陈璞 教授

职称职务：教授，博士/硕士研究生导师，系主任，国家级人才计划入选者，组织工程与器官制造实验室负责人

学科专业：生物医学工程

研究方向：组织工程与器官制造（Tissue engineering and organ manufacturing）、类器官芯片（Organoid on a chip）、声学生物组装（Acoustic bioassembly）、人类多能干细胞（Human pluripotent stem cell, hPSC）

Email：puchen@whu.edu.cn

学习经历

2001-2005 华中科技大学光电子工程系 光信息科学与技术专业 理学学士

2006-2011 华中科技大学生物医学工程系 生物医学工程专业 工学博士

主要工作经历与任职

2011-2014 哈佛大学医学院 哈佛麻省理工健康科学技术部；布莱根妇女医院 博士后研究员

2014-2016 斯坦福大学医学院，金丝雀癌症早期诊断中心 博士后研究员

2016-至今 武汉大学基础医学院 生物医学工程系 教授

目前主要科学研究领域和兴趣

        陈璞课题组长期致力于创新组织工程与器官制造策略、方法和技术，尤其专注于面向人体大脑和肝脏，构建微尺度的体外三维器官水平生理和疾病模型以及宏观尺度的人体器官替代物。微尺度新兴人源器官模型能够模拟人体器官的关键结构、功能和细胞种群，被认为将填补现有生物医学和生物医药研究中广泛使用经典细胞培养模型和动物模型之间的缺口，促进对人类疾病分子机制的理解，提升临床前候选药物评估的准确性，成为未来生物医学和医药中新的研究模型范式。宏观尺度的人源器官替代物不仅能够解决目前临床器官移植中器官短缺的重大挑战，并且潜在改变现有的临床治疗模式，通过更换器官极大延长人类寿命。

       针对以上的研究目标，陈璞建立了武汉大学组织工程与器官制造实验室（Tissue Engineering and Organ Manufacturing (TEOM) Lab）。实验室以组织工程学（tissue engineering）和发育生物学（development biology）原理为依托，以人源多功能干细胞诱导分化的种子细胞和新兴生物材料为原料，通过融合微流控芯片、微声光机电、生物组装、生物打印、细胞图案化等新兴技术，在体外模拟了人体器官内微环境中异质细胞种群、细胞外基质、生物化学和物理等关键要素，重塑人体器官特异性关键结构和功能，并进一步通过物理、化学和生物诱导构建疾病模型。总之，通过技术创新支持基础与临床研究，推动认知向技术以及技术向临床治疗的转化。

       课题组技术创新的特色方向包括：

       （1）类器官芯片（Organoid on a chip）。类器官芯片是构建人体器官水平体外3D模型的最新前沿技术，其有机融合和互补了类器官和器官芯片的优势，能够精密调控类器官所在的微环境条件，模拟人体胚胎发育过程中器官生成过程。中国工程院战略咨询中心在2019年发布的《全球工程前沿》报告中将“类器官芯片及其生物医学应用研究”列为医药卫生领域 Top 10 工程研究前沿；世界卫生组织（WHO）发布的全球2019新型冠状病毒研发路线图中将“类器官疾病模型”列为应对病毒的高优先级项目；中国工程院战略咨询中心在2022年发布的《全球工程前沿》报告中将“基于类器官技术的药物筛选”列为医药卫生领域 Top 10 工程开发前沿。课题组通过研发类器官芯片模型，用于研究神经退行性疾病、肝脏代谢性疾病以及肿瘤发生和发展的分子机制，评估候选药物的安全性和有效性，优化临床治疗策略。

       （2）声学生物组装（Acoustic bioassembly）。生物组装是生物制造的两个技术路径之一。生物组装通过调控特种能场（如声场、磁场等）的空间势能拓扑，操控生物微粒聚集形成组织和器官特异性的结构。中国科协在2020年发布的《重大科学问题和工程技术难题》中将特种能场辅助制造的调控原理列为十大前沿科学问题之一。课题组创新性构建了基于法拉第波生物组装（Faraday wave bioassembly）和体超声生物组装（Bulk acoustic wave bioassembly）的生物制造（Biofabrication）技术，用于在体外构建宏观尺度人体组织、器官模拟物，服务于临床组织修复。

       课题组的座右铭是：Integrating Science, Engineering, and Medicine: Innovation for Better Human Health Tomorrow.

教学情况

本科生课程

（1）《再生医学》课程

（2）《转化医学》系列课程之《微流控芯片技术与转化医学》

（3）《医学前沿进展》系列课程之《类器官芯片》

（4）《生物医药产业创新与现代社会》系列课程之《临床前药物开发新模型》、《再生医学治疗性产品》

（5）《现代医学与健康》系列课程之《组织工程与健康》

近五年代表性论文

[1] Y. Zhou, H. Qiao, F. Xu, W. Zhao, J. Wang, L. Gu, P. Chen*, M. Peng*, Bioengineering of a human physiologically relevant microfluidic blood-cerebrospinal fluid barrier model, Lab Chip DOI: 10.1039/D3LC00131H (2023).

[2] J. Wang, H. Qiao, Z. Wang, W. Zhao, T. Chen, B. Li, L. Zhu, S. Chen, L. Gu, Y. Wu, Z. Zhang, L. Bi, P. Chen*, Rationally Design and Acoustically Assemble Human Cerebral Cortex-like Microtissues from hiPSC-derived Neural Progenitors and Neurons, Adv Mater DOI: 10.1002/adma.202210631 (2023)

[3] N. Liu#, L. Gu, Z. Wang, J. Wang, P. Chen*, Emerging Acoustic Assembly for 3D Biofabrication, in: U. Demirci, R.E. Assal, P. Chen (Eds.) Emerging Technologies in Biophysical Sciences: A World Scientific Reference, World Scientific Publishing Co Pte Ltd, Singapore, 2023, p. 492.

[4] j.L. Gu#, S.S. Jiang, d.X. Xu, b.J. Wang, F. Xu, H. Fan, J. Shang, K. Liu, U. Demirci*, P. Chen*, Size- and density-dependent acoustic differential bioassembly of spatially-defined heterocellular architecture, Biofabrication (2022), 15:015019

[5] S. Jiang#, F. Xu, M. Jin, Z. Wang, X. Xu, Y. Zhou, J. Wang, L. Gu, H. Fan, Y. Fan, Z. Zhou, C. Li, P. Chen*, Development of a high-throughput micropatterned agarose scaffold for consistent and reproducible hPSC-derived liver organoids, Biofabrication (2022), 15:015006

[6] X. Xu#, S. Jiang#, L. Gu, B. Li, F. Xu, C. Li, P. Chen*, High-throughput bioengineering of homogenous and functional human-induced pluripotent stem cells-derived liver organoids via micropatterning technique, Frontiers in Bioengineering and Biotechnology (2022), 10:937595.

[7] H. Qiao#, M. Gu, J. Shang, W. Zhao, Z. Wang, N. Liu, B. Li, Y. Zhou, Y. Wu*, P. Chen*, Herpes simplex virus type 1 infection leads to neurodevelopmental disorder-associated neuropathological changes, PLoS Pathog. (2020), 22;16(10):e1008899

[8] Y. Zhao#, U. Demirci*, Y. Chen*, P. Chen*, Multiscale brain research on a microfluidic chip, Lab Chip (2020), 20:1531-1543

[9] H. Fan#, U. Demirci*, P. Chen*, Emerging organoid models: leaping forward in cancer research, J Hematol Oncol. (2019), 12(1):142

[10] T. Ren#, P. Chen, L. Gu, M.G. Ogut, U. Demirci*, Soft Ring‐Shaped Cellu‐Robots with Simultaneous Locomotion in Batches, Adv. Mater. (2019), 32(8):e1905713

[11] Y. Li#, P. Chen#, Y. Wang, S. Yan, X. Feng, W. Du, S.A. Koehler, U. Demirci, B.F. Liu*, Rapid Assembly of Heterogeneous 3D Cell Microenvironments in a Microgel Array, Adv. Mater. (2016), 28:3543-3548

[12] C. Bouyer#, P. Chen#, S. Guven#, T.T. Demirtas, T.J.F. Nieland, F. Padilla, U. Demirci*, A bio-acoustic levitational (BAL) assembly method for engineering of multilayered, three-dimensional brain-like constructs, using human embryonic stem cells derived neuro-progenitors, Adv. Mater. (2016), 28:161-167

[13] P. Chen#, S. Güven#, O.B. Usta, M.L. Yarmush, U. Demirci*, Biotunable Acoustic Node Assembly of Organoids, Adv. Healthc. Mater. (2015), 4:1937-1943

[14] S. Guven#, P. Chen#, F. Inci, S. Tasoglu, B. Erkmen, U. Demirci*, Multiscale assembly for tissue engineering and regenerative medicine, Trends Biotechnol. (2015), 33(5):269-279

[15] P. Chen#, Z. Luo, S. Güven, S. Tasoglu, A.V. Ganesan, A. Weng, U. Demirci*, Microscale assembly directed by liquid-based template, Adv. Mater. (2014), 26(34):5936-5941