山东第一医科大学(山东省医学科学院)生命科学学院前身为成立于2005年12月的生物科学系,2010年12月更名为生物科学学院,2015年4月更名为生命科学学院。学院有生物技术、生物工程、生物制药和生物信息学4个本科专业。生物学一级学科硕士点1个,于2020年获批,下设遗传学、生物化学与分子生物学、细胞生物学、神经生物学和动物学五大方向。
生命科学学院的生物学特色学科建设围绕生物药物科学与技术创新,开展(1)微生物与生化药物,(2)肿瘤发病分子机制和靶点药物发现,(3)纳米药物科学和生物医学传感技术,(4)中药药效物质可视化研究四个研究方向,致力建成国内先进和有影响力的生物医药创新和转化综合型平台,打造支撑区域发展、服务山东战略需求的科技力量。
1.微生物与生化药物
本研究方向以优质微生物菌种为研究对象,采用合成生物学、微生物分子遗传与选育、微生物代谢合成、四联发酵罐深层发酵等技术手段,研究微生物药物化学及药物代谢分子机制,发酵工艺质量控制、中试和生产工艺研究等。一方面,采用现代科学技术提取和筛选微生物生物活性成分,对其药效物质基础进行研究;另一方面,紧密联系企业,进行相关医药产品的开发。同时,以"肿瘤"、"心脑血管"和"感染类疾病"等疾病为导向,采用基因工程、细胞工程、蛋白质工程、抗体工程等现代生物技术,结合药物的化学酶法合成、生物转化等新技术,进行生物技术药物分子设计与筛选、构效关系、作用机理研究,并对其生物功能进行综合评价,为新型药物的开发应用提供理论和实验依据。目前主要开展了(1)中药内生真菌的筛选、培养和代谢产物结构和药效分析,(2)微生物代谢调节和次生代谢产物的结构药效分析。(3)多糖类药物的提取、合成和构效分析。
2.肿瘤发病的分子机制和靶点药物发现
该研究方向主要以重要肿瘤相关新基因研究为切入点,揭示恶性肿瘤发生发展的分子机制和细胞信号通路,进而提出基因诊断和基因治疗的新靶点和新策略,探索肿瘤防治的新途径。我们主要应用分子生物学、细胞生物学、基因工程模式小鼠和临床标本等技术手段进行肿瘤基础和临床转化方面的研究。目前重点开展以下几个方面的研究: (1)细胞衰老及肿瘤进程:细胞死亡与肿瘤发生及耐药的形成密切相关。我们将重点研究细胞凋亡、坏死及自噬的分子调控机制,揭示肿瘤细胞死亡机制对于探索肿瘤防治具有积极意义。(2)长链非编码RNA与肿瘤发病的分子免疫机制,揭示非编码RNA与肿瘤发生发展的关系,探讨其上游调控机制及下游作用靶点。(3)肿瘤转移的分子机制和靶点药物发现:肿瘤细胞增殖与转移的细胞分子生物学机制和细胞骨架与肿瘤转移的相关性研究。应用分子生物学、细胞生物学和免疫学等研究方法,阐明实体瘤发生的分子机理,同时筛选抑制肿瘤形成和生长的小分子药物。(4)神经胶质瘤发病的分子机制和靶点药物发现, 主要开展了Hippo信号通路在神经胶质瘤中的功能和分子机制,研究了YAP/TAZ基因转录表达调控以及Hippo信号通路上游基因Merlin的泛素化如何调控神经胶质瘤生长和其分子机制以及小分子靶点药物筛选。(5)肿瘤转化医学和创新药物研发:本研究方向主要从事肿瘤的基因诊断与基因治疗以及相关基因工程产品的开发与研制,力图将上述理论研究转化并应用于临床,筛选新的具有抗肿瘤效应的创新药物分子。
3.纳米药物科学与生物医学传感技术
纳米技术已成为二十一世纪的重要技术之一,对各个领域的科技进步具有极其重要的意义。纳米药物制剂或药物纳米载体的研究和开发,已成为当前国际医药学界的前沿和热点。本研究方向目前开展(1)面向临床转化开发基于仿生药物载体(铁蛋白、高密度脂蛋白、多肽、细胞衍生囊泡等)的药物递送体系,通过载体特有的转运及作用机制实现化疗、基因编辑等药物的靶向递送和疾病诊疗。具体来说,通过材料仿生(蛋白、囊泡类载体)、结构仿生(病毒样、Janus等颗粒)以及过程仿生(仿生矿化、纳米酶)创制新型生物制剂,助力生物医药产业发展。(2)纳米载药体系改造的免疫细胞用于靶向递送药物、重塑肿瘤微环境等已成为一种强有力的肿瘤治疗策略。本研究方向以构建CaCO3矿化的介孔铂放疗增敏剂运载SIRPα抗体用于改造中性粒细胞,探索CaCO3在内体/溶酶体逃逸中的作用。(3)核酸作为纯生物材料,具有可编程、生物相容性好的特点。本研究方向形成了以核酸纳米技术为特色的生物医学传感领域,用于疾病的智能化早期诊断与治疗。
4.中药药效物质可视化研究
中医药在我国具有悠久的历史,中药方剂具有多成分、多靶点和副作用少等优点,在诸多疾病的临床治疗中具有显著优势,应用现代科学阐释中药治疗机制有助于提升中医药的社会认可度,优化临床治疗方案。由于中药活性单体成分众多,作用机制复杂多样,因此,本研究方向将(1)借助超分辨成像、光电联用等多种新技术,结合药用荧光分子对中药单体成分进行活细胞内可视示踪,并通过新方法寻找靶标细胞器/蛋白,揭示中药活性分子作用机理,探讨中药对生命本质和疾病发生发展的调控。(2)对于中医药治疗优势病种,如结肠炎、类风湿性关节炎等进行中医药治疗方案的优化,通过鉴定筛选药效物质基础,明确中药治疗机制,以此改进方剂配伍或发现创新药物,为疾临床疾病治疗提供一种疗效明确且安全的用药方案。