
陈畅 受访者供图
■本报记者 李晨阳
你听说过“氧化还原生物学”吗?如果打开搜索引擎查找,你会发现根本找不到它的专属词条。
氧化还原生物学目前是一个三级学科,在热点频出的生命科学领域显得有点“冷门”。但中国科学院生物物理研究所研究员、中国生物物理学会氧化还原生物学与医学分会会长陈畅在近日接受《中国科学报》采访时说:“这个学科并非真的‘小众’,相反,它是生命科学的核心领域之一。”
多年来,陈畅一直致力于推动氧化还原生物学与医学的发展。起初这是一个寂寞的研究方向,但渐渐地,她遇到了许多志同道合的人——他们来自不同的国家、不同的领域,有着不同的学科背景,却殊途同归,对“氧化还原”萌生了浓厚的兴趣。
生命科学的核心
对于氧化还原生物学与医学,国际学术界直至今日都未给出明确定义。但与它密切相关的自由基、超氧化物歧化酶(SOD)、抗氧化剂等,早已伴随着食品饮料、保健品、护肤品等广告,成为普罗大众耳熟能详的概念。
1900年,美国化学家发现了第一个有机自由基,从此开启了自由基化学的时代。后来又有科学家提出著名的“自由基衰老学说”,自由基生物学随之兴起。人们熟悉的SOD、花青素等主打“清除自由基”的保健品、护肤品,就是在这个过程中涌现的产物。
1996年,陈畅进入中国科学院生物物理研究所工作,研究对象正是当时备受关注但又饱受质疑的“自由基”。有学者犀利地把“自由基”点评为“万金油”,认为这个概念和各种疾病都能扯上关系,但其中真正的机理却并不明晰。种种见闻和经历,让陈畅开始重新审视这个学科的困境和潜力。
“生命体中每分每秒都在进行氧化反应和还原反应。它们既对立又统一,共同构成了生命活动的基础与本质。从这个意义上讲,氧化还原生物学可以说是生命科学的核心。”陈畅对《中国科学报》说,“但这样重要的学科却长期卡在基础研究和应用转化的瓶颈,‘上不着天,下不着地’。作为这个领域的学者,我们有责任做一些事情助它突围。”
扩展“氧化还原朋友圈”
陈畅的“氧化还原朋友圈”是一点点扩展起来的。
2024年深秋,在一场学术交流中,中国科学院院士、中国科学院生物物理研究所研究员阎锡蕴向陈畅表达了对氧化还原生物学的兴趣。2007年,阎锡蕴研究组发现了“纳米酶”,并从此开辟了一个崭新的研究领域。近年来,这个领域进入突飞猛进的临床转化期,研究人员致力于让纳米酶在诊断和治疗上发挥更大作用。
“也是从这时起,我开始关注氧化应激。”阎锡蕴说,“我们研究的各种疾病,包括肿瘤、心脑血管疾病、神经退行性疾病等,都有复杂的致病原因,但如果要找一个共同原因的话,那就是氧化应激的失衡。而纳米酶独特的催化性能,表现出调节氧化应激的良好潜力,因此有望成为一类重要的新型药物。”
但她很快发现,目前人们对生命体内氧化还原的“全景图”所知甚少,氧化还原的精准调控依然是世界难题。在这种情况下,纳米酶纵有一身本事也很难“干得漂亮”。她对陈畅表示,希望和氧化还原领域的学者深度合作,通过建立更加成熟、准确的科学方法,发挥纳米酶的临床潜力。
主治帕金森病的首都医科大学宣武医院神经内科主任医师陈彪非常关心这个领域的最新动态。在一次战略研讨会上,陈彪听了陈畅的报告,了解到其带领的国家重点研发计划团队正致力于建立一种全面评估氧化还原状态的方法。该方法的建立有望为帕金森病临床诊治提供重要参考。这让陈彪产生了浓厚的兴趣。
北京大学未来技术学院教授陈晓伟的研究方向是糖脂代谢。他发现一个脂代谢相关蛋白能够引起氧化应激,于是联系陈畅开展合作。他对陈畅笑道:“这个科学问题‘水太深’。如果不是恰好认识你,这个方向我大概不会做下去。”
这件事让陈畅很受触动。“许多科研人员在研究中一旦触及与氧化还原相关的问题,往往会选择‘浅尝辄止’,某种程度上也是无奈的‘不得不止’。只有让更多人知道可以和氧化还原生物学学者开展合作以及如何合作,很多问题才能深入探索下去。”
就这样,陈畅身边有了越来越多的同路人。在与学术同行的一次次碰撞和共鸣中,她深切感受到,当前氧化还原生物学与医学的发展水平远不能满足其他学科的交叉需求。这激发了她的使命感。
瞄准“真正的大问题”
2024年11月,陈畅主持举办了第十一届亚洲自由基研究国际会议暨2024中国氧化还原生物学与医学大会。会上她当选为亚洲国际自由基学会主席。
这场会议会集了来自世界各地的700余名科学家,覆盖了代谢、肿瘤、心血管疾病、神经科学等诸多学科,其中不乏多个国家和地区的氧化还原生物学与医学学术带头人。国际自由基学会主席Giovanni E. Mann不禁感叹:“这次亚洲自由基研究国际会议,实现了多洲融合的愿景,充分展示了国际化特点。这是促进和加强国际合作的好契机,希望能在此基础上,把氧化还原研究国际合作推上新高度。”
作为大会主席,陈畅希望大会的“热闹”不只停留在表层。她代表中国生物物理学会氧化还原生物学与医学分会提出了两大目标:第一,梳理并绘制氧化还原生物学与医学未来20年的研究路线图,以指导领域发展;第二,推动一个由中国牵头发起的氧化还原生物学与医学国际大科学计划。这些提议得到了国际同行的积极响应。为推动两大目标落实,将于2025年6月召开的国际自由基大会新增“氧化还原生物学当前主题和未来方向的讨论”专题,并邀请陈畅主持。
尽管去年11月的会议阎锡蕴并未参加,但她也被这个领域当前的热烈氛围深深触动。在她看来,中国已经具备牵头开展氧化还原生物学与医学大科学计划的基础——拥有一批在这个领域具有国际前沿水平的研究团队、能够会集不同领域学者并引领大规模交叉研究的号召力、极其丰富的临床资源储备以及国家政策对大科学计划的支持。
“我期待看到国家在一些还没完全‘热’起来的领域提前布局,建立话语权。氧化还原生物学与医学是一个很有潜力的切入点。”阎锡蕴说,“科学家有必要全面分析国内外的研究现状,瞄准一到两个关键科学问题,通过跨领域合作建立有效的研究方法。我相信,一旦在某个点上实现突破,这个领域就会迅速发展起来。”
过去几十年间,中国科学院分子细胞科学卓越创新中心研究员李伯良曾经建议开展关于RNA、细胞质膜、淋巴循环等多项重大研究计划。在他看来,以往生命科学领域的重大研究项目主要聚焦生物大分子的功能体系,一直缺乏对生命体“能量代谢体系”的关注,而氧化还原生物学与医学研究恰恰填补了这一空白。
“科学家除了研究自己的课题,还有一个很重要的使命,就是思考领域里真正的大问题是什么。从细胞质膜到氧化还原,都涉及生命最基础、最基本的问题。这也是值得我们投入资源、精力来布局和引领的方向。”李伯良说。
“不管是绘制研究路线图还是发起大科学计划,难度都很大,但我们还是努力向着实现这样的愿景出发。”陈畅说,“这不是单枪匹马、闭门造车能实现的目标。我们期待更多志同道合者加入,共同推动氧化还原生物学与医学的跨越式发展,深化人类对生命本质的认识,为攻克疾病难题、提高人类健康水平带来新希望。”
《中国科学报》 (2025-03-06 第3版 综合)