探細胞「工廠」 尋抗癌手段

廣州創新英雄

他出身部隊大院，祖輩是志在浩瀚藍天的空軍指戰員；他卻轉頭鑽進了微觀的大千世界，探索人類健康最深層的奧秘——人體細胞內部的結構功能對疾病的影響。他原本有機會在海外最頂尖的科研機構繼續工作，但他是軍人的後代，和祖輩、父輩一樣，「報效祖國」是從未改變的信念。在德國獲得博士學位後，他來到廣州，以28歲的年紀成為當時國內結構生物學最年輕的學術帶頭人，五年後在《自然》雜誌發文破解了線粒體數十年的謎題，探索了人類健康第一殺手——腫瘤的根源。他就是中山大學腫瘤防治中心華南腫瘤學國家重點實驗室研究員、博士生導師高嵩。

文/廣州日報全媒體記者周潔瑩

通訊員歐曉芳、余廣彪

圖/廣州日報全媒體記者莫偉濃

專題統籌：劉文亮、湯新穎、羅樺琳

聽從爺爺囑託 學成歸來報效祖國

高嵩生於1983年，他的求學乃至科研之路有點「順理成章」。他並不認為自己是典型的「學霸」，可能只是比別人多一點「幸運」，外加一點「專註」。2005年從武漢大學生科院畢業後，高嵩前往歐洲求學，先後在英國、德國從事人類致病微生物的結構蛋白質組學研究、人類免疫相關蛋白的結構生物學研究，其間還在大型公司從事結構生物學輔助的抗癌藥物研發。

由於博士期間表現突出，高嵩極有可能申請到第三方的Fellowship（學術獎金），從而去到世界頂級的實驗室做博士後。回憶起回國的路，高嵩坦言，過程很簡單。「近年來，國內乃至廣州變化很大。在2010年左右，歐洲生活工作環境都還是很好的，如果能夠留下對很多人來說是很有吸引力的。不過對於我來說，個人規劃中從來沒有『留下』這兩個字。我是部隊大院長大的，出國的時候，爺爺一早語重心長地吩咐過，好好學，學好回來報效祖國。回國是走的時候就定好的。」

2010年底，在海外留學期間取得了優異的成績後，高嵩受邀參加了在廣州舉行的海外傑出青年學者座談會，初步了解到廣州和中山大學各方面的情況。隨後，中山大學腫瘤防治中心（以下簡稱「中腫」）熱情地邀請他再次到廣州訪問腫瘤防治中心，希望他加盟，並承諾給他提供獨立領導課題組開展研究的機會。

當時，國家剛剛開展了「青年千人計劃」，為青年學者提供極具競爭力的科研啟動基金和補貼，這對於有志獨立開展研究工作的青年學者來說是非常有吸引力的。有了這樣的契機，高嵩放棄申請海外實驗室的博士後，通過「青千」計劃直接回國。2012年，28歲的高嵩加入中腫，成為一名最年輕的PI(學術帶頭人)。他也是中腫引進的第一位「青千」。

破解學術謎題 揭示線粒體融合機制

在中山大學腫瘤防治中心，高嵩的主要研究方向依然是人類免疫以及腫瘤侵襲轉移相關蛋白的結構和功能。2017年2月，高嵩團隊在世界科技領域頂尖的英國《自然》雜誌（Nature）發表了一項最新的研究成果，解析了人體細胞的重要組成「器官」——「線粒體」融合的機制，破解了細胞線粒體數十年的謎題。

人體由數百萬億個細胞組成，其中絕大多數細胞中都含有一種名為「線粒體」的重要「器官」（細胞器），它是細胞的「能量工廠」。人們吸入的氧氣分子最終會被逐級運輸到線粒體上，並通過一系列化學反應為生命活動提供能量。線粒體有兩層膜，線粒體膜的融合作用可以保持「能量工廠」的高效產出。如果這個環節出現問題，細胞中的線粒體就會呈現出碎裂的狀態，從而使細胞的健康受到嚴重影響，人體也會因此患上各種疾病，例如多種神經退行性疾病，糖尿病，以及胃癌、肝癌、乳腺癌等腫瘤。線粒體的融合是依賴一種名為mitofusin的蛋白質「機器」實現的。此前，人們對mitofusin的構造並不了解，它有哪些關鍵的零件，以及這些零件是如何共同作用的，一直沒有答案。

五年前，剛到廣州不久，高嵩便決定帶領課題組攻克這個科學難題。要了解mitofusin的構造，需要在0.1納米，也就是要在所謂的原子尺度上進行觀察。這種細微程度相當於一根頭髮絲的八十萬分之一。高嵩團隊克服了各種技術難關，成功地觀察到了mitofusin的結構，揭示了線粒體融合這個極為重要的基本生命活動的過程，為研究相關神經退行性疾病和癌症的發病機制以及干預手段提供了信息。提及這項研究的現實意義，高嵩列舉了其中的一種——對腫瘤免疫治療的意義：「我們知道了細胞線粒體的融合機制，以後可以對人體對抗腫瘤的免疫細胞進行人為的『武裝』和『改造』，修復、升級這些『健康衛士』對抗腫瘤細胞的戰鬥力。當然，這些基礎研究的成果抵達現實應用還需要時間。」

愛上廣州美食 最愛早茶吃「鳳爪」

剛回國入職時，腫瘤防治中心科研樓尚未完工。中腫的結構生物學研究平台可以說是高嵩從零開始一手搭建起來的。當時，為了讓未來的實驗室結構布局更規範合理，符合使用的要求，他戴著安全帽多次出入工地現場查看施工進度。實驗室的結構、布局以及裝修，都有他的構想。從測量、設計，到與施工方密切溝通，甚至連實驗台的高度，都是高嵩在裝修階段親自與廠家確定的尺寸。如今，高嵩的學生們都覺得實驗台用起來特別順手，高度剛剛好，不容易累。

在中腫工作之餘，他選擇了置業在珠江南岸的廣州塔附近，平時最愛到珠江邊吹吹風、散散步。廣州對於他來說，距離家鄉武漢很近，氣候也相近，很好適應。廣州的開放、包容、創新的環境也讓人如魚得水。來到廣州以後，他還愛上了廣州美食中最接地氣的一種——蒸鳳爪。每次有親朋好友來廣州，高嵩都會帶他們去喝早茶，向他們推薦一籠自己百吃不厭的蒸鳳爪。

高嵩

2005年獲武漢大學學士學位。2006年獲英國聖·安德魯斯大學碩士學位。2011年獲德國馬克斯·德爾布呂克國家分子醫學中心/柏林自由大學博士學位。2012年2月入選國家「青年千人計劃」，同年5月回國，任中山大學腫瘤防治中心華南腫瘤學國家重點實驗室研究員、博士生導師。

創新感言

對於初創階段的青年科研人員來說，我覺得保持謙虛、踏實工作很重要；其次研究內容最忌跟風、盲目追熱點。基礎研究觸及應用需要時間，它可能一時看不到產出，卻是一切應用型研究的根基，是非常重要的。和經濟大省的地位相匹配，廣東對注重產出的應用研究以往比較重視，感覺現在基礎研究方面的重視程度也在加大。

研究領域

人類免疫以及腫瘤侵襲轉移相關蛋白的結構和功能

鏈接

細胞是人體結構和功能的基本單位。絕大多數細胞中都含有一種名為「線粒體」的重要「器官」（細胞器），它是細胞的「能量工廠」。線粒體有時呈線狀，有時呈顆粒狀，會融合和分裂，以適應細胞中正常的生理功能。線粒體的融合是依賴一種名為mitofusin的蛋白質「機器」實現的。人體中的mitofusin包含MFN1和MFN2兩個構造極為相似的成員。這種機器錨定在線粒體的表面上，通過使用「GTP」小分子化合物「燃料」來實現不同線粒體的對接和融合。

高嵩教授課題組在世界上首次解析了MFN1片段在不同GTP水解狀態下的晶體結構，闡明了MFN1水解GTP的機制，並提出了MFN1介導線粒體外膜栓連的模型。這為進一步闡明線粒體外膜的融合機制以及線粒體形態的變化和相應生理功能的正常發揮之間的關係提供了研究基礎。同時，還為研究相關神經退行性疾病和癌症的發病機制以及干預手段提供了信息。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！