在医学研究的殿堂，青年学者们犹如雏鹰展翅，清亮的声音响彻整个领域。他们以严谨的科学态度，扎实的基础知识，深入探索医学奥秘，为解决临床难题提供强有力的支撑。他们在实验室埋头苦干，在学术舞台上崭露头角，为医学进步贡献中国智慧。
医学博士/生物传感小组PI
南方医科大学南方医院
张晔，医学博士，现任南方医科大学南方医院检验医学科主管技师，生物传感小组PI。
学习工作经历：2016年6月重庆医科大学硕士毕业后就职于南方医科大学南方医院检验医学科；2022年于南方医科大学获得临床检验诊断学博士学位。
主要研究方向：（1）临床检验新技术研究；（2）DNA纳米技术的构建及其临床应用。
学术成果：近3年以第一作者及通讯作者在Small Structures，Biosensors and Bioelectronics，Chemical Engineering Journal，ACS sensors，Small，Journal of Nanobiotechnology等高水平期刊发表论文20余篇。主持国自然科学基金面上项目、广东省科学基金面上项目等项目6项，申请国家发明专利8项，授权3项，广东省科技进步一等奖获得者。担任中华医学会检验医学分会青创联盟成员，广东省中西医结合学会转化医学专业委员会常委，《国际检验医学杂志》青年编委。
探寻科研之路
01
高性能协同DNA纳米器件能够实现对环状RNA的灵敏成像和精确调控
本研究团队提出了一种高性能的协同DNA纳米器件（HCDN），用于灵敏成像和精确调控环状RNA。HCDN包括一个DNA四面体限制的催化DNA组装反应（DT-CDA）。一旦DT-CDA在靶circRNA存在的情况下被触发，启动的DT-CDA就会通过协同链置换反应加速其他DT-CDAs的打开。通过系统的理论模拟和系统的实验验证，发现这些HCDN的协同催化对信号放大至关重要，经过一系列的优化，实现更高效和独特的信号放大。基于HCDN，在体内外均实现了对circRNA的敏感检测和高效调控，在RNA定位、疾病分析和生物学研究领域具有广阔的应用前景。（Small Structures，DOI:10.1002/sstr.202400255）
图1 HCDN的设计和表征
HCDN在体内外实验中表现出优异的circRNA成像能力。在BALB/c裸鼠模型中，HCDN系统与TDN系统和PBS相比，展现了更强的信号放大能力和更长的荧光持续时间，且具有高度选择性和生物相容性，无明显组织自发荧光干扰，对肿瘤组织的生物分布和成像稳定性有显著提升。
图2 体内环状RNA成像中HCDN的表征
RHCDN能够响应特定的circRNA释放miR-326模拟物，以调控基因表达并进行肿瘤治疗。RHCDN通过直接靶向CCND1 mRNA，促进mRNA降解或抑制翻译，从而抑制肿瘤细胞的迁移、增殖并促进细胞凋亡。与对照组相比，RHCDN显示出更高的基因调控效率和特异性，对正常细胞无毒性，具有显著的抗肿瘤活性。
图3 纳米治疗装置的体外抗肿瘤效率
02
构建灵敏特异的细胞外囊泡相关环状RNA分析新技术结合机器学习用于胃癌的精准诊断
本研究创建了一个集成电化学传感平台，利用四面体-Dox-AuNPs (TDA)标签和DNA四面体局域化催化发夹自组装(DT-CHA)技术，实现对胃癌相关sEV-circRNAs的高灵敏度检测。通过共冷冻技术制备TDA标签具有简单快速的特点，结合靶标sEV-circRNA触发的信号放大机制，增强电化学信号提升了检测灵敏度与特异性。此外，使用多层感知器(MLP)模型分析数据，优化胃癌的诊断和分期。该平台为非侵入性癌症诊断提供了一种新的、准确的分析方法。（Chemical Engineering Journal，DOI:10.1016/j.cej.2024.152094）
图4 敏感的细胞外小泡相关环状RNA分析结合机器学习用于胃癌的精确鉴定
本文利用多层感知器（MLP）机器学习算法优化了基于多生物标记物的疾病诊断模型。研究发现，MLP算法分析四个血清sEV-circRNA的诊断模型在区分健康与早期胃癌组时AUC值达到1.000，具有卓越的诊段灵敏度与准确性。此外，通过ROC分析比较了不同sEV-circRNA组合的灵敏度和特异性，结果表明基于 MLP 算法的 GC 诊断模型能够识别最优标记物组合以实现最精确的疾病检测。
注：共 75 份临床样本被随机分为训练集（80%）和测试集（20 随机分为训练集（80%）和测试集（20%）。
图5 基于 MLP 算法的 GC 诊断模型
团队/科室展示
南方医科大学南方医院检验医学科
南方医科大学南方医院检验医学科是卫健委确立的国家首批临床重点专科，中国合格评定国家认可委员会（CNAS）认可实验室。学科建设期间检验医学科先后成为国家首批一流本科专业建设点、临床检验诊断学博士学位授权点、医学检验国家特色专业建设点，是卫健委检验医师规范化培训基地、国家级医学检验技术虚拟仿真实验教学中心、全国高等学校医学检验技术专业联盟主委单位、全国高校医学检验专业校际协作理事会副理事长单位、广东省医师协会检验医师分会主委单位、第十届广东省医学会检验分会主委单位以及中英循环标志物开发与检测联合研究中心、广东省精准医学检验重点实验室、广东省重大疾病快速检验生物传感工程技术中心等单位、中国人体健康促进会临床检验科技转化专业委员会主委单位和广东省临床基因质量控制中心。
检验医学科在领域内具良好声誉，在2022年度中国医院检验医学专科排行榜中创新高、取得综合排名第五及专科声誉排名第六的历史最佳成绩，并已连续八年保持华南地区检验医学声誉榜榜首。检验医学中心主要科研方向包括：重大疾病液体活检新技术研究、细胞外囊泡研究方法与疾病诊疗转化研究、功能纳米材料与疾病诊疗新技术等多个研究方向。近5年来承担过国家自然科学基金杰出青年人才项目、重点项目、国家重点研发项目子课题等国家级高层次课题及一批省市级科研课题，课题总经费达到3000万元。
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编辑：张梨虹 审校：张耀元
