刘 佳
根据世界卫生组织的定义,超重和肥胖是指机体异常或者过度的脂肪堆积。目前,超重和肥胖已成为全球引起死亡的第五大风险,全球每年至少有280万人是“胖死”的。在中国,超重和肥胖问题同样严峻。据国际医学杂志《柳叶刀》发布的数据,2016年我国肥胖人群已达约9000万,其中重度肥胖者有1200万,位居全球榜首,因肥胖引起的2型糖尿病等疾病的发病率也逐年攀升,超重和肥胖及其引起的并发症业已成为一个严重的公共健康问题。
在对超重和肥胖的研究过程中,科学家发现了一种人体自有的“脂肪克星”——产热脂肪(棕/米色脂肪),或可在人类减肥减重及预防治疗相关疾病方面大有作为。根据脂肪组织的不同功能,脂肪可以分为白色脂肪、棕色脂肪和米色脂肪。白色脂肪是“致胖之源”;米色脂肪形态上介于白色脂肪和棕色脂肪之间,具有可塑性;产热脂肪则是负责分解白色脂肪并将其转化成二氧化碳、水和热量的“好脂肪”。产热脂肪究竟如何工作?如何将产热脂肪用于预防或治疗肥胖及其并发症……为了回答这些问题,陈勇潜心研究十多年,以多年所学和研究成果,投入到这场关乎全人类健康的白色脂肪的阻击战中。
立身研究,揭开产热脂肪的神秘面纱
2002年,一直被认为是“婴幼儿专属”的产热脂肪在成人体内被发现,并表现出极大的个体化差异:在体型纤细的人体内,产热脂肪尚有留存,而在超重人群体内,产热脂肪的存量近乎为零。产热脂肪在成人体内被重新发现,其可以消耗储存在营养物中的能量并产生热量,减少白色脂肪堆积,从而降低体重以及由于超重或肥胖导致的2型糖尿病的患病风险,这些特性让产热脂肪迅速成为全球相关研究的焦点。
这个汇聚众多目光的研究课题,同样吸引了当时正在华中科技大学同济医学院就读临床医学专业的陈勇。出身医护家庭,让陈勇更加看重预防和治疗的相互作用。在他看来,只明白“怎么治”是不够的,更要明白“人为什么会得病”和“如何预防这种病”。对于产热脂肪的研究,恰恰能够回答这两方面的问题,无论是疾病上游的病因溯源,或是临床层面的具体运用,对产热脂肪的研究都具有极大价值。
本科阶段结束后,陈勇赴德国攻读硕士和博士学位,开始对产热脂肪进行系统研究。在此期间,陈勇主要研究3个问题:产热脂肪从哪儿来?白色脂肪是否可以转化为产热脂肪?产热脂肪的个体化差异由何而来?
为了彻底弄清楚这3个问题,陈勇几乎成了动物房的“常住居民”。一笼笼实验鼠、一个个实验数据……积微成著,陈勇终于得到了他想要的答案:通过miRNA测序,陈勇发现了在产热脂肪发育中发挥重要作用的调控因子——miR-155,并揭示了它通过抑制目标蛋白C/EBPβ的反应抑制产热脂肪发育的机制,更进一步发现在产热脂肪细胞分化中miR-155与C/EBPβ形成负反馈循环发挥调控作用。陈勇的另一项重要研究是发现并定义了一种非典型性产热脂肪细胞——糖酵解米色脂肪细胞,以及募集这类细胞的因素和发育的调控机制。通过对产热脂肪调控因子的了解,陈勇回答了“转化”和“差异”的问题,为应用产热脂肪功能防治肥胖和2型糖尿病开辟了新的可行性途径。这项成果也为陈勇赢得了“成绩最优等”的评价,他以最高成绩结束博士阶段的学习,并顺利入驻波恩大学医院(德国)生物医学中心,开始博士后阶段的工作。
留德9年,陈勇已经从当初连德语都听不懂的青涩学生,成长为产热脂肪研究领域的专家。然而陈勇并未满足于此,同济医学院校友、院士裘法祖“做人要知足,但是做学问要不知足”的求知态度不断激励着陈勇。在与美国顶尖实验室进行多次深度合作后,陈勇萌生了赴美的念头。
“对于产热细胞的研究也是有派系的,欧洲和美国都算得上是这项研究的中心之一。现在欧洲这边的研究我已经明白了,我想要去美国看看,把美国的研究模式也搞明白。”抱着学习和继续研究的心态,陈勇接受邀请,以单项项目负责人的身份入职加州大学旧金山医院糖尿病中心。
在这个努力钻研的团队里,陈勇着重对产热细胞进行全面深入了解,并对其功能进行充分研究,从而深入了解产热脂肪消耗白色脂肪的生理机制,并对产热脂肪具体的调节功能进行分析。陈勇主持或参与的研究成果先后发表在Nature、Cell、Nature Medicine、Nature Communications、Cell Metabolism、Developmental Cell、Pharmacology & Therapeutics等国际顶级期刊,他也担任了多个国际著名期刊审稿人。
学成归国:要做“雪中送炭”的人
在国际学术界崭露头角的陈勇,始终没有忘记自己的初心。在陈勇看来,充分发挥自身医生和科学家的双重身份优势,将科研成果与临床治疗紧密联合,让产热脂肪在实际治疗领域发挥其作用,是他研究的最终目标。而中国作为全球肥胖人口数量最多的国家,也亟需这样的研究成果应对日趋严重的超重、肥胖问题及由此导致的2型糖尿病的患病风险。怀揣梦想、谨记责任,2019年,游学海外十余年的陈勇回到中国,开始就如何在人体内招募或激活产热脂肪来对抗超重或肥胖展开进一步研究。
围绕这个探索方向,回国后,陈勇的研究主要分两个方面展开,其一,延续前期研究发现的新型产热脂肪调控通路,应用发现的调控因子驱使脂肪细胞向新型产热脂肪细胞转变,积极开展相关动物实验,力求向临床应用转化;其二,产热脂肪被发现是内分泌和旁分泌细胞,分泌的细胞因子或外泌体可以参与机体免疫功能的调节以及细胞—组织器官之间的对话调控,从而使机体抵御外界细菌、病毒等病原体的侵入和感染。基于这一发现,陈勇开展产热脂肪外泌体miRNAs通过体内循环系统向靶器官聚集和发挥调控作用的机制研究,并希望通过在人体内更深入地了解产热脂肪的生理功能和作用以及调控机制,尽早实现以产热脂肪为用药靶点,预防或治疗肥胖和2型糖尿病及其并发症的目标。除基础研究外,陈勇也在2型糖尿病并发症治疗领域发力,使用外泌体囊泡调控因子加速伤口修复治疗“糖足”以达到避免截肢之目的的国家自然基金面上项目,也在陈勇的主持下顺利进行中。
放弃了条件更好、设备更完善的成熟研究所,陈勇回到了自己的母校,从“光杆司令”干起,他的愿望是在同济医院建立内分泌代谢研究所。谈到自己的选择,陈勇说:“成熟的研究所条件固然好,但是去到那里我能做的只是‘锦上添花’,而我更希望做的是‘雪中送炭’。我想要在同济医院,将我所学所见传递给更多后来者,践行自己的科研梦想和医学梦想,尽我全力来帮助学校内分泌学科的发展和提升。”
目前,属于陈勇的科研团队正逐步建立,在他的努力和同济医院以及内分泌科的全力支持下,同济医院内分泌代谢研究所已见雏形。连接基础科研和临床实践,在基础条件逐渐完备的情况下,陈勇将下一步的重点放在平台的建立和拓宽上。经历过“欧洲模式”和“美国模式”,陈勇逐渐摸索出一条接轨国际最新研究成果、兼收并蓄、重视实践的研究路线,并希望能在教学的过程中,将这种方法传递出去:“我希望我的学生能有所传承,往精专的角度进发,将前期的成果和数据传承下来,开发出新的成果并应用到临床上。这是团队发展的希望,也是平台得以拓宽的基石。”
2020年,陈勇荣获“求是杰出青年学者”奖章和称号。在陈勇看来,这是一个“有前瞻性的奖项”,一方面是对自己在和肥胖和2型糖尿病研究领域的成果的肯定,另一方面也是看到了产热脂肪在相关疾病治疗领域的广阔前景。尽管目前关于产热脂肪的研究成果颇为丰富,但将产热脂肪作为用药靶点,向临床治疗转化仍是一个国际难题。基于研究生产的药物均处于临床验证的阶段,同时伴有严重的副作用。如何开辟新的道路、找到新的方法,为产热细胞临床应用找到可行的通路,是陈勇接下来研究的主要方向。从研多年,工作成了陈勇唯一的爱好,在他看来,每工作一段时间,他就觉得自己离目标更近一点。未来,陈勇将以最饱满的热情、最昂扬的斗志投身到科研事业中,不畏艰辛,不知疲倦。