——访香港城市大学生物医学系副教授
熊文君 博士
近日,教育部办公厅印发《关于遴选2022年全国儿童青少年近视防控基地的通知》,部署遴选和建设首批全国儿童青少年近视防控基地。根据通知内容,教育部将依托基地总结近视防控成功经验和模式,着力破解近视防控难题,全面提升综合防控儿童青少年近视工作水平。
据世界卫生组织(WHO)统计,我国近视患者已超过三亿人,占世界近视人群总数的33%,远远高于世界平均22%的比例,尤其青少年是主要人群,我国的青少年总体近视率为53.7%,人数已超1亿。而对于近视治疗,目前公众广为熟知的是采用激光手术等物理手段来改变角膜的曲率或转变晶状体的曲度以达到改良近视患者的视力状况,然而眼轴过长(近视形成的根本原因)并没有得到任何改善或治疗。而眼轴过长可能导致视网膜变薄,容易脱落,甚至可能引发更严重的视网膜病变。
为了找到治疗近视的根本方法,众多的医学生物学专家、学者一直在潜心研究近视的发病机制和探索创新疗法,并取得了重大突破。来自香港城市大学生物医学科学系实验室的熊文君博士就是在这一领域的科研探索者其中之一。
熊文君博士(前排中)与研究团队。(图片来源︰熊文君博士提供)
在进入香港城市大学生物医学系之前,熊文君博士从事眼科疾病研究已经长达十多年。2004年,复旦大学医学系本科毕业后的熊文君博士远赴美国芝加哥大学学习,在Ilaria Rebay教授的指导下进行果蝇复眼的相关研究,并于2010获得癌症生物学理学博士学位。之后熊文君博士加入哈佛医学院遗传系Constance Cepko教授的实验室,研究色素性视网膜炎(一种遗传性失明)的基因治疗并顺利完成博士后的相关工作。2015年,熊文君博士加入香港城市大学生物医学系继续从事视网膜的发育和疾病的研究工作,目前主攻视网膜退行性病变的病理机制、基因治疗和再生医学研究。
漫漫科研之路,充满着艰苦和枯燥,仅仅靠兴趣来维持是不够的。但科研的魅力刚好也就在于有着兢兢业业、勤恳向前的态度和坚持的科研者在不经意的时候收获惊人的发现或意外的回报。
小鼠眼球切片图(图片来源︰熊文君博士提供)
熊文君博士发现在小鼠眼睛里表达SREBP2基因会引起小鼠的眼球变大(巨眼)。这个偶然的现象让她产生了极大的兴趣。当时刚刚加入研究团队的博士生麦淑仪由于她眼科医生临床背景和直觉,也对这个课题产生了兴趣。麦淑仪决定把研究SREBP2引起巨眼的原因作为她的博士论文课题。SREBP2是一个促进脂类合成的转录因子蛋白,对于它在动物眼睛发育中的作用研究比较少。在导师熊文君博士的指导下,麦淑仪经过几年的刻苦钻研阐明了SREBP2对于动物眼球大小调控的作用机制。SREBP2 是通过在视网膜色素上皮细胞中抑制下游基因LRP2和BMP2的表达水平来控制眼球大小。SREBP2促进眼球变大,LRP2和BMP2阻止眼球变大。三者之间的平衡保证了动物眼球生长到正常的大小。此外,她们还在先天性高度近视的小鼠疾病模型中,用基因治疗载体AAV-Bmp2成功的控制了高度近视的发生。该项研究不仅提出了动物发育过程中眼球大小调控的新理论,而且找到了多个治疗先天性高度近视(例如Donnai Barrow综合征)和青少年近视的药物靶点。
Srebp2-Lrp2-Bmp2信号通路控制眼球生长速度的示意图(图片来源︰熊文君博士提供)
科研有时还会朝着意想不到的方向发展。在研发眼睛疾病的基因治疗的过程中,熊文君博士发现基因治疗载体腺相关病毒AAV虽然被普遍认为非常安全,但是会在某些情况下引起小鼠眼内的炎症,严重时会导致感光神经元的死亡,导致小鼠视力下降。AAV载体在人体和大型动物眼内引起炎症曾经被报道过,但是没有得到深入研究。熊文君博士和哈佛医学院的Cepko研究团队持续合作研究发现AAV载体引起炎症是和它所带的启动子序列(即控制基因表达的DNA序列)有关的,高活性和低特异性的广泛启动子还有视网膜色素上皮细胞特异性的启动子往往和AAV引发炎症相关。该项研究为设计更加安全的基因治疗载体提供了参考价值。
此外,熊文君博士正在积极开发新的基因编辑疗法的研究,为目前尚无干预方法的遗传性失明寻求治疗手段。
研究团队成员麦淑仪博士(图片来源︰熊文君博士提供)
基因治疗并不遥远
由于基因疗法尚未普及,大家对这一创新型的疗法的认知比较陌生。截止到目前为止,只有少数几个针对重大罕见的遗传疾病的基因治疗得到国际认可被获批使用。目前,基于安全性和科学性为前提,基因疗法的产业化在国家政策层面有着相关的法律法规严格把控,但并不会限制基因疗法的研究和发展,反而加大了力度支持基因疗法的科研。熊文君博士的多个有关遗传性眼病的基因治疗的科研项目就得到了国家自然科学基金委员会和深圳市科技创新委员会的支持。随着科研支持力度的增强和科研人员的不懈努力,基因治疗的方法会得到进一步完善,基因疗法不仅可以治愈那些本无治疗方法的罕见眼疾,其应用甚至可能普及到各种常见的眼科疾病,并且可能比现有的药物治疗更有效。
展望基因疗法的未来,熊文君博士表示,在严格遵守国家对于基因疗法相关的法律法规的前提下,自己很乐意通过技术开发或成果转让等方式联合各界资源积极推动基因疗法的产业化和社会化,让社会大众能受益于科研成果。如当下城大正大力推出的「HK Tech 300」大型创业培育计划,熊文君博士认为这一计划以及相关的创业大赛,助力于实现科研成果向产业转化有效方式,“正有计划和团队成员一起参与,但我个人还是会继续致力科研,正所谓路漫漫其修远兮,在新时代的征程中,通过生物医学的科研成果贡献出自己的一份力量。”