在生命科学领域开辟崭新赛道

发布时间:2024-03-05 23:02:33 来源: sp20240305

原标题:在生命科学领域开辟崭新赛道

10月18日,南华大学教授王福俤应剑桥大学、牛津大学、伦敦大学国王学院和巴斯大学之邀,前往英国进行为期4天的学术交流,作关于“金属离子及铁死亡”的名家特邀学术报告。

铁死亡(Ferroptosis)作为一种独特的程序性细胞死亡方式于2012年被发现。铁等金属离子稳态失衡导致的系列疾病,是困扰世界的重大营养学和医学难题,如缺铁性贫血。当前,全球有约20亿人口受到贫血威胁,我国有近2亿人深受贫血困扰,因贫血导致的“伤残调整生命年损失”人数位居全球第二。

面向人民生命健康,王福俤率领团队深耕金属离子稳态前沿研究30余年,开创金属离子时空稳态调控理论,创建靶向调控金属离子精准疾病防控技术体系,研发靶向金属离子稳态新药,提出公共卫生安全中国方案,努力为健康中国战略贡献力量。

1.揭开金属离子神秘面纱

2023年4月,王福俤团队发表于国际学术期刊《医学前沿》的综述论文被选为当期封面论文推荐。封面上,是《三国演义》里的精彩故事“三英战吕布”。关羽(代表铁代谢Fe)、张飞(代表氧化脂质PLOO·)和刘备(代表谷胱甘肽代谢GSH)三兄弟围攻猛将吕布(代表铁死亡),意味着靶向铁死亡的三个最重要的代谢调节途径有望攻克人类疾病。

“用通俗知识解读深奥科学,让普通人看懂科学研究。”王福俤说。

21年前,王福俤前往美国哈佛大学深造,学习金属离子的先进研究体系及生命科学的前沿实验技术。5年后,他带着团队发现的新基因Mon1a调控巨噬细胞铁再循环机制成果发表在《自然遗传学》上,被学术界称为“一个划时代的发现”。

2008年,他辞去国外优越工作全职回国,先后在中国科学院上海生命科学研究院、浙江大学、南华大学组建科研团队,继续对铁、锌、锰等金属离子开展深入探索。

这十几年来,科研之路虽然艰辛,但成果颇丰。团队在国际上率先发现FTH和HMOX1等心脏疾病铁死亡关键基因,首次发现了SLC39A14、TXNRD等基因是调控肝脏铁死亡的核心机制,颠覆性发现了二甲双胍引发铁依赖肾损伤副作用,并为高发糖尿病肾病溯源提供了科学依据,率先解析了铁死亡最重要蛋白质复合物xCT-4F2hc结构,并在世界首创药物和可遗传器官铁死亡损伤动物模型等。

王福俤带领团队勤耕不辍,编译出版《锌与人类健康》《铁与人类健康》《硒:分子生物学与人体健康》,编著出版《铁死亡》,四本著作构成王福俤团队的“金属离子四部曲”,建立了国内最完整的金属离子科教体系,极大推进了我国金属离子稳态领域高质量发展。

2022年,王福俤在全球率先提出“铁科学(Ferrology)”新学科概念,引发国际学术界高度关注。他认为,围绕铁离子而产生的研究早已从单一学科、单一角度向跨学科、跨领域发展,铁科学将成为探索人类重大疾病规律、诊断干预和新药研发等领域的科研新赛道。

2.争分夺秒攀登“科学珠峰”

2023年8月,王福俤以最高得票当选为国际生物铁学会董事会成员,成为该学会创会50年来第一位进入董事会的华人科学家。经过数十年努力,中国科学家已经成为铁科学及铁死亡这一研究领域的引领者。

王福俤常与团队成员共勉,作为基础医学及公共卫生领域的研究者,要有“板凳甘坐十年冷”的精神。在他带领下,越来越多的青年科学家成为这个领域的中坚力量。

现为武汉大学生命科学学院教授、博士生导师的张竹珍是第一个加入王福俤团队的博士生。面对跨专业读博、科研基础相对较差的张竹珍,王福俤手把手教导,传授小鼠饲养及基因型鉴定等实验技能。最终,张竹珍获得中国科学院研究生最高奖和论文成果最高奖。

“王老师从来不否定我们的想法,鼓励我们通过实践来验证设想正确与否。”2013年,研究生方学贤质疑一些营养学的文献结论,王福俤鼓励他进行实验验证。虽然结果表明方学贤的“发现”并不成立,但他钻研的劲头却越来越足。如今,方学贤已成为细胞铁死亡代谢调控机制研究的佼佼者,获得浙江省杰出青年称号等多项荣誉。

“我们是在攀登‘科学珠峰’,与世界最顶尖团队赛跑,实验出现失败,论文投稿暂时失败是正常的事情。”每个月,团队都会依据创新成果评选出实验室英雄。无论双休日还是寒暑假,王福俤团队总处于一种紧迫而高效的工作状态,做实验、头脑风暴、撰写论文,大家争分夺秒。

南华大学衡阳医学院刘阳博士加入团队后,开展铁死亡靶向药物载体的设计、制备和应用研究。短短两年时间,刘阳已获得两项省级基金项目,发表高水平论文8篇,其中两篇成为ESI(基本科学指标数据库)高被引论文。陶亮博士在王福俤团队有“拼命三郎”的昵称,他课题刚开始时经常出现卡壳。王福俤组织团队调研论证,帮助他梳理思路,调整研究方向,经常讨论到凌晨。“那是一个真理越辩越明的过程,有一种拨开云雾见晴天的惊喜。”陶亮说。

3.创新成果助力健康中国

“铁过载和缺铁性贫血是健康的隐形杀手,探究它们的发病规律,研发经济、高效、适合我国国情的防治措施是我们团队的使命。”王福俤说,团队一直致力于将基础研究转化为临床应用。

缺铁性贫血是最常见的贫血类型。经过探索,王福俤团队发现了第一个人类贫血基因TMPRSS6,这已成为全球应用的临床诊治指标,为贫血防治提供了重要科学依据。他们还首创了“黑豆防贫血中国方案”,这项成果将基础研究与传统食物相结合,被认为是“医学营养学重大成果”。

血色病是高发的人类遗传性铁过载疾病,在我国有较高发病率,其致残率和致死率也较高。2018年,王福俤作为首席科学家领衔科技部重点研发计划项目,针对血色病和地中海贫血展开深入研究,发现抗类风湿性关节炎药品金诺芬具有治疗铁过载作用,可用于治疗血色病和地中海贫血等多种铁过载疾病。王福俤团队还合作研制祛铁全新I类新药,合成和制剂工艺稳定、质量可控,II期临床试验表现出良好的祛铁疗效,安全性高、副作用少,有望成为治疗铁过载疾病的新药。

和铁一样,锌也是人体必需的微量元素。王福俤带领团队,围绕锌离子代谢展开了深入研究,攻坚克难,获得系列重大突破。团队在国际上首次为口服补锌可有效防治糖尿病提供了权威科学依据;首次揭示了SLC39A10是巨噬细胞锌转运蛋白,介导巨噬细胞锌离子摄取,为炎症及败血症等疾病防治提供了新靶点;首次阐明了肠源性肢端型皮炎人类遗传病根本病因,即SLC39A4基因突变阻碍患者小肠锌吸收而引发缺锌致死……

王福俤团队主持研发的氨基酸锌新药,已获得国家新药证书并在2000家医院推广,年销售额达3亿元,超1000万名患者受益;作为项目组专家参加完成了中国工程院和中国科学院“百年科技强国发展战略研究”等3项战略咨询项目。

“金属离子是生命的原始动力和润滑剂,含量甚微,但作用无比强大。解读金属离子奥秘是攻克疾病的重要突破口。我们要勇于攀登‘科学珠峰’,为维护人类健康贡献中国力量,提供中国智慧和中国方案。”王福俤说。

(记者 龙军 禹爱华 通讯员 夏文辉)

(责编:李昉、李依环)