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北京大学邓宏魁荣获未来科学大奖,祝贺这位杰出人物

2024-08-25科学

北京大学邓宏魁荣获未来科学大奖,祝贺这位杰出人物

恭喜北京大学邓宏魁同学荣获「未来科学奖」!

8月十六号早晨

北京大学人文学院讲座教授

昌平研究所首席科学家

邓宏魁博士论文

获颁2024年度未来科学奖

「生命科学奖」

因其对化学应用的开拓性贡献

把体细胞重新编程成具有多潜能的细胞

对改变细胞命运与状态的杰出贡献

未来科学奖

这是一项由科学家和企业家联合发起的活动。

侧重于基础科学原创性研究的奖励

此前,他还获得了「生命科学奖」

袁隆平,施一公等人的研究成果

在中国,他见证了一系列重大的进步。

今天,让我们跟随未来科学奖的步伐

请大家把注意力转到邓宏魁教授身上。

01

逆转人生时钟

触摸式再生门

"再生"一直是生命科学领域中的一个重要主题。无限的魅力,吸引了时间和空间上的人们,用科学的工具,为生命的延续和重建揭开新的篇章。

最后一个科学家寻找的着陆点就是多潜能干细胞。多潜能干细胞(iPSC)可以无限增殖并分化为多种功能细胞,在细胞治疗、药物筛选、疾病模型构建等方面有着广阔的应用前景,被认为是再生医学中最重要的"种子细胞"。

在哺乳动物自然发育阶段,多能性细胞仅在胚胎发育初期短暂存在,随后分化为各种类型的成体细胞,丧失"种子细胞"的特征。如能逆转此过程,使高度分化的成体干细胞恢复到早期胚胎发育的状态,则有望实现人的细胞、组织和器官的体外再生,从而修复因老化、疾病、创伤、遗传等引起的各种问题。如何逆转生命周期,是干细胞与再生医学领域亟待解决的重大科学问题。

北京大学邓宏魁教授,摄于【中国科学】杂志。

鉴于此,邓宏魁的研究小组正在努力发展一种新的调控细胞命运的方法,同时也为干细胞的制备提供了新的方法。

2013年,课题组首创化学重编程技术,实现了小鼠体细胞重编程为多能干细胞,即 CiPS,开创了小分子调控细胞命运的新模式。

基于此,申请人所在课题组经过十余年的不懈努力,首次提出了促进人体细胞可塑性的基本方法,成功将小鼠 iPSC向人多能干细胞转化,实现了人 CiPS细胞重编程。我们用小分子化合物重编程人类细胞,即人 CiPS细胞。

人类 CiPS技术是我国自主研发的新一代多能干细胞制备技术,继"细胞核移植"和"诱导转录因子"之后。这一技术的问世,打破了传统 iPS技术的局限,具有广阔的临床应用前景。相较于传统方法,小分子具有操作简便、灵活、时空可控性强、作用可逆等优点,能够对细胞重编程过程进行精确调控。同时,利用小分子化合物诱导的体细胞重编程技术,可避免传统的转基因操作带来的安全隐患,有望成为一种更加安全、高效的细胞来源。

开发更快更有效率的人细胞化学再编程系统

02

从跟从到指导

推动生命科学中心迁往中国

十多年来,邓宏魁一直被学术界的同行视为"干细胞领域的天才"--在北京大学,他带领团队不断探索干细胞这个新的学术增长点,极大地推动了再生医学的发展,使中国成为世界生命科学领域的领军人物。中国是世界生命科学研究领域的领导者。

话说回来,邓宏魁博士、博士后期间,主要从事病毒学与免疫学,而非再生医学。

1997年,也就是邓宏魁完成博士后研究的同一年,世界闻名的「羊多利」问世。这是人类首次将体细胞核移植技术应用于哺乳动物,并成功证实,成熟分化状态下的细胞可回复至初始发育状态,并具有分化为新个体的能力。这一令人兴奋的研究使邓宏魁看到,不久的将来,人类细胞也能被重新编程,并发展出以细胞为基础的治疗方法。

美国威斯康星大学于1998年首次建立人类胚胎干细胞株,为人类多能性干细胞的研究和"再生医学"之门打开了序幕。

「这是我以后要做的事情。」

这也是当时比亚迪大学努力的方向。

一箭双雕

邓宏魁将北京大学干细胞研究的初始阶段描述为"从零开始"。如果空间不够,我们就在货栈里临时搭起帐篷;没网线,只能自己拉;下雨了,屋内漏雨;有时候,甚至会停电。

但是,邓宏魁带领着他的团队,完成了第三代干细胞技术,也就是所谓的小分子化学,开创了北京大学干细胞研究的新道路。

2013年,邓宏魁等人首次在国际上首次利用小分子化合物重编程胚胎发育成多能干细胞,开创了一条新的细胞命运调控途径。

邓宏魁回忆说,自2013年小分子物质可诱导小鼠体细胞进入多能性状态,到人类细胞经过化学重编程后可激活再生基因网络,每一次取得重大突破,团队都充满了激情。近几年,随着小分子化学技术的发展,邓宏魁带领团队从源头出发,开展创新性的实验研究,为再生医学的发展提供新的思路。

比如在治疗糖尿病方面。邓宏魁等人建立的人 CiPS细胞可高效增殖分化为胰岛,在结构及功能上与原代胰岛类似,有望替代糖尿病病人体内衰竭死亡的胰岛β细胞,为糖尿病的治疗提供了新思路。

邓宏魁团队已于【自然医学】杂志发表论文【人多能干细胞来源胰岛对灵长类糖尿病有改善作用】。

将人 CiPS细胞分化成的胰岛细胞植入腹直肌前鞘,可明显改善糖尿病猴血糖控制。

在 AIDS治疗方面,邓宏魁等人通过大鼠模型实验,建立了CCR5缺失的人 CiPS细胞系,并将其转分化为造血干细胞。尽管这种治疗方法还在研究和开发阶段,但是它的应用前景是非常广阔的。

此外,邓宏魁的名字也常出现在体外肝细胞培养和干细胞免疫联合治疗肿瘤中。邓宏魁借助北京大学这一交叉研究平台,不断拓展其学术影响。

邓宏魁坦率地说:「我相信中国将来会在‘重大问题’研究上取得进展,生命科学的重心将逐步转移到中国。」

03

人生要象种子一样。

跑操

十余年来,邓宏魁一直致力于利用干细胞来向大众解释:

「我这个人特别热情。我认为,无论年龄有多大,人都是要不断生长的,一旦停下来,就会失去生机。这些年来,好奇心没变,热情没变,跟年龄无关,我觉得搞科学,才是最重要的。这是一种名为多能性细胞的干细胞,它可以像种子一样长出身体里的任何一种细胞……"

「成长」,是邓宏魁给自己找的出发点,源自于一种发自内心的热爱,一种对生命的热爱。

他的目光穿过生命的两头,从生命的起源一直延伸到年老。邓宏魁真诚地表示:"除了与细胞全能性及干细胞体外分化有关的研究以外,衰老问题也是本人最感兴趣的领域。这些问题的解决将有助于我们更好地理解生命起源这一基本生物学问题。"

邓宏魁对"生命"这个伟大的课题进行了细致而具体的研究。

申请人及其团队在前期工作基础上,通过增强溶酶体中β-半乳糖苷酶活性,实现了对衰老细胞的选择性清除,为抗衰老药物的研发提供了新思路。他们也报告了一种能在体外保持多能干细胞功能稳定的方法。

邓宏魁把"生命"研究的时间延长,同时也扩大了"生命"的研究范围,进行全方位的交叉。

他从事化学领域的研究,与杨震,吴运东等学者进行了多年的化学生物学研究;他也致力于材料科学和工程学的交叉,致力于人造肝设备的研发;他也经常和临床医学专家一起工作,将科研和临床应用联系在一起。

从2001年到现在,邓宏魁已经在北京大学任教24年。二十四年的时间,让他从一个年轻的学者,成长为一名学术界的领军人物,而在他的身后,还不断有更多的人踏上这条道路。

邓宏魁向数不清的青年学者分享他的经验:「我会劝告年轻的学者,把精力集中在他们所从事的领域的重大课题上。」如果能跟过去对话,我想对自己说,要积极,要有恒心,要有激情。科学难题的解决有助于激发科研热情与动力,而这个过程也极具挑战性。对年轻的研究者而言,毅力与勇气对于克服基础研究所面临的挑战至关重要。同时,我也希望同学们要做好交叉学科研究和协作的准备,不断积累自己的学识。此外,在科研过程中,学术交流也是非常重要的一环,研究人员需要与其它领域的专家加强沟通,以寻求合作的契机。在此基础上,学生们可以通过各种方式进行技术、方法、科学问题的交流,从不同的角度来思考和解决问题。我建议年轻的研究员们在学术上多做些交流,多向不同领域的专家学习。」

生活就像一颗种子,必须一直生长下去。随着社会的认可,例如未来的科学奖,生命科学的研究将会得到持续的提升。生命科学中心将怎样转移到中国,我们将拭目以待。

资料来源:北京大学传媒中心,北京大学科研组,北京大学生命科学系,北京大学医学部。

Editor|骁龙

排版|刘雅·唐

编辑:曹梦瑶