丽塔·莱维·蒙塔尔奇尼:探索生长因子之谜
2018-10-18王江山
王江山
20世纪50年代,一位意大利女科学家发现了人类历史上第一个生长因子—神經生长因子(NGF),推动了之后数十年的生长因子研究风潮,极大地扩展了人们的认知。她,就是丽塔·莱维·蒙塔尔奇尼。
不想当作家的医生不是好科学家
作为画家和数学家的女儿,丽塔小时候就聪明敏锐、多愁善感。她非常崇拜瑞典作家西尔玛·拉洛洛夫,再加上她敬爱的家庭教师的影响,丽塔一直想以写作为业。然而就在她准备上大学的那一年,这位教师罹患胃癌离世,丽塔大受打击。
祸不单行,另一个难题来自她的父亲阿达莫·莱维—作为一个保守的犹太人,他认为女人就应该在家里缝缝补补相夫教子,不同意丽塔去上大学。
但倔强的丽塔坚持不懈地说服了父亲,并决心从事医学事业,帮助更多像自己老师那样早逝的人。1930年,21岁的她考入都灵大学,师从知名神经组织学家朱塞佩·莱维。莱维教授不但是一位卓越的神经组织学家,同时还是伟大的教育家,他培养了包括丽塔在内的三位诺贝尔奖获得者,正是他,激发起了丽塔对于神经系统研究的热情。丽塔跟随莱维学习了神经细胞银染法,这一技术确认了神经的结构不是一团其胞浆互相连通的合体细胞,而是由许多互相分开的、边界明确的细胞即神经元组成的。而对这一方法的深刻理解,是她在未来走向成功的关键工具。
流亡中的坚持
1938年,意大利墨索里尼政府通过了新的种族法《人种保护宣言》,将所有犹太人驱逐出大学和研究机构。丽塔也被迫离开了都灵大学,同老师莱维一起迁往比利时避难。
虽然世事艰难,但丽塔还是在比利时大学神经学学院继续深造,还获得了精神病学和神经学的双重硕士学位。战火并没有让丽塔放弃科学研究,她甚至在自己的卧室中搭建了一个临时的实验室。当时她在研究脊椎动物神经系统的形成原理,而便于获得的鸡蛋就成了最好的实验材料。丽塔为了买鸡蛋,不得不亲自到乡下去找当地的农民们收购,并谎称是买去给自己的孩子(其实并不存在)补充营养。战争时期戒备森严,丽塔免不了在来往途中遭到盘问,每当这时,使用鸡蛋作为研究材料的好处便显现出来,只要回答“这是拿回去给孩子们准备晚餐的”,往往都能顺利蒙混过关。
战火进一步蔓延,但是坚韧乐观的丽塔并没有就此停止研究。在艰难的时境之下,她仍然能保持难能可贵的乐观与热情:“大多数的男人和女人被剥夺了生活的愉悦激情和好奇心,我幸而免于这蔓延的病症。”战后,她回到都灵大学,重新获得在都灵大学医学院的职位,成为解剖学研究所的助理研究员。
新的征程
1946年9月,丽塔获得了在华盛顿大学圣路易斯分校的汉姆伯格教授实验室进行一个学期研究的机会。由于她表现出色,第二年,她得以留在实验室担任助理研究员。
在那里,她学习了应用胚胎移植方法,以便于进一步研究神经系统的发育。此时,汉姆伯格的一位研究生埃尔默·伯基在进行一项有趣的研究:其他能快速增长的组织是不是也同四肢一样,具备吸引神经纤维生长的能力?他用小鼠做实验,当将小鼠体内增殖的肿瘤组织移植到胚胎后,发现神经纤维快速生长,并大量侵入肿瘤,其侵入数量远多于四肢,他推测这种效应缘于肿瘤巨大的表面积。
丽塔对此很感兴趣,她在重复这个实验的过程中进行了适当的修改,将肿瘤组织置于囊胚组织之外,并不使二者直接接触。结果发现,肿瘤的存在仍然促进了感觉神经和交感神经的发育,这说明肿瘤有可能释放一种可扩散的因子,并通过血液循环运输到神经系统,这样就能发挥刺激神经纤维生长与神经扩散的作用。丽塔将这种神奇的未知物质称为神经生长促进因子。在之后的多年中,她一直为此深深着迷。
意外的发现
1952年,丽塔招募了华盛顿大学微生物学系的生物化学家斯坦利·科恩,来共同完成神经生长促进因子的纯化工作,并决定用生物化学方法来分离神经生长促进因子。
他们从小鼠的肿瘤中分离出能刺激神经生长的物质,但这种物质既含蛋白质又含核酸,究竟是哪一种物质具有生长因子活性呢?为了解决这个问题,他们使用蛇毒处理标本,想利用其核酸酶活性来分解标本中的核酸成分,但是却意外地发现,蛇毒本身竟然就具有生长因子活性。两人大喜过望,随即展开了更深层次的研究。他们发现,除蛇毒外,哺乳动物的唾液腺(类似蛇毒腺)中也含有丰富的生长因子。
就这样,他们从蛇毒和小鼠唾液腺中提取了神经生长促进因子,并制备了其抗体。1954年,这种物质被正式定名为神经生长因子—NGF。丽塔和科恩的合作获得了巨大的成功。
研究的脚步不停歇
研究的脚步没有停止,丽塔和科恩两人继续合作。1960年,他们从小鼠颌下腺提取纯化神经生长因子时发现:将不含NGF的唾液腺提取物中的一种组分注射到新生小鼠体内时,小鼠会出现眼睑早开、切牙早萌、毛发生长抑制、生长迟缓等现象,而纯化的NGF则没有这样的效果。因此,他们认为在提取物中还有其他的物质在起作用,新的研究领域在两人眼前展开。1962年,这种因子被成功分离出来,它就是表皮生长因子(EGF)。
丽塔和科恩苦苦探索多年之后,终于成功提取出了纯化的NGF,并提出了相关理论。但是在当时,这一理论难以被人们接受,并遭受了诸多质疑。直至1971年,丽塔与拉尔夫·布拉德肖(加州大学化学家)的博士生露丝·安杰莉蒂合作,一起确定了这种因子的蛋白质分子结构,科学界的质疑才纷纷冰释。
1986年12月10日,丽塔和科恩由于“生长因子的发现”而共享诺贝尔生理学或医学奖。诺贝尔基金会主席贝里斯特高度赞扬了两人对于NGF和EGF研究所做出的巨大贡献,认为生长因子的发现,为神经科学开辟了一个全新的领域,人们逐渐开始从细胞和分子层面去研究神经系统发育和损伤修复的可能机制,为癌症、损伤修复、退行性变、阿尔茨海默症等的治疗提供了新的思路。
人物小传
丽塔·莱维·蒙塔尔奇尼(1909年4月22日—2012年12月30日),意大利著名神经生物学家。1930年考入都灵大学,6年后获得医学博士学位并留在都灵大学担任研究助理。1946年到华盛顿大学圣路易斯分校工作。1986年,蒙塔尔奇尼和美国科学家斯坦利·科恩因发现“神经生长因子”和“表皮生长因子”共享诺贝尔生理学或医学奖,她是史上最长寿的诺贝尔奖得主。
丽塔曾在自己的百岁庆典上说:“我不在乎自己究竟还能活多久,因为能为世界留下什么才是最重要的。”作为一个足够长寿的求道者,丽塔·莱维·蒙塔尔奇尼完整地见证了自己的发现如何为世界打上一道道属于她的印记,而她离开世界时,也一定是幸福的,安详淡然,光风霁月。