中山大学教授曾园山:老骥伏枥,以脊髓损伤修复为己任

曾园山在实验室指导学生。

老骥伏枥,以脊髓损伤修复为己任

记中山大学中山医学院教授曾园山

脊髓是沟通大脑与肢体的桥梁,脊髓损伤使得大脑与肢体失去联系,从而造成严重的神经功能障碍。“脊髓损伤犹如电缆被截断了,但是脊髓损伤不能像电缆一样单纯地接驳修复,必须有个媒介把它们重新建立联系。我们的工作,就是利用组织工程新技术,在体外构建这种媒介。” 年过六旬的曾园山没有延缓脊髓损伤修复的研究工作,而是将脊髓损伤病人的需要作为自己的奋斗目标,潜心进行组织工程神经网络修复脊髓损伤、电针联合干细胞移植修复脊髓损伤等研究,以期可以早日让病人康复。

脚踏实地,从校医走上研究之路

曾园山出生在广州,高中还未毕业就被学校推荐到广州市第一人民医院卫生学校接受将近一年的培训,然后被分配到当地的一所中学任校医,跟着师生一起到农村分校学农。“因当时的中学生,从初一到高二都要到在农村里学农,需要校医到分校解决缺医少药的问题,组织培养了我,我就满怀信心地服务师生。”曾园山虽然轻描淡写,但是当时的条件是比较艰苦的,有时需要长途跋涉也留下了后遗症,曾园山现在的腿脚时常不灵便,感到疼痛。

那段时间里,曾园山与药品疾病各种医疗卫生环境等打交道,特别是跟当地的赤脚医生一起上山采中草药,十七八岁的曾园山对中草药治疗疾病很感兴趣,但也遇到了不少自己不认识或者不会治的疾病。“当校医饮食、水源、住宿、厕所等方面的卫生都要考虑到,确保农村分校没有传染病的发生。”由于出色的表现,工作两年后,曾园山被推荐到广州医学院里深造,以便将来继续服务师生们。

但计划赶不上变化,大学期间,曾园山有基层医疗实践经历让老师们刮目相看,不仅让他在“年级开门办学”的课堂上讲过两次课,毕业后,还让年仅22岁的他留校当组织学与胚胎学专业的教师。“因为我有一线的工作经验,在授课的时候自然生动不少。”但曾园山表示,这与他当初服务农村分校,站在医疗工作第一线的初衷有所出入。“当时社会对基础医学教育还没那么重视,以医疗实践为主,对理论的培训较少。”虽然有点难以接受,但得知自己可以报考中山医学院的研究生,一向对自己要求颇高的曾园山看到了希望,也坚定了拼搏的信念。“我希望自己的价值能够有所体现的,无论是临床医学上还是基础医学上,只要能体现自我的价值,都会尽力去拼。”

功夫不负有心人,1980年,曾园山成为中山医学院组织胚胎学教研室“文革”后的第一位研究生,师从郭畹华教授,研究神经生长因子对体外培养神经元突起生长机制的影响。毕业后,曾园山留校当讲师,要求自己“活在将来”的曾园山在家人的支持鼓励下,考上了华西医科大学(现四川大学)攻读博士,师从吴良芳教授,从事脊髓可塑性的研究,奠定了脊髓损伤修复机制的研究方向。

老树发新芽,脊髓修复研究取得可喜进展

在组织学与胚胎学工作和学习近40年,曾园山在国内、外杂志上发表论文167余篇,多项研究成果使我国在应用工程技术修复创伤性脊髓病伤研究领域居于前列。“吗啡促进脊髓可塑性变化的研究”获国家卫生部科技进步奖三等奖,相继获得4项发明专利,其中2015到2018年获专利2项。“熟悉我的人都说曾园山是老树发新芽,我觉得形容得非常贴切。”曾园山表示。

组织工程神经网络修复脊髓损伤、电针联合干细胞移植修复脊髓损伤是曾园山现在的研究方向,也是他目前为止最得意的成果。曾园山博士毕业后做脊髓可塑性的研究,但是发现不如脊髓再生研究的意义重大,最终选择了干细胞组织工程技术和电针治疗全横断脊髓损伤的机制研究,2000年到现在一直往这方面发展,2010年开始到现在成果越来越让他满意。

曾园山及其团队在前期研究中,提出“组织工程神经元中继器治疗脊髓损伤”的假说,即该研究团队模拟脊髓具有传导及调节神经信息的结构和功能特点,联合应用神经营养因子及其受体、成体组织干细胞或诱导性多能干细胞和生物材料等组织工程新技术,构建一种具有突触传递功能的外源性神经网络支架或类脊髓组织,然后将它移植到全横断脊髓损伤处,在改善受损伤组织微环境的同时与其诱导的内源性新生神经元动态整合及功能协同,起到修复神经传导通路的神经元“中继器”作用,接收上、下行神经信息和调节神经信息,并将神经信息传递给损伤处两侧断端的宿主神经元,改善脊髓自主运动和感觉功能。近日,为了探索移植的神经网络组织修复大动物脊髓损伤的机制,团队采用生物素化葡聚糖胺顺行示踪、免疫组织化学以及免疫电镜探索功能修复的潜在神经解剖学机制。结果显示,移植的神经元样细胞能存活长达6个半月。“组织工程神经网络组织移植能在脑和尾端脊髓间发挥‘神经元中继器’的作用,从而促进全横断脊髓损伤的比格犬的承重运动和协调运动,具有重要临床转化价值。”

该成果于最近发表于《生物材料》(Biomaterials)杂志,该项研究不仅对神经网络组织的潜在临床应用提供新思路,而且为大动物脊髓损伤模型在脊髓损伤后的神经病学和神经病理学变化的认识提供了更坚实的理论基础,也为脊髓损伤病人恢复基本的运动功能带来新的治疗希望。此研究受国家自然科学基金重点项目(81330028)、国家自然科学基金项目(31600780)、广东省科技项目(2017B020210012)和广州市健康协同重大专项(201704020221)资助。

曾园山表示,这一研究前人没有做过,整个过程全是摸着石头过河,“以前针对脊髓损伤的做法是直接移植细胞或者移植材料,或者把细胞和材料一起移植,如果在体外诱导形成神经网络组织再移植比直接移植效果大不一样。”

此外,在移植干细胞的时候,曾园山及其团队发现没有内源性的因素支持,神经营养因子等都会慢慢耗竭,但是如果利用中医针灸的方法,通过刺激传入神经纤维,把信息传递到体内细胞,促使其产生神经营养因子,支撑移植细胞的存活和功能的发挥。“督脉经穴电针通过NT-3介导移植的成体干细胞修复脊髓损伤的研究”2018年获得了广东省自然科学奖二等奖。这在中西医结合研究方面有重要影响。祖国传统医学的精华与目前生命科学研究中最尖端的干细胞技术碰撞、融合,将有望为治疗脊髓损伤病人提供一条全新的思路。

自学不息,诲人不倦

“只要目标清晰,再苦再累,做科研都不会感到枯燥和看不到希望。”曾园山表示,自己的团队方向很明确,就是采用各种新技术来验证组织工程神经元中继器修复脊髓损伤理论这个假说。“按学校规定,60岁可以选择退休,但是还是希望能够继续研究这个课题。”曾园山相信这个课题能够实现自己的目标,也希望能够给团队实现自我价值的一个方向和机会。

“做实验不要只顾埋头拉车,也要抬头看路。”“做实验不是自己单打独斗地做,要学会与人沟通交流,主动找导师沟通实验过程。”曾园山在日常教学中很注重言传身教,给学生树立榜样。在课堂上,他注重启发学生,“好的学生应该多问为什么,不是单纯的疑问,而是在疑问的同时提出几个可能的原因。”此外,曾园山还特别注重学生学习与人相处的能力、自学的能力、合作的能力、动手的能力、遇到困难的解决问题的能力等。

由于有从事行政工作的经历,曾园山把团队管理得井然有序,能够让人沉住气静下心的实验室氛围吸引了不少学生毕业后仍选择继续加盟他的研究团队。在哈佛医学院完成四年博士后训练的曾湘研究员就是其中一个,“曾老师这边的研究氛围很好,实验室成员彼此间友爱,融洽,他很善于调节同学间的关系。在与其他团队和课题组合作前,把利益冲突问题解决好,营造一个好的环境让人可以潜心研究,认真治学,这对于年轻科学家来说是非常需要的。”曾湘说。同时,他也表示自己常被曾园山的勤奋感动,“我是曾老师的硕博连读生,刚入学的时候曾老师英语不是很好,但我出国四年回来后,发现他英语水平有了长足进步。看英文文献,修改英文论文都很顺畅,这个年纪还这么努力学习,让人感动。我们年轻人就更没有理由不努力、刻苦了”。

曾园山为了让学生有足够的时间用在科研上,经常耳提面命,规定了每天至少在实验室工作的时间,同时分组分人管理,把学生按照课题分组,相互帮助,提高效率。对于工作出色的,他时常奖励;对于遇到困难和问题的,会帮助他们分析原因。“当年做博士后研究,有申请基金的压力,好不容易中了五万的博士后基金,我当时有点失落地和曾老师汇报,他鼓励我‘不怕,现在拿五万,将来就会拿五百万’”,当时觉得这个目标遥不可及的赖碧琴研究员在曾园山的帮助和自己的努力下,2017年,拿了一个六百多万的国家重点研发项目课题。“我希望我做到的比曾老师希望我做到的更好一点。” 赖碧琴表示。

人物简介

曾园山,教授,博士生导师,1991年毕业于华西医科大学(现四川大学)组织学与胚胎学专业,获医学博士学位。现任中山大学中山医学院组织胚胎学教研室主任。全国高等学校五年制临床医学专业第9轮规划教材主编、广东省科学技术协会第八届全省委员、全国高等学校八年制临床医学专业第3轮规划教材副主编、中国神经科学学会神经干细胞和组织工程分会副主任,广东省解剖学会荣誉理事长,荣获享受国务院政府特殊津贴专家荣誉、2011年获第五届柯麟医学奖、2012年被评选为广东省南粤优秀教师、2013年被省科协授予第五届广东省科学技术协会荣誉奖、2014年获宝钢优秀教师称号。