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皇冠体育大学的三名教师获得国家卫生皇冠体育研究所的资助,以最大限度地提高他们的皇冠体育研究

2023年9月13日

皇冠体育大学的三名教师获得国家卫生皇冠体育研究所的资助,以最大限度地提高他们的皇冠体育研究

一年来,皇冠体育大学的三位教员首次获得了美国国立卫生皇冠体育研究院颁发的“最大调查者皇冠体育研究奖”。

获奖者是Gallogly工程学院的Vivek Bajpai博士,John R. Clegg博士和Stefan Wilhelm博士。这项竞争激烈的5年,1,866,485美元的资助将支持他们雄心勃勃的皇冠体育研究项目,而无需在整个奖励期间重新竞争资金。

Vivek Bajpai, Ph.D.
Vivek Bajpai博士

Bajpai是可持续化学、生物和材料工程学院的助理教授,他将领导这个名为“驱动人类色素多样性的表观遗传和转录机制”的项目。

利用基因编辑技术CRISPR, Bajpai领导了最近与人类色素沉着相关的135个新的黑色素基因的发现。

Bajpai说:“我们发现了存在于我们DNA中的新因素(基因),这些因素使我们在颜色方面独一无二,并在人类群体中创造了多样性。”“但现在更大的问题是,这些基因中哪些是最重要的?这些基因的改变是如何引起色素沉着疾病的,包括黑色素瘤,我们能否利用这些基因的力量来设计治疗疾病的方法?我们的实验室正在利用尖端技术、多种模型系统和工程原理来推进这个项目,它既有基础方向,也有应用方向。”

在这个项目中,Bajpai的皇冠体育研究小组将探索是什么控制了构成皮肤黑色素的基因——这是目前该领域的一个悬而未决的问题。他正在试图了解这些基因之间以及体内其他基因之间的关系,以确定是否存在“关键节点”,这些节点可能对推动导致色素沉着的黑色素合成过程的重大转变很重要。

“我们发现了一类被称为转录因子的基因,”他说。“这些蛋白质与DNA结合,然后影响细胞中许多其他蛋白质的产生。就基因功能而言,一些基因可能处于一个层次结构中,并调节一堆其他基因,我们正在进一步皇冠体育研究这个问题。”

另一个方面是他的项目的临床和转化应用。一些市场估计指出,色素沉着障碍治疗的全球市场每年为70亿美元,预计到2028年将达到92亿美元。

Bajpai说:“很明显,这方面的需求还没有得到满足。他设想通过操纵这些基因在患者皮肤中的作用,为患有色素沉着过度或色素沉着不足疾病的患者获得所需的色素沉着水平。

该奖项还将允许他的皇冠体育研究小组调查浅肤色和黑色素瘤易感性之间的联系。根据美国疾病控制与预防中心(Centers for Disease Control and Prevention)的数据,美国每年约有600万人因各种类型的皮肤癌接受治疗,但在所有类型的皮肤癌中,黑色素瘤导致的死亡人数最多,而且发病率随着时间的推移而增加。2016年美国国立卫生皇冠体育研究院(National Institutes of Health)的一份报告显示,俄克拉荷马州非西班牙裔白人患黑色素瘤的总体死亡率高于全国平均水平。

Bajpai发现的135种黑色素基因中,有许多在浅色皮肤和深色皮肤的人身上以不同的水平存在。他认为,皮肤细胞中它们的变化水平有助于黑色素瘤的形成。他说:“通过更好地了解这些基因如何在黑色素瘤中起作用并控制它们的水平,我们打算设计治疗策略。”

John R. Clegg, Ph.D.
约翰·克莱格博士

生物医学工程助理教授Clegg将领导这个项目,“通过药物输送:皇冠体育研究脑驻留和浸润性骨髓细胞表型在与炎症性疾病相关的脑损伤中的作用。”

大脑炎症有多种原因,包括创伤性损伤、中风、感染、某些药物治疗或接触环境毒素。当炎症持续数周,数月甚至患者的寿命时,可能会导致持续的神经系统疾病。

“慢性炎症是认知能力下降和神经退行性疾病的基础,”克莱格说。“令人惊讶的是,目前还没有批准的治疗方法来干预神经系统疾病的炎症方面。”

虽然治疗方法可以帮助患者控制症状或帮助解决记忆等功能问题,并且物理治疗可以帮助患者恢复运动功能,但目前还没有批准的治疗方法专门针对炎症。

“到目前为止,抗炎治疗脑损伤的临床试验还没有成功,”他补充说。“这促使我们皇冠体育研究导致脑部炎症的不同免疫细胞群,并开发有针对性地减少脑部炎症的药物输送系统。”

克莱格的皇冠体育研究旨在填补科学家对如何使用药物输送系统干预各种形式脑损伤的理解空白。

从广义上讲,他的皇冠体育研究考察了免疫调节疗法(一类旨在改变免疫系统的医学治疗)的功效,这些疗法要么局部地作用于大脑内的免疫细胞,要么整体地作用于其他组织或体内循环的免疫细胞。

克莱格的皇冠体育研究小组正在开发利用纳米材料和水凝胶输送免疫调节化合物的创新方法。这些输送系统可以设计成针对引起或加剧脑部炎症的免疫细胞。

克莱格说:“我实验室的项目通常属于三个领域之一,而这个奖项侧重于其中两个最重要的主题。“我们正在制造针对骨髓细胞的新型纳米材料,重点是骨髓来源的免疫细胞。其次,我们正在开发可注射凝胶,为大脑局部药物输送形成抗炎龛。”

第三个领域,超出了本合同的范围,是制造新的模型系统来测试药物输送材料。

Stefan Wilhelm, Ph.D.
斯蒂芬·威廉博士

Wilhelm是生物医学工程副教授,他领导了这个名为“纳米医学发展的新框架”的项目。

在为开发COVID-19 mRNA疫苗做出贡献的皇冠体育研究的基础上,Wilhelm正在利用该奖项开发新一代脂质纳米颗粒,以潜在地治疗多种疾病。

Wilhelm说:“我们正在为脂质纳米颗粒提出各种类型的表面修饰,包括不同类型的合成聚合物和生物分子。”“我们的希望是,我们可以定制这些纳米颗粒针对不同细胞类型的靶向特异性,开辟新的可能性,这些类型的纳米材料可以用于感染性疾病以外的疾病。”

然而,Wilhelm警告说,脂质纳米颗粒技术的一个挑战是安全性和有效性取决于控制这些纳米颗粒在体内的最终位置。

Wilhelm的实验室应用了一种被称为扩展显微镜的3D超分辨率成像技术,与细胞内金属纳米颗粒成像技术相结合,显著提高了观察细胞内纳米颗粒的能力。

“我们现在已经在文献中表明,我们可以对含有金属纳米颗粒的细胞进行超分辨率成像。现在,我们正在改变方向,我们基本上正在将我们迄今为止在金属纳米颗粒方面所取得的进展也包括脂质纳米颗粒。”“凭借我们在成像技术方面的经验以及我们在纳米材料合成和表征方面的专业知识,我们现在正在将这些技术结合在一起,创造出新一代更安全、更有效、更高效的脂质纳米颗粒,可用于向体内靶细胞输送有效载荷,以对抗不同类型的疾病。”

这项概念验证皇冠体育研究旨在表明,通过了解这些纳米颗粒在细胞内的运输和生物分布等特征,可以开发出安全有效的定制治疗方法。