中國博士后基金申請書范例(清華大學).doc

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+ 投送一級學科： 生物醫(yī)學工程 二級學科： 原　件 復印件 中國博士后科學基金 資助金申請表 申請人姓名 XXX 編號 33151 設(shè)站單位 清華大學機械系 流動站名稱 (一級學科) 材料科學與工程 進站日期 2005 年10 月14 日 通訊地址 清華大學西主樓 生物制造工程研究所 郵政編碼 100084 電話 2006年10 月 18 日填表 申 請 須 知 1. 申請者必須認真閱讀現(xiàn)時執(zhí)行的《中國博士后基金資助條例》，并按該條例有關(guān)規(guī)定進行申請。 2. 申請者打字填寫（如不具備打字條件時，請用鋼筆或圓珠筆正楷書寫，不要用鉛筆填寫）本表1至6頁，并由兩位推薦人在7和8頁分別填寫推薦意見，報所在設(shè)站單位（含經(jīng)批準招收博士后的非設(shè)站單位，下同）。經(jīng)設(shè)站單位在9頁填寫審核意見后再用B5復印紙進行復制。 3. 每位申請者需向中國博士后科學基金會交納評審資料費100元人民幣，未交納者，不予受理。 4. 各設(shè)站單位于每年三月十日至三月三十一日或九月十日至九月十五日期間將本單位所有申請者的《申請表》（一式七份，必含原件）和評審資料費集中匯至中國博士后科學基金會。 5. 本表封面上的“原件”和“復印件”系指本份材料是原件或復印件，請在相應(yīng)的方框內(nèi)打“√”；“編號”系指申請進站時，全國博士后管委會辦公室或有關(guān)省、市對博士后研究人員的統(tǒng)一編號；“投送學科”系指申請資助項目所屬的學科領(lǐng)域。若是交叉學科或跨學科，則應(yīng)填寫所涉及的主要學科名稱。學科須按國務(wù)院學位委員會公布的標準名稱填寫。 6. 填表必須實事求是，認真翔實，不得虛報或留空。有的欄目如無內(nèi)容可填，請寫上“無”、“未”等字；5若填寫不下，可另附紙。 18 姓 名 XXX 性 別 男 出生年月 1976年11月 民 族 漢 博士后日常經(jīng) 費來源 國家資助t　單位自籌¨ 　企業(yè)提供（企業(yè)博士后）¨ 　 來自重大科研項目經(jīng)費（項目博士后）¨ 　 學 位 獲得年月 攻讀學位單位 學位論文題目 導 師 學 學 士 1999年7月 浙江大學 達那唑滴丸藥代動力學和生物利用度研究 XXX（副教授） 位 情 碩 士 浙江大學 碩博連讀 況 博 士 2005年6月 浙江大學 Ⅱ型糖尿病/代謝綜合癥藥物篩選和機制研究 XXX（教授） 起止年月 單 位 研 究 工 作 職 務(wù) 主 2001-2002 浙江大學 生物醫(yī)學工程系 非線性神經(jīng)信息學在嗅覺機理研究中的應(yīng)用 博士生 要 研 2002-2003 浙江大學 生物醫(yī)學工程系 生物醫(yī)學工程技術(shù)在中藥開發(fā)中的應(yīng)用 博士生 究 工 2002-2003 浙江大學 生物醫(yī)學工程系 一氧化氮表達的細胞三維圖像的可視化和定量分析 博士生 作 經(jīng) 2003-2004 浙江大學 生物醫(yī)學工程系 基于生物醫(yī)學工程技術(shù)的代謝綜合癥藥物篩選和評價體系研究 博士生 歷 2004-2005 浙江大學 生物醫(yī)學工程系 印度尼西亞天然藥物的高內(nèi)涵篩選評價 博士生 2005-至今 清華大學 生物制造研究所 脂肪干細胞三維受控組裝和分化機制研究 博士后 主要研究成果：已發(fā)表在國內(nèi)外核心學術(shù)刊物上的論文題目、全部作者署名順序、發(fā)表時間、刊登論文的刊物名稱以及被SCI、EI、ISR、SSCI收錄、引用的情況；獲得專利的名稱、內(nèi)容和號碼；有何發(fā)明創(chuàng)造、技術(shù)革新、工藝設(shè)計和過程等。請務(wù)必具體說明以上成果的科學價值、應(yīng)用前景、經(jīng)濟效益、社會效益以及本人在這些成果中的主要貢獻及所獲得獎勵的名稱、等級和獲獎人的排名順序。 一、發(fā)表的相關(guān)論文 （略） 二、曾經(jīng)負責和參加過的主要科研項目： （略） 三、所獲獎勵 （略） 四、以上成果的科學價值、應(yīng)用前景、經(jīng)濟效益、社會效益以及本人在這些成果中的主要貢獻 （略） 申　請　資　助　項　目　情　況 名 中文 基于細胞組裝技術(shù)的高內(nèi)涵藥物篩選理論和方法研究 稱 英文 研究類別 基礎(chǔ)研究¨　 應(yīng)用基礎(chǔ)t　 技術(shù)開發(fā)¨　 國家重點項目¨　 省市或部門重大項目¨　 自選項目t 項目來源 863高技術(shù)研究項目¨　 國家自然科學基金項目¨　 其它項目¨　 研究經(jīng)費 來 源 及 數(shù) 額 博士后日常經(jīng)費0.5萬元 項目的具體內(nèi)容、預(yù)期目標及國內(nèi)外在這方面研究的現(xiàn)狀： 一、研究內(nèi)容 研究將組織工程中的細胞組裝技術(shù)，應(yīng)用于高內(nèi)涵藥物篩選的理論和方法，以面向解決代謝綜合癥的藥物高內(nèi)涵篩選方法為具體目標，主要研究多細胞三維組裝，脂肪干細胞培養(yǎng)，功能控制，生物定量檢測，高內(nèi)涵藥物篩選應(yīng)用方案等研究內(nèi)容。具體如下： 1) 細胞/材料三維受控組裝工藝和設(shè)備優(yōu)化，研究滿足機械成型、細胞結(jié)構(gòu)和功能要求的，生物材料和組裝結(jié)構(gòu)； 2) 研究細胞/材料三維受控組裝過程中不同細胞數(shù)量、位置、功能控制的理論和方法； 3) 以面向代謝綜合癥的高內(nèi)涵藥物篩選技術(shù)為具體目標，研究能量代謝系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、調(diào)控主軸等基礎(chǔ)理論。選擇和培養(yǎng)構(gòu)建篩選體系的細胞（脂肪干細胞）。 4) 研究三維多細胞體中和代謝紊亂有關(guān)的生理生化信息，細胞結(jié)構(gòu)和功能的完整性，給出適用于高內(nèi)涵篩選的無損、實時、定量檢測技術(shù)和信息處理方法。 5) 應(yīng)用多細胞系統(tǒng)對代謝綜合癥病理建模；針對高內(nèi)涵篩選技術(shù)給出標準化的應(yīng)用方案，總結(jié)和推廣基于細胞組裝技術(shù)的高內(nèi)涵藥物篩選的一系列理論和方法。 二、研究目標 立足于利用組織工程學的理論和方法，進行高內(nèi)涵藥物篩選技術(shù)研究。從而為組織工程開辟新的研究和應(yīng)用領(lǐng)域，解決藥物研發(fā)領(lǐng)域的困境。主要研究基于細胞組裝技術(shù)的高內(nèi)涵藥物篩選理論和方法，重點在以下幾個方向上有關(guān)鍵的突破和創(chuàng)新： 1) 三維多細胞系統(tǒng)組裝技術(shù)和功能控制，給出優(yōu)化的細胞組裝工藝和多細胞系統(tǒng)功能控制的理論和方法 2) 建立適用于高內(nèi)涵篩選技術(shù)的，對三維多細胞微系統(tǒng)生理生化信息無損、實時和定量的檢測技術(shù)和數(shù)據(jù)處理方法。 3) 給出標準可行的高內(nèi)涵篩選平臺應(yīng)用方案?？偨Y(jié)基于細胞組裝技術(shù)的高內(nèi)涵藥物篩選技術(shù)的一系列理論和方法 通過本項研究，在國內(nèi)外核心學術(shù)刊物及重要學術(shù)會議上發(fā)表3-4篇SCI收錄的論文, 申請1項發(fā)明專利。協(xié)助合作導師培養(yǎng)1名博士研究生和1名碩士研究生。 三、 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析 （一）組織工程學發(fā)展現(xiàn)狀 組織工程學經(jīng)過多年發(fā)展，積累了許多理論和技術(shù)。其中最先進的技術(shù)之一，便是以活細胞為材料的制造技術(shù)，如：MIT的Griffith LG等人開發(fā)的細胞3D打印技術(shù)，以細胞為組裝材料，打印出有活性的三維多細胞系統(tǒng)[2]；明尼蘇達大學的Odde DJ和密歇根理工大學的Renn MJ開發(fā)的使用激光引導直寫堆積細胞技術(shù)[3]。哈佛Holmlin RE等利用光鑷技術(shù)，使用三個激光束控制細胞，進行了細胞間組裝[4]。德雷珀實驗室Borenstein J和MIT的Vacanti JP等，利用芯片制造工藝，制造出微血管系統(tǒng)[5]。然而，由于器官結(jié)構(gòu)的精細和復雜性，這些技術(shù)面對制造肝、腎、心臟等復雜器官還有很多問題亟待解決。國內(nèi)外學者在05年清華召開的國際會議上普遍認為，要做出可移植的器官任重道遠，樂觀估計至少還需要10-20年[6]。 與此同時，一些研究者，近年來利用組織工程技術(shù)制造的三維多細胞體開展研究，取得顯著成果。比如普林斯頓大學的Basu S等人，利用人造三維多細胞體，研究了發(fā)育生物學的焦點問題：模式建成（pattern formation）[7]。Hotary KB等利用三維多細胞體，發(fā)現(xiàn)MT1-MMP通過改變細胞空間幾何形狀，影響腫瘤細胞在3D基質(zhì)中的增殖[8]。Basu S指出，構(gòu)造和研究三維多細胞體，可以提高對生物發(fā)育和生理功能的了解，可應(yīng)用于生物材料，生物感測研究中。這些研究成果給我們一個啟示，現(xiàn)有的組織工程技術(shù)在生命科學其它領(lǐng)域，包括藥物研發(fā)領(lǐng)域中有重要的研究和應(yīng)用價值。 種子細胞是組織工程研究的另一要素。干細胞被認為是最好的種子細胞來源。如胚胎干細胞（embryonic stem cells，ES），McCloskey KE等最近利用ES細胞分化的內(nèi)皮細胞，在體外構(gòu)建組織工程血管[9]。然而，ES細胞的應(yīng)用目前存在許多問題：ES細胞自體獲取困難；不易保存；并具有一定的成瘤性，Chakravarti A等研究了9種人類ES細胞系，其中8種在分裂數(shù)十代后出現(xiàn)與癌變有關(guān)的基因突變[10]。間充質(zhì)干細胞（mesenchymal stem cells，MSCs）也是種子細胞的重要來源，其中脂肪干細胞是當前的研究熱點。脂肪干細胞最早由UCLA的Zuk PA等人[11]，從人抽脂術(shù)中抽取的脂肪組織中分離培養(yǎng)，并證實為多能干細胞，能向脂肪細胞、成骨細胞、肌肉細胞等定向分化。同其他干細胞相比，脂肪干細胞具有自體取材、來源豐富、抽取方便、損傷小、增殖快速等優(yōu)點。因此脂肪干細胞是優(yōu)秀的自體組織工程種子細胞。本研究擬采用脂肪干細胞作為主要種子細胞。 在國內(nèi)組織工程研究領(lǐng)域，申請者所在清華大學生物制造工程研究所，顏永年基于快速成型（RP）原理，開發(fā)了組織工程支架三維制造技術(shù)，細胞三維受控組裝技術(shù)[12]（如圖1），可以將細胞-材料混合組裝出帶有規(guī)則通道，保證培養(yǎng)液流通的三維微結(jié)構(gòu)體。軍事醫(yī)學科學院，王常勇在生物反應(yīng)器內(nèi)初步構(gòu)建了組織工程化心肌組織；趙春華等將脂肪干細胞誘導分化為內(nèi)皮細胞[13]。973“組織工程學重要基礎(chǔ)科學問題研究”項目首席科學家曹誼林的團隊，最近應(yīng)用組織工程學技術(shù)修復了高等動物的顱骨、 A. 細胞三維組裝機結(jié)構(gòu) B. 多噴頭細胞三維組裝機Ⅱ C. 細胞-材料三維組裝體 D. 肝細胞-材料三維組裝體顯微結(jié)構(gòu) 圖1. 基于RP離散堆積原理細胞組裝機和組裝出的細胞-材料三維組裝體 軟骨、肌腱等組織缺損。第二軍醫(yī)大學的徐燕豐等人，用HaCaT細胞構(gòu)建的組織工程皮膚，研究了酮洛芬及其異丙酯的經(jīng)皮滲透作用[14]。總的來說，我國的組織工程學研究在一些領(lǐng)域已處于國際領(lǐng)先水平，但面對復雜器官制造同樣任重道遠，在藥物研究領(lǐng)域的應(yīng)用則只有初步的嘗試。 綜上，雖然器官的制造還有較長路要走，但以組織工程學現(xiàn)有技術(shù)，特別是先進的細胞組裝技術(shù)，已經(jīng)可以構(gòu)建由細胞-材料組成的微系統(tǒng)，并保證系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)交換，細胞代謝，乃至信號傳導，如果選擇合適的切入點，甚至可以完成某些生理功能。構(gòu)建和研究這樣的微系統(tǒng)，不但可以促進組織工程學的發(fā)展，對生命科學的其他研究領(lǐng)域都有重要意義，特別是對藥物研發(fā)領(lǐng)域有重要的理論和應(yīng)用價值。 （二） 藥物研發(fā)領(lǐng)域的現(xiàn)狀 在藥物研發(fā)領(lǐng)域，90年代以來，基于分子和細胞水平信息檢測的高通量篩選技術(shù)（High-Throughput Screening, HTS），成為新藥開發(fā)的主要手段。但由于整體是由多種細胞在三維空間有序排列，不同細胞間進行信號傳導、調(diào)控的復雜體系；與HTS技術(shù)的基礎(chǔ)：體外研究單個藥物靶標、細胞二維培養(yǎng)、細胞結(jié)構(gòu)和功能不完整是完全不同的。這種差異對細胞造成顯著影響，如Kang X發(fā)現(xiàn)相比二維培養(yǎng)，脂肪細胞在三維培養(yǎng)環(huán)境中，其形態(tài)、增殖、分化，基因表達，代謝等生理功能存在明顯差異[15]。正是這種差異，造成了目前困擾全球藥物研發(fā)機構(gòu)的問題——HTS快速篩選出藥物先導物，但其中絕大多數(shù)在整體實驗中沒有藥理活性。HTS迫切需要發(fā)展為高成功率的高內(nèi)涵篩選（High Content Screening，HCS）已成為藥物研究領(lǐng)域的共識[16]。 HCS的前提是保持細胞結(jié)構(gòu)和功能完整性和同步檢測樣品對細胞多個生理生化參數(shù)的影響。但目前在保持細胞結(jié)構(gòu)和功能完整性的前提上沒有大的進展。為模擬細胞真實的體內(nèi)環(huán)境，已有研究者利用簡單的三維多細胞體進行藥物研究。如Liana Adam用細胞囊這樣的三維多細胞體，進行腫瘤藥物研究[17]。Riccalton-Banks L[18]和Griffith LG [19]，分別用不同方法體構(gòu)建了肝細胞三維多細胞系統(tǒng)，用于研究藥物代謝和毒性。其中Riccalton-Banks L將細胞培養(yǎng)在生物降解性基質(zhì)上，形成三維多細胞體，再現(xiàn)了肝臟的生理功能，并維持了2個月。這些研究促使我們提出利用細胞三維組裝技術(shù)構(gòu)建含多種細胞的微系統(tǒng)模型，進行HCS研究。在這一構(gòu)想下，選擇一個合適的研究切入點顯得尤為重要，而代謝綜合癥就是本研究選擇的切入點。 代謝綜合癥（Metabolic syndrome, MS）是21世紀威脅人類健康最主要的疾病，它包括以下一些能量代謝系統(tǒng)紊亂引起的疾?。悍逝?、糖尿病、高血脂、高血壓等[20]。由于代謝系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)性，現(xiàn)有篩選技術(shù)更難以滿足面向代謝綜合癥的藥物篩選要求。能量代謝系統(tǒng)主要由多群不同功能的細胞構(gòu)成，通過內(nèi)分泌等細胞通訊手段，組成調(diào)控機體能量代謝的復雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。該系統(tǒng)對空間結(jié)構(gòu)有要求，但又不非常復雜，以現(xiàn)有的細胞組裝技術(shù)可以部分仿真這樣的生理系統(tǒng)功能。調(diào)控能量代謝系統(tǒng)的主軸是脂肪細胞和胰島β細胞，其中脂肪細胞的作用是研究的熱點。從發(fā)現(xiàn)脂肪細胞分泌瘦素（leptin）[21]，到脂肪激素脂聯(lián)素(adiponectin)[22]，抵抗素（Resistin）[23]等的發(fā)現(xiàn)，十年來的研究顯示，脂肪細胞表達分泌近百種蛋白，其中多數(shù)可以對體內(nèi)能量代謝進行調(diào)節(jié)。這一發(fā)現(xiàn)，揭示了脂肪細胞在調(diào)控機體的能量代謝中的重要作用，為我們提供了構(gòu)建多細胞系統(tǒng)進行代謝綜合癥藥物篩選的理論基礎(chǔ)。 在國內(nèi)，由于資金有限，藥物研發(fā)高成本和高風險帶來的影響更為嚴重。同時，04年來羅氏、諾華、默克等大型跨國公司相繼進入中國的藥物研發(fā)領(lǐng)域，搶奪中國寶貴的中藥資源。中國迫切需要開發(fā)低成本高效率的藥物研發(fā)技術(shù)。為此，04年底國家新藥篩選中心啟動建設(shè)我國首個HCS技術(shù)平臺[24]，陳竺院士，陳凱先院士和篩選中心主任王明偉在啟動儀式上，同時指出在我國發(fā)展HCS技術(shù)的重要性。而李健齋04年的普查發(fā)現(xiàn)，代謝綜合癥在北京中老年人群中的發(fā)病率大于20%[25]，使我國面向代謝綜合癥的藥物研發(fā)更加迫切。浙江大學鄭筱祥教授，也強調(diào)篩選體系對細胞結(jié)構(gòu)功能保持的重要性，申請者曾在其指導下，首次論證并建立了，利用計算機圖象處理系統(tǒng)定量分析脂肪干細胞分化過程，篩選代謝綜合癥藥物的系統(tǒng)，以較高的效率從中藥中篩選出有效成分[26]，并對它們的作用機制進行了系統(tǒng)研究[27][28]。 通過以上分析可見，盡管組織工程要造出可移植器官還任重道遠，但組織工程學的先進技術(shù)可以應(yīng)用于其他研究領(lǐng)域取得成果。在藥物研發(fā)領(lǐng)域，由于藥物高通量篩選技術(shù)具有低成功率的缺陷、高通量篩選迫切需要發(fā)展為高內(nèi)涵，而目前高內(nèi)涵篩選在保持細胞結(jié)構(gòu)和功能完整性上沒有較大進展。而以組織工程學的細胞組裝技術(shù)，完全可以構(gòu)建由細胞-材料組成的微系統(tǒng)，并保證三維系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)交換，細胞代謝，信號傳導等生理活動，從而保證系統(tǒng)內(nèi)細胞結(jié)構(gòu)和功能完整。同時，對于21世紀威脅人類健康的主要疾病代謝綜合癥，由于代謝的網(wǎng)絡(luò)性和系統(tǒng)性，現(xiàn)有篩選技術(shù)更難以滿足其藥物研發(fā)的需求，而能量代謝系統(tǒng)組成復雜度和的特性，適合于用現(xiàn)有的細胞組裝技術(shù)來構(gòu)建仿真，是研究良好的切入點。由此，結(jié)合我們多年組織工程及藥物研發(fā)的理論和應(yīng)用研究基礎(chǔ)，我們提出，以代謝綜合癥藥物篩選為具體切入點，研究基于細胞組裝技術(shù)的高內(nèi)涵藥物篩選的一系列理論和方法。就我們所掌握的資料來看，目前國內(nèi)外尚無他人提出類似的研究思路，本研究在國際上屬領(lǐng)先，從理論上和應(yīng)用上，尤其是思路和方法上都有一定的指導意義。本項目有重要的理論價值和廣泛的應(yīng)用前景。 參考文獻 1. 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Acta Pharmacol Sin. 2006; 27(2):229-36. 項目的科學意義、學術(shù)價值、應(yīng)用前景、解決什么前人尚未解決的問題并務(wù)必說明本人的創(chuàng)新之處及主要特色： 一、項目的科學意義、學術(shù)價值、應(yīng)用前景 生命科學、信息科學與制造科學相結(jié)合，是二十一世紀科技發(fā)展的重要趨勢。本課題緊跟學科發(fā)展趨勢，面向解決藥物研發(fā)領(lǐng)域的問題，進行基于細胞組裝技術(shù)的高內(nèi)涵藥物篩選理論和方法研究。 本課題對組織工程學發(fā)展具有重要意義，利用細胞組裝技術(shù)組裝用于藥物高內(nèi)涵篩選的微生理系統(tǒng)，是重要創(chuàng)新，將為組織工程研究和應(yīng)用開辟新方向，為復雜器官制造和將來系統(tǒng)、整體的制造積累理論和技術(shù)。 本課題在藥物研究領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景，將使體外藥物試驗更系統(tǒng)、準確接近體內(nèi)實驗，降低藥物開發(fā)成本和風險。推動21世紀威脅人類健康的主要疾病:代謝綜合癥的機制和藥物研究。對促進我國中藥現(xiàn)代化有特別意義。 二、解決什么前人尚未解決的問題，創(chuàng)新及主要特色 本項目的特色在于多學科多領(lǐng)域交叉，以代謝綜合癥藥物篩選為具體切入點，研究基于細胞組裝技術(shù)的高內(nèi)涵藥物篩選理論和方法。解決目前高通量篩選中，保持細胞結(jié)構(gòu)和功能完整性這一尚未解決的問題，此外也解決了細胞組裝技術(shù)研究和應(yīng)用開辟新方向的問題。從理論上和應(yīng)用，是思路和方法上都有一定的指導意義。 創(chuàng)新之處總結(jié)為以下幾點： （1）立題上的創(chuàng)新性 本課題旨在研究基于細胞組裝技術(shù)的高內(nèi)涵藥物篩選理論和方法，國內(nèi)外未見有類似的研究報道。 （2）研究思路及方法的創(chuàng)新 1) 提出用組織工程學方法構(gòu)建和完善高內(nèi)涵藥物篩選平臺的概念； 2) 提出組織工程學技術(shù)構(gòu)建多細胞微系統(tǒng)進行病理建模的概念； 3) 提出在三維體系中檢測脂肪干細胞分化，脂肪細胞代謝和分泌等功能。 （3）研究手段的創(chuàng)新 1) 本項目首次利用多細胞三維組裝技術(shù)，在體外組裝能用于代謝綜合癥藥物篩選的三維多細胞微系統(tǒng)。 2) 用熒光標記、激光共聚焦顯微鏡技術(shù)對三維多細胞微系統(tǒng)進行研究，實時，無損和定量檢測關(guān)鍵生理生化因子的變化。 擬采用的研究方法、實驗方案、技術(shù)路線： 一、研究方法: 收集國內(nèi)外資料，研究組織工程、藥物研發(fā)領(lǐng)域的問題和需求，歸納命題，提出解決途徑。在申請者和課題組對藥物研發(fā)、組織工程的理論研究和應(yīng)用成果基礎(chǔ)上，進行嚴格理論分析與技術(shù)論證，給出完善的研究方案。細胞組裝采用基于離散堆積理論的細胞/材料微滴噴沉積組裝的方法。組裝材料以明膠和膠原為基礎(chǔ)進行改性優(yōu)化。種子細胞以脂肪干細胞為主，利用生物反應(yīng)器技術(shù)大規(guī)模培養(yǎng)獲取。對生物信息實時、無損和定量檢測采用熒光標記、熒光數(shù)碼成像系統(tǒng)、激光共聚焦顯微鏡和計算機圖象處理等技術(shù)。最后遵循理論研究和實際應(yīng)用相結(jié)合的方法，將三維多細胞微系統(tǒng)應(yīng)用于藥物高內(nèi)涵篩選評價，并以應(yīng)用數(shù)據(jù)驗證理論和指導平臺構(gòu)建。整個項目采用模塊化與綜合集成的方法，對各個研究內(nèi)容分塊研究，對關(guān)鍵問題進行攻關(guān)，最后進行系統(tǒng)綜合的研究。 二、實驗方案 本項目在研究初期主要利用實驗室現(xiàn)有技術(shù)和研究經(jīng)驗，進行理論分析和技術(shù)論證，以證明研究在理論和技術(shù)上的可行性，并隨時進行修正。緊接的研究方案如下： 1) 優(yōu)化多噴頭細胞/材料三維組裝工藝，并以成型技術(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)計能保證三維系統(tǒng)內(nèi)細胞的生長和功能要求的三維結(jié)構(gòu)。 2) 基于能量代謝系統(tǒng)基礎(chǔ)理論，選取培養(yǎng)靶細胞。開始以脂肪干細胞為主，利用生物反應(yīng)器對脂肪干細胞大規(guī)模培養(yǎng)分化。在此基礎(chǔ)上考慮添加胰島β細胞、內(nèi)皮細胞，使微系統(tǒng)內(nèi)細胞結(jié)構(gòu)和功能更為完整。 3) 在現(xiàn)有組裝基質(zhì)材料的基礎(chǔ)上，針對不同細胞調(diào)整材料性質(zhì)，如包被胰島β細胞的基質(zhì)材料需契合細胞糖敏感性和分泌特性。 4) 細胞/材料三維受控組裝，構(gòu)建三維多細胞微系統(tǒng)。從簡單到復雜，從脂肪干細胞，脂肪細胞的開始，逐漸擴增胰島β細胞等細胞。 5) 采用酶標儀，HPLC等技術(shù)，檢測代謝小分子，脂肪細胞分泌因子等濃度。然后研究適用于高內(nèi)涵篩選技術(shù)的無損、實時和定量檢測技術(shù)，主要采用熒光成像，激光共聚焦顯微鏡等技術(shù)。 6) 在三維多細胞微系統(tǒng)中，模擬代謝綜合癥的病理情況，如胰島素抵抗，肥胖，脂肪分泌因子的分泌紊亂等。 7) 選擇已知不同作用機制的藥物進行實驗，驗證作為藥物高內(nèi)涵篩選的正確和可靠性。 8) 研究標準可行的HCS篩選平臺應(yīng)用方案，推廣篩選平臺，進行代謝綜合癥藥物篩選。 三、技術(shù)路線 在全面分析組織工程學研究現(xiàn)狀、藥物研發(fā)困境的基礎(chǔ)上，分析歸納，確定本項目主攻方向。基于現(xiàn)有的細胞組裝、種子細胞、高內(nèi)涵藥物篩選等理論和技術(shù)，論證基于細胞組裝技術(shù)的高內(nèi)涵藥物篩選理論和研究方案。在此基礎(chǔ)上，以代謝綜合癥為研究切入點，研究細胞/材料三維受控組裝技術(shù)；滿足成型和細胞功能要求的材料和組裝結(jié)構(gòu)；脂肪干細胞大規(guī)模培養(yǎng)和分化。有以上基礎(chǔ)后進行細胞三維受控組裝，構(gòu)建三維多細胞微系統(tǒng)，并進行生物信息檢測，開發(fā)適用于高內(nèi)涵篩選的檢測技術(shù)。在這些工作基礎(chǔ)上，結(jié)合研究者豐富的藥物研發(fā)經(jīng)驗，進行藥物領(lǐng)域應(yīng)用研究。包括對代謝綜合癥病理建模，針對HCS進行標準化研究。最終，形成一套完整的基于細胞組裝技術(shù)的高內(nèi)涵藥物篩選理論、技術(shù)和應(yīng)用體系。技術(shù)路線如圖2。 圖2. 技術(shù)路線 研究工作的總體計劃及目前進展情況： 一、總體計劃 1) 2006.1～2006.5：進行理論分析和技術(shù)論證，細胞三維受控組裝技術(shù)優(yōu)化，組裝結(jié)構(gòu)設(shè)計建模。根據(jù)代謝綜合癥病理基礎(chǔ)，選擇靶標細胞，對脂肪干細胞大規(guī)模培養(yǎng)和分化，胰島β細胞和內(nèi)皮細胞培養(yǎng)，基質(zhì)材料優(yōu)化； 2) 2006.6～2007.2：細胞/材料三維受控組裝，構(gòu)建適合高內(nèi)涵藥物篩選的三維多細胞微系統(tǒng)。從脂肪干細胞，脂肪細胞的開始，逐漸擴增微系統(tǒng)的細胞種類。根據(jù)代謝綜合癥病理基礎(chǔ)理論，應(yīng)用三維多細胞微系統(tǒng)對代謝綜合癥建模，選擇適合高內(nèi)涵藥物篩選評價的指標，采用酶標儀，HPLC技術(shù)檢測代謝小分子的濃度，給出合適的無損、實時和定量熒光檢測和分析方法； 3) 2006.11～2007.9：針對三維多細胞微系統(tǒng)，選擇已知不同作用機制的藥物進行實驗，驗證作為藥物高內(nèi)涵篩選的正確和可靠性。研究標準可行的HCS篩選平臺應(yīng)用方案。補充必要試驗，完成本項研究的所有內(nèi)容。集中整理資料，完成論著編寫與發(fā)表，完成研究工作總結(jié)及技術(shù)報告等, 項目驗收鑒定； 二、目前進展情況 課題組為本項目已經(jīng)進行了大量的前期工作積累。已在細胞三維受控組裝和生物材料等方面進行了大量的理論和應(yīng)用研究，開發(fā)了一系列的細胞組裝工藝，在結(jié)構(gòu)設(shè)計，細胞組裝前預(yù)處理，基質(zhì)材料選擇、固化，多細胞組裝等方面積累了豐富的理論和經(jīng)驗。課題組對組裝體內(nèi)細胞功能測定也積累了一系列方法。目前已經(jīng)完成對脂肪干細胞培養(yǎng)分化、胰島β細胞和內(nèi)皮細胞培養(yǎng)，基質(zhì)材料優(yōu)化等前期研究。 申請者具有扎實的生物醫(yī)學工程理論和應(yīng)用基礎(chǔ)，多年以來一直從事應(yīng)用生物醫(yī)學工程技術(shù)進行藥物評價和篩選、組織工程等生物醫(yī)學工程領(lǐng)域的理論和應(yīng)用研究。在攻讀博士期間，首次提出并建立了利用計算機圖象處理分析脂肪干細胞分化，進行代謝綜合癥藥物篩選的模型，篩選出多個中藥活性成分，并建立體外代謝綜合癥藥物評價體系。這些前期的實驗工作及相應(yīng)的預(yù)研究，與本申請項目具有很強的聯(lián)系性和繼承性，工作銜接性很強，許多試驗數(shù)據(jù)資料與研究條件可以利用，為本基金項目深入、系統(tǒng)地研究與順利完成做好鋪墊，為本課題的開展奠定了前期基礎(chǔ)。 現(xiàn)有條件（參加該項目工作的科研人員簡況、儀器設(shè)備、實驗材料、圖書資料等）與尚缺的條件： 一、項目組主要成員 XXX，女，清華大學生物制造研究所副教授。研究方向為肝組織工程；細胞三維受控組裝等。已在Biomaterials，Tissue Engineering等國內(nèi)外核心期刊上發(fā)表SCI收錄的論文20余篇。完成過多項國家自然科學基金。 XXX，女，清華大學生物制造研究所博士生，研究方向為細胞直接三維受控組裝技術(shù)。 XXX，男，清華大學生物制造研究所博士生，研究方向為細胞直接三維受控組裝設(shè)備。 XXX，女，清華大學生物制造研究所博士生，研究方向為細胞直接三維受控組裝技術(shù)和材料。 二、現(xiàn)有條件 清華大學生物制造工程研究所具有先進的實驗條件。擁有多臺自主開發(fā)的細胞三維組裝機；細胞培養(yǎng)室、CO2培養(yǎng)箱、生物反應(yīng)器、相差顯微鏡、顯微數(shù)碼攝相系統(tǒng)、酶標儀、離心機，還可以利用材料系實驗室的PCR儀、電泳儀、激光共聚焦顯微鏡和HPLC等設(shè)備。此外還開發(fā)了多種的生物相容性基質(zhì)材料。清華大學圖書館具有豐富的圖書資源、齊全的中外文科技期刊以及電子書刊與網(wǎng)絡(luò)資源，可以及時、便捷、全面地查閱到最新的國內(nèi)外相關(guān)研究動態(tài)。本項目研究所需的硬件設(shè)備和主要軟件已經(jīng)具備，能保證本研究順利進行與完成 三、尚缺少的條件 目前尚缺少部分實驗材料需要購置，個別小型試驗設(shè)備，通過研制即可投入使用。 申請資助等級與金額 等，人民幣 元 使用資助金的計劃及用途： 1.觀測/測試費： 0.5 萬元 2.實驗材料費/化學試劑/藥品購置費： 0.7 萬元 3.分析/計算費： 0.2 萬元 4.室內(nèi)外水電能源費/動力費： 0.1 萬元 5.圖書資料/打印復印/信息檢索/論文發(fā)表費： 0.3 萬元 6.會議交流費： 0.2 萬元 合計總經(jīng)費： 2.0 萬元 推薦人意見（請對項目的意義、具體內(nèi)容、創(chuàng)新點、主要特色和取得預(yù)期成果的可能性，申請人的學術(shù)水平及研究能力等進行評議）： 略 推薦人姓名： 職稱： 專業(yè)： 推薦人單位： 簽字或蓋章： 2006 年 3 月 20 日 注：填寫推薦人姓名時，請正楷書寫 推薦人意見（請對項目的意義、具體內(nèi)容、創(chuàng)新點、主要特色和取得預(yù)期成果的可能性，申請人的學術(shù)水平及研究能力等進行評議）： 略 推薦人姓名： 職稱： 專業(yè)： 推薦人單位： 簽字或蓋章： 2006 年 3 月 20 日 注：填寫推薦人姓名時，請正楷書寫 申請者所在單位（學校，研究院、所）審核意見（本表前列各項內(nèi)容填寫是否屬實，對推薦人的評議有無補充說明，預(yù)計在站期間項目能否完成或取得何種階段成果以及申請者思想政治狀況如何等）： 略 負責人（簽章）： 單位（蓋章）： 2006年 3 月 20 日 評定結(jié)果： 經(jīng)專家評審，中國博士后科學基金會決定： 予以 等資助，金額為：人民幣 元。 中國博士后科學基金會（蓋章） 年 月 日 中國博士后科學基金會制（1996年11月） 博士后姓名 徐銘恩 單位 清華大學 申報項目的名稱 基于細胞組裝技術(shù)的高內(nèi)涵藥物篩選理論和方法研究 項目簡介（如有不愿公開的內(nèi)容，書寫時請回避，字數(shù)不超過450字）： 略 如果是應(yīng)用項目，是否愿意通過“中國博士后科學基金會”將該項目推薦給企業(yè)： 附加頁(最后一頁)