评审组:基础研究组
项目名称:空天极端环境免疫损伤的生物力学机制
提名单位: 陕西省教育厅
提名等级:一等奖
提名单位意见: 空天极端环境生命保障系统是实现长期载人航天必须突破的关键技术难题之一。失重、冲击等空天极端环境会引发机体免疫系统损伤和空间舱病原微生物变异,严重威胁航天员健康与飞行安全。 该项目围绕“空天极端环境免疫损伤的生物力学机制”这一核心科学问题,系统开展了地基模拟、分子机制和工程应用研究,主要发现包括:1)建立了空天多模态地基模拟生物实验平台和方法,从多尺度揭示了空天环境机体免疫损伤的生物力学机制;2)明确了多种力学微环境定向调控免疫细胞发育的规律,揭示了力-化-生耦合微环境对免疫细胞功能的调控的生物力学机制,实现了空天免疫损伤的定向防护;3)阐明了空天极端环境下微生物的变异规律,揭示了空天极端环境下微生物与免疫细胞相互作用的生物力学机制。 项目成果在国内外产生重要学术影响,得到美国三院院士、国际免疫联合学会理事长、Nature Microgravity主编、NASA首席研究员、中国航天员科研训练中心研究人员的高度评价。成果授权专利12项,受邀参加世界智能制造大会获金奖,得到央视、科技日报等主流媒体的专题报道。入选教育部重大工程案例、重大战略研究项目和专家建议各1项,获批教育部“空天生物诊疗与防护技术装备”工程研究中心。作为大会主席承办及受邀做国内外学术会议邀请报告56人次。 参照陕西省科学技术奖评定条件和评定标准,
项目简介:

客观评价:

代表性论文专著目录:

主要完成人情况:
  1. 姓名:杨慧
    排名:1
    行政职务:副院长
    技术职称:教授
    工作单位:西北工业大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目主要学术贡献:本项目的第一完成人,本项目的发起者和团队负责人。西北工业大学力学学科(国家重点学科)新型交叉学科方向——“特殊环境生物力学”的学术带头人。建立了特殊环境免疫损伤及修复的研究方向,牵头申报并获批了教育部“空天特殊环境生物诊疗与防护技术装备”工程研究中心。指导了其他四位完成人研究工作的完成,是本项目主体学术思想的提出者,凝炼了全部3项科学发现点,是第3项发现点的主要完成人。是代表性论著1、2、5的第一通讯作者。
  2. 姓名:徐光魁
    排名:2
    行政职务:系主任
    技术职称:教授
    工作单位:西安交通大学
    完成项目时所在单位:西安交通大学
    对本项目主要学术贡献:参与本项目的组织和实施,是第2项发现点的主要完成人,构建了细胞响应力学微环境的生物力学模型。同时,参与第1项发现点的研究工作,建立了极端环境下人体重要组织器官(如脑、肺等)免疫损伤的力学模型及评价体系。是该项目代表性论文3的通讯作者,代表性论文4的第一作者,代表性论文1的参与作者。
  3. 姓名:张弩
    排名:3
    行政职务:无
    技术职称:副教授
    工作单位:西北工业大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目主要学术贡献:参与组织和实施本项目,是第1项发现点的主要完成人,自主研制了空间多模态极端环境(失重、冲击等)生物实验模拟系统,阐明了极端环境下人体重要组织器官(如脑、肺等)免疫损伤及动态修复的生物力学机制。参与了第2项发现点的研究,明晰了力-化-生耦合微环境对免疫细胞功能调控的规律及力学信号转导网络。是代表性论文1的共同通讯作者、代表性论文5的共同第一作者。
  4. 姓名:张盼
    排名:4
    行政职务:无
    技术职称:讲师
    工作单位:陕西科技大学
    完成项目时所在单位:西北工业大学
    对本项目主要学术贡献:是本项目第2发现点的主要完成人,建立了以天然聚合物为基材、力学性质可调节的造血干细胞三维水凝胶培养体系,阐明了力-化-生耦合微环境对免疫细胞调控的分子机制及力学信号转导网络,揭示了细胞响应微环境的“力学-生物学耦合”机制,为体外定向调控免疫细胞功能提供理论依据。是代表性论文1、2的第一作者,代表性论文5的参与作者。
主要完成单位:
  1. 单位名称:西北工业大学
    单位贡献:西北工业大学是本项目的第一完成单位,是“985工程”、“211工程”重点建设院校以及“双一流”建设院校,以发展航空、航天、航海等领域人才培养和科学研究为主要特色。在本项目的实施过程中,西北工业大学在学科建设经费、实验平台、人员等方面提供全面保障,建设了国际一流、国内独有的抗磁悬浮空间失重实验模拟平台、宽磁谱实验平台和动物细胞冲击加载实验平台,为本项目的完成提供了重要的学校和学科支撑作用。生物力学二级学科是近年来生命科学与力学交叉融合的新兴特色学科方向,成果第一完成人作为该方向的学术带头人,主要依托教育部“空天特殊环境生物诊疗与防护技术装备”工程研究中心、国防科工局“空间生物实验模拟技术”、“冲击动力学”国防重点学科实验室、工信部“智能感知与计算”重点实验室和“空天地海大数据应用技术”国家工程中心等创新性学科平台开展了本成果的科学研究工作。目前,本学科方向现有人员46人,其中教授16人、副教授18人。拥有国家杰出青年科学基金获得者2名,国家优秀青年科学基金获得者2名,教育部跨世纪、新世纪优秀人才4名,全国百篇优秀博士论文提名奖获得者2名,陕西省青年科技新星3人,是国内外本领域具有一定影响力的研究队伍,确保了本项目的顺利完成。西北工业大学是该项目代表性论文1、2、5的第一完成单位,对本项目第1、2、3项科学发现点都做出了主要创新性贡献。

  2. 单位名称:西安交通大学
    单位贡献:西安交通大学是该项目的第二完成单位,是“985工程”,“211工程”重点建设院校,以及“双一流”建设院校,中国C9联盟成员高校。在本项目的实施过程中,西安交通大学投入多名博士生和研究生参与研究工作,也为本项目的执行提供了重要的计算资源、研究经费保障,并负责一些成果的应用和推广,确保了本成果的顺利完成。西安交通大学是该项目完成人徐光魁(2)的作者单位,是代表性论文3、4的第一完成单位,代表性论文1的参与完成单位。

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处