劉玉杰
“把握生命里的每一分鐘,全力以赴我們心中的夢?!蹦銜l(fā)現生命里的每一分鐘,我們都在感知外部世界,我們可以看到美麗的風景,聞到美妙的味道,品嘗可口的食物,用觸覺感知世界,但是如果沒有“聰明的G蛋白偶聯(lián)受體”,人們聽不見、聞不著、看不到,甚至不知夢想為何物,感覺不到幸福。
G蛋白蘊藏的奧秘吸引著許多科學家不斷探索,四川大學華西口腔醫(yī)學院口腔疾病研究國家重點實驗室研究員馮曉東就是其中一員。隨著腫瘤組學研究的推進,我們發(fā)現在人類癌癥發(fā)生發(fā)展過程中,G蛋白及G蛋白偶聯(lián)受體的異常表達或突變現象十分普遍,研究G蛋白及G蛋白偶聯(lián)受體在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用和功能,對于開發(fā)更好的腫瘤治療手段具有十分重要的意義。他也因此深扎在這一研究領域,開始了生命科學的尋寶之旅。
學成歸國
“我對生命科學一直抱有困惑,可能是因為沒有親身體會,不太能真切感受到生命科學研究對人類的意義在哪里。”馮曉東的4年大學生活是在四川大學生物技術基地班度過的。起初,對于自己所學,他曾感到迷茫,直到大學三年級時,他接觸到基礎醫(yī)學,切實了解到生命科學對醫(yī)學進步的重要性,才開始體會到生命科學對人類健康的意義。在基礎醫(yī)學的學習過程中,馮曉東迸發(fā)了很多新想法,也點燃了自己的科研熱情。研究生階段,他選擇去華西口腔醫(yī)學院從事口腔基礎醫(yī)學研究。在學習研究的過程中,馮曉東發(fā)現了癌癥中異常表達或突變的G蛋白以及G蛋白偶聯(lián)受體的致瘤相關分子機制,這為他后來研究細胞增殖調控與癌癥精準治療打下了堅實的基礎,也奠定了他今后的科研基調。
懷揣著在科研海洋中繼續(xù)深入探索的夢想,博士期間,在導師陳謙明教授的推薦下,馮曉東只身前往美國,先后到世界頂級生物醫(yī)學科研機構——美國國立衛(wèi)生研究院(National Institutes of Health,簡稱NIH)和加州大學圣地亞哥分校(University of California,San Diego,簡稱UCSD)從事基礎醫(yī)學科研工作,研究細胞表面受體對細胞增殖的調控。在那里,國際一流的專業(yè)知識,預防、診斷和治療各種疾病和殘障的使命深深影響著馮曉東,“我見識了最頂尖生物醫(yī)學研究給人類帶來的現實意義,這是我最重要的收獲”。在NIH和UCSD前后近9年的時間里,馮曉東在Cancer Cell、Nature Cell Biology、Molecular Cell、Science Signaling等頂尖學術期刊上發(fā)表了多篇學術論文,積累了豐富的研究經歷和成果。
9年前馮曉東是帶著對生物研究一腔熱忱出國學習的少年,9年后他是帶著豐碩成果和知識、能夠獨當一面的青年,“是時候回來報效祖國了”。2019年9月,馮曉東沒有任何猶豫地回到了他科研啟蒙的地方——四川大學華西口腔醫(yī)學院口腔疾病研究國家重點實驗室,繼續(xù)他的科研之路。
探尋“寶藏”
人體由數以十萬億計的細胞組成,不同的細胞除了要獨立地參與各自的生命活動外,還是細胞“社會”的成員。外部信號作用于細胞,引起細胞內代謝通路和基因表達等過程的改變,最終表現為細胞特有的生理變化,這一過程稱為細胞信號傳導。很多分子能傳導細胞信號,包括蛋白質、多肽、脂類、核苷酸等,甚至光和氣味都是重要的信號分子,它們被稱為配體。配體需與特定的受體結合才能發(fā)揮作用,而G蛋白偶聯(lián)受體是人體內最大的一類細胞膜表面受體。G蛋白偶聯(lián)受體能鞏固探測激素、氣味、化學神經遞質,以及其他細胞外的信號,從而將信息通過激活不同類型G蛋白傳遞到細胞內部,在信號轉導過程中發(fā)揮核心作用。
“G蛋白偶聯(lián)受體在腫瘤中的作用越來越顯著,但是它的具體作用機制還不是特別清楚,還有很多問題需要我們去研究?!瘪T曉東告訴記者,惡性腫瘤細胞可以挾持G蛋白偶聯(lián)受體的正常生理功能用于細胞增殖,逃避免疫檢測,增進腫瘤的營養(yǎng)和氧氣的供應,或協(xié)助腫瘤對周邊組織的侵潤以及遠端轉移等。與此同時Gαq/Gα11蛋白的編碼基因GNAQ/ GANA11在葡萄膜黑色素瘤中的突變率達到90%,是葡萄膜黑色素的主要致癌基因,而Gαs蛋白編碼基因GNAS在大約4.4%的惡性腫瘤中存在突變,其突變存在于28%的生長激素分泌腦垂體腫瘤中?!耙委熞粋€腫瘤需要了解它的生長機制,而了解G蛋白和G蛋白偶聯(lián)受體在腫瘤里的作用,能更好地對腫瘤進行精準治療?!瘪T曉東如是說。
馮曉東和J.Silvio Gutkind教授及團隊在葡萄膜黑色素瘤相關研究中,系統(tǒng)解析了“G蛋白Gαq作為癌基因激活”YAP/TAZ增殖信號的機制,并發(fā)現潛在藥物治療靶點。他們通過系統(tǒng)生物學手段(siRNA Screening,癌癥基因組生物信息學分析)發(fā)現GNAQ癌基因激活Trio依賴的RhoGTPase信號途徑,其下游通過FAK-MOB1抑制Hippo信號通路,同時通過促進F-actin累積競爭AMOT-p130蛋白進而釋放YAP蛋白,兩種途徑調節(jié)YAP在癌細胞中的激活并支持癌細胞惡性增殖。該研究先后揭示了YAPTEAD蛋白相互作用抑制劑(VP)和FAK抑制劑(VS-4718)可作為該類腫瘤的潛在治療藥物,而后者在臨床應用方面具有較好的安全性,擬進入臨床試驗階段。
盡管近年來對G蛋白偶聯(lián)受體的研究有了不小的進展,科學家發(fā)現除了癌癥,心臟病、糖尿病、阿爾茨海默病等這些危害人類健康的重大疾病也都與G蛋白偶聯(lián)受體密不可分。但在800多個G蛋白偶聯(lián)受體中只有大約30個是已知藥物的靶點,因此對G蛋白偶聯(lián)受體的基礎和應用研究還有待進一步深入。G蛋白質偶聯(lián)受體這一巨大的“寶藏”,正等待著更多的生命科學研究者和醫(yī)學工作者去挖掘。目前馮曉東和團隊通過生物信息學分析發(fā)現,在口腔癌中GPR39普遍過度表達,臨床樣本隊列分析發(fā)現其表達水平與愈后密切相關,分子機制實驗發(fā)現GPR39通過Gαq信號通路激活RhoA-FAK調節(jié)YAP/TAZ腫瘤生長信號,最終揭示GPR39可作為口腔癌生物標記物及直接用藥靶點。下一步,馮曉東和團隊將專注于GPR39對應的可用于治療的抑制劑治療口腔癌潛能進行評價。
未來可期
回首過往的科研歷程,馮曉東最想對兩位老師說感謝。“第一位是我研究生階段的導師陳謙明教授,是他帶我進了基礎醫(yī)學研究的門?!标愔t明教授為馮曉東的科研打開了一扇窗口,讓他愿意為此付出一生。對于馮曉東來說,人生中能有一件事愿意讓其傾其所有,這本身就是非常幸運和幸福的。
另一位則是馮曉東在美國的導師J. Silvio Gutkind教授(美國醫(yī)學院院士)。在Gutkind教授的帶領下,馮曉東受益匪淺,不僅見識了世界頂尖基礎醫(yī)學的廣闊天地,而且學會了如何從基礎醫(yī)學的角度來觀察和思考疾病。
在勇往直前的科學探索之路上,除了老師的幫助,更離不開家人在背后的默默支持。不管是他決定出國的時候,決定換工作的時候,還是最后決定回國的時候,愛人都選擇毫無保留地支持,甚至調整工作到美國陪伴,這讓馮曉東深受感動,他說:“我特別幸運,家人的支持讓我完全沒有后顧之憂。”
家人毫無保留的支持,讓馮曉東更能靜下心來專注自己的研究。“科研中的困難和挫折是家常便飯,從第一天做實驗開始,你就要學會面對失敗,面對挫折?!痹谘芯恐杏龅酱煺蹠r,馮曉東也有自己獨特的思考?!安灰谝獯煺?,要在意科學問題本身?!币驗榻鉀Q問題的成就感最終會覆蓋掉那些挫折帶來的挫敗感。
馮曉東如今回國已經一年多了,依托四川大學華西口腔醫(yī)學院口腔疾病研究國家重點實驗室的優(yōu)越實驗平臺和充足的實驗經費,他建立了自己的課題組,圍繞細胞生長調控、G蛋白和GPCR、HippoYAP/TAZ、頭頸部腫瘤和疾病精準治療有序開展研究計劃。馮曉東深知,科學研究需要更多新鮮思想的碰撞,他期待與更多有共同理想的科學家開展合作,也期待更多有科研理想和熱情的有志青年加入他的團隊,共同在基礎醫(yī)學研究領域做出更大的貢獻。