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通过混合仿生从头预测分子设计加速 ELP 基材料的工程设计
受自然启发而设计高性能蛋白质材料的努力主要集中在改变自然发生的序列以赋予所需的功能，而从头设计则明显落后，需要非常规的创新方法。在这里，使用部分无序的弹性蛋白样多肽 (ELP) 作为初始构建块，这项工作表明，可以通过混合仿生设计加速蛋白质材料的从头工程，这项工作通过整合计算建模、深度神经网络和重组 DNA 技术实现了这一点。这种可推广的方法涉及整合一系列具有 𝜶 螺旋构象的从头设计序列，并将它们遗传编码为受生物启发的内在无序重复基序。新的 ELP 变体保持结构构象，并在体外表现出可调节的非热平衡超分子自组装和相行为。这项工作说明了预测的分子设计在结构和功能材料中的有效转化。所提出的方法可应用于广泛的部分无序生物大分子，并可能为发现新的结构蛋白铺平道路。
在人类仿生肝微生物生理系统中的野生型和高风险PNPLA3变体的比较用于代谢功能障碍相关的脂肪变性肝脏疾病精确治疗
摘要代谢功能障碍相关的脂肪分裂性肝病（MASLD）是一种全球健康流行病，全球发生约30％。MASLD的发病机理是一种复杂的多系统疾病，由遗传学，生活方式和环境在内的多种因素驱动。患者的异质性提出了开发MasLD治疗剂的挑战，为临床试验创建患者同伙以及针对特定患者队列的治疗策略的优化。为药物开发实施临床前实验模型带来了重大挑战，因为简单的体外系统和动物模型并未完全概括MASLD进展的发病机理和复杂性的关键步骤。为了解决这个问题，我们实施了一种精确的医学策略，该策略将使用患者来源的原代细胞构建的肝脏腺泡微生物生理系统（LAMP）。我们研究了与MASLD的肝细胞中与MASLD相关的遗传变异型PNPLA3 rs738409（I148M变体），因为它与MASLD进展有关。我们与基因分型野生型和变体PNPLA3肝细胞一起构建了灯，并构建了关键的非核细胞，并量化了模型的可重复性。我们将培养基成分改为模仿血液化学，包括胰岛素，葡萄糖，游离脂肪酸和免疫激活分子，以反映正常禁食（NF），早期代谢综合征（EMS）和晚期代谢综合征（LMS）条件。最后，我们调查了用代谢综合征相关的脂肪性肝炎（MASH）的Resmetirom治疗的反应，MASL的进行性形式。这项研究使用原代细胞是使用使用一组可重复指标的患者IPSC衍生的肝细胞构建的“患者仿生双胞胎”的研究基准。与野生型CC灯相比，我们观察到脂肪变性增加，免疫激活，星状细胞活化和纤维化标记物的分泌，与野生型CC灯相比，与该变体的临床表征一致。与多个MASLD指标的GG变体相比，我们还观察到PNPLA3野生型CC灯的重新融合功效更大，包括脂肪变性，星状细胞活化和促纤维化标记的分泌。总而言之，我们的研究证明了LAMPS平台开发MASLD Precision Therapeiutics的能力，对临床试验的患者队列丰富，以及针对具有不同临床性状和疾病阶段的患者亚组的治疗策略的优化。
人工智能时代仿生神经元接口的三维激光直写：原理、材料与应用
摘要：仿生神经元接口 (BNI) 的创建已成为从神经科学到人工智能等不同研究领域的当务之急。BNI 是二维或三维 (3D) 人工接口，模仿生物神经网络的几何和功能特征，以重建、理解和改善神经元功能。BNI 的研究是治疗神经元疾病和创建创新人工神经网络 (ANN) 的关键。为了实现这些目标，3D 直接激光写入 (DLW) 已被证明是一种用于复杂几何形状 BNI 的强大方法。然而，对 BNI 的大规模、高速制造的需求要求将 DLW 技术与 ANN 相结合。ANN 是一种受生物神经元启发的计算算法，已显示出前所未有的提高数据处理效率的能力。ANN 与 DLW 技术的结合为高效制造大规模 BNI 提供了一条创新途径，也可以启发为 ANN 设计和优化新型 BNI。本观点回顾了 BNI 的 DLW 进展，并讨论了 ANN 在 BNI 设计和制造中的作用。
在人类仿生肝微生物生理系统中的野生型和高风险PNPLA3变体的比较用于代谢功能障碍相关的脂肪变性肝脏疾病精确治疗
摘要代谢功能障碍相关的脂肪分裂性肝病（MASLD）是一种全球健康流行病，全球发生约30％。MASLD的发病机理是一种复杂的多系统疾病，由遗传学，生活方式和环境在内的多种因素驱动。患者异质性为开发MasLD治疗学，为临床试验创建患者队列以及针对特定患者队列的治疗策略的挑战带来了挑战。实施药物开发前的临床前实验模型也带来了重大挑战，因为简单的体外系统和动物模型并未完全概括MASLD进展的发病机理和复杂性的关键步骤。为了应对这一挑战，我们实施了一种精确的医学策略，该策略将使用患者衍生的原代细胞或诱导多能干细胞（IPSC）构建的肝脏微生物生理系统（MPS）（MPS）。在这项研究中，我们研究了原发性肝细胞中最常见的MASLD相关遗传变异PNPLA3 rs738409（I148M变体），因为它与Masld进展密切相关。我们使用基因型的野生型和变体PNPLA3肝细胞以及关键的非核细胞构建了肝脏腺泡微生物生理系统（LAMP），并量化了模型的可重复性。我们将培养基成分改为模仿血液化学，尤其是胰岛素，葡萄糖，游离脂肪酸和免疫激活分子以反映正常禁食（NF），早期代谢综合征（EMS）和晚期代谢综合征（LMS）条件。最后，我们调查了对用代谢综合征相关的脂肪性肝炎（MASH）（MASH）（MASH）的第一种药物进行Resmetirom的反应，这是MASLD的进行性形式。这项研究使用原代细胞为我们的研究提供了使用“患者仿生双胞胎”的基准，该基准使用患者IPSC衍生的肝细胞使用一组可重复的指标构建。与野生型CC灯相比，我们观察到增加的脂肪变性，免疫活化，星状细胞活化和纤维化标记物在高危PNPLA3 GG变体中的分泌，与该变体的临床表征一致。此外，与多个MASLD指标中的GG变体相比，我们观察到PNPLA3野生型CC灯的重中式功效更大，包括脂肪变性，星状细胞活化和促纤维化标记的分泌。总而言之，我们的研究证明了LAMPS平台开发MASLD Precision Therapeiutics的能力，对临床试验的患者队列丰富，以及针对具有不同临床性状和疾病阶段的患者亚组的治疗策略的优化。
抗血管生成酪氨酸激酶抑制剂帕唑帕尼可杀死癌细胞并破坏仿生三维肾肿瘤中的内皮网络
摘要 帕唑帕尼是一种酪氨酸激酶抑制剂，用于治疗肾细胞癌。很少有体外研究研究其在癌症存在下对癌细胞或内皮细胞的影响。我们在常氧和缺氧条件下处理了由致密细胞外基质制成的二维和三维肿瘤样细胞中，测试了帕唑帕尼对肾细胞癌细胞 (CAKI-2,786-O) 的影响。最后，我们设计了复杂的肿瘤样细胞，其基质区室包含成纤维细胞和内皮细胞。简单的 CAKI-2 肿瘤样细胞对帕唑帕尼的抵抗力比 786-O 肿瘤样细胞更强。在缺氧条件下，虽然“抵抗力”更强的 CAKI-2 肿瘤样细胞活力没有下降，但 786-O 肿瘤样细胞需要更高的帕唑帕尼浓度来诱导细胞死亡。在复杂的类肿瘤中，帕唑帕尼暴露导致整体细胞活力降低（p < 0.0001），内皮网络破坏并直接杀死肾细胞癌细胞。我们报告了一种用于药物测试的仿生多细胞类肿瘤，适用于主要靶标不局限于癌细胞的药物。
计算机加速材料发现-SCM
A biomimetic high-capacity phenazine-based anolyte for aqueous organic redox flow batteries, Nature Energy 3, 508-514 (2018) Non-flammable electrolytes with high salt-to-solvent ratios for Li-ion and Li-metal batteries, Nature Energy 3, 674–681 (2018)
涂有层状双氢氧化物的仿生酵母壳疫苗可诱导针对肿瘤的强大体液和细胞免疫反应
疫苗接种是预防或对抗肿瘤以及其他疾病最有效且最具成本效益的方法之一。1,2 有效的肿瘤疫苗应在佐剂的帮助下诱导广泛的体液反应和细胞免疫反应，包括 CD8 + 细胞毒性 T 细胞 (CTL)、CD4 + Th1 或 Th17 细胞反应。3 – 5 然而，最常用的佐剂铝盐（明矾）通常只能引发强烈的抗体反应，且以 Th2 为偏向，6 并且很少有获准用于人体给药的佐剂能够产生足够的细胞免疫反应。7 能够增强体液和细胞免疫反应的新策略仍然是治疗性肿瘤疫苗开发的重点。作为 FDA 批准的公认安全 (GRAS) 颗粒系统，酵母壳壁（β-葡聚糖颗粒）是
引文：Zhou, L., Yau, A., Zhang, W., Chen, Y. Fabrication of a Biomimetic Nano-Matrix with Janus Base Nanotubes and Fibronectin for Stem Cell Adhesives
人类间充质干细胞 (hMSC) 已显示出沿着不同间充质谱系自我更新和自我分化的潜力，这有助于组织的再生和维持 1。基于分化潜力，hMSC 被视为间充质组织损伤和造血障碍治疗的候选细胞 2。hMSC 已显示出通过增加组织修复、血管生成和减少炎症来促进伤口愈合的能力 3。然而，如果没有生化或生物材料的辅助，hMSC 到达目标组织并在所需位置发挥作用的效率很低 4。虽然已经利用各种工程支架来吸引 hMSC 粘附到病变上，但一些部位，例如长骨中部的生长板骨折，不易通过传统的预制支架到达，因为它们可能无法完美地贴合形状不规则的受伤部位。
m在使用扭矩电效应
多模式触觉感知对于增强现实应用中的感知体验至关重要。迄今为止，已经开发出几个人造触觉接口来感知压力和前接触信号，同时以量化的模量检测物体类型和柔软度仍然具有挑战性。在这里，受昆虫触角上的坎帕形感觉的启发，我们提出了一种半球双峰智能触觉传感器（位）阵列，该阵列使用了落压效果。该系统能够识别柔软度，模量定量和材料类型识别。原则上，由于材料的变形性变化，与测试对象接触时，钻头生成的零件唯一的摩擦式输出指纹。此外，由于不同的电子亲和力，钻头阵列可以准确识别材料类型（精度为99.4％），促进柔软度识别（100％精度）和模量定量。有望基于摩擦效应的位具有小型化的潜力，以提供实时准确的触觉信息，作为人工天线，用于人工机器整合的应用。
摘要的邀请讲座，亚洲纳米论坛（ANF）...
gebeshuber@iap.tuwien.ac.at（2）奥地利维也纳奥地利科学学院技术评估研究所，该邀请的讲座探讨了生物启发和生物模拟纳米材料，与生物启发或生物含量的纳米技术和Biomimimimimicechnotechnolology and Biimimimatimetic nanotechnolology and Biimimimicethology and Biimimimatimentials差异化。 在澄清了这些术语后，提出了生物启发和仿生纳米材料的基础知识。 随后，根据制造方法而不是基于材料的功能，给出了生物启发和仿生纳米材料的合成方法的系统分类。 这使其与安全方面有更连贯的相关性，在许多情况下尚待定义。 由于种类繁多，根据材料特性或材料组成的分类不可行。 除了化学特性外，诸如大小，结构和表面质量之类的物理参数在分类中起着重要作用。 总而言之，可以说，生物启发和仿生的纳米材料代表重要的基本材料作为研究，开发和行业中所谓的功能高级材料，但前提是材料开发伴随着相应的安全性和面向可持续性的技术评估。gebeshuber@iap.tuwien.ac.at（2）奥地利维也纳奥地利科学学院技术评估研究所，该邀请的讲座探讨了生物启发和生物模拟纳米材料，与生物启发或生物含量的纳米技术和Biomimimimimicechnotechnolology and Biimimimatimetic nanotechnolology and Biimimimicethology and Biimimimatimentials差异化。在澄清了这些术语后，提出了生物启发和仿生纳米材料的基础知识。随后，根据制造方法而不是基于材料的功能，给出了生物启发和仿生纳米材料的合成方法的系统分类。这使其与安全方面有更连贯的相关性，在许多情况下尚待定义。由于种类繁多，根据材料特性或材料组成的分类不可行。除了化学特性外，诸如大小，结构和表面质量之类的物理参数在分类中起着重要作用。总而言之，可以说，生物启发和仿生的纳米材料代表重要的基本材料作为研究，开发和行业中所谓的功能高级材料，但前提是材料开发伴随着相应的安全性和面向可持续性的技术评估。