个人简历

研究总结

为在三维空间中观察活细胞内决定细胞状态和命运的细胞器精细结构、动态及其相互作用，领域内亟需具备轴向高分辨率、高速、低光毒性的超分辨率成像技术。针对这一需求，申请人独立建立实验室后取得了以下重要研究成果：

1. 创建活细胞三维各向同性分辨率的快速超分辨成像技术系统（4Pi-SIM）

通过将4Pi显微镜与结构光照明显微成像技术相结合，引入六光束干涉产生轴向上更精细的照明条纹，双物镜荧光干涉探测增大探测角，将3D-SIM的轴向分辨率提升了3倍，达到各向同性100纳米。该系统采用精心设计的高稳定光学系统和鲁棒的重建算法，有效克服了成像过程中因温度波动、空气扰动和机械振动等因素导致的双物镜光程百纳米级漂移问题，实现了对活细胞多种亚细胞结构长达数小时的高分辨率三维成像。此外，4Pi-SIM具备同时双色成像能力，能够精准捕捉三维空间中不同细胞器之间的快速相互作用过程。

2. 发展多层结构光照明显微镜（3D-MP-SIM）

通过引入分光棱镜对样本中的多层结构进行同时成像，构建新的物理模型，并协同设计了新的光学系统及重建算法，显著提升了三维体成像速度，较传统3D-SIM提高约8倍，最快可达到每秒14个体积的成像速率，同时保持与传统3D-SIM相同的空间分辨率。

3. 开发超分辨率荧光与无标记光学衍射层析双模态显微成像技术

实现了无标记、快速、低光毒性的三维活细胞成像。通过双模态成像，成功在原代分离的精细胞及生殖腺中共定位识别了多种亚细胞结构，并首次发现了一种全新的、特异性包裹线粒体的细胞外囊泡的动态外排过程。

上述研究成果已发表在包括Nat Photonics（通讯作者）、Nat Methods（共同通讯作者，排名第二）、Nat Cell Biol（共同通讯作者，排名第二）等高水平学术期刊上。

教育经历

2013.09--2018.07，北京大学分子医学研究所 ，生物物理学，博士（导师：陈良怡）

2009.09--2013.07，武汉大学电子信息学院，光信息科学与技术，本科

工作经历

2020.10--至今：北京大学临床医学高等研究院，研究员、博士生导师

2018.07--2020.09：北京大学分子医学研究所，博士后（合作导师：陈良怡）

奖项与荣誉

2024 第六届“北大医学青年科技奖”

2022 首届全国颠覆性技术创新大赛总决赛优胜奖

2021 第七届“贝时璋青年生物物理学家奖”

2021 全国发明展览会“发明创业奖项目”金奖

2019 中国光学十大进展（2018年度）

2019 中国图学学会2019年度 “青年托举计划”

2019 中国细胞生物学会青年优秀论文奖二等奖

2019 中国生物医学工程学会优秀博士论文

2018 中国图学学会优秀博士论文

2018 北京大学优秀博士论文

2018 北京市优秀毕业生

代表性论文(^#First authors; ^*Corresponding authors)：

1. Chen Q^#, Gou W^#, Lu WQ^#, Li J, Wei YH, Li HY, Wang CY, You W, Li ZQ, Dong DS, Bi XL, Xiao B*, Chen LY*, Shi KB*, Fan JC*, Huang XS*. Fast, three-dimensional, live-cell super-resolution imaging with multiplane structured illumination microscopy. Nat Photonics, 2025.

2. Ouyang ZJ^#, Wang Q^#, Li XY^#, Dai QY, Tang MY, Shao L, Gou W, Yu ZJ, Chen YQ, Zheng B, Chen LL, Ping CH, Bi XL, Xiao B, Yu XC, Liu CL, Chen LY^*, Fan JC^*, Huang XS^*, Zhang YD^*. Elucidating subcellular architecture and dynamics at isotropic 100 nm resolution with 4Pi-SIM. Nat Methods, 2025, 22: 335-347.

3. Liu P^#, Shi J^#, Sheng DL^#, Lu WQ, Guo J, Gao L, Wang XQ, Wu SF, Feng Y, Dong DS, Huang XS^*, Tang HY^*. Mitopherogenesis, a form of mitochondria-specific ectocytosis, regulates sperm mitochondrial quantity and fertility. Nat Cell Biol, 2023, 25: 1625-1636

4. Fan JC^#, Tang XD^#, Bi XL^#, Miao YY, Li WS, Xiao B^*, Huang XS^*. High-Fidelity reconstruction of structured illumination microscopy by an amplitude-phase channel attention network with multitemporal information. IEEE Trans Instrum Meas, 2023, 72: 1-13

5. Zhao WS^#, Huang XS^#, Yang JY^#, Qu LY, Qiu GH, Zhao Y, Wang XW, Su DE, Ding XM, Mao H, Jiu YM, Hu Y, Tan JB, Zhao SQ^*, Pan LT^*, Chen LY^*, Li HY^*. Quantitatively mapping local quality of super-resolution microscopy by rolling Fourier ring correlation. Light Sci Appl, 2023, 12: 298

6. Shi P^#, Ren XY^#, Meng J^#, Kang CL, Wu YH, Rong YX, Zhao SJ, Jiang ZD, Liang L, He WZ, Yin YX, Li XD, Liu Y^*, Huang XS^*, Sun YJ^*, Li B^*, Wu CY^*. Mechanical instability generated by Myosin 19 contributes to mitochondria cristae architecture and OXPHOS. Nat Commun, 2022, 13: 2673

7. Liu, AY^#, Huang XS^#, He WT, Xue FD, Yang YR, Liu JJ, Chen LY, Yuan L^*, Xu PY^*. pHmScarlet is a pH-sensitive red fluorescent protein to monitor exocytosis docking and fusion steps. Nat Commun, 2021, 12: 1413

8. Dong DS^#, Huang XS^#, Li LJ^#, Mao H, Mo YQ, Zhang GY, Zhang Z, Shen JY, Liu W, Wu ZM, Liu GH, Liu YM, Yang H, Gong QH, Shi KB^*, Chen LY^*. Super-resolution fluorescence-assisted diffraction computational tomography reveals the three-dimensional landscape of cellular organelle interactome. Light Sci Appl, 2020, 9: 11

9. Huang XS^#, Fan JC^#, Li LJ^#, Liu HS, Wu RL, Wu Y, Wei LS, Mao H, Lal A, Xi P, Tang LQ, Zhang YF, Liu YM, Tan S^*, Chen LY*. Fast, long-term, super-resolution imaging with Hessian structured illumination microscopy. Nat Biotechnol, 2018, 36: 451-459