2018中国科学十大进展公布，浙大人10占3！
日前，由科技部基础研究管理中心举办的第14届“中国科学十大进展”遴选活动结果揭晓。浙江大学医学院胡海岚研究组主导的揭示抑郁发生及氯胺酮快速抗抑郁机制，浙大光电系2006届校友、中国科学院生物物理研究所李栋研究组主导的创建出可探测细胞内结构相互作用的纳米和毫秒尺度成像技术，浙大农学院2001届校友、中国科学院遗传与发育生物学研究所傅向东研究组主导的调控植物生长-代谢平衡实现可持续农业发展等3项研究入选。
颁奖典礼现场
（揭示抑郁发生及氯胺酮快速抗抑郁机制）
抑郁症严重损害了患者的身心健康，是现代社会自杀问题的重要诱因，给社会和家庭带来巨大的损失。然而传统抗抑郁药物起效缓慢（6—8周以上），并且只在20%左右的病人中起效，这提示目前对抑郁症机制的了解还没有触及其核心。近年来在临床上意外发现麻醉剂氯胺酮在低剂量下具有快速（1小时内）、高效（在70%难治型病人中起效）的抗抑郁作用，被认为是精神疾病领域近半个世纪最重要的发现。然而，氯胺酮具有成瘾性，副作用大，无法长期使用。因此，理解氯胺酮快速抗抑郁的机制已成为抑郁症研究领域的“圣杯”，因为它将提示抑郁症的核心脑机制，并为研发快速、高效、无毒的抗抑郁药物提供科学依据。
2018年，浙江大学医学院胡海岚研究组在这一领域的研究取得了突破性的进展：在抑郁症的神经环路研究中，该研究组发现大脑中反奖赏中心——外侧缰核中的神经元活动是抑郁情绪的来源。
胡海岚，浙江大学求是高等研究院／医学院双聘教授、博导，浙江大学神经科学中心执行主任，2015年5月加入浙大。
这一区域的神经元细胞通过其特殊的高频密集的“簇状放电”，抑制大脑中产生愉悦感的“奖赏中心”的活动。通过光遗传的技术手段，他们直接证明缰核区的簇状放电是诱发动物产生绝望和快感缺失等行为表现的充分条件。针对抑郁的分子机制，该研究组发现这种簇状放电方式是由NMDAR型谷氨酸受体介导的，作为NMDAR的阻断剂，氯胺酮的药理作用机制正是通过抑制缰核神经元的簇状放电，高速高效地解除其对下游“奖赏中心”的抑制，从而达到在极短时间内改善情绪的功效。同时，该研究组对产生簇状放电的细胞及分子机制做出了更深入的阐释。通过高通量的定量蛋白质谱技术，他们发现抑郁的形成伴随着胶质细胞中钾离子通道Kir4.1的过量表达。而Kir4.1通道对抑郁的调控植根于缰核组织中胶质细胞对神经元的致密包绕这一组织学基础。在神经元-胶质细胞相互作用的狭小界面中，Kir4.1在胶质细胞上的过表达引发神经元细胞外的钾离子浓度降低，从而诱发神经元细胞的超极化、T-VSCC钙通道活化，最终导致NMDAR介导的簇状放电。
胡海岚团队成员（从左至右为：桑康宁博士、杨艳博士、胡海岚教授、董一言、崔一卉博士和倪哲一）
上述研究对于抑郁症这一重大疾病的机制做出了系统性的阐释，颠覆了以往抑郁症核心机制上流行的 “单胺假说”，并为研发氯胺酮的替代品、避免其成瘾等副作用提供了新的科学依据。同时，该研究所鉴定出的NMDAR、Kir4.1钾通道、T-VSCC钙通道等可作为快速抗抑郁的分子靶点，为研发更多、更好的抗抑郁药物或干预技术提供了崭新的思路，对最终战胜抑郁症具有重大意义。
Science、Scientific American 等期刊对该工作进行了新闻报道，称“这是一项惊人的发现”。
2018年2月15日，著名期刊《自然》杂志刊发两篇研究长文（Research Article)，揭示了快速抗抑郁分子的作用机制
（创建出可探测细胞内结构相互作用的纳米和毫秒尺度成像技术）
真核细胞内，细胞器和细胞骨架进行着高度动态而又有组织的相互作用以协调复杂的细胞功能。观测这些相互作用，需要对细胞内环境进行非侵入式、长时程、高时空分辨、低背景噪声的成像。为了实现这些正常情况下相互对立的目标，中国科学院生物物理研究所李栋研究组与美国霍华德休斯医学研究所Jennifer Lippincott-Schwartz和Eric Betzig等合作，发展了掠入射结构光照明显微镜（GI-SIM）技术，该技术能够以97纳米分辨率、每秒266帧对细胞基底膜附近的动态事件连续成像数千幅。
李栋，中国科学院生物物理研究所研究员，博导。2006年毕业于浙江大学光电信息工程学系，获得学士学位。2011年毕业于香港科技大学电子与计算机学系，获得博士学位。
研究人员利用多色GI-SIM技术揭示了细胞器-细胞器、细胞器-细胞骨架之间的多种新型相互作用，深化了对这些结构复杂行为的理解。微管生长和收缩事件的精确测量有助于区分不同的微管动态失稳模式。内质网（ER）与其他细胞器或微管之间的相互作用分析揭示了新的内质网重塑机制，如内质网搭载在可运动细胞器上。而且，研究发现内质网-线粒体接触点可促进线粒体的分裂和融合。
中国科学院外籍院士、美国杜克大学Xiao-Fan Wang教授评论认为，这项工作发展了一项可视化活细胞内的细胞器与细胞骨架动态相互作用和运动的新技术，将会把细胞生物学带入一个新时代，有助于更好地理解活细胞条件下的分子事件，也提供了一个从机制上洞察关键生物过程的窗口，可对生命科学整个学科产生重大影响。
（调控植物生长-代谢平衡实现可持续农业发展）
通过增加无机氮肥施用量来提高作物的生产力，虽能保障全球粮食安全，但也加剧了对生态环境的破坏，因此提高作物氮肥利用效率至关重要。这需要对植物生长发育、氮吸收利用以及光合碳固定等协同调控机制有更深入的了解。
中国科学院遗传与发育生物学研究所傅向东研究组与合作者的研究显示，水稻生长调节因子GRF4和生长抑制因子DELLA相互之间的反向平衡调节赋予了植物生长与碳-氮代谢之间的稳态共调节。GRF4促进并整合了植物氮素代谢、光合作用以及生长发育，而DELLA抑制了这些过程。
傅向东，中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员，博导。1994-1998年在浙江大学生物技术所工作。1998-2001年，于英国John Innes Centre和浙江大学联合培养农学专业学习，获博士学位。
作为“绿色革命”品种典型特征的DELLA蛋白高水平累积使其获得了半矮化优良农艺性状，但是却伴随着氮肥利用效率降低。通过将GRF4-DELLA平衡向GRF4丰度的增加倾斜，可以在维持半矮化优良性状的同时提高“绿色革命”品种的氮肥利用效率并增加谷物产量。
因此，对植物生长和代谢协同调控是未来可持续农业和粮食安全的一种新的育种策略。Nature期刊发表评论文章认为，该育种策略宣告了“一场新的绿色革命即将到来”。
为优秀的浙大人点赞！
相信未来的科学之路，
许许多多的浙大人
仍将不惧风雨、砥砺前行！
内容来源：中国科学杂志社微信号《重磅！| 2018年度中国科学十大进展揭晓》
图片来源：高兴就好丨王磊丨部分图片来自网络
今日编辑：浙江大学微讯社 邢思雨丨佳乐
责任编辑：金云云
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