与松果腺素的不解之缘
——记我校安徽省自然科学一等奖获得者徐德祥教授及其团队
2月23日,安徽省科学技术奖励大会在合肥隆重召开。由我校徐德祥教授带领的发育与生殖毒理学研究团队负责的课题《松果腺素的抗炎和抗凋亡作用机制》荣获2017年度安徽省自然科学一等奖,为本年度仅有的3个自然科学一等奖之一。值得欣喜的是,这是继2015和2016年我校连续获得的第三个安徽省自然科学一等奖。这是对我校原始创新基础研究特色和实力的肯定,也是徐德祥教授及其团队十几年坚持不懈地开展基础研究、追求卓越的回报。
十五年磨一剑,
力求揭开松果腺素的神秘面纱
松果腺素又称褪黑素,是大脑中的松果腺夜间分泌的吲哚杂环类化合物。松果腺位于大脑的中心位置,因外形类似石松球果内的松子而得名。徐德祥团队为什么会注意到这个小小的松果腺的呢?原来,团队主攻方向是毒理学研究,早在2003年时,团队在研究细胞的凋亡机制和细胞应激课题时,注意到松果腺素与细胞凋亡和应激机制似乎有着千丝万缕的关系。
细胞损伤、细胞凋亡、炎症产生……通常来说,人体患病都会有这样的一个过程。松果腺素在抗炎和抗凋亡方面,具体有哪些作用?
“我们在生殖细胞、肝细胞、胎盘细胞等实验中,均发现松果腺素的抗凋亡作用。”徐德祥介绍。当前,由于重金属中毒,男性不育的现象时有发生。比如,重金属镉中毒会引起产生精子的睾丸生殖细胞凋亡,精子数少了就会引起不育。徐德祥团队在实验中选择了一种镉模型,通过外源供给松果腺素,发现可以抑制睾丸生殖细胞凋亡,这种抑制作用通过抗内质网应激机制实现。肝脏细胞凋亡后会产生一些垃圾,机体启动免疫系统清扫垃圾时,又会释放很多炎性因子破坏正常肝细胞。他们建立的另外一种模型发现,松果腺素可以通过抗炎和抗氧化应激机制抑制肝细胞凋亡。
在抗炎和改善代谢紊乱等方面,松果腺素也有重要表现。徐德祥介绍,他们先是发现松果腺素可以抑制肝脏炎症,后来又发现可以抑制胎盘炎症。研究结果还显示,炎症可以引起胎儿发育迟缓和发育不良。他们团队通过建立专门的细菌脂多糖模型,发现松果腺素对羊水的炎性因子作用很明显,也就是说具有明显的抗炎作用,并且弄清楚了抗炎的机制,对于今后研发没有副作用的新抗炎药具有指导意义。在代谢方面,他们研究发现肝脏一旦有炎症后,一类重要的细胞色素P450酶数量会下降,从而引起代谢紊乱,松果腺素则可以逆转P450酶下降趋势,从而改善代谢功能。
“松果腺素的抗炎和抗凋亡作用机制,我们关注得较早,出的成果也相对较多。”徐德祥介绍。目前,徐德祥团队的8篇代表性论文中,7篇发表在松果腺素领域最权威期刊《松果腺研究杂志》。美国埃默里大学教授Aitken AE在评论时认为,他们的研究成果阐释了炎症状态下机体药物和毒物代谢功能低下的机制和预防对策。德国哥廷根大学教授Hardeland R认同他们提出的松果腺素通过抗氧化应激机制发挥其抗炎作用,并认为该研究阐释了松果腺素抗炎作用的新机制。他们的获奖成果系统地研究了松果腺素对毒物诱发细胞凋亡和炎性信号的拮抗效应,深入探讨了松果腺素抗细胞应激机制在其拮抗细胞凋亡和炎性信号中的作用,部分解释为何机体免疫炎性反应和药物、毒物敏感性存在昼夜节律差异,拓展了松果腺素的生理作用范围和药理作用价值。
“很多人的贡献都是默默无闻的”
成绩的取得,是发育与生殖毒理学研究团队十几年来默默耕耘、潜心钻研的结果。这个团队,战斗力强、钻研度深,这个团队,甘于寂寞、沉于钻研,这个团队,大家齐心协力拧成一股绳。
这支团队的带头人就是徐德祥教授。徐德祥,医学博士、二级教授、博士生导师、安徽医科大学学术委员会委员、公共卫生学院副院长、省级教学名师。他的主要研究方向是发育与生殖毒理学,2014年到2017年连续四年入选“药理学与毒理学”ELSEVIER中国高被引学者榜。
徐德祥教授复旦大学研究生毕业后来到安医大时,着手做的研究就是他读博时感兴趣的松果腺素。2004年,王华和陈远华加入徐德祥研究团队,成为徐德祥的学生,与他共同探索松果腺素的奥秘。随着越来越多的青年教师和学生加入,这个实验室不断壮大,形成了今天的发育与生殖毒理学研究团队。
王华,博士、教授,硕士生导师,青年皖江学者、省学术和技术带头人后备人选、中国毒理学会首届优秀青年科技人才奖获得者、省青年科技奖获得者、安徽医科大学首届十佳学术新星。他2004年加入徐德祥领衔的研究团队,在2006年成为徐德祥的研究生,近年来,主持国家自然科学基金2项、省优青和省转化医学各1项,以第一作者或通讯作者发表SCI论文33篇。
陈远华,博士、副教授、硕士生导师、安徽省学术技术带头人后备人选。2004年他成为徐德祥的研究生,开始了他的科研之旅。至今为止主持国家自然基金项目2项,以第一或通讯作者发表SCI论文24篇,平均影响因子大于4.0(单篇最高10.390)。
此外,这个团队还有许多优秀的青年教师和学生,大家日复一日地合作钻研,融成一个整体。不过虽然获得了自然科学一等奖,带头人徐德祥还是觉得很遗憾:“年轻人很重要啊,就这个课题来说,我只是一个领路人,有许多年轻人参与了该项目的研究,真正完成实验研究的是他们,不过,申报时因名额有限,所以我们实验室很多人的名字都不在材料上,但是他们的贡献是默默无闻的。”
科研之路难免困难重重,场所简陋,先进仪器设备不足都是难题。“当时我们是一边建实验室,一边做科研”。徐教授回忆这十五年埋头苦干的时光,流露出淡淡的怀念和伤感。但是,对这个团队而言,对松果腺素的研究是对自身兴趣的追求,也是对广大人民群众健康生活的保障,他们板凳甘坐十年冷,勤奋钻研,从未言弃。
“目前,我们的研究还是初步的、粗糙的,只是揭开了松果腺素的冰山一角,探寻生物节律的秘密,还需要走很长的一段路。”徐德祥说,松果腺素到底有哪些作用,其作用机理是什么,还有很多地方没有搞清楚,因此还有很大的提升空间,将来,他们会进一步深入研究,力求揭示松果腺素更多的秘密。
“希望更多的年轻人投身到基础医学研究上来”
“医学分为临床医学、基础医学和预防医学,但并非只有临床医学才能治病救人,基础医学针对的是基础学科,就像组胚系解是医生的基础一样,基础医学就是医学上的系解组胚。预防医学则是以群体为对象,时刻研究疾病的发生原因和防治方法。这三类相辅相成,共同保卫着大家的健康。”对于团队工作,徐德祥这样介绍:“我们团队的研究属于基础医学研究。”
由于基础医学研究的枯燥性和长期性,如今,越来越多的优秀人才转而选择临床,导致基础研究后继无人,徐德祥教授对此非常忧虑。因为大量基础医学研究人才的缺失,对未来基础医学的发展是不利的,临床医生固然能够治病救人,基础研究也是医学中不可或缺的部分。徐教授呼吁,基础研究是极其重要的,正是由基础研究的成果衍生,才能产生新的疾病疗法,诞生新的药物,研发新型医疗仪器设备。基础医学研究天地广阔,大有可为。希望更多的年轻学者能够感受到基础研究的魅力,致力于基础研究。
在采访的最后,徐德祥教授表达了对我校基础医学科研工作的殷切希冀:“安徽医科大学科研的未来掌握在年轻学者的手中,我们学校近些年大力加大对基础科研的重视和投入,就是希望更多年轻的科研工作者快速成长和发展,使学校在科研成果上后继有人。有了更多优秀年轻人才的加入,我相信我们学校的基础医学研究会持续发展,实现条件一流、环境一流、技术一流和成果一流,努力把学校科技事业推向发展新高度,为建设高水平医科大学做出更大贡献!”