北京大學(xué)第三醫(yī)院圍繞科技創(chuàng)新工作，通過平臺搭建、資源配置、經(jīng)費支持等多方面，為全院開展創(chuàng)新工作搭建了廣闊的舞臺，創(chuàng)造了科技發(fā)展新生態(tài)。各研究團隊積極探索，創(chuàng)新能力明顯提升，近期，各研究團隊取得了多項科研成果，下面介紹3篇在國際高水平期刊上發(fā)表的成果。

毛鳳彪研究員/喬杰院士團隊建立首個實現(xiàn)eccDNA數(shù)據(jù)整合和表觀遺傳調(diào)控預(yù)測的分析平臺

2022年1月7日，北京大學(xué)第三醫(yī)院毛鳳彪研究員/喬杰院士團隊和中科院北京基因組研究所李明錕團隊合作在生物化學(xué)與分子生物學(xué)（Biochemistry & Molecular biology）領(lǐng)域排名第八的Nucleic Acids Research數(shù)據(jù)庫專刊上發(fā)表了“CircleBase: an integrated resource and analysis platform for human eccDNAs”的論文，建立了預(yù)測染色體外環(huán)狀DNA（eccDNA）在表觀遺傳層面調(diào)控基因表達功能的數(shù)據(jù)庫平臺CircleBase，通過結(jié)合測序數(shù)據(jù)集、計算預(yù)測和手工注釋等，對目前公開發(fā)表的60多萬個eccDNA表觀遺傳調(diào)控潛能完成了系統(tǒng)的梳理和預(yù)測。

隨著高通量測序技術(shù)的快速發(fā)展，人類基因組中發(fā)現(xiàn)了成千上萬個染色體外環(huán)狀 DNA(eccDNA)。因為eccDNA和線性染色體具有序列同源性，功能缺失實驗很難在環(huán)形和線性染色體上獨立進行，因此解釋eccDNA的分子功能極具挑戰(zhàn)性。

為了解決這個問題，研究團隊建立了一個集成的數(shù)據(jù)資源和分析平臺CircleBase，用于管理和注釋多種細(xì)胞類型中的eccDNA。CircleBase通過結(jié)合測序數(shù)據(jù)集、計算預(yù)測和手動注釋來識別可能的功能性eccDNA。

數(shù)據(jù)庫平臺包括靶向基因、表觀遺傳調(diào)控、調(diào)控元件、染色質(zhì)可及性、染色質(zhì)相互作用和遺傳變異六大部分。CircleBase提供了一個用戶友好的界面，用于搜索、瀏覽和分析各種細(xì)胞/組織類型中的eccDNA，為篩選潛在的功能性eccDNA并解釋它們在人類癌癥和其他疾病中的分子機制提供了有力工具。

CircleBase數(shù)據(jù)庫流程圖

此工作由北京大學(xué)第三醫(yī)院、中國科學(xué)院北京基因組研究所、武漢大學(xué)人民醫(yī)院等機構(gòu)聯(lián)合完成。毛鳳彪、喬杰和李明錕為該論文的通訊作者，北京大學(xué)第三醫(yī)院趙曉璐副研究員、中科院基因組所史雷勝博士和武漢大學(xué)人民醫(yī)院阮莎莎博士為該論文的共同第一作者。該研究獲得國家自然科學(xué)基金、北京大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)+X青年專項基金和北京大學(xué)第三醫(yī)院臨床重點項目基金資助。

劉忠軍教授團隊證明光功能化技術(shù)對3D打印多孔鈦合金假體的促成骨改性作用

2022年1月，北京大學(xué)第三醫(yī)院劉忠軍教授團隊在生物材料科學(xué)（Materials science, Biomaterials）領(lǐng)域排名第一的Bioactive Materials雜志正式發(fā)表了題為“Surface treatment of 3D printed porous Ti6Al4V implants by ultraviolet photofunctionalization for improved osseointegration”的論文，證明了光功能化技術(shù)對3D打印多孔鈦合金假體表面的促成骨改性作用，為將來光功能化技術(shù)在骨骼修復(fù)融合領(lǐng)域的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

3D打印多孔鈦合金內(nèi)植物在骨缺損修復(fù)重建中的重要作用已得到臨床驗證，但鑒于鈦合金的金屬惰性，其骨整合性能仍有待進一步提高。表面改性或可增加鈦合金內(nèi)植物的骨整合性能，但目前尚缺乏理想的實用性改性技術(shù)。在復(fù)習(xí)相關(guān)文獻并不斷探索的基礎(chǔ)上，研究團隊設(shè)計了一種基于紫外（UV）光功能化的全向照射儀，用于3D打印多孔鈦合金內(nèi)植物的表面處理，并證實了其體外及體內(nèi)促成骨作用，同時對相關(guān)機制進行了闡述。

全方位光功能化照射儀。黑色箭頭表示3D打印多孔鈦合金內(nèi)植物，白色箭頭與紅色箭頭均表示紫外線光源

紫外光處理后，多孔 Ti6Al4V 支架的親水性、細(xì)胞相容性和堿性磷酸酶活性顯著提高，而其原始力學(xué)性能依然得到保持。利用體內(nèi)兔髁突缺損模型的實驗研究進一步證實了紫外光增強骨整合的作用，該模型觀察結(jié)果表明，紫外線處理后通過增加骨生長(BI)、骨植入接觸比(BICR)和礦化/類骨骨比提高了多孔Ti6Al4V 支架骨整合的效率。上述研究結(jié)果將具有較強的臨床轉(zhuǎn)化潛力與較高的臨床應(yīng)用價值。

研究團隊主體由北京大學(xué)第三醫(yī)院骨科、北京愛康醫(yī)療器械公司及北京大學(xué)工學(xué)院等多家單位組成，自2010年開始對3D打印技術(shù)在骨科領(lǐng)域的應(yīng)用展開系列性探索及研究，先后研發(fā)出三大系列應(yīng)用于關(guān)節(jié)及脊柱外科手術(shù)的3D打印鈦合金微孔結(jié)構(gòu)內(nèi)植物產(chǎn)品。該產(chǎn)品于2015—2016年在國內(nèi)上市，成為中國首批國家藥監(jiān)局注冊的3D打印骨科產(chǎn)品。上述產(chǎn)品目前已在國內(nèi)廣泛應(yīng)用并獲得滿意療效，同時團隊研發(fā)應(yīng)用定制化3D打印鈦合金內(nèi)植物成功創(chuàng)造多個“世界首例”，使中國骨科在3D打印技術(shù)骨科臨床應(yīng)用領(lǐng)域走在世界前列。

隨著研究的不斷深入，團隊在繼續(xù)設(shè)計、研發(fā)新型產(chǎn)品的同時，逐漸將3D打印鈦合金微孔假體通過表面改性及載藥等技術(shù)手段使之達到成骨活性化和治療功能化作為研究目標(biāo)，力求通過多學(xué)科交叉融合性研究、基礎(chǔ)與臨床轉(zhuǎn)化性研究，應(yīng)用具有可靠成骨性能和所需治療功能的3D打印鈦合金微孔假體提高骨缺損，尤其巨大骨缺損的修復(fù)治療水平。

劉忠軍為該論文的通訊作者，尹川博士、張騰博士為該論文的共同第一作者。上述研究得到了科技部重點研發(fā)計劃、北京市科技委員會、北大-清華生命科學(xué)聯(lián)合中心博士后基金以及北京AKEC醫(yī)療有限公司的資助。

田耘教授團隊制備一種可以在脊柱手術(shù)中實現(xiàn)硬脊膜免縫合修復(fù)的新型生物密封劑

2022年2月，北京大學(xué)第三醫(yī)院田耘教授團隊在Bioactive Materials雜志正式發(fā)表了題為“High efficacy of tetra-PEG hydrogel sealants for suturelessdural closure”的論文，闡述了一種基于四聚乙二醇（PEG）的新型水凝膠密封劑，它具有操作簡便、安全性高、凝固時間快、易于注射、良好的機械強度和強大的組織粘附力等優(yōu)點，可在脊柱手術(shù)過程中實現(xiàn)有效的免縫合硬脊膜修復(fù)。

研究團隊從臨床實際需求出發(fā)，創(chuàng)新性制備出了一種新型聚乙二醇（PEG）水凝膠，可以通過共價鍵與硬脊膜表面的蛋白質(zhì)形成穩(wěn)定的酰胺鍵連接，在術(shù)中有效封堵硬脊膜的損傷。體外實驗證實了其具有良好的細(xì)胞相容性和生物安全性，且即便在水環(huán)境下仍可以原位成膠，實現(xiàn)水密修復(fù)，并可承受遠大于正常腦脊液壓力的強度。

此外，該團隊還建立了新西蘭大白兔硬脊膜缺損模型，通過MR、大體尸檢、組織學(xué)染色和免疫組化等手段證實了其體內(nèi)可以有效防止腦脊液漏的發(fā)生并促進硬脊膜的修復(fù)再生，為脊柱術(shù)中硬脊膜修復(fù)提供一種切實可行的新型治療方案。

本研究創(chuàng)新性制備出了一種新型PEG水凝膠，術(shù)中操作簡便，可直接通過雙管注射器在硬脊膜損傷區(qū)域注射后原位成膠，并與硬膜表面的膠原蛋白和彈力纖維蛋白形成牢固的共價鍵鏈接，快速穩(wěn)定地提供水密修復(fù)效果

田耘和中國科學(xué)院化學(xué)研究所王星副研究員為該論文的通訊作者，北京大學(xué)第三醫(yī)院祝騰蛟博士為該論文的第一作者。上述研究工作得到了國家重點研究發(fā)展計劃-政府間國際科技創(chuàng)新合作重點專項、國家自然科學(xué)基金及中科院青年創(chuàng)新促進會支持。

來源： 北大第三醫(yī)院