“基础研究是整个科学体系的源头,是所有技术问题的总机关。”当一群平均年龄不到30岁的青年,在实验室点亮那束可能彻底改变人类计量时间方式的148纳米激光时,北京基础研究的全球坐标也在悄然重塑。《国际科技创新中心指数2025》显示,北京在反映基础研究水平的科学中心指数排名已由2020年的全球第8位提升至2025年的全球第1位。驱动这座“国际科创中心”加速前进的,远不止503.2亿元的年度经费投入或885位两院院士的智力密度——更深层的动力,藏在北京生命科学研究所曹鹏团队9年的坚守和创新中,藏在清华大学让“00后”物理系本科生当《自然》第一作者的宽容氛围里,也藏在那片曾经“全是玉米地”、如今诞生出“北脑一号”脑机接口的创新沃土之中。正是有这样一群勇闯无人区的科研人,用日复一日的坚守与求索,托举起北京基础研究从“追跑”到“领跑”的跨越,让世界看到了中国创新的蓬勃力量。

曹鹏(站立者)团队的博士后耿丹丹在做小鼠脑切片


科研机构:北京生命科学研究所曹鹏团队


重要成果:首次实现在活体中研究帕金森氏病


帕金森氏病是全球发病率很高的神经退行性疾病。其发病的核心病理标志是α-突触核蛋白(α-Syn)的异常聚集,这些聚集体形成的路易小体和路易神经突会不断扩散并造成神经元损伤。但长期以来,科研领域始终缺乏能在活体大脑中精准、实时追踪α-Syn聚集体的技术工具。如今,北京的科学家团队在全球率先迈出了关键一步——近日,北京生命科学研究所(以下简称“北生所”)曹鹏团队首次实现了活体大脑内α-Syn聚集体的高特异性、高灵敏度可视化追踪,为相关疾病的机制探索和治疗研发开辟了全新路径。


探针系统可视化追踪“元凶”


3月4日,北京生命科学研究所/清华大学生物医学交叉研究院曹鹏团队牵头,携手中国科学院生物物理研究所等多家科研单位,在国际权威期刊《细胞》在线发表研究成果:团队成功研发出一套全新的遗传编码荧光探针系统,并构建了对应的基因敲入小鼠模型,首次实现了活体大脑内α-Syn聚集体的高特异性、高灵敏度可视化追踪,还系统阐释了该聚集体在不同神经元亚型中引发的病理效应,为帕金森氏病及其他突触核蛋白病的研究打造了革命性的技术工具。


在研究中,研究团队向敲入小鼠的前额叶联合皮层注射α-Syn预制原纤维,借助双光子活体成像技术,首次在清醒小鼠的大脑中实时捕捉到了α-Syn聚集体的扩散过程。


“这套探针系统最大的价值在于,以往对帕金森氏病的研究只能在已经死亡的病体上进行,现在我们终于能够在活体大脑中进行研究。”曹鹏研究员介绍,依托这一创新工具,可以观察和记录路易小体在大脑中的形成过程,以及对神经细胞有怎样的破坏作用,然后去解读路易小体引发帕金森氏病的分子机制。


治疗帕金森临床转化前景看好


除了探针系统,研究团队还为α-Syn聚集体的在体研究搭建了理想的动物模型平台,开发出Cre重组酶依赖的RCL-Snca-6H-EGFP小鼠模型。目前,相关的基因敲入小鼠模型和报告基因载体已可通过曹鹏实验室向全球科研界开放获取,将为国际神经科学领域的相关研究提供强有力的技术支撑。曹鹏团队已经接到国内外数十家实验室的申请,为他们提供了基因敲入小鼠模型。


在应用前景方面,团队研发的报告基因系统还具备高效的药物筛选功能,为帕金森氏病治疗药物研发提供了重要候选分子。更重要的是,这一探针系统的应用范围不仅覆盖帕金森氏病,还可推广至路易体痴呆、多系统萎缩等其他突触核蛋白病的研究。同时,研究揭示的α-Syn聚集调控环路,以及4-氨基吡啶展现出的良好治疗潜力,也为帕金森氏病的靶向治疗研发提供了全新思路和核心候选药物,具有重要的基础研究价值和临床转化前景。


“我们已经在接触风投机构,成立企业后,研究成果有望尽早推向临床。”曹鹏透露,早在2022年团队就开始派成员去中关村生命科学园里的医药类企业锻炼,“他们可以带回工业界的眼光,并用这个眼光审视我们的基础研究——怎样才能治病。”


“允许失败”让他们勇于尝试


这项研究历时9年,先后有十多位北生所研究生和博士后参与。是什么原因让这么多青年学者甘愿坐基础研究的“冷板凳”?曹鹏将原因归结于——北生所作为北京市建设的一家重点新型研发机构,是一个能让人心无旁骛潜心科研的地方。


北青报记者了解到,北生所采用与国际接轨的管理和运行机制,由科技部等8个部委与北京市政府联合组建理事会管理,以实验室为基本单位,实验室主任采用国际公开招聘制度,提供5年无考核的稳定科研经费支持。其主要任务就是进行原创性基础研究,同时培养优秀科研人才,探索新的与国际接轨而又符合中国发展的科研运作机制。


曹鹏介绍,北生所为研究员提供了长期、稳定的支持。“比如以前我有一个想法后,需要先申请经费,可能要等一两年甚至更久。在这里,我可以48小时内就和团队讨论后立项,因为5年无考核的科研经费支持是持续的,而不是指定某一项研究。这样的政策是允许失败的,所以研究生、博士后们也非常勇敢,有想法就去尝试。”


同样,在绩效考评方面,北生所也采取了灵活机制而非一刀切——所里一方面考查各实验室的科研进展,另一方面也看其研究是否在正确的道路上推进。“总之,如果没有北京市和北生所的支持,我们没有勇气做这样周期长、易失败的研究。”曹鹏说。


编辑 陈艳婷

来源:北京青年报