记住:昨天生理学诺奖的重要华人贡献者


2017年9月,王广良与Gregg L. Semenza在杭州西湖。本图由受访者供应。

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昨天,2019年诺贝尔生理学或医学奖发布,发现细胞感知和适应氧气机制的三位科学家获奖,个中两位来自美国,一位来自英国。

 

在诺奖官方供应的五篇焦点文献中,有一篇克隆低氧诱导因子(HIF)卵白的文章,第一作者为华人学者王广良。

 

王广良,1963年10月10日出生,1983年本科卒业于杭州大学生物系,1986年卒业于中科院细胞所,1991年博士卒业于亚利桑那州立大学,1992年-1995年在约翰霍普金斯大学Gregg L. Semenza实验室从事博士后研究。他在1995年克隆缺氧诱导因子(HIF)的工作,为2019年诺贝尔生理医学奖的获奖功效奠基了主要根蒂。

 

王广良如今美国大冢制药公司(Otsuka American Pharmaceutical)任职,从事新药的研发工作。

 

北京时间2019年10月7日晚上8点,《常识分子》对王广良进行了专访,请他介绍做出这一工作的过程以及低氧诱导因子发现的主要影响。

 

以下为专访内容。为了行文的简练,文字有编纂。


采访 | 陈晓雪
责编 | 李娟

 

  


氧气不光仅为生命供应能量


 

《常识分子》王先生好,在本次诺贝尔生理医学奖获得者Gregg L. Semenza传授的工作里,1995年的一篇PNAS论文是要害文献之一,你是第一作者。可否介绍一下这篇论文的首要研究内容,以及你在Semenza传授实验室做博士后工作的履历?

王广良:1991岁尾,我博士卒业后到霍普金斯大学做博士后,研究细胞若何感触氧气浓度并改变生理代谢功能的。氧气跟细胞能量代谢亲切相关。然则氧气的感化不只限于给细胞供应能量,进化过程中形成的好多生理功能其实都是受氧气来调控的。

好比在供氧量不足的情形下,作为一种反馈机制,机体味增加红细胞的数量来增加供氧,这种赔偿机制就是氧气作为调控旌旗的一个例子。低氧旌旗可以诱导促红细胞生成素(EPO,可经由生物工程获得,用于治疗贫氧)生成,进而促进骨髓造血系统增加红细胞的分化。今朝国内已经有一个药物上市,叫做罗莎司他,经由不乱HIF(缺氧诱导因子)来治疗贫血。这个药物是国内有史以来批下来的第一类新药,是美国的一个公司做的。

 

我在霍普金斯大学做的第一个科研项目,就是去研究细胞若何感触低氧情况进而增加EPO基因的转录表达的。

 

首先,我们在实验室里给细胞培育箱输入低浓度的氧气来模拟低氧情况,去寻找细胞内促红细胞生成素基因感触氧气浓度的要害序列,也就是转录增加子。若是删掉或突变这部门序列,EPO感触氧气浓度的能力就会下降。接下来我们又去寻找与转录增加子连系的转录因子。然则转录因子在细胞中的量是非常少的。我们其时的工作量非常大,在培育罐中培育了大量的人类Hela细胞株,为的就是可以过柱筛选到有活性的卵白因子。个中最要害的一个方式,就是用EPO基因增加子序列做成婚和柱,筛选可以连系并调控EPO基因表达的转录因子。最终,我们从培育的几百升细胞悬液里获得了几毫克的HIF卵白,再用卵白酶把它切成小片段拿去做卵白测序,凭据获得的氨基酸序列来推导DNA序列,再把推导出来的DNA序列设计成探针,到基因库里面去钓HIF基因,最终完成了HIF基因的克隆。这总共花了一年多时间。

 

成功克隆HIF基因之后,就能够做好多研究了。

我在霍普金斯大学的前两年是做博士后,后作为助理研究员工作了一两年,之后就到公司工作了。我照样进展可以以HIF为靶点找到治疗药物,进展至少可以竖立乳腺癌或许前列腺癌肿瘤模型。其时是90年月末,人人对于HIF的认识还没有那么深入,我当初的项目并没有开展下去,然则之后我照样在公司里做新药斥地的工作。

 

如今已经由了20年了,这时代,不单是我的导师实验室,其他好多实验室也做了非常多的工作,如今对此方式机理的认识已经相当多了。好多制药公司也以HIF作为靶点来做药物的筛选斥地,非常热点。

 

印象深刻的是在冷库做实验



 

《常识分子》:其时为什么选择去Semenza传授实验室做博后?

 

王广良:霍普金斯大学在美国是属于数一数二的医学院,并且我感觉这个课题非常有意义,因为氧气对细胞的功能是非常根蒂的。其时,Semenza传授在霍普金斯大学刚做完博士后。他是位大夫,也是理学博士,非常伶俐。平时他要欢迎病人、教授,还要做科研,所以实验室的工作首要是我做的。我跟他在实验室的合作非常兴奋。

 

这项工作印象最深刻的,就是纯化HIF转录因子的时候,因为不克让卵白失活,整个工作需要在低温进行。过柱筛选步伐就是在冷库里进行的,我老是穿很厚的衣服再穿个白大褂,显得很胖,其实我本人是很瘦的。离心计、柱子、试管和其他的器材都放在四摄氏度以下的冷库里。我天天在里面待良久,实在冷的不成了出来温煦一下再进去。

 

Semenza在南方科技大学做学术交流时的PPT照片。图中人物照离别为在Semenza实验室时期的王广良与比来的王广良。本图由受访对象供应。

 

要害论文有两名华人学者介入



 

《常识分子》我看论文还有一位作者署名是Jiang BH?他也是华人吗?


王广良:对,他是华人,中文名为江秉华。他是之后进实验室的,做了好多HIF基因功能方面的工作,好比说HIF对VEGF的调控功能,证实了克隆出来的卵白的确在细胞里面起感化。


我是Semenza传授的第一个博士后,江是他的第二个博士后,介入了后期的克隆的工作,此外一个就是我们的实验员,其时实验室只有我们这四小我。我刚到场的时候,Semenza传授方才成为助理研究员,经费不多。他做博士后的大老板非常支撑,好多仪器设备我们其时都是用大老板实验室的。我们也用了其他传授的仪器设备。


我的导师对科学非常专注,他的研究内容就专注于HIF基因。


《常识分子》:若是在大老板的实验室里边做,在国内的话或者论文还会署上大老板的名字的现象。这篇PNAS论文只有你们实验室四小我的名字?

 

王广良:对。其实大老板并没有具体介入这项工作,不外我在论文申谢里稀奇感激了好多供应匡助的人。在Semenza传授写的拉斯克奖相关的CELL文章(《Serendipity, Generosity, and Inspiration》)中,他把我的照片放在了中央,旁边还放了好多人的照片,就有他的导师,还有现为霍普金斯大学负责科研和国际合作的副校长,其时他是实习大夫,也是我同事。


图源:Cell 167, September 22, 2016


低氧旌旗通路在健康范畴的潜在应用



《常识分子》:国内批下的第一个治疗贫血的新药是在你的研究根蒂上做的吗?

 

王广良:这个药是以HIF卵白润饰酶作为靶点来做的,是此外一个公司做的,但也显露出HIF能够成为药物斥地的新靶点。我在制药公司首要是做肿瘤、眼科和精神药物的斥地,进展在HIF方面发现新的应用。

 

《常识分子》:低氧旌旗通路的研究对我们的生活有什么样的影响?

 

王广良:低氧旌旗通路有好多潜在应用。好比促进EPO表达能够治疗贫血,这是经由不乱HIF的功能来起感化的。我前几年也试着经由按捺HIF的功能来治疗肿瘤,好比乳腺癌。如今药物还在斥地中。

 

对肿瘤来说,失去掌握的肿瘤细胞会形成细胞团,细胞团的内部是缺氧的,但因为毛细血管能进入,给肿瘤细胞供应了养料。所以若是可以阻断HIF的功能,不让毛细血管进入,肿瘤细胞团就会坏死。今朝,血管内皮生长因子(VEGF)是一个已知的治疗靶点,已经有好多上市药物。VEGF就是受HIF来调控的,其他如PDGF(Platelet-derived growth factor,血小板衍生生长因子)等与细胞生长有关的因子也都是受HIF调控的。是以,若是阻断HIF的话,就能从上游来治疗肿瘤,结果会更好。并且,我们找到了一些按捺HIF功能的小分子化合物,比拟今朝市场上靶向VEGF的卵白药等,小分子化合物的价钱会低得多。HIF功能好多,也能按捺肿瘤干细胞生成,按捺肿瘤对某些化疗药的抗药性。

 

此外,老年黄斑、糖尿病相关的视网膜病变,都是因为眼睛里面血管非常生长所致。糖尿病或许在阴晦的情况下长时间看手机,都邑造成视网膜极端缺氧和HIF过量表达,诱导血管非常生长,造成视网膜外形和功能受损。经由按捺HIF来使血管萎缩的方式或能够治疗老年黄斑和视网膜病变。这也是我们如今研究的一个范畴。

 

在心血管疾病方面,心肌梗塞、血流不畅造成的下肢瘫痪以及肺源性高血压等都跟血流供氧有关。心肌梗塞最显着了,因为血管堵塞,心肌细胞贫乏供氧而坏死,所以,研发可以马上恢复心肌细胞功能的药物非常主要。此外,今朝已有公司经由HIF基因治疗鄙人肢血流不畅的病人中改善血流和供氧。

 

综上,我们的工作在贫血、肿瘤、眼科以及心血管疾病方面都极具应用价格。我当初脱离霍普金斯大学,也是为了可以斥地出对病人有效的药物。当然那时候还对照早,进展对照慢,今朝有些药已经进入临床后期了。

 

《常识分子》:受HIF调控的VEGF药物已经成功应用临床了吗?

 

王广良:对,VEGF就是我们适才说的血管内皮生长因子,这是一个很成功的靶点。有好多单克隆抗体药物以它为靶点。VEGF的感化局限对照窄,所以其他方面的影响对照小,做药就对照轻易。然则HIF的功能要比它广得多,VEGF只是受其调控的个中一个因子。与血管生长分化相关的至少还有5-6个生长因子。

 

今朝上市的单克隆抗体药物,好比说avastin,是经由按捺VEGF来治疗肿瘤或眼部疾病,收益很大。然则它并非对所有病人都有效,VEGF的感化或者只有40%-50%,还有50%-60%来自其他5-6个生长因子的感化。所以说零丁按捺VEGF并不克对所有肿瘤以及老年黄斑都有效。此外,因为生理赔偿感化的存在,靶向VEGF的疗效过一段时间就慢慢减退了。这是因为当VEGF被按捺的时候,其他几个生长因子的表达就增加了。

 

所以,若是以HIF为靶点,HIF调控粗俗的所有生长因子都邑被按捺。是以HIF的应用局限更广,按事理说疗效应该会更好,当然还需要进一步的验证。

 

运气好是因为一门心思干事情




《常识分子》:其时做研究的时候有没有想过相关工作或者会获诺奖?


王广良:其时没这么想,然则之后我感觉这个是非常主要的发现,这些工作照样要归功于霍普金斯大学精巧的研究情况和前提,给我们的课题供应了好多支撑。

 

《常识分子》:你在Semenza实验室做相关研究的时候有没有竞争敌手?

 

王广良:有的。此次同时获得诺奖的有三个实验室。其实,获奖实验室的工作都是以我当初在霍普金斯大学做的HIF基因克隆工作为根蒂的。当然之后他们做得非常深入,非常主要。

 

其时,英国实验室也在寻找一种克隆方式,和我在霍普金斯大学实验室要做的工作一般,但他们的方式跟我们的纷歧样,最后是我们先做出来的。其时我们也有很多交流,他们认为我的克隆方式不太或者实施,因为这个因子在细胞里是非常微量的,要经由大量培育细胞来纯化因子,又要去做测序并筛选基因,工作量太大了。然则我们仍然一步一步地做了,从92岁首起头到93年把基因克隆出来,论文是95年揭橥的。我用的方式的确工作量很大,需要从数个培育摇罐中获得的几百升细胞培育液里纯化获得几个微克的器材,也就是小试管底部的一点点器材,万一不小心丢掉了就要从新起头做。我的运气对照好,从头到尾做下去都非常顺利,没有显现用错试剂、丢掉样品或样品失活的事情。其实运气好也首要是因为当初一门心思干事情,感觉这项工作非常有意义。

 

如今从事药物研发



 

《常识分子》:你脱离约翰霍普金斯大学之后做了什么工作?

 

王广良:我更进展可以在药物斥地范畴可以做一些工作,然则药物研发需要多年的投入、大量的资金。当然首要是对于缺氧旌旗通路及HIF的功能机制还尚未有深入认识,所以尽管我们筛选了好多的先导分子,进展仍对照迟缓。但这些工作非常主要,我进展可以在应用范畴做点事情。如今有好多人都在做,不管谁可以做出来,不管是哪个公司,是不是跟我有关系,我都邑非常愉快,因为究竟是造福病人的。

 

前几年我回国来,进展可以找到投资,然则一向没有落实。因为新药斥地需要至少五到十年的时间,上亿的投入,而国内真正可以投入做新药斥地的照样很少,多为Me too、Me better,即在别人的根蒂上稍微改善或许做得纷歧样一点。而对HIF来说,是属于新靶点、新机理的First-in-Class药物斥地,风险照样蛮大的。

 

我感觉诺贝尔奖的公布是一个契机,关于这个范畴的靶点研究会获得增强,说不定我今后再找投资也会对照有说服力。

 

《常识分子》:如今跟Semenza传授有关联吗?

 

王广良:有关联。前几年我拉他一路到国内来成立公司研发药物。他是甘愿做这个事情的,我们已经在杭州成立了公司。然则资金没有到位,最后我们没有开展起来,有点可惜。之后就起头了商业战,国际交流方面也或者会有问题。

 

我的导师认为我们的工作在根蒂研究方面是非常主要,当然若是研发出应用价格就会匡助更多的人。今朝,上市的贫血治疗药物并不是我们本身做的,不外却证实了HIF的好多潜在应用价格,是一个很主要的研究范畴。这也或者是这么早获得诺贝尔奖的原因。我正本感觉或者要比及肿瘤治疗相关药物出来之后才会获奖,究竟其进献并不克只限于根蒂研究,要可以真切地造福人类健康。总之,不管是我们本身做照样其余公司做,都是很有意义的事情。

图说:2017年,Semenza(右四)到浙江大学做学术交流。左三为王广良。本图由受访者供应。

 

《常识分子》:如今你们的专利是不是已经授权给一些公司去做了?

 

王广良:当初我们拿到克隆HIF基因的专利也许是1998年,如今这个专利已经由期了。今后的专利都是属于做药物斥地的公司的。如今根基上人人也都能做了,也纷歧定有专利的限制了。

 

《常识分子》:回忆20多年前的相关工作奠基了本年诺奖的根蒂,最后,还有什么想和我们分享的吗?

 

王广良:我是从浙江晒台农村出来的,当初山区前提很差,后来见证了国内改造开放的成就,我感觉我的科研履历照样很有意义的。尤其是如今国内对制药范畴非常正视,有很大的投入,希望显现真正的新药、好药。

 

《常识分子》:对了,你是哪一年出生的?

 

王广良:今天刚好是我的生日!是我很好的一个生日礼品。1963年9月9日重阳日是我的生日,我的护照上面是公历的10月10日。


《常识分子》:你还没有和Semenza关联吧?


王广良:我方才给他写了个邮件,祝贺他获得诺贝尔奖。


《常识分子》:他还不知道今天是你的生日吧?


王广良:他不知道,他认为我是证件上用的10月10号生日。只有我家里人知道我的阴历生日。


《常识分子》:祝贺你,也祝你生日康乐!


王广良:感谢!总之,这项工作是有我们中国人介入进献的,也是很有意义的事情。


一个彩蛋,一路分享王广良的喜悦。



何东明、梅宝、李可对本文亦有进献。


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