卵巢功能不全的治疗提供了有效的治疗手段。

电信学院刘文予王兴刚团队提出的十字交叉注意力方法被AlphaFold应用

近期，《自然》Nature杂志发表了来自DeepMind等单位“Highly accurate protein structure prediction with AlphaFold”重磅论文，公开了进一步优化的AlphaFold源代码并详细描述了其设计框架和训练方法。该文章的技术细节显示，电信学院刘文予教授、王兴刚副教授团队提出的十字交叉注意力（CCNet）方法成为了最新版本AlphaFold的重要模块之一，文中称CCNet和Axial-deeplab启发了采用注意力方法来解译蛋白质序列的探索。

AlphaFold能够预测98.5%的人类蛋白质结构，并将预测的准确性提升到了原子级别。而在这之前科学家们数十年的努力，只覆盖了人类蛋白质序列中17%的氨基酸残基。由于AlphaFold在生命科学中巨大的应用潜力，施一公院士评价AlphaFold“这是人工智能对科学领域最大的一次贡献，也是人类在21世纪取得的最重要的科学突破之一，是人类在认识自然界的科学探索征程中一个非常了不起的历史性成就。

CCNet方法的第一作者为电信学院博士生黄子龙（导师刘文予，副导师王兴刚），通讯作者王兴刚副教授。于2018年发布于arXiv预印版网站，2019年被计算机视觉领域顶级会议ICCV录用，其拓展版本2020年发表于人工智能顶级期刊IEEE TPAMI（IF 16.389）。论文提出了十字交叉注意力（Criss-Cross Attention）用以高效自适应的全图上下文建模，将Transformer中核心的自注意力结构分解为行自注意力（Row-wise Self Attention）和列自注意力（Column-wise Self Attention），采用连续的两次稀疏自注意力计算来逼近一次稠密的自注意力计算，将Self Attention / Non-local Network的时间复杂度和空间复杂度从O(N2)降低到O(N)。在无人驾驶场景分割问题上，相比于经典的Non-local网络快6.5倍，内存消耗降低了91.4%，且分割准确率更高。

CCNet源代码在GitHub上得到了超过1100 stars，并被纳入到DeepLab系列（谷歌推出的业内最先进的物体分割框架）的最新版本Axial DeepLab中，被UC Berkeley和谷歌大脑的研究人员拓展到处理高维数据的Axial Transformer中，并被主流物体分割框架MMSegmentation集成。CCNet发表一年多的时间，单篇论文Google引用超600次，SCI他引超160次。

生命学院“环境资源微生物技术”团队在揭示裂解性多糖单加氧酶生物学功能方面取得新进展

秸秆、木材等木质纤维素类生物质是地球陆地生态系统中最丰富的可再生资源，木质纤维素的生物降解转化对维持全球碳循环和生物炼制产业的发展具有重要作用。裂解性多糖单加氧酶(Lytic polysaccharide monooxygenase，LPMO)广泛分布于真菌、细菌、古菌和昆虫中，因其多样化的多糖氧化裂解功能而备受关注。

我校生命学院“环境资源微生物技术”团队在环境微生物学领域国际著名期刊《Environmental Microbiology》发表题为“Lytic polysaccharide monooxygenases promote oxidative cleavage of lignin and lignin–carbohydrate complexes during fungal degradation of lignocellulose”的研究论文。团队的余洪波教授、谢尚县教授、张晓昱教授为论文共同通讯作者，博士后李飞和博士张佳龙为论文的共同第一作者。本研究中，研究人员结合木质纤维素超分子结构表征和差异蛋白质组分析技术，揭示了LPMO在木腐菌Pleurotus ostreatus降解非多糖底物中的新作用。研究首次发现LPMO通过醌氧化还原循环途径增强胞外Fenton反应，进而氧化断裂木质素（Lignin）和木质素—碳水化合物复合物（Lignin-Carbohydrate Complexes，LCC）内部的交联结构，降低木质纤维素的转化抗性，实现其高效生物转化。该发现进一步拓展了LPMO的生物学功能，对明晰木腐菌胞外氧化还原酶协同转化木质纤维素的机制具有重要意义。

近年来，“环境资源微生物技术”团队聚焦于裂解性多糖单加氧酶氧化非多糖底物的催化机理、生物学功能和应用研究，取得一系列重要成果，包括：Applied and Environmental Microbiology 85 (2019):e02803-18；International Journal of Biological Macromolecules 161 (2020):308-314；Journal of Agricultural and Food Chemistry 69 (2021):7104-7114；Journal of Agricultural and Food Chemistry 69 (2021):1049-1056；Carbohydrate Polymers 253 (2021):117241等。

附属同济医院刘争团队合作揭示铁死亡调控体液免疫应答机制 为疫苗有效接种提供科学依据

疫苗接种是目前预防病毒感染最有效的策略之一，其核心是诱导TFH细胞介导的体液免疫应答，产生保护性抗体及免疫记忆。然而目前临床上仍缺乏增强TFH功能的有效方法。究其原因是维持TFH细胞稳态的机制不明。例如，TFH细胞的死亡是如何被调控的？

铁死亡（Ferroptosis）是近年发现的一种新的细胞程序性死亡方式，其特征是铁依赖性脂质过氧化物过量累积。然而，铁死亡如何调节特定的CD4+T细胞亚群尚不清楚。

华中科技大学同济医学院附属同济医院刘争团队与昆士兰大学余迪团队合作，于国际期刊《自然·免疫》（Nature Immunology）在线发表了题为“Selenium-GPX4 axis protects follicular helper T cells from ferroptosis”的文章，首次发现铁死亡是滤泡辅助性T（TFH）细胞的主要死亡方式，日常饮食补硒可上调硒蛋白GPX4，保护TFH细胞免于铁死亡，增强抗体免疫应答。同济医院姚银博士、昆士兰大学陈之岸博士和山东省分析测试中心张浩博士为论文共同第一作者。同济医院耳鼻咽喉头颈外科为第一作者单位。余迪教授和刘争教授为共同通讯作者。

这项最新的合作研究成果，扩展了对于TFH细胞稳态调控，特别是死亡方式的认知，为日常饮食科学补硒，提高人体抗体免疫反应，提供了重要依据；同时对于优化和开发靶向呼吸道疾病的治疗策略有重要的科学意义和临床价值，为疫苗开发和疫苗有效接种提供了新的科学依据和切实可行的干预措施。

华中科技大学本科招生工作办公室

来源 / 华中大新闻网

编辑 / 罗宇慧

校对 / 姚子艺

审核 / 胡涛