香港科技大学化学与生物工程系全奖博士招生 | Prof. HUANG

导师简介

如果你想申请香港科技大学 化学与生物工程系博士，那今天这期文章解析可能对你有用！今天Mason学长为大家详细解析香港科技大学的Prof.HUANG的研究领域和代表文章，同时，我们也推出了新的内容“科研想法&开题立意”，为同学们的科研规划提供一些参考，并且会对如何申请该导师提出实用的建议！方便大家进行套磁！后续我们也将陆续解析其他大学和专业的导师，欢迎大家关注！

教授现任香港科技大学生命科学部和化学与生物工程系教授，同时担任生命科学研究生项目协调员。教授于1994年在美国辛辛那提大学获得生理学博士学位，是当今感觉神经生物学与听觉研究领域的杰出学者。作为一位专注于感觉神经生物学、机械转导和听觉机制研究的科学家，教授在分子机械生物学和离子通道领域做出了重要贡献。他的研究对理解听觉毛细胞的功能机制以及与听力相关疾病的分子机制具有重要意义。

研究领域

教授的研究兴趣主要集中在以下几个相互关联的领域：

1. 感觉神经生物学：研究听觉和前庭感觉系统中的神经传导机制。
2. 毛细胞机械转导：专注于内耳毛细胞如何将机械刺激转换为电信号的分子机制。
3. 听觉研究：研究声音感知和听力相关疾病的生物学基础。
4. 离子通道研究：探索离子通道在感觉系统中的功能和调控机制。
5. 分子机械生物学：研究细胞如何感知和响应机械力的分子机制。

教授的实验室采用多学科方法，将分子生物学、细胞生物学、生物物理学和工程学技术相结合，以解决感觉神经生物学领域的关键问题。特别是，他的研究团队在内耳毛细胞机械转导复合物的分子组成和功能方面做出了重要贡献，这对理解听力损失的分子机制和开发可能的治疗方法具有重要意义。

研究分析

1. "Ectopic mouse TMC1 and TMC2 alone form mechanosensitive channels that are potently modulated by TMIE"

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2025

这篇研究报告是教授在TMC（Transmembrane Channel-like）蛋白与听觉机械转导通道关系研究方面的重要突破。研究团队通过创新性地向TMC1/2蛋白添加Fyn脂质化标签，成功实现了其在细胞表面的表达。更重要的是，他们证明了全长鼠TMC1/2蛋白单独表达时就能形成机械敏感通道，这强有力地支持了TMC1/2构成机械转导通道孔的观点。此外，研究还发现TMIE（Transmembrane Inner Ear）蛋白可以通过调节TMC1/2的门控机制，显著增强其通道活性。这一研究解决了长期困扰该领域的技术障碍，为理解内耳毛细胞机械转导通道的分子组成提供了关键证据。

2. "Photodynamics therapy-induced precise attenuation of light-targeted semicircular canals for treating intractable vertigo"

Smart Medicine, 2024

这项研究开发了一种创新的光动力学疗法，用于治疗难治性眩晕。教授与研究团队设计了一种精确靶向半规管的方法，通过光动力学治疗有选择性地减弱半规管功能，从而控制眩晕症状。研究表明，这种方法能够精确地作用于前庭系统的特定部位，而不影响其他功能，为难治性眩晕患者提供了一种潜在的新治疗选择。该研究不仅展示了教授在前庭系统研究方面的专业知识，也体现了其将基础研究转化为临床应用的能力。

3. "Apicosome: Newly identified cell-type-specific organelle in mouse cochlear and vestibular hair cells"

iScience, 2023

这篇论文报道了教授团队发现的一种新的细胞器——"apicosome"，这是一种特异存在于内耳毛细胞中的结构。Apicosome直径约500纳米，在耳蜗毛细胞发育过程中表现出暂时性存在的特征，而在前庭毛细胞中则持续存在至成年期。研究发现apicosome的转位和消失时机与纤毛的发育和维持相关。值得注意的是，支持细胞中没有观察到apicosome，尽管它们具有微绒毛和初级纤毛。这一发现为理解毛细胞特异性发育和形态发生提供了新的视角，揭示了内耳感觉细胞可能具有独特的细胞器组织机制。

4. "Nanobead-based single-molecule pulldown for single cells"

Heliyon, 2023

这篇研究论文介绍了教授团队开发的一种创新的纳米珠基单分子下拉（SiMPull）技术，用于分析单细胞中的蛋白质-蛋白质相互作用。这种方法基于他们之前开发的微珠基SiMPull技术，能够在单细胞水平上研究蛋白质相互作用。与传统方法相比，这种纳米珠基技术速度更快、使用更简便、重现性更好，且对不同细胞类型和蛋白质分子的适用性更广。该技术的高灵敏度和低背景信号比使其能够应用于稀有细胞的研究，如内耳毛细胞。这一技术创新为研究复杂的蛋白质相互作用网络和细胞异质性提供了强大工具。

5. "Novel marine natural products as effective TRPV1 channel blockers"

International Journal of Biological Macromolecules, 2023

这项研究探索了海洋天然产物作为TRPV1（瞬时受体电位阳离子通道亚家族V成员1）通道阻断剂的潜力。教授团队通过高通量染料摄取实验筛选发现，六环黄酮类化合物chrexanthomycins对TRPV1具有显著的抑制作用，其中cC和cF化合物活性最强。通过高分辨率膜片钳技术，他们证实了这些化合物直接作用于TRPV1通道。体内实验进一步表明，cC和cF能有效抑制辣椒素诱导的小鼠疼痛感觉，效果与已知TRPV1抑制剂capsazepine相当。这一研究不仅拓展了教授的研究范围至离子通道药理学，也为开发新型镇痛药物提供了潜在先导化合物。

6. "Alternative Splicing of Three Genes Encoding Mechanotransduction-Complex Proteins in Auditory Hair Cells"

eNeuro, 2021

这篇论文研究了TMC1、LHFPL5和TMIE三个基因在听觉毛细胞中的可变剪接现象。通过分析成年小鼠听觉毛细胞的RNA-seq数据，教授团队鉴定了这三个基因的四种可变剪接事件，并通过RT-PCR和Sanger测序进行验证。研究发现TMC1和LHFPL5的可变剪接是耳蜗特异性的，在新生和成年小鼠耳蜗中均存在。这些发现揭示了机械转导复合物组成的潜在复杂性，为进一步研究TMC1、LHFPL5和TMIE的功能、调控和转运提供了重要线索，也对与这些基因异常剪接相关的听力损失的临床诊断具有指导意义。

项目分析

1. "TMC1和TMC2通道的闸控机制：使用体外和离体测试研究其结构与机械激活之间的关系"

香港研究资助局一般研究基金项目，2025年开始

这个由教授领导的研究项目旨在深入探究TMC1和TMC2通道的闸控机制，特别关注其结构与机械激活功能之间的关系。项目采用先进的体外和离体实验方法，系统研究这些通道如何响应机械刺激并转换为电信号。该项目的关键目标可能包括：确定TMC1/2通道的关键功能域、阐明其对不同刺激的选择性响应机制、探索辅助蛋白如何调节通道活性等。这一研究对理解听觉机械转导的基本机制具有重要意义，可能为治疗与TMC1/2基因突变相关的听力损失提供新策略。

2. "利用体外和体内方法探索TMIE在听觉转导中的结构和功能关系"

香港研究资助局一般研究基金项目，2023年开始

该项目重点研究TMIE蛋白在听觉机械转导中的作用。TMIE是听觉机械转导复合物的关键组成部分，其基因突变可导致耳聋。教授与团队使用体外和体内方法相结合的策略，探索TMIE蛋白的结构-功能关系。这个项目涉及蛋白质结构分析、功能域鉴定、突变体研究以及与其他机械转导蛋白（如TMC1/2）的相互作用研究。该研究的结果将有助于理解TMIE在听觉感知中的精确作用，为开发针对TMIE相关耳聋的治疗方法提供理论基础。

3. "应用CC-MC-ICP-MS获取同位素分流信息以深入理解海洋中的生物和化学过程"

香港研究资助局协作研究基金项目，2023年开始

这个大型协作项目以张琼教授为首席研究员，黄平波教授作为主要参与者之一。项目利用碰撞池多集电感耦合等离子体质谱仪（CC-MC-ICP-MS）技术研究海洋生物和化学过程中的同位素分馏现象。教授在该项目中可能负责研究海洋生物体内的离子通道和转运系统，以及它们在同位素选择性吸收和代谢中的作用。这一跨学科研究不仅拓展了教授的研究范围至海洋生物学和环境科学，也体现了他将分子机械生物学原理应用于更广泛领域的能力。

研究想法

1. 机械转导通道的靶向药物开发教授对TMC1/2和TMIE等机械转导通道组分的深入研究为开发特异性调节剂提供了基础。可以设计针对这些蛋白质的小分子或肽类药物，用于治疗特定类型的耳聋或前庭功能障碍。例如，开发TMC1变异体特异性的药物"伴侣"，帮助错误折叠的蛋白质恢复正确构象和功能，或开发TMIE功能增强剂以补偿TMC1功能缺陷。
2. 利用单细胞分析技术研究听觉发育中的异质性基于教授开发的纳米珠基单分子分析技术，可以开展单细胞水平的蛋白质组学和互作组学研究，探索听觉系统发育过程中不同类型毛细胞的分子特征和功能分化。这将有助于理解耳蜗沿着音调轴的功能分化机制，以及年龄相关听力损失的分子基础。
3. Apicosome功能的深入探索教授发现的apicosome细胞器为理解毛细胞特异性发育提供了新视角。可以进一步研究apicosome的分子组成、形成机制及其在毛细胞功能中的作用。特别值得探索apicosome与纤毛发育的关系，以及它在听觉和前庭功能中的潜在作用。这可能揭示毛细胞特异性疾病的新机制。
4. 机械感应系统的跨组织比较研究将内耳毛细胞的机械转导机制与其他机械敏感组织（如触觉感受器、血管内皮细胞、骨细胞等）进行比较研究，探索不同组织中机械感应的共同和特异机制。这一跨学科研究可能发现新的机械敏感蛋白和信号通路，为理解机械生物学的普遍原理提供见解。
5. 基于海洋天然产物的离子通道调节剂开发延续教授对海洋天然产物作为TRPV1通道阻断剂的研究，拓展至其他离子通道，如机械敏感离子通道、温度敏感通道等。海洋生物多样性为发现新型离子通道调节剂提供了丰富资源，这些化合物可能具有独特的选择性和有效性，用于治疗疼痛、炎症和神经退行性疾病。
6. 开发基于光遗传学的听觉功能调控策略结合教授在光动力学治疗眩晕的研究，开发针对内耳特定细胞类型的光遗传学工具。例如，设计能够靶向毛细胞特定亚群的光敏感离子通道，实现对听觉和前庭功能的精确调控。这一策略可用于治疗难治性耳鸣、眩晕或特定类型的耳聋。

申请建议

1. 学术背景准备

• 跨学科知识结构：教授的研究涉及生物物理学、分子生物学、神经科学和生物工程学等多个领域。申请者应具备跨学科背景，尤其是生物与物理、化学或工程学的交叉知识。
• 实验技能培养：提前掌握电生理学技术（如膜片钳）、分子生物学（如基因克隆、蛋白质纯化）、细胞培养和成像技术等。这些是教授实验室常用的核心技术。
• 离子通道和感觉神经生物学知识：深入学习离子通道生物物理学、听觉和前庭系统生理学以及机械转导相关知识，理解教授研究领域的核心问题和前沿进展。

2. 研究经历准备

• 相关实验室实习：争取在离子通道、感觉神经生物学或生物物理学相关实验室获得研究经验。即使研究对象不同，相关技术的掌握也会增加申请竞争力。
• 方法学创新能力：教授重视技术创新，如能在之前的研究中展示方法学改进或创新能力，将大大提升申请优势。
• 数据分析能力：培养定量分析技能，包括电生理数据处理、图像分析和统计方法。熟悉编程语言（如MATLAB、Python或R）对分析复杂实验数据非常有帮助。

3. 申请材料准备

• 针对性研究计划：研究计划应与教授的研究方向紧密相关，可以选择上述提出的新颖研究方向之一，进行深入文献调研，提出具体可行的研究问题和方法。
• 突出技术优势：在个人陈述中强调与教授研究相关的技术背景和经验，特别是电生理学、分子生物学或先进成像技术方面的专长。
• 表达长期科研目标：阐明对感觉神经生物学或机械转导研究的长期兴趣，以及在教授指导下如何实现这些目标。

4. 专业发展规划

• 技术和知识互补：分析自身背景与教授研究的互补性，说明如何将自己的专长（如物理学、计算模拟或工程设计）应用于感觉神经生物学研究。
• 长期职业规划：阐明在教授实验室的培训如何支持自己的长期职业目标，无论是学术研究、医学应用还是生物技术产业。
• 创新和独立思考：展示自己的创新思维和独立开展研究的能力，这对博士研究非常重要，也是教授可能看重的素质。

博士背景

Darwin，985生物医学工程系博士生，专注于合成生物学和再生医学的交叉研究。擅长运用基因编辑技术和组织工程方法，探索人工器官构建和个性化医疗的新途径。在研究CRISPR-Cas9系统在干细胞定向分化中的应用方面取得重要突破。曾获国家自然科学基金优秀青年科学基金项目资助，研究成果发表于《Nature Biotechnology》和《Biomaterials》等顶级期刊。