探索细胞代谢：西南医科大学江涌团队周牮博士的5年创新研究历程

不久前，西南医科大学附属医院神经外科江涌教授联合四川大学华西医院李涛教授和中国科学技术大学曹洋教授在“内分泌学与代谢”领域的国际顶级期刊《细胞代谢》（Cell Metabolism）上发表了题为“Astrocytic LRP1 enables mitochondria transfer to neurons and mitigates brain ischemic stroke by suppressing ARF1 lactylation ”的最新研究成果。该研究首次揭示了LRP1通过调节细胞代谢影响ARF1乳酸化修饰，进而调控星形胶质细胞-神经元细胞间线粒体转移的作用机制。值得一提的是，这一过程可以拮抗脑缺血后神经损伤。

▲ 文章在Cell Metabolism页面

本期【沃的研究所】，我们将对话文章的第一作者周牮博士，一起了解低密度脂蛋白相关受体蛋白1（LRP1）对星形胶质细胞线粒体转运的重要调控作用。

▲ 周牮博士

随着国家老龄化的加剧及疾病年轻化的趋势，越来越多人处于脑血管疾病的威胁中，也给社会带来了巨大的负担。周牮博士主要专注于脑血管疾病相关的研究领域，旨在通过对脑血管疾病发病机制的探索，为后续开发新的治疗靶点提供指导，以提升脑血管病人的存活率、改善预后及提高生活质量。

2016年，《Nature》报道了星形胶质细胞通过调控CD38环化酶活性将线粒体转移到神经元中并可改善脑缺血后的神经元损伤。因此，星形胶质细胞-神经元细胞间的线粒体传递对于维持神经元细胞的有氧呼吸和能量供给具有重要的意义，靶向线粒体转移的干预手段应用于疾病的预防与治疗也展现出了较好的应用潜力。

然而，关于星形胶质细胞如何通过调节线粒体转移来减轻脑缺血性中风的机制亟待深入地挖掘和探索。基于此，团队结合既往关于LRP1参与神经系统的调控的相关报道，确立了LRP1对星形胶质细胞线粒体转运的调控作用的研究课题。

团队先是证实了LRP1调控星形胶质细胞线粒体外排的过程可能存在新的机制，进一步探究LRP1对星形胶质细胞代谢的影响，通过细胞模型探究出ARF1 K73的乳酸化修饰参与星形胶质细胞线粒体外排调控的机制。接着通过动物模型靶向星形胶质细胞干预LRP1的表达并过表达ARF1乳酸化修饰突变体，发现敲减LRP1或促进ARF1乳酸化修饰可引起脑脊液中星形胶质细胞来源的线粒体数量下降，进一步验证该调控机制。随后，团队通过建立脑缺血动物模型，借助7.0T 磁共振、行为学评估和共聚焦显微镜证实了LRP1-ARF1 Kla(73)轴在调控星形胶质细胞线粒体转运中的重要作用。最后，团队通过脑卒中患者临床样本进一步验证了其研究发现。

▲ LRP1对星形胶质细胞线粒体转运的调控作用

团队在利用细胞模型进行机制探究时，不仅使用了细胞系模型，还同步采用原代细胞模型进行双重验证。在从动物样本中获取原代细胞时，瑞沃德单细胞悬液制备仪发挥了重要作用。周博表示：“之前我们手动用玻璃匀浆做出来的活率只有70%-80%，改用单悬之后活率都在90%左右，最高的一次有97%，当时还做了荧光染色，配合细胞计数仪的荧光评估，效果非常好。所以如今我们进行神经元细胞分选时，坚定地选择使用单细胞悬液制备仪。毕竟神经元细胞相较于胶质细胞更为脆弱，而该仪器的效果让我们非常满意。”

在动物实验方面，周博所在的团队和瑞沃德的渊源颇深，可追溯到2018年。周博说：“当时我们做动物实验一般用腹腔麻醉，后面因为一些动物伦理的原因，开始接触吸入麻醉，就买了瑞沃德的机器。慢慢接触多了，觉得仪器还挺好用的，就越买越多了，确实为实验提供了不少便利。”

由于团队成员几乎均为神经外科医师，他们擅长精细的显微操作，因此在实验方法的选择上，即便过程繁琐，也会尽量选取能够满足研究需求的造模、检测与给药方法。

MCAO造模以线栓法的方式来进行，评估MCAO模型脑缺血程度采用了专业的设备。周博说，“当时在美国学习的庞金伟和彭建华师兄推荐了瑞沃德的激光散斑设备，说对脑血管研究有很大的帮助，实际使用之后发现这个机器对脑缺血的研究和评价非常有用。”在进行给药实验时，周博又补充，“需要7天持续性对小鼠进行侧脑室给药，对比了一下，瑞沃德的缓释泵最具有性价比。”

▲ 西南医科大学实验室瑞沃德散斑

在周博整个项目历程中，“新”是关键所在 ，这个字，在周博的访谈中出现了很多次。

对于周博来说，如果跟着师兄在基础研究的模块继续做下去，也能做出一些成果，安安稳稳地毕业。但周博选择了跳出自己的舒适圈，在导师的大力支持下走出泸州的平台，和华西医院李涛教授团队合作，去尝试一些新的东西。

但新也意味着不可把握与艰辛。这项研究从立项到成果发表，前前后后经历了大概 5 年。周博作为第一作者，承受了巨大的压力。周博坦言一路上最大的困难，是自己的不自信和畏难情绪。不过，科研虽难，却也是他心之所向。并且有家人的支持、导师的鼓励以及团队的相互配合，让他有动力和信心坚持下去。周博的内心也在这一过程中不断成长，抗住压力，一路走到了现在。他感慨道：“实验不可能一帆风顺，总会遇到很多不可控的因素，实验结果也并没有像自己预期的那么好，只有不断调整自己的心态和拓宽思路，才能够寻得最终的真谛吧。”

柳暗花明又一村，硕果累累的项目的开启，源自那辆载满失意与伤心的大巴车。

“说起来不怕您笑话，这个立项是在大巴车上完成的。”周博笑着说，“当时我在李涛教授那学习了几个月没什么满意的成果，灰溜溜地准备回泸州了。我清晰记得，12 月 19 日那一天，从成都回泸州的大巴上，我坐在最后一排靠窗边，特别伤感。突然李涛教授给我打电话做了沟通，我当即就在车上一边查文献一边汇报，就这样拟定了研究的方向。”

顿了一下，周博说：“现在想起来还蛮有意思的，就像是你在井底，突然有人扔下来一根绳子，我看到了希望，抓住了，又正好把我提上来了。”

确立研究方向后，又有“新”的挑战。“我们的实验中要求对脑血管情况进行评价，这对于我们来说是新的东西，经过研究和反复试验，选择了激光散斑来做实验比较。”“审稿人也要求我们需要提供一些更为直接的方法来评价，比如双光子或者血管超声，这些都是以前我们课题组没有接触过的新实验，所以虽然方向上我们定好了，但在具体实验的过程中，我们都在不断地探索新的实验技术和实验方法，去创新、去突破。”

▲ 周牮博士所在的团队

然而研究工作繁重复杂，平衡临床与科研又成为了摆在面前的难题。一台神经外科的手术平均时间往往会超过 4 个小时，平时还需要兼顾本科学生的临床见习带教，而科研工作复杂度非常高，很难用临床的空闲时间去处理。同时，这个项目和华西医院联合合作，周博需要经常前往重庆和成都做实验。他坦言，很难做到临床和科研兼顾。

那实验怎么进行呢？“临床的时候就 90%以上的心思在临床，期间一些简单的科研工作交给课题组的其他成员完成。涉及到新的实验，需要重点突破的时候，基本上就完全脱离临床工作，全身心投入做科研，很难做到鱼和熊掌兼得，有舍才能有得。”周博回答道。

未来，周博又将迈向何方呢？他表示之后的研究方向还是更倾向于基础和临床的结合。“基于临床的数据挖掘新的靶点，通过基础实验进行验证，最终再回到临床上，应用于疾病治疗中。”

近年来，社交媒体上有个很火的MBTI性格测试。采访之前跟周博沟通，他自称I人。但在整个采访过程中，我们发现他一直在不断尝试新的东西，向外探索，突破原有的圈子，于是打趣说：“您其实是个e人吧”。

“平时我是比较少社交的，不太喜欢参加各种聚会，以前喜欢钓鱼，现在没时间了只能在B站上看别人钓鱼。少社交的好处就是可以有更多的时间和心思，沉浸在自己的世界里，静下心来做科研，不容易受到外界的影响。”

“但是呢，”周博话锋一转，“江涌老师也经常教导我们，说做人可以收敛一点，但做事情一定要大胆。什么意思呢？就是搞科研一定要敢于外拓，多思考、多探索，不能局限在自己的小圈子里，毕竟现在流行多学科融合。所以我应该算是生活中的i人，科研上的e人吧。”

至于说学医这个事，可能是爷爷胃癌离世的影响，“成为医生”的念头就在周博的心灵上埋下了很深的种子。那年高考填报志愿的时候，他坚定地选择了医学专业。

“那您会对高考生提出学医的建议吗？”我开始好奇。

“俗话说劝人学医，天打雷劈。”周博大笑，“以前我觉得医生就是万能的，直到自己当了医生，看着病人和家属痛苦的时候，才知道医生很多时候也无能为力。”

在周博看来，医学专业比普通专业的学生培养的时间要更长，学习强度也更大。周博分享了他的经历：“读书的时候我们都开玩笑说，现在才是真正的三年模拟五年高考，经常都是通宵达旦地在复习准备考试。毕业之后想当临床医生，还要经历三年的规范化培训，规培之后还有两到三年的专科医师培训，非常难。”

“虽然难，但看得出你很喜欢这个职业。”我说。

周博笑笑：“当你真正体验到把病人医治好，或者从垂死的边缘抢救回来，看着他高高兴兴地出院，真的是一件非常有成就感的事情。”

直到现在，也经常有以前的病人会跟周博联系，家有喜事的时候也会邀请他参加，分享彼此的喜悦。对于周博来说，这种成就感是超越金钱和名气的。

“如果真要建议的话，我会建议没有毅力和信念不坚定的人不要轻易选择医学专业，学医的过程真的很辛苦，医生也没有想象中的光鲜亮丽。但如果你选择学医，成为一名真正的医生，救死扶伤带来的成就感也是无可比拟的。”

至于未来，周博还是希望做好自己的本职工作，成为一名造福一方的临床大夫。“当然了，我也希望在自己有限的精力里，在科研上做出更多的突破，更好地服务临床。”

在探索医学的征途上，每一个脚步都铺满荆棘，唯有持之以恒，方可达至彼岸。

我们也祝福周博在自己热爱的领域中继续发光发热，为医学事业做出更大的贡献。

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