醫(yī)學(xué)合成生物研究中心
首席PI：黃衛(wèi)人、劉宇辰
團隊核心骨干：陳巍、宋斐、李志超
合成生物學(xué)是近年來發(fā)展迅猛的新興前沿交叉學(xué)科，被多國認定為戰(zhàn)略性、顛覆性技術(shù)領(lǐng)域，有望帶來繼“DNA雙螺旋發(fā)現(xiàn)”和“人類基因組測序計劃”之后的第三次生物技術(shù)革命。在醫(yī)學(xué)上人工基因線路通過導(dǎo)入活體細胞或機體，能主動夠感知疾病相關(guān)信號并通過基本表達或釋放治療性藥物，重建內(nèi)穩(wěn)態(tài)以糾正疾病導(dǎo)致的功能異常；利用CRISPR-Cas9系統(tǒng)構(gòu)建“與門”基因線路，實現(xiàn)對腫瘤細胞精準(zhǔn)特異識別，實現(xiàn)細胞內(nèi)復(fù)雜信號系統(tǒng)與命運的重編程；構(gòu)建具有高效AAV病毒裝載效率和治療潛力的“CRISPRreader”基因線路、開發(fā)高效、安全及裝載效高的遞送系統(tǒng)等，有望創(chuàng)新實現(xiàn)變革性的疾病治療。
團隊目前在以下方向開展研發(fā)工作：
1.基于重塑腫瘤微環(huán)境的創(chuàng)新治療：基于病變細胞及其微環(huán)境的系統(tǒng)變化特征，結(jié)合人工智能“機器學(xué)習(xí)”研究，解析疾病進展多層次、多靶點網(wǎng)絡(luò)，采用工程化設(shè)計理念系統(tǒng)性干預(yù)病變細胞、重塑疾病微環(huán)境，利用基因線路并與底盤細胞系統(tǒng)集成，智能識別細胞內(nèi)外環(huán)境變化，重構(gòu)底盤細胞命運，使其介導(dǎo)細胞微環(huán)境重塑、并改善細胞功能行為，達到高效治療疾病之目標(biāo)。
主要目標(biāo)是個性化腫瘤診治的系統(tǒng)性靶點體系設(shè)計方法。主要成果形式人工智能系統(tǒng)設(shè)計改造微環(huán)境的關(guān)鍵技術(shù)報告及專利。
2.腫瘤精準(zhǔn)用藥篩選：建立多種腫瘤組織來源的腫瘤類器官培養(yǎng)體系，包括腎癌、膀胱癌、上尿路尿路上皮癌、鼻咽癌、肺癌、肝癌、結(jié)腸癌、乳腺癌以及甲狀腺癌等。通過形態(tài)學(xué)比對，多組學(xué)分析以及腫瘤標(biāo)志物檢測等鑒定，形成涵蓋多癌種的腫瘤類器官培養(yǎng)體系，建設(shè)來源于臨床樣本的活體類器官樣本庫。在此基礎(chǔ)上，將腫瘤類器官培養(yǎng)與芯片自動化技術(shù)有機結(jié)合，構(gòu)建自動化芯片控制與培養(yǎng)的腫瘤病人類器官庫，形成標(biāo)準(zhǔn)化，自動化和高通量培養(yǎng)的一整套類器官培養(yǎng)技術(shù)平臺。類器官芯片作為臨床治療前模型，以預(yù)測個體對于藥物的反應(yīng)，從而為個體化用藥提供有效的建議，為真正實現(xiàn)腫瘤個體化治療提供技術(shù)平臺和理論基礎(chǔ)。主要目標(biāo)是構(gòu)建多癌種腫瘤類器官培養(yǎng)方法及高通量藥物篩選芯片。主要成果形式是類器官培養(yǎng)及高通量藥物篩選的關(guān)鍵技術(shù)報告、專利和產(chǎn)品注冊證書。
3.基于人工智能“測試學(xué)習(xí)”的腫瘤新抗原篩選及應(yīng)用平臺：基于團隊自主知識產(chǎn)權(quán)的HLA-多肽結(jié)合預(yù)測算法，結(jié)合全外顯子測序等組學(xué)技術(shù)，利用人工智能機器學(xué)習(xí)篩選腫瘤新抗原、獲取新抗原特異TCR信息，再利用自動化高通量生物學(xué)大設(shè)施構(gòu)建中國人特異HLA展示細胞庫、TCR基因病毒庫，研制腫瘤疫苗，開發(fā)基于腫瘤新抗原的免疫細胞治療平臺，實現(xiàn)惡性腫瘤的個性化精準(zhǔn)治療。
主要目標(biāo)是基于腫瘤新抗原的腫瘤精準(zhǔn)治療平臺的構(gòu)建；基于人工智能的腫瘤新抗原篩選系統(tǒng)。主要成果形式是腫瘤新抗原篩選系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)報告、專利和產(chǎn)品注冊證書。
