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女科学家的发现之美

日期:2015-01-22 【 来源 : 新民周刊 】 阅读数:0
阅读提示:想要从根本上解决科研领域男女比例失衡、实现性别上平等的问题仍旧任重而道远。世界需要科学,科学需要女性。
记者|陈 冰
 
        自20世纪90年代末开始,从事科研的女性队伍以12%的增长率日益壮大,但纵观全球,科研人员中女性所占比例仍不足三分之一;在诺贝尔奖得主里,女性获奖者的比例更是不足3.5%——想要从根本上解决科研领域男女比例失衡、实现性别上平等的问题仍旧任重而道远。世界需要科学,科学需要女性。正如第十五届欧莱雅-联合国教科文组织世界杰出女科学家成就奖获奖者盖伊(Pratibha L.Gai)教授曾说:“我相信,女科学家能够为科学领域和科研环境带来许多新元素。毕竟,女性占据着总人口的50%,更多的女性投身到科学中来,一定可以让世界变得更好。”
  1月16日,由中华全国妇女联合会、中国科学技术协会、中国联合国教科文组织全国委员会及欧莱雅中国共同主办的第十一届“中国青年女科学家奖”颁奖典礼在京举行。国家纳米科学中心研究员陈春英、中国科学院上海生命科学院研究员于翔等10位女性科学家最终从183位候选人中脱颖而出,获得大奖。
 
探索纳米级癌症治疗
 
  “没有治愈办法”——3000多年前的古埃及人这样描述面对癌症时的无助,由于外科手术也无法根治这种恶疾,这个悲观结论一直延续至今。而且,无论是外科手术还是放疗与化疗,传统的治疗手段都会严重破坏机体的免疫力,很多人即便躲过了癌症的困扰也无法重新拥有健康的体魄。
  为了改变这种局面,全球的研究人员正致力于研发具有更好的特异性、从而更准确地打击癌细胞的潜在药物。与他们不同,国家纳米科学中心的陈春英研究员正在另一条路上摸索:纳米治疗癌症。
  进入纳米尺度的材料不仅能够作为载体、把抗癌药物运送到肿瘤部位,还可以直接作为药物、精确打击肿瘤细胞。那么,当这些极其微小的颗粒进入细胞后,是否会对人体健康产生负面影响?陈春英从纳米材料的毒理性质研究入手,在分子、细胞和动物机体这三个层面,分别研究了纳米材料可能以什么方式、引起什么样的生理效应。她发现,纳米颗粒的大小、组成、形状、颗粒表面的修饰物等多种因素,都是决定纳米材料是否安全、有效的关键因素。这些成果为纳米药物的开发和应用建立了良好基础,也让陈春英入选美国汤森路透公布的2002-2012年“全球高引用科学家”,成为“药理学与毒理学”领域最具国际影响力的全球133名科学家之一。
  在安全性基础上,陈春英和她的团队在利用纳米材料治疗癌症上取得了很多重要突破。比如,有一种被他们称为“金棒”的纳米金材料,不但可以作为抗癌药物的载体和CT成像时的对比剂,还因为能在近红外领域吸收很多热量而具有热疗作用——相比于正常细胞,肿瘤细胞对温度更加敏感,42℃左右的温度就能杀死大多数肿瘤细胞。这项研究也是人类第一次发现可以将热疗药物、药物载体和CT成像对比剂统一在同一种材料上。另外,在研究富勒烯时,她们意外地获得了一种含钆的新型纳米材料,能够抑制帮助肿瘤细胞侵袭的一种蛋白质的活性,就可以阻止肿瘤细胞转移,这让人们首次意识到,纳米颗粒不仅可以作为载体,还能直接作为药物治疗肿瘤。
  让癌症患者更有尊严地活下去是陈春英团队的使命,通过破解基质金属蛋白酶的上游调控机制、将已有药物从实验室推向市场。除此以外,她还积极将纳米研究应用于更加广阔的领域,甚至包括探索工作场所、空气污染物中超细颗粒物对呼吸系统、心血管系统的影响。
  也许,科学的种子在她按照爷爷的要求背着古诗却在父母潜移默化的熏陶中走进实验室时就已经种下;也许,科学的幼苗在她为备战中学化学竞赛而拥有全天使用学校实验室的特权时就已经发芽;也许,科学的大树在她接受导师指导为撰写本科毕业论文在肿瘤医院潜心工作半年时就已经长大。现在,她总能在静好的岁月中找到更美的风景:从科学中发现和享受美好,面对远大目标时“望峰息心”,深入微观世界时“窥谷忘返”;在闲暇时细品清茗,研习瑜伽,用儿时开始接触的曼妙诗文平衡着生活,并驻足流连,沉醉其中。
   “深入进去你就会发现科学挺有意思的!”伴随陈春英一路前行的,正是探索与发现的乐趣。在她25人的团队中,有18位年轻女性,她希望更多的年轻女性能在科学道路上走得更远。
 
解析大脑“出错”的奥秘
 
  在这个世界上有一群“来自星星的孩子”,他们“有视力却不愿和你对视,有语言却很难和你交流,有听力却总是充耳不闻,有行为却总与你的愿望相违”——这群自闭症患者犹如天上的星星,一人一个世界,独自闪烁,而且数量不断增加。这种在全球拥有3500万患者的神经系统疾病,正是中国科学院上海生命科学院神经科学研究所研究员于翔特别关切的科学问题之一。
  “在儿科医院里我见到了很多患有自闭症的儿童,有的会因为衣服上标签产生的摩擦而大哭不停,有的可以盯着一个转动的玩具看数小时——神经科学研究的专业知识告诉我,他们的感觉输入或处理系统存在异常”。目前关于自闭症的研究主要集中在患儿语言和社交行为的障碍,较少关注患儿的感知觉发育;由于感知觉神经环路的发育早于认知相关环路,于翔认为以感知觉发育为切入点,可以从一个新的角度解析自闭症和其他发育相关的神经系统疾病。
  刚刚出生的婴儿已经拥有了他未来大脑中几乎所有的神经细胞,这些神经细胞之间的功能性连接却没有完全形成。于翔带领的科研团队以小鼠为模式生物,发现成年后各自独立的脑区在幼儿发育的早期好像一个没有被分区的硬盘,任何一种来自外界环境的刺激都会对大脑多个区域的发育产生至关重要的影响。早期视觉输入的丧失不但会影响大脑视觉相关脑区的发育,也会影响听觉和触觉脑区的发育;反之,如果给一个没有视觉输入的小鼠更多来自母鼠的抚摸,其视觉相关脑区的发育也会被促进。换而言之,各种不同来源的感觉刺激对早期大脑的整体发育均有促进作用。虽然父母对失明幼儿的抚摸和关爱不能让他重新看到世界,但更多的触觉、听觉、嗅觉等感知觉刺激,却可能把视觉缺失对大脑皮层发育的危害降到最低。如果对自闭症患儿进行合适的自然感知觉刺激,是否也能够促进他们大脑中神经网络的建立,帮助他们逐渐恢复社交和表达的能力?大脑的奥妙对于翔而言绝不仅仅是一个神奇的生理现象,她更希望通过自己对大脑早期发育可塑性机制的研究,帮助那些患有发育性神经系统疾病的儿童拥有一个健康而快乐的美丽人生。
  于翔研究团队的工作还发现,催产素——一个可以促进面孔识别的人与人之间互信的神经肽——在小鼠大脑内的水平可以被自然感觉刺激提高,并且可以促进大脑感觉皮层的发育。现在国外的很多研究和临床前实验已经在用催产素对孤独症患儿进行治疗,但是对幼儿进行药物治疗需要一个很长期的安全评估。相比之下,于翔则另辟蹊径地提出“感知觉干预法”,通过设计特定的感觉输入范式与发育有缺陷的小朋友进行互动游戏,以行为矫正这种安全无副作用的方式促进他们的大脑发育。“也许很简单的游戏他们需要很多次重复才能学会,但是他们每个点滴的进步都会给父母疲惫的脸上带来灿烂的笑容,这正是科研可以为社会做些什么的地方。”
  这个目标还只是激励于翔在科学旅途上不断奔跑的动力之一,而那种对生命的无限好奇,更是从她多年前选择人生道路时起就始终不渝的初心。于翔至今仍对自己高中时的生物老师记忆犹新,他的第一堂课就讲述了生物化学中蛋白质、基因等这些对一个中学生无比神奇的物质——这令于翔第一次感受到生命的奥秘,也点亮了她心中那一盏通向无限未知与可能的明灯。天资聪颖而又不懈努力的于翔25岁就取得了剑桥大学分子生物学的博士学位,就在她开始思考未来的发展方向时,一本名为《大脑的性别》(BrainSex)的科普书籍出现在她的视野中——这本书从神经科学的角度剖析男女大脑的不同之处,将“男女差别”这个老生常谈的话题改造得耳目一新,也启发着本就对大脑与意识怀有浓烈兴趣的于翔从此选择了神经科学领域。
  回想起如何一步一步走上科研的道路,于翔笑着表示必须感谢自己作为物理学家的父亲。与很多子承父业的故事不同,家里那些写满希腊字母和推导公式的纸张让于翔从5岁起就知道,物理学并非自己心神向往的兴趣所在;智慧宽容的父亲不仅没有任何勉强之意,相反,还总是鼓励她听从自己内心的指引,用最真诚的热爱让科学的种子慢慢生根发芽。
  “记得11岁时我随着父母去了意大利,那时候我一句英语都听不懂,在国际学校的餐厅里也是第一次见到汉堡包和我完全不会使用的刀叉。”陌生的国度里,语言、文化、教育环境和生活习惯翻天覆地的变化,让这个此前从没有走出过北京城的女孩感受到巨大的冲击,也让她在适应全新境遇的过程中实现了从迷惘到自信的完美蜕变。“如果曾经经历过很大的变化并且学会如何应对,未来再遇到挑战和挫折时也一定可以淡然面对,并且一直往前走”——这种无论在任何时刻都笑对人生的态度,也许正是于翔在科研之路上始终执著行进的力量所在。
  
  链接:“中国青年女科学家奖”
 
      “中国青年女科学家奖”由全国妇联、中国科协、中国联合国科教文组织全国委员会和欧莱雅中国于2004年联合设立,是欧莱雅-联合科教文组织“为投身于科学的女性”计划在中国的发展和延伸。“中国青年女科学家奖”每年评选10位在基础科学领域和生命科学领域取得重大科技成果的、45岁以下的优秀青年女科学家。11年来,共有来自全国21个省(自治区、直辖市)和香港特别行政区的96位女性获得此项殊荣,以榜样的力量激励青年女性投身科学。
     
第十一届“中国青年女科学家”其余8位获奖科学家简介
   
贾卫华(中山大学肿瘤防治中心研究员):揭示了环境因素激活病毒感染的全新致癌机制:吸烟可以让潜伏在人体的“EB病毒”激活,某些病毒抗体作为“危险代言者”显著增高,并导致正常鼻咽细胞癌变风险的大大增加。她的团队特别开发出一种“鼻咽刷法”,只需通过无创方式刷取肿瘤脱落的上皮细胞,就可以快速、准确地检测到鼻咽癌特异的EB病毒分子标志。
 
廖红(华南农业大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室教授):尝试通过分子标记对植物基因进行定位,同时结合自己对根系生长和养分吸收的理解,定向选择出更优良的作物。利用这种方法,一方面可以通过定量分析和三维重建的方式对根系进行直接筛选,另一方面又避免了引入其他物种的新基因所带来的争议。
 
段慧玲(北京大学工学院力学与工程科学系研究员):为了满足飞机在飞行中一系列苛刻的要求,工程师通常会在复合材料中添加涂层,那么选用何种涂层材料、涂层厚度怎样确定、涂层会对材料特性带来哪些影响,所有这些关键问题的答案来自段慧玲——她建立了一套理论体系,来分析和解答这类问题。
 
黄如(北京大学信息科学技术学院教授):针对纳米尺度集成电路存在的功耗问题提出并研制出新机理新结构的低能耗器件,着力解决芯片的功耗和发热问题。
 
李永平(华北电力大学资源与环境研究院教授):近年来一直致力于推动水文水环境耦合模型的开发应用,依据各水域环境、降水、植被、坡度等模块的精细数据,该模型可以帮助人们在极不确定的条件下分析和预测水循环、水污染的动态变化,从而为水资源管理、水环境治理提供有力支撑。
 
陈雪飞(中国科学院云南天文台研究员):蓝离散星,西方媒体称之为“吸血鬼恒星”。这类从名字中就透露出鬼魅气质的天体,它们的寿命因为吞噬近邻恒星的物质而比标准的恒星演化理论预言的要长。这种吞噬过程有两种方式:一种是靠双星演化,物质慢慢地从一颗星流向另一颗星;另一种则是在密集星团的内部,两颗孤立的恒星直接碰撞,并合后形成一颗蓝离散星。陈雪飞解决了双星形成蓝离散星的主要问题。
 
李英贤(中国航天员科研训练中心研究员):在探索太空的过程中,骨丢失可能是人类宇航员面临的最大挑战之一。李英贤团队从300多个候选分子中,在全球首次找到了会影响成骨细胞(也就是负责骨生成的细胞)的小核酸分子——这就确定了失重在人体内的作用目标,使得针对上述小核酸分子干预的药物和手段,能够真正预防和治疗失重对宇航员的伤害,这一成果还将惠及数亿骨质疏松症患者。
 
刘建妮(西北大学地质系教授):她在云南澄江的寒武纪化石库中发现了行走在远古海底的“仙掌滇虫”,并成功证明这种湮没在历史尘埃中的叶足动物,乃是蝗虫、蝴蝶、蜜蜂、蜻蜓等现生节肢动物“遗失的远祖”。这一重大发现不仅首次破解了节肢动物起源与早期演化之谜,更由于展示出“叶足动物”向“节肢动物”演化过程中的镶嵌特征,为物种渐进演化的理论提供了确凿的化石实证。
   
 
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