生物工程科研课题

8月26日，“智创杯”前沿技术挑战赛科创赛复赛粤港澳赛区生物科技行业赛第四场赛事在深圳举行。该赛事由深圳市政府主办，深圳清华大学研究院和力合科创集团联合承办，旨在聚焦全球前沿技术，发现、引导和培育科技隐形冠军。现场，由帧观德芯团队开发的“X光光子计数技术的产业化应用”项目让人眼前一亮。“X光光子计数起源于高能物理领域，其具备高线性动态范围、零暗噪声、低辐射剂量等诸多特性，是公认的下一代X光成像技术。目前全球范围内仅有3家企业掌握了光子计数技术，其中2家企业还处于商业化前期，并分别被西门子和瓦里安收购；第3家就是深圳帧观德芯科技有限公司，现已将该技术成功产业化。与此同时，参加比赛的项目还包括用于单个特定目标进行检测的器械类项目，如可对人体气道进行持续可视化监测管理系统、可穿戴设备+AI的动态心电记录仪检测心律失常、全自动化检测血栓的弹力图仪、针对癌症高风险人权筛查的辅助诊断系统、QCMP动态细胞定量分析系统；以及应用多个应用领域的检测和分析平台类项目，基于云数据的便携式质谱检测仪、生物分子快速检测芯片及系统、基于光纤传感器的医疗健康数据采集及分析系统、超敏数字化纳米生物分析平台、无扰式生命体征监测系统解决方案、高通量流式荧光免疫检测平台、内置马达式自旋转介入超声诊断导管。此外，还有针对于不便人群的全自动大小便智能护理仪、镇痛多肽PA01新药研发、生物药数字化高端制造、人工智能的微生态药物发现平台、适用于穿戴设备的柔性可拉伸电池、新型骨导助听器等极具创新性的项目。据了解，本次路演活动的参赛项目皆经过赛事组委会严格筛选，比赛采取路演加答辩的形式，参赛团队先做10分钟路演展示，之后是10分钟答辩，由评委提问，路演人作答。本场比赛由7名评委负责评审，对参赛的20个项目进行了专业点评及问答交流。路演现场，在项目团队与评审团激烈的“观点碰撞”中，项目团队表现出了优秀的技术能力和坚持不懈的探索精神，而评审团也对复赛的项目质量，技术先进性进行了肯定。深圳力合创业投资有限公司高级投资经理付英从投资的角度对项目进行了点评，认为参赛项目不仅在技术方面保持了先进性，还在团队建设、市场开拓、资金募集等方面都有比较完整的规划和布局。中国科学院深圳先进技术研究院副研究员蔚鹏飞则指出，硬科技的突破，离不开科研人员的坚守和持续的付出，非常难能可贵。与会专家表示，本次活动除了国内项目参与外，还吸引了不少国际优质项目资源。深圳凭借大湾区核心引擎的地域优势、日益增强的创新活力、潜力优厚的政策助力等，将对正处于高速发展阶段的前沿技术产业快速布局。【记者】张光岩【作者】 张光岩【来源】 南方报业传媒集团南方+客户端来源：南方+ - 创造更多价值【来源：南方plus客户端】声明：转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本网联系，我们将及时更正、删除，谢谢。 邮箱地址：newmedia@xxcb.cn

来源：一财网原标题：科技部：在人工智能、量子信息、生物育种等领域实施一批科技重大项目围绕推动产业链高端化的问题，加快突破一批关键核心技术，强化前沿技术部署，在人工智能、量子信息、生物育种等领域实施一批科技重大项目。2月26日，科技部部长王志刚在新闻发布会上表示，面向“十四五”，我们要坚持“四个面向”，紧紧围绕推动高质量发展、构建新发展格局，充分发挥科技创新的战略支撑作用。一是围绕推动产业链高端化的问题，加快突破一批关键核心技术，强化前沿技术部署，在人工智能、量子信息、生物育种等领域实施一批科技重大项目。二是围绕支撑实体经济发展，大规模推进科技成果转化应用，依托国家自创区和高新区，培育一批高新技术产业集群和高技术企业，加快发展新业态、新模式，培育壮大发展新动能。三是围绕保障人民生命健康，加强重大疾病防治、创新药物、医疗器械等的研发应用。四是围绕实现碳达峰、碳中和目标，大力推进污染防治、能源资源高效利用、应对气候变化等技术攻关和应用推广。五是围绕提高创新体系整体效能，以激发人才活力为重点，启动新一轮科技体制改革，完善创新生态。王志刚表示，我们希望，通过五年的艰苦奋斗和不懈努力，显著提升国家科技创新能力和创新链整体效能，更好支撑高质量发展和构建新发展格局。

学生姓名：W同学申请专业：生物工程硬件条件：GPA3 4.33/5.00 TOEFL100 GRE324本科院校：北京化工大学本科专业：生物工程录取结果：圣路易斯华盛顿大学，加州大学戴维斯分校，威斯康星大学麦迪逊分校申请优劣势分析：W同学的本科是3+1形式，前三年是北京化工大学的生物过程工程学专业，大四是在纽约州立大学环境科学与林业学院读生物工程。具有一年的国外学习经历相对于完全在国内读本科的学生更有优势一点。化工GPA是4.33，满绩是5，硬件条件一般。在和慧德留学后期老师选专业时很纠结，因为生物过程工程学集中了生物技术、生物工程、化学工程和农业工程，学生在选专业时犹豫不决。申请过程：W同学是2019年8月和慧德留学签约的，刚来时目标就很明确，想要申请硕士然后继续读博，从事本专业相关的研究。第一次和学生沟通时，后期老师觉得W同学的GPA和TOEFL成绩还不错，但是因为要准备去美国读最后一年的课程，GRE考试还没有进行规划和准备。经过分析，我们把申请目标定位在T30的美国院校，这就要求学生的GRE成绩需要达到320+，对学生来说接下来的学习安排尤为重要。经过慧德留学后期老师对学生整体评估后，W同学按照我们的规划在11月取得了324的分数，迈过了重要的一个关卡。在备考期间，慧德后期老师也一直在跟W同学讨论专业和选校的问题，化学工程，生物工程，环境化学，医学工程，食品科学等等都在她的意向范围之内，看起来都很相近，有些分支也很多，当然这些当中还是有很大的不同的。而且还要为申请博士考虑，后期老师综合分析了W同学的本科专业课，美国综合排名前百有这些专业的每一个学校慧德留学的后期老师都帮助孩子筛查了一遍，并针对每个学校的这些专业申请难度、专业优势等整理了表格，并对孩子进行了分析。专业的选择对于W同学来说是一个非常纠结的过程，最终决定从生物偏化学的专业中筛选，慧德留学后期老师也给她逐一进行了申请难度分析和指导，剔除一些只接受博士项目的学校，最终我们确定了伊利诺伊香槟分校，加州大学洛杉矶分校，华盛顿大学，加州大学戴维斯分校等学校作为最终申请学校。软件背景方面，在寻找科研机会的过程中，W同学的积极主动性非常高，在国内期间就参与了中国农业科学院农产品加工研究所的相关APP设计项目，在其中进行了很多营养元素的测量。大四期间还参与了发酵技术的相关研究，并取得了很大进展。在文书创作过程中，考虑到W同学是一个非常有自己想法的学生，所以建议她自己先对参与过的项目进行充分思考与梳理，经过慧德后期老师的一步步引导与建议，最终故事线从小时候的经历写起，和生物研究完美结合，以突出学生的科研项目，以及学术科研能力等优势为主，另外，在文书写作中描述学生在美国交换的情况，突出学生适应美国的教育和生活，在文书中全面地展示了学生的diversity背景。12月初，W同学的所有文书和材料都准备完毕并且完成了递交。一月末收到了第一所学校威斯康星麦迪逊的offer，时隔一周就收到了戴维斯的录信，就在学生已经决定去威斯康星时收到了圣路易斯的offer，这下W同学陷入了纠结中，慧德留学的后期老师综合了各方面因素，建议选择去排名19的圣路易斯大学。在申请的过程中，可能会遇到各种各样的难题，有各种各样的选择，但是W同学一直保持着努力的心态去踏实的完成会慧德留学老师要求的每一件事情，最终也拿到了满意的结果。所以一定要保持一颗良好的心态，和后期老师保持及时的沟通，认真听取建议，才能给自己的申请创造更多的可能性。(慧德留学案例)

半岛全媒体记者 王瑜近日，青岛生物科研交流中心土石方整理工程招标公告发布，工程地点位于市北区拜泉路以东、房产学校以西、清江支路以南、南京路以北，总投资2800万元，建设单位为青岛城发筑康建设发展有限公司。工程概况：1、拟建项目地上2-21层，地下3层，基坑周长约为350M，现场地坪绝对标高为54.18-61.39M，基坑完成后的场坪绝对标高最高控制在43.20M以下，基坑底绝对标高为42.20M，电梯井、集水坑等局部加深，基坑开挖、支护深度约16.5M左右，土方量11.4万方。

10月10日，科技部公示了一批国家重点研发计划项目名单。这次公示的是“干细胞及转化研究”、“合成生物学”、“固废资源化”、“重大自然灾害监测预警与防范”等重点专项，及创新方法工作专项项目，共有78个项目进入公示名单，项目总经费预计超过10亿元。“干细胞及转化研究”重点专项：15个项目干细胞及转化研究试点专项是根据《国家中长期科技发展规划纲要(2006~2020年)》部署和《国务院关于深化中央财政科技计划(专项、基金等)管理改革的方案》的安排率先设立的国家重点研发计划专项，按创新链部署了8个方面的任务。2020年，拟优先支持9个研究方向。同一指南方向下，原则上只支持1项，仅在申报项目评审结果相近，技术路线明显不同时，可同时支持 2 项，并建立动态调整机制，根据中期评估结果，再择优继续支持。国拨总经费 2.40 亿元(其中，拟支持青年科学家项目6个，国拨总经费不超过3600万元)。项目执行期一般为 5 年。从实际立项情况看，共有15项进入公示名单，共有11个项目由高校牵头。其中上海交通大学牵头4项（含附属医院），同济大学牵头2项，中国科学技术大学、复旦大学、同济大学、南方医科大学、中国人民解放军第三军医大学各牵头1项。“合成生物学”重点专项：23个项目合成生物学以工程化设计理念，对生物体进行有目标的设计、改造乃至重新合成。“合成生物学”重点专项总体目标是针对人工合成生物创建的重大科学问题，围绕物质转化、生态环境保护、医疗水平提高、农业增产等重大需求，突破合成生物学的基本科 学问题，构建几个实用性的重大人工生物体系，创新合成生物前沿技术，为促进生物产业创新发展与经济绿色增长等做出重大科技支撑。2020 年本专项将围绕基因组人工合成与高版本底盘细胞、人工元器件与基因线路、人工细胞合成代谢与复杂生物系统、使能技术体系与生物安全评估等4个任务部署项目。国拨经费总概算 3.8 亿元(其中，拟支持青年科学家项目不超过 2 个，国拨总经费不超过 1000 万元)。项目执行期一般为 5 年。从实际立项情况看，共有23项进入公示名单，共有15个项目由高校牵头。其中天津大学牵头3项，上海交通大学牵头2项（含附属医院），广西大学、南开大学、河南大学、华东理工大学、南京大学（含附属医院）、江南大学、湖北大学、深圳大学、南方科技大学和西湖大学各牵头1项。“固废资源化”重点专项：10个项目专项面向生态文明建设与保障资源安全供给的国家重大战略需求，以“减量化、资源化、无害化”为核心原则，围绕源头减量—智能分类—高效转化—清洁利用—精深加工—精准管控全技术链，研究适应我国固废特征的循环利用和污染协同控制理论体系，攻克整装成套的固废资源化利用技术，形成固废问题系统性综合解决方案与推广模 式，建立系列集成示范基地，全面引领提升我国固废资源化科技支撑与保障能力，促进壮大资源循环利用产业规模，为大幅度提高我国资源利用效率，支撑生态文明建设提供科技保障。本专项 2020 年拟部署 7 个研究方向，国拨经费概算不超过 2 亿元，项目执行期 3~4 年。从实际立项情况看，共有10项进入公示名单，共有8个项目由高校牵头。其中浙江大学、四川大学、武汉科技大学、中南大学、合肥工业大学、山东大学、上海交通大学和东华大学各牵头1项。“重大自然灾害监测预警与防范”重点专项：11项为贯彻落实党中央、国务院防灾减灾救灾工作重大部署，按照《关于深化中央财政科技计划(专项、基金等)管理改革的方案》(国发〔2014〕64 号)要求，科技部会同相关部门和地方，制定国家重点研发计划“重大自然灾害监测预警与防范”重点专项 实施方案，围绕大地震灾害监测预警与风险防范、重大地质灾害快速识别与风险防控、极端气象监测预警及风险防范、重大水旱灾害监测预警与防范、多灾种重大自然灾害评估与综合防范等 5 项重点任务开展科研攻关和应用示范，为提升国家防灾减灾救灾能力，保障人民生命财产安全和国家社会经济安全可持续发展提供科技支撑。结合中央财经委员会第三次会议要求，本年度重点围绕自然灾害防治技术装备现代化工程部署11个研究方向，国拨经费总概算约3亿元。本专项要求以项目为单元组织申报，项目执行期 3~4 年。从实际立项情况看，共有11项进入公示名单，9项由高校牵头。其中北京邮电大学共牵头2项，东南大学、长安大学、哈尔滨工程大学、江苏大学、北京理工大学、中国人民解放军陆军军事交通学院、山东大学等高校各牵头1项。创新方法工作专项项目：19项创新方法是指导创新方向、加快创新进程、减少创新成本、提高创新效能、支撑“大众创业、万众创新”及供给侧结构性改革的重要创新工具。2020年度创新方法工作专项重点支持创新方法助力疫情防控和经济社会发展、创新方法应用示范和创新方法人才培养等方面的项目实施。从实际立项情况看，共有19项进入公示名单，8项由高校牵头。其中厦门大学、福州大学、江西中医药大学、山东大学、大连理工大学、河北科技师范学院、天津大学和兰州理工大学各牵头1项。数据来自青塔 ，特此鸣谢！如有侵权，联系我们删除

阎锡蕴，中科院生物物理所研究员，中国科学院院士。系统研究了具有重要临床应用前景的肿瘤新靶点，实现了成果转化。在国际上提出了纳米酶新概念，第一次从酶学角度揭示了无机纳米材料的酶促反应动力学、催化机制，并将其用于污水治理、肿瘤诊断和埃博拉等病毒的检测，部分发明专利已进入美国、欧洲和日本。部分代表性成果包括：1、提出纳米酶新概念（Nature Nanotechnology，2007）。原始文章单篇他引超过1900次。设计并研发用于疾病诊断的纳米酶试纸条，获得医疗器械证书，成为全球首个纳米酶新产品，探索纳米酶催化治疗新策略。2、发现肿瘤血管新靶点CD146（Blood，2003）。此项发现被Faculty1000评为新发现。首次鉴定了CD146的配体，并制备出了靶向CD146的人源化抗体药物，在肝癌、胰腺癌和结肠癌的治疗研究中取得突破进展。其系统性工作成果相继发表于Nature Communications、Blood 、PNAS 等高水平杂志。靶向CD146的肿瘤治疗新策略，获北京市科学技术奖一等奖并实现了成果转化；功能性抗体AA98目前正处于临床前研究阶段。课题组主要研究方向：(1)纳米酶催化机制及应用研究(2)肿瘤免疫学研究 以下对阎锡蕴院士课题组2019年的部分研究成果进行汇总，供大家学习交流。（以通讯作者为主，如有疏漏，欢迎指正）本文内容按照三个部分展开：（1）综述（2）纳米酶（3）CD146免疫一、综述1. Chem. Soc. Rev.：纳米酶用于响应性的生物医学领域纳米酶是以纳米材料为基础的人工酶系统。该系统可通过有效地模拟天然酶的催化位点或囊括多价元素来替代传统的催化酶。随着纳米技术的迅速发展，人们对纳米酶的认识也在不断加深，它具有比蛋白酶更高的催化稳定性、更易于被修饰和更低的制备成本。因此，纳米酶材料不仅是自然酶的替代品，而且还可作为一种多模态平台应用于复杂的生物环境。威斯康星大学麦迪逊分校蔡伟波教授团队、深圳大学黄鹏教授团队和中科院生物物理研究所阎锡蕴院士团队合作，对响应一个或多个底物的纳米酶系统研究进行了综述。在不同的微环境中，纳米酶的催化活性受pH、H2O2和谷胱甘肽浓度及氧化程度的影响，因此纳米酶可以被磁场、光、超声波和热等不同的刺激进行控制。通过调控这些刺激因素则可以最大限度地提高纳米酶在不同疾病上的诊断和治疗效果。Dawei Jiang, Peng Huang, Xiyun Yan, Weibo Cai,et al. Nanozyme: new horizons for responsive biomedical applications. Chemical Society Reviews, 2019.https://doi.org/10.1021/acs.accounts.9b001402. Acc. Chem. Res.：纳米酶的概念、机理、标准及其应用纳米酶是一种具有类酶特性的纳米材料。由于其可以解决天然酶的不足，如稳定性差、成本高、不易储存等问题，因此在过去十年中得到了蓬勃发展。随着纳米科学技术的快速发展，纳米酶也有望直接替代传统酶用于生产和研究。目前，已有数百种纳米材料被发现具有类过氧化物酶、氧化酶、过氧化氢酶、水解酶和超氧化物歧化酶等等多样的催化活性，有些纳米材料还能同时具有双酶甚至多酶的活性。随着纳米酶学这一新概念的出现，纳米酶已成为连接纳米技术和生物学的一个重要桥梁。它具有独特的理化性质和类酶催化活性，可以发展成为多种多功能平台，进而在体外检测和体内监测及治疗等领域有着广泛的应用前景。中科院生物物理研究所梁敏敏博士和阎锡蕴院士合作介绍了关于功能特异性纳米酶的设计与构建、纳米酶研究的标准化以及纳米酶在生物系统中替代天然酶的应用研究进展；并在最后对纳米酶的研究前景进行了展望。Minmin Liang, Xiyun Yan. Nanozymes: From NewConcepts, Mechanisms, and Standards to Applications. Accounts ofChemical Research. 2019https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.accounts.9b001403. Theranostics综述：天然的和人工合成的铁蛋白纳米酶作为抗生素纳米酶是一类具有类酶活性的纳米材料，可以有效解决了天然酶制备成本高、稳定性差、难以被大规模制备等缺点。由于纳米酶结合了化学催化剂和天然酶的优点，因此其在生物医学领域具有巨大的应用价值。然而，对纳米酶进行尺寸可控的合成和靶向修饰仍然具有相当的挑战性。铁蛋白是天然的纳米酶，具有多种类酶活性(铁氧化酶和过氧化物酶等)。而通过在铁蛋白壳内仿生合成纳米酶则可以构建具有自组装铁蛋白纳米笼和酶活性的人工铁蛋白纳米酶。研究表明，铁蛋白纳米酶在疾病的靶向治疗方面具有很好的应用价值。中国科学院生物物理研究所阎锡蕴院士和范克龙研究员等人综述介绍了铁蛋白的类酶活性、生物工程合成研究以及应用；最后也对铁蛋白纳米酶在生物医学研究中的优势、面临的挑战和未来的研究方向进行了重点说明。Bing Jiang, Xiyun Yan, Kelong Fan. et al. Ferritins as natural and artificial nanozymes for theranostics. Theranostics. 2019https://www.thno.org/v10p0687.htm4. Nanoscale：铁蛋白变体：对合理设计蛋白质纳米载体的启示铁蛋白是一种天然的铁储存蛋白，具有独特的结构、自组装能力和优良的理化性质。除此之外，基因操作可以很容易地调整铁蛋白纳米笼的结构和功能，这进一步扩展了铁蛋白的生物医学应用。于此，中科院生物物理研究所阎锡蕴院士和范克龙研究员等人重点研究人类H-铁蛋白（一种最近发现的转铁蛋白受体1的配体），以综述其衍生的变体以及相关的结构和特性。希望这篇评论对如何合理设计多功能蛋白笼纳米载体进行有效的疾病治疗提供新的见解。Jin Y, He J, Fan K, Yan X. Ferritin variants: inspirations for rationally designing protein nanocarriers. Nanoscale. 2019;11(26):12449-59.https://pubs.rsc.org/ja/content/articlelanding/2019/nr/c9nr03823j#!divAbstract5. J. Control. Release: 铁蛋白药物载体用于肿瘤靶向治疗铁蛋白是一种铁储存蛋白，在细胞内的铁稳态和抗氧化作用中起着关键性的作用。由于铁蛋白具有24个自组装亚基和能够包裹药物的空腔结构，以及可以通过基因和化学修饰获得额外功能的外表面，使铁蛋白最近成为一种很有发展前景的药物递送载体。最近的研究表明，未经修饰的人重链铁蛋白与其受体转铁蛋白受体1（TfR1）结合在不同类型的肿瘤组织中，包括肺癌和乳腺癌，从而突出了铁蛋白在肿瘤靶向应用中的潜力。中科院生物物理研究所阎锡蕴和范克龙等人综述了铁蛋白药物载体（FDCs）作为肿瘤药物载体的许多优点。特别是与抗体-药物结合物（ADCs）相比，铁蛋白在载药能力、热稳定性和易制备性等方面表现出优越性。因此，FDCs的出现可能是肿瘤靶向治疗的下一步。He J, Fan K, Yan X. Ferritin drug carrier (FDC) for tumor targeting therapy. Journal of Controlled Release. 2019;311-312:288-300.https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2019.09.002二、纳米酶6. Angew:单原子纳米酶用于伤口消毒单原子催化剂（SACs）作为均相催化剂，在化学催化领域得到了广泛的应用。然而，很少有研究关注SACs在酶催化中的应用。中国科学院生物物理研究所阎锡蕴院士、范克龙研究员和北京化工大学刘惠玉教授等人报道了一种含锌原子的锌基咪唑基骨架（ZIF-8）衍生的碳纳米材料，可作为一种高效的单原子过氧化物酶模拟物。为了揭示其构效关系，系统地研究了单原子纳米酶（SAzyme）的结构演化。此外，利用密度泛函理论（DFT）计算揭示了SAzyme的协同不饱和活性锌位和催化机理。SAzyme具有较高的治疗效果和生物安全性，在伤口抗菌方面具有广阔的应用前景。B. Xu, H. Wang, W. Wang, L. Gao,et al, A SingleAtom Nanozyme for Wound Disinfection Applications. Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 4911.https://doi.org/10.1002/anie.2018139947. ACS Nano：人铁蛋白纳米技术用于动脉粥样硬化斑块的成像炎症和钙化作用会同时驱动动脉粥样硬化斑块的发展和破坏，也是识别斑块易损性的有效目标。然而，目前对脆弱的动脉粥样硬化斑块的成像受到特异性和敏感性的限制。中科院生物物理研究所阎锡蕴和复旦大学上海医学院石洪成、程登峰及哈佛医学院Hak Soo Choi等人报道了99 mTc标记的天然的H-铁蛋白纳米材料（99 mTc-HFn）通过SPECT-CT来识别和精确定位动脉粥样硬化斑块。在斑块中被摄取的99 mTc-HFn可以定量检测斑块的进展和抗炎治疗期间炎症的动态变化。这一策略为利用生物工程内源性人铁蛋白纳米技术来识别脆弱和早期活跃的斑块以及对抗炎治疗的评估奠定了基础。Liang, M.M., Tan, H. et al. Bioengineered H-Ferritin Nanocages for Quantitative Imaging of Vulnerable Plaques in Atherosclerosis. ACS Nano 2019.https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b041588. Nano Lett.：纳米酶催化肿瘤光声成像新进展光声成像结合了纯光学成像的高对比度和纯超声成像的高穿透深度优点，能够提供高对比度和高分辨率的组织成像，是目前非常有应用前景的一种成像模式。目前，光声成像应用的难点在于设计在肿瘤部位发生的响应型光声成像反应体系。于此，生物物理所阎锡蕴、范克龙和深圳市第二人民医院聂国辉等人设计了叶酸修饰的红细胞膜，将纳米酶-底物复合体包裹于膜内，创制出类外泌体纳米酶小体。进入血液循环的类外泌体纳米酶小体在外膜的导向下，最终定位并进入肿瘤部位，并释放纳米酶及其底物。肿瘤部位弱酸性环境和高浓度的H2O2触发纳米酶活性，高效催化其底物ABTS转化成氧化型ABTS。后者具有很强的近红外光吸收能力，吸收光能后释放热能导致肿瘤组织局部温度升高，从而导致热膨胀而发出压力波，产生光声信号。通过探测光声信号能重建出组织中的光吸收分布图像，实现肿瘤的光声成像诊断。该研究为肿瘤部位响应型光声成像设计提供了一个实例，为鼻咽癌的诊断提供了一种新思路和新技术。Hui Ding, Yanjuan Cai, Lizeng Gao, Minmin Liang,et al. Exosome-like Nanozyme Vesicles for H2O2-Responsive Catalytic Photoacoustic Imaging of Xenograft Nasopharyngeal Carcinoma. Nano Letters 2019 19 (1), 203-209https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.8b037099. Nano Lett.：Fenozyme在脑疟疾治疗取得新进展先前研究发现，人铁蛋白（HFn）可以与BBB 内皮细胞（BBB ECs）上表达的HFn受体（HFRs）结合，并作为多功能纳米载体用于疾病治疗。且含Fe3O4的纳米颗粒的纳米酶具有类过氧化氢酶的活性，能有效地抑制体内ROS水平。有鉴于此，中科院生物物理研究所阎锡蕴院士和范克龙研究员等人利用HFn蛋白为壳和Fe3O4纳米酶为核组成的Fenozyme。当对患有实验性脑疟疾的小鼠给药时，通过保护BBB ECs免受ROS损伤并通过使巨噬细胞极化至M1表型来降低寄生虫血症，Fenozyme大大提高了存活率。此外，将Fenozyme和抗疟疾蒿甲醚联合使用可减轻脑病和记忆障碍。结果证明了ROS在脑部疟疾发展中的重要性，并表明将Fenozyme与抗疟药相结合是一种新颖的治疗策略。Zhao, S.; Duan, H.; Yang, Y.; Yan, X.; Fan, K., Fenozyme Protects the Integrity of the Blood–Brain Barrier against Experimental Cerebral Malaria. Nano Letters 2019.https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.9b0377410. Theranostics：GRP78靶向铁蛋白纳米笼治疗肝癌肝细胞癌（Hepatocellular carcinoma，HCC）仍然是导致癌症死亡的主要原因之一，其主要原因是其高复发率和高转移率。因此，为开发有效的疗法已付出了巨大的努力；然而，有效的抗肝癌治疗依赖于确定合适的生物标记物，其中很少有可用于药物靶向的。中国科学院生物物理研究所阎锡蕴院士和范克龙研究员等人通过免疫沉淀和质谱分析鉴定GRP78为肝癌靶向肽SP94的膜受体。为了开发一种有效的抗肝癌药物纳米载体，研究人员首先通过基因工程的方法将GRP78靶向肽SP94修饰在Pyrococcus furiosus菌铁蛋白Fn（HccFn）的外表面，然后通过基于尿素的拆卸/重组方法将多柔比星（Dox）负载到HccFn的空腔中，从而构建了一种称为HccFn-Dox的药物纳米载体。实验结果证明HccFn纳米笼包埋了超高剂量的Dox（多达400分子Dox/蛋白纳米笼）。体内动物实验表明，HccFn-Dox包埋的Dox可选择性地进入HCC肿瘤细胞，有效地杀死皮下和肺转移的HCC肿瘤。此外，与游离Dox相比，HccFn-Dox显着减少了对健康器官的药物暴露，并将最大耐受剂量提高了六倍。因此，GRP78是一种有效的肝癌治疗生物标志物，GRP78靶向HccFn纳米笼在不损伤健康组织的情况下有效地给药。Jiang B, Zhang R, Zhang J, Hou Y, Chen X, Zhou M, Tian X, Hao C, Fan K, Yan X. GRP78-targeted ferritin nanocaged ultra-high dose of doxorubicin for hepatocellular carcinoma therapy. Theranostics 2019; 9(8):2167-2182.http://www.thno.org/v09p2167.htm11. ACS AMI:钴纳米酶对肝癌预后诊断中国科学院生物物理研究所阎锡蕴院士、范克龙研究员和北京大学肿瘤医院郝纯毅等人通过在SP94铁蛋白纳米笼进行生物矿化Co3O4，报道了一种单分散铁蛋白钴纳米酶（HccFn（Co3O4））特异性靶向和可视化临床肝细胞癌（HCC）组织。Jiang B, Yan L, Zhang J, Zhou M, Shi G, Tian X, et al. Biomineralization Synthesis of the Cobalt Nanozyme in SP94-Ferritin Nanocages for Prognostic Diagnosis of Hepatocellular Carcinoma. ACS Applied Materials & Interfaces. 2019;11(10):9747-55.https://doi.org/10.1021/acsami.8b20942三、CD146免疫12. Nature Commun.: 促进血管重塑和肺动脉高压新机制肺动脉高压（PAH）是心肺单位的血管重塑疾病。由于对血管重塑的不完全了解，目前尚无治愈方法。于此，中科院生物物理研究所阎锡蕴和中国农业大学罗永挺等人确定CD146低氧诱导转录因子1α（HIF-1α）交叉调节是血管重塑和PAH发病机理中的关键决定因素。CD146在肺动脉平滑肌细胞（PASMCs / SMCs）中明显上调，并与疾病严重程度成正比。CD146表达和HIF-1α转录程序相互促进，使PASMCs在生理上具有更为综合的表型。通过基因切除SMCs中的CD146以破坏CD146-HIF-1α串扰，可减轻慢性低氧小鼠的肺血管重塑。令人惊讶的是，在两个啮齿动物模型中，用抗CD146抗体靶向可减轻已建立的肺动脉高压（PH），并增强心脏功能。这项研究为允许血管重塑的低氧重编程提供了机制性的见解，因此通过直接调节CD146-HIF-1α交叉调节为PAH的抗重塑治疗提供了概念证明。Luo, Y., Teng, X., Zhang, L. et al. CD146-HIF-1α hypoxic reprogramming drives vascular remodeling and pulmonary arterial hypertension. Nat Commun 10, 3551 (2019)https://doi.org/10.1038/s41467-019-11500-6除此之外，阎锡蕴院士课题组还有与其他课题组合作的研究成果和综述在此不一一列举，感兴趣的读者可前往阎锡蕴院士课题组网站进行学习。课题组网站：http://www.ibp.cas.cn/yanlab/阎锡蕴院士简介阎锡蕴，纳米生物学家，中国科学院院士，中国科学院生物物理研究所研究员、博士生导师，蛋白质与多肽药物所重点实验室主任。研究方向：肿瘤免疫学研究：发现新靶点、发展肿瘤精准治疗新策略；纳米酶催化机制及应用研究：探究纳米酶的催化机制，实现其可控制备，拓展纳米酶在疾病诊断、传染病监测、污水治理等方面应用研究。分享来源科研动态（微信ID：likesci）

怀抱科研梦想 执着无畏前行——记东南大学仪器科学与工程学院教授刘澄玉文/王永梅独到的善于发现的眼光，聪慧的思维敏捷的大脑，是从事科研不可或缺的要素。而执着坚定的科研事业心，又是追求科研不断进步的巨大推动力。正是在积极进取、发挥聪明才智的精神的感召下，科研人士才有了奋进的方向和目标。近年来，东南大学仪器科学与工程学院教授刘澄玉致力于移动医疗与智能监护、医学大数据信息处理、心脑血管疾病早期检测、机器学习和智能监测、穿戴式医疗和健康智能监控领域的基础理论与关键共性技术研究及相关技术的产业化转化等方面的研究工作，取得了先进的科研成果，备受我国科研界的热切关注。克服困难 迎接挑战 1982年，刘澄玉出生于山东禹城。2005年，他毕业于山东大学生物医学工程系。2010年，他毕业于山东大学生物医学工程系。2010年12月—2017年7月，他先后在山东大学控制科学与工程学院、山东大学信息科学与工程学院、英国Newcastle大学医学院、美国Emory大学医学院从事博士后研究。2017年9月，他进入东南大学仪器科学与工程学院工作。在不断的科研中，刘澄玉渐渐发现，心脑血管、睡眠障碍、精神压力等诸多的慢性疾病已经给人们带来了巨大的经济负担，而严重威胁着人类生命健康的心脑血管疾病占据了每年全球疾病的将近30％。如何应对这些疾病，保障人们的健康，减轻人们的经济负担，成为社会亟待解决的重要问题。为了破解这些问题，积极迎接挑战，就要把仪器、信息、计算机技术与健康医疗技术进行深层次的大融合，大力发展新的物联网、大数据、云计算等智能信息技术，研制出高效低成本的新颖的监测设备，在健康医疗领域进行有效的应用。穿戴式医疗+智能监控技术的全新模式及巨大的发展潜力正适应了健康保障的要求，成为科研界关注的热点。面对此种情况，刘澄玉根据未来穿戴式医疗和智能监控发展的需求，针对穿戴式智能监控设备和部件、多通道生命体征信号远程监测与处理等重要问题进行研究，克服重重困难，建立了个体化的人体多系统健康监控体系，为个人健康管理精细化、一体化和便捷化等提供了强有力的支撑。对科研的未雨绸缪，对未来的殷切希望，激励着刘澄玉在科研的道路上砥砺前行。2017年，刘澄玉开始建设“东大-联想”穿戴式智能监控联合实验室，并任实验室主任。在对新一代穿戴式心电监测产品上进行技术攻关的同时，他还与联想研究院合作研发了全球首款12导联穿戴式智能心电衣产品样机，并积极投身开源数据库的建设，参与组织2015—2017三届全球生理测量挑战赛，筹划组织2018年首届中国生理信号挑战赛，引起了社会的广泛关注。自此，他在科研路上迈出了坚实的步伐。科研转化 保障健康科研转化是每个科研人士心中的愿望。刘澄玉也不例外。早在博士和国内博士后后阶段，刘澄玉就作为核心技术人员研发了CVFD心血管系统状态监测仪系列产品，这些产品具有我国独立自主的知识产权。产品经过不断丰富升级，已经形成了三大系列十几种型号产品，包括心脏功能、动脉功能和血液黏度水平的几十种功能的评定和检测。创新推动成果的转化。结合在熵测度方面的研究成果，刘澄玉在国际上首创了心衰趋势性指数和冠心病趋势性指数等疾病预警指标，赢得了业界的好评。目前核心技术获得9项国家发明专利授权，产品上市后，已在北京301医院、山东省立医院等100余家医院得到了实际的应用，100多万例受检者得到了科学合理的检测，检测到1.7万余例患者有罹患冠心病、心衰或动脉阻塞等心血管疾病/的风险。这显著提升了我国在心血管系统功能检测行业的核心竞争力，迫使欧姆龙等进口产品价格显著下降，检查费用大大减少，减轻了人们的负担，目前科技成果转化和临床应用已取得了巨大的经济收益。在越来越重视穿戴式医疗、医学大数据和机器学习的今天，生理信号“开源”“标准”数据库的建设和维护也变得尤其重要。经过严格筛查、标注后的“开源”“标准”数据才是真正有用的数据，这样机器学习在医学大数据处理上的性能才能得以大幅提升，使研究者专注于发展可靠的模型，临床需求问题得到完美解决。刘澄玉对此格外重视，通过不懈的研究，他深刻感受到科研转化对解决制约“穿戴式医疗与智能监护”提升的关键科学问题、提高人体生命体征信息监测水平、满足国家和社会对生命健康的应用需求具有重要的意义。也正是有了这些认识，刘澄玉在追求科研、探索科研的道路上才日益精进，才使科研成果得以顺利转化，从而保障了人们的健康。国际医学生物工程联合会（IFMBE）新一届（2016-2018）委员会全部当选的10名委员包括IFMBE终身院士Alan Murray教授、 MBEC主编、美国Johns Hopkins大学Nitish Thakor教授、IFMBE总秘书长、台湾生物医学工程协会前任主席Kang-Ping Lin教授、IFMBE出版委员会主席、Zagreb大学Igor Lackovi?0?4教授等著名专家学者。由于在心血管信号处理和疾病早期检测方面做出的突出贡献，刘澄玉很荣幸地作为亚洲区域代表当选为Federation Journal Committee（FJC）期刊委员会委员，并且是该委员会首位国内学者。荣获殊荣 展望未来在近年的科研中，刘澄玉作为负责人主持了国家自然科学基金两项、东省优秀中青年科学家科研奖励基金及中国博士后科学基金面上一等课题10余项，他作为核心技术人员结题国家863课题2项，作为博士后研究员参加美国NIH课题两项、英国工程和自然科学研究委员会EPSRC课题1项。刘澄玉对学术研究颇感兴趣。他发表了120余篇学术论文，其中SCI期刊论文56篇，国际会议论文40多篇，撰写学术著作Chapter 8章。2012年和2017年，他两次获得英国皇家物理学会Physiological Measurement杂志年度突出论文（第1位）。2016年发表了联合全球9个国家15家机构25名科研人员的心音开源数据库论文（第1位）。育人桃李，手留余香。他在教学方面也有自己独特的方法，经常结合学生的噩具体情况因材施教。他主讲过《数字信号处理——理论、算法与实现》《生理系统的仿真与建模》《数学建模》等课程，并曾经负责山东大学2006-2009年、山东大学威海分校2009年的全国研究生数学建模竞赛的培训工作。刘澄玉还非常注重学术交流。他多次在国际心脏计算学大会、世界医学物理和生物医学工程大会做特邀或专题报告。作为合作导师，他指导博士后研究3人，指导博士生毕业5人、硕士生毕业十余人。在科研领域孜孜不倦的努力和勤奋拼搏，也使刘澄玉获得了多项荣誉。2016年，他获得山东省技术发明二等奖（第3位）。2017年，他获得联想“青年科学家”称号。他还被世界最大的开源生理数据平台MIT PhysioNet和国际计算心脏大会授予“杰出贡献奖”。他的科研成果“心血管疾病早期检测关键技术及应用”也获得了2016年山东省技术发明二等奖。此外，刘澄玉作为客座主编，组织了《Physiological Measurement》杂志上专刊“Detection of arrhythmia and noise from cardiovascular data”，这是《Physiological Measurement》杂志首位国内学者担任专刊主编。刘澄玉不仅是全球生理测量挑战赛组委会委员、中国生理信号挑战赛组委会主席、世界计算心脏学大会技术委员会委员、JMMB和JMIHI期刊副主编、Physiological Measurement期刊国际咨询委员会成员，PMEA、JHE、CMMM等期刊客座主编/编辑，英国医学研究理事会项目通讯评审专家、全国专利侵权判定咨询技术专家库成员、山东省药监局医疗器械不良事件监测中心首批专家库成员、欧洲心脏学会会会员、国际心电学会终身会员，还兼任世界生物医学联合会(IFMBE)期刊委员会委员，全球生理测量挑战赛组委会委员、世界心脏计算学大会(CINC)程序委员会委员、IEEE医学和生物工程学会会员、欧洲心脏学会(ESC)会员、国际心电学会终身会员、中国生物医学工程学会(CSBME)会员、英国医学研究理事会(MRC)项目通讯评审专家、国家自然科学基金通讯评审专家及20多家期刊的特邀/定期审稿人。科研事业的繁忙促使刘澄玉不断地行进着。虽然会历经艰难险阻，但是他不畏苦难，坚定地走着自己的科研路，希望通过自己的努力获得丰富的科研成果，为科研的繁荣和发展添光增色，为科研的未来贡献出自己的力量。

□ 本报记者张誉耀姜国乐本报通讯员张长青“我们中科院山东省工业生物技术转化平台建设项目，是全国首批创新型县(市)建设的重要平台，主要是为科研院所提供中试平台，更好促进科研成果产业化转化。”近日，在邹城市太平镇的鲁抗医药循环经济产业园，山东鲁抗医药股份有限公司董事长兼总经理彭欣介绍。记者看到，现代化生产车间宽敞明亮，各类高端机器设备整齐排列。该项目总投资5.2亿元，建筑面积6万平方米，项目全部建成投产后，可同时满足10余个生物医药项目研发中试，年可实现新增销售收入3亿元，利税1.5亿元，已列入山东省新旧动能转换优选项目，将成为我省重要的生物技术产业化基地。该项目依托中科院天津工业生物技术研究所、中科院青岛生物能源与过程研究所、山东大学、天津大学、古巴基因工程与生物技术中心，联合国内外先进生物技术和创新药物研发机构，根据市场需求确定技术和产品的研发方向，能进一步加强高端生物制品的开发能力，促进生物发酵产品的开发工作。彭欣告诉记者，项目在菌种选育方面，已经拥有现代菌种高通量菌种筛选能力，由原先的单一品种选育增加至可同时开展5个品种的选育，菌种筛选量及摇瓶试验能力将提升3倍-5倍；从发酵工程技术来说，单一品种试验增加至可同时进行两个以上抗生素品种；提取纯化技术则增加了膜技术与制备液相技术，可同时拥有现代膜技术、色谱技术、固液分离技术等高端技术试验能力，关键技术亮点纷呈。依靠完善的菌种、发酵及提取纯化系统，该项目可以完成人用药品、动植物药品、氨基酸等方面生物产品的中试及试生产工作。同时，项目具备完善的生物技术产业转化、微生物发酵提炼、化学合成等产品研发及生产设施，可根据不同品种的要求，组合不同设备模块以满足工艺需要。来源: 大众日报

［本站讯］近日，由山东大学汤亚杰教授和张友明教授分别主持的国家重点研发计划“合成生物学”重点专项“新天然与人工产物的定向挖掘和高效合成的平台技术”和“非天然噬菌体的设计合成”项目联合启动会在青岛召开。中国科学院院士赵国屏出席会议。山东大学青岛校区副校长谭保才在致辞中简要介绍了青岛校区和微生物技术国家重点实验室的发展历程和近年来取得的成绩。他表示，山东大学作为项目牵头单位，将严格落实法人责任，全力以赴推进项目实施，确保项目产出高水平研究成果，为服务健康中国战略，推动生物医药产业发展提供技术支撑。中国生物技术发展中心前沿生物技术处处长王德平对国家重点研发计划整体部署、“合成生物学”重点专项组织管理工作、专项经费使用管理等作了介绍。他强调，在项目实施过程中，项目组要加强课题间的协作，注重成果凝练并规范合理使用研究经费，特别要关注项目实施的关键节点，科学、合理、高效地完成项目研究任务。会上，谭保才向项目咨询专家颁发了聘书，专家组由北京化工大学、山东大学、中国科学院深圳先进技术研究院、中国医学科学院药物研究所、中国农业科学院生物技术研究所等单位的专家共同组成。随后，项目负责人汤亚杰教授和张友明教授分别从项目立项背景、技术方案、执行计划和组织管理等方面进行了整体汇报，两个项目的八位课题负责人分别对课题的具体实施方案进行了介绍。与会专家对项目和课题实施方案及研究内容提出了具体的意见和建议。汤亚杰教授和张友明教授表示，项目组将在会后充分研讨，按照专家组的意见建议，进一步细化和完善项目实施方案，扎实推进项目实施，圆满完成项目预期任务。会议由山东大学科学技术研究院纵向科研项目中心主任刘全芬主持。中国生物技术发展中心，山东大学科学技术研究院、微生物技术研究院等相关单位负责人及项目组成员出席会议。“新天然与人工产物的挖掘和高效合成的平台技术”项目获批中央财政专项经费1943万元，该项目针对新天然产物发现量逐年下降、致病菌耐药性逐渐增强等难题，建立天然产物合成基因簇智能化挖掘、组装与表达及其结构与功能表征的平台技术，阐明天然产物人工合成途径和底盘细胞适配机制，获得合成效率、抗逆性显著提升的新细胞工厂，并建立绿色高效的生产示范线。“非天然噬菌体的设计合成”项目获批中央财政专项经费1932万元，该项目聚焦非天然噬菌体的设计合成以防控耐药细菌对人类和动物健康的威胁，为开发更为有效的噬菌体制剂提供国际一流水平的研究平台。“新天然与人工产物的挖掘和高效合成的平台技术” 和“非天然噬菌体的设计合成”项目的顺利实施，将为提升我国在全球微生物制药、人工产物合成生物学等领域的国际竞争力提供重要支撑，为推动我国从制药大国走向制药强国作出山大贡献。供稿单位：科研院 作者：耿静 任颖 摄影：赵巍 编辑：白婷