【文理拔尖奖励计划优秀案例】生命学院王涛:基于工程化智能间充质干细胞生物正交靶向治疗脓毒症

文摘   2024-10-02 10:49   天津  
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案例信息




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基本信息


项目名称 :  基于工程化智能间充质干细胞生物正交靶向治疗脓毒症


项目负责人 :  王涛


学院名称 :  生命科学学院


技术职称 :  教授


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案例摘要


Science & Technology



王涛教授对博士生彭文畅进行了创新性的育人培养计划,在让其掌握专业技术知识、学科知识缺口外,更侧重跨学科交叉培养、多方法论交融、多方向导师联合培养等形成的知识体系,提升其发现、剖析、解决问题的能力,在凝练成熟科学理论的基础上提出新的科学认知。在王涛教授的指导下,该学生已完成多项课题,其中一项工作发表SCI论文并已被接收,并申请国家发明专利一项。


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案例主体

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建设情况

项目的主要内容及实施举措

脓毒症是由感染引起的全身炎症反应综合征,可导致感染性休克、多器官功能衰竭,是目前重症监护病房患者死亡的主要原因。不同病原菌对药物的敏感性、组织器官分布特点等生物学行为不同,导致脓毒症临床表现和预后的差异。因此,建立高效靶向病灶同时实现免疫调节和病原菌杀伤的双重防治策略具有重要的科学意义和临床应用前景。


本项目利用合成生物学方法,将“别吃我”信号CD24蛋白引入到具有炎症靶向功能的间充质干细胞中,并将生物正交分子(-N3)修饰到细胞表面,建立一种工程化智能干细胞(图1)。同时合成了一种生物正交分子(-DBCO)连接的抗菌肽(图2)。在治疗中,工程化智能干细胞精准靶向脓毒症炎症部位,别吃我信号蛋白延长炎症部位的滞留时间并进一步调节病灶部位的免疫平衡。抗菌肽通过体内生物正交反应,靶向递送到脓毒症病灶,杀灭病原菌。该研究建立了一个特异靶向治疗脓毒症的技术方案,为针对各种病原菌感染所致脓毒症的精准治疗提供了新的策略。








图1工程化智能干细胞M24N3改造示意图


图2 DBCO-LL37合成示意图


 项目实施取得的育人成效



 1)掌握专业技术知识,凝练科学问题






该生具有一定的生物学和材料学基础,现已掌握分子免疫学、高等病毒学、有机化学等专业知识,对新型材料在生物医学方向的应用的理解相比此前更加深入;具备了文献聚类汇总,数据分析处理,科研材料(科研论文、报告、海报)撰写等专业技能;熟练掌握了材料合成及表征技能以及各种生物实验等基本实验技能。




2)多学科导师联合培养,汇聚多学科思维






该生在博士过程中具有两位导师,多方交流汇聚多学科思维和多学科方法。籍此,该生深入探索新型药物递送载体研究,利用生物基活材料、仿生纳米技术和响应自组装技术等手段在肿瘤、脓毒血症和传染性肺炎等疾病中取得了一系列的研究进展。此外,该生多次听取国内外学术会议和学术专题讲座,拓展了国际视野、掌握了学科前沿。




3)项目深度参与,优化学科思维






该生在硕博期间参加过多个国家重点项目,在此期间能够紧跟国家大政方针,在项目推进过程中,不断深化和拓展新的科学问题,提升了该生科研的自主性和创造力。


项目实施取得的阶段性成果

文章:


1)Wenchang Peng, Wanbo Tai, Bowen Li, Hua Wang, Tao Wang, Shuyue Guo, Xu Zhang, Pengyuan Dong, Chongyu Tian, Shengyong Feng, Long Yang, Gong Cheng and Bin Zheng; Engineered inhalable nanocatalytic therapeutics for suppression infectious pneumonia by inflammation-response self-assembled platform(一作,Nature Materials杂志,已原则性接收);







2)Wenchang Peng, Wanbo Tai, Xinyu Zhuang, Yulong Dai, Shengyong Feng, Tao Wang, Gong Cheng and Bin Zheng; A Trojan Horse-like nanovaccine by initiating STING pathway of lymph node against SARS-CoV-2(一作,Advanced Functional Materials杂志,在投)







3)Wenchang Peng, Yajing Du, Yun Gu, Bin Zheng and Tao Wang; Engineered biological hybrid adoptive therapeutic cells system for drug targeted recruitment at focal sites(一作,撰写完成)







专利:


1)王涛,彭文畅. 一种基于上转换纳米颗粒的生物检测材料及其制备方法(中国发明专利: 202210765010.9)








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经验启示




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基础与创新的平衡:老师们应该确保学生在掌握坚实的基础知识的同时,鼓励他们进行创新性思考。这要求老师们提供足够的理论支持,同时创造一个开放的环境,让学生能够自由探索。

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批判性思维的培养:老师们需要培养学生的批判性思维能力,教会他们如何分析问题、评估数据和形成自己的见解。这包括教会学生如何识别研究中的偏见和局限性。

3

沟通与表达能力:生命科学领域的研究往往需要跨学科合作,因此老师应重视学生沟通能力的培养,包括书面和口头表达,以及科学报告和论文的撰写。

4

实验技能与数据分析:老师应确保学生具备必要的实验技能和数据分析能力。这不仅包括实验室操作,还包括使用统计软件和生物信息学工具。

5

道德与责任感:老师应强调科学研究的道德标准,包括诚实、公正和对研究结果的负责态度。这有助于学生在职业生涯中树立良好的职业操守。

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应对失败与挑战:老师应教会学生如何从失败中学习,鼓励他们面对挑战时保持坚韧和乐观。

7

提供个性化指导:每个学生都有自己独特的兴趣和能力。老师应提供个性化的指导,帮助学生根据自己的特点发展研究。

8

建立导师关系:老师不仅是知识的传授者,也是学生的职业导师和心理支持者。建立良好的导师-学生关系对于学生的全面发展至关重要。


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下一步发展方向


Science & Technology



明确开展项目的目标和定位,确保与生命科学领域的未来发展趋势相匹配,并符合社会和行业的需求。将教学与研究紧密结合,为学生提供参与前沿科研项目的机会,以培养其科研能力和创新思维。

建立国内外学术交流和合作关系,为学生提供国际会议、研讨会和访问学者的机会。根据学生的兴趣和职业目标,提供个性化的培养方案,包括定制化的课程选择和研究项目。

建立定期的评估和反馈机制,监控学生学习进度和项目实施效果,确保及时调整和优化培养计划。



供稿 / 生命学院
编辑 / 陈培洋
审核 / 顾雨竹

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