最近几年,我校基础医学院衰老研究所所长刘俊平教授领衔接连中标“大”基金“大”项目——
“灵长类多器官干细胞衰老的靶标与干预”项目子课题
获批科技部国家重点研发计划“干细胞研究与器官修复”专项立项
“肺衰老及纤维化的表观遗传机制研究”项目
获批国家自然科学基金重点项目立项
衰老的全景图——衰老的机制与干预
“衰老”是刘俊平项目里的关键词。作为国内衰老研究专家的刘俊平告诉记者,从单细胞酵母菌、多细胞线虫、无脊椎动物果蝇、哺乳类动物小鼠再到灵长类动物恒河猴,人类对衰老的研究一直处于不断更新中,而他带领团队成员十几年如一日,试图从这些研究模型中找到拨慢人类“生命时钟”的“密码”,并尝试为解决人口老龄化过程中慢病“井喷”问题提供新的切入点。“从老化到疾病是‘从0到1’的原创性突破研究,没有捷径可走。”他边说边勾起回忆。
让人们实现自然健康地变老“搞科研没有严格的上下班概念,学术创新更是分秒必争。”2011年回国加盟杭师大后,刘俊平几乎全年无休扎根在实验室,次年他以首席科学家申报的国家“973”重大科学研究计划项目“端粒相关蛋白对人类重大疾病作用而研究”获批立项。刘俊平这项关于“端粒”的研究很“吸睛”:一方面在于端粒被视为延缓衰老的“密码武器”和重大疾病的“生命警报系统”。作为真核生物细胞染色体末端“保护帽”的端粒,其长度与细胞衰老密切相关。形象地来说,就是随着每次细胞分裂,端粒逐渐缩短,宛如生命时钟倒计时;而保持端粒长度,就如同为时钟上紧发条,有助于延缓细胞乃至机体的衰老进程。另一方面则在于该项目实现了我校主持国家重大科学研究计划项目零的突破,也是浙江省属高校中首次获得国家重大科学研究计划项目立项。拿项目、建团队,是悬在刘俊平头顶的两大要事。“项目与团队两手都要抓、两手都要硬。我们先后引进了十多位国内外高层次人才。”刘俊平盘点起来,“长期从事细胞衰老及肿瘤无限增殖化分子机理研究的丛羽生教授,探索衰老和癌变发生发展的分子机制及预防和治疗新方法的徐晓玲教授......还有王丽辉副教授是做肺脏端粒DNA损伤与衰老相关疾病的调控机制研究的,李建峰副教授是做脑衰老与相关疾病机制研究的......”“拼”几乎是团队成员对刘俊平的一致评价。在李建峰印象里,有次刘俊平重感冒生病,说话沙哑发不出声,仍然坚持和他讨论课题要怎么做。“科研是做出来的,不是单靠想出来的。”刘俊平说,“衰老研究国内外学者都在全速‘奔跑’,去年我们有一篇研究工作的报道投到Nature被拒,原因就在于对同一科学问题探究结论比国外相关研究晚了不到一个月。”刘俊平口中的“Nature”是国际科学界公认的三大顶尖学术期刊之一,引领并塑造着现代生命科学的发展方向,与Science和Cell并驾齐驱,它们共同代表了全球科研成果发布的最高水平,被誉为科研界的“三巨头”。事实上,对于“衰老”的研究,刘俊平在学术界是颇有话语权的:他在Nature、Science、Nature Communications、PNAS等SCI期刊发表研究论文180余篇。拿近期发表于Cell Metabolism的一篇题为FBW7 mediates senescence and pulmonary fibrosis through telomere uncapping来说,刘俊平团队就发现肿瘤抑制蛋白、E3泛素蛋白连接酶FBW7可以降解端粒蛋白TPP1,促使端粒暴露和缩短,导致干细胞老化、以及肺纤维化,同时利用合成的拟肽类药物靶向FBW7可以保护端粒、防止端粒“脱帽”和缩短,进而抵消衰老过程。这为肺纤维化的干预治疗提供了有效途径,并为衰老相关疾病的预防和治疗指明了一个全新的方向。
在刘俊平看来,衰老研究就是希望能通过一些方式找到那把调节衰老的“钥匙”,最终让人们实现自然健康地变老,不罹患衰老相关慢性病,健康老龄化问题才是研究衰老的真正目的。值得一提的是,截至2023年末,我国60岁及以上老年人口2.9697亿人,占全国人口的比重为21.1%。据《人民日报》报道,到2050年前后,我国60岁以上的老年人口占比将达到34.9%,届时用于老年人医疗、养老的GDP占比将从2015年的7.33%跃升至26.24%。老年人口数量多、老化速度快的严峻未来,使得日益加深的老龄化成了横亘在国家和社会发展之路上的一大难题。“衰老研究热度攀升的背后,是人类寿命的延长和老龄化社会的到来。”刘俊平告诉记者,人口老龄化的社会正加速到来,不仅是在我国,世界很多国家皆是如此,而它将对经济、文化、社会发展多方面带来影响。最近几年,刘俊平又瞄准了抗衰老领域新星RNA(核糖核酸)的分子老化问题。“RNA就像生命的‘指令书’,上面有时会有一些特殊的‘记号’,我们称之为RNA修饰。这些记号虽然不影响指令的基本内容,但可以改变指令的有效期和执行方式,让细胞更灵活地决定何时、如何制造所需的蛋白质。随着年纪增大,这些记号可能会乱套,导致一些与衰老有关的指令被错误执行,如引发过多炎症、减少身体修复等。”刘俊平笑着说,“如果能把这些乱掉的记号纠正过来,就能帮助细胞恢复活力,更好地抵抗衰老带来的损害,这正是我们团队所做的工作,很新很未知。”科研就好比“脑筋急转弯”除了“端粒”,刘俊平团队还围绕ATP酶开展研究。这是一种在脑中扮演着能量生产者、离子稳态维护者、神经信号调控助手、物质运输动力源以及细胞命运决定者多重角色的化合物,是确保脑部正常生理功能和适应性反应不可或缺的分子机器。2003年,时年任职于澳大利亚Monash University分子信号研究室主任的刘俊平完成ATP酶基因克隆,并将其基因敲除动物带回国内进行深入研究。“那是一对缺失了某种关键ATP酶的瘫痪小鼠,它们的后腿只能耷拉着往前挪,探究其运动障碍背后的作用机制就显得尤为基础。”刘俊平解释说,若能精准排查出是何种物质造成的代谢紊乱,再顺藤摸瓜从其上游或产物中找到解决方案,对解决帕金森式运动及行为障碍大有助益,进而可以为相关疾病的防治提供新的思路。于是,刘俊平带着团队成员从三大主要营养素——糖、蛋白质、脂肪三个大类入手,一项一项排查,得出是脂代谢出现紊乱。“别人的研究说这是一种金属离子代谢紊乱,可我们却发现这属于脂代谢紊乱,那如何证明我们的观点就很必要,以及是哪种类型的脂代谢出现问题,一定要‘向深’细化下去。”在刘俊平看来,科研就好比“脑筋急转弯”游戏,它要求研究者既运用严谨的逻辑思维来剖析问题,又要勇于挑战常规逻辑框架、敢于创新。2022年,由刘俊平牵头的国家自然科学基金重大研究计划重点支持项目——“溶酶体ATP酶ATP13A2在帕金森氏病运动及行为障碍中的作用机制”——进入药物筛选阶段,这是新药研发链条中的一个重要环节,是寻找有治疗潜力化合物的过程。刘俊平深知不易,“从实验室走向市场是需要过一道道坎儿的,可是做难而正确的事意义重大”。
有意思的是,对“衰老”的研究已然潜移默化地影响着刘俊平的个人生活方式。“我的生活很规律,早上6点前多起床,晚上11点倒头就入睡,一天最多吃两餐,每晚都要坚持5公里慢跑......”刘俊平坦言他的“123”规律:1.做到睡眠好,期间细胞的损伤修复很重要;2.是运动到位,这包括了身体运动和精神思考;3.是饮食要少吃、均衡、适当地满足自己。
“比如我爱吃肥肉,包括肉皮和肥膘都吃。吃了开心,就会睡得好,或者神经系统补给、干/祖细胞动员及免疫系统就会变得活跃,帮你调控好那些物质带来的损伤。”刘俊平笑着说。