编者按：碧云天从成立起就希望“服务生命科学，造福人民健康”。我们认为这一理念，需要密切关注科学前沿，更需要关注科学人。为此碧云天推出了“碧云天助我科研路”系列文章，希望能在这个栏目里为大家展示科学家真实的科研和心路历程，有经验、有得失。同时也希望能够提供一个内心交流平台，鼓励正在默默努力的各位。 今天作为第四期，我们很荣幸地邀请到来自复旦大学药学院同时也是碧云天杰出启明星获奖者的刘沛鑫博士，他将就2021年发表在 Advanced Materials 上的文章，与我们分享一下他的科研路。

一、 个人介绍

刘沛鑫，本科毕业于中国药科大学药物制剂专业，现为复旦大学药学院2019级直博生，导师蒋晨教授，专业药剂学。2021年5月，国际顶级材料学期刊 Advanced Materials 在线发表了复旦大学药学院蒋晨课题组的最新研究成果“Biomimetic Dendrimer-Peptide Conjugates for Early Multi-Target Therapy of Alzheimer’s Disease by Inflammatory Microenvironment Modulation”。作为文章的第一作者，在此我与各位同行、前辈以及师弟师妹们分享一下我们的研究成果与心得。

二、 目前科研工作内容及方向

本课题组长期致力于治疗实体肿瘤和脑部疾病的递送系统研究，运用并开发多种功能性的有机、无机、生物材料将治疗剂（小分子药物、生物大分子、基因等）精准递送至病灶部位。本人的研究方向为脑部疾病微环境调控的靶向递送系统研究。 相比于实体肿瘤，近些年脑部疾病的发病率和死亡率并没有得到明显的改善。其中主要的原因有两点：①血脑屏障的保守性和②脑部微环境的复杂性。血脑屏障（blood-brain barrier, BBB）是存在于血液系统与脑组织之间的屏障系统, 主要是由极化的脑毛细血管内皮细胞（brain capillary endothelial cells, BCECs）通过复杂的细胞间紧密连接而构成的。它为脑组织维持了相对稳定的内环境, 保障中枢神经系统（central nervous system, CNS）的正常生理功能, 为脑内输送营养物质; 但与此同时, 它的存在也阻碍了用于脑部疾病诊断和治疗药物向脑内的递送。约有98%的小分子药物和几乎100%的大分子药物, 包括蛋白, 多肽和基因药物无法通过外周给药的方式直接递送入脑, 成为了实现脑部疾病诊断和治疗的阻碍因素。另一方面，临床实验结果显示仅针对脑部疾病单一靶点进行治疗很难取得满意的效果。脑部行使正常生理功能往往有多种不同类型的细胞同时参与，研究者将这种脑内多细胞相互作用，相互交流的结构称为神经血管单元（NVU）。在神经血管单元中，以构成BBB的脑毛细血管内皮细胞为起点向外延伸，包括了周皮细胞、星形胶质细胞、小胶质细胞、神经细胞以及细胞外基质等多种组成。神经血管单元内细胞间相互的信号转导，是维持神经细胞周围环境稳态的基本要素。在疾病状态下，脑内部分细胞所发生的病变会直接引起NVU内信号转导网络的紊乱，导致血脑屏障物质转运的异常、小胶质细胞表型变化、神经细胞代谢异常等多种病理的级联反应，形成脑部疾病特有的病灶微环境。可见脑部疾病中，并非单个细胞的单个靶点对病程起到了决定性的作用，而是由病灶区的微环境特征从整体进行调控。 在课题组前期工作中，针对早期AD脑内微环境中的活性氧和炎症的微环境特点，我们提出了一种能够调控小胶质细胞炎症反应的智能胶束（Yifei Lu, et al., Advanced Science, 2018）。该递送系统能够在疾病早期通过ROS响应和药物释放抑制AD的炎症反应。但我们发现停药之后病灶区的ROS水平仍会上调，所以我们思考是否能够寻找更上游的靶点进行长期的炎症抑制。我们关注到Nrf2这个抗氧化的靶点，通过递送具有Nrf2激活作用的多肽能够恢复AD病灶神经元的抗氧化能力，从而从细胞层面主动抑制炎症而不是仅清除微环境中的促炎分子。此外，为了提高载药量我们设计了具有ROS敏感键的树枝状聚合物用于偶联多肽药物，并修饰上RAGE受体的靶向肽（Ab肽，Aβ的模拟肽）来赋予递送系统脑靶向转运的能力（图1）。

图1 促炎微环境调控的仿生型树枝状多肽偶联物的构建和调控示意图

该纳米偶联物能够高效进入AD病灶，通过ROS敏感的聚合物材料清除微环境中的ROS。此外，偶联的多肽药物能够激活（Nrf2），进而重塑受损细胞自身抗氧化能力。通过载体与多肽药物的联合作用，纳米偶联物能够从内而外缓解氧化应激、减轻胶质细胞激活、极化小胶质细胞M2转型并促进Aβ清除，最终实现微环境的正常化。在APP/PS1转基因小鼠体内验证该多靶点治疗策略能够显著改善AD模型小鼠的认知功能，为AD治疗提供了新的思路（图2）。

图2 转基因小鼠脑内微环境调控效果

在整个项目的进行中最困难的部分是制剂的合成部分，因为这是我研究生阶段的第一个课题，很多合成步骤并不是很熟练。当时遇到了ROS敏感键连接效率低的问题，尝试了很多连接方式都没能取得理想的效果，前前后后花了一个月的时间不断地摸索。直到有一天在网上无意间看到一篇文献中类似的结构，心想不如试试看这种方法，没想到很快就取得了满意的结果。所以当我们遇到一些实验方面问题的时候，不如多看看文献多寻找可行的方法，以及勇于尝试才能取得成功。另外课题中涉及的转基因动物也需要花很长的时间等待，买来的时候是2月龄，需要等到6月龄才能进行实验，内心还在想这段时间如果度过。结果2020年的疫情就来了等待动物的4个月也在家里度过了。所以做科研有的时候也要看运气，自己也算是不幸中的万幸吧。如今2022年上海的疫情又出现了，也希望大家能够把握这段时间，多做一些有意义的事情。

三、 实验中所使用的有关碧云天产品及其他信息

实验过程中，我们使用了碧云天的BeyoGel™ Plus PAGE预制胶(Tris-Gly, 4-20%, 10孔)（P0468S）、Western及IP细胞裂解液（P0013）、RIPA裂解液（P0013B）、QuickBlock™ Western一抗稀释液（P0256）、Actin抗体（AA128）、GAPDH抗体（AG019）、SDS-PAGE蛋白上样缓冲液（P0015）。可以说碧云天在我们的科研工作中已经成为了不可缺少的一个角色，对于我们实验的正常开展以及实验结果的稳定性起到了重要的作用。他们快速的发货，稳定的品质，详细的说明，优惠的价格以及贴心的售后助力我们科研工作者每一个结果的产出。 总之，科研出成果离不开勤奋和坚持，灵感和运气也必不可少。希望各位在日后的工作学习中能够做到既有善良又有锋芒。非常荣幸碧云天邀请我做这次分享，与大家交流科研成果与心得，也祝碧云天越来越好，更好地服务和助力科研。