北京大学、新加坡国家科技研究局两位专家讲述生物材料创新驱动精准治疗与组织再生

直播时间：2025年5月13日（周二）20:00-21:30

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北京时间5月13日晚八点，iCANXYouthTalks第97期邀请到了新加坡国家科技研究局高级科学家郭佳怡、北京大学研究员苗蕾担任主讲嘉宾，华南理工大学教授杜步婕、北京大学教授张海霞担任研讨嘉宾，Nextleap.LLC高正宏担任主持人，期待你一起加入这场知识盛宴。

【嘉宾介绍】

郭佳怡

新加坡国家科技研究局

用于创面修复的生物混合两亲性刷状聚合物

【Abstract】

Regenerativemedicine-usingmethodsofbiologicalengineeringtocreatethesubstitutesforthelostorfunctionallydamagedtissues,promotethebody\'sself-repairandregeneration,andbringnewhopetodiseasessuchaswoundhealing,cardiovascularandtumors.Atpresent,themostcommonlyusedclinicalmethodsincludeautografts,allografts,andsyntheticmedicalmaterials,however,theyheavilyrelyontheuseofbiologicssuchasanimal-derivedcollagen,stemcellsorgrowthfactorstopromotetissueregenerationtowardswoundhealing.Suchtechniquesoftenleadtoforeignbodyresponses,cost-consumingandextremelydemandinglogisticsandscale-upproduction.Syntheticpolymersareinert,non-toxicandthermallystable.However,theylackbioactivitytofacilitatewoundhealing.Biopolymerssuchaspolysaccharidesandcollagenhavebeenreportedtopromotecelladhesion,migrationandproliferation.Despitetheapparentusefulnessofthebiopolymersforinducingtissueregeneration,thesehygroscopicbiomoleculestendtohavelowstabilityandlackmechanicalstrength,makingtheiruseinmedicaldeviceschallenging.Therefore,methodstocreatebiohybridmaterialswithbothbioactivityandstabilitywouldbenecessaryinmedicaldevicefabrication.Inthistalk,IwillintroducethemodularapproachtoconstructbiohybridbrushpolymersincorporatingfunctionalbiomoleculesbyRingOpeningMetathesisPolymerization(ROMP).Thesynthesizedamphiphilicbrushpolymersarethermallystabletoundergomaterialprocessingsuchas3D-printingandinvitrobiocompatibleformedicaldevicefabrication.Wecreatecoupleofdevicessuchasskinpatch,foammatrixandnon-wovengauzeusingthisbiohybridamphiphilicbrushpolymersandalsodemonstratedinvivohealingefficacyoncorrespondinganimalwoundmodels.Particularmacromoleculescouldbedesignedbasedontheendfunctionsofdevices.Thismethodologyprovidesaguidelineforbiohybridamphiphilesinbiomedicalapplications.

再生医学—利用生物工程方法制造缺失或功能受损组织的替代品，促进人体自我修复和再生，为皮肤、心血管、肿瘤等疾病带来新的希望。目前，临床上最常用的方法包括自体移植、同种异体移植和合成医用材料，然而，这些方法严重依赖于使用动物源性胶原蛋白、干细胞或生长因子等生物制剂来促进组织再生。这些技术通常会导致排异反应，成本高昂，且对物流和规模化生产的要求极高。合成聚合物具有惰性、无毒和热稳定性。然而，它们缺乏促进创面修复的生物活性。据报道，多糖和胶原蛋白等生物聚合物可以促进细胞粘附、迁移和增殖。尽管这些生物聚合物在诱导组织再生方面具有明显的应用价值，但这些吸湿性生物分子往往稳定性低且机械强度低，使其在医疗器械中的应用面临挑战。因此，在医疗器械的打造中，开发兼具生物活性和稳定性的生物混合材料至关重要。本次演讲中，我将介绍一种通过开环复分解聚合（ROMP）引入功能性生物分子来构建生物混合刷状聚合物的模块化方法。合成的两亲性刷状聚合物具有热稳定性，可用于3D打印等材料加工，并且具有体外生物相容性，可用于医疗器械制造。我们利用这种生物混合性两亲性刷状聚合物制造了多种器械，例如皮肤贴片、泡沫基质和无纺布纱布，并在相应的动物伤口模型上证明了其体内愈合功效。我们可以根据器械的最终功能设计特定的大分子。该方法为生物杂化两亲分子在生物医学中的应用提供了指导。

【BIOGRAPHY】

Dr.GuoJiayiisaSeniorScientistofAgencyforScience,TechnologyandResearch(A*STAR)Singapore.ShereceivedtheB.E.degreeinChemistryfromEastChinaUniversityofScienceandTechnologyin2008,andthePh.D.degreeinChemistryin2013,fromNanyangTechnologicalUniversitySingapore.From2013to2014,hewasapostdoctoralresearchfellowinNationalUniversityofSingapore.Shehasbeenamaterialscientistfrom2018inA*STARSingapore.Hercurrentresearchinterestsincludefunctionalpolymersforbiomedicalandenvironmentalfieldssuchastissuerepairmatrix,polymerabsorbentforCO2capture,bioplastics,biointerfaceforwearablessensors.Sheisthecoauthorofmorethan30internationalpeer-reviewedjournalpapersandpatents,includingChemicalCommunications、InorganicChemistry,DaltonTransactionsetc.Shehasrichexperienceintranslationalresearch.OneofmedicalproductsdevelopedbyherisongoingtheclinicaltrialinSingaporeGeneralHospital.ShewasawardedbytheideationprogramfromHongKongScience&TechnologyParkandentrepreneurshipcompetitionsbyZhejiangProvince.

郭佳怡博士是新加坡科技研究局（A*STAR）的高级科学家。她于2008年获得华东理工大学化学学士学位，并于2013年获得新加坡南洋理工大学化学博士学位。2013年至2014年，他在新加坡国立大学担任博士后研究员。她自2018年起担任新加坡科技研究局的材料科学家。她目前的研究方向包括功能型聚合物的合成与设计用于生物医学和环境领域，例如组织修复基质、用于二氧化碳捕获的聚合物吸收剂、生物塑料以及用于可穿戴设备传感器的生物界面。她是30多篇国际同行评审期刊论文和专利的共同作者，包括ChemicalCommunications、InorganicChemistry、DaltonTransactions等。她在转化型研究方面拥有丰富的经验。一项由她开发的医疗产品正在新加坡中央医院进行临床试验。郭博士曾获香港科技园创意计划及浙江省创业大赛奖项。

苗蕾

北京大学

功能性天然脂质用于核酸药物的精准递送

【ABSTRACT】

TheapprovalofCOVID-19mRNAvaccineshasopenedupnewpossibilitiesfortheclinicalapplicationofnucleicaciddrugs.However,duetotheinherentinstabilityofmRNAanditslimitedcellularuptake,ahighlyefficient,safe,andtargeteddeliverysystemisurgentlyneeded.Currently,lipidnanoparticles(LNP)aretheonlyFDA-approvednucleicaciddrugdeliveryplatform,yettheystillfacetwomajorchallenges:(1)balancingthetoxicityandimmunogenicityofthedeliverycarrier;(2)achievinghigh-efficiencytargeteddeliveryatdiseasesites.Toaddressthesechallenges,thecurrenttalkwillintroducetwokeystrategies:first,modifyinglipidstructuresorformulationcompositionstoconferLNPwithadjuvantorimmune-regulatingproperties,therebyenhancingtreatmenteffectivenessforcancerorchronicinflammation;second,leveragingbiomimeticdesigntoenabletargeteddeliverytoTcellsandfibroblasts.Throughtheseinnovativeapproaches,weaimtoimprovetheactivityandtargetingefficiencyofLNP,providinggreaterpossibilitiesforclinicaltranslation.

新冠mRNA疫苗的获批为核酸药物的临床应用开辟了新天地。然而，mRNA药物因稳定性差、入胞受限，亟需高效、安全、靶向的递送系统。目前，脂质纳米颗粒（LNP）是FDA唯一批准的核酸药物递送平台，但其仍面临两大挑战：（1）如何在递送载体的毒性与免疫原性之间取得平衡；（2）如何提升病灶部位的靶向递送效率。针对这些瓶颈，本次报告将探讨两大策略：一是通过调整脂质结构或制剂处方，使LNP具备免疫佐剂或免疫调控功能，以增强抗肿瘤或慢性炎症治疗效果；二是运用天然仿生设计，实现T细胞及成纤维细胞的靶向递送。通过这些创新方案，我们期望提升LNP的活性和靶向性，为其临床转化提供更广阔的可能性。

【BIOGRAPHY】

LeiMiao,PekingUniversityBoyaYoungScholar,servesasanAssistantProfessorattheDepartmentofPharmaceutics,SchoolofPharmaceuticalSciences,PekingUniversity,andisaffiliatedwiththeStateKeyLaboratoryofNaturalandBiomimeticDrugsandthePekingUniversity-YunnanBaiyaoInternationalMedicalResearchCenter.Shehasledseveralkeyresearchprojects,includingaNationalKeyProgram,aBeijingMunicipalScience&TechnologyCommissionCGTSpecialProject,andaNationalNaturalScienceFoundationGeneralProgram.Todate,shehaspublishedover40SCI-indexedpapers,including17asfirstorco-firstauthorand3ascorrespondingorco-correspondingauthor,inprestigiousjournalssuchasNatureBiotechnology,NatureCommunications,ScienceTranslationalMedicine,CancerResearch,ACSNano,AdvancedFunctionalMaterials,AdvancedDrugDeliveryReviews,MolecularCancer,andJournalofControlledRelease,withover4,000citations.Herworkhasbeenhighlightedintoppharmaceuticalandchemicalreviewjournals.Asaninventor,sheholds2authorizedPCTpatents,withrelatedintellectualpropertyandresearchoutcomeslicensedtoU.S.biopharmaceuticalcompaniesforthedevelopmentofanti-tumorvaccinesandtumormicroenvironmentmodulators.

苗蕾研究员，北京大学博雅青年学者，北京大学药学院药剂系，天然药物及仿生药物全国重点实验室、北京大学-云南白药国际医学研究中心助理教授，主持北京市重点项目、科技部重点研发项目、北京市科委CGT专项等。截至目前，在该领域发表SCI论文40余篇，其中第一作者（含共同一作）论文17篇，通讯作者（含共同通讯）3篇，包括Nat.Biotechnol.、Nat.Commun.、Sci.Transl.Med.、CancerRes.、ACSNano、Adv.Funct.Mater.、Adv.DrugDeliv.Rev.、Mol.Cancer、J.ControlledRelease等，论文SCI引用次数4000余次。研究成果被顶级药学及化学综述期刊等重点介绍。作为发明人之一，授权PCT专利2项，相关知识产权及研究成果已转让于美国知名生物制药企业TranslateBio.、初创医药公司OncoTrap和Qualiber用于抗肿瘤疫苗及肿瘤微环境调节剂的研究与开发。

【主持人】

高正宏

Nextleap.LLC

【研讨嘉宾】

杜步婕

华南理工大学

张海霞

北京大学