交叉学科一瞥 | Journal of Biological Engineering编辑精选合集

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在过去的十年中，生物工程促进了多学科主题的融合，并在整合生物学原理和工程方法论以应对人类健康和地球健康的巨大挑战方面获得了巨大的成就。作为BMC 生物工程领域中首屈一指的期刊，Journal of Biological Engineering（JBE）近期推出了新的主题合集：“Emerging leaders in biological engineering”，旨在传播这一领域最新的研究进展和为之付出努力的行业先驱。

来自University of Arkansas 的Raj R. Rao在一篇社论中提到了这一合集的亮点。她谈到，大体上JBE推广的主题领域涵盖：合成生物学与细胞设计、生物分子、细胞和组织工程、生物生产与代谢工程、生物传感器、生态环境工程、生物工程教育等方面。本合集包含的近两年发表的多篇综述文章，均为经过编辑委员会成员推荐的高质量论文。同时，JBE对参与同行评审过程的多个评审员进行了查验。在这个合集的首发文章中，我们重点挑选了旨在呈现生物工程广度和影响力的文章。文章涉及个性化医学、人类疾病发展工程系统、跨物种的联系、细胞-材料相互作用、生物标志物、药物传递和成像生物系统等等。正如Jeong Yeol Yoon博士在2017年发表的一篇社论中强调的那样，生物工程不仅具有包容性，而且显示出其独特的潜力，可以将不同的工程学科连接起来，甚至将其他应用科学学科连接起来，从而融合成一个全新的研究领域。因此JBE新推出的这个两年一届的合集为科学界更多地了解该领域内重大挑战以及行业的前沿动态提供了一个良好的平台，帮助众多思想、概念和观点在这里进一步汇聚、融合！

快来一睹为快吧！

Protein-based vehicles for biomimetic RNAi delivery

用于仿生RNAi传递的蛋白质载体

Alex Eli Pottash et.al.

Doi:10.1186/s13036-018-0130-7

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Protein-based vehicles for biomimetic RNAi delivery

NA干扰（RNAi）技术的成功依赖于有效的传递方法。为此，研究人员开发了多种策略，包括对RNA的化学修饰、病毒和非病毒转染方法，以及与诸如聚合物和脂质纳米粒、工程蛋白质和天然蛋白质、细胞外囊泡（EVs）等运载工具的结合。其中，作为受仿生学启发的EVs和以蛋白质为基础的载体脱颖而出。这篇综述涵盖了用于RNAi传递的工程蛋白载体，以及目前已知的自然存在的细胞外RNA载体，以揭示这些载体的设计思路从而为以后的载体构建带来启示。

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Current trends in biomarker discovery and analysis tools for traumatic brain injury

创伤性脑损伤生物标志物的发现及其分析工具的发展趋势

Briana I. Martinez and Sarah E. Stabenfeldt

Doi:10.1186/s13036-019-0145-8

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Current trends in biomarker discovery and analysis tools for traumatic brain injury

美国每年有170万人受到创伤性脑损伤（TBI）的影响，导致终生认知和行为功能缺陷。神经损伤的复杂病理生理学特点是研发特异性诊断工具的主要障碍。鉴于其他疾病（如癌症）的生物标志物对疾病的发生和发展提供了关键的思路，有助于帮助科研人员开发强有力的临床干预工具。因此，研究人员也开始攻克脑外科领域的生物标志物，并取得了实质性的进展，且有望转化到临床以应用于脑外伤患者的诊断和护理。这篇综述关注在神经损伤生物标志物发现上的进展，包括从基于统计学的方法到成像和机器学习的方法，以及现有技术的发展情况。

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Inhibition of bacterial toxin recognition of membrane components as an anti-virulence strategy

一种新的抗毒力策略：抑制细菌毒素的膜识别组分

Eric Krueger and Angela C. Brown

Doi:10.1186/s13036-018-0138-z

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Inhibition of bacterial toxin recognition of membrane components as an anti-virulence strategy

随着当前抗生素耐药性的提高，人们迫切需要新的治疗细菌性疾病的方法。为此，许多研究小组开始设计和研究替代疗法。由于许多致病细菌释放的蛋白毒素可以导致或加重疾病，因此，抑制细菌毒素的活性是一种有前途的抗毒力策略。在这篇综述中，Eric Krueger等人描述了几种抑制细菌毒素与宿主细胞膜成分相互作用的方法。作者回顾了前人在抑制与蛋白质受体结合、与必需膜脂成分结合、抑制复合物的组装以及抑制孔形成的研究中所做的努力。并提到虽然这些分子没有在临床试验中得到证实，但在体外和体内的研究结果表明它们作为传统抗生素的新替代品和/或补充物均有十分明朗的应用前景。

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Direct cell reprogramming for tissue engineering and regenerative medicine

组织工程和再生医学的细胞直接重编程

Alexander Grath and Guohao Dai 

Doi:10.1186/s13036-019-0144-9

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Direct cell reprogramming for tissue engineering and regenerative medicine

细胞直接重编程，也称为转分化，是指在无需通过诱导细胞多能性的前提下便能将体内丰富的细胞重新编程为所需的细胞表型，这些表型能够恢复受损区域的组织功能。因此，细胞直接重编程是细胞组织工程和再生医学领域的一个有前途的研究方向。在这篇综述中，来自美国东北大学的Alexander Grath等人为我们总结了各种细胞重编程技术的最新进展，它们在转化各种体细胞中的应用，在组织再生中的应用，以及向临床应用进行过渡所面临的挑战，和潜在的解决方案。

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Hydrophobins: multifunctional biosurfactants for interface engineering

疏水蛋白：界面工程领域多功能的生物表面活性剂

Bryan W. Berger and Nathanael D. Sallada

Doi:10.1186/s13036-018-0136-1

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Hydrophobins: multifunctional biosurfactants for interface engineering

疏水蛋白是一类表面活性很强的蛋白质，具有广泛的界面工程应用前景。由于所识别的独特疏水蛋白序列数量庞大且不断在增加，使用蛋白质工程和其他方法为特定应用设计相应的蛋白变体十分必要。在这篇综述中，作者介绍了疏水蛋白技术及其生产策略的最新应用和进展。疏水蛋白的应用包括但不限于疏水药物的增溶和传递、蛋白质标签纯化、蛋白质和细胞固定、抗菌涂层、生物传感器、生物矿化模板和乳化剂等等。Bryan W. Berger指出，尽管它们在广泛的应用领域有着巨大的应用前景，但开发新的生产策略是提高低重组产量以使其在更广泛的领域得以应用的关键。因此，将这些疏水蛋白得以推广到商业应用中，进一步优化表达系统和产量仍然是科学家们所面临的挑战。

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Engineered In Vitro Models of Tumor Dormancy and Reactivation

设计体外肿瘤休眠和再激活模型

Shantanu Pradhan et.al.

Doi: 10.1186/s13036-018-0120-9

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Engineered In Vitro Models of Tumor Dormancy and Reactivation

控制癌症死亡的主要障碍是肿瘤的转移和复发。原发部位残留的肿瘤细胞，或继发部位的弥散性肿瘤细胞可长期处于休眠状态，数年至数十年后再活化为增殖生长状态。在本文中，作者就弥散性癌细胞死亡、单细胞休眠、肿瘤团休眠和转移性生长的微环境信号和他们的生物学机制以及诱发再活化的因素进行了总结。简要介绍了休眠肿瘤的分子靶点和治疗方法，并重点突出了以工程、体外、生物材料为基础的模拟肿瘤休眠和再激活的方法。

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