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乳腺癌早期筛查和诊断生物标志物研究进展

生物工程学报 2023年第4期39卷 1425-1444页

作者：梁有沣郝明炫郭蕊李小宁李永超喻长远杨昭北京化工大学生命科学与技术学院分子诊断技术创新研究中心北京100029 塔里木大学生命科学与技术学院新疆生产建设兵团塔里木盆地生物资源保护利用重点实验室新疆阿拉尔843300

2020年全球乳腺癌(breast cancer,BC)新发病例达226万例,占全部肿瘤新发病例的11.7%,是全世界发病率最高的癌症。早期发现、早期诊断和早期治疗是降低乳腺癌死亡率及改善预后的关键。尽管乳房X光筛查被广泛用作乳腺癌筛查的工具,但其假... 详细信息

2020年全球乳腺癌(breast cancer,BC)新发病例达226万例,占全部肿瘤新发病例的11.7%,是全世界发病率最高的癌症。早期发现、早期诊断和早期治疗是降低乳腺癌死亡率及改善预后的关键。尽管乳房X光筛查被广泛用作乳腺癌筛查的工具,但其假阳性、辐射性和过度诊断仍是亟待解决的问题。因此,亟需开发易于获取且稳定可靠的生物标志物,用于乳腺癌无创筛查和诊断。近年来多项研究显示来自乳腺癌患者血液中的循环肿瘤细胞DNA(circulating tumor cell DNA,ctDNA)、癌胚抗原(carcinoembryonic antigen,CEA)、糖类抗原15-3(carbohydrate antigen 15-3,CA15-3)、细胞外囊泡(extracellular vesicles,EV)、循环miRNA和BRCA基因突变等生物标志物,以及来自人体尿液、呼出气体(volatile organic compounds,VOCs)和乳头吸出液(nipple aspirate fluid,NAF)中的磷脂、miRNA、苯乙酮和十六烷等多种生物标志物与乳腺癌早期筛查和诊断密切相关。本文综述了上述生物标志物在乳腺癌早期筛查和诊断中的应用。

关键词：乳腺癌生物标志物早期筛查诊断无创

用于肿瘤治疗的免疫检查点抑制剂相关预测生物标志物的研究进展

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生物工程学报 2023年第4期39卷 1403-1424页

作者：郭蕊李小宁郝明炫梁有沣王磊杨昭北京化工大学生命科学与技术学院分子诊断技术创新研究中心北京100029 塔里木大学生命科学与技术学院新疆生产建设兵团塔里木盆地生物资源保护利用重点实验室新疆阿拉尔843300

恶性肿瘤是严重威胁人类健康和社会发展的疾病。传统的肿瘤治疗方法如手术、放疗、化疗和靶向治疗等不能完全满足临床治疗的需求,新兴的免疫治疗成为了肿瘤治疗领域的研究热点。免疫检查点抑制剂(immune checkpoint inhibitors,ICIs)作... 详细信息

恶性肿瘤是严重威胁人类健康和社会发展的疾病。传统的肿瘤治疗方法如手术、放疗、化疗和靶向治疗等不能完全满足临床治疗的需求,新兴的免疫治疗成为了肿瘤治疗领域的研究热点。免疫检查点抑制剂(immune checkpoint inhibitors,ICIs)作为一种肿瘤免疫治疗方法,已获批用于治疗多种肿瘤,如肺癌、肝癌、胃癌和结直肠癌等。然而,ICIs在临床使用过程中,只有少数患者会出现持久反应,一些患者还会出现耐药和不良反应。因此,预测生物标志物的鉴定和开发对提高ICIs的治疗效果至关重要。肿瘤ICIs预测生物标志物主要包括肿瘤生物标志物、肿瘤微环境生物标志物、循环相关生物标志物、宿主环境生物标志物以及组合生物标志物等,对患者筛查、个体化治疗和预后评估具有重要意义。本文就肿瘤ICIs治疗预测生物标志物的前沿进展作一综述。

关键词：肿瘤免疫治疗免疫检查点抑制剂预测标志物预后耐药

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神经胶质瘤生物标志物研究进展

生物工程学报 2023年第4期39卷 1445-1461页

作者：郝明炫梁有沣郭蕊李小宁李永超王磊喻长远杨昭北京化工大学生命科学与技术学院分子诊断技术创新研究中心北京100029 塔里木大学生命科学学院新疆生产建设兵团塔里木盆地生物资源保护利用重点实验室新疆阿拉尔843300

神经胶质瘤(glioma)是最常见的原发性脑肿瘤,占颅内肿瘤的81%。神经胶质瘤的诊断手段与预后评估主要以影像学为主,但因神经胶质瘤的浸润性生长特点,影像学不能完全作为诊断及预后评估依据。因此,发现和鉴定全新生物标志物对神经胶质瘤... 详细信息

神经胶质瘤(glioma)是最常见的原发性脑肿瘤,占颅内肿瘤的81%。神经胶质瘤的诊断手段与预后评估主要以影像学为主,但因神经胶质瘤的浸润性生长特点,影像学不能完全作为诊断及预后评估依据。因此,发现和鉴定全新生物标志物对神经胶质瘤的诊断、治疗和预后评估显得尤为重要。最新研究结果表明,在神经胶质瘤患者组织和血液中,多种生物标志物可用于神经胶质瘤的辅助诊断和预后评估。其中,诊断标志物包括IDH1/2基因突变、BRAF基因突变与融合、p53基因突变、端粒酶活性增加、循环肿瘤细胞和非编码RNA等。预后标志物包括1p/19p共缺失、MGMT基因启动子甲基化及基质金属蛋白酶-28、胰岛素样生长因子结合蛋白-2和CD26的表达上调和Smad4的表达下调。本文重点介绍了上述神经胶质瘤生物标志物在诊断和预后评估方面的最新研究进展。

关键词：神经胶质瘤生物标志物诊断预后 IDH1/2基因突变 MGMT基因启动子甲基化

肿瘤干细胞生物学特性及其干性维持机制的研究进展

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生物工程学报 2024年第2期40卷 391-418页

作者：张文静赵可旭张可越陈晓阳郝明炫杨昭北京化工大学生命科学与技术学院分子诊断技术创新研究中心北京100029 塔里木大学生命科学与技术学院新疆生产建设兵团塔里木盆地生物资源保护利用重点实验室新疆阿拉尔843300

肿瘤是威胁人类健康和社会发展最为严重的疾病之一,也是全球第二大常见疾病死因。最新统计数据显示,恶性肿瘤在发达国家已取代心血管疾病成为第一大疾病死因。肿瘤的耐药、转移和复发,仍然是临床治疗中亟需解决的难题。肿瘤干细胞(tumor... 详细信息

肿瘤是威胁人类健康和社会发展最为严重的疾病之一,也是全球第二大常见疾病死因。最新统计数据显示,恶性肿瘤在发达国家已取代心血管疾病成为第一大疾病死因。肿瘤的耐药、转移和复发,仍然是临床治疗中亟需解决的难题。肿瘤干细胞(tumor stem cells,TSCs)是一类具有自我更新、分化潜能、高致瘤性和高耐药性等特征的细胞亚群,能够抵抗放化疗等非特异性治疗手段,在肿瘤发生、转移、耐药和复发中发挥关键作用。肿瘤干细胞标志物、干性维持机制、微环境和代谢重编程等领域已成为了研究热点,最新研究成果为肿瘤干细胞的鉴定和靶向治疗提供了新的靶标和策略。本文对肿瘤干细胞的表面标志物(CD133和CD44等)、自我更新和上皮细胞间充质转化(epithelial mesenchymal transition,EMT)信号通路(Wnt/β-catenin和Hedgehog等)、微环境特征、代谢重编程(糖酵解和氧化磷酸化等),及其在肿瘤的起始、发展、转移和耐药中的作用进行了综述。

关键词：肿瘤干细胞表面标志物自我更新转移微环境代谢重编程耐药

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双特异抗体药物研发现状及发展对策

生物技术进展 2023年第3期13卷 353-358页

作者：李永超杨昭塔里木大学生命科学与技术学院新疆生产建设兵团塔里木盆地生物资源保护利用重点实验室新疆阿拉尔843300 北京化工大学生命科学与技术学院分子诊断技术创新研究中心北京100029

双特异性抗体(bispecific antibody,BsAb)是具有两个特异性抗原结合位点的人工抗体,能够在靶细胞的两个功能分子之间或靶细胞与其他细胞类型之间发挥桥接作用,在抗血管生成、清除肿瘤细胞、调节肿瘤微环境和增强抗肿瘤免疫反应等方面具... 详细信息

双特异性抗体(bispecific antibody,BsAb)是具有两个特异性抗原结合位点的人工抗体,能够在靶细胞的两个功能分子之间或靶细胞与其他细胞类型之间发挥桥接作用,在抗血管生成、清除肿瘤细胞、调节肿瘤微环境和增强抗肿瘤免疫反应等方面具有广阔的应用前景,是生物医药领域重要的研究方向之一。全球已有近200种BsAb药物进入临床试验,其中7款药物已获批上市。我国有60余种BsAb药物,但大多数BsAb药物处于临床Ⅰ期或者Ⅱ期阶段,仅有Cadonilimab已获批上市以及KN046和AK112处于临床Ⅲ期。综述了BsAb药物的前沿进展及其在研发和转化过程中所面临的难点与挑战,并提出了合理可行的解决方案,以期为我国在BsAb药物的研发与布局提供参考。

关键词：双特异性抗体抗血管生成肿瘤微环境肿瘤免疫 Cadonilimab

可再生能源驱动的生物催化固定CO_(2)的研究进展

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化工进展 2023年第1期42卷 1-15页

作者：刘艳辉周明芳马铭王凯谭天伟北京化工大学生命科学与技术学院北京100029

工业发展带来了经济效益的同时,伴随着化石燃料的日益枯竭和CO_(2)的大量排放,加剧了温室效应,出现了全球变暖的问题。我国在倡导节能减排的同时,大力发展CO_(2)固定技术,将大气中丰富的CO_(2)转化为可以供人们利用的化工原料、燃料甚... 详细信息

工业发展带来了经济效益的同时,伴随着化石燃料的日益枯竭和CO_(2)的大量排放,加剧了温室效应,出现了全球变暖的问题。我国在倡导节能减排的同时,大力发展CO_(2)固定技术,将大气中丰富的CO_(2)转化为可以供人们利用的化工原料、燃料甚至更高附加值产品,不仅能够保护环境,同时还可提高经济效益。当前全球可再生能源规模的不断扩大缓解了传统能源消耗的压力,同时可再生能源可以为固定CO_(2)提供可持续的、清洁的驱动能量,并且随着分子生物学的发展,生物法固碳技术越发成熟,同时较其他固定CO_(2)方法而言,生物法固碳具有条件温和、选择性高、产品多样等优势,因此利用可再生能源耦合生物催化进行CO_(2)的固定逐渐成为了这一领域的研究重点。本文总结了近年来生物催化与电化学、光化学反应耦合固定CO_(2)的研究,包括光、电催化与酶催化偶联以及光、电催化与全细胞催化偶联对CO_(2)的利用,简述了其耦合催化原理与研究进展,并总结了目前研究需要突破的关键技术及提高CO_(2)催化转化效率的方法。

关键词：二氧化碳生物催化电化学光化学耦合可再生能源

“新工科”背景下开展生物与医学工程伦理课程建设与教学改革

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生物工程学报 2023年第4期39卷 1838-1850页

作者：李国锋王磊王兴喻长远北京化工大学生命科学与技术学院北京100029

“新工科”建设要求我国工学类高校在工程技术人才培养过程中除了夯实专业基础,也要关注提高人文素养和开展职业道德教育。一个重要的途径就是开展工程伦理教育。通过学习国外案例教学的成熟思路,结合近几年教学过程中积累的实践经验,... 详细信息

“新工科”建设要求我国工学类高校在工程技术人才培养过程中除了夯实专业基础,也要关注提高人文素养和开展职业道德教育。一个重要的途径就是开展工程伦理教育。通过学习国外案例教学的成熟思路,结合近几年教学过程中积累的实践经验,本文聚焦于生物与医学工程领域的工程伦理教学,提出从案例选择和教学方法创新两个角度进行课程建设和教学改革,介绍了一些可供选择的典型案例素材,并对教学效果进行了问卷调查与分析。

关键词：工程伦理工程教育认证案例教学

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第三代生物炼制的挑战与机遇

科学通报 2023年第19期68卷 2489-2503页

作者：史硕博王禹博乔玮博吴龙昊刘子鹤谭天伟北京化工大学北京软物质科学与工程高精尖创新中心北京100029 北京化工大学生命科学与技术学院北京100029

化学品和燃料的可持续生产以及缓解温室效应是目前人类面临的两大挑战.传统生物炼制技术可进行石化产品的替代生产,且绿色低碳;然而有些人类活动不可避免地产生碳排放,为了实现碳中和目标,迫切需要发展负排放技术以抵消这些排放.近年来... 详细信息

化学品和燃料的可持续生产以及缓解温室效应是目前人类面临的两大挑战.传统生物炼制技术可进行石化产品的替代生产,且绿色低碳;然而有些人类活动不可避免地产生碳排放,为了实现碳中和目标,迫切需要发展负排放技术以抵消这些排放.近年来,可直接将二氧化碳转化为燃料和化学品的第三代生物炼制技术为我们塑造低碳经济、实现碳中和提供了一个良好的解决方案.本文首先介绍固定二氧化碳的不同天然途径,随后概述可用于基于合成生物学理念设计的不同人工固碳途径;接着,讨论固碳途径能量的来源,特别强调非生物过程辅助的新型能量供给方式;随后,列举第三代生物炼制的生产实例,并讨论其在工业应用过程中值得注意的问题;最后,展望第三代生物炼制的主要优势和面临的挑战,并对未来的研究方向进行讨论.

关键词：第三代生物炼制碳中和二氧化碳固碳途径电催化固碳光催化固碳

TCR-CD3复合物跨膜区自组装的分子机制

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生物化学与生物物理进展 2022年第6期49卷 1094-1102页

作者：王凤丽陈佳林何程智罗施中北京化工大学生命科学与技术学院北京软物质科学与工程高精尖创新中心北京100029

目的T细胞受体-共受体复合物(TCR-CD3)在适应性免疫应答中起着重要作用,其亚基间的相互作用一直是研究热点。由于传统实验的局限性,对于跨膜蛋白TCR-CD3复合物的研究不能深入到微观层面。方法利用分子动力学模拟方法(包括粗粒化模拟、... 详细信息

目的T细胞受体-共受体复合物(TCR-CD3)在适应性免疫应答中起着重要作用,其亚基间的相互作用一直是研究热点。由于传统实验的局限性,对于跨膜蛋白TCR-CD3复合物的研究不能深入到微观层面。方法利用分子动力学模拟方法(包括粗粒化模拟、拉伸动力学、全原子模拟)分析TCR-CD3复合物的自组装机制。结果通过粗粒化模拟(CGMD)发现,TCR-CD3复合物在组装过程中存在着αβ依次结合δε’、γε、ζζ’的组装顺序,并阐述了α;突变会降低α;与δε’的相互作用。结论本文论证了仅存在TCR-CD3复合物的跨膜区不足以介导TCR-CD3复合物亚基间的特异性相互作用。拉伸动力学(SMD)和全原子模拟(AAMD)的结果说明,ζζ’与TCR-CD3其余部分之间的胞外区相互作用强于跨膜区,同时ζζ’的缺失对αβδε’γε的稳定性影响最小,而δε’的缺失对αβγεζζ’的稳定性影响最大。

关键词： TCR-CD3复合物粗粒化模拟全原子模拟拉伸动力学模拟跨膜蛋白