4月26日,大学医学院生物医学工程系高卫平课题组受邀在生物材料领域国际知名期刊《生物材料》()在线发表了题为《利用高对蛋白质进行位点选择性修饰及其在生物医学领域的先进应用》 (Site-selective protein modification with polymers for advanced biomedical applications)的综述论文。
该综述结合了高卫平课题组在定点原位生长(Site-specific in situ growth, SIG)制备蛋白质高偶联物领域多年的耕耘和积淀,系统地介绍了药用蛋白的聚乙二醇化,蛋白质的位点选择性修饰,高的位点选择性修饰和蛋白质高偶联物的制备方法,并详细讨论了用于修饰蛋白质的高的生物安全性。进一步地,在回顾了蛋白质高偶联物在从药物递送到疾病诊断等一系列生物医学应用的同时,该综述还描绘了下一代蛋白质高偶联物的广阔前景和发展方向。
蛋白质高偶联物(Protein-polymer conjugates)是利用高对蛋白质进行修饰而形成的一种新型生物偶联物,它可以有效地将高的物理化学性质和蛋白质的生物活性结合起来,因此,它在包括从药物递送到疾病诊断等一系列的生物医学领域中得到了广泛应用。然而,由于缺乏位点选择性蛋白质修饰技术和相应的高偶联技术,蛋白质高偶联物的应用潜力受到了,大桥未久atad而位点选择性和可控的蛋白质高偶联物在精确控制结构和功能方面均优于非选择性非可控的蛋白质高偶联物,也具有更广阔的应用前景。
高卫平自2011年从美国杜克大学生物医学工程系回国以来,一直致力于蛋白质偶联物的创新研究以及应用拓展。在2009年和2010年作为第一作者在《美国科学院院刊》(PNAS)上发表了两篇标志性工作之后,高卫平课题组将位点选择性蛋白质修饰技术和高可控聚合技术有机结合,继续深入研究,并取得了一系列的创新研究,得到了国际同行的广泛认同。
在2015年,他们被邀请为国际著名高期刊《高》(Polymer)撰写了第一篇综述论文(封面文章),这是国内在该研究领域所发表的第一篇综述论文。2015年1月,他们在《生物材料》发表论文,在N-和C-相连进行环化后的蛋白上定点原位生长环化蛋白高偶联物,可以显著提高蛋白稳定性;同年9月,课题组在《生物材料》报道了定点原位生长抗体荧光高偶联物的新方法,实现了抗原识别的信号放大及高灵敏度检测。同年10月,课题组又在《先进材料》(Advanced Materials)报道了一种新型、通用、简单、高效的类弹性蛋白多肽融合方法(Elastin-like polypeptide fusion, ELPfusion),精准设计了干扰素类弹性多肽偶联物,显著提高了干扰素的药学性质。2016年,课题组开发出了干扰素聚寡聚乙二醇和干扰素磷脂类高两类位点修饰的干扰素高偶联物,动物实验首次证明了这两种偶联物展现出比罗氏公司(Roche)商品化药物派罗欣(PEGASYS)更优异的抗肿瘤效果,这两项标志性的工作分别发表在《生物材料》以及药剂学国际期刊《控制》(Journal of controlled release)上,同时,他们还研究了高量对偶联物稳定性、生物活性、半衰期和药效的影响规律,为合理设计药用蛋白高偶联物提供了量依赖性的理论依据。2017年,课题组通过定点原位生长制备了一系列不同形貌的蛋白质高自组装体,并实现了高效的蛋白质胞内递送,该研究工作发表在《美国化学学会应用材料与界面》(ACS applied materials & intece)上。同年12月,课题组在《高学报》道了温度响应性的位点性干扰素高偶联物及其药学性能。
基于以上这些奠基性的工作,高卫平课题组已成为蛋白质高偶联物领域在国内外最前沿的研究小组之一。在2017年下半年,课题组受《生物材料》主编梁锦荣(Kam Leong)院士的邀请,撰写该篇综述,这也是国内在该研究领域所发表的一篇重要的,具有里程碑意义的综述论文。
在取得了一系列科研的同时,高卫平研究员也积极进行研究工作,到目前为止已申请国际和国内发明专利8项,其中原创性美国专利已向企业,并获投资基金1项。相关研究工作得到国家自然科学基金面上和重点项目的资助。
在该项研究中,程功研究组首先利用登革病毒、乙型脑炎病毒等六种烈性蚊媒病毒和埃及伊蚊作为研究模型,通过RNA-Seq深度测序及功能学分析,鉴定出Gama-氨基丁酸信号通是多种蚊媒病毒感染蚊虫的共用感染辅助机制。
10月31日,大学医学院生物医学工程系洪波研究组在《美国科学院院报》(PNAS)在线发表题为《汉语声调类别处理的大脑皮层协作网络》的论文。研究组借助利用临床神经电生理监测的机会,结合磁共振等影像方法,直接获取了状态下脑皮层表面高时空分辨率的神经电活动,了听觉、语言和运动脑区如何通过精细的时空协作,实现语言声调类别化处理的机制,同时发现了运动相关脑区在语言声调处理中的作用,为大脑语言处理机制研究打开新的思,也为开发语音脑机接口、神经外科手术中语言功能等提供了生理基础。
8月17日,大学医学院结构生物学高精尖创新中心教授、千人计划入选者布莱恩·克比尔卡 (Brian Kobilka)研究组在《自然》(Nature)期刊在线发表题为《利用X射线肾上腺素受体胞内别构拮抗剂的工作机理》的文章首次报道了beta2肾上腺素受体同时结合正构拮抗剂卡拉洛尔(carazolol)与胞内别构拮抗剂Cmpd-15的复合物结构,该对G蛋白偶联受体别构调节物的研发具有指导意义。
7月30日,大学医学院与医软信息科技有限公司(EDDA)合作,共同建立“智慧现实虚拟临床教学中心”,率先医学院校“人工智能+现实虚拟”的临床教学培训新模式。
6月12日,大学医学院纪家葵课题组在《自然·通讯》 在线发表了题为 《人类胚胎干细胞体外为卵泡样细胞》的研究论文。该研究首次建立人胚胎干细胞(human embryonic stem cells, hESCs)定向分化为人卵巢类卵泡样细胞(human ovarian follicle-like cells, hFLCs)的体外分化体系。该研究证明在不借助体细胞的条件下,通过在人胚胎干细胞中过表达核糖核酸(RNA)结合蛋白可以体外获得人类卵泡样细胞。
5月17日,国际知名学术期刊《自然》(Nature)发表了题为《进化导致寨卡病毒在埃及伊蚊上感染力增强》的研究论文。该研究发现,由于病毒位点发生突变,导致亚洲系寨卡病毒感染埃及伊蚊的能力增强。这项发现为解释近年来寨卡病毒暴发流行提供了科学依据。
4月22日,2017中国生物医学工程大会在召开。大学医学院生物医学工程系廖教授团队博士生范真诚、陈国文凭借论文《多信息融合的交互式三维立体系统》(Multi-information Fusion based Interactive 3D Autostereoscopic Navigation System)获得“青年论文竞赛”一等。
大学医学院郭伟课题组于4月27日在《癌症研究》(Caner Research)在线发表了题为《NOTCH1信号通调控非小细胞肺肿瘤干细胞的更新与耐药的研究文章,了临床肺肿瘤中的肿瘤干细胞及其更新与耐药调控。
4月13日,大学医学院免疫学研究所祁海教授课题组在《科学》期刊以在线长文的形式发表了题为《Ephrin-B1调控生发中心T细胞的运动区域与辅助功能》的研究论文。该研究发现了一种维持抗体免疫应答正常运转的新机制,有助于为抗艾滋病和针对其它病毒的抗体疫苗研发开拓思。
论文通过增强现实原位叠加装置,把直观反映内部器官组织形态结构真三维医学影像直接呈现在患者体表,并设计了目视光学放大系统对精细与复杂的生理结构进行放大呈现,在真三维增强现实手术与显微手术的结合领域做出突破。
近日,大学免疫学研究所董忠军课题组与中国科技大学免疫学研究所田志刚课题组合作在《免疫》(“Immunity”)在线发表题为“The Self Specific Activation Receptor SLAM Family is Critical for NK Cell Education” (自身活化性 SLAM家族受体在NK细胞“教育”过程中发挥重要作用)的研究论文,首次发现造血细胞性SLAM家族受体作为自身性活化型受体参与自然杀伤细胞活化和耐受的调节,这一发现了一种新的NK细胞功能获得机制。这是继2012年董忠军课题组在Immunity上发表SAP蛋白调节NK细胞功能后又一重要发现。
被誉为华人圈内生物学在读博士最高项的“吴瑞”学金2016年度获人员名单日前揭晓。包括我校医学院罗赛同学在内的10名来自高等院校和研究所的优秀博士研究生获此殊荣。
2016年6月15日,大学医学院向烨研究组于在《自然》(Nature)在线尾部蛋白含有一段用于穿透细胞膜的孔道形成环绊”(“The bacteriophage φ29 tail knob protein possesses a pore-forming loop for cell membrane penetration”)的论文,细菌病毒突破宿主细胞内膜新机制。论文通过对细菌病毒φ29尾部蛋白gp9(gene protein 9)结构及生化研究,发现病毒利用gp9的一段疏水性肽段在宿主细胞膜上形成孔道,并通过其注射基因组DNA入宿主细胞内。
5月16日,英国《自然》旗下的《科学报告》(Scientific Reports)发表了大学医学院琦教授研究组与中国科学院广州生物医药与健康研究院-广州医科大学呼吸疾病国家重点实验室陈凌教授课题组的合作论文《抗埃博拉病毒感染的高效单克隆中和抗体》(Potent neutralizing monoclonal antibodies against Ebola virus infection),阐述我国首次成功分离出三株具高中和能力的抗埃博拉病毒的单克隆抗体。
4月26日,大学医学院生物医学工程系高卫平实验室在生物材料学国际期刊《生物材料》(Biomaterials)上在线发表了题为《定点原位生长肿瘤治疗功效优于派罗欣的干扰素-高偶联物》(Site-specific in situ growth of an interferon-polymer conjugate that outperforms PEGASYS in cancer therapy)的学术论文,在国际上首次报道了定点原位生长(site-specific in situ growth, SIG)干扰素-高偶联物的方法(图1),并将所得到的新型干扰素-高偶联物与罗氏公司商品化药物派罗欣(PEGASYS)在动物水平上进行直接对比,发现这个新型干扰素-高偶联物展现出更好的肿瘤治疗效果(图2)。高卫平研究员为本文的通讯作者,博士生胡瑾和博士后王贵林为共同第一作者。
11月15日,大学医学院涛研究组在《基因与发育》(Genes & Development)发表了题为“NRMT1催化组蛋白氨基末端甲基化的机制”(Molecular Basis for Histone N-terminal Methylation by NRMT1)的论文,首次报道了人源氨基末端甲基转移酶NRMT1与人着丝粒组蛋白CENP-A的复合物晶体结构,并通过一系列生化实验,阐明了NRMT1识别组蛋白底物并进行氨基末端甲基化的机制。本工作进一步了组蛋白修饰调控的复杂度和精密性。大学医学院博士生吴若溪为本文第一作者,涛为本文通讯作者。
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