邵振华 立足科学前沿,破解生命密码
2023-09-27张惠清
张惠清
G蛋白偶联受体(G Protein-Coupled Receptor,GPCR),是人体基因组中最大的膜蛋白家族,在人体里面有超过800个家族成员,它们参与调节人类生命活动的方方面面,在众多疾病中发挥重要调控作用,如癌症、糖尿病、心脏病、免疫和感染性疾病、神经与精神疾病等疾病都与之相关,属于疾病治疗的“明星分子”。
因为重要,所以成就了GPCR的非凡,与此相关的研究曾获得12次诺贝尔奖。目前,约30%的上市药物直接作用于GPCR这一重要的药物靶点来进行疾病治疗。
秉持科学精神,践行青年使命。四川大学华西生物治疗国家重点实验室研究员邵振华长期从事临床药物靶标GPCR的研究与药物发现。自2018年回国以来,他立足于四川大学华西医院平台,建立成熟的实验室,带领团队开拓创新、锐意进取,针对药物研发的瓶颈,在国际上首次发布了大麻素受体GPCR的2个新型可成药位点,避免大麻成瘾副反应,坚持原创药物研发,努力实现从0到1的突破。他是领跑者,具备无限的勇气和魄力;他是开拓者,肩负起科技创新的历史使命。
7月14日,邵振华获得第二届钟南山青年科技创新奖。他说:“作为一名科研工作者,我深知肩上的使命与担当。我和我的团队将一直在路上,响应国家医学大健康发展战略,将科学研究与临床实际紧密结合,破解生命密码,解决生物学问题,发现原创性药物,为国家生命医学健康事业发展尽一份绵薄之力。”
1986年,邵振华出生于被誉为“孔孟之乡”的山东省济宁市。求学阶段,在“21世纪是生物学世纪”的憧憬中,怀揣对自然科学的兴趣,他进入中国科学技术大学,师从分子生物物理学家、中国科学院院士施蕴渝教授,运用结构生物学方法研究基因表达调控与细胞命运决定的分子机理。
漫漫科研路,邵振华不断接触生命科学的前沿,破解生物学问题、解决临床现实问题的念头始终萦绕在他的脑海。“我希望能够像导师一样,能够带领团队攻坚一些生命科学前沿的问题,为学科发展以及健康事业发挥自己的价值。”
2014年,邵振华博士毕业后开始思索,进一步出国深造、学成之后回国大展身手,不失为科技报国的一个良好途径。当年,在导师施蕴渝院士的推荐下,邵振华带着对探索生物大分子世界的强烈兴趣,跨越大洋,前往美国德州大学西南医学中心,师从Daniel Rosenbaum教授,踏上了G蛋白偶联受体药理学研究的科研道路,与GPCR结下不解之缘。
“从人类发现大千世界、感知鸟语花香、品尝酸甜苦咸的视觉、嗅觉、味觉等感官系统,到生活中让人们感受甜蜜美满、激动紧张的肾上腺素、多巴胺、内啡肽等荷尔蒙,都与人体基因组中最大的一类受体GPCR密切相关。”邵振华说,GPCR参与调控了人体众多重要的生理功能。“以GPCR作为研究高地,可以立足于科技前沿,以一斑而窥全豹,发现生命大分子的奥秘,寻找新的良药。”
当时,放眼全球,针对GPCR的相关研究方兴未艾。Daniel Rosenbaum的导师Brian Kobilka与另一位美国科学家Robert Lefkowitz因“G蛋白偶联受体研究”获得2012年诺贝尔化学奖。其中,Daniel Rosenbaum曾参与很多相关科研工作。他叮嘱邵振华,要去了解世界上对于GPCR药物研发还有哪些尚待突破的领域,要做就做最难的课题,做别人没做过的突破性研究。
在Daniel Rosenbaum的鼓励下,邵振华畅游在GPCR的研究海洋,披星戴月,刻苦攻关。海外留学经历开拓了他的科研视野,也督促他更加努力地汲取知识。在约4年的博士后期间,从起初的好奇,到不断试错和经验积累,邵振华最终取得了科学研究的突破,在国际顶级期刊《自然》发表了研究论文。
2018年,邵振华于美国德州大学西南医学中心博士后毕业。站在职业生涯的十字路口,他坚守“科技报国”初心,笃定回国发展。
“出去就是为了更好地回来”,邵振华希望能够立足祖国的科研土壤,针对药物研发领域,做有特色的研究,挑战空白领域。“首先,我要清楚该领域长期尚未解决的问题,另辟蹊径,找准切入点。另外,所有的科学研究终将为临床服务,因此我选择四川大学华西医院作为自己创业的开始。”
这年,邵振华在中国科学院院士、原四川大学副校长魏于全教授的幫助下,在四川大学华西医院开始了自己的事业生涯。他继续针对临床靶标GPCR及药物发现领域开展深入研究,在生物治疗国家重点实验室和华西医院科研平台的支持下,逐步建立了基于冷冻电镜技术解析GPCR结构平台和药理学筛选平台等,带领团队不断在该领域中探索,发现新热点,提出新思路,解决新问题。
“从最初怀揣的一颗兴趣与热爱的种子,到最终付诸实践,投身科研,这期间离不开导师和领导们的支持与帮助,让我能够站在国际前沿的平台,紧跟学术巨擘的脚步,开展科学研究。”邵振华说。
剥丝抽茧,探寻病理知识;拨云见日,实现新药研发。邵振华与团队不断努力,实现了药物靶标的数个首例发现与应用,为药理发展增添了硬核力量。
多巴胺(Dopamine)是一种能够给人带来愉悦感受的神经递质,在中枢神经系统疾病治疗中具有重要的生理作用。然而,相关受体识别多巴胺的结构基础和机制仍然缺乏,这阻碍了以该类受体作为靶点的帕金森治疗药物的开发。
邵振华带领团队利用单颗粒冷冻电镜技术与药理学功能实验,对样品中上百万个颗粒进行拍照并采集,通过三维重构技术,将微观世界的分子实现了可视化,创新性地阐释了相关受体识别多巴胺的新机制,为开发治疗帕金森病的高选择性药物提供了理论依据,该发现大大缩短了药物开发的时间,助力相关药物加速推向临床试验,为患者带来曙光。相关成果发表在《细胞》期刊,并被选为封面文章,展示了快乐荷尔蒙多巴胺作用在GPCR的瞬间,为饱受疾病折磨的患者带来了希望。
大麻素受体参与了包括情绪调节、食欲和脂质代谢、认知功能、伤害感受等诸多生理过程,是治疗包括焦虑、肥胖、疼痛和神经退行性疾病等在内的多种疾病的潜在药物靶点。
“研究和调研过程中,团队发现传统的靶向受体的药物位点可能会导致诸多副作用,在长期治疗中往往受到限制,如首个治疗肥胖症的大麻素受体药物在欧洲获批上市后,很快因潜在的焦虑、抑郁、自杀倾向等精神方面的副作用被禁止使用。”邵振华带领团队经过多年摸索,另辟蹊径,发现并筛选出了新的潜在的药物靶向位点,并为分子疾病模型与动物实验所验证,筛选出的新潜在药物有望推向临床,加速解决临床需求,为患者带来福音。
“此外,提高脑疾病诊疗手段一直是我们团队奋斗的目标,我们利用已建立的技术方法,在国际上首次鉴定出新一代帕金森治疗药物的结合位点,突破了单胺类分子设计的局限性,为疾病的干预治疗提供了新思路。”邵振华说。
科研道路必有坎坷,或许很多次失败才能铸就一次成功。带领团队做课题时,邵振华不喜欢用“失败”两个字。“可以换一种说法,这些都是成功道路上一次又一次试验和挑战,通过不断地试验,我们总结和掌握一些规律,最终获得成功。”
他认为,每一个探索发现都是无止境的。“我现在也感觉到,每一项研究成果诞生,并不意味着结束,而是一个新的开始。科学研究就是要爬过一山又一山,不断攀向新的高峰。”
科技创新,关键在于人才。
“开放创新的团队文化是科研团队可持续发展的灵魂,倘若一个团队没有创新思维,只是一味地效仿他人、邯郸学步,那么只能甘于人后,这也不符合国家自主创新的战略发展需求。”邵振华说。
在邵振华看来,国家科技创新能力的根本是人才培养,团队的创新能力提升也是如此。他非常重视团队人才的创新思维培养,在团队鼓励和保护创新,宽容失败,营造产生新思想的学术氛围。
从揭示GPCR新机制,到发现药物的新型结合位点,邵振华带领团队始终依托生物治疗国家重点实验室平台与华西医院临床研究资源,联合药物化学、计算生物学、临床研究等多个创新团队,不断在该领域中探索创新,提出研究的新发现,并通过主办学术会议,分享和学习国内外前沿的研究进展,保持和领域内国际学术大咖的持续交流,紧跟国际前沿,实时引进、更新并突破新技术。
“面对激烈的竞争环境,光靠雄厚的资源和强大的规模并不能保证团队能够获得生存和发展的机会,持续的学习能力才是突破生存不利格局、实现可持续发展的根本动力。”邵振华说,团队内部经常进行前沿文献分享、新技能培训、新平台搭建,以帮助团队成员及时进行知识更新、积累、转移与共享,致力于把团队打造成一个学习型团队,始终保持学术竞争力。
邵振华团队人才队伍较为庞大,具有从副教授、博后、博士到硕士与科研助理的人才体系,每个层次的科研人员各司其职、通力合作。对于高年级的同学和实验室管理人员,他们的科研思维体系较为完善,科研经验较为丰富,邵振华更加侧重培养他们的科研管理能力,提高他们对小团队的管理运营水平,以保证科研项目能够高效有序地推进;对于低年级的同学,邵振华认为培养他们的科研思维、激发学生对科研的興趣是最为重要的,同时培养他们把控实验细节,确保整个科研过程逻辑严谨、操作规范。“师生之间,不仅仅是教与学的关系,更是相互促进、教学相长。”
在学生眼中,邵振华严慈相济,亦师亦友。他对科研一直持有严谨治学、一丝不苟的态度,但在日常生活中充分尊重学生的意见,平等自由。
学生吴超说:“邵老师以培养人才为己任,引导学生如何思考问题和解决问题,鼓励学生积极创新,积极探索。学生遇到难以解决的实验问题,邵老师第一时间主动讨论解决办法、鼓励式教育,好多次我凌晨发实验结果,他都能够秒回。在生活上,他和蔼可亲,平易近人,鼓励我们积极锻炼身体,给我们提供运动经费,他自己在生活中也很自律,每周一踢球。不管是科研的一丝不苟、积极探索、不断创新,还是生活中自律自强,邵老师都是我学习的榜样。”
得益于邵振华的悉心培养,近年来,团队涌现多名优秀的年轻科研工作者,获得多项国家自然基金委项目的资助和支持,多名毕业生获得四川大学优秀毕业生等荣誉,团队成果入选“2021年度四川大学十大基础研究”“天府锦城实验室(前沿医学中心)‘团队赛马’项目”。
值得一提的是,2019年,团队与Brian Kobilka教授当面交流GPCR研究进展,获得了他对GPCR新型位点发现的积极肯定和指导。Brian Kobilka说:“振华,你在Daniel实验室和你如今这几年的工作我印象非常深刻。”邵振华备受鼓励。“这对我来说,是很大的认可和激励,为我继续在GPCR研究领域深耕细作增添了信心。”
邵振华说,“科研之路并非坦途,谁都有栽跟头的时候”。“科学研究要专心致志,耐得住寂寞,经得起波折”,如今,他常用导师施蕴渝院士曾说过的这句话与青年学生共勉。
“我希望自己能够成为团队传道、授业、解惑的笃行者,授之以鱼的同时也授之以渔。”让每个学生都能踏踏实实做人,认认真真做事,在几年的科研训练中不负韶华、学有所获,就是他最大的心愿。
多年来,邵振华始终一腔热血,对科研工作全身心投入,“我认为我们的工作立足于基础研究,对一些急需解决的生命前沿课题的突破是有意义的,对临床现实问题的解决是有价值的。”
邵振华深受导师施蕴渝院士的影响,导师现在已经是满头银发,却依旧每天步履匆匆地到实验室工作,这让他更加珍惜时间、专心科研。“学生常开玩笑说我是实验室的劳模,因为我常来得比他们早,走得比他们晚。但我每周也会定期去运动,毕竟身体是革命的本钱。”邵振华笑着说。
在生命科学领域深耕细作的岁月中,邵振华最大的感触是在这十年。十年来,健康中国战略全面实施,人民健康权益得到全方位保障,民众的健康获得感不断增强,与此同时,作为21世纪的朝阳产业,生命科学和生物技术研究在我国也阔步向前。
“当下,基于药物靶点的结构生物学研究正与多个学科交叉融合,有力指导众多药物与候选疫苗的设计与开发。与此同时,我们也应该看到,当前国际形势下,美国等西方国家对我国医药健康与生命科学领域的技术封锁和打压愈发凶狠,对于我们科技工作者来说,任务十分艰巨,但前路无限光明。”
在邵振华看来,今后,作为疾病治疗的“明星分子”,GPCR结构研究将与药理学、临床研究、计算生物学与人工智能更加紧密地联系在一起,高效开发更多更新的药物分子,在未来的生物医学研究与疾病治疗领域发挥越来越重要的作用。
“在这个青年科研工作者建功立业的黄金时期,我和我们团队将立足于自身的优势,牢记习近平总书记关于‘四个面向’的殷殷嘱托,响应党的二十大报告强调的深入实施创新驱动发展战略和推进健康中国建设,继续探索基础科学的奥秘,勇攀生物医药的高峰。”
邵振华说,在科学事业的赛道上,他与团队将勇立潮头,锐意进取,攻坚克难,翻越困扰学科研究的技术难关,以多学科交叉技术为箭,以药物受体为靶,用青春的智慧和汗水破解生命密码,发现原创性药物。“我们将继续與时代同频,以点点星火,汇璀璨星河,为我国的医药健康事业和生命科学领域发一束光、出一份力,为人类科学进步作出应有的贡献。”
责任编辑 王碧清
邵振华
四川大学华西生物治疗国家重点实验室研究员
药物研发,智慧无垠;践行青年使命,秉持科学精神。术业有专攻,他建立成熟的实验室,发现新型可成药位点,培养研究人才。坚信科研无止境,他实现药物靶标的数个首例发现与应用,坚持原创药物研发,是从0到1的突破。他是领跑者,具备无限的勇气和魄力;他是开拓者,肩负起科技创新的历史使命。剥丝抽茧,探求病理知识;拨云见日,实现新药研发。少怀壮志,振兴中华,他使靶向药物实现华丽变身,为药理发展增添了硬核力量!