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研究方向

科学问题

在这里,我们致力于重新定义(re-define)和再创造(re-invent)胶原蛋白。胶原蛋白是人体含量最丰富的蛋白质。在常态下,它有着独特的三螺旋蛋白结构。我们认为,组织中被疾病与损伤破坏的胶原基质,就像被自然灾害损坏的建筑一样,不但是明显的疾病标志,还可被认为是一种结构异常、功能独特的细胞外基质新成分,更蕴含着无穷无尽有待开发的对抗疾病的新靶点和新技术。

这段视频以及此篇综述JACS, 2023, 145, 10901)比较全面的介绍了我们近年的工作进展。


我们现阶段的研究聚焦在回答或解决这几个密切相关的科学问题:  
    • 生物学上,什么是变性胶原(denatured collagen)?

    病变组织中的变性胶原蛋白分子的结构、功能和与适应症(甚至机械损伤)的相关性是什么?变性胶原与结构完整的正常胶原分子有哪些不同?

    Targeting collagen strands by photo-triggered triple-helix hybridization, Proceedings of the National Academy of Sciences, 2012, 109, 14767.

    Molecular level detection and localization of mechanical damage in collagen enabled by collagen hybridizing peptides, Nature Communications, 2017, 8, 14913.

    In situ imaging of tissue remodeling with collagen hybridizing peptides, ACS Nano, 2017, 11, 9825.


  • 如何设计、合成、折叠胶原三螺旋结构?

如何利用天然与非天然的氨基酸残基构建出模拟甚至超越天然胶原三螺旋结构的多肽或类肽分子?

Peptoid residues make diverse, hyperstable collagen triple-helices, Journal of the American Chemical Society, 2021, 143, 10910.

Terminal repeats impact collagen triple-helix stability through hydrogen bonding, Chemical Science, 2022, 13, 12567.

The chemistry and biology of collagen hybridizationJournal of the American Chemical Society, 2023, 145, 10901.

Cis-trans isomerization of peptoid residues in the collagen triple-helix, Nature Communications, 2023, 14, 7571.


  • 病变胶原在疾病检测与治疗中的研究与转化

探索靶向变性胶原的分子探针和药物偶联物等在疾病诊疗与再生医学中的应用

Visualizing collagen proteolysis by peptide hybridization: from 3D cell culture to in vivo imaging, Biomaterials, 2018, 183, 67.

Molecular imaging of collagen destruction of the spine, ACS Nano, 2021, 15, 19138.

Targeting collagen damage for sustained in situ antimicrobial activities, Journal of Controlled Release, 2023, 360, 122.


愿景

胶原科学目前其实还是一个充满未知和机遇的新领域,也是大家不太愿意涉足的小众领域。我们前期开发的部分方法,目前已被全球数百个实验室采用,方便了生物医学研究者的胶原研究和应用。我们也在与合作者一起,推动着相关的临床转化研究。我们希望我们的工作,无论是在科研还是其他方面,能够为胶原这个领域的发展贡献一份力量。

如果我们足够幸运,我们憧憬着参与建立胶原化学生物学这一学科新领域——化学生物学在胶原方向上的一个投影和分枝。套用化学糖生物学的概念,我们设想,胶原化学生物学的主要内容,可能可以包括,使用合成的天然胶原类似物和偶联物进行胶原的性质、结构、功能、代谢、分布等的基础研究,以及利用这些分子进行新的诊断方法、抑制剂、药物和材料开发等的应用研究。


初心

不追求假问题的复杂解法,而探求真问题的简约答案

基础创新,增进对自然的理解

应用创新,开发实际应用价值


课题组文化

医学、创新、严谨、效率、合作、自信


面对研究中的困难和挑战,我们总能从这些前辈身上一次次获得力量和启发。    


视频链接:首次人工合成牛胰岛素,充满主观能动性的中国生物化学家前辈们


视频链接:从最细微最简单之处开始创新的“方便面之父”安藤百福