杜鹏：植物基因或成为攻克癌症的钥匙

李菡丹

杜 鹏

北京大学生命科学学院研究员、北京大学-清华大学生命科学联合中心研究员

他用工匠精神雕刻绚丽的科研之花，在国际顶级期刊上唱出RNA与干细胞生物学的中国最强音。他研习最精准的技术，攻克最难啃的骨头，让植物免疫蛋白通过挽救miRNA缺陷，实现广谱抗肿瘤反应，为人类战胜癌症提供了强大武器。他用科学武装自己，从失败中寻求成功，从钻研里汲取力量，将一个个“不可能”变为“可能”。匠心深耕，潜心磨砺；以己度人，鹏飞万里。他用永不停歇的热情，展现医学工作者的责任担当。

今年8月，在北京大学吕志和楼一层，记者见到了北京大学生命科学学院、生命科学联合中心青年研究员杜鹏，他刚刚获得第二届钟南山青年科技创新奖。他说：“在中国青年科技工作者协会于广州举办的发布仪式上，钟南山院士表示，创新不是简单的论文上的发现或专利发明，而是将发明发现经过实践运用于解决问题，产生经济、社会效益，才叫创新。对此，我非常赞同。本届10位获奖者的确是表现出了研究目标更明确、更加重视解决临床问题的特点。作为一名青年研究员，我深知党和国家对青年的期望和重托。接下来，我会牢记习近平总书记嘱托，珍惜新时代的机遇，把个人梦想融入家国梦想，把青春献给祖国，勇做时代的弄潮儿。”

杜鹏生于1983年，山东莱芜人。“我从小生长在农村，父母都是农民，虽然我是家中的独生子，但是从小也吃了很多苦，老实厚道的父母教会我无论做什么事，都要踏实肯干，坚持、努力就会有收获。”

2002年，杜鹏以623分的高考成绩考入山东师范大学生物学系。他微笑着说：“其实，我当时报考的第一志愿是武汉大学应用物理专业，结果以5分之差落榜，被调剂到山东师范大学，生物学专业也是调剂的。所以从事生物学研究是阴差阳错的结果。”

走进大学的校门，杜鹏也曾面临迷茫和困惑。不过，他很快就适应了大学生活。每天穿梭在宿舍、教室、食堂之间，随着学习的不断深入，他对生物学越来越感兴趣。回想自己走过的求学路，他觉得本科阶段的自我成长更迅速，对自己的认知和定位也是从那时开始的。

提起大学时期对他影响最大的一件事，杜鹏回忆起大学二年级，为了准备全国计算机二级考试，他在暑假放假前从学校图书馆借了一本关于计算机C语言的书，带回家学习。

“当时家里经济不富裕，没有计算机，也就没法在计算机上练习。所以并没有真的认为自己可以看懂这本书。而一开始也确实完全不懂书里的内容，只是抱着读着玩的心态，坚持每天都看一些。但是就这样硬着头皮看到七八十页的时候，我突然一下子明白了编程语言的基本逻辑，而后面的内容也就水到渠成都能看懂了。等开学后，我也顺利地通过了考试。这是一件很小的事，但是对我的触动却是极为巨大的。我突然意识到，很多以前我认为自己无法实现和不可触及的事，其实可能只是在自己吓唬自己，让自己失去了尝试的勇气。只要我们敢于尝试，努力坚持，任何目标都有希望实现。”杜鹏坦言，从那时起，他就没有再对任何事情害怕过、犯过难。

之后，杜鹏悄悄地给自己定了一个“小目标”，那就是考北京大学的研究生。在这之前，山东师范大学生物学系曾经有两名学生考上北京大学的研究生，他的目标是成为第三个。“我当时的想法很简单，给自己加一点压，拼一次，如果考上更好，考不上就找工作。”他无所畏惧，奋勇拼搏，只为不给青春留下遗憾。

假期里，杜鹏开始很少回家，他一边做家教，一边读英文版专业书籍。“做家教其实也挺辛苦，风雨不误，即便下大雨我也会去，都是骑自行车去，很锻炼自己的意志力。看英文版专业书籍，开始也很难，有很多我不会的单词，我就一个单词一个单词地查字典，认真做笔记，慢慢地我就能看懂了。后来，很多专业课的期末考试，我已经可以用英语答卷。包括北大研究生考试的两门专业课，我都是用英语回答的。”

就这样，杜鹏一步一步离自己的“小目标”越来越近，在2006年考上了北京大学，在生命科学学院攻读硕士和博士学位。

从2006年到2012年，杜鹏在北京大学生命科学学院先后攻读硕士和博士学位，期间曾在美国加州大学河滨分校做过访问学者。2012年博士毕业后，他到美国哈佛大学医学院/波士顿儿童医院从事博士后研究，直至2018年9月。

在异国他乡的那几年，杜鹏一直很努力地学习、做实验、练口语，每天都在实验室里，不敢有丝毫懈怠。他直言：“我既然走出去，就是要好好学习的，学成后归来报效祖国。”

2018年9月，杜鹏毅然回国，担任北京大学生命科学学院、北京大学-清華大学生命科学联合中心研究员，主要从事干细胞和转化医学中RNA生物学相关研究，同时致力于在动物细胞中重组植物或微生物中特异的RNA调控通路，并研究其潜在的转化医学的应用价值。

据介绍，杜鹏以独立及共同通讯作者分别在Cell（2021，2022，2023），Nature（2021）和Cell Stem Cell（2022） 杂志上发表论文，并获得国家杰出青年科学基金、海外高层次人才项目（青年）、基金委原创探索计划项目、科技部国家重点研发计划及颠覆性技术创新项目的支持和资助；入选首届“亚洲青年科学家基金项目”；曾获顾孝诚讲座奖、中国干细胞协会卓越青年研究员奖、中源协和突破创新奖、勃林格殷格翰青年研究员奖等荣誉。

杜鹏介绍，他的课题组主要从事干细胞和转化医学中RNA生物学相关研究。其研究团队首次通过剪接体抑制，实现了一种新型全能性胚胎干细胞（TBLCs）的稳定体外培养。这些细胞在分子和功能上与体内的2-和4-细胞胚胎相当，并具有最高的发育潜力（Cell，2021），为转化医学提供了高质量的“种子细胞”，具有广阔的临床应用前景。同时，他们在哺乳动物中进行基于RNA的跨物种基因工程改造，并进一步探索相关的生物医学应用；利用植物源免疫蛋白RDR1，通过修复有缺陷的miRNA通路来实现广谱的抗肿瘤反应（Cell，2022），首次提出了跨物种基因治疗肿瘤的新思路和新策略。这揭示了一种新颖的全局miRNA剂量调控机制，该机制由可选择性转录激活控制，通过相分离聚集Microprocessor复合物来决定胚胎胚层的特化（Nature，2021）。

“我們通过mRNA剪接的抑制，实现了全能性干细胞的捕获和培养。利用RNA剪接的抑制实现了多能性胚胎干细胞到全能性的重编程，并首次开发了具有最高分化潜能的全能性干细胞稳定培养技术。这一项研究改变了人们对于RNA剪切这一基本生物学过程在细胞命运决定中功能的认识；首次提出了通过改变RNA相关通路捕获和培养胚胎干细胞的新型策略，是干细胞培养和捕获技术的重要理论突破。该研究成果发表在Cell杂志。”杜鹏说。

而提到跨物种基因工程广谱低毒抗肿瘤药物研发，杜鹏说：“肿瘤是人类健康的重要威胁，也是人类致死率最高的疾病之一。利用跨物种基因工程技术，通过植物免疫蛋白RDR1，首次开发了对肿瘤细胞中普遍存在的有缺陷的miRNA的编辑和修复技术，恢复了miRNA的整体表达水平，从而实现了对多种不同肿瘤细胞生长的广谱抑制。该技术在动物原有免疫基础上，构建新型的分子水平免疫，开发了肿瘤治疗的新策略和新思路，有望最终开发一款广谱低毒的原创抗肿瘤药物。该研究成果发表在Cell杂志，并已申请国家发明专利两项、PCT专利一项。”

作为实验室的带头人、博士生导师，杜鹏对学生们的要求也非常严格。他的实验室有博士后10名，博士生14名，培养博士毕业生8名，其中2人获得北京市优秀毕业生，1人获得吴瑞奖学金，2人获得北京大学优秀博士论文奖，多人获得北京大学优秀毕业生、国家奖学金等。多名博士后获得博士后面上项目资助。实验室同时提供了良好的平台给本科生进行毕业设计及科研训练。至今共有10余名北大及外校的本科生在实验室完成了或者进行毕业设计，超过15名本科生在实验室进行或者完成了科研训练。

在学生们眼里，杜鹏是一位非常负责任的老师，能够严谨对待每一个课题，同时对许多领域的研究进展都有广泛的了解和独到的看法，在课题开展过程中能给大家很多建议。

在采访中，博士后吕学晖坦言杜老师对他的帮助极大，“在课题推进的过程中，我常常经历大小的失败，难免沮丧，每到这时，杜老师都会和我一起分析原因，探讨可能的方向，经常聊完以后，我又重新对课题充满了信心。”他觉得在文章最终整理过程中，杜老师对于文章的总结把握，关键创新点的提出，都能看出杜老师严谨的科研思维，以及对于重要科学问题的敏感性。

除了科研以外，杜鹏还从为学生着想的角度给出一些未来发展的建议，让学生们避免走弯路。他说：“我经常告诉学生要多花一点时间在实验室，不仅是做实验项目、搞课题研究，实验室里的学长学姐们会给你很多建议，让你少走弯路。”

博士生彭金山称，杜老师对科研很严谨，经常鼓励学生多探索、多尝试，不要拘泥在文献中已有的框架里。同时，他会针对大方向给学生提出指导和建议，学生遇到问题，杜老师也会从多方面提出自己的看法，往往都切中要害，“这一点，我很佩服他”。

准备毕业设计的学生贾义国说：“一年前，我怀着忐忑的心情来到杜老师的实验室，还记得第一次与杜老师交流，他耐心地给我分享了他对科研的理解，告诉我做好科研需要具备的基本品质，这让我一开始便有了一个端正的态度。他强调‘我们是合作者，课题的开展需要我们共同的努力’‘平时对实验和数据的严谨，将会让你在发表成果时更加顺利’‘不要总是把自己当成新生，从一开始就要严格要求自己’……刚开始，我总因为实验设计不够完整而浪费很多时间，杜老师及时指出了我在这方面的不足，我正在不断学习和改正的过程中。”

令贾义国最感激的是杜老师对他的鼓励和信任，让他参与有较高难度的新课题，鼓励他开展具有一定挑战的实验，肯定了他完成的一部分工作，让他对科研有了更高的信心和热情。

杜鹏透露，为了推进和拓宽跨物种基因工程的项目，接下来，实验室团队将致力于研究成果的转化、实践应用，争取在临床上有更好的突破。

责任编辑 王碧清