Christopher Chen (akademický) - Christopher Chen (academic)

Christopher S. Chen
Christopher Chen.jpg
narozený1968
Amerika
Národnostamerický
obsazeníBiologický inženýr, vědecký pracovník a akademik
Známý jakoPříspěvky v tkáňovém inženýrství, buněčných mikroprostředích a mechanobiologii
TitulWilliam Fairfield Warren, významný profesor biomedicínského inženýrství
OceněníCena Mary Hulman George za biomedicínský výzkum
Cena Herberta W. Dickermana za mimořádný přínos vědě
Cena za přednášku Charlese DeLisiho
Akademické pozadí
Alma materHarvardská Univerzita (B.A.)
Massachusetts Institute of Technology (M.S., Ph.D.)
Harvardská lékařská škola (M.D.)
Akademická práce
InstituceBostonská univerzita (2013 - )
Harvard University (2013 -)
University of Pennsylvania (2004-2013)
Univerzita Johna Hopkinse (1999-2004)

Christopher S. Chen, narozen v roce 1968, je americký biologický inženýr. Je významným profesorem biomedicínského inženýrství na William Fairfield Warren Bostonská univerzita a člen Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering ve společnosti Harvardská Univerzita v Bostonu.[1]

Chen publikoval více než 250 výzkumných prací. Jeho výzkum zkoumá použití technických principů pro řízení montáže, opravy a regenerace tkání a zahrnuje oblasti, jako jsou nanotechnologie, tkáňové inženýrství, inženýrská buněčná mikroprostředí, mikroelektromechanické systémy a technologie mikrovýroby.[2]

Chen získal řadu ocenění a vyznamenání, například cenu ONR Young Investigator Award v roce 1999,[3] cenu Presidential Early Career Award pro vědce a inženýry (PECASE) v roce 2000,[4][5]

Vzdělávání

Chen dokončil bakalářský titul v oboru biochemie na Harvardské univerzitě v roce 1990, kde prováděl výzkum integrinových receptorů a biomechaniky běhu. Poté, co strávil rok v zahraničí, nastoupil na Massachusetts Institute of Technology a v roce 1993 dokončil magisterské studium ve strojírenství. Poté nastoupil na M.D.-Ph.D. program provozovaný Harvard-MIT Division of Health Sciences and Technology (HST). Výzkum disertační práce ukončil Donald E. Ingber a George M. Whitesides na téma „Inženýrství adheze buněk k substrátům“ a získal titul Ph.D. v roce 1997 a M.D. v roce 1999.[1]

Kariéra

Chen nastoupil na fakultu Johns Hopkins University jako odborný asistent v biomedicínském inženýrství a onkologii v roce 1999. V roce 2004 přešel na University of Pennsylvania, kde působil jako inaugurační profesor inovací v bioinženýrství J. Peter Skirkanich, který založil a řídil Penn Center for Engineering Cells and Regeneration a byl zakládajícím členem Penn Institute for Regenerative Medicine.[5] V roce 2013 nastoupila Chen na Bostonskou univerzitu jako význačný profesor biomedicínského inženýrství a Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering na Harvard University. V roce 2019 byl jmenován významným profesorem biomedicínského inženýrství na univerzitě v Bostonu William Fairfield Warren, což je nejvyšší vyznamenání udělené vedoucím členům fakulty na Bostonské univerzitě.[6]

Chen byl členem mnoha poradních výborů, výborů a kontrolních skupin organizací, jako je Společnost pro biomem a biomedicínskou nanotechnologii, Úřad ministra obrany USA, Rada pro výzkum obranných věd a Fakulta 1000 biologie. Chen také zastává několik vedoucích pozic na rozhraní inženýrství, biologie a medicíny, včetně zakládajícího ředitele Centra biologického designu na Bostonské univerzitě,[7] zástupce ředitele Centra technického výzkumu National Science Foundation zaměřeného na integraci nanomateriálu, buněčného inženýrství a regeneračních metod k vytvoření personalizované plně funkcionalizované srdeční tkáně a spoluřešitel vědeckého a technologického centra National Science Foundation Science and Technology Center on Engineering Mechanobiology.[8]

Chen působil jako redaktor nebo člen redakční rady v mnoha vědeckých časopisech, včetně Science Translational Medicine, Vývojová buňka, Buňková kmenová buňka, Roční přehledy v buněčné a vývojové biologii, Buněčné a molekulární bioinženýrství, Technologie, a Journal of Cell Science.

Výzkum a práce

Většina Chenovy práce je na mezioborovém výzkumném rozhraní mezi strojírenstvím, biologií a medicínou. Chenova hlavní oblast výzkumu je v oblasti tkáňového inženýrství a regenerativní medicíny, kde přispěl do buněčného mikroprostředí, tkáňového shromáždění a vaskulární biologie. Během těchto studií pracoval na vývoji mikroelektromechanických systémů (MEMS) a nanotechnologií, aby odhalil, jak buněčná organizace, mechanika a interakce lepidel řídí buněčnou funkci.

Buněčná mikroprostředí

Jednou z hlavních oblastí výzkumu společnosti Chen je interakce buněk s okolním mikroprostředím. Tvrdil, že nejen biochemické, ale také fyzické podněty stimulují signalizaci, která řídí buněčné chování.[9] Jeho publikované práce zdůraznily význam buněčné adheze k okolnímu extracelulární maticovému lešení, adheze k sousedním buňkám a sil přenášených těmito adhezemi při regulaci odpovědí, jako je buněčná proliferace, diferenciace kmenových buněk a mnohobuněčná organizace.[10] Vyvinul přístupy v oblasti mikrofabrikace a nanotechnologie, aby ukázal, jak mohou geometrické vzory adhezivních interakcí a to, zda jsou tyto interakce rovinné nebo v trojrozměrném prostoru, dramaticky ovlivnit reakci buněk.[11] Při definování role mechanických sil v těchto událostech popsal vývoj několika technologií pro měření těchto buněčných sil.[12]

Sestavení tkáně

Chen využil svých poznatků v buněčných mikroprostředích k vývoji strategií pro inženýrské sestavení tkáně. Tvrdil, že tyto syntetické tkáně mohou sloužit nejen jako implantovatelné terapie, ale také jako náhrady lidských tkání ve farmaceutickém a translačním výzkumu.[13] Chen prokázal, jak lze tvar mnohobuněčných agregátů použít k přímému modelování diferenciace kostí v porovnání s tuky v upravených tkáních.[14] Jeho práce uvádějí použití mikropostů jako fyzických kotev k vedení tvorby zarovnaných tkání v mikroskopickém měřítku a tyto systémy používal k vytváření mimetik tkáně stroma, kosterního svalstva, svalů dýchacích cest a cév a srdeční tkáně.[15] Chen také informoval o vývoji mikrofluidních platforem, kde buňky lemují perfuzní kanály, včetně technik 3D tisku k vytvoření rámce pro syntetický vaskulární systém, který se skládá z mřížky cukru, s cílem podporovat větší tkáňové struktury, jako je umělé srdce nebo játra. Použil je k modelování kapilárních cévních lůžek, která mohou krmit trojrozměrnou kulturu stejným způsobem, jakým krevní cévy krmí tkáň, stejně jako další luminální tkáně, jako jsou žlučovody.[16] Použil tyto vaskulární modely ke studiu buněčných interakcí s vaskulaturou, zejména u rakoviny.[17]

Cévní biologie

Chenova vědecká práce vedla k novým poznatkům v biologii krevní vaskulatury. Chen v roce 2016 publikoval článek o silách ve vaskulární biologii. Jeho výzkum dospěl k závěru, že existuje významný vliv environmentálních a buněčně generovaných sil na chování endotelu, a navrhl nové koncepty snímání endoteliální síly a mechanické signalizace.[18] Ve svých vlastních studiích referoval o důležitosti fyzikálních vlastností extracelulární matrice, buněčných interakcí s matricí a jinými buňkami a mechanických sil při ovlivňování toho, jak endoteliální buňky signalizují a organizují se za vzniku vaskulárních sítí.[19] Objevil roli tahacích sil na křižovatkách buněk a buněk a smykových napětí proudění krve při regulaci bariéry mezi krevními a tkáňovými oddíly.[20] Kromě základních studií vaskulární biologie vyvinula Chen také řadu technologií na podporu vaskularizace při léčbě ischemických chorob a přihojení umělých tkání. Ukázal, že předškolní cévní šňůry a kanály v umělých štěpech vedou k rychlé vaskularizaci a prokrvení těchto štěpů po implantaci.[21]

Ceny a vyznamenání

  • 1999 - Cena ONR Young Investigator Award[3]
  • 2000 - Ocenění Presidential Early Career Award pro vědce a inženýry[4]
  • 2002 - Cena Mary Hulman George za biomedicínský výzkum
  • 2004 - Cena Herberta W. Dickermana za mimořádný přínos vědě
  • 2006 - člen, Fakulta 1000 biologie
  • 2010 - Cena George H. Heilmeiera za vynikající práci ve výzkumu
  • 2018 - Dean’s Catalyst Award
  • 2019 - Cena za přednášku Charlese DeLisi
  • 2019 - Robert A. Pritzker Distinguished Lecture Award, The Biomedical Engineering Society[5]

Vybrané články

  • Chen, C.S., Mrksich, M., Huang, S., Whitesides, G.M., Ingber, D.E. (1997) Geometrická kontrola života a smrti buněk. Věda. 276: 1425-1428.
  • Tan, J.L., Tien, J., Pirone, D., Gray, D.S., Chen, C.S. (2003) Buňky ležící na lůžku z mikroihly: Přístup k izolaci mechanické síly. Proc. Nat. Acad. Sci. USA 100: 1484-1489.
  • McBeath, R., Pirone, D., Nelson, C.M., Bhadriraju, K., Chen, C.S. (2004) Tvar buněk, cytoskeletální napětí a RhoA regulují závazek kmenových buněk. Vývojová buňka. 6: 483-495.
  • Guilak F., Cohen D.M., Estes B.T., Gimble J.M., Liedtke W., Chen, C.S. (2009) Kontrola osudu kmenových buněk fyzickými interakcemi s extracelulární matricí. Cell Stem Cell 5: 17-26.
  • Grashoff, C., Hoffman, BD, Brenner, MD, Zhou, R., Parsons, M., Yang, MT, McLean, MA, Sligar, SG, Chen, CS, Ha, T., Schwartz, MA (2010) Měření mechanického napětí napříč Vinculinem odhaluje regulaci dynamiky fokální adheze. Příroda. 466: 263-267.
  • Miller, JS, Stevens, KR, Yang, MT, Baker, BM, Nguyen, DH, Cohen, DM, Toro, E., Chen, AA, Galie, PA, Yu, X., Chaturvedi, R., Bhatia, SN , Chen, CS (2012) Rychlé odlévání vzorovaných vaskulárních sítí pro perfuzovatelné upravené trojrozměrné tkáně. Přírodní materiály. 11: 768-774.
  • Hinson, JT, Chopra, A., Nafissi, N., Polacheck, WJ, Benson, CC, Swist, S., Gorham, J., Yang, L., Schafer, S., Sheng, CC, Haghighi, A. , Homsy, J., Hubner, N., Church, G., Cook, AS, Linke, WA, Chen, CS Seidman, JG, Seidman, CE (2015) Titinové mutace v iPS buňkách definují sarkomérovou nedostatečnost jako příčinu dilatace kardiomyofatie. Science 349 (6251): 982-986.
  • Baker, B.M., Trappmann, B., Wang, W.Y., Sakar, M.S., Kim, I.L., Shenoy, V.B., Burdick, J.A., Chen, C.S. (2015) Nábor vláken zprostředkovaný buňkami řídí mechanické snímání extracelulární matrice v upravených fibrilárních mikroprostředích. Nat. Mater. 14 (12): 1262-1268.
  • Polacheck, WJ, Kutys, ML, Yang, J., Eyckmans, J., Wu, Y., Vasavada, H., Hirschi, KK, Chen, CS (2017) Nekanonický Notch komplex reguluje adherentní spoje a vaskulární bariéru funkce. Příroda. 552 (7684): 258-262.
  • Mirabella, T., MacArthur, J.W., Cheng, D., Ozaki, C.K., Woo, Y.J., Yang, M.T., Chen, C.S. (2017) 3D-vytištěné vaskulární sítě přímé terapeutické angiogeneze u ischemie. Nat. Biomed. Eng. 1 (83) doi: 10,1038 / s41551-017-0083.

Reference

  1. ^ A b „Christopher S. Chen“.
  2. ^ „Christopher S. Chen - Google Scholar“.
  3. ^ A b „ONR vyhlašuje vítěze ceny Young Investigator Program Award za rok 1999“.
  4. ^ A b „ARCHIVOVÁNO - Archiv programu Presidential Early Career Award pro vědce a inženýry (PECASE)“.
  5. ^ A b C „Christopher S. Chen získává cenu Heilmeier Research v Penn Engineering“.
  6. ^ „William Fairfield Warren Distinguished Professorship“.
  7. ^ "Centrum biologického designu".
  8. ^ "Vědecké a technologické centrum pro inženýrskou mechanobiologii".
  9. ^ "Inženýrské biomateriály pro řízení funkce buněk".
  10. ^ „Geometrická kontrola života a smrti buňky“.
  11. ^ „Dekonstrukce třetí dimenze - jak mikroprostředí 3D kultury mění buněčné podněty“.
  12. ^ Blakely, B.L .; Dumelin, C.E .; Trappmann, B .; McGregor, L. M .; Choi, C. K .; Anthony, P. C .; Duesterberg, V. K .; Baker, B. M .; Block, S. M .; Liu, D. R .; Chen, C. S. (2014). „Molekulární sonda na bázi DNA pro optické hlášení buněčných tažných sil“. Přírodní metody. 11 (12): 1229–1232. doi:10.1038 / nmeth.3145. PMC  4247985. PMID  25306545.
  13. ^ Vunjak-Novakovic, Gordana; Bhatia, Sangeeta; Chen, Christopher; Hirschi, Karen (2013). „Platforma HeLiVa: integrované systémy srdce, jater a cév pro testování léků na lidské zdraví a nemoci“. Výzkum a terapie kmenových buněk. 4: S8. doi:10.1186 / scrt369. PMC  4029174. PMID  24565063.
  14. ^ Ruiz, S. A .; Chen, C. S. (2008). „Vznik diferenciace vzorovaných kmenových buněk v mnohobuněčných strukturách“. Kmenové buňky (Dayton, Ohio). 26 (11): 2921–7. doi:10.1634 / kmenové články. 2008-0432. PMC  2693100. PMID  18703661.
  15. ^ „3D modely kultury tkání pod napětím“.
  16. ^ „Biomimetický model k rekonstituci angiogenní klíčící morfogeneze in vitro“.
  17. ^ „Biomimetická rakovina pankreatu na čipu odhaluje endoteliální ablaci prostřednictvím signalizace ALK7“.
  18. ^ "Síly a mechanotransdukce ve 3D vaskulární biologii".
  19. ^ „Rozložitelnost matice řídí mnohobuněčnost migrace 3D buněk“.
  20. ^ Liu, Z .; Tan, J.L .; Cohen, D. M .; Yang, M. T .; Sniadecki, N.J .; Ruiz, S. A .; Nelson, C. M .; Chen, C. S. (2010). „Mechanická síla přitahování reguluje velikost spojení buněk a buněk“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 107 (22): 9944–9. Bibcode:2010PNAS..107,9944L. doi:10.1073 / pnas.0914547107. PMC  2890446. PMID  20463286.
  21. ^ Baranski, J. D .; Chaturvedi, R. R .; Stevens, K. R .; Eyckmans, J .; Carvalho, B .; Solorzano, R. D .; Yang, M. T .; Miller, J. S .; Bhatia, S. N .; Chen, C. S. (2013). „Geometrická kontrola vaskulárních sítí pro zlepšení inženýrské integrace a funkce tkáně“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 110 (19): 7586–91. Bibcode:2013PNAS..110.7586B. doi:10.1073 / pnas.1217796110. PMC  3651499. PMID  23610423.