中国科学报|李红杰：眼里有光，科研有热情
2023-08-12 12:50:40   来源：中国科学报   评论：0 点击：

　　“太酷了！”当登录果蝇衰老细胞图谱（AFCA）数据门户网站时，《科学》的两位审稿人赞不绝口。

　　在文章还未被接收时，李红杰就将该网站完全公开，与全球研究果蝇和衰老的科研人员分享资源数据。

　　这一举动不仅得到了审稿人的夸赞，其中的突破性研究成果更令他们眼前一亮。近日，相关研究论文发表于《科学》，这是以单细胞核分辨率创建的全球第一份果蝇衰老细胞详细图谱，为研究衰老及相关疾病提供了重要参考。

　　“科学要想飞速发展，共享数据很重要。我们乐于分享AFCA数据，是为了便于大家利用相关资源进行分析，深入挖掘衰老的秘密，帮人类找到健康长寿的方法。”论文通讯作者、美国贝勒医学院人类与分子遗传学系助理教授李红杰在接受《中国科学报》采访时表示。

　　对果蝇有特殊的情感

　　果蝇是生物学研究中很重要的实验模型，李红杰对它们有着特殊的感情，因为他两年里连发的两篇《科学》论文都以果蝇作为模式生物。

　　“在细胞层面，果蝇体内大部分的细胞类型与人的差不多；在基因层面，人体大约75%的疾病相关基因在果蝇身上具有功能相似的对应基因。”李红杰解释了选择果蝇作为研究对象的原因。

　　在美国国家科学院院士、美国斯坦福大学教授骆利群实验室做博士后时，李红杰跟SteveQuake实验室合作，学习了单细胞测序。2017年，他首次在《细胞》发表文章，第一次在果蝇身上做单细胞测序。自那以后，他越发有想法，陆续发表了多篇文章。

　　去年3月，李红杰联合了40多个研究果蝇的实验室，用新开发的单细胞测序技术建立了果蝇细胞图谱，为后续果蝇衰老研究打下了基础。他以第一作者身份首次在《科学》上发表论文。

　　人类身体衰老的基础是细胞衰老，为了破解细胞衰老的奥秘，李红杰和实验室成员饲养了很多果蝇。果蝇大约能活60~80天，要研究衰老就必须观察果蝇从出生到死亡的过程。几百个品系的果蝇被分装到不同的小管里，管子里放有玉米面、酵母、糖制成的食物。为了保证果蝇存活，一个月就得换一次食物，几百个管一个也不能漏。而用于衰老实验的果蝇，每两天就要换一次食物，并检查死了多少只，以便绘制出寿命曲线。

　　“我们在这批果蝇存活30天、50天、70天（分别相当于人类40、60、80岁的年龄）时采集样本，分别进行单核RNA测序，分析不同器官中单个细胞的基因表达变化，再把结果与5天大的年轻果蝇进行比较。”李红杰说。

　　每天都在捣鼓存放着果蝇的瓶瓶罐罐，但李红杰从未觉得枯燥。“我每天都在尝试新的实验，有时候很多天重复同样的步骤，大部分时间可能没有任何发现，但偶尔有一刻惊喜降临，我都会感叹科研魅力无穷。”

　　基于前期构建的果蝇细胞图谱，他们描述了果蝇163种不同细胞类型的衰老过程，从细胞组成的变化、差异表达基因的数量、表达基因数量的变化和细胞特性的下降这四个方面展开分析。他们获得了有用且有趣的发现。例如，大脑中的神经元细胞衰老缓慢，而肌肉、脂肪和肝脏等负责代谢功能的细胞衰老得最快。在果蝇的卵巢中，卵泡细胞的衰老速度比生殖系细胞快得多，这表明直接干预卵泡细胞而不是整个器官，可能有助于保持卵巢年轻。不仅如此，他们还首次发现并实验验证了脂肪细胞可以通过核分裂但细胞膜不分裂的方式增加细胞核数量。

　　AFCA使研究人员能够根据基因表达信息预测细胞的年龄。“如果我们对一个细胞的RNA进行测序，并分析它的基因表达模式，就可以确定细胞的年龄，这有广泛的应用前景。”李红杰说。

　　文章被拒也曾不敢面对

　　李红杰没料到投稿过程会如此顺利。第一轮，等了两个月便收到了3位审稿人的意见，而且都是正面积极的。不过还有一些小意见，比如其中一位审稿人指出研究中雌雄果蝇并未分开分析，如果将雌雄果蝇单独研究是否会得出同样的结论。

　　“他们提出的问题非常专业、非常有建设性。”李红杰很重视审稿人的意见，并重新做了分析，最终得出类似的结论。

　　另外一位审稿人的主要意见是，这篇文章研究了整个果蝇的衰老机制，以前发的一篇文章测的是部分组织（脑组织）的不同年龄，两种数据是否吻合？经过相互验证，团队发现，大部分的基因变化是一致的。

　　这一轮的意见整合花了约6周时间，修改后的文章再次提交给审稿人，很快便顺利通过。论文从投出到发表仅用了半年。

　　做科研往往是先苦后甜，投稿也是如此。早年间，李红杰经历过投稿的至暗时刻。

　　李红杰在美国加利福尼亚州巴克衰老研究所的HeinrichJasper实验室读博中期，将非常多的时间和精力投入到关于肠道菌群对衰老影响的研究上，研究通过控制一些炎症因子，改善肠道环境，从而延长果蝇寿命。“我认为那篇文章质量很高，可以投《细胞》，没想到吃了个闭门羹，转投其他期刊时也遭拒。一来二去很受打击，听到文章又被拒时完全不敢面对，也不想见‘老板’，只想关掉手机，屏蔽一切。”

　　好在后来通过爬山、跑步等运动调整心态，李红杰重回现实继续面对。最终那篇文章发表于《细胞-宿主与微生物》。“读博是学习方法、学习技巧、增长见识的阶段，它不能直接决定你的职业生涯，如果不能在很好的期刊发文要学会释然。博士后阶段的工作在很多情况下，对于接下来的职业发展更重要、有直接影响。”

　　做科研成功的秘诀：V+W+P

　　这项关于果蝇衰老的研究始于两年前，李红杰离开美国斯坦福大学，建立了自己的实验室。实验室刚成立时，他非常需要生物信息学背景的博士后，但美国处于新冠疫情期间，招人非常困难。

　　一次机缘巧合，来自中国台湾的一名专业对口的博士后向李红杰提出了申请，他面试表现很好，加入了李红杰实验室。他就是这篇《科学》论文的第一作者、主导了本研究数据分析工作的卢子乔。

　　卢子乔工作非常努力，美国很多的实验室都默认周六、日不用工作，但他每周六仍会准时出现在实验室。在这一点上，他和李红杰很有默契，他们两个常一起去实验室旁边的快餐店吃午饭。

　　“我经常同实验室的人讲，做科研就是3个字母：V+W+P。V代表vision，要多读文章、听报告，开阔自己的眼界；W代表workinghard，无论你多聪明，都不能眼高手低，必须苦干；P代表passion，要热爱科研才能长久坚持下去。”李红杰认为卢子乔具备这3点。

　　做科研的工资一般都比去公司上班低。李红杰以身边的同学为例，在美国做博士后的工资基本上每年平均5万到7万美元，而博士毕业去生物公司上班，每年工资可以拿到10万美元以上。

　　“所以，做科研没有热情根本不行，人心会非常浮躁，整天抱怨连连。”李红杰强调，“只有眼里有光，每天的科研才有意义，生活其实也是如此。”

　　一路坎坷，幸得爱人相伴支持

　　手握多篇顶刊论文、已是一名独立PI的李红杰，一路走来很坎坷。

　　身为河南人的他，体验过高考竞争的激烈。那时的录取政策是只能填报一个志愿，落选后会被调剂到其他学校。基于估分填志愿，李红杰填报了北京航空航天大学，而恰好那一届目标大学的分数奇高，考了622分的李红杰被调剂到一所“双非”学校。

　　既懊恼又不甘心的他，选择复读。但因第二年高考时身体状态不佳，发挥失常，他再次与心仪的大学失之交臂。

　　但李红杰并不想就此认命，几经挣扎，他决定再冒险复读一次。顶住各方压力，调整好状态，这一年李红杰考了666分，他填报了中国科学技术大学生物专业，迈出了科研事业的第一步。

　　后来，在国外摸爬滚打，李红杰用了10年时间从博士、博士后蜕变成实验室带头人。实验室的建成，他十分感谢的一个人是妻子齐艳艳。

　　李红杰出国读博时，齐艳艳为了两人不再聚少离多，也选择出国。在国内拥有临床医学学士学位的她，原本可以直接在美国考取医生执照，但那一年，两人有了可爱的宝宝，照顾孩子使得齐艳艳无暇分身，只能放弃做医生。

　　但她不愿完全放弃事业，先后在多个实验室工作，包括知名的HowardChang院士实验室，因为只有在实验室工作时间安排上相对自由，方便接送孩子。2017年，她帮助曾经一起共事的斯坦福大学AnsuSatpathy博士建立实验室，开始一边管理实验室，一边做实验。

　　“在得知我想建立实验室时，老婆非常支持我。2021年1月启动的实验室，她成了第一个加入实验室的同伴。由于是过来人，她为实验室搭建提供了非常多的经验，无论是采购仪器，还是与学校的人力资源部门打交道，都不在话下。而且她还是单细胞测序实验方面的专家。”

　　从实验室创建至今，在两人的努力经营下，团队成员已发展到9位。他们相处得像家人般融洽，实验室成员经常到李红杰家里参加假日聚会，擅长烹饪的齐艳艳会准备丰盛的美食。

　　李红杰是一个闲不住的人，他不喜欢一成不变、一眼就能望到头的日子，他对未知的生活充满期盼。在浩瀚的科学海洋里，这对科研伉俪将携手扬帆远航，探索更多的未知。

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