自然及子刊综览

　　《自然——粒子物理学》

　　反物质研究取得新进展

　　本周《自然》在线发表的一项研究报告了对反物质原子的首次光谱测量 —— 反物质物理学长期以来的一个目标。该发现代表着人类向高精度测试物质与反物质行为是否不同迈进了重要一步。

　　物理学界的一个重大谜题是为何当今宇宙看起来几乎全部由普通物质构成，而根据粒子物理学经典模型的预测，在大爆炸发生之后应存在等量的物质和反物质。光照射可以激发原子，当原子恢复至基态时会发光，光的频率分布形成可以以光谱被精确地测量（光谱学）。但是，反物质难以产生和捕捉，因为反物质一旦与物质接触就会湮灭，这为测量其属性带来挑战。

　　欧洲粒子物理研究所（CERN）反质子减速器的最新进展让研究人员得以捕捉和测量反质子与反氢。现在，来自CERN ALPHA项目的丹麦奥胡斯大学的Jeffrey Hangst及同事在圆柱形真空腔（长280毫米、直径44毫米）内成功磁捕获反氢原子。他们通过真空腔上的窗口向里面照射激光，测量反原子1S-2S的跃迁（从基态向激发态跃迁）。作者报告称，反氢的跃迁频率与氢的跃迁频率一致。氢的光谱已经得到高精度表征，因此反氢光谱学的改进应可以促成对物质—反物质对称性的高敏度测试。

　　《自然—生物医学工程》

　　纳米探针改善图像引导癌症手术

　　《自然—生物医学工程》在线发表的一篇论文描述了一种进入肿瘤后发出荧光，可在癌症手术时作为通用显像剂的纳米探针；作者在小鼠中试验了这种探针。

　　对许多癌症来说，手术是主要的治疗选项。在切除肿瘤时，医生需要确保没有遗漏癌症细胞，尤其是在肿瘤边缘位置。图像引导手术能帮助医生探测到遗留的肿瘤组织，找到大小可见的肿瘤结节。然而，现有的癌症手术显像技术敏感度和特异性尚且不足，因此可能会将非癌变组织——比如棕色脂肪组织等代谢活动较快的组织——误认为肿瘤组织。

　　美国得克萨斯大学西南医学中心Baran Sumer和同事合成了一种携带已被临床批准的荧光染料的纳米粒子探针，这种染料与手术室使用的标准相机是兼容的。这种静脉注射的纳米探针只会在进入肿瘤时显著发亮。与只在电压超过一定阈值时开启的晶体管类似，纳米探针只在酸性的pH值下“开启”，这是几乎所有实体肿瘤的标志。在将这种探针用于图像引导手术，切除小鼠的头部和颈部肿瘤的过程中，作者发现纳米探针提供了前所未有的特异性和敏感度，能标记出直径小于1毫米的肿瘤结节，且能避免假阳性结果。

　　《自然—遗传学》

　　CRISPR筛选发现HIV疗法新靶点

　　《自然—遗传学》本周在线发表的一项研究使用CRISPR/Cas9基因组编辑技术，发现了对人类免疫缺陷病毒（HIV）感染不可或缺的新型细胞因素。尤为重要的是，灭活这些因素能预防HIV感染，但不会影响细胞存活性，这使得它们成为了极具前景的候选药物或基因疗法靶点。

　　美国马萨诸塞州怀特黑德生物医学研究所David Sabatini团队及合作者使用CRISPR/Cas9方法建立了一个T细胞库。T细胞是HIV的天然宿主，在这个T细胞库中，人类基因组中的绝大多数基因都被逐个灭活了。随后，他们让这些细胞感染HIV，并筛选了变异后能使细胞对HIV感染免疫且不会影响正常细胞功能的基因。他们总共发现了5个这样的基因，其中2个是已知对HIV感染有重要作用的基因，以及3个新的因素，并在后续的功能性实验和从健康人类捐赠者身上分离出的T细胞中验证了他们的发现。

　　此前，研究者使用更早的技术筛选了对HIV感染有重要作用的宿主因素，并识别出了候选靶点，但不同的筛选少有交集，说明结果假阳性率很高。此项研究的成果可能会为抗HIV疗法带来高效的潜在靶点。