探索生物材料在免疫治疗中的具体应用——PNAS一作朱富威

近日，华东理工大学材料科学与工程学院、教育部生物医用材料工程研究中心刘昌胜院士团队近期在美国国家科学院院刊PNAS上发表题为“In situ licensing of mesenchymal stem cell immunomodulatory function via BMP-2 induced developmental process”的文章。炎症因子在增强间充质干细胞（MSCs）免疫调节能力的同时，也上调了细胞表面组织相容性抗原的表达，削弱了MSCs的免疫特权。该研究团队结合材料的生物学效应和骨形态发生蛋白（BMP）-2的成骨诱导能力，开发出一种在体内构建受控炎症微环境中原位许可MSCs免疫调节功能的独特方法。这种方法不仅能产生大量高质量的MSCs，还能降低其免疫原性并延长其疗效，为治疗免疫和炎症相关疾病提供了新的范式。

请您先介绍一下这篇文章的研究思路。

朱富威：这篇文章主要是解决间充质干细胞在炎症性疾病治疗中的一些局限性。由于充间质干细胞在体外炎症因子处理过程中会出现免疫原性升高、免疫豁免权丧失的现象，并且它功能的提升是短暂的，因此我们提出了一种创新的MSC调节功能的授权方法，就是通过生物材料与骨形态发生蛋白BMP-2的成骨诱导能力，在体内构建骨类器官形成一个体内的炎性环境，从而利用该炎性环境去激活MSC的免疫调节能力。

可以从不同角度和我们分享一下这项研究所攻克的难点吗？

朱富威：首先是实验设计方面，因为我们在这个实验中需要多种材料，包括对多糖基、蛋白基的材料进行分类比较，所以前期基于对材料的生物相容性、安全性以及制备批次的稳定性考虑，我们在材料的选择上进行了比较长时间的文献调研和预实验。其次是关于细胞的体外功能验证实验，由于我本身是材料学研究方向，对于巨噬细胞和T细胞这些免疫细胞的提取和培养都是第一次接触，所以在钻研此类实验上花费了很多时间，通过网上视频教学、询问技术人员等方式，最终顺利开展了实验。最后难点是在小鼠结肠炎模型中验证治疗效果，这个实验需要比较精确的实验设计和严格的操作流程才能确保结果的可靠和重复。

为什么会想到使用骨组织类器官来构建体内的炎症微环境呢？

朱富威：因为我们在前期的文献调研中发现MSC的免疫调节功能具有比较高的可塑性，它们的生物学命运会受到炎症环境的影响，当MSC被招募到炎症部位时，它的功能会受到周围免疫细胞的调节。我们在前期构建体内骨类器官的时候，发现类器官中不仅存在大量的MSC，还比正常的股骨有更高水平的炎症和更多的免疫细胞，因此我们猜想骨类器官可能是激活MSC功能的一个理想位点，于是我们进行了更进一步的研究。

这项研究对免疫疾病的治疗有怎样的意义？ 

朱富威：相较于传统的间充质干细胞，这种由植入核心材料而产生的干细胞可以借助发育过程进行体内免疫功能的原位授权，为激活间充质干细胞的免疫调节潜力提供了一个比较有前景的新方法，我们希望它能为干细胞的治疗带来一些变革。

这项研究中，瑞沃德FS800冷冻切片机帮助您完成了哪种类型的组织切片和染色实验？

朱富威：我使用瑞沃德切片机完成了一些很重要的切片实验，主要包括各个组别和各个发育时间点的骨类器官切片，以及小鼠结肠组织切片，并进行了免疫荧光染色，从中收获了很多重要的实验数据。

您使用瑞沃德切片机的感受怎么样？它有让您比较喜欢的地方吗？

朱富威：使用感非常棒，非常值得推荐给有需要的朋友！相比于之前使用过的其他品牌的切片机，瑞沃德切片机有一些我个人很喜欢的功能特点。首先它智能恒温，制冷效果好，可以较长时间全开窗切片，这很大程度地扩展了我的操作空间；其次它可以平铺操作，十分方便；最后机器本身还搭配了压平样品的辅助工具，可以帮助我更快地将样品固定在样品台上，这很实用！

在使用切片机时，您有没有一些切片技巧或注意事项可以分享给大家？

朱富威：结合个人经验，切片的时候一定要手稳，并且切片速度要均匀，不能过快或过慢；另外刀片对切片质量也会有一定影响，及时更换刀片也是一个比较关键但同时容易被大家忽视的点。

通过使用瑞沃德的产品以及与瑞沃德工作人员的沟通交流，您对瑞沃德整体印象如何？

朱富威：我认为瑞沃德是一家特别专业的生命科学仪器设备供应商。除了有好用的产品，值得一提的还有瑞沃德的服务，无论是售前还是售后环节，每当我有问题咨询时，即便不是工作日，他们都会非常高效地给予解答。以小窥大，这会让我更加信任瑞沃德。

您本科时期学的是什么专业？和现在的研究方向有什么联系吗？

朱富威：我本科也是就读华东理工大学，学的是高分子材料和工程，其实自己一直都是围绕生物材料这个方向学习和研究。

您为什么会对材料科学与工程这个领域感兴趣？

朱富威：我感觉材料在各个领域中都有比较广泛的应用，并且能够解决一些实际的问题。尤其在研究生期间接触到的一些具体的项目和实验中，我发现材料不仅具有物理性质和化学性质，还具有复杂多样的生物学效应，像这种科学理论与实际应用的高度结合，非常吸引我。

当初有哪些方面吸引您加入了刘昌胜院士团队呢？导师对您的学术成长有哪些重要影响？

朱富威：首先是导师的研究方向与自身的兴趣契合，其次还有导师的科研经验、教学风格以及团队学习氛围等方面，都让我想要加入刘老师团队。

导师带给我的重要影响我认为有两个方面：第一是对待科研要有严谨的科研方法和创新的科研思维，例如如何提炼科学问题，如何设计实验与分析数据等等；第二是要坚定信念，面对不断的实验积累和试错过程要学会保持平和的科学心态。

您是如何平衡科研和个人生活的？可以分享一些有效的时间管理技巧吗？

朱富威：还是需要劳逸结合。尤其现在各个行业都比较卷，但弦也不能一直紧绷着，否则可能会失去弹性，适当的休息放松是非常有必要的。

在时间管理上，结合我自身的经历，我认为首先需要克服的一大问题就是“拖延症”；其次我会制定详细的实验规划以及列好事项优先级，避免多项任务同时堆积分散精力，导致效率低下。

作为一名即将博士毕业的学生，您对未来有怎样的规划？

朱富威：希望自己在短期内可以将博士期间积累的一些学术经验和研究能力应用到实际工作当中，以后不管是继续深耕学术，还是进入企业职场，都能够贡献自己的力量。

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