美國(guó)冷泉港實(shí)驗(yàn)室舉辦的學(xué)術(shù)會(huì)議上，年輕的中國(guó)女科學(xué)家曾藝站在講臺(tái)上，分享自己尚未發(fā)表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。這是一個(gè)出人意料的科學(xué)故事，臺(tái)下眾人聽得津津有味。在報(bào)告最后，曾藝熱情地表示：“歡迎大家來(lái)重復(fù)我們的實(shí)驗(yàn)！”
走下講臺(tái)，她很快接到了知名學(xué)術(shù)期刊編輯的橄欖枝：“這個(gè)工作很棒，投給我們吧！”
“直到這一刻，我心里的石頭才落了地?！痹囆Φ?。在此之前，她擔(dān)心這項(xiàng)成果太“前衛(wèi)”，難以被同行接受，這才精心策劃了這場(chǎng)華麗“劇透”。2020年3月，這項(xiàng)成果順利發(fā)表于《細(xì)胞》雜志。
“當(dāng)你有最心愛的工作時(shí)，就要為它做到100%——這是我在細(xì)胞生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)到的最重要的事?！痹囌f。
呵護(hù)創(chuàng)新的萌芽
曾藝是中國(guó)科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心（生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所，以下簡(jiǎn)稱生化與細(xì)胞所）研究員。她的研究組最早是做乳腺癌研究的。在一次動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，他們“順便”掃描了一下小鼠模型體內(nèi)的其他器官，意外發(fā)現(xiàn)了胰島成體干細(xì)胞的蹤跡。
“大家很驚訝，因?yàn)楫?dāng)時(shí)學(xué)界的主流觀點(diǎn)是胰島中不存在成體干細(xì)胞?！痹嚫嬖V《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，“甚至有人認(rèn)為，人之所以容易得糖尿病，就是因?yàn)闆]有成體干細(xì)胞，導(dǎo)致胰島β細(xì)胞的損耗得不到有效補(bǔ)充。”
全球有4.3億糖尿病患者，其中1/4在中國(guó)。胰島β細(xì)胞功能失常導(dǎo)致的胰島素分泌不足是1型糖尿病和2型糖尿病的共同特征之一。傳統(tǒng)的治療方法——吃藥和注射胰島素都只能“治標(biāo)”。要想“治本”，就需要通過胰島移植等方法，在人體內(nèi)重新產(chǎn)生健康的胰島β細(xì)胞。然而胰島供體不足的現(xiàn)實(shí)，嚴(yán)重制約了這種方法的臨床使用。
如何源源不斷地獲得可供移植的胰島β細(xì)胞呢？希望在于兩種干細(xì)胞：胚胎干細(xì)胞可以定向分化成胰島β細(xì)胞，但這種方法復(fù)雜且有一定的成瘤隱患；而利用成體干細(xì)胞在體外制備功能性類器官，安全性和簡(jiǎn)便性都要好得多。
曾藝團(tuán)隊(duì)在證明胰島成體干細(xì)胞存在的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探索建立了小鼠胰島類器官的培養(yǎng)體系。在這套新的培養(yǎng)體系中，每一個(gè)類器官都具有和胰島中比例接近的各種分化細(xì)胞類型，是研究胰島各類細(xì)胞的優(yōu)良體外模型，也可以用于藥物的體外篩選。
目前他們正在與上海的醫(yī)院合作，繼續(xù)在人體中尋找胰島成體干細(xì)胞，并致力于在體外培養(yǎng)有功能的人胰島β細(xì)胞。
這篇《細(xì)胞》論文，也是曾藝研究組踏足胰島研究領(lǐng)域的開始。所有胰腺或胰島的實(shí)驗(yàn)，對(duì)他們來(lái)說都是全新的。論文第一作者、生化與細(xì)胞所博士生王代松從文獻(xiàn)里自學(xué)方法，或者向遠(yuǎn)親近鄰的各個(gè)實(shí)驗(yàn)室求教，出色地完成了科研任務(wù)。
“在此之前，我們研究組從未有過胰島研究的背景，因此項(xiàng)目初始階段，我們很難申請(qǐng)到經(jīng)費(fèi)，是所里經(jīng)過內(nèi)部討論，決定支持我們的。”曾藝表示，這項(xiàng)工作很大程度上受益于生化與細(xì)胞所的“自主研發(fā)課題”。
由于一些創(chuàng)新性很強(qiáng)，甚至有一定失敗風(fēng)險(xiǎn)的工作，在早期難以得到外界資助，生化與細(xì)胞所特別設(shè)立了自主研發(fā)課題，讓這些工作在萌芽階段就能得到支持，以此培育更多更好的原創(chuàng)性成果。
攀登卓越的階梯
對(duì)創(chuàng)新的追求，一直滲透在細(xì)胞生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的血脈中。
這個(gè)實(shí)驗(yàn)室的前身是1997年成立的中國(guó)科學(xué)院分子細(xì)胞生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。多年來(lái)，這個(gè)中科院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)出了大量?jī)?yōu)質(zhì)科研成果，曾有兩項(xiàng)工作分別入選科技部2007年和2009年的“中國(guó)基礎(chǔ)研究十大新聞”。
2006年，實(shí)驗(yàn)室作為“替補(bǔ)隊(duì)員”參與全國(guó)“國(guó)重”評(píng)比，成績(jī)優(yōu)異；2011年獲國(guó)家科技部立項(xiàng)批準(zhǔn)成立國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，2013年通過驗(yàn)收；在2016年的生物和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室評(píng)估中，細(xì)胞生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室一舉獲評(píng)“優(yōu)秀”。
2007年回國(guó)的細(xì)胞生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任李勁松，親身經(jīng)歷了實(shí)驗(yàn)室從“院重”到“國(guó)重”的發(fā)展歷程。但他說：“我感覺沒什么變化?！?/p>
“因?yàn)槲覀円恢毕硎車?guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的待遇?！崩顒潘烧f，“在生化與細(xì)胞所，你從不會(huì)因?yàn)椤褐亍€是‘國(guó)重’而受到區(qū)別對(duì)待。正是這樣的態(tài)度，才能留住人才，才能發(fā)展起來(lái)?！?/p>
在李勁松看來(lái)，細(xì)胞生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的風(fēng)格，就是生化與細(xì)胞所的風(fēng)格，那就是“追求卓越”。
“不敢說我們的工作就是‘從0到1’，但是我們的確開創(chuàng)了許多以前沒有的方向?！彼f，“關(guān)鍵在于，我們未來(lái)能把這些方向做到什么規(guī)模?！?/p>
開創(chuàng)廣闊的平臺(tái)
李勁松本人是人造精子細(xì)胞技術(shù)的開創(chuàng)者之一，也是基因組標(biāo)簽計(jì)劃的提出者。
2012年，李勁松研究組與分子生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的徐國(guó)良研究組合作，首次建立了孤雄單倍體胚胎干細(xì)胞，并證明這些細(xì)胞能夠代替精子，使卵母細(xì)胞“受精”并產(chǎn)生半克隆小鼠。
但在當(dāng)時(shí)，這種人造精子細(xì)胞產(chǎn)生后代小鼠的效率很低下。接下來(lái)幾年，他們通過刪除兩個(gè)印記調(diào)控區(qū)域，得到了能夠高效支持半克隆小鼠繁殖的人造精子細(xì)胞。
“我們用幾年時(shí)間，把‘人造精子細(xì)胞’從一個(gè)概念，發(fā)展成一項(xiàng)可用技術(shù)?！崩顒潘烧f。
基于人造精子細(xì)胞技術(shù)的應(yīng)用，他們進(jìn)一步提出了“基因組標(biāo)簽計(jì)劃”。
自2003年人類基因組計(jì)劃完成后，超過2.2萬(wàn)個(gè)編碼蛋白質(zhì)的基因被揭示出來(lái)。然而受限于技術(shù)瓶頸，超過一半的蛋白質(zhì)從未被研究過。
李勁松等人提出的宏大計(jì)劃是：利用人造精子細(xì)胞技術(shù)，給所有蛋白質(zhì)加上同一個(gè)標(biāo)簽，進(jìn)而通過卵子注射獲得全基因組超過2萬(wàn)個(gè)蛋白質(zhì)的標(biāo)簽小鼠庫(kù)，完成逾2萬(wàn)標(biāo)簽蛋白質(zhì)的生理組織表達(dá)譜分析。
目前這一計(jì)劃已先期獲得中科院戰(zhàn)略先導(dǎo)B和上海市科委項(xiàng)目的支持，并且成立了生化與細(xì)胞所基因組標(biāo)簽計(jì)劃研發(fā)中心。預(yù)計(jì)該計(jì)劃將在5至10年內(nèi)完成基因組范圍超過2萬(wàn)株的“人造精子細(xì)胞”庫(kù)，并獲得5000余個(gè)重要蛋白質(zhì)標(biāo)簽小鼠，形成有國(guó)際影響力的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研發(fā)平臺(tái)。未來(lái)這項(xiàng)計(jì)劃還可能用于尋找癌癥治療新靶點(diǎn)等，有望促進(jìn)精準(zhǔn)醫(yī)療的發(fā)展。
走向應(yīng)用的天地
細(xì)胞生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)主打基礎(chǔ)研究的科研機(jī)構(gòu)。但這里的很多成果正在一步步走向應(yīng)用，走向臨床。
“這不是巧合?！鄙c細(xì)胞所研究員楊巍維說，“我們實(shí)驗(yàn)室的兩大研究方向——‘細(xì)胞行為與命運(yùn)決定’‘干細(xì)胞與個(gè)體發(fā)育’，本身都容易與疾病掛鉤。而對(duì)科研人員來(lái)說，基礎(chǔ)研究做到一定程度，自然而然，就希望把自己的發(fā)現(xiàn)推向落地?！?/p>
楊巍維研究組關(guān)注的領(lǐng)域是“頭號(hào)癌癥殺手”——肺癌研究。傳統(tǒng)手術(shù)及術(shù)后放化療可以很好地控制原發(fā)腫瘤，但對(duì)發(fā)生轉(zhuǎn)移的腫瘤往往束手無(wú)策。轉(zhuǎn)移是肺癌死亡率居高不下的重要原因。
人們?cè)缫寻l(fā)現(xiàn)，腫瘤細(xì)胞往往表現(xiàn)出與正常細(xì)胞不同的代謝特征。楊巍維研究組從代謝角度入手，鎖定了糖醛酸代謝通路中的一個(gè)小分子——尿苷二磷酸葡萄糖（UDP-Glc），發(fā)現(xiàn)它具備抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的功能。
由于UDP-Glc是人體正常組織中存在的內(nèi)源性小分子，毒副作用相對(duì)較低，有望通過口服和靜脈注射等方式起到干預(yù)肺癌轉(zhuǎn)移的作用。
目前這項(xiàng)研究已經(jīng)申請(qǐng)了診斷和治療專利，相關(guān)試劑盒正在研發(fā)之中。
任何一項(xiàng)從基礎(chǔ)走向應(yīng)用的研究，都意味著持之以恒的深耕細(xì)作。這不僅需要科研人員沉心靜氣，也需要各方面的穩(wěn)定支持。
“生化與細(xì)胞所在這方面很給力。”楊巍維說，“不管是資金支持還是考核制度，都讓我們有充分的時(shí)間認(rèn)識(shí)到自己想要做什么，鼓勵(lì)我們做一些有更大影響力的工作?！?/p>
在生化與細(xì)胞所，每個(gè)新入所的研究員都有長(zhǎng)達(dá)6年的穩(wěn)定支持期。在這期間，除了定期匯報(bào)工作外，沒有嚴(yán)格的考核指標(biāo)。6年期滿，才會(huì)根據(jù)科研人員的總體表現(xiàn)，判斷其是否適合留在這里。
“我是2013年回來(lái)的，去年剛剛摘下‘免死金牌’。剛開始也有些忐忑，但我很快發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過單位6年的栽培，也經(jīng)過自己和團(tuán)隊(duì)的歷練，我們已經(jīng)可以離開實(shí)驗(yàn)室的保護(hù)傘，在更廣闊的天地搏擊風(fēng)雨了?！睏钗【S說。
李勁松說過，在細(xì)胞生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，每個(gè)研究人員都有一種精神，就是把自己的工作做到深入、做到透徹。而實(shí)驗(yàn)室也在種種細(xì)微處呵護(hù)著這份精神。
在細(xì)胞生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的這種精神驅(qū)動(dòng)下，想來(lái)還會(huì)有更多成果從基礎(chǔ)走向應(yīng)用，從細(xì)胞走向臨床，從實(shí)驗(yàn)室走向大世界。
實(shí)驗(yàn)室小故事：溫暖 自由
結(jié)束了在美國(guó)的6年博士后生涯，高大明于2012年回到中科院生化與細(xì)胞所，成為一名研究員，獨(dú)立建立了研究組。
當(dāng)年他在這里碩博連讀時(shí)，實(shí)驗(yàn)室還叫“中國(guó)科學(xué)院分子細(xì)胞生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”。當(dāng)他再次回來(lái)時(shí)，這里剛剛換上了“細(xì)胞生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”的嶄新牌子。
“那是一個(gè)充滿感染力的時(shí)代。研究所蒸蒸日上，實(shí)驗(yàn)室生機(jī)勃勃?！备叽竺髡f。他當(dāng)時(shí)有機(jī)會(huì)留在美國(guó)，但他深切地感到，長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，還是應(yīng)該回到這里。
“我喜歡這里的文化積淀，也喜歡這里的工作氛圍。再次看到幫助過自己的老師，看到熟悉的同事和朋友，那種感覺真好。”對(duì)高大明來(lái)說，這是一個(gè)充滿歸屬感的地方——“一走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的大樓，整個(gè)人都會(huì)放松下來(lái)?！?/p>
過去幾年，高大明和所里的季紅斌研究員合作揭示了小細(xì)胞肺癌轉(zhuǎn)移的新機(jī)制；和復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院樊嘉院士等合作，開展了中國(guó)人群肝癌隊(duì)列研究……每天都從事自己認(rèn)為有意義的工作，他知道回來(lái)的決定是正確的。
不僅是高大明，幾位科研人員都在采訪中流露出對(duì)生化與細(xì)胞所、對(duì)細(xì)胞生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的深摯情感。
李勁松說：“你問我對(duì)什么最有感情？我對(duì)這里的科研人員最有感情，我們研究所和重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室人文氣氛是非常團(tuán)結(jié)的?！?/p>
曾藝說：“我2010年回來(lái)后，見證了細(xì)胞生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的每一次勝利。評(píng)估優(yōu)秀、獲批國(guó)重、完成驗(yàn)收……每一次慶功酒我都喝過，我是發(fā)自內(nèi)心地感到驕傲和自豪！”
楊巍維說：“生化與細(xì)胞所和細(xì)胞生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室對(duì)青年科研人才有很好的扶持策略，對(duì)創(chuàng)新研究工作有很大的寬容度，讓我們能放心去做自己想做的事?！?/p>
高大明的一句話則格外耐人尋味：“與其說細(xì)胞生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室做了哪些正確的事，倒不如說它沒有做一些違反科學(xué)發(fā)展規(guī)律的事。順應(yīng)科學(xué)規(guī)律，尊重科學(xué)精神，就這么簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的，反而讓每個(gè)人都能發(fā)揮自己的聰明才智。”
科研工作的特殊性，注定了它需要依托專業(yè)的科研機(jī)構(gòu)，倚靠必要的科技平臺(tái)，依賴良好的合作和順暢的溝通。只有研究所和實(shí)驗(yàn)室能充分滿足科研人員的這些需要，大家才會(huì)真正認(rèn)同這里；只有科研人員發(fā)自內(nèi)心地?zé)釔圻@個(gè)機(jī)構(gòu)和這個(gè)集體，研究所和實(shí)驗(yàn)室才能最大化地實(shí)現(xiàn)自己的價(jià)值。
細(xì)胞生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的故事讓人們?cè)僖淮慰吹剑瑢?duì)一個(gè)科研機(jī)構(gòu)來(lái)說，經(jīng)費(fèi)支持、設(shè)備平臺(tái)等硬件固然重要，但文化氛圍、精神面貌等“軟實(shí)力”同樣不容小覷。理想的實(shí)驗(yàn)室，或許就是既有家庭一般的溫暖，也有藍(lán)天一般的自由吧。
細(xì)胞生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室簡(jiǎn)介
細(xì)胞生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室依托于中國(guó)科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心，2011年10月獲國(guó)家科技部立項(xiàng)批準(zhǔn)，2013年6月完成建設(shè)驗(yàn)收。
細(xì)胞生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以細(xì)胞活動(dòng)的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)及作用機(jī)理為主要研究方向，以闡明細(xì)胞的增殖、分化、凋亡、運(yùn)動(dòng)等基本生命活動(dòng)及其分子調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的組分、相互關(guān)系、調(diào)控機(jī)理，以及與疾病的關(guān)系。
細(xì)胞生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以成為國(guó)際一流的細(xì)胞生物學(xué)研究單元為目標(biāo)，設(shè)置“細(xì)胞行為與命運(yùn)決定”和“干細(xì)胞與個(gè)體發(fā)育”兩個(gè)主題。第一主題側(cè)重細(xì)胞活動(dòng)的普遍規(guī)律及其與疾病的關(guān)系，第二主題則以干細(xì)胞為主要研究對(duì)象，針對(duì)干細(xì)胞的特殊性，揭示其在體外和體內(nèi)發(fā)育過程中的活動(dòng)規(guī)律，并探索其在組織工程、再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 2020年8月20日 第4版
作者：李晨陽(yáng)
