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科学防控出生缺陷 矢志守护生殖健康

来源:  发布时间:2023-04-11

——记重庆医科大学基础医学院教授向云龙

卫婷婷

 

胚胎健康,是生命健康的基础;生殖健康,是人类健康的第一步。改善生殖健康和降低出生缺陷问题,是21世纪生物医学领域的重要使命。

据估计,全球每年至少新增出生缺陷病例800万例,约占出生人口的6%。而根据《中国出生缺陷防治报告(2012)》公布的数据,中国每年新增出生缺陷数约90万例,其中出生时临床明显可见的出生缺陷约有25万例,发病率较发达国家高出近两倍,每年国家和社会的经济负担高达数千亿元。这一现状,引起了国家与社会的广泛关注。

事实上,出生缺陷和生殖类相关疾病,包括不孕症,大多属于复杂性疾病,由遗传和环境的相互作用导致。随着科学技术的进步,功能基因组学的相关研究为科学家探索生殖健康、避免新生儿出生缺陷打开了新的窗口。而这一领域研究便是重庆医科大学基础医学院教授向云龙攻关的重点。多年来他以基因组学、表观遗传组学小量化技术为剑,致力破解我国普遍面临的生育缺陷问题,用科学守护人类生殖健康。

 

兴趣驱使,投身生物学研究

 

20世纪末21世纪初,世界生物学领域的发展如汹汹潮水。1996年,在细胞核移植技术的发展下,克隆羊多莉成功诞生,这在世界引起了巨大轰动。2000626日,人类基因组工作草图绘制完成,更是生物学领域的划时代进步。这些生物学领域取得的系列突破,对彼时还在读高中的向云龙产生了巨大吸引力。因此,高考报志愿时,他毫不犹豫地将生物学科作为自己的首选。功夫不负有心人,最终他于20039月成功考入西南大学生命科学学院生物工程专业,正式开始了自己的生物学逐梦征程。

众所周知,生物学是阐明生命现象的核心和本质的科学。大学本科4年,向云龙在生物学领域打下了扎实的理论基础。随着学习的日渐深入,他对这一领域的研究兴趣也愈加浓厚。本科毕业后,为了尽快将自己所学在社会中实践,向云龙决心走向工作岗位,并先后在第三军医大学、中国科学院动物研究所担任技术员和研究助理。这一干就是7年。

这一时期,向云龙接触了生殖生物学、发育生物学研究,并在这一过程中开始积极探索表观遗传学与胚胎发育之间的联系。为了更好地解答心中的疑惑,工作多年的向云龙决心回归学校,并于20149月到清华大学生命科学学院继续攻读生物学博士学位。因为之前多年的工作经历,向云龙更加清晰地知道自己未来想要攻关的科研方向是什么。向云龙的导师颉伟教授,在早期胚胎表观遗传调控研究领域具有先锋引领作用,在他的悉心指导下,向云龙开始结合自己在发育生物学、表观遗传学的研究基础,开展一系列科研探索,而他们所关注的首要问题便是胚胎的发育。

在清华大学攻读博士期间,向云龙全身心投入科研工作中,并成功通过多种小量化染色质表观遗传学分析手段,发现了小鼠植入后胚胎中的始发态多能性细胞具有独特的染色质状态。相关成果发表在了《自然·遗传学》(Nature Genetics)杂志上。这一重要发现不仅阐明了细胞命运决定过程中染色质的动态调控机制,还为体外系统更好地模拟植入胚胎发育,以及探索早期发育相关疾病提供了新的研究方向。

在博士阶段的5年间,向云龙一步一个脚印开展了多项科研创新工作,而这一切也给予他今后独立开展科研工作的底气与决心。

 

立足现状,科学降低生育缺陷

 

为什么回到重庆?曾经不止一个人问过向云龙这个问题。“西部的科研环境相较于北上广仍有一定差距,作为一名重庆人,我希望能够在自己学有所成之际,支援西部科研建设,促进表观遗传学研究领域进一步发展。”向云龙说。在这一心愿的驱使下,20201月,向云龙来到重庆医科大学基础医学院继续自己的科研征程。

近年来,受经济社会发展、人民教育水平提高、人口流动加快等多种因素影响,我国青年群体尤其是90后群体的晚婚晚育现象越来越普遍。从医学上看,女性最佳生育年龄是2529岁,而过度晚婚晚育不仅会增加胎儿畸形等出生缺陷问题,也可能会引发女性生殖健康问题。20197月发布的《健康中国行动(20192030年)》明确提出了我国未来的目标。其中包括:到2022年和2030年,婴儿死亡率分别控制在7.5‰及以下和5‰及以下;5岁以下儿童死亡率分别控制在9.5‰及以下和6‰及以下。此外,文件中还提到,要让先天性心脏病、唐氏综合征、耳聋、神经管缺陷等严重出生缺陷得到有效控制。在这一社会背景下,向云龙使命在肩,并决心引领团队为研究全社会的生育缺陷问题作出更多实质性贡献。

在现代社会中,很多反复流产的孕妇,想要得到一个健康的宝宝十分艰难。“胎儿流产与出生畸形等问题,并不只是受女性生育年龄的影响,在目前的社会现状下,很多适龄结婚人群的流产概率也会比10年、20年前高一些。尽管配子染色体异常、胚胎非整倍性、内分泌疾病、子宫结构异常等都是造成胎儿流产的重要原因,但仍有近半数的临床流产病例缺乏明确病因。”向云龙说。

曾有研究表明:孕妇流产与受孕时间呈负相关。孕期到达第12周的时候,流产的风险约为1%,而在5周前则提高了10倍左右。此时胚胎正处在与母体子宫建立联系的重要阶段。如果胚胎不能顺利植入,甚至会在女性不知情的情况下,以囊胚的形式排出体外。为了能够寻找胚胎流产的发病机制,向云龙和研究团队成员致力于开发新型实验技术,进而从表观遗传的角度出发,系统地研究人类生殖相关疾病与胚胎发育异常的表观遗传学调控机理。

攻关探索,终有所得。最终,向云龙团队成功研发了一种新型的单细胞组学技术,能够在单个细胞内高效检测其转录组及表观遗传组蛋白修饰分布。在此之后,他们将相关技术成功应用到植入失败的胚胎中,进而对导致胚胎植入失败的关键基因进行鉴定。未来,他们最大的目标就是希望通过科研探索与临床实践,找到并克服引起胚胎植入失败的关键因素,帮助更多孕妇生育健康宝宝。目前相关工作正在有序开展中。

 

脚踏实地,明晰未来科研目标

 

长期以来,向云龙都对生物学心存敬畏之心。在未知的世界探索,面向社会需求解决一些基础或重大的科研问题,便是他从事科研工作的初衷。从当初走向工作岗位再回归校园进行科研攻关,到如今成为重庆医科大学基础医学院的青年教授,向云龙一直在不断挑战着新的可能。

向云龙犹记得,刚来到重庆医科大学基础医学院之初,学校从实验室的搭建到实验仪器的配备,都给予了他极大的科研支撑。现如今,他已经成功建立了一支13人的科研团队。向云龙所在的科研团队平均年龄只有30岁,作为团队的带头人,他给予了学生极大的科研空间,并鼓励他们发挥主观能动性,在自由探索的过程中发现科研问题、解决科研问题。在遇到学生难以攻克的问题时,向云龙会帮助学生指明科研方向,以避免学生在科研攻关的过程中走弯路。而作为一名科研引领者,他最大的目标就是和团队成员凭借技术创新和自主研究创造更多能够造福社会的科研成果。

学思笃行,探索求精。凭借出色的科研成果,2022年向云龙成功入选了“巴渝学者青年学者”。荣誉的加持对他而言是鼓励也是鞭策。对于未来的研究目标,向云龙的内心始终有着清晰的规划。“我希望我们能够找到一个类似叶酸的口服药物或者注射药物,通过科学手段提高早期胚胎发育质量,减少胚胎植入失败概率,帮助更多家庭拥有一个健康的宝宝。”他坚定地说。

(责编:张闻)


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