來(lái)源：丁香學(xué)術(shù)

陶勇教授始終聚焦眼科領(lǐng)域的臨床難題，2025 年其團(tuán)隊(duì)成果頻出，開(kāi)發(fā)外泌體療法修復(fù)視網(wǎng)膜損傷；構(gòu)建 DR 預(yù)測(cè)模型，整合遺傳與臨床數(shù)據(jù)；驗(yàn)證 BrainPort? Vision Pro 設(shè)備助盲人感知環(huán)境。從基礎(chǔ)研究到臨床轉(zhuǎn)化，陶勇醫(yī)生始終以患者需求為導(dǎo)向，用科研突破點(diǎn)亮希望。

正如他所言：「讓自己成為燈火」，這位在黑暗中尋找光明的醫(yī)者，正通過(guò)持續(xù)的創(chuàng)新與堅(jiān)守，為更多眼病患者照亮重返清晰世界的路。本期解讀了陶勇醫(yī)生 2025 年三篇研究成果，助力大家直抵科研繁星。

第一篇

2025 年 4 月 15 日，首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽(yáng)醫(yī)院陶勇教授團(tuán)隊(duì)和中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所魏煒研究員和馬光輝院士等人合作在Cell Reports Medicine期刊上發(fā)表題為

「Catalytic neural stem cell exosomes for multi-stage targeting and synergistical therapy of retinal ischemia-reperfusion injury」

該研究突破了傳統(tǒng)療法對(duì)深層視網(wǎng)膜損傷的修復(fù)局限，為視網(wǎng)膜靜脈阻塞（RVO）等缺血性眼病提供了抗氧化和神經(jīng)保護(hù)的雙重功能治療新策略，展現(xiàn)了外泌體在眼科精準(zhǔn)治療中的潛力。

圖 1 相關(guān)研究（圖源：[1]）

1、視網(wǎng)膜氧化應(yīng)激損傷的病理機(jī)制與靶向治療設(shè)計(jì)

如何精準(zhǔn)定位視網(wǎng)膜深層損傷區(qū)域并解除氧化應(yīng)激對(duì)神經(jīng)元的損傷？研究人員通過(guò)觀察臨床樣本和動(dòng)物模型（RIRI 小鼠）發(fā)現(xiàn)，視網(wǎng)膜缺血再灌注后，外核層（ONL）的過(guò)氧化氫酶（CAT）活性下降與 H2O2 積累最為顯著，且 ONL 是氧化應(yīng)激損傷最嚴(yán)重的區(qū)域。

隨后研究人員利用神經(jīng)干細(xì)胞外泌體（Nexo）作為載體，通過(guò)基因工程修飾使其表面表達(dá) CAT 酶，并結(jié)合帶正電荷的 K10 多肽，賦予其「雙重功能」——CAT 清除 H2O2，K10 通過(guò)跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)（transcytosis）引導(dǎo)外泌體穿透視網(wǎng)膜多層結(jié)構(gòu)到達(dá) ONL。

最后，研究人員通過(guò) Transwell 共培養(yǎng)模型模擬視網(wǎng)膜分層結(jié)構(gòu)，證實(shí) CataKNexo 通過(guò)小窩蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞作用（caveolae-mediated endocytosis）穿透視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞層（GCL）和內(nèi)核層（INL），最終富集于 ONL。

圖 2 CataKNexo 的構(gòu)建與表征（圖源：[1]）

2、CataKNexo 的體內(nèi)療效與安全性評(píng)估

如何驗(yàn)證新型外泌體在復(fù)雜生物體內(nèi)的治療效果與安全性？研究人員通過(guò)轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)，CataKNexo 下調(diào)氧化應(yīng)激（如 Rac2）、凋亡（如 Nlrc5）和炎癥相關(guān)基因（如 TNF-α），同時(shí)上調(diào)光感受器細(xì)胞功能相關(guān)基因（如 Rgr），發(fā)揮協(xié)同保護(hù)作用。在 RIRI 小鼠模型中，CataKNexo 顯著降低視網(wǎng)膜 H2O2 水平，減少 ONL 細(xì)胞凋，并恢復(fù)視網(wǎng)膜電圖（ERG）的 a 波和 b 波振幅至接近正常水平。

此外，在更接近人類眼部結(jié)構(gòu)的巴馬小型豬模型中，CataKNexo 減少視網(wǎng)膜水腫，提升 ONL 厚度（增加 1.7 倍），且未引起眼內(nèi)壓升高或全身毒性反應(yīng)。研究還發(fā)現(xiàn)，CataKNexo 在玻璃體中可穩(wěn)定存在 7 天，凍干復(fù)溶后仍保持結(jié)構(gòu)完整，且無(wú)明顯毒副作用，為臨床轉(zhuǎn)化提供了基礎(chǔ)。

圖 3 CataKNexo 在 RIRI 模型小鼠體內(nèi)的保留和多階段靶向性評(píng)價(jià)（圖源：[1]）

本研究針對(duì)視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷（RIRI）中過(guò)氧化氫（H2O2）過(guò)度積累和外核層（ONL）神經(jīng)元損傷的核心問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了一種經(jīng)聚賴氨酸（K10）修飾并表達(dá)過(guò)氧化氫酶（CAT）的神經(jīng)干細(xì)胞外泌體（CataKNexo）。該外泌體通過(guò)多階段靶向機(jī)制穿透視網(wǎng)膜多層結(jié)構(gòu)，在小鼠和巴馬小型豬模型中顯著清除 H2O2、減少細(xì)胞凋亡，并恢復(fù)視力功能，且安全性良好，為開(kāi)發(fā)可長(zhǎng)期保存、精準(zhǔn)遞送的「現(xiàn)貨型」眼用制劑奠定了基礎(chǔ)。

然而，目前使用的 2D 細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)率較低，未來(lái)需探索 3D 培養(yǎng)或基因工程改造以提高外泌體產(chǎn)量；此外，后續(xù)仍需進(jìn)一步驗(yàn)證其在糖尿病視網(wǎng)膜病變（DR）等其他視網(wǎng)膜退行性疾病中的適用性。

第二篇

2025 年 1 月 20 日，首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽(yáng)醫(yī)院李祖飛醫(yī)生和陶勇教授研究團(tuán)隊(duì)在Biomedical and Environmental Sciences期刊上發(fā)表題為

「Predicting Diabetic Retinopathy Using a Machine Learning Approach Informed by Whole-Exome Sequencing Studies」

圖 4 相關(guān)研究（圖源：[2]）

1、遺傳變異篩選與特征工程

如何通過(guò)家族遺傳數(shù)據(jù)挖掘 DR 相關(guān)的關(guān)鍵遺傳標(biāo)記？研究人員通過(guò)對(duì) DR 家系進(jìn)行全外顯子測(cè)序，篩選出 7 個(gè)與 DR 共分離的 SNP 位點(diǎn)，其中 rs146694895（SH3 GLB2 基因）和 rs201407189（FANCC 基因）通過(guò)影響線粒體自噬和氧化應(yīng)激通路發(fā)揮作用。之后利用支持向量機(jī)（SVM）構(gòu)建包含這兩個(gè) SNP 及臨床指標(biāo)（如 HbA1c、尿微量白蛋白 UMALB）的模型，通過(guò)最小絕對(duì)收縮和選擇算子（LASSO）算法篩選出無(wú)共線性的特征組合。

2、機(jī)器學(xué)習(xí)模型構(gòu)建與效能評(píng)估

如何優(yōu)化機(jī)器學(xué)習(xí)模型以提升 DR 風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性？研究發(fā)現(xiàn)在 420 例 2 型糖尿病患者（198 例無(wú) DR，222 例 DR）中，對(duì)比 9 種 ML 算法，發(fā)現(xiàn) SVM 模型性能最優(yōu)，準(zhǔn)確率 80.2%、靈敏度 83.3%、特異性 76.7%，AUC 達(dá) 0.80，顯著優(yōu)于僅含臨床特征的模型（AUC 0.793）；SHAP 值分析顯示，SH3 GLB2 rs146694895 和 FANCC rs201407189 的重要性排名前兩位，分別通過(guò)影響線粒體自噬和氧化應(yīng)激通路參與 DR 發(fā)病機(jī)制。研究人員基于模型開(kāi)發(fā)網(wǎng)頁(yè)版預(yù)測(cè)工具，用戶輸入 12 項(xiàng)特征（含 2 個(gè) SNP 基因型）即可實(shí)時(shí)評(píng)估 DR 風(fēng)險(xiǎn)，為基層醫(yī)療提供便捷的早期篩查手段。

圖 5 研究設(shè)計(jì)概述（圖源：[2]）

本研究通過(guò)家系 WES 和機(jī)器學(xué)習(xí)整合遺傳與臨床數(shù)據(jù)，建立了首個(gè)包含 SNP 位點(diǎn)的 DR 風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型，證實(shí) SH3 GLB2 和 FANCC 基因變異對(duì) DR 發(fā)生的獨(dú)立預(yù)測(cè)價(jià)值，揭示了 DR 遺傳易感性的新機(jī)制，補(bǔ)充了 DR 多因素致病理論，為后續(xù)通路研究提供了靶點(diǎn)（如線粒體自噬、氧化應(yīng)激），為糖尿病視網(wǎng)膜病變的精準(zhǔn)分層管理提供了新模式。

然而，該研究?jī)H納入單一漢族家系，需擴(kuò)大樣本量并驗(yàn)證其他種族人群的普適性；此外，該研究未深入解析 SNP 與臨床表型的因果關(guān)系，需通過(guò)細(xì)胞/動(dòng)物模型驗(yàn)證 SH3 GLB2/FANCC 變異對(duì)視網(wǎng)膜血管損傷的直接作用。

第三篇

2025 年 4 月 29 日，首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽(yáng)醫(yī)院康皓醫(yī)生和陶勇教授研究團(tuán)隊(duì)在Current eye research期刊上發(fā)表題為

「Evaluation of the Efficacy of an Assistive Device for Blind People: A Prospective, Non-Randomized, Single Arm, and Open Label Clinical Trial」

本研究首次在中國(guó)評(píng)估 BrainPort? Vision Pro 輔助設(shè)備對(duì)盲人的物體識(shí)別和定向移動(dòng)能力的療效。24 名嚴(yán)重視力障礙患者經(jīng) 3 小時(shí)設(shè)備培訓(xùn)后，使用設(shè)備完成功能任務(wù)的成功率顯著高于未使用時(shí)，且全程無(wú)設(shè)備相關(guān)不良事件。該設(shè)備通過(guò)舌部刺激提供環(huán)境感知，安全可行，為盲人獨(dú)立互動(dòng)環(huán)境提供了新途徑。

圖 6 研究設(shè)計(jì)概述（圖源：[3]）

這是中國(guó)首次針對(duì) BrainPort? Vision Pro 輔助設(shè)備在盲人中療效的評(píng)估嘗試。研究表明，該設(shè)備通過(guò)舌部刺激提供真實(shí)的環(huán)境感知，是盲人直接與環(huán)境互動(dòng)的可行輔助工具，且在本研究中無(wú)顯著副作用。隨著技術(shù)的進(jìn)步和普及，未來(lái)更多盲人將有機(jī)會(huì)使用并受益于 BrainPort? Vision Pro。

結(jié)語(yǔ)

陶勇團(tuán)隊(duì)的系列研究聚焦眼科重大需求，在視網(wǎng)膜疾病治療、慢性病預(yù)測(cè)及盲人輔助技術(shù)領(lǐng)域展現(xiàn)多維度創(chuàng)新。外泌體療法突破深層視網(wǎng)膜修復(fù)瓶頸，機(jī)器學(xué)習(xí)模型開(kāi)辟 DR 精準(zhǔn)防控新路徑，BrainPort? Vision Pro 設(shè)備為盲人環(huán)境交互提供安全新方案。

這些成果既夯實(shí)了眼科精準(zhǔn)醫(yī)療的科學(xué)基礎(chǔ)，也彰顯了臨床轉(zhuǎn)化的社會(huì)價(jià)值。未來(lái)，期待團(tuán)隊(duì)在擴(kuò)大樣本驗(yàn)證、機(jī)制深度解析及跨學(xué)科技術(shù)融合中持續(xù)突破，讓更多創(chuàng)新成果惠及患者，引領(lǐng)眼科診療向更精準(zhǔn)、更智能、更普惠的方向邁進(jìn)。

參考資料（上下滑動(dòng)查閱）：

1.Yang, Weiqiang et al.「Catalytic neural stem cell exosomes for multi-stage targeting and synergistical therapy of retinal ischemia-reperfusion injury.」Cell reports. Medicine vol. 6,4 (2025): 102052.

2.She, Chong Yang et al.「Predicting Diabetic Retinopathy Using a Machine Learning Approach Informed by Whole-Exome Sequencing Studies.」Biomedical and environmental sciences : BES vol. 38,1 (2025): 67-78.

3.Zhao, Yiming et al.「Evaluation of the Efficacy of an Assistive Device for Blind People: A Prospective, Non-Randomized, Single Arm, and Open Label Clinical Trial.」Current eye research, 1-5. 29 Apr. 2025.

通訊作者：

陶勇，1997 年 9 月至 2002 年 7 月就讀于北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部本科，2002 年 9 月至 2005 年 7 月在北京大學(xué)人民醫(yī)院眼科攻讀碩士學(xué)位，2005 年 9 月至 2007 年 7 月于北京大學(xué)人民醫(yī)院眼科獲醫(yī)學(xué)博士學(xué)位。2007 年 8 月至 2008 年 7 月在北京大學(xué)人民醫(yī)院任眼科主治醫(yī)師，2008 年 8 月至 2009 年 8 月到德國(guó)海德堡大學(xué)附屬曼海母醫(yī)院眼科做訪問(wèn)學(xué)者，2009 年至 2010 年多次在健康列車上擔(dān)任手術(shù)醫(yī)生，2011 年 8 月至 2015 年 8 月任北京大學(xué)人民醫(yī)院眼科副教授等職，2015 年 8 月至 2016 年在北京大學(xué)人民醫(yī)院任眼科主任醫(yī)師，2016 年起任北京朝陽(yáng)醫(yī)院眼科主任醫(yī)師、博士生導(dǎo)師、教授 。2020 年 1 月 20 日遭遇暴力傷醫(yī)事件，4 月 13 日出院，5 月 13 日恢復(fù)出診。曾獲得第十二屆「中國(guó)醫(yī)師獎(jiǎng)」，入選北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部青年學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃，其「視網(wǎng)膜血管性疾病的基礎(chǔ)研究與臨床應(yīng)用陶勇」獲教育部高等學(xué)?？茖W(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，還獲得第二屆醫(yī)藥衛(wèi)生界「生命英雄」-「探索之星」獎(jiǎng)等。主要研究方向?qū)Ｗ⒂谘鄣准膊『推咸涯ぱ椎脑\治，以及白內(nèi)障摘除聯(lián)合人工晶體植入、抗青光眼手術(shù)，玻璃體切割和扣帶術(shù)等臨床應(yīng)用研究，還開(kāi)展高分子材料在眼內(nèi)的應(yīng)用研發(fā)等科研工作。

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