1.项目介绍

线粒体处于细胞生死矛盾的关键节点，是细胞能量和物质代谢的中心，是细胞死亡和天然免疫等信号通路的调控枢纽，是真核生命复杂性、有序性和多样性的根基。线粒体功能障碍是肥胖、糖尿病等代谢性疾病，阿尔兹海默病等神经退行性疾病，以及癌症等众多现代社会常见疾病的共性特征，也是许多疾病的始动和推动因素。因而，解析线粒体在相关疾病中的作用机制，开发线粒体靶向药物具有重要意义。然而，线粒体在结构上具有高度动态和多样性等特征，在功能上具有促生长和促死亡的二元属性特点，在不同组织和器官中的功能也不尽相同，这为解析线粒体的结构和功能，阐明线粒体在疾病中的作用，进而开发用于疾病治疗的线粒体靶向药物带来了严重挑战。本项目拟通过细胞生物学、数学、人工智能、化学、材料学、光学、药学等多学科交叉手段挖掘线粒体的新功能，解析线粒体多态性的物质和结构基础，提出线粒体运行的新原理，阐明线粒体功能异常和退行在疾病发生、发展中的作用和分子机制，开发基于线粒体的新药物，为线粒体相关疾病治疗提供新的策略。

2.项目负责人及团队骨干

陈佺，南开大学生命科学学院教授。国家杰出青年科学基金获得者，教育部特聘教授，“谈家桢生命科学创新奖”获得者，“全国优秀科技工作者”称号获得者。长期从事线粒体生物学研究。在线粒体选择性自噬方面取得了系统性原创性成果，发现线粒体外膜蛋白FUNDC1是线粒体自噬新受体，深入分析线粒体自噬的分子机制， 揭示了其生理和病理作用，深入了解线粒体稳态对细胞生命活动、衰老和线粒体遗传的重要意义。FUNDC1被认为是线粒体自噬领域的里程碑式发现。近年来在国际主流杂志Nature Cell Biology(他引超过1800次)，Molecular Cell，Nature Chemical Biology，EMBO Journal等发表论文100多篇。

陈果，南开大学生命科学学院研究员，药物化学生物学全国重点实验室PI，博导，获得国家高层次人才青年项目支持。主要从事线粒体稳态调控分子机制和靶向药物筛选工作，聚焦线粒体稳态在线粒体相关疾病中的作用和分子机制。主持国自然面上项目1项，作为课题负责人参与国家重大科技专项1项，参与国家重大研究计划1项，主持天津市面上项目1项，天津市重大科技工程1项。以第一作者或者通讯作者在Nature Cell Biology，Molecular Cell，EMBO Molecular Medicine, eBioMedicine等发表论文8篇，引用超过3700次。

潘雷霆，南开大学物理科学学院教授、博导，药物化学生物学全国重点实验室兼聘教授。主要从事基于纳微光学技术的细胞成像与操控研究，包括超分辨光学成像、光刻细胞图案化操控等生物与光学交叉领域的科学研究。以第一或通讯作者在期刊发表学术论文40余篇，主持国家重点研发计划项目课题1项、国家自然科学基金4项等。

陈盛泉，南开大学数学科学学院教授、博导，南开大学百名青年学科带头人，主要研究方向为人工智能、生物信息、AI4Science。主持国家自然科学基金青年、面上等项目，以第一或通讯作者在Nature Machine Intelligence (2022, 2025)、Nature Computational Science (2024)、Nature Communications (2021, 2024a, 2024b, 2025)、Genome Biology (2023, 2025)等期刊发表论文30余篇，先后入选2021年清华大学“学术新秀”、2023年中国科协青年人才托举工程、2024年国家高层次青年人才计划。

李艳君，南开大学生命科学学院副教授，博士生导师。2012年毕业于北京大学基础医学院，获博士学位。2012-2019年于中国科学院动物研究所进行博士后研究。主要从事线粒体生物学、蛋白质稳态、细胞信号转导以及细胞衰老和神经退行等方面研究，相关研究成果发表于Nature Chemical Biology，EMBO Journal，Autophagy等杂志。 

林建平，男，南开大学药学院教授、博导，药物化学生物学全国重点实验室PI。主要从事人工智能制药/计算机辅助药物研究，搭建AI制药计算平台。以第一或通讯作者在Science, NC, PNAS, Angew. Chem., BIB等杂志发表学术论文70余篇，参与973、国家重点研发计划项目课题3项、支持国家自然科学基金1项，天津市科技重大专项1项等。

鲁照永，南开大学药物化学生物学全国重点实验室、药学院特聘研究员，一直致力于具有重要生物活性分子的化学合成、构效关系、作用机制、药物化学及生物医药转化研究，先后完成了6个家族超过30个抗癌天然产物的首次全合成，为新型抗癌药物研发提供了有效解决方案。鲁照永特聘研究员共在Nat. Chem.、J. Am. Chem. Soc.和Angew. Chem. Int. Ed.等国际顶级期刊发表学术论文16篇，申请中国专利4项，已授权3项，2022年获Thieme Chemistry Journals Award。 

刘阳，教授，国家杰青，南开大学化学学院副院长，药物化学生物学全国重点实验室副主任。主要从事新型生物医用免疫调控功能材料的研究。发展了纳米免疫调节剂新型生物材料体系，通过调控材料与免疫系统的互作、识别与应答，实现了化学合成聚合物纳米材料对肿瘤免疫过程的有效干预，阐明了相关机制并探索了在肿瘤免疫治疗中的应用。发表论文90余篇，包括Nat. Nanotechnol.、Adv. Mater.、Sci. Adv.等，获授权发明专利 7项。主持科技部重点研发专项青年项目1项。获天津市自然科学一等奖1项（2022年，排位3）等。 

3.项目拟推进的多学科交叉研究方向

（1）线粒体结构及超大型复合物成像与功能：结构是功能的基础。线粒体结构具有高度多态性的特征。以往的研究基于细胞器和细胞水平的检测方法，且多是静态的。随着技术的进展，线粒体研究已从静态观测、微米级、细胞器水平成像发展到动态追踪、纳米尺度、亚细胞器水平高清晰成像。本研究方向拟开发和运用光学、结构生物学等手段解析线粒体-细胞器交互、亚线粒体结构、大型复合体的动态变化和生理功能，解析线粒体功能多样性的结构基础，挖掘线粒体运行新机制，鉴定可干预的新靶标。

（2）人工智能（AI）药物设计和数字线粒体构建：人工智能正在深刻变革传统生命科学研究、药物研发范式。传统研究往往局限于单一评价、有限药物，制约了对客观规律本质的探索和相关药物的研发。本研究方向综合表观组、转录组、蛋白组等多组学数据，通过AI大模型、生物信息学等方法构建数字线粒体，提炼运行新原理，构建多级虚拟筛选系统，基于新靶标筛选或者设计新的苗头化合物。

（3）线粒体相关疾病机制解析与治疗药物的创制：线粒体功能障碍是众多疾病的始动和推动因素，然而线粒体功能多样性和二元属性特征导致难以阐明线粒体在相关疾病中的具体作用机制，也严重制约了线粒体靶向药物的开发。本研究方向综合运用光学、生物化学、生物信息学等多学科手段，解析线粒体功能障碍导致疾病的分子机制，鉴定疾病治疗新靶点，通过药学、有机化学、生物学等方法合成新的衍生物，并进行构效关系分析，综合评价候选化合物对线粒体功能的影响，鉴定其作用靶点，开发治疗疾病的新药物。

（4）线粒体靶向纳米材料：线粒体多功能性和二元属性等特征制约了线粒体靶向药物的开发，而纳米材料具有操控性高、精准靶向、高效递送等特点，为相关药物开发打开了新的大门。本研究方向通过材料学、纳米生物学等手段开发线粒体靶向纳米材料，结合药学、生物学等方法综合评价其对线粒体功能和机体的影响，解决药物递送、特异性、安全性等问题，开发疾病治疗新策略。

4.项目制研究生招生专业背景要求

需求一：细胞生物学，图像处理分析，生物物理。联系人：潘雷霆老师

需求二：熟悉常用的生物信息分析工具，了解单细胞测序流程及数据预处理过程，具备一定的人工智能算法基础，掌握至少一门编程语言。联系人：陈盛泉老师

需求三：具备一定的有机化学或高分子化学相关学习和研究背景，熟悉聚合物合成、改性等基本方法和实验操作；了解生物学相关基本研究和实验方法，不排斥操作实验动物；具有生物医用高分子材料相关研究背景或具备生物信息学相关分析技能者优先考虑。联系人：刘阳老师

需求四：有神经退行性疾病研究经验者优先。联系人：李艳君老师

需求五：有一定的细胞生物学背景，熟悉虚拟药物筛选和AI辅助药物设计者优先。联系人：陈果老师。

需求六：招收具有有机合成化学与生物学基础的博士研究生，利用化学工具解决生物学问题。联系人：鲁照永老师

需求七：熟悉AIDD/计算机辅助药物设计，生物信息，虚拟细胞开发，数据处理、生物方面算法开发。联系人：林建平老师。

5.项目组联系方式

联系人：陈果：chenguo@nankai.edu.cn，https://sky.nankai.edu.cn/cg/list.htm

刘阳：yliu@nankai.edu.cn，https://chem.nankai.edu.cn/2019/0906/c24389a504314/page.htm

潘雷霆：http://panltlab.org/

李艳君：https://sky.nankai.edu.cn/lyj/list.htm

陈盛泉：chenshengquan@nankai.edu.cn，https://my.nankai.edu.cn/sms/csq/list.htm，https://biox-nku.cn/

鲁照永：zlu@nankai.edu.cn，https://nankai.teacher.360eol.com/teacherBasic/preview?teacherId=9058

林建平：jianpinglin@nankai.edu.cn,https://pharmacy.nankai.edu.cn/info/1011/1287.htm