華人研究再登Cell封面！有望挽救全世界數百萬患者生命

葯明康德/報道

在最新一期《細胞》雜誌上，我們很高興地看到來自美國國立衛生研究院的Wei Li博士課題組帶來的一項研究榮登封面。這支三分之二都由華人學者組成的科研團隊做出的發現，有望在臨床醫學領域做出重要貢獻，挽救患者生命。

▲本研究的通訊作者Wei Li博士（圖片來源：Bryan William Jones；CC BY-NC 3.0；http://prometheus.med.utah.edu/~bwjones/）

▲本研究榮登《細胞》封面（圖片來源：《細胞》）

和通常的小鼠、斑馬魚、果蠅等動物模型不同，這支研究人員的主要研究對象是一種叫做十三條紋地松鼠（13-lined ground squirrels）的奇妙生物。之所以研究這類松鼠，是因為它們是典型的冬眠動物。在寒冷的冬季，這種動物能進入休眠狀態，而極低的代謝，讓它們的體溫長期保持在10度以下。

▲十三條紋地松鼠是一種神奇的動物，能在冬眠時將體溫長期控制在10度以下（圖片來源：維基百科public domain）

這些松鼠的耐寒能力引起了研究人員們的重視。要知道，對於不冬眠的動物來說，如此低的體溫，已經足以造成器官的嚴重損傷，這些松鼠是如何做到冬眠之後若無其事的？如果能找到這個問題的答案，或許能在人類的臨床上得到重要應用——對於需要接受器官移植的患者，能夠拯救他們生命的腎臟或肝臟往往需要低溫運送。如果能避免低溫給這些器官帶來的損傷，或許就能提高手術的成功率。

在研究的開頭，科學家們首先確定了低溫對細胞造成損傷的原理。他們發現在低溫環境下，大鼠（非冬眠動物）的細胞骨架變得支離破碎，而地松鼠的細胞骨架在低溫下也保持完整。這表明細胞骨架的完整程度或許是讓細胞熬過低溫的關鍵。

為了更好地進行研究，科學家們製造出了地松鼠的誘導多能幹細胞（iPSC），以期用它作為一項重要工具進行後續研究。一項測試表明，這些幹細胞誘導出的神經元與正常神經元細胞在耐冷上幾乎沒有任何差異。這也奠定了後續研究的基礎。

▲本研究的圖示（圖片來源：《細胞》）

在幹細胞的助力下，後續研究進行得相當順利。通過對比冬眠動物與非冬眠動物的細胞，科學家們發現兩者的基因表達譜有著顯著不同，而和線粒體功能相關的通路變化最大。進一步的探索則表明，遇冷之後，普通動物細胞內的ROS水平會快速且大幅的上升，這與細胞內的氧化應激有關。科學家們推斷，正是因為這些ROS的產生，才會氧化、破壞細胞骨架的完整性。

這一推斷很快得到了證實。這支團隊隨後發現，通過引入幾種作用於這一機制的藥物，哪怕是尋常不冬眠的動物，在低溫下也能對細胞進行很好的保護。加入蛋白酶抑製劑後，這一保護效果更為明顯。

具體來看，在4度的低溫下處理4小時，僅僅有5%的大鼠視網膜細胞還保有功能；而在治療組中，這一數字高達70%。同樣，這種方法能有效保護低溫下保存的腎臟，減少潛在的副作用，提高移植的成功率。

▲值得一提的是，這支團隊的三分之二都由華人學者組成（圖片來源：《細胞》）

正如這支團隊在論文的最後所提到的那樣，這一全新的技術有望在人類器官中得到廣泛應用。據估計，僅僅在中國，每年需要器官移植的患者就高達200萬。考慮到中國地域廣闊，許多器官在運送到手術台邊時，不得不先經過一番低溫處理，這對器官的功能會造成一定的影響。倘若這一新技術可行，無疑能將低溫的影響降到最小。

從冬眠的松鼠到救人性命的新技術，或許這就是科學轉化的魅力所在吧。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！