刘妍:迷你脑的YAN究者


发布人:日期:2024-09-29

刘妍,湖南师范大学生命科学学院1999级本科生、2003级硕士研究生,南京医科大学药学院副院长、教授、博士生导师,国家自然科学基金委杰出青年基金获得者,中国细胞生物学学会神经细胞生物学分会副会长,带领自己的团队不断探索关于大脑发育和疾病的秘密。今天让我们一起听一听她的心路历程。

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我的故事开始于有着“秋风万里芙蓉国”之称的湖南。家乡多山水,植被茂盛,物种丰富,青山绿水间随风飘荡着蒲公英的种子,激荡起我对生命科学最初的热爱。小时候我最喜欢翻阅家里的各种书籍,从自然科学到人文历史,无所不读。逐渐地,眼中的草木虫鱼皆成天地,让我对这个世界充满了好奇和疑问。“问渠那得清如许?为有源头活水来。”这些好奇是我科研之路的起点。


识水:迈出探索第一步

考入湖南师范大学学习生命科学专业,我便迈出了对科学的第一步探索。湖南师大留给我的印象是“坚韧如水,细致如水”。院里的刘筠院士,他从贫寒出身,与鱼结缘,成功人工繁殖四大家鱼,在世界上首次研制出了异源四倍体鲫、鲤,为国人的餐桌上多添了一盘鱼。于是我学到了关于科研的第一课——须刻苦勤奋、勤学善思、造福于民,须像水一样清澈、纯净、无私,更要像水一样去生活和工作——柔软顺应,却又能穿石破浪。多年以后,当我第一次听到习主席“把论文写在祖国大地上”的教诲,心中感慨万千,不由得又想起了刘筠院士的身影。虽然我后来的科研工作和鱼无关,但即使在二十年后的今天,我还常常梦到一条条大鱼跃出水面,拍起浪花,提醒我初心所在。

大学时读过毛主席的一句诗:“自信人生二百年,会当水击三千里”,我深深地被这份豪迈气概所感动,心里种下了一颗种子——要走万里路,要读万卷书,要去啃最硬的骨头,解决最难的问题!带着这股劲头,我从湖南师大生科院李万程教授实验室硕士毕业后来到复旦大学上海医学院人体解剖与组织胚胎学系攻读博士学位。在我的印象中,复旦更为庄重,严肃,像一块巨石,像一座山。读博的时光充实而忙碌,实验的失败、总结、重复是家常便饭,挑灯夜战、通宵达旦也是生活的日常。在这里,每个人都在忙,每个人都在持续前进,几年间我几乎没有听到过周围同学的抱怨,听得最多的是老师和同学对课题与实验的思考、复盘和总结。在这里,时光仿佛开着加速度,催着推着人往前。我就像一个平凡渺小的实习石匠,体会到做科研就像在雕刻石头,需要速度,也需要耐心和毅力,每一次敲击都可能是一次失败,但也可能是成功的开始。石头经过雕刻可以变成精美的艺术品,正是科研工作者的每一滴汗水和付出,才将点点滴滴的研究工作最终变成造福人类的伟大的科学成就。

2011年,我在复旦大学获得了人体解剖与组织胚胎学的博士学位。“会当水击三千里”,在拿到学位证的那一刻,我对常诵读的这句诗似又多了一点理解。


搏水:走进更深远的未知

带着对未知的渴望,我去到美国威斯康星大学继续展开对神经干细胞的探索。我的导师张素春教授是一位干细胞领域的国际知名专家,他的严谨和对科研的热情深深感染了我。在他的指导下,我逐渐掌握了开展科研课题的方法和技能,更加深入地探索人多能干细胞的奥秘,并尝试独立开展课题研究、撰写学术论文、参加国际学术会议等,逐渐地更加游刃有余、乐此不疲。

犹记威斯康辛的冬季,雪花如同无数的白色蝴蝶,在寒冷的空气中起舞。雪很大,常没过膝盖,清晨,我得顶着狂风蹚着厚厚积雪,一步步走去实验室。晨风和冰雪让头脑更加清醒,我常在这时思考问题,每每灵光乍现便怡然自得。推开实验室大门,如同进入另一个世界,温暖的空气和轻微的化学试剂气味迎面扑来。我脱下沉重的外套,换上雪白的实验服,戴上护目镜和手套,开始新一天的探索。在那些漫长的冬夜,我常坐在实验室的窗边看着外面的雪景,思考我的研究和未来。我知道科研之路不会一帆风顺,也知道只要坚持下去,总有一天这些努力会开花结果。科研不乏艰辛,也自有乐趣,在“发现问题—解决问题”的循环往复中我更加沉迷于科研的魅力。从知其然到知其所以然,科研最吸引人的一点在于,你走的每一步都可能是人类在宇宙中的第一步。在探索的道路上,我还结识了许多志同道合的朋友和导师,他们的支持和帮助让我不断成长和进步,让我感觉到这条长长的路并不孤独。


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似水:击破人脑类器官的诸多难题

2013年,我结束博士后工作回国。当时,欧洲科学家Lancaster 和 Knoblich刚刚定义了人脑类器官这一全新的脑发育体外研究模型。这一模型在人脑发育的动态研究、疾病模拟以及个体化治疗等多个领域都具有独特的优势,属于科技领域最前沿的生物技术之一。这一科学进步迅速吸引了我。

基于博士和博后期间在张素春教授团队对于人源性神经特定谱系定向分化方向积累的丰富经验,我带领团队开始了人脑类器官技术的摸索。彼时国内这一领域的研究还较为滞后,研究起步晚,资源有限,迈出第一步都很困难,但是我又想起那句诗——“自信人生二百年,会当水击三千里”。科研路上哪有坦途呢?科研便是以水击石,延绵千里,水滴石穿!我们从理论学习到实验技术,不断探索,历经多次失败与困难,培养皿中的细胞没有按预期分化、分化的细胞没有形成完整脑类器官的结构、细胞存活状态差、大量死亡等等困难纷至沓来。但就像星空中的航行者不会因为一次迷航就放弃,我们也没有退缩。我们反复检查数据,调整方案,把每一次失败转化为宝贵的经验。不断总结经验,最终成功构建了人脑类器官分化与培养体系。

如今,我的团队已经可以分化出人脑皮层类器官、中脑类器官、纹状体类器官、小脑类器官等多个脑区脑类器官。我们掌握了构建多脑区组装体及通过移植脑类器官构建人鼠嵌合脑的技术。我们利用人脑类器官开展神经疾病机制及细胞移植治疗研究,建立了多种患者来源的人脑类器官,系统性地阐释了唐氏综合征、重度抑郁症等重大脑疾病的病理机制。在动物模型中,我们甚至实现了人脑类器官移植重建脑中风梗死区组织的突破。

我们的研究还在继续。每一天,我们都在对这些微小的类器官进行观察和实验,希望能解开更多关于大脑发育和疾病的秘密。现在,我们不局限于在实验室做研究,还积极与临床医生合作,将研究成果转化为实际的治疗方法。我们相信,通过努力可以为患者带来更多的治疗选择,改善他们的生活质量。我们知道这只是开始,真正的挑战和发现还在前方,但我们已经准备好。就像那些在宇宙中勇敢探索的航行者一样,我们将继续前行。勤奋和坚韧,是我们的燃料;好奇心和创新精神,是我们的指南星。我们相信,只要不断探索,星辰大海终将属于我们。


结语:击水前行,志在千里


如今,面对幼时在湘江河畔玩耍的自己、少年时在书桌前手不释卷的自己、青年时冒着风雪踽踽前行的自己,我会对过去的每一个自己说:“谢谢你的坚持,谢谢你的努力”。科学的道路永无止境,每一次的挑战和失败都是通往成功的必经之路。我将继续带领我的团队勇敢地探索未知的领域,为人类的健康和福祉贡献我们的力量。

回想起来,每段经历都是宝贵的财富。它们教会我坚持和耐心,也让我明了科研工作者的责任和使命。现在的我也常常梦到一条条大鱼跃出水面,浪花迎着月光,带我回到湖南师大和复旦上医的岁月,提醒着我对于科研的初心。而每到冬天,窗外雪花飞舞,我也常常想到威斯康辛的雪,庆幸自己仍保留着当年对科研的一片赤诚。

“自信人生二百年,会当水击三千里”。这句诗,我已念了二十多年。在科研的征途上,它是我的灯塔,激励我以坚定的自信面对未知的挑战,不畏艰难,勇往直前。科研如逆水行舟,只有不断地击水前行,才能达到知识的彼岸。我相信,只要心怀自信,坚持不懈,就能达到“行至水穷处,坐看云起时”的境界。




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