天津大学常津教授团队探索“磁-力发光”微器件远程调控光遗传蛋白

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应力发光材料是一类在微弱的机械外力刺激下，其内部储存的能量以发光形式释放的材料。灵敏感应外力的特性使其在生物医学领域（应力传感、人造皮肤等）有良好的应用前景。然而，现有接触式的激活方式限制了其在深层生物组织的应用。因此，寻找一种非接触的激活方式对于拓宽应力发光材料在生物医学领域的应用十分重要。近日，天津大学生命科学学院常津教授团队在Advanced Functional Materials (IF:16.8)上发表了题为“Remoteregulation of optogenetic proteins by a magneto-luminescence microdevice”的论文。本论文将应力发光材料（掺杂镧系元素的CaZnOS晶体）和磁棒结合，构建了非植入式和植入式“磁-力发光”微器件。并以此微器件及操作系统为基础开展了不同深度组织中光遗传蛋白的调控研究，包括浅表肿瘤的光动力治疗和小鼠的神经调节。本文要点：1）非植入式和植入式“磁-力发光”微器件发光裸眼可见、光强可调且具有良好的光稳定性。

2）非植入式“磁-力发光”微器件刺激表达有光遗传蛋白（KillerRed）的肿瘤细胞产生大量活性氧，用于抑制皮下肿瘤的生长。

3）植入式“磁-力发光”微器件刺激表达有光遗传蛋白（C1V1）的大鼠初级运动皮层，用于自由移动大鼠的行为学研究。这项工作不仅为光遗传学开辟了一条新的途径，而且为拓展应力发光材料的生物医学应用提供了一种新的激发模式。

论文第一作者为天津大学生命科学学院博士生张英英和香港城市大学博士生张鑫，论文通讯作者为天津大学生命科学学院常津教授、王汉杰副教授和香港城市大学王锋副教授。天津大学生命科学学院为论文第一完成单位，该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金的资助支持。

参考文献：

Zhang, Y.; Zhang, X.; Wang, H.; Tian, Y.; Pan, H.;Zhang, L.; Wang, F.; Chang, J., Remote Regulation of Optogenetic Proteins by aMagneto‐Luminescence Microdevice. Advanced Functional Materials 2020, 2006357.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202006357

作者简介

常津教授，享受国务院政府特殊津贴专家。现任天津大学生科院纳米生物医学研究所所长，天津市微纳生物材料与检疗工程技术中心主任，中国颗粒学会副理事长，中国生物医学工程学会纳米医学与工程分会主任，天津市生物医学工程学会理事长。多年来主要从事纳米生物医学材料和技术在肿瘤和老年痴呆等重大疾病诊疗方面的基础和应用研究。已承担国家重点研发计划、863重点项目、国家自然科学基金等项目50余项。累计科研经费3800余万元。在Advanced Materials、Advanced Functional Materials、Advanced Science、 ACS Nano、Chemical Engineering Journal 、Biomaterials、Biosensors and Bioelectronics等国内外杂志发表学术论文300余篇，其中SCI论文200余篇，累计SCI影响因子>1000。获得国家授权发明专利36项；主编和参编国内外学术专著3部；荣获天津市自然科学一等奖1项，天津市科技进步一等奖3项，被中国科协授予“全国优秀科技工作者”称号。已培养博士和硕士研究生120余名。团队荣获“天津市教育系统劳动竞赛示范集体”、“天津大学劳动竞赛示范集体”和“天津大学金牌活力实验室”称号。

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