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入骨深思

来源:  发布时间:2017-08-17

——记重庆医科大学教授涂小林
  
本刊记者  张 姝


  
  
  美国骨矿盐疾病研究学会(ASBMR)成立于1977年,在全球范围内有包括临床医生和基础研究者等组成的超过4000名的会员,在骨科学研究上做出了巨大贡献。2013年10月4~7日,在美国巴尔的摩市举办的年会上,40篇杰出研究中的一篇题为《意外:骨细胞内激活Wnt/β-catenin信号增长骨质伴随着提高骨吸收》的文章揭示了骨细胞Wnt微环境调控成骨定向分化,同时报道这一微环境还具有增加破骨细胞和骨吸收的生理功能。
  这个报告是10月6日大会的第一个活动,早上8点,杰出研究重要信号途经组第一报告人涂小林走上了演讲台。
  
追寻尖端技术的轨迹
  “别看我现在研究的是骨细胞,其实最开始我是学兽医的。”涂小林娓娓道来:“1988年,我从江西大学生物系本科毕业,随后在南京农业大学兽医微生物学和免疫学获得了硕士学位。”
  毕业后,涂小林在上海水产大学(现上海海洋大学)从事本科生鱼病学教学。教学之余,他深入钻研——他是那种认准了就会不断往里扎的人。1995年,因参加并承担上海河口地区养殖对虾暴发性病毒病的病原调查与快速诊断技术研究工作突出,他被破格升为当时行业内最年轻的副教授。这一年,他28岁。
  28岁的副教授,前途可谓一片光明。然而这个时候涂小林却决定出国。面对同事和朋友的不解,他表示:“对于知识的追求总是需要不断深入地挖掘,在鱼病学领域,更艰深的知识在国外。”
  1996~2003年,涂小林先后在日本爱媛大学、加拿大维多利亚大学和美国UCLA等大学攻读博士学位和从事博士后研究,用蛋白质组学技术从事疫苗的研发和分子免疫学研究。谈及不断变换的学习地点,他说:“我其实一直在追寻更高层次的、更精深的知识,去日本读博是因为那里有着最好的鱼病学实验室,而当我已经掌握了这部分知识,可以独自完成博士论文、发表文章、完成课题的时候,我开始希望用生物学领域的最新技术——蛋白质组学技术来做疫苗的相关研究,于是我去了加拿大和美国。”涂小林一直对自己的科研方向有着明确的规划,而他的求学之路就是向着这个方向不断奔跑的过程。
  时至今日,回想起当初的求学,涂小林依然记忆犹新。“刚到加拿大的时候,略微有些不适应,与在日本时每晚工作到11点相比,6点就可以休息的加拿大堪比天堂。”但这或许适合养老,却并不适合求知欲旺盛的涂小林,因而他决定去美国看看。
  2004年,涂小林成为美国圣路易斯华盛顿大学研究助理,用生物医学前沿技术研究干细胞发育的时空调控,参与和承担五大信号调控成骨发育研究,产生系列原创发现。“在圣路易斯华盛顿大学医学院,我才认识到什么是前沿研究。”他说,“做前沿研究就像是一个盲人摸象的过程,摸到的都是创新发现,但还要持之以恒才能得到全貌。‘象’的假说是建立在一定知识和探求能力之上的,所以打基础和提高探求技能是研究者成长的必要条件。”
  正因为沉浸在研究中,过去每年都回国探亲的涂小林在华盛顿大学一连6年未曾回国。这个平台对他来说意义重大,他在这里找准了研究方向,真正意义上的研究从这里起航。
  涂小林认为,“做科研就是在黑暗中找寻亮光,抓住关键,提出问题,大胆假设,严谨求证、修正和不断前进。”靠着这样的恒心,2011年,涂小林开始研究骨细胞Wnt和Notch信号如何调控成骨细胞发育与维持骨稳态,并迅速取得惊人的原创发现。
  该发现填补了当代骨科学前沿研究的多项空白,观察到作为成骨细胞发育终端的骨细胞通过激活经典Wnt信号调控成骨和破骨细胞发育的生理作用,为临床应用提供了理论依据;提出了骨细胞作为靶向细胞接受机械力和激素等促骨生成因子刺激,通过调控Wnt信号,控制成骨/破骨细胞分化的科学假说,开创了崭新的研究方向。该发现成为ASBMR年度杰出研究,文章发表后被《自然评论》系列杂志连续报道。同时,研究范围拓展到骨生物力学、血液学、肿瘤学、药物学和生物医学工程。
  “在骨科学研究领域,所有的科研工作者都希望能够解决这个问题。”而涂小林解决了这个问题。2014年底,作为重庆市“百名海外人才聚集计划特聘专家”,带着理想和高尖端的成果,涂小林全职回国工作。
  
将优势保持下去
  加入重庆医科大学的涂小林紧锣密鼓地着手建立骨发育与再生研究实验室,带回了率先建立的干细胞与骨发育正负调控小鼠模型,沿着自己的成果更进一步探索。他说:“我虽然提出了一个方向,要形成理论还需大量工作,更重要的是如何能被转化应用。我们必须争分夺秒,因为我相信已有一些人在关注这个方向并往这个方向走。如果别人先一步做出成果,那我们的努力就将付诸东流。作为理论的提出者,我自然希望能够将优势保持下去。”
  发育是生命医学前沿课题,而健康骨的重新形成对骨科临床许多疾病的治疗和康复极为需要。基于骨发育的健康骨重塑研究始终是这一领域的先行者,美、欧、日、韩等国家对此开展了大量研究。“然而,对于目前国际上唯一临床应用的骨形成药物甲状旁腺激素的工作机理,我们尚未完全清楚。”涂小林说,这种药有致肿瘤的风险和其他副作用,因而不能连续使用两年,不能用于青少年,慎用于青、壮年。因此,研发安全促骨生成药物是世界各国当务之急。
  大量研究试图在成骨细胞增殖上获得成骨优势,但其中也有负面影响,如成骨细胞分泌的骨钙蛋白影响大脑发育,成骨细胞经典Wnt信号引致白血病等。基于这样的背景,涂小林申请了国家自然科学基金面上项目的资助,开展“骨细胞Wnt-Jag1微环境因子调控骨形成新机制及其对骨流失的保护作用研究”项目,率先发现对Wnt/β-catenin 产生骨合成代谢的效应细胞是骨细胞,且所建立的骨细胞经典Wnt信号模型小鼠长到成年期也没有出现白血病。在此创新发现的基础上,他提出了“骨细胞Wnt-Jag1微环境因子调控骨形成”的科学假说,从全新的角度来探讨发育终端的骨细胞反向调控骨发育的重要机制及其转化应用价值。
  此外,涂小林还试图将自己的发现与骨生物材料相结合,与中山大学材料与干细胞组织工程科学家合作,申请了国家自然科学基金委联合基金重点项目“骨细胞Wnt-Jag1微环境因子构建基于干细胞的骨类器官研究”。谈到这一项目,涂小林称是受到了近期报道体内成功构建血管化仿生骨的影响。“骨再生对许多骨科疾病的治疗和康复极为重要,因而一直是国内外骨科领域的重要课题。构建真正意义上的骨类器官,使其既能保持干细胞数量和成骨分化的恒定微环境,具有骨形成和骨吸收双重功能,在现阶段仍是一个值得探索的领域。”
  
“我的全部爱好是科研”
  时间如白驹过隙,几乎是一晃眼,涂小林已经回国两年多了。他和他的家人也逐渐适应了国内的生活。“刚回国时带进一批实验材料,经过一系列复杂手续之后还需要转账,这就难住了我——我连转账都不会。”涂小林微微苦笑道:“我妻子不会说中文,每次送孩子上学或者需要外出的时候,都是我把地址发给她,她直接拿给出租车司机看。”
  毕竟在国外生活了18年,回国之后需要重新适应。尽管如此,涂小林却从未后悔。他说:“其实很多海外科研人员都盼望着回国效力,却常常被条件和标准所限,适当地放宽标准,或者说建立更多元化的标准,或许会有意想不到的效果。”
  涂小林认为,科学研究最重要就是执着,认准就要不断深入挖掘。在他的理念中,虽然有固定的上班时间,但不管什么时候,当有了灵感,他都会立刻开始工作。他说:“以前我喜欢摄影、运动、书法、旅游,现在我的全部爱好都成了科研,也贯穿在家庭生活当中。做学问是现在最吸引我的活动,当我有了别人没有的想法,取得了创新性成果,这种幸福无可比拟。”
  

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