实验室研究工作主要集中在干细胞与再生医学、北方高寒地区骨质疏松症病因及诊疗研究、硬组织发育和矿化机理研究、肿瘤的骨转移及机制研究这四个领域。干细胞技术是世界科技领域中最前沿的科学技术之一,与生物技术、医疗技术、生命科学等多领域交叉发展,具有极好的高新技术产业发展前景。目前结合生物支架材料的研究与哈尔滨工程大学材料学院合作开发新的生物医学支架材料,大量应用在骨、牙、牙周、软骨、皮肤、血管等组织再生研究中。北方高寒地区骨质疏松症病因及诊疗研究,通过对相关病症的流行病学调查及为危险因素、基因多态性的分析,为确定骨密度峰值及各年龄段峰值骨量提供数据,明确骨质疏松症与多种病症的关系,有针对性的将不同的抗骨质疏松药物,在高寒地区进行药物对比试验,为减少地域性骨质疏松病症提供依据。生物矿化作用研究主要是认识生物矿物的形成过程,蛋白质和多糖基怎样控制无机固态化学反应,进而将其应用到医学、材料科学及生命科学领域,为开发仿生材料和治疗异常矿化引起的疾病提供研究方向。牙及骨生物力学,是采用力学理论来研究生物体内物质运动的学科,骨作为适应性结构,在细胞感知力学负荷后,密度与结构随之发生变化。目前实验室从牙齿、牙周及颞下颌关节的生物结构与功能、构建力学加载装置检测各组织应力情况三个方面进行相关研究,对相关技术的临床实用性有很大指导意义。
实验室以黑龙江省生命健康与区域经济发展为需求,以关注生命的本质为宗旨,以建设生物学重点学科为契机,以完善重点实验室建设为目的,积极提升实验室平台水平,构建一流的科学研究技术平台。一方面要与国际科技前沿接轨,提高科研水平,提升学科的国内外影响。另一方面不断为教师发挥才干提供良好环境,进一步加强科研平台公共服务体系和基础设施建设,增加和更新仪器设备,改善教学环境、技术手段和整体办学条件,达到科研条件和育人环境现代化。密切集合我国和我省事业发展的需要,进一步解决学科现有研究方向上的关键问题,提高科学研究水平,促进生产力发展,为振兴东北老工业基地和发展我省的经济建设服务。实验室以上四个领域的研究工作,均已达到国际先进水平,远超国内科研平均态势,不仅在具体研究领域工作取得巨大进展,而且可以为我省的经济发展做出强有力的支撑性贡献,在老工业基地转型中,占有不可或缺的重要地位。
研究方向1:干细胞与再生医学
研究内容:干细胞是探讨骨组织相关重大疾病防治策略的重要靶标,阐明干细胞在骨发育过程中的重要角色,及其在骨组织再生修复中发挥的作用和机制,不仅能为深入认识人体器官发育提供理论依据,而且将提供新的组织退行性病变的防治策略。成体干细胞在再生医学中应用广泛,实验室主要涉及骨髓间充质干细胞、脂肪干细胞、牙髓干细胞和牙周膜干细胞的研究领域。在干细胞的生物学特征、表观遗传学调控和组织工程学的应用方面都有相应的课题组深入研究。另外结合生物支架材料的研究与哈尔滨工业大学材料学院长年合作开发新的生物医学支架材料。在骨、牙、牙周、软骨、皮肤、血管等组织再生的研究中均有应用。将实验室研究和临床转化相关联,利用可应用于临床的生物学材料结合干细胞修复机体内组织缺损。干细胞在产生经济效益的同时还将产生巨大的社会效益。干细胞技术是当今世界上科技领域中最前沿的科学技术之一,是生物技术、医疗技术、生命科学高度交叉的学科,是当今世界上高新技术产业中最具发展前景的产业。其研究和应用水平的高低是一个地区在生物技术领域水平高低的重要体现。
研究方向2:北方高寒地区骨质疏松症病因及诊疗研究
研究内容:通过对我国北方及俄罗斯高寒地区常住居民骨质疏松患病情况流行病学调查及相关危险因素及相关基因多态性的分析,为确定北方高寒地区不同种族骨密度峰值及各个年龄段的峰值骨量提供数据。明确骨质疏松症与动脉粥样硬化、高血压、糖尿病、代谢综合症的关系,以及VitD水平与上述慢性病的相关性。性别一定的情况下,分析男性骨质疏松症与各血脂组份异常、体脂量、内脏脂肪指数、腰围的关系,女性骨质疏松症与各血脂组份异常的关系。体重一定的情况下,分析在固定一定体重分层下分析同体重下不同体脂量、内脏脂肪指数对于骨质疏松症发生的影响。根据流调筛选出高危因素,对致骨质疏松的机理研究引向深入。有针对性的将不同抗骨质疏松药物(特别是传统中药制剂)在高寒地区进行药物对比试验。与俄罗斯西北医科大学联合进行此项研究,已经与俄罗斯骨质疏松协会签署相关合作意向,未来将在北方骨质疏松的人种间对比研究方面进行更深一步的研究。
研究方向3:硬组织发育和矿化机理研究
研究内容:生物矿物是在特定条件下形成的,从而具有特殊的高级结构与组装方式,有这特定的存在部位。生物矿化作用研究最关键的问题是认识生物矿物的形成过程,蛋白质和多糖基怎样控制无机固态化学反应,进而将其结果应用于医学、材料科学及生命科学。硬组织发育和生物矿化课题组主要对细胞外基质蛋白和其调节的生物矿化进行研究。主要的研究内容集中在Dmp1、Dspp、Fam20c对生物矿化的影响;Bmp2、Bmp4在牙周组织和上皮发育过程中的作用;Bicc1对精神压力下骨矿化的影响。在更接近生物体内环境的条件下,进一步研究生物大分子专一的调控作用生物矿化以及协同调控作用,进一步研究基质中的生物矿化过程、细胞--矿物的相互作用,以阐明生物矿物的形成过程,为开发仿生材料和治疗异常矿化引起的疾病提供启示,这应该是未来生物矿化研究的发展方向。
研究方向4:肿瘤的骨转移及机制研究
研究内容:恶性肿瘤的转移一般要癌栓运动、跨膜转移、趋化侵袭和生长互促4个步骤 , 每个步骤环环相扣。恶性肿瘤在某些特定器官、组织,如骨组织中,转移灶的血液供应更为丰富,生长更为良好,而另一些特定器官如肌肉则未发现转移灶形成。因此骨组织转移一直是恶性肿瘤研究的热点。我们的前期研究集中在三氧化二砷对口腔颌面部恶性肿瘤的治疗机制的研究中,研究团队发现三氧化二砷对肿瘤的迁移和转移有明显的抑制作用。在未来的研究中实验内容主要集中在肿瘤的骨转移特性;化疗药物对转移到影响及分子机制研究;骨转移肿瘤对不同靶向药物的反应及多种生长因子成骨的相关作用研究。