文獻(xiàn)解讀

廣州國(guó)家實(shí)驗(yàn)室及廣州醫(yī)科大學(xué)劉會(huì)生/徐濤/趙金存團(tuán)隊(duì)于2024年4月23日在Nature子刊Signal Transduction and Targeted Therapy發(fā)表封面文章“FGF7 enhances the expression of ACE2 in human islet organoids aggravating SARS-CoV-2 infection”。該研究團(tuán)隊(duì)利用胰島類器官、臨床樣本和小鼠模型，系統(tǒng)地揭示了新冠感染下FGF7通過上調(diào)胰島，尤其是β細(xì)胞中ACE2的表達(dá)水平，為病毒提供了額外的結(jié)合位點(diǎn)，加速了病毒在胰島細(xì)胞中的入侵和復(fù)制。提示抑制FGF7- FGFR2通路以降低ACE2表達(dá)可能有助于預(yù)防病毒感染，從而有助于緩解COVID-19。瑞沃德冰凍切片機(jī)FS800助力該研究中類器官組織切片相關(guān)實(shí)驗(yàn)，為課題的順利開展提供了支持。

您和團(tuán)隊(duì)今年4月份在Signal Transduction and Targeted Therapy上發(fā)表了一篇高水平機(jī)制研究的論文，能和我們簡(jiǎn)單介紹一下這篇文章的主要內(nèi)容嗎？

廖志贏：近五年來(lái)新型冠狀病毒傳染病的爆發(fā)和蔓延給我們的經(jīng)濟(jì)和生活帶來(lái)了巨大的影響。近年來(lái)隨著新冠毒株毒性的減弱，新冠對(duì)人們生命健康的影響愈發(fā)減小，但是不斷出現(xiàn)的新型變異株依然使得感染率呈現(xiàn)季節(jié)性持續(xù)攀升，因此尋找一種更為廣譜的阻斷不同種類新冠變異株感染的方法至關(guān)重要。

血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2（ACE2）是目前公認(rèn)的SARS-CoV-2入侵細(xì)胞主要的結(jié)合受體，已有研究證明通過降低ACE2在細(xì)胞膜表面的表達(dá)水平可以有效地抑制新冠病毒對(duì)細(xì)胞的感染和損傷。因此，尋找調(diào)控ACE2表達(dá)水平分子是治療COVID-19的一種有前景的策略。在這項(xiàng)研究中我們發(fā)現(xiàn)成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子7（FGF7）能夠增強(qiáng)人胚胎干細(xì)胞來(lái)源的類器官中ACE2的表達(dá)，為更多的病毒提供結(jié)合位點(diǎn)，從而加劇SARS-CoV-2的感染和復(fù)制。而FGFR抑制劑可以有效逆轉(zhuǎn)由FGF7引起的ACE2的上調(diào)表達(dá)，有效地阻止了病毒感染。這個(gè)研究為開發(fā)新的治療策略提供了理論基礎(chǔ)。

聽起來(lái)是一項(xiàng)對(duì)臨床新冠治療非常有指導(dǎo)意義的發(fā)現(xiàn)，這項(xiàng)研究具體使用了哪些方法和模型？

廖志贏：我們首先利用體外類器官模型確定了FGF7可以上調(diào)ACE2在胰島類器官β細(xì)胞、肺泡類器官和小腸類器官中的表達(dá)；通過小鼠模型確認(rèn)了新冠病毒感染下，胰腺部位FGF7顯著上升；通過臨床病人樣本進(jìn)一步驗(yàn)證了病人在感染病毒后血清中FGF7濃度的一個(gè)變化。實(shí)驗(yàn)手段包括干擾片段的使用、測(cè)定基因轉(zhuǎn)錄水平和蛋白水平、切片染色、測(cè)序生信分析等，從而驗(yàn)證了FGF7調(diào)節(jié)ACE2的表達(dá)及潛在機(jī)制。

研究涉及到三種樣本類型，想必工作量一定很大。這項(xiàng)研究耗時(shí)多長(zhǎng)時(shí)間？主要涉及了哪些工作？

廖志贏：工作量的確很大，這項(xiàng)課題我們聯(lián)合了徐濤院士課題組，趙金存教授課題組以及武漢金銀潭醫(yī)院多個(gè)團(tuán)隊(duì)共同合作完成。本課題中用到了人胚胎干細(xì)胞分化的類器官模型、肥胖小鼠動(dòng)物模型和感染不同程度新冠的病人的血清樣本，通過相關(guān)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、病毒樣本分析及臨床樣本數(shù)據(jù)分析等工作，從21年6月份展開，直到24年5月份見刊，歷經(jīng)三年時(shí)間。在這期間，我們每周都會(huì)進(jìn)行課題討論，確保有目標(biāo)地開展各項(xiàng)工作，推動(dòng)課題進(jìn)展。

這項(xiàng)研究持續(xù)這么長(zhǎng)時(shí)間，您印象最深刻的一段經(jīng)歷是什么？

廖志贏：從課題開始初定，到有了初步的結(jié)果，到完美的復(fù)現(xiàn)和最后文章被接收，每一個(gè)過程都印象深刻。但現(xiàn)在回想起來(lái)，印象最深刻的應(yīng)該是當(dāng)時(shí)投稿后審稿人給了回復(fù)意見，我們開始更有針對(duì)性地修改文章的那段時(shí)間。那段時(shí)間大家集思廣益，查閱文獻(xiàn)，嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)計(jì)和緊密開展實(shí)驗(yàn)，分析數(shù)據(jù)，最終經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)半年多的實(shí)驗(yàn)和修稿，我們及時(shí)并完整地回復(fù)了審稿意見，文章最后被認(rèn)同。

就現(xiàn)在的研究結(jié)果來(lái)看，您覺得未來(lái)還有哪些問題值得繼續(xù)探討？

廖志贏：就目前結(jié)果來(lái)看，課題還有很大的延伸拓展空間。本次發(fā)表的研究成果證明FGF7的確是能夠增強(qiáng)ACE2的表達(dá)，進(jìn)而加重新冠病毒的感染。下一步，我們將繼續(xù)探究FGF7調(diào)控ACE2表達(dá)的下游機(jī)制，進(jìn)而找到更精確的調(diào)控靶點(diǎn)，為藥物篩選提供思路和理論依據(jù)。

文章中胰島類器官部分的研究用到了免疫熒光染色技術(shù)，比起常規(guī)的動(dòng)物組織切片，您覺得類器官的冰凍切片有什么不同？

廖志贏：類器官培養(yǎng)周期很長(zhǎng)，它的規(guī)格通常在微米到毫米級(jí)別。因此切片過程中需要額外注意減少樣本損失，這對(duì)包埋切片技術(shù)和切片機(jī)儀器本身都有著很高的要求，而瑞沃德冷凍切片機(jī)就很好地滿足了我們。

通過使用瑞沃德冰凍切片機(jī)，您覺得它有哪些優(yōu)勢(shì)？

廖志贏：首先，這臺(tái)儀器的運(yùn)行溫度穩(wěn)定，切片和修片的過程不會(huì)因?yàn)闇囟鹊淖兓?dòng)太大導(dǎo)致樣本被破壞；其次，這臺(tái)機(jī)器有自動(dòng)紫外殺菌和自動(dòng)除霜的功能，為整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中適當(dāng)?shù)沫h(huán)境潔凈度和濕度提供了保障；最后，它操作簡(jiǎn)單易上手，樣品頭易于進(jìn)行角度調(diào)整。這些對(duì)我們的實(shí)驗(yàn)順利開展都有很大的幫助。

您加入劉教授團(tuán)隊(duì)的契機(jī)是什么？

廖志贏：我碩士畢業(yè)后應(yīng)聘了劉老師課題組，并作為實(shí)習(xí)研究員加入團(tuán)隊(duì)，承擔(dān)細(xì)胞培養(yǎng)、分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)和一些實(shí)驗(yàn)室日常安全管理工作。

學(xué)習(xí)期間，劉老師對(duì)我提出了勤于鉆研、肯學(xué)的學(xué)習(xí)要求，我也為之付出努力，在劉會(huì)生老師和孟皓老師的諄諄教導(dǎo)下學(xué)到了很多有關(guān)干細(xì)胞、類器官相關(guān)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，繼而向劉老師表達(dá)了想繼續(xù)深造讀博的想法。在得知?jiǎng)⒗蠋焾F(tuán)隊(duì)有博士名額后，毫不猶豫就申請(qǐng)了，也很幸運(yùn)地成為了劉老師第一批博士生的一員，有機(jī)會(huì)繼續(xù)在類器官領(lǐng)域?qū)W習(xí)更加前沿的知識(shí)和技術(shù)，接觸到更多更優(yōu)秀的老師和同學(xué)，感覺非常有意義。

這項(xiàng)研究聯(lián)合了不同的課題組，對(duì)此您最大的收獲是什么？有什么經(jīng)驗(yàn)可以分享嗎？

廖志贏：我們非常感謝徐濤院士課題組、趙金存教授課題組和金銀潭醫(yī)院團(tuán)隊(duì)的幫助和鼎力支持，團(tuán)隊(duì)間合作非常重要！通過合作可以將每個(gè)組的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，達(dá)到“1+1大于2”的效果，可以更快更高效地推進(jìn)和完成課題研究。隨著科學(xué)研究的不斷發(fā)展，現(xiàn)在一個(gè)大的研究課題僅僅依靠一個(gè)課題組的力量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，那么聯(lián)合每個(gè)課題組的優(yōu)勢(shì)，共同合作解決一個(gè)前沿、復(fù)雜的科學(xué)問題就顯得尤為重要。同時(shí)，在合作中還要及時(shí)地交流與討論，進(jìn)行資源共享，大家圍繞一個(gè)目標(biāo)為之添磚加瓦，不斷豐富研究?jī)?nèi)容。

和我們聊聊您的科研心路歷程吧

廖志贏：行則將至。只有付出了努力和汗水，才能有收獲。雖然每日高強(qiáng)度和長(zhǎng)時(shí)間的工作很辛苦，但學(xué)習(xí)總是永無(wú)止境，每當(dāng)順利完成了實(shí)驗(yàn)或者學(xué)到了新的知識(shí)，就會(huì)覺得一切付出都值得。當(dāng)然不僅在科研方面，還有其他自身修養(yǎng)的提高，應(yīng)對(duì)困難險(xiǎn)境的挑戰(zhàn)奮進(jìn)，處理心理壓力時(shí)的沉著冷靜以及保持一顆想要探索和發(fā)現(xiàn)的心，都是我所收獲的，也是未來(lái)需要一直秉持的態(tài)度。

對(duì)于一些剛?cè)胄ｉT的科研新人您有什么建議？

廖志贏：首先目標(biāo)要明確，好好管理和把握學(xué)習(xí)時(shí)間；其次，無(wú)論是選擇科研還是其他方向，懶惰拖延的習(xí)慣都是一大絆腳石；最后，保持樂觀的心態(tài)很重要，科研的過程往往煩悶而艱辛，但是獲得結(jié)果所帶來(lái)喜悅和興奮也能成為你前進(jìn)的強(qiáng)大動(dòng)力。總的來(lái)說(shuō)，無(wú)論選擇什么方向，都要有切實(shí)的目標(biāo)和想法，并付諸行動(dòng)。

如果您想了解瑞沃德病理產(chǎn)品

歡迎點(diǎn)擊申請(qǐng)免費(fèi)試用

會(huì)有專業(yè)人員與您聯(lián)系