摘要：每当翻看老照片时，很多人都会发现：年轻时紧实的腹肌，不知何时悄悄变成了游泳圈。美国City of Hope癌症研究中心联合UCLA的最新研究在《科学》杂志揭开了这个困扰人类的谜题——原来我们体内暗藏着一支会叛变的脂肪军团。

本期导读

1. 中年发福的元凶竟然是干细胞；

2. 非线性光学为量子通信支妙招；

3. 英国古墓主人曾经和狮子摔跤；

4. 早睡早起的孩子认知得分更高；

5. 基因技术破译孟德尔豌豆杂交；

01

中年发福的元凶竟然是干细胞

每当翻看老照片时，很多人都会发现：年轻时紧实的腹肌，不知何时悄悄变成了游泳圈。美国City of Hope癌症研究中心联合UCLA的最新研究在《科学》杂志揭开了这个困扰人类的谜题——原来我们体内暗藏着一支会叛变的脂肪军团。

传统认知认为，中年发福只是脂肪细胞体积膨胀的结果。但Qiong Wang教授团队发现，人体内存在着一群叛变的干细胞—— 脂肪前体细胞 （APCs）。这些本应保持中立的细胞，会在中年时期突然觉醒，疯狂制造新的脂肪细胞。

研究团队通过小鼠实验发现，年轻APCs移植到老年鼠体内仍保持低调，但老年APCs移植到年轻鼠体内时，立即开启疯狂产脂模式。更惊人的是，单细胞RNA测序显示，中年小鼠的APC会变异成新型干细胞CP-A， 这种细胞的产脂效率是普通脂肪细胞的数倍。

为了验证人类是否也存在同样机制，科学家从不同年龄段人群的脂肪样本中分离出APCs。结果显示，中年人组织中CP-A数量显著增加，且具备超强的产脂能力。这意味着当我们迈入中年，体内的脂肪工厂不仅扩大规模，还悄悄升级了生产线。

关键线索来自 白血病抑制因子受体 （LIFR）信号通路。在年轻小鼠中，这个通路几乎处于休眠状态，但在老年鼠体内却异常活跃。当研究人员阻断LIFR通路时，CP-A的增殖能力显著下降，这为未来的药物研发提供了重要靶点。

白色脂肪组织（WAT）是我们身体的主要储能仓库，而腹部恰好是它最喜欢的地方。 City of Hope的Adolfo Garcia-Ocana教授指出，中年时期APCs会获得特殊权限，它们不再遵循年轻时的生长规则，反而像解除封印般疯狂扩张。

这种现象在进化上可能具有保护意义—— 远古人类需要储存能量应对食物短缺 。但在物资过剩的现代社会，这种机制反而成了健康杀手。堆积在腹部的内脏脂肪会分泌炎性因子，增加糖尿病、心血管疾病等慢性病风险。

虽然距离临床应用还需时日，但这项研究打开了全新思路。 Qiong Wang团队正在研发两种策略： 一是精准清除CP-A细胞，二是开发LIFR通路抑制剂。更令人兴奋的是，研究还发现运动可能影响APCs的活性，这为生活方式干预提供了科学依据。

下次站在体重秤上时，或许我们可以换个角度思考：中年发福不是简单的热量失衡，而是一场细胞层面的权力更迭。随着科学家的持续探索，也许不久的将来，我们就能真正掌握对抗啤酒肚的生物学开关。

早期衰老会激活小鼠体内的某些脂肪细胞

参考文献：

Guan Wang, Gaoyan Li, Anying Song, Yutian Zhao, Jiayu Yu, Yifan Wang, Wenting Dai, Martha Salas, Hanjun Qin, Leonard Medrano, Joan Dow, Aimin Li, Brian Armstrong, Patrick T. Fueger, Hua Yu, Yi Zhu, Mengle Shao, Xiwei Wu, Lei Jiang, Judith Campisi, Xia Yang, Qiong A. Wang. Distinct adipose progenitor cells emerging with age drive active adipogenesis. Science, 2025; 388 (6745) DOI: 10.1126/science.adj0430

02

非线性光学技术让信息传输更靠谱

量子通信被认为是未来信息安全的终极解决方案，但科学家们一直面临一个难题： 如何让脆弱的量子信号在传输中保持稳定？ 最近，美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的Kejie Fang团队在《物理评论快报》发表论文，利用一种 铟镓磷纳米光子平台 ，将非线性光学技术效率提升了一万倍，让量子通信向实用化阶段更进一步。

传统量子通信依赖线性光学元件，这类设备虽然稳定，但存在先天缺陷——保真度最高只能达到33%。这意味着超过三分之二的信息可能在传输中丢失或被干扰。而非线性光学技术理论上能突破这个天花板，因为它能让不同频率的光子发生交互，生成全新光子，从而过滤掉噪声信号。

不过，过去几十年间，非线性光学系统需要高强度的光源才能工作，而量子通信恰恰依赖单光子级别的微弱信号。这个矛盾导致相关研究长期停滞，直到 纳米光子学 的发展带来转机。

量子通信的核心技术之一是 量子隐形传态 。通过量子纠缠现象（两个光子即使相隔万里也能实时关联），信息可以不经过物理信道直接传递。听起来很科幻，但现实中最大的干扰源是多光子噪声——大多数纠缠光源在产生光子对时，总会不受控地发射额外光子。

伊利诺伊大学物理系教授Elizabeth Goldschmidt解释，这种噪声会让系统误判哪些光子是真正纠缠的。就像在一场嘈杂的派对上，你很难听清特定对话一样，传统线性光学设备无法有效过滤这些干扰。

Kejie Fang团队选择的突破口是 和频生成 （SFG）技术。这种非线性过程能让两个特定频率的光子合并，生成一个频率相加的新光子。关键在于，当系统检测到两个同频光子时（通常是噪声信号），SFG过程会自动终止，从而排除干扰。

但过去的SFG效率低到令人绝望——平均每1亿次尝试才能成功一次。研究团队通过纳米光子平台，将铟镓磷材料的非线性效应集中到微米级波导中，使光场强度提升了千倍。最终，SFG效率飙升至每1万次尝试成功一次， 保真度达到惊人的94%。

这项突破不仅解决了效率瓶颈，还带来了意外收获：由于非线性过程本身具有噪声过滤特性，系统对纠缠光源的容错率大幅提高。 这意味着未来量子网络可以降低对硬件精度的要求，用更经济的设备实现可靠通信。

研究团队目前正致力于将效率再提升100倍，目标是让每个光子都能参与有效的信息传递。Kejie Fang透露，这项技术还能拓展到量子纠缠交换等领域，为构建全球量子互联网奠定基础。

利用非线性和频产生（SFG）实现量子隐形传态。非线性纳米光子平台极大地减轻了多光子噪声，并实现了较高的隐形传态保真度。

（图片来源：伊利诺伊大学）

03

古罗马人兽血战的铁证竟藏在英国

在英国约克郡一处不起眼的考古现场，科学家们从一具1800年前的骸骨上发现了震惊学界的秘密—— 这是人类首次找到古罗马角斗士与狮子搏斗的考古证据。

2004年，考古团队在Driffield Terrace古墓群陆续发掘出82具强健的男性遗骸。这些骨骼共同诉说着残酷往事：他们来自罗马帝国不同行省，骨骼上布满愈合的暴力创伤，特殊的葬礼仪式更暗示着非同寻常的身份。

直到2023年，一具编号A的骸骨让真相浮出水面。这位26-35岁的男性左肩胛骨处留有未愈合的撕裂伤，经与动物园狮子咬痕对比，确认是致命伤。更惊人的是，他的遗骸与马骨同葬，且头颅被刻意分离——这正是某些罗马角斗士的特殊葬仪。

来自约克大学的骨考古学家Malin Holst分析指出，这位身高178cm的壮汉生前脊椎受损，肺部存在炎症，童年曾经历营养不良。种种特征都指向一个特殊身份：Bestarius，即 专门与猛兽搏斗的职业角斗士 。

以往学界对古罗马斗兽场的认知主要来自文献与壁画。爱尔兰Maynooth大学的Tim Thompson教授表示， 这是首次获得直接物证， 证实罗马帝国边陲地区确实存在人兽搏斗表演。 约克作为当时军事重镇，驻有包括未来皇帝康斯坦丁在内的众多权贵，他们对血腥娱乐的需求催生了本地竞技场。

有意思的是， 这具遗骸颠覆了传统认知： 猛兽表演并非罗马专属，在其它行省同样存在。角斗场使用的不仅是野猪、鹿等常见动物，还包括狮子等大型猫科动物。角斗士并不都是奴隶，部分属于高薪职业选手。

目前，这具改写历史的骸骨正在约克DIG考古体验馆展出。通过3D面部复原技术，我们得以看见这位斗士生前的面容。他微微蹙眉的表情，仿佛仍在诉说着那个鲜血与荣耀交织的残酷时代。

这个发现不仅填补了古罗马娱乐史的重要空白，更揭示出令人深思的细节：在约克这样的边陲城市，斗兽表演竟延续到公元4世纪。那些深埋地下的白骨，正在向我们讲述着文明进程中血腥而真实的一页。

骨骼上的伤痕符合大型猫科动物的牙齿特征

（图片来源：参考文献）

课代表总结： 我一个滑铲……

04

科学家实锤：早睡的孩子更“聪明”

睡前刷手机的你可能没有想过，青少年的睡眠习惯可能正在悄悄改写大脑发育剧本。来自英国剑桥大学和上海复旦大学的联合团队在《细胞报告》发表了一项颠覆认知的研究： 那些早睡且睡眠时间略长的青少年，大脑结构更优秀，认知测试成绩也更亮眼！

研究团队挖到了美国青少年脑认知发展研究（ABCD）的宝藏数据，这可是全球规模最大的青少年追踪项目。他们给3200名11-12岁孩子戴上智能手环，采用精准记录睡眠时间+脑部扫描+认知测试三件套，还特别验证了13-14岁组的1189名青少年数据。

孩子一共分为3组：

熬夜党（39%）：日均睡7小时10分，深夜活跃型，早起困难户；佛系组（24%）：日均7小时21分，各项指标平平无奇；养生派（37%）：日均7小时25分，早睡星人，睡眠心率最低。

虽然三组孩子在校成绩差不多，但进入认知测试后，养生派在词汇量、阅读理解、问题解决等硬核项目上全面碾压，熬夜党则频频垫底。脑部扫描更发现： 早睡组脑容量更大，神经网络更高效，而熬夜党的大脑发育指标明显落后。

剑桥大学精神医学系教授Barbara Sahakian揭秘：三组睡眠时长差距看似只有15分钟，却造成了大脑结构和认知能力的显著差异。睡眠时，大脑会大扫除，脑脊液会冲洗掉β淀粉样蛋白等代谢垃圾。另外，海马体趁着深度睡眠将短期记忆转化为长期存储。

复旦大学Qing Ma博士补充道：已有大量研究证实， 睡眠质量直接影响记忆巩固过程， 这也是为什么通宵复习往往事倍功半。

研究还发现养生派在睡眠全程保持最低心率（平均比熬夜党低5-8次/分钟）。要知道，高心率往往伴随睡眠碎片化、夜间惊醒、白天嗜睡等问题，就像身体在悄悄拉响健康警报。不过，尽管表现最佳的养生派日均睡眠达到7小时25分，仍远低于美国睡眠医学会推荐的8-10小时标准。

目前ABCD的研究仍在持续追踪，科学家们期待未来5年能破解更多睡眠与大脑发育的深层联系。不过眼下可以确定的是——督促孩子早睡1小时，或许比报补习班更能激活学霸模式！

良好的睡眠习惯可以让生活的各方面都变得更好

05

现代基因技术破解孟德尔豌豆密码

160年前，奥地利修道院里那个种豌豆的孟德尔不会想到，他记录的皱皮豌豆和紫色花朵，会在21世纪引发一场农业革命。

最近，由中国农业科学院深圳农业基因组研究所的程时锋团队，联合英国约翰·英纳斯中心等国际团队在《自然》发表重磅成果—— 全球首张高精度豌豆基因组图谱 ，让这个经典模式生物在基因层面重获新生。

在John Innes Centre的种质资源库里，藏着3500份来自世界各地的豌豆样本。研究团队精选700份样本，包括现代栽培种、地方品种和野生近缘种。通过相当于36亿页A4纸的基因组数据（62TB），科学家们首次绘制出涵盖所有重要农艺性状的基因地图。

这项研究动用了三代测序、转录组分析等尖端技术，不仅定位了70多个关键性状的基因组位点，更神奇地破解了困扰学界百年的谜题，比如白色花朵为何会返祖出现紫色，黄荚性状背后的基因互作机制等。 这些发现完美印证了孟德尔当年观察的七组性状，但这次是在DNA序列上找到了确凿证据。

研究人员采用全基因组关联分析（GWAS）技术，就像用天文望远镜扫描银河系那样，在豌豆基因组中找到了控制种子形状、花色、株高等性状的精准坐标。其中有个典型案例：紫色花青素合成通路上的SNP突变，能重新激活白色花朵的显色基因。这类发现为 分子育种 提供了精准路标。

中国农科院团队特别指出，这项成果对发展节水农业意义重大。我国西北干旱区的豌豆种植户，未来可能用上需水量减少20%的新品种。而基因组数据库的免费开放，更是打破了技术壁垒。

这项涵盖中、英、法、美等国23个机构的合作，生动演绎了科学精神的传承。当年孟德尔在2.8万株豌豆中寻找规律时，绝对想不到后人会用AI模型预测基因组合效应。但正是他建立的表型-基因型对应原则，为现代功能基因组学奠基。

随着基因编辑与人工智能的深度融合，未来育种可能实现先在计算机模拟千万次基因组合，再定向培育最优品种。 当我们在沙拉里吃到更清甜的豌豆时，别忘了这背后是一场持续了三个世纪的科学接力。

课本中的7个基因被全部解密

来源：东窗史谈一点号