祝傳海
汪秀星
膠質(zhì)母細胞瘤(glioblastoma,簡稱GBM),是一種起源于腦部膠質(zhì)細胞的顱內(nèi)常見的惡性腫瘤,該病可在任何年齡段發(fā)病,但更常見于成人。膠質(zhì)母細胞瘤的發(fā)病率約為每10萬人3~4例,據(jù)此估算,我國每年新發(fā)膠質(zhì)母細胞瘤患者數(shù)量為4萬~5萬人。
值得注意的是,大多數(shù)膠質(zhì)母細胞瘤無法找到明確的病因,目前僅發(fā)現(xiàn)一些遺傳因素(如神經(jīng)纖維瘤Ⅰ/Ⅱ型)以及電離輻射(如放療、頭部CT)容易誘發(fā)膠質(zhì)母細胞瘤。盡管針對GBM的多模態(tài)綜合治療包括手術(shù)、放療、系統(tǒng)治療(化療、靶向治療)在近年取得很大進步,但讓人擔憂的是,即使采用強化治療,確診后存活兩年以上的患者也相對較少,5年生存率更是不到10%,并且復(fù)發(fā)率高。
此外,目前雖然有許多研究聚焦于分析GBM的基因組特征,但在改善這種致命疾病的治療方面的研究進展還是十分少。在過去的10年里,南京醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院教授汪秀星就瞄準這一難題,主要開展針對膠質(zhì)母細胞瘤干細胞靶向的精準治療研究,積累甚廣。如今,他繼續(xù)在這一領(lǐng)域前行,希望能為膠質(zhì)母細胞瘤的精準治療作出貢獻。
從2005年考上南京農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士研究生開始,到2018年成為美國加州大學(xué)圣地亞哥分校醫(yī)學(xué)系助理項目科學(xué)家結(jié)束,十幾年的時間里汪秀星遇到了3位伯樂,他們引領(lǐng)著汪秀星向科學(xué)的深處邁進,是他科學(xué)道路上不可多得的無價之寶。
南京農(nóng)業(yè)大學(xué)的陳杰教授遇到汪秀星時,還是一位年輕的教師,汪秀星是他的第一屆學(xué)生。從那時起,汪秀星就對科學(xué)研究產(chǎn)生了濃厚的興趣??此麑蒲腥绱藢W⑴c認真,陳杰便鼓勵汪秀星去南京大學(xué)讀博士,拓寬自己的知識面,提高自己的科研能力。
汪秀星沒有辜負陳杰的期待,考上了南京大學(xué)模式動物研究所,導(dǎo)師是李朝軍教授。在李朝軍導(dǎo)師的指導(dǎo)下,汪秀星接觸到了許多關(guān)于細胞代謝和蛋白質(zhì)修飾的專業(yè)內(nèi)容,這些為他后來確定研究方向打下了扎實的基礎(chǔ)?!拔液芨兄x我的碩士生導(dǎo)師和博士生導(dǎo)師對我的培養(yǎng),在和他們相處的過程中,我感受到了科研的魅力,同時堅定了我做科研的決心?!蓖粜阈侨绱苏f道。
2014年順利博士畢業(yè)的汪秀星,抱著去更大的世界學(xué)習(xí)的初衷前往美國克利夫蘭醫(yī)學(xué)中心Lerner研究所從事博士后工作,在這里,他遇到了人生的第三位伯樂——Jeremy N.Rich導(dǎo)師。在Jeremy的實驗室里,汪秀星有非常大的自由度,他選擇了膠質(zhì)瘤干細胞微環(huán)境的構(gòu)建、維持及其在腫瘤演進中的功能作為自己的研究方向。這也是他延續(xù)至今的研究方向?!拔铱梢赃x擇自己喜歡的課題,獨立地去完成。如果遇到難題,Jeremy也會主動提供相應(yīng)的支持與幫助?!焙髞硗粜阈沁€跟隨Jeremy的工作調(diào)動去了美國加州大學(xué)圣地亞哥分校醫(yī)學(xué)系任職和工作。
現(xiàn)在的汪秀星回想起過往的科研之路,仍然感慨自己是幸運的。他至今仍和陳杰、李朝軍、Jeremy保持著密切的聯(lián)系與交往,定期電話交流,定期拜訪見面。他們對汪秀星的支持和幫助,讓他從幼苗長成了參天大樹,他的心中永遠對他們保存著一份感激之情。
在美國的5年時間里,汪秀星主攻膠質(zhì)瘤干細胞微環(huán)境研究,并且建立起了一個完整的膠質(zhì)瘤干細胞微環(huán)境研究體系?!拔谊P(guān)注膠質(zhì)瘤最大的目的就是想探究清楚膠質(zhì)瘤自身的調(diào)控功能以及機制,以此來尋找針對膠質(zhì)瘤干細胞治療的靶點,推動膠質(zhì)母細胞瘤精準治療的發(fā)展?!蓖粜阈窍蛴浾呓榻B他關(guān)注膠質(zhì)瘤的初衷。
在研究中,汪秀星發(fā)現(xiàn)膠質(zhì)母細胞瘤在生長過程中由于細胞的過度擴增會導(dǎo)致腫瘤細胞相對養(yǎng)分來源不足,而腫瘤干細胞具有葡萄糖劫持能力,但是對于葡萄糖劫持后代謝的流向目前還不是很清楚。因此他提出了一個問題:腫瘤干細胞代謝是否有自身的特點?
為了解決這一問題,汪秀星通過多組學(xué)的系統(tǒng)分析發(fā)現(xiàn),腫瘤干細胞劫持葡萄糖后一項比較重要的作用是用于嘌呤的合成。膠質(zhì)瘤干細胞內(nèi)嘌呤代謝的活化依賴于AKT-MYC信號通路的激活。汪秀星的研究闡明了葡萄糖重塑代謝、AKT-MYC和嘌呤合成之間的聯(lián)系,為膠質(zhì)瘤治療提供了新思路。該成果于2017年發(fā)表在生物學(xué)領(lǐng)域頂級期刊Nature Neuroscience上。
除此之外,汪秀星的新發(fā)現(xiàn)還有不少。過往的研究都認為,GBM中由膠質(zhì)瘤干細胞分化而來的分化細胞對腫瘤的發(fā)生發(fā)展沒有任何作用,因而被稱為“垃圾細胞”。然而,汪秀星通過體內(nèi)和體外模型實驗發(fā)現(xiàn),分化的腫瘤細胞在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮著非常重要的作用。他首次發(fā)現(xiàn)了腫瘤分化細胞是腫瘤干細胞微環(huán)境的組成成分。BDNF(神經(jīng)生長因子)和VGF(神經(jīng)生長因子誘導(dǎo)因子)是介導(dǎo)分化細胞和腫瘤干細胞相互作用的關(guān)鍵因子。在這樣的新發(fā)現(xiàn)下,針對分化細胞治療GBM將成為一種非常有前景的腫瘤治療方法,汪秀星為腫瘤微環(huán)境的靶向治療策略提供了新的視野,該結(jié)果于2018年發(fā)表在干細胞領(lǐng)域權(quán)威期刊Cell Stem Cell上,還得到了Cancer Discovery和Cell Stem Cell等雜志的專題評論。
以上發(fā)現(xiàn),讓汪秀星意識到腫瘤微環(huán)境遠比想象的還要復(fù)雜。這種復(fù)雜性不僅表現(xiàn)為腫瘤內(nèi)部腫瘤干細胞與分化細胞及多種間質(zhì)細胞相互作用的多樣性上,還表現(xiàn)在不同患者腫瘤微環(huán)境的差異上,這也使得GBM治療受到極大的限制。針對這一問題,汪秀星鑒定出核心轉(zhuǎn)錄因子相關(guān)超級增強子在不同的GBM組織及干細胞模型的特性。通過對超級增強子的分析,汪秀星對GBM和干細胞的轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)進行了重新定義,并提供了界定維持GBM和干細胞微環(huán)境的核心調(diào)控分子網(wǎng)絡(luò)。汪秀星的這項研究為GBM和干細胞全基因組的核心調(diào)控網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)提供了重要實驗依據(jù),也為GBM的治療以及個體化治療提供了非常有價值的潛在靶點。
2019年,汪秀星帶著豐碩的研究成果和對家人的思戀,回到了祖國。他選擇在南京醫(yī)科大學(xué)繼續(xù)自己對膠質(zhì)母細胞瘤的研究。
回國后的汪秀星在李朝軍教授的幫助下建立了屬于自己的獨立實驗室團隊。“我在回來之后主要關(guān)注的是闡明GBM中腫瘤干細胞微環(huán)境導(dǎo)致腫瘤異質(zhì)性和代謝重塑的調(diào)控機制,建立針對腫瘤干細胞微環(huán)境異質(zhì)性的治療方案,為GBM的精準治療提供實驗依據(jù)和理論基礎(chǔ)。”汪秀星在回國不到一年的時間里,于2020年3月申請了國家自然科學(xué)基金面上項目“CXCL8和C1ORF61對膠質(zhì)母細胞瘤異質(zhì)性調(diào)控機制及聯(lián)合靶向治療的研究”,他將通過聯(lián)合靶向C1ORF61和CXCL8及其下游重要信號通路,探索靶向GBM異質(zhì)性的可行性。他希望通過該項目的完成為GBM異質(zhì)性聯(lián)合治療提供潛在的靶點和治療策略。
作為南京醫(yī)科大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師,國家級高層次青年人才,江蘇省特聘教授,汪秀星除了開展科學(xué)研究,也注重對學(xué)生的培養(yǎng)工作。
“以我個人的經(jīng)歷,科研本身是一個相對枯燥的過程,我覺得擁有如下3個品質(zhì)很重要,分別是興趣、堅持和勤奮。當然除了這些品質(zhì)以外,我還遇到了幾個好老師,他們對我也很重要?!闭且驗楦惺艿搅艘晃缓脤?dǎo)師對學(xué)生的影響,汪秀星會更重視自己給學(xué)生帶來了哪些影響。他會告訴學(xué)生如何尋找自己的研究興趣、如何去閱讀文獻,在擁有了初步的想法后要主動與導(dǎo)師交流。他希望自己的學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中,能夠建立一個完整的科研體系,畢業(yè)后可以擁有獨立的科研能力?!叭绻业膶W(xué)生能達到這樣的要求,作為一名老師我就會很滿足。”
在研究規(guī)劃方面,汪秀星也給自己定下了目標。短期的目標是鑒定膠質(zhì)瘤干細胞微環(huán)境異質(zhì)性的特點,力爭在短時間內(nèi)產(chǎn)生具有突破性的發(fā)現(xiàn),為臨床膠質(zhì)瘤治療提供新的思路,并繼續(xù)發(fā)表高影響力的科研論文。而中長期的目標則是確立膠質(zhì)瘤治療新方案,找到有價值的潛在分子靶點及代謝中間產(chǎn)物,作為潛在的藥物治療靶點并篩選新的藥物,為未來的臨床應(yīng)用打下基礎(chǔ)。
膠質(zhì)母細胞瘤是最難有效治療的癌癥之一,但是隨著科學(xué)的進步,研究的深入,汪秀星堅信膠質(zhì)母細胞瘤的治療會出現(xiàn)新的療法,以及更有效的藥物和手術(shù)技術(shù)。雖然最終能否治愈還未可知,但是,汪秀星會不斷努力,一直向前,永攀高峰。