杜鵬：植物基因或成為攻克癌癥的鑰匙

李菡丹

杜 鵬

北京大學生命科學學院研究員、北京大學-清華大學生命科學聯合中心研究員

他用工匠精神雕刻絢麗的科研之花，在國際頂級期刊上唱出RNA與干細胞生物學的中國最強音。他研習最精準的技術，攻克最難啃的骨頭，讓植物免疫蛋白通過挽救miRNA缺陷，實現廣譜抗腫瘤反應，為人類戰勝癌癥提供了強大武器。他用科學武裝自己，從失敗中尋求成功，從鉆研里汲取力量，將一個個“不可能”變為“可能”。匠心深耕，潛心磨礪；以己度人，鵬飛萬里。他用永不停歇的熱情，展現醫學工作者的責任擔當。

今年8月，在北京大學呂志和樓一層，記者見到了北京大學生命科學學院、生命科學聯合中心青年研究員杜鵬，他剛剛獲得第二屆鐘南山青年科技創新獎。他說：“在中國青年科技工作者協會于廣州舉辦的發布儀式上，鐘南山院士表示，創新不是簡單的論文上的發現或專利發明，而是將發明發現經過實踐運用于解決問題，產生經濟、社會效益，才叫創新。對此，我非常贊同。本屆10位獲獎者的確是表現出了研究目標更明確、更加重視解決臨床問題的特點。作為一名青年研究員，我深知黨和國家對青年的期望和重托。接下來，我會牢記習近平總書記囑托，珍惜新時代的機遇，把個人夢想融入家國夢想，把青春獻給祖國，勇做時代的弄潮兒。”

杜鵬生于1983年，山東萊蕪人。“我從小生長在農村，父母都是農民，雖然我是家中的獨生子，但是從小也吃了很多苦，老實厚道的父母教會我無論做什么事，都要踏實肯干，堅持、努力就會有收獲。”

2002年，杜鵬以623分的高考成績考入山東師范大學生物學系。他微笑著說：“其實，我當時報考的第一志愿是武漢大學應用物理專業，結果以5分之差落榜，被調劑到山東師范大學，生物學專業也是調劑的。所以從事生物學研究是陰差陽錯的結果。”

走進大學的校門，杜鵬也曾面臨迷茫和困惑。不過，他很快就適應了大學生活。每天穿梭在宿舍、教室、食堂之間，隨著學習的不斷深入，他對生物學越來越感興趣。回想自己走過的求學路，他覺得本科階段的自我成長更迅速，對自己的認知和定位也是從那時開始的。

提起大學時期對他影響最大的一件事，杜鵬回憶起大學二年級，為了準備全國計算機二級考試，他在暑假放假前從學校圖書館借了一本關于計算機C語言的書，帶回家學習。

“當時家里經濟不富裕，沒有計算機，也就沒法在計算機上練習。所以并沒有真的認為自己可以看懂這本書。而一開始也確實完全不懂書里的內容，只是抱著讀著玩的心態，堅持每天都看一些。但是就這樣硬著頭皮看到七八十頁的時候，我突然一下子明白了編程語言的基本邏輯，而后面的內容也就水到渠成都能看懂了。等開學后，我也順利地通過了考試。這是一件很小的事，但是對我的觸動卻是極為巨大的。我突然意識到，很多以前我認為自己無法實現和不可觸及的事，其實可能只是在自己嚇唬自己，讓自己失去了嘗試的勇氣。只要我們敢于嘗試，努力堅持，任何目標都有希望實現。”杜鵬坦言，從那時起，他就沒有再對任何事情害怕過、犯過難。

之后，杜鵬悄悄地給自己定了一個“小目標”，那就是考北京大學的研究生。在這之前，山東師范大學生物學系曾經有兩名學生考上北京大學的研究生，他的目標是成為第三個。“我當時的想法很簡單，給自己加一點壓，拼一次，如果考上更好，考不上就找工作。”他無所畏懼，奮勇拼搏，只為不給青春留下遺憾。

假期里，杜鵬開始很少回家，他一邊做家教，一邊讀英文版專業書籍。“做家教其實也挺辛苦，風雨不誤，即便下大雨我也會去，都是騎自行車去，很鍛煉自己的意志力。看英文版專業書籍，開始也很難，有很多我不會的單詞，我就一個單詞一個單詞地查字典，認真做筆記，慢慢地我就能看懂了。后來，很多專業課的期末考試，我已經可以用英語答卷。包括北大研究生考試的兩門專業課，我都是用英語回答的。”

就這樣，杜鵬一步一步離自己的“小目標”越來越近，在2006年考上了北京大學，在生命科學學院攻讀碩士和博士學位。

從2006年到2012年，杜鵬在北京大學生命科學學院先后攻讀碩士和博士學位，期間曾在美國加州大學河濱分校做過訪問學者。2012年博士畢業后，他到美國哈佛大學醫學院/波士頓兒童醫院從事博士后研究，直至2018年9月。

在異國他鄉的那幾年，杜鵬一直很努力地學習、做實驗、練口語，每天都在實驗室里，不敢有絲毫懈怠。他直言：“我既然走出去，就是要好好學習的，學成后歸來報效祖國。”

2018年9月，杜鵬毅然回國，擔任北京大學生命科學學院、北京大學-清華大學生命科學聯合中心研究員，主要從事干細胞和轉化醫學中RNA生物學相關研究，同時致力于在動物細胞中重組植物或微生物中特異的RNA調控通路，并研究其潛在的轉化醫學的應用價值。

據介紹，杜鵬以獨立及共同通訊作者分別在Cell（2021，2022，2023），Nature（2021）和Cell Stem Cell（2022） 雜志上發表論文，并獲得國家杰出青年科學基金、海外高層次人才項目（青年）、基金委原創探索計劃項目、科技部國家重點研發計劃及顛覆性技術創新項目的支持和資助；入選首屆“亞洲青年科學家基金項目”；曾獲顧孝誠講座獎、中國干細胞協會卓越青年研究員獎、中源協和突破創新獎、勃林格殷格翰青年研究員獎等榮譽。

杜鵬介紹，他的課題組主要從事干細胞和轉化醫學中RNA生物學相關研究。其研究團隊首次通過剪接體抑制，實現了一種新型全能性胚胎干細胞（TBLCs）的穩定體外培養。這些細胞在分子和功能上與體內的2-和4-細胞胚胎相當，并具有最高的發育潛力（Cell，2021），為轉化醫學提供了高質量的“種子細胞”，具有廣闊的臨床應用前景。同時，他們在哺乳動物中進行基于RNA的跨物種基因工程改造，并進一步探索相關的生物醫學應用；利用植物源免疫蛋白RDR1，通過修復有缺陷的miRNA通路來實現廣譜的抗腫瘤反應（Cell，2022），首次提出了跨物種基因治療腫瘤的新思路和新策略。這揭示了一種新穎的全局miRNA劑量調控機制，該機制由可選擇性轉錄激活控制，通過相分離聚集Microprocessor復合物來決定胚胎胚層的特化（Nature，2021）。

“我們通過mRNA剪接的抑制，實現了全能性干細胞的捕獲和培養。利用RNA剪接的抑制實現了多能性胚胎干細胞到全能性的重編程，并首次開發了具有最高分化潛能的全能性干細胞穩定培養技術。這一項研究改變了人們對于RNA剪切這一基本生物學過程在細胞命運決定中功能的認識；首次提出了通過改變RNA相關通路捕獲和培養胚胎干細胞的新型策略，是干細胞培養和捕獲技術的重要理論突破。該研究成果發表在Cell雜志。”杜鵬說。

而提到跨物種基因工程廣譜低毒抗腫瘤藥物研發，杜鵬說：“腫瘤是人類健康的重要威脅，也是人類致死率最高的疾病之一。利用跨物種基因工程技術，通過植物免疫蛋白RDR1，首次開發了對腫瘤細胞中普遍存在的有缺陷的miRNA的編輯和修復技術，恢復了miRNA的整體表達水平，從而實現了對多種不同腫瘤細胞生長的廣譜抑制。該技術在動物原有免疫基礎上，構建新型的分子水平免疫，開發了腫瘤治療的新策略和新思路，有望最終開發一款廣譜低毒的原創抗腫瘤藥物。該研究成果發表在Cell雜志，并已申請國家發明專利兩項、PCT專利一項。”

作為實驗室的帶頭人、博士生導師，杜鵬對學生們的要求也非常嚴格。他的實驗室有博士后10名，博士生14名，培養博士畢業生8名，其中2人獲得北京市優秀畢業生，1人獲得吳瑞獎學金，2人獲得北京大學優秀博士論文獎，多人獲得北京大學優秀畢業生、國家獎學金等。多名博士后獲得博士后面上項目資助。實驗室同時提供了良好的平臺給本科生進行畢業設計及科研訓練。至今共有10余名北大及外校的本科生在實驗室完成了或者進行畢業設計，超過15名本科生在實驗室進行或者完成了科研訓練。

在學生們眼里，杜鵬是一位非常負責任的老師，能夠嚴謹對待每一個課題，同時對許多領域的研究進展都有廣泛的了解和獨到的看法，在課題開展過程中能給大家很多建議。

在采訪中，博士后呂學暉坦言杜老師對他的幫助極大，“在課題推進的過程中，我常常經歷大小的失敗，難免沮喪，每到這時，杜老師都會和我一起分析原因，探討可能的方向，經常聊完以后，我又重新對課題充滿了信心。”他覺得在文章最終整理過程中，杜老師對于文章的總結把握，關鍵創新點的提出，都能看出杜老師嚴謹的科研思維，以及對于重要科學問題的敏感性。

除了科研以外，杜鵬還從為學生著想的角度給出一些未來發展的建議，讓學生們避免走彎路。他說：“我經常告訴學生要多花一點時間在實驗室，不僅是做實驗項目、搞課題研究，實驗室里的學長學姐們會給你很多建議，讓你少走彎路。”

博士生彭金山稱，杜老師對科研很嚴謹，經常鼓勵學生多探索、多嘗試，不要拘泥在文獻中已有的框架里。同時，他會針對大方向給學生提出指導和建議，學生遇到問題，杜老師也會從多方面提出自己的看法，往往都切中要害，“這一點，我很佩服他”。

準備畢業設計的學生賈義國說：“一年前，我懷著忐忑的心情來到杜老師的實驗室，還記得第一次與杜老師交流，他耐心地給我分享了他對科研的理解，告訴我做好科研需要具備的基本品質，這讓我一開始便有了一個端正的態度。他強調‘我們是合作者，課題的開展需要我們共同的努力’‘平時對實驗和數據的嚴謹，將會讓你在發表成果時更加順利’‘不要總是把自己當成新生，從一開始就要嚴格要求自己’……剛開始，我總因為實驗設計不夠完整而浪費很多時間，杜老師及時指出了我在這方面的不足，我正在不斷學習和改正的過程中。”

令賈義國最感激的是杜老師對他的鼓勵和信任，讓他參與有較高難度的新課題，鼓勵他開展具有一定挑戰的實驗，肯定了他完成的一部分工作，讓他對科研有了更高的信心和熱情。

杜鵬透露，為了推進和拓寬跨物種基因工程的項目，接下來，實驗室團隊將致力于研究成果的轉化、實踐應用，爭取在臨床上有更好的突破。

責任編輯 王碧清