原创 Cell Press CellPress细胞科学 

交叉学科Interdisciplinary

iScience（《交叉科学》）

是Cell Press细胞出版社旗下

交叉学科开放获取期刊，

iScience中国编辑李健与张甜甜

每周都会为大家推荐优秀论文，

敬请持续关注！

复杂动力系统的降维

复杂科学与工程领域的一个突出问题是研究高维网络系统及其由于外部驱动因素或结构特性变化而向非期望状态转变的敏感性。由于控制这类复杂系统状态的参数数量之多令人咋舌，以及其组成成分的非均质性，研究它们的动力学极其困难。云南大学屠澄轶博士联合美国加州大学伯克利分校Paolo D’Odorico教授、意大利帕多瓦大学Samir Suweis教授团队提出了一个解析框架，将复杂N维网络系统分解为S+1维流形，它是S << N的有效控制参数的函数。研究组在各种现实世界的复杂问题上测试他们的方法，展示这个新框架如何近似系统对变化的响应，并正确识别参数空间中与系统变化相对应的区域。该工作提供了一种分析方法来评估网络系统设计或管理中的最优策略。

多约束策略诱导氮掺杂纳米多孔石墨烯膜分离稀土

稀土分离仍然是膜科学的一个重大挑战。氮掺杂纳米多孔石墨烯（NDNG）是一种很有前途的膜分离材料，但它在稀土分离方面尚未得到测试，且受到多配合物合成的限制。中科院兰州化学物理研究所邱洪灯研究员团队开发了一种一步、简单且可扩展的方法，利用约束燃烧合成具有可调孔径和可控氮含量的NDNG。在苯丙氨酸吸附氧化石墨烯（GO）层间通过约束生长形成Zn(NO3)2的纳米多孔水滑石，从而制备三明治结构水滑石/苯丙氨酸/氧化石墨烯复合材料。随后，利用水滑石纳米孔的区域限制燃烧蚀刻石墨烯纳米孔，水滑石夹层作为封闭的平面纳米反应器诱导二维空间限制平面氮掺杂到石墨烯中。NDNG制备的膜通过吡咯-N的选择性静电相互作用，实现了Sc3+与其他稀土离子的分离，分离选择性良好(∼3.7)，对Tm3+/Sm3+的分离选择性为∼1.7。

研究免疫—肿瘤细胞相互作用和免疫治疗的工程方法

美国麻省理工学院Roger D. Kamm团队发表最新综述文章，回顾了近年来利用先进的三维体外模型和工程学方法研究免疫细胞在肿瘤微环境（TME）中作用的总体进展。TME可以阻碍免疫系统有效地根除肿瘤细胞，但免疫疗法在某些情况下已经能够逆转这一效果。然而患者的个体疗效差异表明，我们需要更深入地了解免疫细胞和肿瘤细胞之间的机制相互作用，以提高疗效，开发新疗法。使用工程3D模型重建TME可以对细胞相互作用进行高分辨率观察，同时还可以控制缺氧、基质僵硬和血流等条件。此外，患者衍生的器官模型是预测药物疗效的一种新兴工具。本综述强调了模拟和理解免疫TME的重要性，并介绍了用于识别新的生物靶点、药物测试和个性化药物策略的新工具。

单一突触谷氨酸成像显示哺乳动物突触的多水平释放模式调节

哺乳动物中枢突触在信号强度上表现出巨大的异质性。为了了解这种多样性的程度、实现方式、功能含义，需要对大量单个突触进行表征。德国马克斯·德尔布吕克分子医学中心Andrew Woehler团队发表最新研究，利用谷氨酸成像，表征了超过24000个单个突触的诱发释放概率和自发释放频率。研究者发现在动作电位诱发的突触释放强度和自发突触释放强度之间存在显著的变异性，并且没有相关性，这表明了二者为不同的调控机制。单个诱发和自发释放事件的亚像素定位揭示了诱发释放的紧密空间调节和诱发释放区域外的增强自发释放。通过对囊泡相关蛋白、Ca2+敏感蛋白和可溶性突触前蛋白的免疫标记，研究者能够证明不同的分子系综与突触释放的诱发和自发模式有关。