成果与项目的背景及主要用途 ： 丹参素是一种天然植物多酚酸，是中药丹参的主要水溶性活性成分。丹参及 其制剂（如复方丹参滴丸、复方丹参片等）、丹参素的衍生物丹酚酸 B 和丹酚 酸注射液已经批准，广泛用于临床治疗心血管疾病。丹参素是丹参及其制剂国家 药典规定的质量控制指标。丹参素的药理活性包括具有改善血流、抑制血小板活 化和动脉血栓形成，还具有抗癌和抗炎等活性。我们研究还发现，丹参素具有清除活性氧和活性氮的作用，是一种高效的抗氧化剂。丹参素清除羟基自由基和超 氧阴离子自由基活性，高于维生素 C。因此在医药、保健品、食品等方面具有很 大应用潜力。 目前丹参素主要从药材丹参中提取，然而丹参根中含量低（一般 0.045%）， 严重制约了丹参素的大规模应用。化学合成丹参素存在着步骤繁琐，立体选择性 不高。采用合成生物学技术构建工程微生物，通过发酵方法生产丹参素是一种很 好的替代方法。 技术原理与工艺流程简介： 本技术采用合成生物学策略，挖掘大量的天然生物元件，创新组合了功能酶， 设计了非天然存在的从葡萄糖到丹参素的生物合成途径，构建丹参素的人工细胞 工厂。实现了葡萄糖为原料，发酵生产丹参素。发酵 72 小时，积累丹参素 7 克/ 升以上，对葡萄糖的摩尔转化率为 0.47，达到国际领先水平。 技术水平及专利与获奖情况： 截止目前，丹参素的生物合成途径一直未见报道，天津大学唯一拥有该技术。 应用前景分析及效益预测： 微生物发酵生产丹参素，得率高，工艺简单，成本低，唯一的拥有该技术， 市场竞争力强。 应用领域：医药、食品、保健品等领域。 合作方式及条件：寻求技术转让或新产品合作开发

白细胞介素6（IL6）是一种多功能的细胞因子。大量的基础及应用研究证明，IL6是机体免疫网络中最重要的细胞因子，对淋巴细胞，造血干细胞，巨核细胞，肝细胞，神经细胞具有促进生长，诱导分化的功能。IL6可促进B淋巴细胞分化和抗体蛋白的分泌，诱导细胞毒性T细胞活化，增加IL2诱导的LAK细胞的杀伤瘤细胞的活性，可明显促进小鼠骨髓移植后的免疫功能重建，因而有增强免

本发明提供了桑辛素或药学上可接受的衍生物在制备抗恶性肿瘤药物中的用途。本发明还提供了桑辛素或其药学上可接受的盐在制备抗脑胶质瘤的药物中的用途。本发明研究发现，桑辛素在体外、体内都表现出了良好的抗恶性肿瘤活性(如胶质瘤)，且实验表明，桑辛素可以通过抑制肿瘤生长、诱导肿瘤细胞和肿瘤干细胞横向分化和凋亡的良好效果，且对正常细胞毒副作用小，具有良好的应用前景。

技术原理 ：南瓜系列营养素含片研究是以鲜南瓜为原料，经清洗、打 浆、均质、超微细化、复配、滚筒与流化床二次造粒干燥和干法压片等技 术处理而得到南瓜系列营养素含片。 技术特点 :（1）首次采用超微细化技术，克服南瓜中胶、纤维等物质 产生的粗糙口感问题， 使产品口感爽滑、 细腻。利用南瓜中全部营养成分， 包括果胶、纤维等降血糖功能成分，保留了南瓜原有的色、香、味，提高 了保健功能。 （2）首次将采用二次干燥

《美国国家科学院院刊》（ PNAS）在线发表了清华大学医学院生物医学工程系和清华-北大生命联合中心杜亚楠教授研究组题为“纤维化扩展中旁张力信号介导的肌成纤维细胞和纤维细胞通讯”(Matrix-transmitted paratensile signaling enables myofibroblast-fibroblast crosstalk in fibrosis expansion)的研究长文。该研究应用单细胞力学刺激和体外仿生模型结合数学模型计算，系统探究了基质材料介导的力学信号在细胞间通讯的时空作用模式、分子基础，及其在纤维化发展蔓延过程中的作用，为细胞间力学信号介导的成纤维细胞（FB）-肌成纤维细胞(MF)互作提供了直接证据，并将这种纤维化发展进程中基质纤维介导的新型细胞间通讯模式命名为 “旁张力信号”（Paratensile signaling）。组织器官在受到损伤之后，会发生损伤修复，诱发组织纤维化。如果没有有效的控制措施，慢性纤维化疾病会最终导致组织硬化，诱发器官衰竭。有研究表明，在现代社会死亡病例中有将近50%与组织器官的慢性纤维化相关，包括此次新冠肺炎，会伴有肺部纤维化，重症患者纤维化进一步蔓延可导致呼吸衰竭，肺部纤维化也是愈后后遗症的重要风险因素之一。成纤维细胞的持续激活是各类组织纤维化中的主要诱因，在组织器官受到损伤或病毒感染之后，组织内的成纤维细胞FB会受到“旁分泌因子”（paracrine factors），例如TGF-b，PDGF等诱导，激活分化成为肌成纤维细胞MF，并分泌大量的细胞因子及细胞外基质，造成更广泛的成纤维细胞激活和组织硬化，进而引起组织器官内纤维化区域蔓延。除了感知化学信号，部分研究显示体外细胞会导致细胞外基质生物化学及生物物理性质的改变，也有研究表明细胞能够感受细胞外基质的物理特性，比如硬度、粘弹性等并作出响应。2017年，杜亚楠课题组发表于《自然·材料》的研究发现，在肝脏纤维化早期，肝窦内皮细胞可通过胶原纤维束传递力学信号激活星型细胞，导致肝脏纤维化蔓延。但是到目前为止，纤维化进展过程中细胞外基质材料介导的细胞间力学通讯的模式是否保守，以及其在组织器官内的蔓延模式、相关分子机制尚不明确。图1 组织纤维化扩展中旁张力信号介导的细胞间机械通讯示意图旁张力信号包含三个过程，一、力学信号的产生；二、力学信号在细胞外基质传递；三、周围细胞接受力学信号刺激作出响应。此过程介导了纤维化区域在组织内的扩张蔓延。研究团队首先在单细胞和多细胞水平上，通过统计FB和MF细胞收缩力和互作结果，显示细胞间存在基于胶原纤维化介质的细胞间通讯。为了进一步证明细胞间的机械通讯行为，团队建立了基于原子力显微镜可通过胶原纤维对单细胞施加可控、细胞级别力刺激的研究平台，利用该平台尽可能去除旁分泌等化学信号对细胞造成的影响。团队研究了来源于不同组织（肝脏、心脏和皮肤）的成纤维细胞对于旁张力信号的响应模式，即旁张力信号作用机制的三个过程：力的产生-力学信号在细胞外基质传递-临近细胞感受力学信号作出响应；研究发现距离施力细胞70微米 之外的细胞能在1秒之内对旁张力信号作出响应，并且初步证明细胞表面胶原蛋白受体Integrin/DDR2和机械力敏感钙离子通道Pizeo1介导了细胞间力学信号向细胞内生物化学信号的转变。 基于实验现象，团队进一步建立了基于单纯旁张力的数学模拟计算方法（Fibroblast - Myofibroblast Populated Collagen Lattice model, FMPCL），利用该数学模型可重现体外实验结果，包括细胞力产生、胶原纤维束的聚集及旁张力信号介导的成纤维细胞的激活，同时可预测在单细胞、多细胞水平下细胞间作用距离对于细胞激活的程度。在细胞水平研究的基础上，进一步结合微加工技术、组织工程手段和报告基因系统，分别构建了可模拟纤维化蔓延界面的体外纤维化灶扩展（ fibrotic foci expansion）模型和可模拟心脏纤维化扩展的体外仿生模型，并结合数学仿真，发现在纤维化组织和正常组织交界面（border zone）存在广泛的MF-BF细胞间旁张力通讯，导致界面不断扩展、纤维化区域蔓延。使用激光切割技术切断介质胶原纤维束，能够显著的阻断纤维化区域的蔓延。同样，阻断细胞间旁张力通讯能够抑制体外仿生模型中心脏纤维化的蔓延，证明了旁张力信号在组织纤维化扩展蔓延中不可或缺的作用（图2）。图2 纤维化蔓延界面和心脏纤维化仿生体外组织模型和数学模型在纤维化蔓延界面体外（A）和数学模拟（B）仿生模型中，在未干预的情况下，纤维化区域呈现显著蔓延并伴随着成纤维细胞的激活。通过显微切割技术切断纤维化界面的胶原纤维阻断旁张力信号，纤维化蔓延趋势得到显著抑制。同样在模拟心脏心室壁的组织纤维化模型和数学模拟模型中（C），在未干预情况下均出现显著纤维化蔓延，但是经过小分子BAPN处理抑制胶原纤维重塑，纤维化区域的蔓延得到抑制。该研究为细胞外基质材料介导的细胞间机械通讯提供了直接证据，“旁张力”细胞间通讯模式是对现有基于生化因子的“旁分泌”信号机制的重要补充（见视频），为纤维化病理研究提供了新视角，为临床干预纤维化疾病提供了新思路。清华大学医学院生物医学工程系教授、北大-清华生命联合中心研究员杜亚楠为本论文通讯作者，杜亚楠研究组已毕业博士刘龙伟、硕士于鸿升为本文的共同第一作者。杜亚楠课题组已毕业博士赵辉、鄢晓君，在读博士生龙艺、吴钊钊、尤志峰、周律等对此项工作有重要贡献。该研究得到了北京市自然科学基金、北京市自然科学技术委员会和国家自然科学基金的资助。文章链接：https://www.pnas.org/content/early/2020/04/30/1910650117?from=groupmessage&isappinstalled=0

碳气凝胶因在同类气凝胶材料中具有良好的导电性（5～40s/cm），以及高比表面积 而使其成为一种新型的理想电极材料．目前国外的研究集中在将碳气凝胶应用于超级电 容器（双电层电容器）电极、气体扩散电极，燃料电化学电池的电极、可充电电池电极 等，同济大学在这方面的研究工作也已开展了近十年，取得了一定的成果。 研究的目标是用碳气凝胶作电极，试制海水淡化原理型装置，进行各项参数的优化 研究。本材料是典型的环保与能源材料，所以有利于保护环境与资源综合利用。研究成 果应用于海水淡化、新能源器件等领域。

气凝胶（Aerogel）是一种具有超高孔隙率的三维纳米多孔材料，是目前世界上质量最轻、保温隔热性能最好、孔隙率最高、比表面积最高的固体材料。其密度极低，在3~500 mg/cm3之间可调，孔隙率高达80 %~99.8 %，比表面积可达1000 m2/g，常温下的热导率低至0.015 W/m·K，典型的孔径尺寸在1~100 nm之间。独特的纳米多孔结构使气凝胶具有许多特殊的物理性能，例如低热导率、低折射率、低声阻抗、低介电常数、强吸附性、高催化活性等等。这些优异的物理性能使气凝胶在航空航天、保温隔热、高效吸附、隔音、催化和储能等领域具有广阔的应用前景。 气凝胶比表面积高、孔隙率高、孔洞又与外界相通，性能稳定，因此它是很好的吸附材料，可以用来吸附有害气体和过滤有机物，有利于保护环境。碳气凝胶结合了碳材料本身的导电特性与气凝胶材料多孔的结构特性，可以应用在海水淡化等领域。 目前技术采用高比表面积的多孔碳气凝胶制成电极，制成海水淡化原理型装置。通过正反接电压实现装置的连续脱盐，提高装置的脱盐效率。

高校科技成果尽在科转云

本发明公开了一种葡聚糖微凝胶的制备方法，包括以下步骤： (1)制备 1,6-己二异氰酸酯胆固醇单酯；(2)制备疏水性多糖衍生物：将 1,6-己二异氰酸酯胆固醇单酯加入到二甲亚砜中，并加入天然多糖和吡 啶，在 70～90℃下反应；加入乙醇在 0～15℃下保存得到沉淀；收集 沉淀，并将沉淀在水中透析，保留下的沉淀干燥后即得到胆固醇修饰 的多糖衍生物；(3)制备有负载或无负载的多糖水凝胶。本发明通过对 葡聚糖微凝胶的制备工

黄泥浆添加凝胶防遗煤自燃材料，结合了黄泥灌浆的广泛性和胶体的防灭火性，研制了一种低成本并且灭火性能好的新型矿井采空区防灭火材料。其材料配比为：水土比是 1：4，基料用量 4%，促凝剂用量 5%，高分子用量 0.75‰，其中， 凝胶由基料、促凝剂和水组成，基料选用水玻璃，促凝剂选用碳酸氢钠，高分子添加物为聚丙烯酸钠。本发明材料含水量高、阻化效果良好、使用安全，成本比纯硅酸凝胶的低 25%以上，而且需要的成胶时间越长，用的材料会越少，成本越低，是一种低成本高性能的新型矿井防灭火材料。