彭勃 探幽大脑“微小守护者”
作者 华南
发表于 2024年11月
彭勃进行学术演讲

小胶质细胞(microglia)是中枢神经系统中起源于卵黄囊的细胞。十几年前,在香港大学读博士研究生期间,彭勃第一次在显微镜下看到小胶质细胞,就觉得奇妙而美。视野中,小胶质细胞的细胞体很小,伸出几支树枝一样的突起,表面粗糙像有刺。细胞核形态并不规则,有肾形、椭圆形、短棒形,还有三角形。为此所吸引,他进入小胶质细胞这一中枢神经系统内最重要免疫细胞的科学探索之路。

当前,新一轮科技革命和产业变革深入发展,科技创新成为国际战略博弈的主要战场。习近平总书记强调,“国家科技创新力的根本源泉在于人”,“必须支持和鼓励广大科学家和科技工作者紧跟世界科技发展大势,对标一流水平,根据国家发展急迫需要和长远需求,敢于提出新理论、开辟新领域、探索新路径,多出战略性、关键性重大科技成果,不断攻克‘卡脖子’关键核心技术,不断向科学技术广度和深度进军,把论文写在祖国大地上,把科技成果应用在实现社会主义现代化的伟大事业中。”

走过十年。如今,彭勃已成长为复旦大学教授、博士生导师、脑科学转化研究院院长助理。他致力于神经免疫学研究,是脑科学研究领域“后起之秀”,在小胶质细胞研究领域具有国际影响力。他担任全球胶质细胞领域规模最大水平最高学术会议欧洲胶质细胞会议的程序委员会委员,是唯一的亚洲委员;参与全球小胶质细胞专家共识的起草,是唯一的国内起草人;自2020年起被Elsevier(爱思唯尔)评为中国高被引学者;在包括《细胞》(Cell)、《自然-神经科学》(Nature Neuroscience)、《神经元》(Neuron)、《细胞-干细胞》(Cell Stem Cell)、《免疫》(Immunity)等高水平学术期刊担任特约审稿人。

前不久,彭勃荣获第三届钟南山青年科技创新奖。

破解脑内小胶质细胞再殖现象的细胞起源之谜

作为大脑中一类重要的非神经元细胞,又是大脑中的常驻免疫细胞,小胶质细胞在大脑各种生理功能中扮演重要的调控角色,并参与中枢神经系统疾病的发生与发展,作为大脑中的“微小守护者”发挥着多种重要功能。

近年来,小胶质细胞科学研究备受关注,发展迅速。2015年,彭勃博士研究生毕业,成为小胶质细胞研究领域的一名新人。同年12月,他在中国科学院深圳先进技术研究院以副研究员的身份独立,组建了一支高水平的创新性研究团队,以小胶质细胞的更替起源和功能为主要研究内容,开展了一系列原创性的科研创新工作。

生物科学的基础研究是一项长周期工作,一个课题从立项到成果发表,通常需要三至五年,甚至更长。彭勃也是一样。只要实验需要,他和团队就要守在实验室盯进度。为此,他们看过深圳24小时中每个时辰的样子。有一次,为了能在工作时间内及时将样品送往其他机构并使用那边的设备进行接力操作,团队自发地在凌晨四点就开始了实验。当深圳这座城市还处在寂静之时,他们就在实验室开始忙碌了起来。大家在实验空隙啃着汉堡补充能量,并看着窗外的天色慢慢亮了起来。最后,团队圆满完成了实验。“那个时刻并不感觉累,反而觉得有一起吃苦的幸福,有团队的凝聚力,有共同的成就感和荣誉感。”彭勃说。

正因为有这么优秀的研究团队,彭勃才能够在实验室成立之初,就开展颇具挑战性的课题研究。与脑内的神经元细胞不同,小胶质细胞是一类处于更替之中的动态细胞,其时刻经历着细胞死亡与再生,并且两者之间达到动态平衡,维持细胞数目稳定。更替过程中新生小胶质细胞的起源是领域内长期以来的未解之谜,前人在小胶质细胞再殖这个特殊的更替状态中进行观察,认为新生的细胞起源于Nestin前体细胞。彭勃的直觉告诉自己,事情可能并没有那么简单。于是彭勃带领团队对小胶质细胞的再生起源展开科研攻关,并最终成功破解了脑内小胶质细胞更替再生的细胞起源之谜,从而结束了成年哺乳动物中枢神经系统内是否存在小胶质细胞前体细胞的重大争议,并对中枢神经系统再生研究和小胶质细胞稳态维持有着重大科学价值。“我们通过多种谱系追踪技术发现此前关于小胶质细胞更替再生的Nestin细胞起源假说并不正确,并证明再殖小胶质细胞完全起源于残存的小胶质细胞增殖。该现象是迄今为止在成年哺乳动物中枢神经系统内发现的唯一大规模细胞再生现象。”2018年2月,彭勃团队主导的这个研究工作发表在《自然—神经科学》杂志上。在题为《再殖小胶质细胞完全来源于残存小胶质细胞的自我增殖》的论文中,彭勃团队首次通过严谨的多种谱系追踪技术,系统阐述了再殖小胶质细胞的起源问题。

持续研究,屡有突破

2019年,彭勃加入复旦大学脑科学转化研究院,继续开展小胶质细胞的研究。

次年,彭勃课题组基于对小胶质细胞更替再生机制的基础上(同时最初的现象是来自于一个实验意外),开发用外源性细胞替换原生小胶质细胞的移植方案,在全中枢神经系统范围内实现了高效地细胞替换。“我们开发的三种全新的小胶质细胞替换方案,首次在全中枢神经系统范围或特定脑区实现高效替换小胶质细胞。这为神经退行性病变提供了全新的治疗思路和实现方案。三种方案各自的优势和适用场景将给未来的临床治疗提供多种选择。我们的方案也是首次在中枢神经系统内实现大规模的细胞移植。”彭勃说。2020年8月11日,这一成果被《细胞-报道》(Cell Reports)刊发。投稿的时候刚好遇上新冠疫情,封控对文章修稿过程中补实验带来了很多不便,使得该研究工作远没达到其预期。

本文刊登于《中华儿女》2024年11期
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