肺研究者汤楠:遇到墙不能绕着走

作者: 赵永新

来源: 赛先生

发布日期: 2023-01-12 18:00:47

女科学家汤楠在肺再生和肺疾病的生物学机制研究方面作出了重要发现,她强调科研中遇到问题不能绕着走,而应直面挑战。汤楠的研究从肺气管发育转向肺再生,通过实验和观察揭示了肺泡的再生机制,为肺疾病的治疗提供了新的思路。她的研究方法和态度对学生产生了深远影响,强调科研中的细节和深入探索的重要性。

生于1971年的女科学家汤楠,2012年回国后在北京生命科学研究所建立实验室,在肺再生和肺疾病的生物学机制研究方面连续作出了一系列重要发现。关于科研,她经常告诉学生:遇到墙不能绕着走,要想办法把墙上的砖一块一块地敲掉。“如果你绕着走,可能就把关键问题绕过去了。”

在博士即将毕业的时候,原本研究血管发育的汤楠告诉博导,她觉得肺气管发育很有意思,今后想做这方面的研究。美国加州大学圣迭戈分校的兰迪·约翰逊教授善意地提醒她:全世界得肺病的大多是发展中国家的穷人,制药公司不愿意在药物开发上投钱,研究经费也很难申请。约翰逊给汤楠出了个主意:你还是研究乳腺吧,这是国际上的大热门,经费容易拿,文章也好发。汤楠并没有听导师的劝告,而是凭自己的兴趣研究起了肺气管发育。

2012年11月,汤楠结束15年的留学生涯回国,成为北生所的实验室主任、博士生导师,开始了独立研究。这一选择,转变的不光是她的身份,还有研究重点。她把研究重点从自己熟悉的肺气管发育,转到了完全陌生的肺再生上。促使她做出这一转变的,是当年7月1日《新英格兰医学杂志》上刊发的一篇论文。这篇论文的作者是英国的一名医生。

15年前,他给一位33岁的女性肺癌患者切除了左肺,之后每年给这位患者的肺做高清度核磁共振影像检查,观察肺的变化情况。经过长达15年的连续观察和对比分析,这位医生得出一个非常确定的结论:这位患者的左侧肺切除后,右侧肺里的肺泡数量增加了64%,肺功能也增强了。

早在300年前,科学家们就发现了肺泡的存在。

肺的结构跟树有些类似:气管先分化为支气管,支气管再经过20多级反复分支,形成无数更细微的细支气管;细支气管的末端膨大成囊,囊的四周长出很多鼓鼓、中空的小囊泡——肺泡。一般人可能想不到,成年人的肺泡居然有3亿~5亿个之多,如果把这些肺泡全部铺平,面积大约为75~100平方米,有半个网球场那么大。肺的气体交换功能,主要是通过肺泡完成的。

肺泡的周围分布着许多毛细血管,吸入肺泡的富含氧气的气体,透过肺泡壁和毛细血管壁进入血液,静脉血就变为含氧丰富的动脉血,并随着血液循环输送到全身各处;肺泡周围毛细血管里所含的二氧化碳等废气,则透过毛细血管壁和肺泡壁进入肺泡,通过呼气排出体外。

2017年夏我第一次采访汤楠时,她随口说的一句话刻在了我脑子里。

汤楠回国刚开始做肺泡再生研究那几年,几乎每天面对的都是令人头疼的问题,有的学生忍不住抱怨:汤老师,问题怎么这么多啊?汤楠的回答是:问题多,意味着机会也多。“您的思维方式真特别。”我忍不住赞叹。“实际上也是这么回事。”汤楠说,“其实做科研最怕的就是你提不出问题,或者找不到问题。就拿肺再生来说,因为不知道的问题太多,所以只要你有一点儿突破,就属于新发现,可以结题、发论文了,虽然我们从来不这样做。”

2020年夏,汤楠和学生讨论问题赵永新摄她的名言是:魔鬼都藏在细节里。对于学生来说,这些要求还不是最难的。最难的,是找到“FIGURE FIVE”。在汤楠看来,一项好的研究,或者说一篇好的论文,要有“FIGURE FIVE”。“从FIGURE ONE到FIGURE FOUR,是描述‘是什么’和‘怎么发生的’,但FIGURE FIVE才是文章的精华,就是要解释‘为什么’。

前面费了洪荒之力,完成了从FIGURE ONE到FIGURE FOUR,就可以发很好的文章了。但对于我和我的团队来说,我们真正想做的,是如何‘ONE MORE STEP’(再进一步),去发掘现象背后的机理,尽管这一步更难做。”

2018年2月5日出版的国际学术期刊《发育细胞》的封面文章刊发了这项成果。

封面的图案,是所里的同事石孟利帮忙设计的,典型的中国风:莲藕代表肺泡祖细胞,荷叶代表扁平的肺泡一型细胞,花苞则代表立方体的肺泡二型细胞。这项成果前后花了6年时间,主要贡献者是论文的第一作者——博士研究生李蛟。

说话轻声细语、做事慢条斯理的李蛟,2013年7月加入汤楠实验室后,接手了一个一直没有突破的课题:采用世界上最前沿的双光子显微镜成像技术,实时、连续观察小鼠胚胎肺的发育过程,从中了解肺泡的发育过程,弄清肺泡上皮细胞的发育、分化机制。

注:本文摘编自《人民日报》高级记者赵永新新作《与女科学家面对面:成为你自己》。出版社:东方出版社作者:赵永新出版时间:2023年01月本书以敏锐的视角、生动的照片、细腻的笔触讲述了以颜宁为代表的七位70后、80后、90后“科学女神”成长、求学、科研、家庭生活等普通而多彩、平实而励志、执着而个性的人生故事,展现出新一代女科学家内心最真实的情感。

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