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曹楠 教授

中山大学中山医学院

利用干细胞和心血管细胞重编程技术修复受损心脏

曹楠 教授

演讲题目:利用干细胞和心血管细胞重编程技术修复受损心脏

中山大学中山医学院

曹楠,中山大学中山医学院教授,博士生导师,国际干细胞研究学会和国际心脏研究学会会员。2007年于武汉大学获得理学学士学位;2012年于中科院上海生命科学研究院获得细胞生物学博士学位;2012年起在美国加州大学旧金山分校戴维•格拉斯通研究所(David.   Gladstone Institutes)从事博士后研究;2016年以中山大学“百人计划”急需青年人才和中组部第十三批“千人计划青年项目”引进回国,在中山大学任职至今。

在干细胞分化、体细胞重编程、以及心脏再生医学等领域做出了多项开创性工作,相关成果在Science(IF:   37.2)、Nature(IF: 40.14)、Cell Stem Cell(IF: 23.4)、Nature Cell Biology(IF:   20.1)、Cell Research(IF: 15.6)、Cell Reports(IF: 8.3)等著名期刊上发表SCI学术论文12篇,平均IF:16.6/篇。其中以第一作者或并列第一作者身份发表5篇学术论文及1篇专著,包括Science、Cell Stem Cell、Cell Research (3篇)、以及Methods in Molecular Biology,学术论文平均IF:21.5/篇。已公示国际专利2项、美国及中国专利各1项。一系列工作得到了科学和公众媒体的广泛关注,被包括ABC News, Voice of America, News USA, Yahoo News, Science Daily,   Science News,生物谷,丁香园等40余家国际国内媒体相继报道。获得了多项奖励和荣誉,包括中国科学院朱李月华优秀博士毕业生奖、张锡钧基金会全国青年优秀生理学学术论文奖、戴维•格拉斯通研究所最高研究奖Scientific Excellence Award等,并得到美国加利福尼亚州再生医学研究所和广东省“珠江人才计划”经费支持。利用小分子化合物实现心肌细胞化学重编程这一革命性研究成果也入选了由中国科学院、中国工程院主办,两院院士投票评选的2016年世界十大科技进展。


重要学术研究成果与贡献:

心脏疾病是人类健康的第一杀手。缺血性心脏病患者的心脏细胞在疾病发生后大量死亡并且不可自然再生,导致患者心功能逐渐恶化,并最终发展成为终末期心脏病和心力衰竭。近年来,细胞移植疗法作为治疗心脏疾病的探索性实验研究展现出了巨大的潜力和良好前景,已成为干细胞和心脏疾病研究的一个重要领域。因此,如何获得足够数量的、来自于病人自体的功能性心脏细胞,对于该治疗策略的实现和临床应用至关重要。为了实现这一目标,本人多年专注于多能干细胞和体细胞向心血管前体细胞和功能性心血管细胞重编程体系的建立、相关调控机制研究、以及其在治疗缺血性心脏病中的应用,取得了一系列重要的研究成果和重大突破。建立了多个多能干细胞向心血管前体细胞以及功能性心肌细胞分化体系,并深入阐明了细胞外基质在诱导心肌细胞生成中的作用(Cell Research,2011;2012;2013);建立了心血管前体细胞规模化扩增体系并应用其修复疾病动物模型受损心脏(Cell Research,2013;Cell Stem Cell,2016);利用干细胞和化学生物学手段,率先在国际上将皮肤细胞直接重编程成为了新型心血管前体细胞和功能性心肌细胞,并通过动物移植实验证明了获得的细胞具有明显改善心肌梗死后心脏功能的作用(Science,2016;Cell Stem Cell,2016);开发的有关心血管前体细胞诱导和培养的方法学已被国际著名专业出版社Humana Press Inc出版的经典教科书Methods in Molecular Biology收录。


学术论著:

1. Cao N, Huang Y, Zheng J, Spencer CI, Zhang Y, Fu JD, Nie B, Xie M, Zhang M, Wang H, Ma T, Xu T, Shi G, Srivastava D, Ding S. Conversion of human fibroblasts into functional cardiomyocytes by small molecules. Science 2016 Jun 3;352(6290):1216-20.

2. Zhang Y*, Cao N*, Huang Y, Spencer CI, Fu JD, Yu C, Liu K, Nie B, Xu T, Li K, Xu S, Bruneau BG, Srivastava D, Ding S. Expandable cardiovascular progenitor cells reprogrammed from fibroblasts. Cell Stem Cell 2016 Mar 3;18(3):368-81 (Featured article, highlighted by Yamashita JK. Expanding reprogramming to cardiovascular progenitors. Cell Stem Cell 2016 Mar 3;18(3):299-301. *equally contributing authors).

3. Zhang M, Lin YH, Sun YJ, Zhu S, Zheng J, Liu K, Cao N, Li K, Huang Y, Ding S. Pharmacological reprogramming of fibroblasts into neural stem cells by signaling-directed transcriptional activation. Cell Stem Cell 2016 May 5;18(5):653-67.

4. Ma T, Li J, Xu Y, Yu C, Xu T, Wang H, Liu K, Cao N, Nie BM, Zhu SY, Xu S, Li K, Wei WG, Wu Y, Guan KL, Ding S. Atg5-independent autophagy regulates mitochondrial clearance and is essential for iPSC reprogramming. Nat Cell Biol. 2015 Nov;17(11):1379-87.

5. Cao N, Liang H, Yang HT. Generation, expansion, and differentiation of cardiovascular progenitor cells from human pluripotent stem cells.Methods Mol Biol. 2015;1212:113-25.

6. Wang H, Cao N, Spencer CI, Nie B, Ma T, Xu T, Zhang Y, Wang X, Srivastava D, Ding S. Small molecules enable cardiac reprogramming of mouse fibroblasts with a single factor, Oct4. Cell Rep. 2014 Mar 13;6(5):951-60.

7. Cao N*, Liang H*, Huang J, Wang J, Chen Y, Chen Z, Yang HT. Highly efficient induction and long-term maintenance of multipotent cardiovascular progenitors from human pluripotent stem cells under defined conditions. Cell Res. 2013 Sep;23(9):1119-32 (*equally contributing authors).

8. Cao N, Liu Z, Chen Z, Wang J, Chen T, Zhao X, Ma Y, Qin L, Kang J, Wei B, Wang L, Jin Y, Yang HT. Ascorbic acid enhances the cardiac differentiation of induced pluripotent stem cells through promoting the proliferation of cardiac progenitor cells. Cell Res. 2012 Jan;22(1):219-36.

9. Wang J, Cao N, Yuan M, Cui HJ, Tang Y, Qin LJ, Huang XF, Shen N, Yang HT. MicroRNA-125b/Lin28 pathway contributes to the mesendodermal fate decision of embryonic stem cells. Stem Cells Dev. 2012 Jun 10;21(9):1524-37.

10. Cao N*, Liao J*, Liu ZM, Zhu WM, Wang J, Liu LJ, Yu LL, Xu P, Cui C, Xiao L, Yang HT. In vitro differentiation of rat embryonic stem cells into functional cardiomyocytes. Cell Res. 2011 Sep;21(9):1316-31 (*equally contributing authors).


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