中国科学院院士、中国科学院杭州医学研究所所长、浙江省肿瘤医院院长谭蔚泓教授长期致力于生物化学、生化分析和分子医学的教育和研究，在国际上首先提出了核酸适体活细胞筛选的新概念，研制了特异性识别恶性肿瘤等病变细胞的分子探针与靶向药物，建立了多种基于功能核酸的重大疾病诊断治疗新方法与新技术，为诊断医学提供了新策略、新工具和新材料。谭院士凭借数十年磨一剑的「匠人」精神，为我国医学研究事业做出了重大贡献。
2024 年至今，谭蔚泓院士及其团队连续发表分子医学领域高质量 SCI 论文 11 篇，累计影响因子高达 186.3！谭蔚泓院士强调了分子医学在健康中国战略中的重要作用，认为分子医学的发展将极大地推动健康中国的实施，满足人民对美好生活的向往。下面小编带大家一起学习下谭院士今年在分子影像、分子医学与健康等领域的多项研究成果！
第一篇
湖南大学谭蔚泓教授 & 张晓兵教授 & 宋国胜教授，发表论文：
图 1 相关研究（图源：Nature Photonics）
题目：体内超声诱导发光分子成像
杂志：Nature Photonics
发表时间：2024 年 2 月
关键发现：
该研究实现了两种超声诱导发光成像模式，一种在超声激发停止后进行延迟成像，另一种在超声激发过程中进行实时成像。
研究发现，与水声发光相比，该技术将发光强度提高了 2000 倍，与荧光成像相比，信噪比提高了 10 倍，空间分辨率为 1.46 毫米，组织穿透深度可达 2.2 厘米。
该研究使用 TD-Grz-BHQ 可激活探针监测了免疫治疗期间活体小鼠的免疫反应，并区分了抗 PD-L1 治疗后不同肿瘤类型的免疫反应。
结论：该研究提出了一种基于两步粒子内能量转换的新型超声诱导发光成像技术，具有高灵敏度、高信噪比、深组织穿透力和辐射安全性等优势，在生物医学领域具有广阔的应用前景。
第二篇
湖南大学刘艳兰教授 & 谭蔚泓教授，发表论文
图 2 相关研究（图源：Angewandte Chemie International Edition）
题目：对分子纳米结构进行拓扑单链 DNA 编码和可编程组装以用于 NIR-II 癌症诊疗
杂志：Angewandte Chemie International Edition
发表时间：2024 年 2 月
关键发现：
该研究提出了一种基于人工碱基的拓扑单链 DNA 编码策略，用于合成具有可调价态的 NIR-II 分子纳米结构，并通过空间组装这些纳米结构来调节它们在生物系统中的行为。
研究人员合成了具有强 NIR-II 吸收的三价 CuS 纳米点，并建立了 pH 响应、尺寸可调的 CuS-i 纳米结构，用于成像引导的增强光热治疗。
研究发现，CuS-i 在酸性肿瘤微环境中发生解组装并深入肿瘤组织，从而实现了肿瘤积累和穿透之间的精细平衡，克服了传统光敏剂治疗的局限性。
结论：该研究开发的基于 DNA 编码的策略为工程化具有良好 NIR-II 光学性质的分子纳米结构提供了一种通用的平台，并实现了可编程组装和精确控制成分和表面价态，并将用于生物成像、生物传感、药物递送和治疗等领域。
第三篇
湖南大学邱丽萍教授 & 谭蔚泓院士，发表论文：
图 3 相关研究（图源：Journal of the American Chemical Society）
题目：DNA 纳米机器调控蛋白细胞膜分区分配
杂志：Journal of the American Chemical Society
发表时间：2024 年 3 月
关键发现：
研究人员通过凝胶电泳、共聚焦激光扫描显微镜等技术证实了三个胆固醇标记顶点（Tcho3）和三个生育酚标记顶点（Ttcp3）的成功构建，并证明了它们可以有效地锚定在细胞膜上，并且具有很好的稳定性和靶向性。
研究人员以 PTK7 为模型蛋白，证实了 Ap-Tcho3 可以将 PTK7 富集到脂质有序（Lo）区域，而 Ap-Ttcp3 可以将 PTK7 富集到脂质无序（Ld）区域。
该研究发现，PTK7 在 Lo 区域的富集可以促进肿瘤细胞的迁移，而 PTK7 在 Ld 区域的富集则会抑制细胞的迁移。
研究人员以 CD45 为模型蛋白，证实了 Ab-Tcho3 可以将 CD45 富集到 Lo 区域，而 Ab-Ttcp3 可以将 CD45 富集到 Ld 区域。
研究人员发现，CD45 在 Lo 区域的富集可以抑制 T 细胞的活化，而 CD45 在 Ld 区域的富集则会促进 T 细胞的活化。
结论：该研究开发了一种基于 DNA 纳米器件的膜分区调控技术，可以动态地调节特定蛋白质在 Lo 和 Ld 区域之间的分布，并影响其生物学功能。该技术为研究细胞信号传导和疾病病理机制提供了新的工具。
第四篇
上海交通大学/中国科学院杭州医学研究所韩达研究员 & 谭蔚泓院士，发表论文：
图 4 相关研究（图源：Science Advances）
题目：基于 DNA 回路的分子事件记录
杂志：Science Advances
发表时间：2024 年 4 月
关键发现：
文章报道了一种名为「分子事件记录器」（MER）的新型 DNA 电路，能够记录分子事件的发生顺序、强度和持续时间。
MER 能够以高精度记录分子事件的发生顺序（88%）、浓度（100%）和持续时间（75%）。
MER 的模块化设计使其具有高度的编程性，可根据不同需求进行定制。
结论：这项研究开发了一种基于 DNA 的分子事件记录器，它可以记录分子事件的顺序、浓度和持续时间。这种 MER 可以用于研究细胞信号传导和基因调控网络，并具有广泛的应用前景。
第五篇
湖南大学邱丽萍教授 & 谭蔚泓院士，发表论文：
图 5 相关研究（图源：Nano Letters）
题目：基于DNA反应回路的多细胞群落生物行为调控
杂志：Nano Letters
发表时间：2024 年 5 月
关键发现：
研究人员使用 DNA 构建了膜锚定的 DNA 四面体（TDN）作为纳米支架，并将反应电路整合到三种不同的细胞中，以调节其感应和响应行为。
TDN 被用作抗原感应受体（AR）并锚定在模拟 APC（mAPC）的表面，用于捕获抗原信号。
TDN 被用作 T 细胞活性调节受体（TR）并锚定在模拟 T 细胞（mTC）的表面，用于感知和响应 mAPC 的激活信号。ATP 的释放导致 mTC 与 mAPC 解离，模拟了 T 细胞的激活和解离过程。
研究强调，杂交链式反应（HCR）被引入到激活的 mTC 中，能够赋予它们肿瘤靶向和杀伤能力。此外，Sgc8c 适配体用于靶向肿瘤细胞，而二氢卟吩 e6（Ce6）光敏剂用于产生单线态氧（1O2）杀死肿瘤细胞。
该平台具有模块化和特异性，可以用于编程细胞间的反应，并可以扩展到模拟和操纵不同的生物学过程。
结论：这项研究利用 DNA 构建了非遗传反应电路，模拟了 T 细胞介导的抗癌免疫反应，为开发新型治疗方法提供了新的思路。总的来说，该研究平台可以扩展到模拟和操纵其他生物学过程，为治疗多种疾病提供新的策略。
第六篇
上海交通大学杨宇教授 & 谭蔚泓院士，发表论文：
图 6 相关研究（图源：Journal of the American Chemical Society）
题目：酶簇球形核酸通过缓解肿瘤乏氧增强铜死亡和抗肿瘤免疫反应
杂志：Journal of the American Chemical Society
发表时间：2024 年 5 月
关键发现：
通过滚环扩增技术，将过氧化氢酶（CAT）和富含 CpG 序列的单链 DNA 结合，构建了 CAT-ecSNA-Cu 纳米平台。
长链 DNA 保护的 CAT 通过催化 H2O2 转化为 O2 来增强线粒体呼吸，从而增强铜死亡的敏感性。
肿瘤氧合增加抑制了缺氧诱导因子-1（HIF-1）蛋白的表达，从而缓解了免疫抑制的肿瘤微环境。
铜死亡诱导免疫原性细胞死亡（ICD），促进树突状细胞（DC）成熟，并通过 polyCpG 支持的 Toll 样受体 9（TLR9）激活增强抗原呈递。
铜死亡（Cuproptosis）诱导的肿瘤细胞 PD-L1 上调补充检查点阻滞剂（αPD-L1），增强抗肿瘤免疫力。
结论：CAT-ecSNA-Cu 纳米平台是一种高效、安全、多功能的治疗平台，可以缓解肿瘤缺氧，增强铜死亡介导的抗肿瘤免疫反应，抑制肿瘤生长、转移和复发，并诱导机体产生长期免疫记忆。该研究深入探讨了铜死亡与免疫治疗之间的联系，为基于铜死亡的治疗平台开发提供了新的思路。
第七篇
中国科学院杭州医学研究所/上海交通大学韩达研究员 & 谭蔚泓院士，发表论文：
图 7 相关研究（图源：Angewandte Chemie International Edition）
题目：利用 DNA 编码的细胞模拟物实现环境适应性跨膜通道释放诱导的细胞死亡
杂志：Angewandte Chemie International Edition
发表时间：2024 年 7 月
关键发现：
该研究开发了一种名为 ARTC 的 DNA 编码人工 T 细胞模型，该模型模仿了 T 细胞的行为，能够与生物细胞建立物理化学相互作用。
ARTC 主要由两部分组成：一部分是通过热诱导 DNA 自组装形成的全 DNA 细胞状微球，其作为人工细胞的基本框架。在其内部包含着一个特殊设计的双链 DNA 复合体（IG），该复合体包含三个功能区：一个 DNA 微球内部的桥接序列（m* 区）、一个对酸性 pH 值敏感的 i-motif DNA 段，以及一个能够与 i-motif 区结合的单链 DNA（LG4）。
ARTC 能够在微酸性环境下诱导细胞凋亡，通过释放跨膜通道选择性地流出细胞内钾离子，产生强大的细胞毒性效应。
LG4 能够有效地整合到邻近活细胞的膜中，并选择性运输钾离子，破坏细胞稳态，最终导致细胞凋亡。
结论：该研究通过利用 DNA 编码的细胞模拟物与活细胞之间的智能物理化学相互作用，未来这些细胞模拟物有望被用作靶向治疗剂，实现精确和可控的治疗以恢复细胞功能。
第八篇
中国科学院杭州医学研究所吴芩 & 魏永 & 谭蔚泓院士，发表论文：
图 8 相关研究（图源：Nature Communications）
题目：阻断剂 SELEX：一种结构导向的策略用于开发不可药物化转录因子互作的抑制性适配体
杂志：Nature Communications
发表时间：2024 年 4 月
关键发现：
该研究开发了 Blocker-SELEX 策略，通过结合结构导向虚拟筛选和竞争性荧光偏振分析，可以有效地筛选出能够阻断转录因子蛋白-蛋白相互作用的抑制性 aptamer（iAptamer）。
通过 Blocker-SELEX 策略，研究人员成功开发了一系列 iAptamer，它们可以阻断 SCAF4 或 SCAF8 与 RNAP2 的相互作用，从而影响基因表达并抑制细胞增殖。
该研究还开发了一种靶向癌基因 MYC 与 WDR5 相互作用的 iAptamer，该 iAptamer 可以阻断这种相互作用，并抑制肿瘤细胞的生长。
结论：Blocker-SELEX 策略是一种有效的设计和筛选 iAptamer 的方法，可以用于阻断转录因子蛋白-蛋白相互作用。此外，iAptamer 具有在细胞内阻断目标蛋白相互作用的潜力，并可能用于治疗与转录因子相互作用相关的疾病。总的来说，iAptamer 是一种有前景的药物发现工具，可以用于开发针对「不可成药」靶点的治疗方法。
第九篇
中国科学院杭州医学研究所谭蔚泓院士 & 吴芩，发表论文：
图 9 相关研究（图源：Cell Chemical Biology）
题目：化学筛选确定PRMT5是紫杉醇耐药三阴性乳腺癌的脆弱治疗靶点
杂志：Cell Chemical Biology
发表时间：2024 年 9 月
关键发现：
通过化学探针筛选，研究人员发现紫杉醇耐药的三阴性乳腺癌细胞（TNBC）细胞对蛋白质精氨酸甲基转移酶（PRMTs）抑制剂具有获得性敏感性，这意味着抑制 PRMTs 可以有效地杀死这些耐药细胞。
PRMT5 抑制会改变 RNA 剪接，尤其是 AURKB 基因的内含子保留，导致 AURKB 蛋白水平降低，最终导致细胞在分裂过程中发生分裂灾难，即细胞死亡。
抑制 I 型 PRMTs 与 PRMT5 抑制剂的联合使用可以进一步增强对耐药细胞肿瘤生长的抑制，这可能为克服耐药性提供新的策略。
结论：该研究鉴定了 PRMTs 可作为紫杉醇耐药 TNBC 新的治疗靶点，并揭示了其调控剪接和细胞凋亡的新机制，为克服 TNBC 紫杉醇耐药提供新策略。
第十篇
中国科学院杭州医学研究所张璟副研究员 & 谭蔚泓院士，发表论文：
图 10 相关研究（图源：Nano Letters）
题目：mRNA 肿瘤疫苗新抗原发现方法和临床研究进展
杂志：Nano Letters
发表时间：2024 年 10 月
关键发现：
文章讨论了多种肿瘤新抗原的来源，包括基因组、转录组和蛋白质组水平的改变。这些改变可以产生新的蛋白质或肽段，从而激活免疫反应。
文章详细介绍了几种 mRNA 疫苗的递送系统，包括脂质纳米颗粒（LNP）、脂质复合物（LPX）和聚合物纳米颗粒。
LNP 是目前最先进的递送系统，但需要进一步优化以提高效率并降低毒性；LPX 和聚合物纳米颗粒也具有潜力，但仍需解决稳定性和细胞靶向等问题。
结论：该研究认为，基于 mRNA 的癌症疫苗具有巨大的潜力，可以有效地治疗多种类型的癌症。此外，通过不断改进抗原发现和递送系统，可以进一步提高 mRNA 癌症疫苗的临床疗效。同时，mRNA 癌症疫苗的未来发展方向包括个性化治疗、克服免疫抵抗以及与其他疗法的联合使用。总的来说，mRNA 癌症疫苗有望成为癌症治疗的重要策略，并为患者带来新的希望。
第十一篇
上海交通大学孙洋 & 徐海燕 & 谭蔚泓院士，发表论文：
图 11 相关研究（图源：Signal Transduction and Targeted Therapy）
题目：利用细菌负载核酸适配体-药物偶联物治疗胰腺癌
杂志：Signal Transduction and Targeted Therapy
发表时间：2024 年 10 月
关键发现：
利用细菌负载核酸适配体-药物偶联物（ApDC），将细菌的实体瘤穿透能力和 ApDC 的靶向和毒性作用结合起来，能够显著延长 ApDC 在血液中的稳定性，并从原来的 12 小时延长到 48 小时。
与游离药物组相比，ApDC 负载细菌组在肿瘤部位的药物浓度更高，且能够增强药物的靶向性。
ApDC 的靶向结合能力使细菌在肿瘤部位的定植量增加了三倍，从而提高了治疗效果。
ApDC 和细菌的协同作用导致肿瘤细胞死亡增加，包括坏死和凋亡。
细菌的定植和 ApDC 的释放导致肿瘤部位 T 细胞浸润增加，且增强了抗肿瘤免疫反应。
结论：该项研究提出了一种创新的胰腺癌联合治疗方案，通过将 ApDC 与 VNP20009 结合，将细菌的渗透能力与 ApDC 的靶向和毒性作用相结合。总的来说，该策略利用了细菌以及 ApDC 的优势，不仅实现了化疗和免疫治疗的协同作用，同时也有效克服了胰腺癌治疗的难题。
参考资料：（上下滑动查阅）
[1] Wang YJ, Yi ZG, Guo, J, et al. In vivo ultrasound-induced luminescence molecular imaging. Nature Photonics. 2024 Feb 16;18(4): 334-343.
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[3] Ma YH, Zhu Y, Wu H, et al. Domain-Targeted Membrane Partitioning of Specific Proteins with DNA Nanodevices. J Am Chem Soc. 2024 Mar 20;146(11):7640-7648.
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[11] Xiao Y, Pan T, Da W, et al. Aptamer-drug conjugates-loaded bacteria for pancreatic cancer synergistic therapy. Signal Transduct Target Ther. 2024 Oct 14;9(1):272.
简介：
谭蔚泓，博士、教授、博士生导师，中国科学院院士、发展中国家科学院院士、欧洲科学院院士、中国科学院杭州医学研究所所长、浙江省肿瘤医院院长。现任教育部科技委员会委员，国家自然科学基金委化学部咨询委员会委员，科技部纳米 专项专家委员会委员等；美国化学会 J.Am.Chem.Soc. 杂志副主编，ACS Nano、Chem Sci、国家科学评论等国内外期刊副主编或编委。长期致力于生物化学、生化分析和分子医学的教育和研究, 在国际上首先提出了核酸适体活细胞筛选的新概念，研制了特异性识别恶性肿瘤等病变细胞的分子探针和靶向药物，建立了多种基于功能核酸的重大疾病诊断治疗新方法与新技术，为诊断医学提供了新策略、新工具和新材料。谭蔚泓教授在 Science 等学术刊物上发表学术论文 1000 余篇，引用 95000 多次，H-index 170。2014-2023 连续十年入选全球高被引研究人员名单。研究成果分别获 2014 年和 2020 年国家自然科学二等奖，2018 年何梁何利基金科学与技术进步奖，2018 年美国化学会「光谱化学分析奖」，2019 年美国 PITTCON 分析化学成就奖、2019 年 Ralph N. Adams 生物分析化学成就奖， 2022 树兰医学奖。
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