解码基因密码,探索生命奥秘 ——记山东第一医科大学詹显全
21世纪是生命科学的世纪。科学家对人类基因的研究,不仅揭示了人类的过去,而且也可能指明了人类前进的方向。
早在1990年,中国科学家就和美、英、法、德、日本等国科学家一道,共同参与了人类基因组计划,旨在要揭开组成人体约2万个基因的30亿个碱基对的秘密。该计划与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划,研究成果让人类第一次读懂了自身的诸多奥秘。
如今,人类基因组计划早已经完成,但人类对于生命科学的探索却远未止步。随之而来的,是以“蛋白质组”为研究对象的生命科学时代的到来,这项研究对人类自身的健康和医疗,意义尤为重大。
从华西到湘雅再到山东第一医科大学,从美国到国内,山东第一医科大学詹显全教授是一位在蛋白质组学研究领域不断探索的优秀学者。他在国内外首次开展了恶性肿瘤血管新生的动态蛋白质组学研究,其垂体瘤蛋白质组学研究在国际上处于主导地位,大力开展蛋白质翻译后修饰研究、使硝基化蛋白质组学研究在国际上处于领先地位,率先开展了卵巢癌能量代谢异常的多组学研究。
负笈海外,慢慢学研路
1989年,詹显全考入华西医科大学,并在那里一路读到博士,他深情地回忆说:“在那里,我度过了美好的10年”。
硕士阶段,詹显全的研究方向是职业流行病学。攻读博士后,他有意识的选修了分子生物学、分子病理学等方面的内容,自行设定了“石棉致肺纤维化的机制”博士课题并开展研究。后来,他在中南大学湘雅医学院从事博士后研究并留在那里工作,如今又到山东第一医科大学,一步一个脚印,不断开拓创新。
2001年,詹显全前往美国田纳西大学健康科学中心和克里夫兰临床医学中心深造。在美国,他一直从事肿瘤蛋白质组学、多组学和生物标志物的研究,并且取得了不少成果。詹显全是国际上最早提出硝基化蛋白质组和硝基化蛋白质组学概念的科研人员。2008年,他还受邀加入了欧洲预测预防个体化医学协会(EPMA),开始从事PPPM研究,提出并倡导从多参数系统策略角度采用整合组学的手段对PPPM和精准医学进行研究与实践,获得国际学术界的一致好评。
2012年,他回到国内,担任中南大学湘雅医院卫生部肿瘤蛋白质组学重点实验室和结构生物学与药物设计湖南省工程实验室特聘教授、实验室副主任,参与实验室建设和学科发展,并从事疾病蛋白质组学、修饰蛋白质组学、生物标志物、系统生物学等研究。
回国以来,詹显全与陈主初一起,为推动国内蛋白质组学学科的发展做了很多工作。他们致力于蛋白质组学和结构生物学研究的转化应用,成立了抗癌药物国家地方联合工程实验室。他们还在湘雅建立了教育部备案的临床医学一级学科下二级学科—临床蛋白质组学与结构生物学,共同成功申报获得国家临床重点专科建设项目/肿瘤蛋白质组学重点实验室建设项目,为学科发展和人才培养奠定基础。
目前,詹显全的主要研究方向是肿瘤蛋白质组与蛋白质存在形式、肿瘤多组学与生物标志物、肿瘤预测预防个体化医学及精准医学分子靶标研究。从多参数系统策略角度,发展和应用多组学技术服务于肿瘤个性化医学和精准医学实践。在国际权威刊物上系统论述了肿瘤多组学研究与实践的理论基础,率先论述不同组学对个性化医学和精准医学研究实践的不平衡贡献,提出以表型组为重心的肿瘤多组学研究,认为蛋白质组和代谢组是表型组的两个同等重要元素。
开启多学科交叉的创新科研之路
詹显全认为,随着科学的发展,多学科交叉研究显得越来越重要,以肿瘤蛋白质组学和多组学研究为例,这就是一个典型的多学科交叉融合的前沿科学研究。“要研究蛋白质组,就要具备一些物理学、化学、分析化学、有机化学等;多组学要涉及到很多大数据,这就要用到统计学、生物信息学、计算生物学等;对于获得的关键蛋白质分子要进一步研究其功能和机制,那么我们必须用到生物化学、细胞生物学、实验动物学、分子生物学、结构生物学等”。
因为其在蛋白质组学研究领域的突出贡献,詹显全先后入选湖南省百人计划特聘教授、湖南省医学学科带头人、山东省泰山学者特聘专家、济南市“A”类高层次人才;获得湖南省潇湘友谊奖和湖南省国际科学技术合作奖。
他已主持和参与了26项国家级和省级科研项目,包括国家863项目、国家自然基金项目、湖南省自然科学基金、山东省自然科学基金,湖南省百人计划人才基金,湖南省高层次卫生人才225工程医学学科带头人类人才基金,中南大学531人才工程基金,济南市“A”高层次人才基金,山东省泰山学者特聘专家人才基金,国家临床重点专科建设项目重点实验室项目等。目前,这些项目都进展顺利,有的已圆满结题。
为进一步加强国际交流,他还先后邀请国际著名的质谱学和蛋白质组学专家、美国田纳西大学Desiderio教授为中南大学的终身名誉教授,并与欧洲预测预防个体化医学协会(EPMA)进行紧密合作,积极参与每两年一届的EPMA国际大会,在国际上积极宣传湘雅医院和山东第一医科大学。他还和德国汉堡大学、德国马普研究所、加拿大布鲁克大学的教授合作从事蛋白质存在形式(Proteoforms)研究,和德国波恩大学、澳大利亚艾迪文思科大学的教授合作从事肿瘤多组学研究,和埃及艾因夏姆斯大学、欧洲马耳他大学的教授合作从事卵巢癌能量代谢的多组学研究。
在国内,他也和北京神经外科研究所、湘雅附三院、北京友谊医院、齐鲁医院、山东省立医院、山东省肿瘤医院等有广泛的合作。
詹显全认为,做科研一定要有兴趣,但与此同时,工作的严谨性、科研的创新意识非常重要。“当然,要想出成绩,科研人员除了坚持还是坚持,一旦确定了那个研究方向,一定不能轻易半途而废——从99年开始我一直从事蛋白质组学研究,而且现在还在继续做,并且我发现蛋白质组学研究越来越有趣。随着认识的深入,蛋白质存在形式(proteoform)概念的提出极大的丰富了蛋白质组的内涵,进一步我们还丰富了蛋白质存在形式的完整概念,并在国际学术刊物上于2023年首次使用了“proteoformics”这个术语,蛋白质存在形式研究是蛋白质组学研究的更高层次,必将影响着整个医学科学和生命科学的发展,对此我们建立了高通量的蛋白质存在形式研究技术,发现双向电泳(2DE)的每个胶点包含几十个至几百个蛋白质,颠覆了人们40年来对双向电泳的传统认识,2DE联合液相色谱-质谱(2DE-LC/MS)为大规模研究蛋白质存在形式提供了技术支撑,引来德、美、加国际知名专家的合作,这就是坚持的魅力”。
展望未来,詹显全希望能够在蛋白质组学领域和多组学领域做得更深更细,为精准医学实践贡献力量。“做研究需要沉得住气,静得下心,我是属于那种对科研很感兴趣的人,虽然经常加班熬夜很累,但我并不觉得科研枯燥乏味。工作压力肯定是有的,不过我会听听音乐、做一些运动,来自我调节,争取以更好地状态投入到工作当中”,詹显全说。我们相信,随着他在山东第一医科大学创新科研工作的不断深入,一定能谱写出更为绚烂的篇章。
专家简介
詹显全,山东第一医科大学教授、博士生导师、博士后合作导师,济南市“A”类高层次人才,山东省泰山学者特聘专家,英国皇家医学院(RSM)外籍院士,美国临床肿瘤学会(ASCO)的高级会员、美国科学促进会(AAAS)会员、欧洲预测预防个体化医学协会(EPMA)的国家代表,欧洲科技合作组织(e-COST)科技项目的海外评审专家、英国科学基金项目的海外评审专家,国家自然基金、国家留学基金、博士后基金、科技部重大专项的项目评审专家。来济南前为中南大学教授、博士研究生导师、博士后合作导师,协同创立抗癌药物国家地方联合工程实验室并任技术委员会委员、技术带头人和副主任,协同创立教育部备案的二级学科“临床蛋白质组学与结构生物学”学科并任学术带头人和学科负责人,共同成功申报获得国家临床重点专科建设项目/肿瘤蛋白质组学重点实验室建设项目并任学科带头人,入选湖南省百人计划特聘专家、湖南省高层次卫生人才“225”工程医学学科的学科带头人; 被授予湖南省国际科学技术合作奖和潇湘友谊奖。应邀为107种国际SCI期刊担任审稿人,担任105种国际学术期刊的编委,为《EPMA Journal》(中科院一区,IF=8.836)的副主编,《Frontiers in Endocrinology》(中科院二区,IF=6.055)的副主编,《BMC Medical Genomics》(中科院三区,IF=3.91)的副主编。已发表学术论文166篇,参编国际学术专著30本,主编国际学术专著8本,获得美国发明专利2个,正在审批的国内、国际发明专利有4项。受邀在国际SCI期刊《Mass Spectrometry Reviews》 (中科院一区,IF=10.946)、《EPMA Journal》(中科院一区,IF=8.836)、《Frontiers in Endocrinology》 (中科院二区,IF=6.055)、《Oxidative Medicine and Cellular Longevity》(中科院二区,IF=7.310)等杂志上客座编辑了16个专刊。目前正致力于从多参数系统策略角度阐述肿瘤的分子机理、发现肿瘤分子标志物,研究并整合基因组、转录组、蛋白质组和代谢组的变异来实现肿瘤的预测、预防与个体化治疗及精准医学。