中國科學院院士李景虹教授做客第155期大師講壇展示「單細胞分析...

2020年10月19日，中國科學院院士、清華大學教授李景虹受邀做客第155期大師講壇，在閔行校區霞光樓200號報告廳為交大師生帶來了題為「單細胞分析化學」的精彩報告。

李景虹院士首先總結了電分析化學和生物分析化學的發展過程，指出從單分子、單粒子到單細胞分析化學發展的必要性。他對單細胞分析化學進行了詳細的釋義，認為單細胞研究將更準確、更全面地反映細胞生理狀態和過程，對於生命科學研究、重大疾病診斷和個性化治療具有重要意義。目前，單細胞分析化學的發展趨勢著重於精細結構的分辨、暫態信息的捕捉和複雜信號的獲取。

李景虹院士介紹利用鏈置換和酶連接識別的核酸探針，實現細胞內miRNA/mRNA的單鹼基、單分子分辨的成像的工作。通過調控核酸雜交構建了一種可以用於高通量標記的DNA編碼技術（SeqEA），實現了單分子水平RNA的高通量成像。該技術實現了在單細胞水平上初步探究了細胞基因表達空間分布、異質性、相關性與細胞基因功能、細胞表型的關係。也可以對多種RNA同時分析成像，研究不同RNA（如mRNA、miRNA及circRNA）之間的互相調控機制。除此之外，可以通過腫瘤的基因表達及突變成像，在單細胞水平上研究腫瘤耐藥機制。

他還介紹了線粒體DNA單鹼基成像及分型工作。利用CasPLA使線粒體DNA突變直接成像，CRISPR/Cas9識別可使基於Cas9解旋作用的雙鏈DNA直接成像，同時雙探針臨近效應實現了單鹼基差異分析。基於此技術，觀察到了細胞間可傳遞mtDNA的微管結構等。李景虹院士介紹了兩例具體的應用：其一，製備了線粒體靶向的單分散納米金MitoCAT-g，實現了氧化應激放大效應。其二，構建了質子驅動的變形性納米疫苗，通過納米片組裝促進溶酶體逃逸，為腫瘤的高效免疫治療提供了新策略。

最後，李景虹院士對於單細胞分析技術進行了總結與展望，明確了單細胞化學發展的願景和難點，既是挑戰，更是機遇，對於該技術助力精準醫學的未來充滿信心。

講座後，大師講壇組委會向李景虹院士贈送了精心準備的紀念品，以傳達交大學子對李院士衷心的感謝和誠摯的祝福。

【嘉賓簡介】

李景虹，中國科學院院士、清華大學化學系教授，化學系學術委員會主任，清華大學分析中心主任。1991年獲中國科學技術大學學士學位，1996年獲中科院長春應用化學研究所博士學位。近年來致力於電分析化學、生物電化學、單細胞分析化學及納米電化學領域的教學科研工作。以通訊作者在Nature Nanotech., Nature Protocol, Nature Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem., Anal. Chem.等學術刊物上發表SCI論文350餘篇，應邀在Acc. Chem. Res., Chem. Rev., Chem. Soc. Rev.等期刊發表綜述，論文被引用>49,000次，H-index 113。2015-2019年連續五年入選湯森路透全球高被引科學家。以第一完成人獲國家自然科學獎二等獎、教育部自然科學獎一等獎等。任Chem. Soc. Rev., ACS Sensors, Biosensors Bioelectronics, Small Methods等期刊編委、英國皇家化學會會士。

【背景介紹】

「單細胞生物學」是未來若干年生命科學發展的一個重要研究方向。分析化學能否提供準確可靠的分析方法和儀器設備，滿足「單細胞生物學」未來發展的需要，是對分析化學學科發展的一個重要的機遇與挑戰。單細胞的生物傳感與成像分析提供了單細胞組成、結構和性質方面的豐富信息，使人們能夠更好地在分子水平上了解生物分子在活細胞中的功能和作用，認識重要生物過程和信號傳導機制，對及時發現疾病早期的分子異常及病理演變提供可行方法。

相關閱讀：

中國科學院院士程津培做客第153期大師講壇帶領交大師生走近「化學鍵能學」

中國科學院院士吳雲東教授做客第154期大師講壇分享「化學反應機理研究的樂趣」