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加州大学圣地亚哥分校医学院的科学家获得美国国防高级研究计划局(Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA)最高1131.2万美元的合同资助,开展一项旨在开发优化型红细胞的研究项目,这类红细胞可临时提升人体机能与健康水平。
该项目为期3年,目标是研发可临时增强体内氧气输送能力的“智能”红细胞,并将探索该技术提升军事人员作战表现的潜力——军事人员常处于极端恶劣环境中,维持最佳机能是生存的核心要素。
“本次获得DARPA资助,印证了加州大学圣地亚哥分校对推进前沿研究与创新的承诺。”加州大学圣地亚哥分校健康科学副校长John Carethers医学博士表示,“DARPA奉行‘探月’研发模式,即目标接近难以实现,但一旦成功将产生极高影响力,我校研究人员直面这类挑战,旨在拓展生物医学科学的边界。”
氧气在人体能量生成过程中发挥核心作用。通过临时增强氧气输送能力,这类智能红细胞可缓解高强度体力活动带来的负面影响,提升耐力,同时维持整体健康。
“我们非常荣幸获得DARPA的资助,能够组建一支世界级团队开展这项突破性研究。”首席研究员、儿科学副教授Alejandro Chavez医学博士/哲学博士表示,“血细胞工程仍是一个新兴领域,我们团队将全力探索该技术,最大化其在人体机能调控方面的转化潜力。”
尽管当前项目聚焦于该技术的军事场景应用,它同样具备提升运动表现,以及治疗组织供氧不足相关疾病的潜力,包括心肌梗死、卒中、血管疾病与糖尿病皮肤溃疡等。
“该项目有望彻底革新红细胞工程领域。”共同研究者、儿科学助理教授、Rady儿童医院血液科/肿瘤科主治医师、加州大学圣地亚哥分校摩尔斯癌症中心成员Hojun Li医学博士/哲学博士表示。
“当前项目的核心目标是提升机能,若我们达成上述目标,我非常期待探索红细胞工程在癌症治疗领域的未来应用前景:后续迭代的‘智能’红细胞有望实现对微观病灶的早期检测与治疗。”
该项目将与东北大学、宾夕法尼亚大学、麻省理工学院的研究人员合作开展,包含数个核心研究阶段:首先,研究团队将利用基因编辑技术改造红细胞,使其可感知人体处于体力消耗状态,并响应性表达可提升组织氧气输送效率的蛋白;随后,研究人员将采用中空纤维反应器对这些工程化红细胞的功能进行测试与优化。
[注]中空纤维反应器:常用于细胞扩增与功能验证的生物反应器。
尽管当前项目不涉及人体试验,该研究方向将推动再生医学领域取得更多突破,帮助加深我们对人体生物学的理解,同时为多种疾病开发新型治疗方案。
“这项科学研究的价值远不止于单个项目,它有望为贫血、癌症等多种疾病的治疗开辟新路径,我们非常荣幸能处于该研究领域的前沿。”Li表示,“获得本次资助后,我们正迈出实现这一愿景的第一步,也十分期待该技术的未来发展方向。”