摘要：该项目由南开大学药物化学生物学全国重点实验室常务副主任孔德领指导，由博士生杨壮壮作为项目负责人，博士生李馨月、林磊、李飞逸、张美涵，硕士生李豪、本科生王圣迪同学作为参赛成员共同完成，经过多轮角逐后，挺进全国总决赛并夺得金奖。

日前

中国国际大学生创新大赛（2025）

全国总决赛

在郑州大学举行

经过激烈角逐

南开大学生命科学学院团队项目

“VAS ERA-脉管时代：

全球首个冠脉化多腔室心脏类器官，

重新定义心脏类器官世界格局”

从来自161个国家和地区

5673所院校的

619万个参赛项目中脱颖而出

摘得研究生创意组主赛道金奖

该项目由南开大学药物化学生物学全国重点实验室常务副主任孔德领指导，由博士生杨壮壮作为项目负责人，博士生李馨月、林磊、李飞逸、张美涵，硕士生李豪、本科生王圣迪同学作为参赛成员共同完成，经过多轮角逐后，挺进全国总决赛并夺得金奖。

心血管疾病，素有“人类健康头号杀手”之称。其中，先天性心脏疾病因其致病机制复杂、个体差异显著，长期以来缺乏理想的人源化模型，导致疾病机制解析和治疗靶点发现困难，成为医学研究领域的一大痛点。

跳动的心脏类器官及闪烁的钙离子信号（评价心脏功能性的重要指标）

心脏类器官技术是近年来兴起的革命性平台，能够利用诱导多能干细胞在体外模拟心脏发育过程，借助患者自体细胞构建类器官，为精准解析疾病机制开辟了新路径。然而，当前国际上先进的心脏类器官模型多由国外团队主导。“打破这一领域的不平衡局面，构建属于中国自主的先进心脏模型，正是我们团队奋斗的初心。”孔德领教授在人工血管领域深耕二十余载，面对心脏疾病模型研究的迫切需求，他带领团队毅然投入到类器官技术这一充满潜力的前沿方向。团队依托南开大学A类生物学科及药物化学生物学全国重点实验室和生物活性材料教育部重点实验室两大国家级优质平台，展开系统性攻关。

孔德领教授为团队成员进行实验指导

2021年，团队以血管、心脏类器官诱导构建为起点，踏入类器官研究领域。“当时心里也在‘打鼓’，由于我们实验室也是首次踏入这个领域，类器官研究方法和平台并不完善，很多实验手段在文献中也查阅不到，诸多难题都亟待攻克。”项目负责人杨壮壮说，为了有效地收集直观的数据，团队自主开发了多种全新的实验和表征手段；为了追赶实验进度，大家常常熬夜通宵，挑灯奋战；一旦仪器出现故障，团队成员便辗转借用设备，全力保障研究不“停摆”。

历经 “实验验证—数据反馈—方案优化”的反复迭代，团队耗时近两年，终于成功搭建起稳定可靠的技术体系；类器官相关检测手段，也在持续探索中逐步完善升级。那些陷入瓶颈、难以前进的时刻，在团队成员的思维碰撞和团结协作中，被逐一攻克、结出硕果。

2024年初，团队研发出目前最为精巧的心脏类器官模型，并在世界上首次实现了冠脉血管网络与腔室结构的同步发育。

“我们的模型已经无限贴近于人类心脏发育的独特过程，具备细胞种类全、腔室结构与冠脉化仿生程度最高、跳动频率最贴近人类静息心率等优势，在国际上走出了一大步。这些优势都是以往的心脏类器官或者动物模型所不具备的，将为先天性心脏疾病机制解析、药物研发乃至心衰的辅助治疗带来重要价值。”杨壮壮介绍道。

截至目前，团队已在TOP1区学术期刊上发表论文14篇，累计影响因子超过150；已授权和申请中美专利9项，其中一项美国专利获《自然·生物技术》（Nature Biotechnology）亮点报道。团队已与天津市第一中心医院、中国人民解放军总医院等多家医院达成合作，在先天性心脏机制解析和心肌梗死治疗等多个研究方向都取得了显著的成果，共同推动该成果走向临床应用。

本届创新大赛共吸引来自153个国家和地区的2000多万名大学生参与，角逐激烈。凭借在“新兴领域”的研究成果摘得金奖，杨壮壮和团队成员在喜悦的同时更感责任在肩。“荣誉不是结果，我们的征程还‘任重道远’！”在短暂庆祝后，大家又快速沉淀下来，全身心投入到紧张的科研工作中。

对于未来，团队满怀信心：“心脏模型只是一个起点！当前，我们还在探索胰岛、肝脏、肾脏、大脑等多种类器官的优化路径，力争让它们在疾病模拟、药物开发及细胞治疗等领域‘大显身手’。”

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实验室中跳动的“中国心”

在世界科学前沿发出南开强音

将为人类心脏健康勾勒崭新图景

攀登不息、创新不止

NANKAI UNIVERSITY

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来源：南开大学