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，泰康生命医学中心PI，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发育轨迹、结构和功能，将填补现有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，成为未来生物医药研究模型的新范式。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），创立了面向人体组织和器官工程化构建的生物设计和制造“TEOM八步法”和面向以细胞为主要成分组织和器官制造的“TEOM四原则”。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，在体外重塑人体器官特异性组分、结构、信号和功能，并进一步通过物理、化学和生物诱导构建疾病模型。总之，通过科技创新支持基础医学与临床治疗，推动认知向技术、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）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。课题组创立了法拉第波生物组装（Faraday wave bioassembly）技术，开发了中国第一台商业化的法拉第波生物组装仪器；创新发展了体超声生物组装（Bulk acoustic wave bioassembly）技术，为组织工程和再生医学提供了与生物打印并行的生物制造（Biofabrication）工具。在该领域发表论文20余篇，申报专利7项，获批美国专利1项，转化专利5项。

（2）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，其是通过微尺度生物工程技术调控类器官分化和发育的路径，形成的微尺度器官模拟物。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；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。课题组建立了多种用于多能干细胞来源类器官原位培养的类器官芯片体系，解决了多能干细胞来源类器官的形态发生和功能成熟的异质性问题。通过研发类器官芯片模型，用于研究病毒感染、神经退行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。在该领域发表论文10余篇，申报专利11项，转化专利5项。

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

主要学术兼职

中国生物医学工程学会理事、中国生物医学工程学会类器官与器官芯片分会委员、中国生物医学工程学会科技创新与产业促进工作委员会委员、中国毒理学会类器官与器官芯片毒理分会常委、中国生物材料学会生物材料先进制造分会委员、中国生物工程学会生物传感生物芯片与纳米生物技术分会委员、中国医药生物技术协会3D打印技术分会委员、湖北省神经科学学会副理事长。

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》

研究生课程

（1）《组织工程与再生医学》课程

（2）《生物医学工程》

（3）《微纳医学》

近五年代表性论文

[1] S. Chen, L. Zhu, J. Wang, S. Jiang, Y. Fan, W. Zhao, Z. Wang, Q. Zhou, Y. Chen and P. Chen*, Soft-lithographically defined template for arbitrarily patterned acoustic bioassembly. Biofabrication (2024), DOI 10.1088/1758-5090/ad9637

[2] S. Chen, J. Chen, Z. Qin, J. Wang, Y. Wang, R. Liu, W. Zhao, M. Zhang, Y. Zhang*, M. Luo* & P. Chen*, Microfluidic thermotaxic selection of highly motile sperm and in vitro fertilization. Bio-Design and Manufacturing (2024), 7, 687–700. https://doi.org/10.1007/s42242-024-00306-1

[3] Y. Yang, M. Ni, R. Zong, M. Yu, Y. Sun, J. Li, P. Chen*, C. Li*, Targeting Notch1-YAP Circuit Reprograms Macrophage Polarization and Alleviates Acute Liver Injury in Mice, Cell. Mol. Gastroenterol. Hepatol. 15(5) (2023) 1085-1104.

[4] 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).

[5] 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)

[6] 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.

[7] 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

[8] 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

[9] 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.

[10] 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

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

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

[13] 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

专利

[1] 一种高通量血管化肝脏类器官的培养芯片、血管化肝脏类器官模型及其制备方法，陈璞、范涵、朱黎黎，CN202410442480.0，2024.11.19

[2] 一种同步共分化的多组织或多类器官模型及其构建方法，陈璞、黄雪梅、赵稳，CN202410391097.7，2024.11.08

[3] 一种具有屏障结构的类器官模型及其构建方法，陈璞、朱黎黎、赵稳，CN202310548218.X，2024.11.08

[4] 一种环形大脑类器官模型及其构建方法与应用, 陈璞、陈涛、赵稳，CN202310548202.9，2024.04.30

[5] 一种基于精子趋流性的精子分选液及其制备方法，陈璞、陈司晗，CN202211188171.2，2022.09.28

[6] 一种集成精子获能、精子分选、体外受精和胚胎培养的微流控芯片及其制备方法与应用，陈璞、陈司晗，CN202211077200.8，2022.09.05

[7] 一种人血脑脊液屏障模型及其制备方法与应用，陈璞、彭勉、周莹、徐放，CN202210570155.3，2022.05.24

[8] 一种大脑类器官模型及其制备方法与应用，陈璞、李彬、赵稳，CN202210185202.2，2022.02.28

[9] 一种基于微孔板的均一的单类器官模型及其制备方法，陈璞、金梦龙、江善青，CN202210187170.X，2022.02.28

[10] 一种肝脏类器官的培养芯片、肝脏类器官模型及其制备方法与应用，陈璞、徐晓冬、江善青、谷龙军，CN202111594737.7，2021.12.24

[11] 一种类器官培养芯片和类器官培养方法，陈璞、赵稳、陈涛，CN202110960051.9，2021.08.20

[12] 一种肝脏类器官培养芯片及其制备方法与应用，陈璞、江善青、谷龙军，CN202110930789.0，2021.08.13

[13] 一种采用法拉第波进行异种含细胞组装单元的差分组装的方法、系统和应用，陈璞、谷龙军，CN202111041870.X，2021.09.07

[14] 简化的大脑皮层微组织模型及其构建方法，陈璞、王臻燕、王记波、乔豪文，CN202110994126.5，2021.08.27

[15] 法拉第波多波长合成的细胞组装方法及应用，陈璞、谷龙军，CN202110872667.0，2021.07.30

[16] 一种微加工气体匹配层调制体超声波细胞组装和排列装置、制备方法及应用，陈璞、陈司晗、徐放，CN202110057278.2，2021.01.15

[17] 基于医用B超机的细胞组装方法及其装置，陈璞、陈司晗、徐晓冬，CN202011401674.4，2020.12.02

指导研究生获奖

[1] Tao Chen，《Human Brain Organoid -based Corticogenesis on a Chip for Modeling ZlKV-induced Malformations of Cortical Development》, 2024 Termis-AP students Webinar Presentation Contest, Siver Award, Tissue Engineering and Regenerative Medicine International Society-Asia Pacific, 2024年12月

[2] Xuemei Huang，《Trans-organoid co-differentiation (TOCO) chip for constructing heart-brain developmental model》, 2024 Termis-AP students Webinar Presentation Contest, Siver Award, Tissue Engineering and Regenerative Medicine International Society-Asia Pacific, 2024年12月

[3] Lili Zhu，《Human Blood Brain Barrier-Brain Organoid on a Chip for Modeling Neuroinflammation-induced Barrier Dysfunction》, 2024 Termis-AP students Webinar Presentation Contest, Bronze Award, Tissue Engineering and Regenerative Medicine International Society-Asia Pacific, 2024年12月

[4] 陈璞、尚佳、曹瀚文、刘云南，《声与水的共舞》，第七届全国科学实验展演汇演，二等奖，科技部、中国科学院，2024年11月

[5] 陈司晗、赵稳，《智能辅助生殖芯片》，第九届全国大学生生物医学工程创新设计竞赛，一等奖，中国生物医学工程学会，2024年7月

[6] 陈璞、尚佳、樊宇航、赵稳，《生物组装》，2024生物医学工程科普微视频大赛，一等奖，中国生物医学工程学会，2024年9月

[7] 黄雪梅，2024中国生物医学工程大会暨创新医疗峰会，S9组织工程与再生医学分会场，优秀论文竞赛，三等奖，中国生物医学工程学会，2024年9月

[8] 陈涛，2024中国生物医学工程大会暨创新医疗峰会，S9组织工程与再生医学分会场，优秀论文竞赛，三等奖，中国生物医学工程学会，2024年9月

[9] 黄雪梅，2024微生理系统国际研讨会暨第七届类器官与器官芯片学术会议，青年优秀论文奖，2024年10月20日

[10] 沈慜，2024微生理系统国际研讨会暨第七届类器官与器官芯片学术会议，优秀墙报奖，2024年10月20日