在許多人的認知里,走向衰老、退變是人體細胞不可改變的宿命,而在臨床醫(yī)學最前沿,為細胞供能,逆轉細胞衰老并治療一系列相關退行性疾病正在成為新的可能。
不久前,國際頂級期刊《自然》(Nature)雜志發(fā)表了一項具有重大突破又充滿想象力的研究成果:浙江大學醫(yī)學院附屬邵逸夫醫(yī)院骨科林賢豐、范順武教授團隊與浙江大學化學系唐?到淌趫F隊提取菠菜細胞中具有光合作用的類囊體作為“生物電池”。裝配上電池,衰老的哺乳動物細胞也能獲得“光合作用”產(chǎn)生的能量,重新恢復活力。
動畫片里大力水手吃菠菜變得力大無窮的想象竟然變成了現(xiàn)實。
令人驚嘆的是,向細胞輸送能量一直是臨床醫(yī)學上一座難以逾越的高山,全世界很多科學家都仍在努力爬坡,這個平均年齡90后的科研團隊怎么做到率先“登峰”?
跟著林賢豐穿過兩個回廊,乘電梯往下6層,從浙大邵逸夫的骨科病房走到省骨骼肌肉退變與再生修復轉化研究重點實驗室,用時5分鐘。
這樣的來回穿梭是他的日常,這個在世界醫(yī)學界引起不小轟動的成果也在這里誕生。
每次來實驗室,這位臨床醫(yī)生都帶著在手術室里遇到的各種難題——“關節(jié)炎、腰背痛等骨科常見病,究其病因,本質上其實還是細胞能量和代謝的不足,”林賢豐說,但是這些疾病目前大多只能對癥治療,于是團隊就想,能不能找到一種操控細胞的能量和代謝的途徑,最終實現(xiàn)根治呢?
受到大自然植物界和動物界供氣和供能互補的啟發(fā),團隊將目光投向能進行“光合作用”的綠色植物,借用植物的能量供應系統(tǒng)為動物細胞補給能量。“這四年里我們每隔幾天就要去一次菜市場,市面上能買到的綠色蔬菜我們都買過。”林賢豐回憶起那段日子,“趕集”成了實驗的日常,經(jīng)過不斷提純檢測,擁有高水平的葉綠體能量活性的菠菜在幾十種蔬菜中脫穎而出。
“關鍵原材料源于天然植物,安全性高,而且菠菜物美價廉、生產(chǎn)周期短,技術推廣也相對容易,”范順武教授介紹,目前臨床前的大部分研究工作完成,團隊已經(jīng)同步遞交了發(fā)明專利并著手進行產(chǎn)品轉化,同時也在與跨學科團隊合作,探索在生物燃料和代謝工程領域的應用。
范順武教授對前景充滿信心,值得期待的是,在2-3年左右,這項成果有可能應用于臨床,探索骨關節(jié)炎以及其他如心、腦和肝等重要臟器退行性疾病的治療。
后續(xù)的研究也在馬不停蹄地開展,實驗室里,穿著白大褂的科研人員腳步匆匆,下了手術臺就來搞科研,在記者看來是一幅神奇的景象。
“除了科學研究,我們的另一重身份是醫(yī)生,這就決定了我們的科研要直面病人的痛苦,真正解決臨床上的難題!绷仲t豐說。
在“登峰”的過程中,最大的難點在于如何避免跨界移植帶來的免疫排斥。
早在2019年9月,團隊就已經(jīng)完成了實驗所需的數(shù)據(jù),在技術上層面上實現(xiàn)給細胞供能,但是林賢豐意識到,他們還沒有走到山頂。
長久以來,難解的免疫排斥讓跨物種遞送生物活性組分研究進展緩慢,人體的免疫系統(tǒng)更加復雜。林賢豐解釋,很多研究會選擇性回避這個問題,造好了“電池”就大功告成!暗菑尼t(yī)生的角度講,需要真正直面這個免疫排斥產(chǎn)生的一系列臨床問題,怎么才能讓人體細胞接受這個外來‘電池’?”
所有的實驗數(shù)據(jù)被推倒重來,從免疫的考量出發(fā),團隊重新設計了研究思路。多番探索后,團隊發(fā)現(xiàn),可以利用同源靶向作用原理,用細胞自己的細胞膜來包載這個“電池”。穿了這件“迷彩服”,細胞以為遞送的類囊體是“自己人”,從而避免了體內的免疫排斥。
“‘登峰’是一個螺旋式的上升過程,”團隊成員都有了新的體悟,有時遇到難題,甚至要走一段下坡路,才能在下一階段往上爬,繼續(xù)接近山頂?shù)哪康牡亍?span style="display:none">eFM新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)
勇毅攀登的身影背后,有許許多多有形和無形的助力。在林賢豐看來,這項研究的成功得益于醫(yī)院鼓勵“醫(yī)工信”交叉融合、自由探索的氛圍和硬件上的充分支持。這位已經(jīng)從醫(yī)7年的醫(yī)生每周還會到浙江大學旁聽相關學科的組會,“醫(yī)院引入了幾十位頂尖大學的雙聘、兼聘教授,搭建了和各大院校雙向打通的平臺。我們組建了一個化學、材料、免疫學等多學科交叉的團隊,也常常在高校旁聽學習的過程中獲得靈感和啟發(fā)。
“浙江大學有很多學科交叉資源,’錯位發(fā)展、精準微創(chuàng)、問題導向、交叉融合’,是根據(jù)邵逸夫醫(yī)院的特點而提出的發(fā)展方向,也是我們創(chuàng)新的內在動力!闭憬髮W醫(yī)學院附屬邵逸夫醫(yī)院院長蔡秀軍一直相信,他山之石可以攻玉,交叉融合是解決醫(yī)學難點、熱點、痛點的一把金鑰匙。
黨的二十大報告提出,加快實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略。堅持面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康!捌渲忻嫦蚩萍记把亍⒚嫦蛉嗣窠】蹬c醫(yī)務工作者密切相關。”蔡秀軍說,盡管臨床醫(yī)生工作壓力大,但生命科學領域的研究肩負著守護全人類健康的使命,而源于臨床問題導向的前沿研究最具生命力,因此我們要創(chuàng)造條件,鼓勵臨床醫(yī)生去做最前沿的醫(yī)學探索,攀登醫(yī)學高峰。
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