华西“会玩”博士世界名刊发文,为解决世界级“骨折”难题探路
日前,川大口腔医学博士赵雪峰以第一作者身份,在世界四大名刊之一的著名经典综合科学类学术期刊《美国科学院院报(PNAS)》上发表的研究论文,引起了学界高度关注。
论文中,他为一种在目前无法治愈的骨骼疾病提供了全新的治疗思路和方法。
这种疾病学名为“骨纤维结构不良”,常见于青少年,患者非常容易疼痛、骨折,严重者还会反复骨折,非常痛苦。赵雪峰的研究成果让患者和医学界眼前一亮。
还让人眼前一亮的是,这位口腔博士不仅科研厉害,在“玩”上,也是一把好手。
3月12日,记者在四川大学口腔科研楼见到赵雪峰时,他刚结束“第68届德国诺贝尔奖获得者医学/生理学大会”的参会面试,从北京回到成都。
最近,赵雪峰有点火。
赵雪峰是口腔疾病研究国家重点实验室、四川大学华西口腔医学院与美国加州大学圣地亚哥分校Dr. Gutkind实验室联合培养的博士。日前,他以第一作者的身份在全球享有盛誉和广泛影响力的著名学术期刊《美国科学院院报(PNAS)》上发表了一篇关于骨纤维结构不良疾病治疗的研究论文“Expression of an active Gαs mutant in skeletal stem cells is sufficient and necessary for fibrous dysplasia initiation and maintenance”,引发了医学界的关注。
这篇论文之所以能登上如此高规格的国际学术期刊,重点在于其研究成果。“骨纤维结构不良”在目前医学界尚未发现有效治愈方法,而赵雪峰在论文中探索了以GNAS靶向治疗手段治愈骨纤维结构不良的可行性,为治愈这种疾病提供了可能。
赵雪峰在国际学术会议上
从基因入手,
探索解决“骨折”世界级难题
人体内有一种GNAS基因,当它发生突变,便会引发一种名为“骨纤维结构不良”的疾病。该疾病较常见于青少年,多发于颌面骨、四肢骨等部位。患病后,人的纤维化骨组织将大量异常增殖,导致患者反复疼痛和骨折。
目前,这一疾病的症状、病因都非常明确,病理也相对清晰,但其治愈方法,却是一个长期困扰医学界的难题——没有任何一种药物可有效治愈骨纤维结构不良,当下只能采用抗骨质疏松药物缓解骨吸收和疼痛症状,或通过钛板固定、关节置换等外科手术方式纠正严重骨畸形和骨折,治标不治本。
骨纤维结构不良导致反复的骨折,这无疑会让患者遭受极大的痛苦,如何从根本上彻底治愈这一疾病呢?通过悉心探索,赵雪峰把注意力放在了该疾病的诱因——GNAS基因上。
在研究中,从基因入手,赵雪峰成功建立了骨结构不良的转基因小鼠模型,并通过实验获得了令人惊喜的结果:实验证明,一旦在动物模型体内完全阻断GNAS基因突变体的表达,病变便会逐渐消退。
这一发现,可以说是为临床上以GNAS靶向治疗手段治愈骨纤维结构不良的可行性做出了重要的前期探索,让治愈骨纤维结构不良这一疾病的研究步伐又向前迈了一步。
赵雪峰做实验
口腔学+肿瘤学,
学科交叉促成突破性进展
骨,包括颌面骨、躯干骨、四肢骨等。在很多人看来,口腔医学博士赵雪峰的研究应该与骨头扯不上关系:骨与口腔似乎是不同的研究领域。对此,赵雪峰解释说,自己在研究生阶段学习的是口腔正畸学,即牙齿矫正,而牙齿矫正就是对牙槽骨进行骨重建,所以“骨”正是自己作为一名口腔医学博士的专业所在。
“牙齿的矫正过程其实就是在矫治力的作用下让牙齿在牙槽骨内移动,而这一过程的生物学基础是骨重建。”赵雪峰选择骨研究作为自己的主要研究方向。
对多发于颌面骨的疾病“骨纤维结构不良”的治疗研究,一直是赵雪峰关注的重点,“病因都明确了,怎么还治不了?”赵雪峰希望可以找到一种治愈的办法去帮助众多病患。
对于骨纤维结构不良的病因,赵雪峰如此解释:“人体细胞内的分子信号如同一只灯泡,有活跃(开灯)的时候,也有沉默(关灯)的时候:一般的分子在活跃一段时间并受到其他信号的调控后,会变得沉默。但如果一个分子信号通路始终处于异常的激活状态,即始终处于“开”的状态,会引起疾病,甚至引发肿瘤。GNAS基因的两个激活突变体,能使下游信号通路持续活化,这就是导致骨纤维结构不良的病因。这一疾病可能导致严重的骨吸收,最终造成骨折。”
既然是基因突变引起的问题,能不能从基因上寻找到治疗方法呢?赵雪峰不停地思考。
“GNAS基因的激活突变,不仅会导致骨头问题,还在一些组织内具有致癌性,比如胰腺和大肠。”赵雪峰的外籍合作导师 Dr. Gutkind正是研究该信号通路及其在肿瘤中作用机制的专家。
“导师对该基因在肿瘤中的作用的研究给我很大启发。”赵雪峰说,在与导师及课题组的讨论中,他得到了来自其他多个学科的不同观点和实验技术的启发,外加实验室为他提供了包括GNAS突变转基因鼠在内的先进实验素材,他对骨纤维结构不良治疗的研究开展顺利。
赵雪峰的这项研究得到了美国宾夕法尼亚大学罕见病研究中心的基金支持。“在我们建立的转基因小鼠模型中,可以通过技术手段阻断病原基因表达,后续观察发现疾病消退,仅残存轻微骨畸形。如果在人类中达到这样的治疗效果,这一疾病就可以治好了。”赵雪峰说。
在赵雪峰看来,当下关于该疾病还有很多不清楚的地方,如何将现有科研成果向临床转归也是亟待解决的问题。他计划进一步深入研究该疾病相关的分子机制,探索相应治疗手段。
赵雪峰在实验室
擅长“玩”的医学博士,
即将与诺奖得主面对面
经历了本科、硕士、博士近10年的学习后,赵雪峰将于今年6月毕业。
现在,距离毕业还有三个月的赵雪峰正在准备博士论文答辩,他的博士毕业论文也围绕着骨纤维结构不良进行,“希望我的研究能够对临床有实际意义,未来可以治疗疾病”。
对于未来的发展,赵雪峰非常笃定:兼顾临床和科研两方面,瞄准医学前沿,实现自己的“医生梦”。
“小时候我就喜欢医生,觉得穿白大褂特别洋气、特别帅!”说起自己的医生职业,赵雪峰有点兴奋,“如果能够通过我的努力帮助别人,我觉得非常有成就感,医学是一个很好的让我实现这种成就感的职业。”
为了更好地追逐“医生梦”,赵雪峰在博士期间选择了联合培养,前往美国进行更深入、更多元的医学探索。在收获学习科研成果的同时,他也成为了一个“非典型”学霸——非常擅长“玩”。
在华西口腔科研楼5楼实验室尽头的一块展板上,展示着赵雪峰读万卷书行万里的精彩生活——万圣节扮装、无动力滑翔伞、攀岩……统统不在话下。他还曾两次横跨美国,大峡谷、黄石、马蹄湾、白沙国家公园……这些自然的馈赠让他汲取了更多的能量。 “玩本身能锻炼身体、增加见识,为繁忙的科研生活减压。”
各式各样的运动对赵雪峰来说,不仅是有乐趣的过程,更是为自己的科研攒下“革命的本钱”。“我会每周打一次篮球,周末进行爬山、攀岩等运动。”
赵雪峰玩水上飞行器
记者在发稿前得知,赵雪峰已经通过了“第68届德国诺贝尔奖获得者医学/生理学大会”的面试。今年6月,他将代表四川大学,与来自全国各科研院校的30名博士在大会上与诺贝尔奖获得者面对面交流。
赵雪峰计划申请在大会上进行壁报展示,“我期待与该研究领域专家、2012年诺贝尔化学奖获得者Dr. ROBERT LEFKOWITZ交流和学习。”
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大川
图/受访者提供
采/张鸿腾
写/张鸿腾 成博 曹丹
编/曹丹