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北京大學鄧宏魁榮獲未來科學大獎,祝賀這位傑出人物

2024-08-25科學

北京大學鄧宏魁榮獲未來科學大獎,祝賀這位傑出人物

恭喜北京大學鄧宏魁同學榮獲「未來科學獎」!

8月十六號早晨

北京大學人文學院講座教授

昌平研究所首席科學家

鄧宏魁博士論文

獲頒2024年度未來科學獎

「生命科學獎」

因其對化學套用的開拓性貢獻

把體細胞重新編程成具有多潛能的細胞

對改變細胞命運與狀態的傑出貢獻

未來科學獎

這是一項由科學家和企業家聯合發起的活動。

側重於基礎科學原創性研究的獎勵

此前,他還獲得了「生命科學獎」

袁隆平,施一公等人的研究成果

在中國,他見證了一系列重大的進步。

今天,讓我們跟隨未來科學獎的步伐

請大家把註意力轉到鄧宏魁教授身上。

01

逆轉人生時鐘

觸摸式再生門

"再生"一直是生命科學領域中的一個重要主題。無限的魅力,吸引了時間和空間上的人們,用科學的工具,為生命的延續和重建揭開新的篇章。

最後一個科學家尋找的著陸點就是多潛能幹細胞。多潛能幹細胞(iPSC)可以無限增殖並分化為多種功能細胞,在細胞治療、藥物篩選、疾病模型構建等方面有著廣闊的套用前景,被認為是再生醫學中最重要的"種子細胞"。

在哺乳動物自然發育階段,多能性細胞僅在胚胎發育初期短暫存在,隨後分化為各種型別的成體細胞,喪失"種子細胞"的特征。如能逆轉此過程,使高度分化的成體幹細胞恢復到早期胚胎發育的狀態,則有望實作人的細胞、組織和器官的體外再生,從而修復因老化、疾病、創傷、遺傳等引起的各種問題。如何逆轉生命周期,是幹細胞與再生醫學領域亟待解決的重大科學問題。

北京大學鄧宏魁教授,攝於【中國科學】雜誌。

鑒於此,鄧宏魁的研究小組正在努力發展一種新的調控細胞命運的方法,同時也為幹細胞的制備提供了新的方法。

2013年,課題組首創化學重編程技術,實作了小鼠體細胞重編程為多能幹細胞,即 CiPS,開創了小分子調控細胞命運的新模式。

基於此,申請人所在課題組經過十余年的不懈努力,首次提出了促進人體細胞可塑性的基本方法,成功將小鼠 iPSC向人多能幹細胞轉化,實作了人 CiPS細胞重編程。我們用小分子化合物重編程人類細胞,即人 CiPS細胞。

人類 CiPS技術是中國自主研發的新一代多能幹細胞制備技術,繼"細胞核移植"和"誘導轉錄因子"之後。這一技術的問世,打破了傳統 iPS技術的局限,具有廣闊的臨床套用前景。相較於傳統方法,小分子具有操作簡便、靈活、時空可控性強、作用可逆等優點,能夠對細胞重編程過程進行精確調控。同時,利用小分子化合物誘導的體細胞重編程技術,可避免傳統的基因改造操作帶來的安全隱患,有望成為一種更加安全、高效的細胞來源。

開發更快更有效率的人細胞化學再編程系統

02

從跟從到指導

推動生命科學中心遷往中國

十多年來,鄧宏魁一直被學術界的同行視為"幹細胞領域的天才"--在北京大學,他帶領團隊不斷探索幹細胞這個新的學術增長點,極大地推動了再生醫學的發展,使中國成為世界生命科學領域的領軍人物。中國是世界生命科學研究領域的領導者。

話說回來,鄧宏魁博士、博士後期間,主要從事病毒學與免疫學,而非再生醫學。

1997年,也就是鄧宏魁完成博士後研究的同一年,世界聞名的「羊多利」問世。這是人類首次將體細胞核移植技術套用於哺乳動物,並成功證實,成熟分化狀態下的細胞可回復至初始發育狀態,並具有分化為新個體的能力。這一令人興奮的研究使鄧宏魁看到,不久的將來,人類細胞也能被重新編程,並行展出以細胞為基礎的治療方法。

美國威斯康辛大學於1998年首次建立人類胚胎幹細胞株,為人類多能性幹細胞的研究和"再生醫學"之門開啟了序幕。

「這是我以後要做的事情。」

這也是當時比亞迪大學努力的方向。

一箭雙雕

鄧宏魁將北京大學幹細胞研究的初始階段描述為"從零開始"。如果空間不夠,我們就在貨棧裏臨時搭起帳篷;沒網線,只能自己拉;下雨了,屋內漏雨;有時候,甚至會停電。

但是,鄧宏魁帶領著他的團隊,完成了第三代幹細胞技術,也就是所謂的小分子化學,開創了北京大學幹細胞研究的新道路。

2013年,鄧宏魁等人首次在國際上首次利用小分子化合物重編程胚胎發育成多能幹細胞,開創了一條新的細胞命運調控途徑。

鄧宏魁回憶說,自2013年小分子物質可誘導小鼠體細胞進入多能性狀態,到人類細胞經過化學重編程後可啟用再生基因網路,每一次取得重大突破,團隊都充滿了激情。近幾年,隨著小分子化學技術的發展,鄧宏魁帶領團隊從源頭出發,開展創新性的實驗研究,為再生醫學的發展提供新的思路。

比如在治療糖尿病方面。鄧宏魁等人建立的人 CiPS細胞可高效增殖分化為胰島,在結構及功能上與原代胰島類似,有望替代糖尿病病人體內衰竭死亡的胰島β細胞,為糖尿病的治療提供了新思路。

鄧宏魁團隊已於【自然醫學】雜誌發表論文【人多能幹細胞來源胰島對靈長類糖尿病有改善作用】。

將人 CiPS細胞分化成的胰島細胞植入腹直肌前鞘,可明顯改善糖尿病猴血糖控制。

在 AIDS治療方面,鄧宏魁等人透過大鼠模型實驗,建立了CCR5缺失的人 CiPS細胞系,並將其轉分化為造血幹細胞。盡管這種治療方法還在研究和開發階段,但是它的套用前景是非常廣闊的。

此外,鄧宏魁的名字也常出現在體外肝細胞培養和幹細胞免疫聯合治療腫瘤中。鄧宏魁借助北京大學這一交叉研究平台,不斷拓展其學術影響。

鄧宏魁坦率地說:「我相信中國將來會在‘重大問題’研究上取得進展,生命科學的重心將逐步轉移到中國。」

03

人生要象種子一樣。

跑操

十余年來,鄧宏魁一直致力於利用幹細胞來向大眾解釋:

「我這個人特別熱情。我認為,無論年齡有多大,人都是要不斷生長的,一旦停下來,就會失去生機。這些年來,好奇心沒變,熱情沒變,跟年齡無關,我覺得搞科學,才是最重要的。這是一種名為多能性細胞的幹細胞,它可以像種子一樣長出身體裏的任何一種細胞……"

「成長」,是鄧宏魁給自己找的出發點,源自於一種發自內心的熱愛,一種對生命的熱愛。

他的目光穿過生命的兩頭,從生命的起源一直延伸到年老。鄧宏魁真誠地表示:"除了與細胞全能性及幹細胞體外分化有關的研究以外,衰老問題也是本人最感興趣的領域。這些問題的解決將有助於我們更好地理解生命起源這一基本生物學問題。"

鄧宏魁對"生命"這個偉大的課題進行了細致而具體的研究。

申請人及其團隊在前期工作基礎上,透過增強溶酶體中β-半乳糖苷酶活性,實作了對衰老細胞的選擇性清除,為抗衰老藥物的研發提供了新思路。他們也報告了一種能在體外保持多能幹細胞功能穩定的方法。

鄧宏魁把"生命"研究的時間延長,同時也擴大了"生命"的研究範圍,進行全方位的交叉。

他從事化學領域的研究,與楊震,吳運東等學者進行了多年的化學生物學研究;他也致力於材料科學和工程學的交叉,致力於人造肝裝置的研發;他也經常和臨床醫學專家一起工作,將科研和臨床套用聯系在一起。

從2001年到現在,鄧宏魁已經在北京大學任教24年。二十四年的時間,讓他從一個年輕的學者,成長為一名學術界的領軍人物,而在他的身後,還不斷有更多的人踏上這條道路。

鄧宏魁向數不清的青年學者分享他的經驗:「我會勸告年輕的學者,把精力集中在他們所從事的領域的重大課題上。」如果能跟過去對話,我想對自己說,要積極,要有恒心,要有激情。科學難題的解決有助於激發科研熱情與動力,而這個過程也極具挑戰性。對年輕的研究者而言,毅力與勇氣對於克服基礎研究所面臨的挑戰至關重要。同時,我也希望同學們要做好交叉學科研究和協作的準備,不斷積累自己的學識。此外,在科研過程中,學術交流也是非常重要的一環,研究人員需要與其它領域的專家加強溝通,以尋求合作的契機。在此基礎上,學生們可以透過各種方式進行技術、方法、科學問題的交流,從不同的角度來思考和解決問題。我建議年輕的研究員們在學術上多做些交流,多向不同領域的專家學習。」

生活就像一顆種子,必須一直生長下去。隨著社會的認可,例如未來的科學獎,生命科學的研究將會得到持續的提升。生命科學中心將怎樣轉移到中國,我們將拭目以待。

資料來源:北京大學傳媒中心,北京大學科研組,北京大學生命科學系,北京大學醫學部。

Editor|驍龍

排版|劉雅·唐

編輯:曹夢瑤