论文题目:调节雪旺细胞和巨噬细胞间的交互作用以促进神经再生:一种基于多功能四面体框架核酸系统的治疗策略
论文作者:李佳杰 姚阳雪 王韵 石思容 林云锋
获奖等次:第三届川渝科技学术大会优秀论文特等奖
《调节雪旺细胞和巨噬细胞间的交互作用以促进神经再生:一种基于多功能四面体框架核酸系统的治疗策略》,这篇由四川大学华西口腔医(学)院“90后”女博士李佳杰作为第一作者完成的论文,摘得第三届川渝科技学术大会优秀论文特等奖。论文标题对普通人来说晦涩难懂,但如果提起面神经损伤、青光眼你肯定不陌生。本篇论文为神经功能性疾病的防治开辟了新途径,未来可能给饱受神经功能性疾病困扰的患者带来福音。
李佳杰
30岁生日收到的最好礼物
李佳杰,2022年毕业于四川大学华西口腔医(学)院,获口腔医学博士学位,目前主要致力于DNA纳米框架核酸材料与颌面部组织再生修复的相关研究。当得知论文拿到第三届川渝科技学术大会优秀论文特等奖的消息,李佳杰坦言最想感谢母校和自己的博士导师——四川大学华西口腔医(学)院林云锋教授,感谢林教授一直以来的指导和支持,以及四川大学华西口腔医(学)院提供的优越的实验平台。
对于论文获奖林云锋教授也非常开心,他介绍,这个课题最大的挑战就是“如何选择四面体框架核酸的序列,以及实现miRNAs的稳定搭载,并找到优化的搭载比例,探索该搭载系统的生物安全性和稳定性”,而团队在探索不同尺寸四面体的生物特性及医学应用方面的经验积累起了至关重要的作用。然而,这项研究属于交叉学科的研究,其中需要不少生物材料和化学相关的背景知识,团队成员主要来源于口腔医学专业,因此在这方面尚存在知识储备不足的挑战,未来希望有相关领域的研究者一起合作将研究推动到更高的层次。
提起论文获奖,刚刚过完30岁生日的李佳杰表示“这是我收到的最好的生日礼物。”这位年轻的博士无疑会成为同龄人学习的榜样。
开辟神经功能恢复新途径
工欲善其事,必先利其器。近年来,我省大力推进科技强省战略,加强科研软硬件设施建设,诸如“天府科技云”等平台的上线,为科技工作者插上了腾飞的翅膀。
在四川大学华西口腔医(学)院里,就建有一栋专门的科研大楼,这里是口腔疾病研究国家重点实验室,李佳杰所在的林云锋教授课题组的科研活动主要是在其中的核酸纳米实验室完成的。
记者采访的时候,李佳杰正在实验室内做实验。谈及本次获奖论文关于“多功能四面体框架核酸系统突破性意义”,李佳杰介绍说,周围神经损伤是目前公认的影响着全球数百万人身心健康的公共卫生问题之一。尽管近年来显微外科技术及神经组织工程有了长足的进步,但神经修复治疗仍不能保证完全的功能恢复。与中枢神经系统相比,外周神经系统的神经细胞在损伤后虽然具有一定的再生潜能,但并不足以修复严重受损的神经。
而外周神经的成功再生依赖于受损轴突和非神经元细胞的参与,包括雪旺细胞和免疫细胞,特别是巨噬细胞。因此,团队希望能构建一种像猫一样灵活的生物活性制剂,使它能增强巨噬细胞和雪旺细胞在受损周围神经上的作用,使周围神经像可以像新生藤蔓一样蓬勃地自由生长。
核酸药物是一类具有特异性高、疗效好、作用时间长等优点的RNA或DNA分子。其中,microRNAs(miRNAs)是一组在神经系统中广泛表达的,短的、非编码的微小RNA序列,可以在转录水平上调节基因表达以及细胞对细胞外刺激的反应,因而在核酸药物的生物治疗应用中具有潜在的应用价值。然而,由于miRNAs固有单链结构的不稳定性,使其在临床上的应用极为受限。
“我们团队在林教授的带领下,以框架核酸做为基础材料,通过设计高度特异性和可编程特性的核酸序列,通过核酸分子本身的折叠与配对,形成特定的空间结构与维度,从而形成特定尺度、形状和几何结构纳米机器人(tFNAs)。我们利用tFNAs强大的可编辑特性可以很好地解决上述缺陷。”李佳杰说,将具有促神经再生潜能的miRNAs和tFNAs整合起来所构建的多功能四面体框架核酸系统MiDs,主要针对未来在神经系统疾病的防治,这为临床上实现神经功能的完全恢复开辟了新途径。
未来继续合成更安全高效的载药平台
由于现阶段无论是脂质体还是慢病毒载体均存在着一定的生物安全隐患,该项研究初衷就是希望能构建一种合成简单、安全高效的载药平台。“就好像有了威力强大的子弹,但需要一把合适的枪将这些子弹发射出去。”李佳杰这样比喻。
DNA四面体骨架核酸(tFNAs)作为一种新型的三维核酸纳米材料,其突出的组织通透性和结构稳定性使tFNAs能够渗透不同细胞,调节其生物学行为,能够诱导细胞增殖、迁移、分化。在早期对各种神经系统疾病防治的探索中,tFNAs已被证实在治疗脊髓神经损伤、阿尔茨海默病、抑郁症、多发性硬化症、多形性成胶质细胞瘤等方面均具有积极的作用。李佳杰所在的课题组的最新研究表明,tFNAs在组织再生、基因传递、药物运输等方面均显示出巨大的潜力。
李佳杰表示,下一步将继续跟随林云锋教授,和团队成员一起优化载药平台的开发完善,继续产出更多对未来临床有实际效用、能促进临床应用转化的科研成果。
青年科技工作者要勇当创新主力军
好的论文离不开优秀的导师和团队,李佳杰坦言是团队集体的努力才有了今天的荣誉。“我们的课题组是一个非常温暖有爱的大家庭,林教授像大家长一直为我们保驾护航。”李佳杰说。
党的二十大报告指出,青年强,则国家强。当代中国青年生逢其时,施展才干的舞台无比广阔,实现梦想的前景无比光明。李佳杰认为,青年科技工作者更应该注重自己的主观能动性,发挥自己的专业性,勇当创新主力军,坚持做到科研有结果,创新有落地。
科技自立自强是国家强盛之基,让我们期待涌现出更多像李佳杰这样的年轻杰出科技工作者,挑起我国科技创新的大梁。