原文轉載自:知識分子《曾藝:此間能靜坐猜绣,何必在山林 | 探索者》
撰文|邸利會
獲獎理由:肯定她在發(fā)現(xiàn)組織器官的成體干細胞方面的貢獻,支持她探索基于成體干細胞的胰島體外重建和體內再生修復途事。
編者按
2021年9月验懊,中國科學院分子細胞科學卓越創(chuàng)新中心研究員曾藝獲得第三屆“科學探索獎”,其研究成果是在國際上首次證明胰島中存在成體干細胞尸变,為胰島再生提供了重要的理論創(chuàng)新义图,特別是為“胰島體外重建”的設計帶來了前所未有的變革。近期召烂,《知識分子》拜訪了她位于上海的辦公室碱工,為您揭開這位女性科學家的迷人風采。
如果創(chuàng)作欲來了怕篷,曾藝會埋頭伏案,握石執(zhí)刀酗昼,有時一刻就是幾個鐘頭廊谓。篆刻這門看起來有點冷門的技藝,是她2010年回國后 “半路出家” 自學的麻削,用她的話說蒸痹,“網上買了套工具直接就上手了春弥。”
她對自己的手始終很自信叠荠。譬如匿沛,有時候學生做不成實驗,她會過來 “激” 他們一下—— “難道非要我出手嗎榛鼎,我來我肯定行”逃呼。這話說出口的時候,連她都不知道哪來的這種自信者娱。
在曾藝的辦公室里抡笼,我見到了其中一些作品。這些閑章肺然,少數自己留著蔫缸,大多數直接送人腿准。如這枚鐫刻著 “何事驚慌” 的梅花章际起,送給了實驗室一位處于 “人生轉折點” 的博士后;又比如這枚 “魚樂”吐葱,送給了一位名字里有 “魚” 的學生街望。
不過,相較于篆刻這種外化的表達方式弟跑,她對古詩詞的愛更深沉綿長灾前,如今每晚要聽著它們入眠。
曾藝說孟辑,剛回國那會哎甲,她感到沒辦法再像以前那樣,從身邊形形色色的人身上吸收營養(yǎng)饲嗽。當看到身邊很多人追求的炭玫,想要的目標都比較趨同的時候,她就有種 “抗拒”貌虾,不想變成那個樣子吞加。比如在某個階段一定要拿個獎,某個時候一定要拿杰青尽狠,假如拿不到就是失敗—— “我是害怕的衔憨,這就使得我退了一步,去中國古典詩詞中去找尋我的知己袄膏,去和這些先賢做朋友践图。”
可是我問她最喜歡誰沉馆,她卻說自己太 “貪心” 了码党,很難抉擇赫舒。她喜歡李白的狂放與飄逸,說他是中國最偉大的詩人闽瓢;她也說接癌,其實每個知識分子心里都住著一個陶淵明;在她意氣風發(fā)扣讼、最有斗志的時缺猛,心意相通的是辛棄疾,而在煩躁不安時椭符,能把她 “帶走” 的無疑是王維……
不過荔燎,她說,那么多美好的詩句销钝,最想刻成章留給自己的有咨,是蘇東坡的十六件賞心事,無奈篇幅太長蒸健,目前只斷斷續(xù)續(xù)刻了幾句座享,但終究會有完成的一天饺饭。
她愛蘇東坡的通透海诲,也很清楚自己要干的事。
在美國斯坦福大學做完博士后希停,2010年盯捌,曾藝到所里面試淳衙。一位面試官問,如果你將來只能有一名學生饺著,只能做一個課題箫攀,你要做哪個?曾藝說幼衰,我還是要致力于發(fā)現(xiàn)成體干細胞(不同于胚胎干細胞靴跛,成體干細胞存在于已經成年的動物的器官,也稱組織干細胞)塑顺。另一位面試官問汤求,做干細胞的人很多,你能不能有不一樣的想法严拒?曾藝說扬绪,第一步,如果沒有在器官里面找到干細胞裤唠,那后面的事情都是瞎忙挤牛。
早在斯坦福時期,曾藝的隔壁實驗室就是做血液干細胞的 “大拿”种蘸,而在整個成體干細胞領域墓赴,血液的研究要領先很多竞膳。曾藝說,他們的思路影響了她诫硕√贡伲“如果要找干細胞的標記物,你就要找細胞表面標記物章办,因為如果有了這個锉走,才能通過分離活細胞做很多功能性的實驗,只有做了功能性的實驗才能反過來證明這顆細胞是干細胞藕届∨膊洌” 她說。
也就是在十多年前休偶,剛回國的時候梁厉,曾藝就知道自己要做什么,中途也沒被分散精力踏兜,先發(fā)一些文章去交賬词顾,最后真的在成年小鼠某些器官里面找到了成體干細胞”勇螅“我一直還算是比較堅定计技,又有些運氣喜德∩介希” 她說。
回顧這么多年的科研經歷舍悯,她所做的事情幾乎可以用一句話概括航棱,那就是找尋器官中的成體干細胞,并在體外合適的培養(yǎng)條件下擴增它們萌衬。
“其實我們實驗室的網站很久沒更新饮醇,有時候我都忘了主頁寫了些什么,等5年后再去更新秕豫,發(fā)現(xiàn)自己的目標朴艰,其實一點都沒有變』煲疲” 她說祠墅。
然而,做起來也許不那么快歌径。直到2014年10月毁嗦,回國5年后,她的第一篇文章才發(fā)表回铛,發(fā)現(xiàn)在成年小鼠乳腺中存在干細胞狗准,且具有多潛能性(此前被廣泛接受的理論認為克锣,乳腺干細胞僅有單一分化潛能),能夠在乳腺發(fā)育過程中分化形成所有的乳腺細胞類型腔长。
又過了五年多袭祟,她的團隊接著發(fā)現(xiàn)了在成年小鼠的胰島中也存在著干細胞,可以分化成胰島全部細胞類型捞附,不僅如此榕酒,他們還在體外將此種成年胰島干細胞培養(yǎng)成了胰島類器官,移植回小鼠體內后能治療糖尿病故俐。
挑戰(zhàn) “陳見”
一項研究花費五年的時間药版,在生命科學領域辑舷,倒也不算很長,最大的挑戰(zhàn)在于破除長期形成的 “偏見” 并不那么容易槽片。
很長時間里何缓,學術界認為,哺乳動物一旦到了成年还栓,在胰腺中就不存在胰島干細胞了碌廓,能分泌胰島素的胰島貝塔細胞偶爾進入分裂狀態(tài),產生新的胰島貝塔細胞剩盒。
在前期發(fā)現(xiàn)蛋白C受體(Procr)是乳腺成體干細胞標記物的基礎上谷婆,他們繼續(xù)考察是否在其它器官中也存在蛋白C受體標記的成體干細胞。
“除了乳腺辽聊,我們也把小鼠的各個器官都取了纪挎,實驗室里大家分一分去看看,當看到在胰島里的現(xiàn)象的時候跟匆,真的是非常吃驚异袄。當時我們對胰島干細胞的認識不多,了解到原來學術界普遍不認為存在這樣一群干細胞時玛臂,我們就知道需要更多更確鑿的證據烤蜕。” 曾藝回憶道迹冤。
成年人的胰島很少讽营,全部分離出來可能也就幾毫升,大概50到80萬個叁巨。同時斑匪,胰島也很小,直徑大概50至200微米,一個150微米大小的胰島約有1000個細胞蚀瘸。而在這1000個胰島細胞中狡蝶,成體干細胞只占約1%,也就是10顆贮勃。
為了得到更扎實的證據贪惹,他們調整了標記的效率,只追蹤一顆干細胞寂嘉,一段時間后奏瞬,這顆細胞變成了多顆細胞,其中包含了胰島細胞的全部分化類型泉孩,如阿爾法細胞硼端、貝塔、德爾塔等寓搬。這無疑符合干細胞的兩個特征珍昨,能產生更多的后代,后代包括了該組織中所有的分化細胞類型句喷。
“其實實驗做到這镣典,就可以是一篇完整的文章了,但在這個問題上因為有了成見唾琼,可以想見大家會很挑剔兄春,我們就問自己,還能再做些什么可以說服大家锡溯,我們就想干脆就再前進一步赶舆,把應用也做出來≈撼” 曾藝告訴我涌乳。
她口中的“應用”,簡單的說甜癞,就是把體內的胰島干細胞分離出來,拿到體外的條件下宛乃,培養(yǎng)成胰島類器官悠咱,在糖刺激下分泌胰島素,進一步移植到糖尿病小鼠體內后征炼,看小鼠的血糖是否可以恢復析既,病癥得以減輕。
在一間細胞房內谆奥,透過顯微鏡眼坏,我見到了在培養(yǎng)皿中散布的胰島類器官——粉粉嫩嫩的 “小肉團” 掛在纖細血管編織的網絡中。曾藝開玩笑說酸些,以前養(yǎng)其它組織的類器官的時候宰译,有很多形態(tài)檐蚜,拍出來的照片特別美,可自從做了胰島干細胞后沿侈,拍出來的類器官照片都不怎么好看了闯第。
然而,養(yǎng)成這不怎么好看的 “圓圓一坨” 卻不容易缀拭。
在剛開始的時候咳短,才養(yǎng)了七天,細胞就死掉了蛛淋。漸漸地咙好,曾藝他們意識到,體內的胰島細胞外面都有血管環(huán)繞褐荷,也許可以加入血管內皮一起培養(yǎng)敷扫。這一改進之后,終于突破了 “七天之限”诚卸,可以多養(yǎng)一段時日葵第。然而又碰到了新的問題:養(yǎng)到28天的時候,所有的分化細胞類型都出現(xiàn)了合溺,唯獨缺少貝塔細胞卒密。沒有了貝塔細胞,就無法分泌胰島素棠赛,就不能算作是一個有功能的胰島哮奇。
“養(yǎng)不過七天這個困難就磕了一年,好不容易過關了睛约,類器官卻不分泌胰島素鼎俘,解決這個問題就又磕了一年。某天辩涝,我和這篇文章的第一作者王代松聊天贸伐,我說你看,我們在體外培養(yǎng)這個胰島怔揩,培養(yǎng)基的糖濃度都是恒定的捉邢,但是我們平常血糖濃度都是波動的,吃不吃飯是不一樣的商膊,要不我們試試調一下糖濃度伏伐,12個小時高糖,12個小時低糖晕拆。結果經過三天的刺激藐翎,就分泌胰島素了。” 曾藝回憶道吝镣。
在這個不斷嘗試的過程中堤器,曾藝說,之所以堅持下來赤惊,就是得堅信能養(yǎng)成吼旧,慢慢地一個條件一個條件地去試,沒有什么特別的訣竅未舟,最后能成只能說是堅持再加一點運氣圈暗。
仁? 心
在緊鄰曾藝辦公室旁邊的實驗室里昼扛,我還見到了為人類健康作出巨大貢獻的小鼠寸齐。這些關在籠子里的 “小家伙們”,從外表看抄谐,似乎沒什么特別之處渺鹦。曾藝的一位助手告訴我,鏈脲佐菌素注射一周后蛹含,有些就患上了糖尿病毅厚。
為了近一步驗證的需要,他們將體外培養(yǎng)的胰島類器官移植到了這些得了糖尿病的小鼠體內浦箱,看它們是否可以恢復正常的血糖調節(jié)的功能吸耿。結果發(fā)現(xiàn),真的可以酷窥。這一結論的重要意義不言而喻:既然小鼠可以成功咽安,也許人也不遠了。
全球有4.3億糖尿病患者蓬推,中國占了四分之一妆棒。一般認為,人類的糖尿病有兩種類型拳氢。1型是自體免疫性疾病募逞,分泌胰島素的貝塔細胞遭到了破壞;2型是胰島素在降低血糖方面效果越來越差馋评。目前,細胞治療刺啦、胰腺或者胰島移植被認為是有望治愈尤其是1型糖尿病的療法留特,其基本原理是通過移植的胰島細胞代替損壞掉的貝塔細胞,但其中的問題之一是,供體太少蜕青。
如果像小鼠那樣苟蹈,在成人體內找到成年干細胞,在體外培養(yǎng)成胰島類器官右核,再移植回病人體內慧脱,也許就能恢復血糖的調節(jié)功能。這無疑是一個誘人的前景贺喝。
想到這些菱鸥,曾藝有種突然間被賦予了某種使命的感覺。她向我講述了近期看到的一部短紀錄片[3]躏鱼,一位得了1型糖尿病的女孩以及她的家長如何日夜不停地每隔三個小時測量體內的血糖濃度并注射胰島素氮采。在影片中,孩子的媽媽說染苛,很多和自己孩子一般大的“病友”就是因為錯過監(jiān)測血糖鹊漠,第二天發(fā)現(xiàn)已經離開了人世。
“我看了特別受觸動茶行。我想躯概,如果可以給她移植我們擴增的胰島細胞,恢復血糖的自主調節(jié)畔师,她就不用每天監(jiān)測血糖娶靡,打胰島素,就一勞永逸的解決了這個問題茉唉,回到正常的生活固蛾。” 曾藝說度陆,科學家其實做到后面可能很少再會為發(fā)文章而激動了艾凯,但如果最后能救人,就真的會很激動懂傀。
去年趾诗,實驗室的一位學生 “出山” 的時候,曾藝刻了一枚章送他蹬蚁,刻著 “此間能靜坐恃泪,何必在山林”。她說犀斋,這句話多多少少也代表了她此刻的心境”春酰現(xiàn)在的她,就是這樣一種最為安心的狀態(tài):做基礎科學的叽粹,如果最后能惠及人們的健康览效,會覺得三生有幸却舀。