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姚凱:永不言敗的“追光者”

唐 婷 發布時間:2020-10-29 19:37:00來源: 科技日報

  在中國科協舉(ju) 辦的“科學也偶像”科學家精神短視頻征集活動中,一部名為(wei) 《勇敢追光者》的作品格外吸睛,以超過70萬(wan) 的票數高居人氣榜第一名。

  正如短片開頭的那段自述一樣,如何幫助失明患者重見光明,是武漢科技大學青年學者姚凱一直在思考的問題。

  專(zhuan) 攻神經細胞損傷(shang) 與(yu) 再生機製研究的姚凱深知,哺乳動物眼體(ti) 裏的感光神經元一旦受損死亡,無法自主再生,最終會(hui) 導致失明。據統計,神經元受損死亡帶來的視網膜神經退行性疾病,導致全球上億(yi) 人出現視力損傷(shang) 或失明症狀。

  研究發現,當斑馬魚的視網膜受損時,一種被稱為(wei) “米勒”的神經膠質細胞會(hui) 發生細胞分裂,並且能夠轉化為(wei) 感光神經元和其他的視網膜神經元,幫助恢複視力。然而,在哺乳動物中,“米勒”細胞不會(hui) 自發地重新進入細胞周期產(chan) 生分化為(wei) 視網膜神經元的幹細胞或祖細胞群體(ti) 。

  有沒有可能利用基因編輯的方法,將哺乳動物視網膜中的“米勒”細胞激活為(wei) 神經幹細胞,並發育為(wei) 可感光的視杆細胞?帶著這樣的想法,姚凱和他所在的聯合團隊開始了長達五年的實驗。

  “此前,人們(men) 寄希望於(yu) 在動物試驗中通過視網膜損傷(shang) 刺激‘米勒’細胞增殖,實現其向神經幹細胞的轉化,這樣做一方麵誤傷(shang) 了正常的視神經元,同時轉化的效果也不理想。”姚凱說道。

  如何在不損傷(shang) 視網膜的情形下將“米勒”細胞改造成神經幹細胞,是擺在姚凱麵前的第一道難題。一番檢索後,他發現該領域已經數年沒有新的進展,沒有太多經驗可借鑒。

  沒有腳步可以跟隨,就隻能自己探出一條新路。對姚凱而言,挑戰越大,越能激起他探索創新的鬥誌。反複摸索後,他選擇以無毒的病毒為(wei) 載體(ti) ,把特定基因注入先天失明的小鼠眼體(ti) 內(nei) 。

  將配製好的濃縮液注入小鼠眼體(ti) 是項頗具挑戰的精細活。小鼠的眼睛隻有綠豆大小,裏麵密密麻麻的血管又細又脆。注射時必須避開細微的血管,否則一旦出血就意味著前功盡棄。

  注射操作的空間就在1毫米的範圍內(nei) ,要在顯微鏡下找準位置,輕輕地將針管推入再緩緩抽出。這樣的動作,姚凱不知道反複練習(xi) 過多少回。

  經過多次實驗,顯微鏡下,終於(yu) 出現了激活的“米勒”細胞。但這還隻是第一步,更大的挑戰是如何誘導神經幹細胞轉化成可感光的視杆細胞。要從(cong) 成千上萬(wan) 的蛋白質中,篩選出促使神經幹細胞轉化成視杆細胞的轉錄因子,無異於(yu) 大海撈針。

  麵對難題,不斷嚐試、執著創新依舊是解題的鑰匙。“通過大量文獻檢索和反複論證,我們(men) 選擇了10種蛋白質進行實驗。首先是將這10種蛋白質分別注入小鼠眼體(ti) 並觀察結果,當時的結果不太理想。然後,又嚐試2種蛋白質組合的情況,接著是3種蛋白質的組合。”姚凱介紹,經過反複篩選和試驗比對,他們(men) 最終鎖定了由3種蛋白質組合成的轉錄因子。

  新生成的神經元細胞是否起作用,還需要對小鼠的大腦活動進行測量來檢驗。當看到新生的神經元細胞使得先天性眼盲的小鼠產(chan) 生了視覺反應的測試結果時,姚凱和聯合團隊的成員們(men) 興(xing) 奮極了。成功的背後,是5個(ge) 團隊5年的堅持,以及成千上萬(wan) 次的失敗。2018年8月,他們(men) 的這項研究成果發表在《自然》雜誌上,引起了極大的關(guan) 注。

  一路走來,麵對科研中的困境和質疑,姚凱也在堅持和放棄中有過糾結,運動是他緩解焦慮的主要方式。“事實上,在生物學研究領域,失敗是常態。我們(men) 還算是幸運的,如果實驗的某個(ge) 環節不順利,可能要花十年乃至更久才能取得滿意的結果。不怕失敗,敢於(yu) 創新,勝利就在前方。”姚凱深有感觸地說道。

  在拍攝《勇敢追光者》的過程中,隨著了解的不斷深入,姚凱身上那股敢為(wei) 人先、執著創新的精神令主創人員武漢科技大學黨(dang) 委宣傳(chuan) 部楊鮮感佩不已。“沒有太多的豪言壯語,有的隻是樸實無華的埋頭鑽研,希望姚老師的故事能夠激勵每一個(ge) 懷抱夢想、敢於(yu) 創新的人。”楊鮮由衷地說道。

(責編: 賈春玲)

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