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致力于生物技术的前沿研究

作者:肖延胜 来源:海峡科技与产业

诱导多能性干细胞(induced pluripotent stem cell,简称iPSC)技术的发现,是近年来干细胞研究的里程牌事件和热点领域,它有望替代胚胎干细胞应用于再生医学,为治疗心肌梗死、肌肉萎缩症、帕金森等疑难病症开辟新的途径。本文的主角——国家“青年千人计划”入选者、中山大学医学院赵蔚教授就是奋战于这一研究领域的专家。

潜心研究 硕果累累

生技产业被看作我国经济发展的重要增长点,甚至有观点认为,未来要重塑经济发展的模式就离不开生技产业的大力发展,并将其称为“朝阳产业”。当年以优异的成绩考入南京大学时,赵蔚就前瞻性的选择了这个正在冉冉升起的专业——生物技术。本科毕业后他被保送进入母校的生命科学学院,师从徐强教授开始从事免疫与肿瘤药理学方面的研究。

选择进入生物技术研究领域,源于赵蔚对这个世界的浓厚兴趣,这给了他无限的动力扎根于此并不断耕耘。在南京大学攻读硕士、博士学位期间,赵蔚就在新型靶向性抗肿瘤药物作用机理研究方面,做出了一系列具有国际影响的科研成果。

优秀的研究成果为赵蔚打开了更广阔世界的大门。美国最杰出医学院之一的贝勒医学院(Baylor College of Medicine)细胞与基因治疗中心,成为赵蔚生物技术研究的第二块根据地。这所位于美国休斯顿的学校,建于1900年,其生物医药方面的研究在世界范围内处于领先地位。赵蔚在这里师从于国际知名肿瘤免疫学家、美国贝勒医学院终身教授王荣福,在其领导下开展肿瘤免疫治疗与诱导性多能干细胞的表观遗传调控机理方面的研究。两年后,他又跟随导师前往美国康奈尔大学威尔医学院附属卫理公会医院继续这方面的研究。在个人的勤奋和名师的指导下,赵蔚教授在自己的研究领域做出了突出贡献。

1. 重编程表观遗传学调控机制

iPSC的获得解决了传统方式中的细胞来源和伦理学等问题,从理论研究和应用上实现了体细胞重编程的重大突破,为疾病发生机制研究、药物筛选、个性化药物选择、细胞治疗和再生医学等研究创造了难得的机会,从而开启了多能干细胞应用的新纪元。然而低效率和部分重编程,对人的iPSC在疾病模型、药物筛选、毒理学及再生医学等方面的应用造成了巨大的障碍,赵蔚将矛头指向如何清除这些障碍。他围绕重编程组蛋白修饰变化的这一重要前沿领域开展工作,经过不懈努力,赵蔚发现了诱导重编程过程中的关键抑制性表观遗传因子JMJD3,并阐述了关键表观因子PHF20及其复合物成员 WDR5 在iPS细胞多能性获得与维持信号通路中的重要作用及其机制。

这项研究成果引起业界关注,国内外多家新闻网站(如 Science Daily)对其进行了报道。国际顶级的学术期刊《自然·遗传学》(Nature Genetics)在 research highlights 版面高度的评价了赵蔚完成的这项研究工作。这项研究成果短期内已被包括《自然》(Nature)在内的多本 SCI 杂志多次引用,其中包括德国科研最高奖Gottfried Wilhelm Leibniz奖得主 Stefanie Dimmeler教授。成果发表后,他还受邀参加了第11届国际干细胞协会大会,在干细胞研究领域最具影响力的国际会议上做报告。

2.分子靶向药物的抗肿瘤活性与免疫抑制活性

肾细胞癌为成人中最常见的肾脏癌,占所有肾癌的85%,每年全球大约有208,000例患者被诊断患有此病,并导致超过102,000人死亡。由拜耳(Bayer)公司和Onyx公司共同研制的多靶点药物索拉非尼,用于无法手术或远处转移的肝细胞癌和不能手术的晚期肾细胞癌的治疗。由美国辉瑞公司开发的舒尼替尼,也用于治疗晚期肾细胞瘤。由于免疫疗法曾是转移性肾癌治疗的首选方案,但这两种用于治疗肾细胞瘤的药物,对免疫系统的影响没有任何研究。赵蔚关注到这个问题,在导师徐强教授的指导下潜心研究后以第一作者的身份,在论文中首次报道了高剂量的舒尼提尼或索拉非尼会对T细胞介导的免疫反应产生严重的抑制,从而可能会影响对肾癌的治疗。这项研究对于这两种药物临床用药具有很好的参考价值,自论文发表以来SCI他引多次。此外,由于舒尼提尼和索拉非尼是近10年内相继发现的两个重要抗肿瘤新药,围绕它们开展的临床研究在抗肿瘤领域中具有核心地位。因此,赵蔚的研究在肿瘤免疫治疗领域属于重大突破性进展,对进一步研究药物和人体免疫系统相互作用以及今后开发联合治疗策略具有重要意义。

过去,索拉非尼对于其他蛋白或通路的影响并不清楚,对于白血病的作用也只有极少的报道。在导师徐强教授带领和指导下,赵蔚报道了索拉非尼对于急性髓系白血病细胞中 Stat3 通路有影响并且会导致白血病细胞凋亡从而抑制白血病,他们的发现不久就被临床实验验证,索拉非尼从此开始用于白血病的治疗。这项研究工作对治疗Stat3突变所引起的白血病或其他肿瘤具有重要的参考价值。

精诚合作 报效国家

随着国内经济的快速发展,对人才的需求越来越大,提供的科研环境也比过去有了巨大的改善。在生物技术研究领域积累多年、经验丰富的赵蔚教授,因为国家发展的需要唤起了埋藏心里多年的使命感——“作为一名科研工作者,我们有责任为自己国家的科技攻关尽一份力。”2015年回国后,赵蔚教授作为中山大学“百人计划”的引进人才,成功入选国家“青年千人计划”,并获得国家自然科学基金面上项目1项。

谈到回国后最大的感受,赵蔚教授用了四个字——“精诚合作”。刚回到国内,对各类答辩、申请程序还不了解,经验丰富的中山大学各位前辈教授放下自己手里的工作,热情帮助赵蔚修改经费申请书、修改答辩PPT,给他提供最专业的修改意见,使他快速适应新的工作环境。这些诚意的帮助,不仅让赵蔚少走了弯路,更重要的是让他回国后科研工作的开展有一个全新的、好的开始。对此,赵蔚教授心怀感激,在采访中他将各项荣誉的获得归功于中山大学医学院负责引进人才的张辉教授、干细胞中心的项鹏教授、曾园山教授和蛋白组中心的黎明涛教授,“是他们帮助我回国,当年就获得国家自然科学基金面上项目和中山大学青年教师重点培育基金的资助。”

在赵蔚教授眼中,这种精诚合作不仅体现在大项目上,而且在日常事务方面,中山大学高效的行政工作也让他赞不绝口。“在国外都是靠自己一个人做实验,回到国内,中山大学医学院不仅很快为我配备了数名研究生,还为我配备一名助理和多名专职科研人员。这样,新入学的学生在导师指导课题之后就不必浪费太多的时间摸索实验条件,可以通过专职科研人员带领,直接开展工作,进入状态会更快。”

带着一份使命感回国的赵蔚教授,在中山大学医学院同仁的全力支持下开启了全新的征程——“我相信这样的研究团队能做出好的成绩。”