南華大學(xué)鐵科學(xué)創(chuàng)新團隊：在生命科學(xué)領(lǐng)域開辟嶄新賽道
光明日報記者 龍軍 禹愛華 通訊員 夏文輝
南華大學(xué)教授王福俤(右三)帶領(lǐng)團隊做實驗。 蔣楨楨攝/光明圖片
二○二三年四月《醫(yī)學(xué)前沿》期刊封面。資料圖片
團隊成員在進行課題探討。
梁童攝\光明圖片
團隊席地而坐，在校園里開展交流。 蔣楨楨攝/光明圖片
【人才強國新征程】
10月18日，南華大學(xué)教授王福俤應(yīng)劍橋大學(xué)、牛津大學(xué)、倫敦大學(xué)國王學(xué)院和巴斯大學(xué)之邀，前往英國進行為期4天的學(xué)術(shù)交流，作關(guān)于“金屬離子及鐵死亡”的名家特邀學(xué)術(shù)報告。
鐵死亡(Ferroptosis)作為一種獨特的程序性細胞死亡方式于2012年被發(fā)現(xiàn)。鐵等金屬離子穩(wěn)態(tài)失衡導(dǎo)致的系列疾病，是困擾世界的重大營養(yǎng)學(xué)和醫(yī)學(xué)難題，如缺鐵性貧血。當(dāng)前，全球有約20億人口受到貧血威脅，我國有近2億人深受貧血困擾，因貧血導(dǎo)致的“傷殘調(diào)整生命年損失”人數(shù)位居全球第二。
面向人民生命健康，王福俤率領(lǐng)團隊深耕金屬離子穩(wěn)態(tài)前沿研究30余年，開創(chuàng)金屬離子時空穩(wěn)態(tài)調(diào)控理論，創(chuàng)建靶向調(diào)控金屬離子精準疾病防控技術(shù)體系，研發(fā)靶向金屬離子穩(wěn)態(tài)新藥，提出公共衛(wèi)生安全中國方案，努力為健康中國戰(zhàn)略貢獻力量。
1.揭開金屬離子神秘面紗
2023年4月，王福俤團隊發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《醫(yī)學(xué)前沿》的綜述論文被選為當(dāng)期封面論文推薦。封面上，是《三國演義》里的精彩故事“三英戰(zhàn)呂布”。關(guān)羽(代表鐵代謝Fe)、張飛(代表氧化脂質(zhì)PLOO·)和劉備(代表谷胱甘肽代謝GSH)三兄弟圍攻猛將呂布(代表鐵死亡)，意味著靶向鐵死亡的三個最重要的代謝調(diào)節(jié)途徑有望攻克人類疾病。
“用通俗知識解讀深奧科學(xué)，讓普通人看懂科學(xué)研究?！蓖醺d說。
21年前，王福俤前往美國哈佛大學(xué)深造，學(xué)習(xí)金屬離子的先進研究體系及生命科學(xué)的前沿實驗技術(shù)。5年后，他帶著團隊發(fā)現(xiàn)的新基因Mon1a調(diào)控巨噬細胞鐵再循環(huán)機制成果發(fā)表在《自然遺傳學(xué)》上，被學(xué)術(shù)界稱為“一個劃時代的發(fā)現(xiàn)”。
2008年，他辭去國外優(yōu)越工作全職回國，先后在中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院、浙江大學(xué)、南華大學(xué)組建科研團隊，繼續(xù)對鐵、鋅、錳等金屬離子開展深入探索。
這十幾年來，科研之路雖然艱辛，但成果頗豐。團隊在國際上率先發(fā)現(xiàn)FTH和HMOX1等心臟疾病鐵死亡關(guān)鍵基因，首次發(fā)現(xiàn)了SLC39A14、TXNRD等基因是調(diào)控肝臟鐵死亡的核心機制，顛覆性發(fā)現(xiàn)了二甲雙胍引發(fā)鐵依賴腎損傷副作用，并為高發(fā)糖尿病腎病溯源提供了科學(xué)依據(jù)，率先解析了鐵死亡最重要蛋白質(zhì)復(fù)合物xCT-4F2hc結(jié)構(gòu)，并在世界首創(chuàng)藥物和可遺傳器官鐵死亡損傷動物模型等。
王福俤帶領(lǐng)團隊勤耕不輟，編譯出版《鋅與人類健康》《鐵與人類健康》《硒：分子生物學(xué)與人體健康》，編著出版《鐵死亡》，四本著作構(gòu)成王福俤團隊的“金屬離子四部曲”，建立了國內(nèi)最完整的金屬離子科教體系，極大推進了我國金屬離子穩(wěn)態(tài)領(lǐng)域高質(zhì)量發(fā)展。
2022年，王福俤在全球率先提出“鐵科學(xué)(Ferrology)”新學(xué)科概念，引發(fā)國際學(xué)術(shù)界高度關(guān)注。他認為，圍繞鐵離子而產(chǎn)生的研究早已從單一學(xué)科、單一角度向跨學(xué)科、跨領(lǐng)域發(fā)展，鐵科學(xué)將成為探索人類重大疾病規(guī)律、診斷干預(yù)和新藥研發(fā)等領(lǐng)域的科研新賽道。
2.爭分奪秒攀登“科學(xué)珠峰”
2023年8月，王福俤以最高得票當(dāng)選為國際生物鐵學(xué)會董事會成員，成為該學(xué)會創(chuàng)會50年來第一位進入董事會的華人科學(xué)家。經(jīng)過數(shù)十年努力，中國科學(xué)家已經(jīng)成為鐵科學(xué)及鐵死亡這一研究領(lǐng)域的引領(lǐng)者。
王福俤常與團隊成員共勉，作為基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)及公共衛(wèi)生領(lǐng)域的研究者，要有“板凳甘坐十年冷”的精神。在他帶領(lǐng)下，越來越多的青年科學(xué)家成為這個領(lǐng)域的中堅力量。
現(xiàn)為武漢大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師的張竹珍是第一個加入王福俤團隊的博士生。面對跨專業(yè)讀博、科研基礎(chǔ)相對較差的張竹珍，王福俤手把手教導(dǎo)，傳授小鼠飼養(yǎng)及基因型鑒定等實驗技能。最終，張竹珍獲得中國科學(xué)院研究生最高獎和論文成果最高獎。
“王老師從來不否定我們的想法，鼓勵我們通過實踐來驗證設(shè)想正確與否。”2013年，研究生方學(xué)賢質(zhì)疑一些營養(yǎng)學(xué)的文獻結(jié)論，王福俤鼓勵他進行實驗驗證。雖然結(jié)果表明方學(xué)賢的“發(fā)現(xiàn)”并不成立，但他鉆研的勁頭卻越來越足。如今，方學(xué)賢已成為細胞鐵死亡代謝調(diào)控機制研究的佼佼者，獲得浙江省杰出青年稱號等多項榮譽。
“我們是在攀登‘科學(xué)珠峰’，與世界最頂尖團隊賽跑，實驗出現(xiàn)失敗，論文投稿暫時失敗是正常的事情?！泵總€月，團隊都會依據(jù)創(chuàng)新成果評選出實驗室英雄。無論雙休日還是寒暑假，王福俤團隊總處于一種緊迫而高效的工作狀態(tài)，做實驗、頭腦風(fēng)暴、撰寫論文，大家爭分奪秒。
南華大學(xué)衡陽醫(yī)學(xué)院劉陽博士加入團隊后，開展鐵死亡靶向藥物載體的設(shè)計、制備和應(yīng)用研究。短短兩年時間，劉陽已獲得兩項省級基金項目，發(fā)表高水平論文8篇，其中兩篇成為ESI(基本科學(xué)指標數(shù)據(jù)庫)高被引論文。陶亮博士在王福俤團隊有“拼命三郎”的昵稱，他課題剛開始時經(jīng)常出現(xiàn)卡殼。王福俤組織團隊調(diào)研論證，幫助他梳理思路，調(diào)整研究方向，經(jīng)常討論到凌晨?！澳鞘且粋€真理越辯越明的過程，有一種撥開云霧見晴天的驚喜。”陶亮說。
3.創(chuàng)新成果助力健康中國
“鐵過載和缺鐵性貧血是健康的隱形殺手，探究它們的發(fā)病規(guī)律，研發(fā)經(jīng)濟、高效、適合我國國情的防治措施是我們團隊的使命?！蓖醺d說，團隊一直致力于將基礎(chǔ)研究轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用。
缺鐵性貧血是最常見的貧血類型。經(jīng)過探索，王福俤團隊發(fā)現(xiàn)了第一個人類貧血基因TMPRSS6，這已成為全球應(yīng)用的臨床診治指標，為貧血防治提供了重要科學(xué)依據(jù)。他們還首創(chuàng)了“黑豆防貧血中國方案”，這項成果將基礎(chǔ)研究與傳統(tǒng)食物相結(jié)合，被認為是“醫(yī)學(xué)營養(yǎng)學(xué)重大成果”。
血色病是高發(fā)的人類遺傳性鐵過載疾病，在我國有較高發(fā)病率，其致殘率和致死率也較高。2018年，王福俤作為首席科學(xué)家領(lǐng)銜科技部重點研發(fā)計劃項目，針對血色病和地中海貧血展開深入研究，發(fā)現(xiàn)抗類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎藥品金諾芬具有治療鐵過載作用，可用于治療血色病和地中海貧血等多種鐵過載疾病。王福俤團隊還合作研制祛鐵全新I類新藥，合成和制劑工藝穩(wěn)定、質(zhì)量可控，II期臨床試驗表現(xiàn)出良好的祛鐵療效，安全性高、副作用少，有望成為治療鐵過載疾病的新藥。
和鐵一樣，鋅也是人體必需的微量元素。王福俤帶領(lǐng)團隊，圍繞鋅離子代謝展開了深入研究，攻堅克難，獲得系列重大突破。團隊在國際上首次為口服補鋅可有效防治糖尿病提供了權(quán)威科學(xué)依據(jù);首次揭示了SLC39A10是巨噬細胞鋅轉(zhuǎn)運蛋白，介導(dǎo)巨噬細胞鋅離子攝取，為炎癥及敗血癥等疾病防治提供了新靶點;首次闡明了腸源性肢端型皮炎人類遺傳病根本病因，即SLC39A4基因突變阻礙患者小腸鋅吸收而引發(fā)缺鋅致死……
王福俤團隊主持研發(fā)的氨基酸鋅新藥，已獲得國家新藥證書并在2000家醫(yī)院推廣，年銷售額達3億元，超1000萬名患者受益;作為項目組專家參加完成了中國工程院和中國科學(xué)院“百年科技強國發(fā)展戰(zhàn)略研究”等3項戰(zhàn)略咨詢項目。
“金屬離子是生命的原始動力和潤滑劑，含量甚微，但作用無比強大。解讀金屬離子奧秘是攻克疾病的重要突破口。我們要勇于攀登‘科學(xué)珠峰’，為維護人類健康貢獻中國力量，提供中國智慧和中國方案?！蓖醺d說。
(本報記者 龍軍 禹愛華 本報通訊員 夏文輝)
來源：光明日報