随着社会老龄化以及人民生活水平的提高，以干细胞为核心的再生医学发挥着越来越重要的作用。关节软骨损伤及其退行性病变-骨关节炎给社会带来越来越大的劳动力损失以及患者生活质量的下降。本项目利用纳秒脉冲电场选择性降低DNA甲基化，提升干细胞干性，促进干细胞多向分化。应用范围 本项目可用于诱导多能干细胞（iPS）制备；干细胞分化前准备和成骨、成脂以及成软骨分化；体内骨、软骨再生；骨关节炎的早期干预和对症治疗；细胞治疗；细胞分泌因子调控等领域。 项目阶段 1.纳秒脉冲电场是新兴的、能够精确控制场强和脉宽的电场技术，可以比传统电场更加精准地控制参数，以及提升场强到KV/cm。它有效地穿透细胞膜、作用到细胞器和染色质，发挥广泛的生物学效应。 2.我们发现纳秒脉冲电场的不同参数组合（场强、脉宽、频率、刺激个数、应用时间点等）会引起不同的生物学作用。基于该理念，实验室前期工作发展了使用纳秒脉冲电场：a.选择性DNA去甲基化；b.提升干细胞干性；c.促进干细胞分化（成骨、成脂和成软骨）；d.促进处理后的干细胞体内软骨再生的能力；e.提升细胞分泌因子能力；f. 改良传统的“电击杯”(BTX electroporationcuvette #45-0125)，开发出能够连续为细胞施加刺激的导电薄膜。

随着体育活动普及以及生活水平提高，关节软骨损伤及其退行性病变-骨关节炎给社会带来越来越大的劳动力损失以及患者生活质量的下降。因应这些挑战，以生物材料、干细胞和生物医学工程技术为基础的先进治疗方式逐渐涌现。在长期研究的基础上，实验室首先发现并优化了多肽（饥饿激素，ghrelin）促进干细胞软骨分化和体内软骨再生的方法。多肽可以作为体外研究和体内软骨再生的重要手段，有良好的临床和产业化价值。

随着社会老龄化以及人民生活水平的提高，以干细胞为核心的再生医学发挥着越来越重要的作用。关节软骨损伤及其退行性病变-骨关节炎给社会带来越来越大的劳动力损失以及患者生活质量的下降。本项目利用纳秒脉冲电场选择性降低DNA甲基化，提升干细胞干性，促进干细胞多向分化。

Lgr5是Wnt信号通路的下游靶基因，在耳蜗中Lgr5阳性细胞具有内耳干细胞的特性，激活Wnt信号可以促进Lgr5阳性内耳干细胞的增殖，部分增殖后的Lgr5阳性细胞也可以分化成毛细胞。这暗示了可能通过 Wnt和 Notch，Shh，Hippo，等多种信号通路的协同调控来促进Lgr5阳性内耳干细胞增殖分化为具有功能的毛细胞，从而恢复听力。本项目研究在小鼠毛细胞损伤模型中通过Wnt，Notch，Shh，Hippo等多种信号通路的协同调控，促进Lgr5阳性内耳干细胞增殖分化为具有功能的毛细胞。

在活体内实现肿瘤选择性的蛋白功能调控，对生命科学研究和临床药物开发都有着非常重要的意义，但目前仍是化学生物学领域一个长期存在的挑战。该研究工作一方面展现了基于三氟化硼脱硅反应的“双靶向激活”策略效率高、生物正交性好的优势，揭示了将探针改造为激活剂（Probing-to-Perturbing）这一设想在活体蛋白激活上的巨大潜力。利用这个新颖的生物正交技术，该研究揭示少部分的肿瘤细胞发生焦亡，就足以有效调节肿瘤免疫微环境，进而激活很强的T细胞介导的抗肿瘤免疫反应，该发现为肿瘤免疫治疗药物研发提供了新的思路，Gasdermin家族蛋白也成为潜在的肿瘤免疫治疗的生物标志物，这类蛋白的激动剂则很有可能成为抗肿瘤药物研发的新方向。

发现肿瘤细胞上皮间质化（EMT）过程中mRNA的m6A显著上调，其可通过促进EMT关键转录因子Snail的翻译从而促进肿瘤EMT及侵袭转移。在肿瘤细胞EMT过程中，mRNA的m6A修饰增加。甲基转移酶METTL3的缺失使得m6A水平下调，并抑制癌细胞在体外和体内的迁移、侵袭和EMT过程。m6A-seq和功能实验表明，EMT的关键转录因子Snail的表达受m6A调控，且过表达Snail能逆转METTL3缺失导致的细胞EMT抑制。进一步研究表明，Snail mRNA的CDS区而非3’UTR区的m6A修饰，可促进其mRNA的翻译延伸，其可能机制是通过YTHDF1与eEF-2的共结合促进多聚核糖体对其的翻译作用。体内实验表明METTL3敲除细胞株转移能力较野生型显著下调，过表达Snail则可在一定程度上逆转此现象。临床分析表明肝癌组织中Mettl3和YTHDF1表达高于癌旁组织，其上调是肝癌患者总体生存率（OS）不良预后因素。

已有样品/n在国际同行的研究基础上，结合自身在疟疾领域研究的优势，创新性的利用融合蛋白表达技术，高效制备出了具有癌细胞亲和性的X蛋白，并将该蛋白核磁珠偶联，成功制备了X蛋白-磁珠偶联复合物（简称XCMB），目前，该发明已经提交中国国家及PCT专利申请。在该产品后续可被开发为肺癌早期筛查和伴随治疗诊断手段，或者用于其他肿瘤类型，市场拓展前景十分广阔。

目的：基于国家重点研发计划项目“乳腺癌循环肿瘤细胞成像和检测数字诊疗新技术研究” ，从目前临床循环肿瘤细胞在实践诊断中迫切需要解决的问题入手，研发乳腺癌循环肿瘤细胞智能检测系统，为乳腺癌检测提供崭新的检测平台体系。方法：本系统创新性地将微流控技术与表面增强拉曼检测以及人工智能算法联用，通过 3D 打印微流控芯片分离出血液样本中的循环肿瘤细胞，利用表面增强拉曼检测技术采集分离出的细胞信号，结合人工智能算法比对分析得出细胞的种类以及分子分型。结果：本项目在综合考虑技术水平与市场需求的前提下，实现了用 5mL 血液在 1 小时内获得样本中循环肿瘤细胞的检测结果，同时保障了结果的准确性。结论：该项目满足了市场对乳腺癌的非侵入性快速检测方法的需求，提高了乳腺癌检测的效率和准确率，将检测成本降低了 70% 以上，有利于乳腺癌检测的推广及普及，对促进人类健康产业的发展有着重大意义。 本系统创新性地将 3D 打印微流控芯片与拉曼检测联用，实现了循环肿瘤细胞的检测与分类一体化，极大地缩短了检测时间，提高了检测效率与准确率，目前处于样机阶段。 我们还考虑到检测成本和对人体的伤害程度，将一次性消耗成本控制在百元级别，每次仅需 5mL 血液，实现了廉价安全的肿瘤检测，让人们用得起，用得放心。 从市场上来看，循环肿瘤细胞检测正成为一个量大面广的庞大市场，而因为基于循环肿瘤细胞的肿瘤检测具有廉价、高效、灵敏度高、对临床治疗指导性强等特性，这种具有明显优势的检测方式已成为大势所趋。尽管该检测目前尚未被应用于临床工作中， 但相信该检测系统可以为临床诊断和科研工作提供可靠的检测方法。相信我们的技术能够为广大的患者带来健康和幸福。对技术成果，非涉密技术方案进行简要介绍。 主要技术指标 （1）拉曼增强材料，拉曼增强因子达到 1.0×105； （2）3D 打印类河湾截面微流控芯片，肿瘤细胞惯性聚焦效果与粒子浓度之间存在线性关系，线性度达 98.38 %； （3）肿瘤细胞的回收率达到 90.0 %，肿瘤细胞的富集比达到 1.90 倍； （4）检测范围达到 0-1000 个，检测下限达到 1 个细胞，且多次试验之间偏差较小，不存在系统性变化； （5）微流控动态流体 SERS 检测平台，具有优异的稳定性（RSD 为 1.90%）和重复性（RSD 为 4.98%），可以作为标准化的细胞 SERS 检测方法； （6）开发了基于局部对称重加权惩罚最小二乘的拉曼基线校正预处理方法、基于KNN 算法的拉曼光谱分析方法以及基于预处理组合的拉曼光谱分析方法等多种拉曼光谱数据分析方法； （7）建立了肿瘤细胞拉曼光谱标准数据库，并开发了乳腺癌循环肿瘤细胞检测软件，实现细胞拉曼光谱数据的自动化处理分析； （8）构建了乳腺癌循环肿瘤细胞检测分析系统，并完成了临床样品的初步验证及后续方案的设计。

"强直性脊柱炎（Ankylosing spondylitis, AS）是 一种常见的自身免疫性疾病，好发于青壮年，临床 主要表现为炎性腰背痛和脊柱强直。A S患病率较 高，在我国达0.2-0.54%，但由于对疾病认识不足， AS患者的平均诊断延迟时间和漏诊误诊率较高，导 致总体致残率高达4-31%。 近年来，已有许多学者对AS的发病机制进行深 入研究，但AS具体的发病机制尚不明确。由于发病 机制不清，包括非甾体类抗炎药、生物制剂等现有 的治疗手段均难以改善AS患者的整体预后情况，且 具有一定的副作用。随着疾病的进展，患者将逐渐 出现脊柱、关节畸形，严重影响患者的生活和劳动 能力，给患者带来了沉重的心理压力和经济负担。 间充质干细胞（mesenchymal stem cells, MSCs） 是人体内重要的多能干细胞，具有支持造血干细 胞、免疫调节和多向分化等功能，是维持机体正常 生长发育、免疫稳态的重要细胞。 针对我们的前期基础研究成果，既然AS患者体内MSCs存在功能异常，那么正常MSCs输注能否有效治 疗AS？近年来，由于具有强大的免疫调节能力、低免疫原性、易于培养扩增等特点，M

已有样品/n生长因子和干细胞的缺乏是造成皮肤衰老的重要原因。生长因子对皮肤屏障的重建、干细胞对皮肤微循环的重建，是使皮肤年轻的的重要手段。直接将干细胞运用于工业化妆品中，由于成本高昂难以大规模应用。通过常规细胞培养，干细胞增殖后却丧失了自身性状。运用胡康洪博士发明的国际先进的独特三维灌流式培养技术，使干细胞体外增殖而不改变其性状，破碎细胞，采用一系列高效的抽提方法，获得具有抗衰老活性的干细胞抽提原液，其中含有肝细胞样生长因子（HGF）、前胶原蛋白等抗衰老因子，作为原料用于工业化妆品。通过双方合作，将