中国博士后基金申请书范例清华大学.docx

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中国博士后基金申请书范例清华大学

投送一级学科：

生物医学工程

二级学科：

原　件

复印件

中国博士后科学基金

资助金申请表

申请人姓名

XXX

编号

33151

设站单位

清华大学机械系

流动站名称

（一级学科）

材料科学与工程

进站日期

2005年10月14日

通讯地址

清华大学西主楼

生物制造工程研究所

邮政编码

100084

电话

2006年10月18日填表

申请须知

1.申请者必须认真阅读现时执行的《中国博士后基金资助条例》，并按该条例有关规定进行申请。

2.申请者打字填写（如不具备打字条件时，请用钢笔或圆珠笔正楷书写，不要用铅笔填写）本表1至6页，并由两位推荐人在7和8页分别填写推荐意见，报所在设站单位（含经批准招收博士后的非设站单位，下同）。

经设站单位在9页填写审核意见后再用B5复印纸进行复制。

3.每位申请者需向中国博士后科学基金会交纳评审资料费100元人民币，未交纳者，不予受理。

4.各设站单位于每年三月十日至三月三十一日或九月十日至九月十五日期间将本单位所有申请者的《申请表》（一式七份，必含原件）和评审资料费集中汇至中国博士后科学基金会。

5.本表封面上的“原件”和“复印件”系指本份材料是原件或复印件，请在相应的方框内打“√”；“编号”系指申请进站时，全国博士后管委会办公室或有关省、市对博士后研究人员的统一编号；“投送学科”系指申请资助项目所属的学科领域。

若是交叉学科或跨学科，则应填写所涉及的主要学科名称。

学科须按国务院学位委员会公布的标准名称填写。

6.填表必须实事求是，认真翔实，不得虚报或留空。

有的栏目如无内容可填，请写上“无”、“未”等字；5若填写不下，可另附纸。

姓名

XXX

性别

男

出生年月

1976年11月

民族

汉

博士后日常经

费来源

国家资助✍　单位自筹✍　企业提供（企业博士后）✍　

来自重大科研项目经费（项目博士后）✍　

学位

获得年月

攻读学位单位

学位论文题目

导师

学

学

士

1999年7月

浙江大学

达那唑滴丸药代动力学和生物利用度研究

XXX（副教授）

位

情

硕

士

浙江大学

硕博连读

况

博

士

2005年6月

浙江大学

Ⅱ型糖尿病/代谢综合症药物筛选和机制研究

XXX（教授）

起止年月

单位

研究工作

职务

主

2001-2002

浙江大学

生物医学工程系

非线性神经信息学在嗅觉机理研究中的应用

博士生

要

研

2002-2003

浙江大学

生物医学工程系

生物医学工程技术在中药开发中的应用

博士生

究

工

2002-2003

浙江大学

生物医学工程系

一氧化氮表达的细胞三维图像的可视化和定量分析

博士生

作

经

2003-2004

浙江大学

生物医学工程系

基于生物医学工程技术的代谢综合症药物筛选和评价体系研究

博士生

历

2004-2005

浙江大学

生物医学工程系

印度尼西亚天然药物的高内涵筛选评价

博士生

2005-至今

清华大学

生物制造研究所

脂肪干细胞三维受控组装和分化机制研究

博士后

主要研究成果：

已发表在国内外核心学术刊物上的论文题目、全部作者署名顺序、发表时间、刊登论文的刊物名称以及被SCI、EI、ISR、SSCI收录、引用的情况；获得专利的名称、内容和号码；有何发明创造、技术革新、工艺设计和过程等。

请务必具体说明以上成果的科学价值、应用前景、经济效益、社会效益以及本人在这些成果中的主要贡献及所获得奖励的名称、等级和获奖人的排名顺序。

一、发表的相关论文

（略）

二、曾经负责和参加过的主要科研项目：

（略）

三、所获奖励

（略）

四、以上成果的科学价值、应用前景、经济效益、社会效益以及本人在这些成果中的主要贡献

（略）

申　请　资　助　项　目　情　况

名

中文

基于细胞组装技术的高内涵药物筛选理论和方法研究

称

英文

研究类别

基础研究✍　应用基础✍　技术开发✍　

国家重点项目✍　省市或部门重大项目✍　自选项目✍

项目来源

863高技术研究项目✍　国家自然科学基金项目✍　

其它项目✍　

研究经费

来源及

数额

博士后日常经费0.5万元

项目的具体内容、预期目标及国内外在这方面研究的现状：

一、研究内容

研究将组织工程中的细胞组装技术，应用于高内涵药物筛选的理论和方法，以面向解决代谢综合症的药物高内涵筛选方法为具体目标，主要研究多细胞三维组装，脂肪干细胞培养，功能控制，生物定量检测，高内涵药物筛选应用方案等研究内容。

具体如下：

1）细胞/材料三维受控组装工艺和设备优化，研究满足机械成型、细胞结构和功能要求的，生物材料和组装结构；

2）研究细胞/材料三维受控组装过程中不同细胞数量、位置、功能控制的理论和方法；

3）以面向代谢综合症的高内涵药物筛选技术为具体目标，研究能量代谢系统的网络结构、调控主轴等基础理论。

选择和培养构建筛选体系的细胞（脂肪干细胞）。

4）研究三维多细胞体中和代谢紊乱有关的生理生化信息，细胞结构和功能的完整性，给出适用于高内涵筛选的无损、实时、定量检测技术和信息处理方法。

5）应用多细胞系统对代谢综合症病理建模；针对高内涵筛选技术给出标准化的应用方案，总结和推广基于细胞组装技术的高内涵药物筛选的一系列理论和方法。

二、研究目标

立足于利用组织工程学的理论和方法，进行高内涵药物筛选技术研究。

从而为组织工程开辟新的研究和应用领域，解决药物研发领域的困境。

主要研究基于细胞组装技术的高内涵药物筛选理论和方法，重点在以下几个方向上有关键的突破和创新：

1）三维多细胞系统组装技术和功能控制，给出优化的细胞组装工艺和多细胞系统功能控制的理论和方法

2）建立适用于高内涵筛选技术的，对三维多细胞微系统生理生化信息无损、实时和定量的检测技术和数据处理方法。

3）给出标准可行的高内涵筛选平台应用方案。

总结基于细胞组装技术的高内涵药物筛选技术的一系列理论和方法

通过本项研究，在国内外核心学术刊物及重要学术会议上发表3-4篇SCI收录的论文,申请1项发明专利。

协助合作导师培养1名博士研究生和1名硕士研究生。

三、国内外研究现状及分析

（一）组织工程学发展现状

组织工程学经过多年发展，积累了许多理论和技术。

其中最先进的技术之一，便是以活细胞为材料的制造技术，如：

MIT的GriffithLG等人开发的细胞3D打印技术，以细胞为组装材料，打印出有活性的三维多细胞系统[2]；明尼苏达大学的OddeDJ和密歇根理工大学的RennMJ开发的使用激光引导直写堆积细胞技术[3]。

哈佛HolmlinRE等利用光镊技术，使用三个激光束控制细胞，进行了细胞间组装[4]。

德雷珀实验室BorensteinJ和MIT的等，利用芯片制造工艺，制造出微血管系统[5]。

然而，由于器官结构的精细和复杂性，这些技术面对制造肝、肾、心脏等复杂器官还有很多问题亟待解决。

国内外学者在05年清华召开的国际会议上普遍认为，要做出可移植的器官任重道远，乐观估计至少还需要10-20年[6]。

与此同时，一些研究者，近年来利用组织工程技术制造的三维多细胞体开展研究，取得显着成果。

比如普林斯顿大学的BasuS等人，利用人造三维多细胞体，研究了发育生物学的焦点问题：

模式建成（patternformation）[7]。

HotaryKB等利用三维多细胞体，发现MT1-MMP通过改变细胞空间几何形状，影响肿瘤细胞在3D基质中的增殖[8]。

BasuS指出，构造和研究三维多细胞体，可以提高对生物发育和生理功能的了解，可应用于生物材料，生物感测研究中。

这些研究成果给我们一个启示，现有的组织工程技术在生命科学其它领域，包括药物研发领域中有重要的研究和应用价值。

种子细胞是组织工程研究的另一要素。

干细胞被认为是最好的种子细胞来源。

如胚胎干细胞（embryonicstemcells，ES），McCloskeyKE等最近利用ES细胞分化的内皮细胞，在体外构建组织工程血管[9]。

然而，ES细胞的应用目前存在许多问题：

ES细胞自体获取困难；不易保存；并具有一定的成瘤性，ChakravartiA等研究了9种人类ES细胞系，其中8种在分裂数十代后出现与癌变有关的基因突变[10]。

间充质干细胞（mesenchymalstemcells，MSCs）也是种子细胞的重要来源，其中脂肪干细胞是当前的研究热点。

脂肪干细胞最早由UCLA的ZukPA等人[11]，从人抽脂术中抽取的脂肪组织中分离培养，并证实为多能干细胞，能向脂肪细胞、成骨细胞、肌肉细胞等定向分化。

同其他干细胞相比，脂肪干细胞具有自体取材、来源丰富、抽取方便、损伤小、增殖快速等优点。

因此脂肪干细胞是优秀的自体组织工程种子细胞。

本研究拟采用脂肪干细胞作为主要种子细胞。

在国内组织工程研究领域，申请者所在清华大学生物制造工程研究所，颜永年基于快速成型（RP）原理，开发了组织工程支架三维制造技术，细胞三维受控组装技术[12]（如图1），可以将细胞-材料混合组装出带有规则通道，保证培养液流通的三维微结构体。

军事医学科学院，王常勇在生物反应器内初步构建了组织工程化心肌组织；赵春华等将脂肪干细胞诱导分化为内皮细胞[13]。

973“组织工程学重要基础科学问题研究”项目首席科学家曹谊林的团队，最近应用组织工程学技术修复了高等动物的颅骨、

A.细胞三维组装机结构B.多喷头细胞三维组装机Ⅱ

C.细胞-材料三维组装体D.肝细胞-材料三维组装体显微结构

图1.基于RP离散堆积原理细胞组装机和组装出的细胞-材料三维组装体

软骨、肌腱等组织缺损。

第二军医大学的等人，用HaCaT细胞构建的组织工程皮肤，研究了酮洛芬及其异丙酯的经皮渗透作用[14]。

总的来说，我国的组织工程学研究在一些领域已处于国际领先水平，但面对复杂器官制造同样任重道远，在药物研究领域的应用则只有初步的尝试。

综上，虽然器官的制造还有较长路要走，但以组织工程学现有技术，特别是先进的细胞组装技术，已经可以构建由细胞-材料组成的微系统，并保证系统内物质交换，细胞代谢，乃至信号传导，如果选择合适的切入点，甚至可以完成某些生理功能。

构建和研究这样的微系统，不但可以促进组织工程学的发展，对生命科学的其他研究领域都有重要意义，特别是对药物研发领域有重要的理论和应用价值。

（二）药物研发领域的现状

在药物研发领域，90年代以来，基于分子和细胞水平信息检测的高通量筛选技术（High-ThroughputScreening,HTS），成为新药开发的主要手段。

但由于整体是由多种细胞在三维空间有序排列，不同细胞间进行信号传导、调控的复杂体系；与HTS技术的基础：

体外研究单个药物靶标、细胞二维培养、细胞结构和功能不完整是完全不同的。

这种差异对细胞造成显着影响，如KangX发现相比二维培养，脂肪细胞在三维培养环境中，其形态、增殖、分化，基因表达，代谢等生理功能存在明显差异[15]。

正是这种差异，造成了目前困扰全球药物研发机构的问题——HTS快速筛选出药物先导物，但其中绝大多数在整体实验中没有药理活性。

HTS迫切需要发展为高成功率的高内涵筛选（HighContentScreening，HCS）已成为药物研究领域的共识[16]。

HCS的前提是保持细胞结构和功能完整性和同步检测样品对细胞多个生理生化参数的影响。

但目前在保持细胞结构和功能完整性的前提上没有大的进展。

为模拟细胞真实的体内环境，已有研究者利用简单的三维多细胞体进行药物研究。

如LianaAdam用细胞囊这样的三维多细胞体，进行肿瘤药物研究[17]。

Riccalton-BanksL[18]和GriffithLG[19]，分别用不同方法体构建了肝细胞三维多细胞系统，用于研究药物代谢和毒性。

其中Riccalton-BanksL将细胞培养在生物降解性基质上，形成三维多细胞体，再现了肝脏的生理功能，并维持了2个月。

这些研究促使我们提出利用细胞三维组装技术构建含多种细胞的微系统模型，进行HCS研究。

在这一构想下，选择一个合适的研究切入点显得尤为重要，而代谢综合症就是本研究选择的切入点。

代谢综合症（Metabolicsyndrome,MS）是21世纪威胁人类健康最主要的疾病，它包括以下一些能量代谢系统紊乱引起的疾病：

肥胖、糖尿病、高血脂、高血压等[20]。

由于代谢系统的网络和系统性，现有筛选技术更难以满足面向代谢综合症的药物筛选要求。

能量代谢系统主要由多群不同功能的细胞构成，通过内分泌等细胞通讯手段，组成调控机体能量代谢的复杂网络系统。

该系统对空间结构有要求，但又不非常复杂，以现有的细胞组装技术可以部分仿真这样的生理系统功能。

调控能量代谢系统的主轴是脂肪细胞和胰岛β细胞，其中脂肪细胞的作用是研究的热点。

从发现脂肪细胞分泌瘦素（leptin）[21]，到脂肪激素脂联素（adiponectin）[22]，抵抗素（Resistin）[23]等的发现，十年来的研究显示，脂肪细胞表达分泌近百种蛋白，其中多数可以对体内能量代谢进行调节。

这一发现，揭示了脂肪细胞在调控机体的能量代谢中的重要作用，为我们提供了构建多细胞系统进行代谢综合症药物筛选的理论基础。

在国内，由于资金有限，药物研发高成本和高风险带来的影响更为严重。

同时，04年来罗氏、诺华、默克等大型跨国公司相继进入中国的药物研发领域，抢夺中国宝贵的中药资源。

中国迫切需要开发低成本高效率的药物研发技术。

为此，04年底国家新药筛选中心启动建设我国首个HCS技术平台[24]，陈竺院士，陈凯先院士和筛选中心主任王明伟在启动仪式上，同时指出在我国发展HCS技术的重要性。

而李健斋04年的普查发现，代谢综合症在北京中老年人群中的发病率大于20%[25]，使我国面向代谢综合症的药物研发更加迫切。

浙江大学郑筱祥教授，也强调筛选体系对细胞结构功能保持的重要性，申请者曾在其指导下，首次论证并建立了，利用计算机图象处理系统定量分析脂肪干细胞分化过程，筛选代谢综合症药物的系统，以较高的效率从中药中筛选出有效成分[26]，并对它们的作用机制进行了系统研究[27][28]。

通过以上分析可见，尽管组织工程要造出可移植器官还任重道远，但组织工程学的先进技术可以应用于其他研究领域取得成果。

在药物研发领域，由于药物高通量筛选技术具有低成功率的缺陷、高通量筛选迫切需要发展为高内涵，而目前高内涵筛选在保持细胞结构和功能完整性上没有较大进展。

而以组织工程学的细胞组装技术，完全可以构建由细胞-材料组成的微系统，并保证三维系统内物质交换，细胞代谢，信号传导等生理活动，从而保证系统内细胞结构和功能完整。

同时，对于21世纪威胁人类健康的主要疾病代谢综合症，由于代谢的网络性和系统性，现有筛选技术更难以满足其药物研发的需求，而能量代谢系统组成复杂度和的特性，适合于用现有的细胞组装技术来构建仿真，是研究良好的切入点。

由此，结合我们多年组织工程及药物研发的理论和应用研究基础，我们提出，以代谢综合症药物筛选为具体切入点，研究基于细胞组装技术的高内涵药物筛选的一系列理论和方法。

就我们所掌握的资料来看，目前国内外尚无他人提出类似的研究思路，本研究在国际上属领先，从理论上和应用上，尤其是思路和方法上都有一定的指导意义。

本项目有重要的理论价值和广泛的应用前景。

参考文献

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