——記南京醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院教授汪秀星"/>
祝傳海
汪秀星
膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(glioblastoma,簡(jiǎn)稱GBM),是一種起源于腦部膠質(zhì)細(xì)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(xì)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(xì)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(xì)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(xì)胞瘤。盡管針對(duì)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(jìn)步,但讓人擔(dān)憂的是,即使采用強(qiáng)化治療,確診后存活兩年以上的患者也相對(duì)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(jìn)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(zhǔn)這一難題,主要開展針對(duì)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤干細(xì)胞靶向的精準(zhǔn)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(xì)胞瘤的精準(zhǔn)治療作出貢獻(xiàn)。
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(xiàng)目科學(xué)家結(jié)束,十幾年的時(shí)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(jìn),是他科學(xué)道路上不可多得的無價(jià)之寶。
南京農(nóng)業(yè)大學(xué)的陳杰教授遇到汪秀星時(shí),還是一位年輕的教師,汪秀星是他的第一屆學(xué)生。從那時(shí)起,汪秀星就對(duì)科學(xué)研究產(chǎn)生了濃厚的興趣??此麑?duì)科研如此專注與認(rèn)真,陳杰便鼓勵(lì)汪秀星去南京大學(xué)讀博士,拓寬自己的知識(shí)面,提高自己的科研能力。
汪秀星沒有辜負(fù)陳杰的期待,考上了南京大學(xué)模式動(dòng)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(xì)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(shí)的基礎(chǔ)。“我很感謝我的碩士生導(dǎo)師和博士生導(dǎo)師對(duì)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(shí)堅(jiān)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(shí)驗(yàn)室里,汪秀星有非常大的自由度,他選擇了膠質(zhì)瘤干細(xì)胞微環(huán)境的構(gòu)建、維持及其在腫瘤演進(jìn)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(dú)立地去完成。如果遇到難題,Jeremy也會(huì)主動(dòng)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(dòng)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(yùn)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(duì)汪秀星的支持和幫助,讓他從幼苗長(zhǎng)成了參天大樹,他的心中永遠(yuǎn)對(duì)他們保存著一份感激之情。
在美國的5年時(shí)間里,汪秀星主攻膠質(zhì)瘤干細(xì)胞微環(huán)境研究,并且建立起了一個(gè)完整的膠質(zhì)瘤干細(xì)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(jī)制,以此來尋找針對(duì)膠質(zhì)瘤干細(xì)胞治療的靶點(diǎn),推動(dòng)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤精準(zhǔn)治療的發(fā)展。”汪秀星向記者介紹他關(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(xì)胞瘤在生長(zhǎng)過程中由于細(xì)胞的過度擴(kuò)增會(huì)導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞相對(duì)養(yǎng)分來源不足,而腫瘤干細(xì)胞具有葡萄糖劫持能力,但是對(duì)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(gè)問題:腫瘤干細(xì)胞代謝是否有自身的特點(diǎn)?
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(xì)胞劫持葡萄糖后一項(xiàng)比較重要的作用是用于嘌呤的合成。膠質(zhì)瘤干細(xì)胞內(nèi)嘌呤代謝的活化依賴于AKT-MYC信號(hào)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(jí)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(rèn)為,GBM中由膠質(zhì)瘤干細(xì)胞分化而來的分化細(xì)胞對(duì)腫瘤的發(fā)生發(fā)展沒有任何作用,因而被稱為“垃圾細(xì)胞”。然而,汪秀星通過體內(nèi)和體外模型實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),分化的腫瘤細(xì)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(xì)胞是腫瘤干細(xì)胞微環(huán)境的組成成分。BDNF(神經(jīng)生長(zhǎng)因子)和VGF(神經(jīng)生長(zhǎng)因子誘導(dǎo)因子)是介導(dǎo)分化細(xì)胞和腫瘤干細(xì)胞相互作用的關(guān)鍵因子。在這樣的新發(fā)現(xiàn)下,針對(duì)分化細(xì)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(xì)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(píng)論。
以上發(fā)現(xiàn),讓汪秀星意識(shí)到腫瘤微環(huán)境遠(yuǎn)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(xì)胞與分化細(xì)胞及多種間質(zhì)細(xì)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(duì)這一問題,汪秀星鑒定出核心轉(zhuǎn)錄因子相關(guān)超級(jí)增強(qiáng)子在不同的GBM組織及干細(xì)胞模型的特性。通過對(duì)超級(jí)增強(qiáng)子的分析,汪秀星對(duì)GBM和干細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了重新定義,并提供了界定維持GBM和干細(xì)胞微環(huán)境的核心調(diào)控分子網(wǎng)絡(luò)。汪秀星的這項(xiàng)研究為GBM和干細(xì)胞全基因組的核心調(diào)控網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)提供了重要實(shí)驗(yàn)依據(jù),也為GBM的治療以及個(gè)體化治療提供了非常有價(jià)值的潛在靶點(diǎn)。
2019年,汪秀星帶著豐碩的研究成果和對(duì)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(duì)膠質(zhì)母細(xì)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(dú)立實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)?!拔以诨貋碇笾饕P(guān)注的是闡明GBM中腫瘤干細(xì)胞微環(huán)境導(dǎo)致腫瘤異質(zhì)性和代謝重塑的調(diào)控機(jī)制,建立針對(duì)腫瘤干細(xì)胞微環(huán)境異質(zhì)性的治療方案,為GBM的精準(zhǔn)治療提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)和理論基礎(chǔ)?!蓖粜阈窃诨貒坏揭荒甑臅r(shí)間里,于2020年3月申請(qǐng)了國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“CXCL8和C1ORF61對(duì)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤異質(zhì)性調(diào)控機(jī)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(hào)通路,探索靶向GBM異質(zhì)性的可行性。他希望通過該項(xiàng)目的完成為GBM異質(zhì)性聯(lián)合治療提供潛在的靶點(diǎn)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(jí)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(duì)學(xué)生的培養(yǎng)工作。
“以我個(gè)人的經(jīng)歷,科研本身是一個(gè)相對(duì)枯燥的過程,我覺得擁有如下3個(gè)品質(zhì)很重要,分別是興趣、堅(jiān)持和勤奮。當(dāng)然除了這些品質(zhì)以外,我還遇到了幾個(gè)好老師,他們對(duì)我也很重要?!闭且?yàn)楦惺艿搅艘晃缓脤?dǎo)師對(duì)學(xué)生的影響,汪秀星會(huì)更重視自己給學(xué)生帶來了哪些影響。他會(huì)告訴學(xué)生如何尋找自己的研究興趣、如何去閱讀文獻(xiàn),在擁有了初步的想法后要主動(dòng)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(gè)完整的科研體系,畢業(yè)后可以擁有獨(dú)立的科研能力。“如果我的學(xué)生能達(dá)到這樣的要求,作為一名老師我就會(huì)很滿足。”
在研究規(guī)劃方面,汪秀星也給自己定下了目標(biāo)。短期的目標(biāo)是鑒定膠質(zhì)瘤干細(xì)胞微環(huán)境異質(zhì)性的特點(diǎn),力爭(zhēng)在短時(shí)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(zhǎng)期的目標(biāo)則是確立膠質(zhì)瘤治療新方案,找到有價(jià)值的潛在分子靶點(diǎn)及代謝中間產(chǎn)物,作為潛在的藥物治療靶點(diǎn)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(xì)胞瘤是最難有效治療的癌癥之一,但是隨著科學(xué)的進(jìn)步,研究的深入,汪秀星堅(jiān)信膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的治療會(huì)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(huì)不斷努力,一直向前,永攀高峰。