重建红细胞创造和谐血液环境

来源:用户上传      作者:

　　记者：您早期的科研发展情况是怎样的?
　　王翔：博士后攻读期间，我主攻“内毒素直接损伤血管内皮细胞的膜上结合作用机制。浸润游走寻找受体。模型的研究”。2000年回到重庆大学生物工程研究院，主要从事细胞生物力学、人工红细胞血液代用品及组织工程、生物物理、临床医学工程等领域的研究。其间，还曾于2005年2006年赴美加州大学圣地亚哥分校UCSD客座访问学者，研究带4.2蛋白基因敲除小鼠与野生型小鼠红细胞生物力学特性的差异及其膜蛋白网络拓扑结构变异，在红细胞膜蛋白同源性分析方面做了大量的分析工作回国后继续从事红细胞膜蛋白结构与功能的研究。
　　记者：现在您不仅身负重庆大学的教学任务，还承扭着重大生物工程研究院的科研工作，积极开展细胞生物力学、人工红细胞血液代用品等领域的研究。请问您的这些研究具体是围绕哪些问题展开的?
　　王翔在对红细胞膜结构对细胞功能及其力学特性的调控、内毒素浸润血管内皮细胞膜结构机制等进行较深入的研究后，我逐渐形成了以细胞膜结构及其生物力学为基础，结合临床医学领域，进行组织修复与重建研究的创新特色。具体来说，主要是两个方向。
　　一是以“应力一生长关系”、结构与功能等理论为基础，将红细胞的生物力学和生化功能综合在一起。发展了一种膜磷脂结构蛋白相结合包封血红蛋白的体外构建红细胞的方法，首次重建出力学特性。细胞形态，携氧能力均接近天然红细胞的双凹碟盘形人工红细胞――重建红细胞，重建红细胞血液可置换大鼠全身血液50％并维持正常生命活动，具有非常重要的临床医学应用和产业化前景。在此基础上，我将细胞生物力学与临床医学，基础医学相结合，对红细胞相关膜结构蛋白及其细胞力学基础、重建红细胞携氧动力学、重建红细胞形态与功能等进行了系列研究，研制了新型的携氧功能分析系统。该系统不同于其他相关分析系统的特点是可以分析携氧的动力学过程，可以对不同血液或血液代用品的携氧能力和时效性进行有效地评价。
　　二是以内毒素分子与肉皮细胞膜的结合作用机制原理和固定化肝素分子与血液低密度脂蛋白分子的界面作用机制，研究开发了血液体外循环治疗系统。该系统将患者的血液引入体外循环系统，通过物理治疗方法，分离血浆后迅速地对其中的低密度脂蛋白(LDL)、内毒素(LPS)等致病因素进行过滤。吸附清除。然后将清洗后的血浆与原血液细胞混合，回输入患者体内，通过动力学的调控防止疾病的进一步恶化，达到治疗目的。血液体外循环治疗不同于一般的药物治疗，具有创新性、独特性、新颖性等特点。该系统调控降低病理状态下人体内内毒素的水平，对于缓减炎症反应，减少内毒素对组织细胞的损伤，进而降低烧创伤等病理因素引发的多脏器功能衰竭有着重要的理论意义和重大的应用价值。
　　迄今，王翔教授多次在相关领域承担国家自然基金项目、部省级项目以及横向研究课题，先后在clinicalHemorheology and Microcircu]&tion、SPIE Intern&tional Society forOptical Engfneering、《生理学报》、《生物物理学报》等国家一级及核心刊物上发表论文5 8篇。1999年在ClinicaIHemorheology&nd Microcircul&tion发表的研究论文“EffectsOf oxidative damage 0f membrane protein thiol groups Onerythrocyte membr&ne viscoel&sticities”被SCl检索收录并被国际著名杂志《N&％ure Medicine》、((Amer’lca,n Journal of Hu-m&n Genetics》及《Journ&l of Neuroscience》等杂志多次引用(2000-2006)，3篇研究论文被El和ISTP分别检索收录。获得1项国家发明专利，受理1项发明专利。
　　
　　记者：从事研究工作以来，您在生物工程领域取得了哪些重要的创新性成果?
　　王翔：生物组织的修复与重建是组织工程研究的重要内容和热点，细胞生物力学在组织工程研究中起着重要的作用。我多年来主要从事细胞生物力学，人工红细胞血液代用品及组织工程、生物物理。临床医学工程等领域的研究，创新地提出了红细胞重建的理论，首次重建出力学特性，细胞形态、携氧能力均接近天然红细胞的双凹碟盘形人工红细胞，并应用于人工红细胞血液代用品的研究在人工器官及其生物相容性的研究方面，进行了血液体外循环治疗系统等系列的研究，形成了以生物力学为基础，进行血液组织重建与修复的创新特色。
　　
　　记者：红细胞通过血红蛋白把氧气运输给人身体组织的各部位，再从各部位运送出代谢产物=氧化碳，可以说，是我们人体内不可缺少的“运输队”。但说到红细胞重建，对一般人来讲还是比较遥远的，请您具体介绍一下体外重建人工红细胞的相关情况好吗?
　　王翔：体外重建人工红细胞研究走的是一条独特和新颖的技术道路。是基于细胞生物力学与其功能之间的特殊结构关系，而进行体外重建人工红细胞研究，与世界各国和国内的研究有着重大的区别。体外重建的人工红细胞能在最大程度上表现天然红细胞的生物特性，因此，这是具有真正意义的人工红细胞。通过上述各种实验，也使我们明显地看到这种非常具有天然红细胞特性的人工红细胞在动物抗40％～60％失血性休克以及血液置换实验中所表现出的良好的携氧以及微循环能力；并且毒性低。本项目已申请了二项发明专利，国家知识产权局已特批提前授权了一项发明专利。本研究是一个重大的并与世界各国技术都不相同的原创性的自主知识产权技术。
　　
　　记者：那么，您在这一方向上的研究进展如何?
　　王翔：我们申请的关于红细胞重建的相关研究已获国家自然基金委数理科学部、国家“863”干细胞与组织工程专家组、国家知识产权局的重视和关注。除获得国家自然基金委的资助外，还应邀向“863”干细胞与组织工程专家组作了专题汇报，目前正在进行"863”重点项目的联合申报。该项目的研究成果已申报了2项发明专利，国家知识产权局还专门为了这项申报要求我们课题组赴京汇报，汇报完毕后，他们认为本项目研究意义重大。
　　现在，“体外重建的人工红细胞及其制备和在血液代用品中的应用”研究，正在按照国家医药管理局的相关规定，进行临床前的动物试验研究。
　　
　　记者：“体外重建的人工红细胞及其制备和在血液代用品中的应用”属于产业化前期的关键技术开发项目。该项目下一步将怎样开展呢?
　　王翔：在前期基础科学研究的基础上，我们将依照系统工程的理念，运用工程实验的研究方法和技术，研究体外重建人工红细胞的工艺流程及其相关的配套工艺并建立体外重建人工红细胞的中试工艺流程，为项目的产业化打下坚实的基础。
　　“体外重建的人工红细胞及其制备和在血液代用品中的应用”得到了国家自然科学基金委员会数理学科部力学学科处专家的高度评价，他们认为该项目“立项依据充分”，并指出：“将红细胞的生物力学和生化功能综合在一起，发展了用膜磷脂、结构蛋白相结合包封血红蛋白的体外构建红细胞的方法，解决了最重要的关键技术问题”，“该项目创新性强，研究内容合适，目标非常明确，关键技术问题已经基本突破。总体方案合理，可望达到预期成功。”与此同时，王翔的相关研究也引起了国外一些著名学者的关注，他们认为体外构建制备出具有天然形态的人工红细胞是全新的重建理念，不仅高度评价了重建红细胞的学术意义，还提出了许多建设性的意见，并多次表示合作研究的愿望。在多方的共同努力下，不远的将来，红细胞重建必将在产业化之路上走出宽广的前景。

转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-648926.htm