果蝇研究表明：保持饥饿感足以延缓衰老

　　科技日报哈尔滨5月15日电 (记者李丽云 通讯员李颖超)低频率超声波作用在乳腺癌小鼠身上5分钟后，覆盖在肿瘤部位上的“装甲”开始启动，形成一个强大的内置电场，原地催化产生能清除肿瘤的活性氧。2小时后，肿瘤细胞陆续凋亡……哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院无机功能材料应用基础研究团队完成的这一实验，揭示了一种精准、高效的“压电催化”抗癌治疗新机制。与使用高毒性化疗药物治疗方法相比，该方法高效、特异性强、安全性高，以更稳定的氧化还原反应进行动态控制，为压电材料靶向肿瘤治疗设计提供了新思路。相关成果发表于《先进材料》杂志。

　　15日，该团队骨干成员、哈工程生物医学材料与器件研究所所长盖世丽教授介绍，恶性肿瘤发病率逐年递增，开发安全且高效的治疗方式成为多方关注的焦点。近3年，压电催化治疗成为一个新的研究热点。其主要机理是响应肿瘤部位的特异内场微环境或外源性激光、超声作用场，利用无毒/低毒纳米材料引发瘤内原位催化反应，可以高效实现肿瘤细胞的氧化损伤及细胞死亡。

　　但在实际探索中，压电催化治疗研究仍处于起步阶段，由于纳米材料获得的能量不足以启动氧化还原反应，治疗效率偏低。该团队从材料结构设计入手，利用缺陷工程策略制备了富含氧空位的BiO_2-x纳米片，并首次应用于癌症的压电催化治疗、酶催化治疗和声热治疗的协同作用。

　　BiO_2-x纳米片注射后，仿佛给患病部位穿上了“装甲”。超声激活条件下，“装甲”启动，形成内置电场，加速电子和空穴分离，随后在原位催化产生羟基自由基和超氧阴离子等活性氧物质，从而达到肿瘤清除的目的。根据有限元建模模拟，内置电场能够调节能带结构，使有毒活性氧的产生更具能量优势。

　　详细的体外细胞水平评估和小鼠体内肿瘤异种移植评估都表明，可注射的BiO_2-x纳米片将显著诱导超声辐射触发的细胞毒性和压电催化肿瘤清除。在细胞层面，超声处理后可明显观察到细胞死亡，同时在细胞内检测到生成的活性氧物质。在动物层面，通过瘤内注射BiO_2-x纳米片，超声后观察到显著的肿瘤清除效果，且对小鼠正常器官以及血液指标都无影响，表明具有较好的体内生物安全性。

　　专家评价指出，该成果对实现超声引导抗癌治疗剂的设计制备、机理突破和疗效评估等方面具有重要借鉴意义。

有助推动人工视网膜技术发展

图片来源：Kai Wang/《科学进展》

　　科技日报北京5月15日电 (记者张梦然)美国宾夕法尼亚州立大学科学家从大自然中汲取灵感，开发出一种新设备，可通过模仿人眼中的红、绿、蓝光感受器和神经网络来生成图像。他们用模仿人类视锥细胞的窄带钙钛矿光电探测器创建了一个新的传感器阵列，并将其连接到模仿人类神经网络的神经形态算法，以处理信息并生成高保真图像。研究发表在最新一期《科学进展》上。

　　相机中的硅光电探测器可吸收光线但不区分颜色。外部过滤器可以将红色、绿色和蓝色分开，但过滤器只允许一种颜色到达光传感器的每个部分，浪费了2/3的入射光。

　　此次研究团队创造了具有严重不平衡电子空穴传输的薄膜钙钛矿，通过操纵不平衡钙钛矿的结构，或者层的堆叠方式，创建了一个传感器阵列，并使用投影仪通过设备投射图像。在红色、绿色和蓝色层中收集的信息，都被输入到三子层神经形态算法中，这是一种模拟人脑运作的计算技术，可用于信号处理和图像重建。

　　使用了钙钛矿材料的新设备，在吸收光线时会产生能量，这意味着其打开了无电池相机技术的大门——该器件结构类似于利用光发电的太阳能电池，一旦用光照射它，它就会产生电流，所以就像人类眼睛一样，不需要施加能量就能从光中捕捉信息。

　　这项研究还可能引发人工视网膜生物技术的进一步发展。由于该算法模拟了人类视网膜中的神经网络，基于这项技术的设备，有朝一日可替代人类眼中死亡或受损的细胞，从而恢复视力。

　　【总编辑圈点】

　　视觉系统非常复杂，人类能欣赏到自然之美是一种幸运。因为感知和处理机制的不同，我们和地球上其它生物看到的世界并不一样;甚至，人与人之间对颜色细微差异的分辨能力也有所差异。此次，科研人员通过模仿人眼中的感受器和神经网络来生成图像，由于使用了新材料，这种设备在感受到光的同时就能产生电流，这也是对相机的革新。更令人振奋的是，该研究或许能推动人工视网膜生物技术的发展。未来，即使神经细胞受损，人也能通过模拟看到花花世界。