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生物医学光学与分子影像的基础研究与应用
成果信息
立项支持
  • 公布年份:
    2017
  • 中图分类:
    R318, R445
  • 关键词:
  • 成果简介:
    精、准生物功能信息获取技术是人类探索生命现象及其本质的关键途径,而发展新原理、新方法和技术则是重要前提和基础。该项目在国家重点基础研究发展计划(973)、国家自然科学基金等的持续资助下,聚焦于研究生物医学光学及分子影像的原理创新、方法建立及技术应用,突破已有光子学检测技术在灵敏度、分辨率、成像深度方面的原理性限制,实现了从分子、活细胞和活体组织上多尺度、跨层次的生物功能分子信息的精、准解析,由此产生了一系列具有重要科学价值的生物医学工程新技术和方法。 主要科学发现如下:1、发展了新的生物医学光学功能影像技术。率先实现了活体内斑块脂质核心的高分辨空间结构成像,突破了现有临床心血管成像技术的脂质组分分辨极限,提供解决易损斑块早期识别的新技术。研究成果发表在心脑血管专业领域的顶尖期刊Journal of the American College of Cardiology(JACC)。JACC杂志同期配发评述文章认为:“该技术毫无疑问是一项诊断心血管疾病的重要方法”。国家基金委网站专门报道了该项技术的突破性进展;进一步发明了超短脉冲微波热声成像技术,使得超短脉冲微波激发的热声信号转化效率比微秒级微波提高了约两个数量级。成像分辨率达到约100微米,比当时国际上微秒级微波热声成像的mm级分辨率提高约一个数量级。该研究成果在《Physical Review Letters》上发表研究论文。2、围绕新的功能影像技术,开展分子基础研究,发现了新的生物医学光学诊、疗新靶点。发现了低剂量激光诱导下的细胞信号新通路,得出氧化应激能够诱导线粒体损伤的新发现,阐述了一个之前学术界不清楚的线粒体重排机制;发现了碳纳米材料的线粒体特异性定位的现象,进而发现线粒体是一种具有重要光热及光动力诊疗价值的新靶点,在此基础上,发展了新型的基于线粒体靶向的肿瘤抑制方法以及神经退行性疾病的功能调控手段;证实了癌细胞内若干促凋亡蛋白的调控关系和分子机制,促使发展了生物靶向的光学成像、治疗的新探针。在分子水平上,提出了功能靶基因检测的光学平台和方法,解决了基因检测难以同时满足高灵敏和快速检测的技术瓶颈,研究成果在《Nature Protocols》上发表论文。课题组在项目上共发表论文57篇,研究成果的原创性和系统性获得了国内外同行的高度认可,并被广泛引用和验证,共计被他引2755次,10篇代表性论文单篇最高影响因子17.75, 10篇代表作被他引856次,两篇代表性论文当选为ESI高被引论文。部分技术已被包括解放军301医院、广州军区总医院、广州市疾控中心等单位试用,获授权发明专利10项。项目完成人入选2014、2015、2016年爱思维尔“生化、遗传和分子生物学”高引用学者榜单,培养了全国优秀博士学位论文获得者1名,全国优秀博士学位论文提名奖2名。
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