诺贝尔奖得主的中国学生:他的实验室就像炼金术

值得一提的是,两位美国学者在这一领域的开创性贡献,与上个世纪一群中国博士后的工作是分不开的。


沐鸣主管


 
 
 
值得一提的是,两位美国学者在这一范畴的创始性奉献同上世纪的一批中国博士后的工作密不可分,如塞门扎实验室的王广良、江秉华,凯林实验室的杨海峰等。三人如今分别在美国大冢制药公司、美国爱和华大学以及美国托马斯-杰佛逊大学任职。
 
详细来说,王广良博士率先发现HIF-1,江秉华教授率先克隆出HIF-1基因,杨海峰教授则发现肿瘤抑止基因VHL与HIF分离的调控机制。
 
全球首个缺氧诱导因子脯氨酰羟化酶抑止剂(HIF-PHI)——罗沙司他的I期、II期以及III期临床实验也是在中国率先完成,并取得国度药品监视管理局(NMPA)审批上市,成为首个在中国率先获批的First-in-Class的创新药。
 
10月8日,《学问分子》采访到曾在凯林实验室做博士后研讨的杨海峰和张青,他们都是武汉大学生物系生化专业的本科生。
 
《学问分子》:听到凯林教授获奖,你的心情如何?
 
杨海峰:我觉得十分快乐和欣喜。在预期之中,沐鸣主管但也在预料之外。我们都叫他比尔(Bill)。他前几年前得了拉斯克大奖,因而得诺奖的可能性很大,但拿不拿得到以及什么时分拿都不肯定。我本人觉得这是科学的成功,是造福全人类的一个进步。
 
《学问分子》:你觉得这个范畴为何被诺奖委员会认可?
 
杨海峰:这是一项根底科研的发现,但有极深广的生理、病理的衍生影响。人不吃能够活一两月,不喝能够活一星期,不呼吸几分钟就不行了,其重要性不可思议。
 
《学问分子》:你当时是如何参与凯林的这项获奖工作?
 
杨海峰:我是比尔这项工作的主要参与人之一。第一作者Mircea Ivan 发现了低氧诱导因子(HIF)肽上的脯氨酸羟基化是和肿瘤抑止基因VHL分离必需的蛋白质修饰,但不分明HIF和VHL的分离能否受氧气调控。当时同范畴另一实验室的学者在Nature 撰文称氧气缺失不影响这俩个蛋白的分离,同实验室也有两位博士后得到了同样结论。
 
但我认真思索了之前的实验过程,发现把细胞从缺氧环境拿出来的最后一两分钟里,细胞接触到了氧气。于是,我改良了这个操作,把细胞拿出后,在几秒之内疾速将其变性裂解,再用VHL far-western来检测两个蛋白能否还能分离,果真发现缺氧状况下VHL看不见HIF了。当时比尔拿着X光片成像结果十分快乐,由于这标明了VHL在缺氧状况下对HIF视而不见,在有氧时严密分离并招致HIF的降解。假如不是这样的,那么HIF脯氨酸的羟基化,VHL和HIF的分离就不是氧气感知的分子机理,整个现象就没有严重的生理意义了。
 
比尔取得盖尔德纳奖(Gairdner)和拉斯克大奖之后,都给我寄信对我的工作表示感激。在脯氨酸羟基化被发现后,我们和Memorial Sloan-Kettering的Nikola Pavletich协作,解出了HIF肽和VHL蛋白分离下的构造,更深地理解了脯氨酸羟基化为什么这么重要,还发现肾癌招致的VHL突变是如何毁坏这一分离。相关结果发在了Science杂志上。
 
 
《学问分子》:在你们眼里,沐鸣主管 凯林是一个什么样的人?
 
杨海峰:他是一位坚决的理想主义者,有着高尚情怀。他的身上有一股剑气,极端尖锐,能在最短的时间内找出你在科研上的弱点,并且毫不留情地指出,让你想法应对矫正。他是一位真正的肉体上的贵族,有着对谬误永不停息的追求和酷爱。
 
《学问分子》:去年12月,HIF脯氨酰羟化酶抑止剂——罗沙司他,在中国率先获批上市,从根底到应用这一范畴正在造福人类安康,对此你如何对待?
 
杨海峰:罗沙司他是珐博进(Fibrogen)公司的HIF修饰酶抑止剂。在美国还有HIF-2 alpha的抑止剂,正在做肾癌治疗的后期临床实验,我们曾经晓得(它)也有效果了。更多的应用成果还会源源不时地呈现,由于氧气感受机理控制的生理病理过程十分多。
 
《学问分子》:目前,你主要专注于哪一范畴的研讨?
 
杨海峰:我的实验室还是专注在肾癌研讨范畴,但是关注的分子是抑癌基因PBRM1 和BAP1,它们的功用和VHL、HIF严密相关。
 
《学问分子》:当年在凯林实验室的博士后锻炼,给你的科学生活带来怎样的协助?
 
杨海峰:在比尔实验室的锻炼更多是肉体上的,是一个价值观的创立过程。比尔实验室和丹纳-法伯癌症研讨所的大环境某种水平上就像一个炼丹炉,有全世界最棒的科研环境,你也需求做出能改动世界的发现。那是一个不见硝烟的战场,你的敌人是各种顽强的癌症。假如从中可以熬出来,你或许就能取得一双火眼金睛。不过科学的道路充溢荆棘,巨大的发现是要做出牺牲的。
 
《学问分子》:你觉得这个范畴取得诺奖认可后,对其他学者包括你能否会带来影响?
 
杨海峰:比尔取得诺奖之后,关于整个范畴来说是个肯定,愈加点燃大家的热情,坚决继续前行的信心。在科研基金支持上,它(取得诺奖的认可)也可能会有协助。
 
《学问分子》:近年来,不少的诺奖得主的工作是他们当年的华人学生完成的,对此你如何对待?
 
杨海峰:华人学生学者对诺奖的奉献表现了中国人以及华人对全世界科学进步的奉献。中国人和华人有义务和义务做出更多奉献,包括直接得奖。当然得奖只是一种肯定,关键的是要做出成果,造福全人类。
 
《学问分子》:近年来,中国的根底科学给你留下哪些印象?你觉得如何做出原始创新的科研工作?
 
杨海峰:近年来,中国根底科学开展疾速,出了很多成果,可喜可贺。但重要的是,科学文化还需求改动、进步,需培育学生对追求谬误的地道热情。只要到达这一点了,才能够坚持长期的、强大的、源源不绝的追求原创发现的动力。
 
原创发现有可能十年才干磨一剑,但它一经发现,沐鸣主管就有可能改动世界。如何发现并维护这样的工作,需求长期不懈的努力。

 
在采访杨海峰的同时,《学问分子》还联络到同在凯林实验室工作过的张青(文内照片最右),现为美国得克萨斯大学西南医学中心副教授。他对我们做了如下讲述:
 
2006年2月-2013年1月之间, 我在凯林实验室从事两个方面的研讨:说明脯氨酸羟化酶(prolyl hydroxylase)在乳腺癌中的重要作用;寻觅治疗肾癌VHL综合征的药物。
 
 在科研工作中,凯林非常关注我们能否提出重要的问题、设计正确的实验并严谨地解读实验结果。他每天都会与实验室成员交流并乐在其中,喜欢把实验或项目设计写在黑板上。
 
他对我们的实验设计与控制请求十分严厉,沐鸣主管总是会问“这个实验你反复了几次”、“你的阳性对照和阴性对照分别是什么”这类问题。他不只是一位出色的科学家,也是十分出色的导师。
 
 凯林的获奖工作是1996-2002之间做的,他说明了VHL基因缺失对缺氧诱导因子(HIF)以及与其严密相关的氧感测机制的调控作用,发现了介导该氧感测酶促反响的脯氨酰羟化酶。作为肿瘤学家,多年临床经历使他理解到一些肾脏肿瘤会呈现血管密度加大、VHL肿瘤抑止因子缺失的状况。 他和团队发现VHL蛋白会和延伸蛋白B、C(ElonginB and C)以及CUL2蛋白构成复合物(VCB-CUL2 complex),即酶母泛素衔接酶同源蛋白,他们便假定VHL蛋白的缺失会使血管内皮生长因子(VEGF)变得稳定,招致血管生成增加。实践上,他很快就发现,即便在常氧状态下,VHL蛋白缺失也会招致VEGF和其他HIF受体的表达上调。
 
凯林的发现对今天普遍应用于临床的VEGF抑止剂药物有着直接奉献。基于凯林的工作研发的脯氨酰羟化酶抑止剂药物已在一些国度用于治疗贫血。此外,HIF2a抑止剂药物也已被胜利研发,并在肾癌临床实验中展现了良好的疗效。

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