易文洋:《National Science Review》 ——最快的脚步不是冲刺,而是坚持

2022-05-19来源:中科大生命科学学院

背景介绍:

20214月,薛天教授等在National Science Review杂志上发表了题为“A single-cell transcriptome atlas of the aging human and macaque retina”的合作研究论文,生命科学学院的博士生易文洋为第一作者。该工作通过对不同年龄段人类及非人灵长类恒河猴视网膜进行单细胞转录组测序,解析了人类与恒河猴视网膜在细胞水平和分子水平的异同,并建立了人类及恒河猴视网膜衰老的分子图谱,发现了人视网膜在衰老过程中细胞组成改变及关键分子特征。该研究为治疗和干预年龄性相关视网膜疾病提供了重要的研究基础。

近期我们有幸采访到易文洋博士,请他为我们分享一下NSR背后的故事。




一、介绍投稿过程

1)首先祝贺师兄在National Science Review发表一作文章,这个课题一共花费多久,投稿过程是否顺利?

易文洋:

课题是从2017年开始的,2020年被接收。接收过程也不算是很顺利,从投稿到文章的接收大概有六个月,其中也有一些波折。

2)文章大概修改了多少次呢?

易文洋:

我们在20203月第一次投,当时投的是主刊Cell,期刊编辑回复的意见认为整个文章的质量很好,但是,鉴于目前国际上已经有人类和猕猴视网膜单细胞图谱的工作,在创新性上可能有所欠缺,所以当时建议投其他期刊。我们认为,这个课题的创新点还是全球第一个通报人类和猕猴老年的单细胞图谱的工作,所以率先发表比发在哪里更重要。所以我们在6月就向National Science Review投稿,7月中旬就得到了第一版的修改建议,主要是对文章中的一些结论进行更详细的验证以及补充说明,以及一些排版方面的修改,所以第二轮很顺利的就被接收了,并得到了期刊快速通道支持,文章很快见刊。

3)哪些因素是该研究成功的关键所在?

易文洋:

首先,我们是目前唯一一个研究从婴儿出生后8天到衰老(87岁)的全生命周期的人类视网膜细胞图谱,并且做了人类和猕猴的系统比较。而且我们在系统性的图谱工作基础上,发现了视杆细胞在人类和猕猴视网膜上是可以明显分成两群的,而在小鼠视网膜上却只有一群,而且从小鼠、灵长类动物到人类中,这种视杆细胞的比例有很大的差别。同时我们还详细的研究了人类视网膜的黄斑区和外周区的差别,从而能够解释为什么在高级灵长类动物中会有黄斑区的形成,并且提出了一条新的促进黄斑形成的信号通路,从生物学和生物信息学两个方面证明了为什么人类的黄斑区更容易衰老及其分子机制。此外,我们还研究了人类视网膜中,哪些类型的细胞在衰老过程中更容易受到损伤。如果想要延缓视觉衰老,可能需要将目光放在这种MYO9A-视杆细胞上。最后我们构建了目前已知的178种人类视网膜疾病的易感基因在整个视网膜细胞中的表达情况,可以看到引起不同的视网膜疾病的视网膜基因是不同的,总体上这是一项系统且工作量非常大的工作。




4)为什么会开展这个方向的课题研究?如何确定的这个课题?

易文洋:

首先,薛老师在单细胞技术兴起的时候就已经有了初步的想法,而对于人类在视网膜的发育和衰老过程中,一开始人们的研究都是只着重于这个器官本身的变化,但是很难精确的定量不同视网膜细胞亚型在发育和衰老过程中是如何形成、如何变化的,也就无法找到延缓视网膜的衰老和治疗视网膜相关疾病的靶点,所以我们想要研究视网膜的衰老是需要精确到单个细胞的。

其次,高级灵长类以及部分鸟类,这些视觉比较发达的物种,在视网膜区间都存在一个类似于黄斑区的区域,这部分区域聚集了大量的视锥细胞(与人类日常阅读、分辨颜色等功能有关),而在小鼠等夜视类动物中却不存在这样的区域,我们想通过研究人类、灵长类动物的黄斑区以及小鼠的视网膜区域进行比较,进而研究这个区域的形成机制。

所以主要是因为两个方面的原因开展这个课题的。第一,黄斑区是如何形成的;第二,人类视网膜的衰老到底是个怎么样的过程,这个过程中哪些细胞和分子发挥了作用,我们是否可以抑制或激活某些信号通路来延缓衰老的过程或者治疗视网膜疾病。

5)课题进展过程中是否遇到了比较难的问题?又是如何解决的?

易文洋:

首先,因为课题本身的因素,在实验过程中需要克服自身的心理障碍,因为需要自己去医院拿取捐赠者的视网膜组织;其次从眼球中取到人类干净的视网膜组织是很困难的。视网膜和玻璃体结合的非常紧密,但是如果不将玻璃体去除干净的话,会影响后续视网膜细胞的分离和建库。而且视网膜细胞非常脆弱,在分离出来之后很难保证细胞的活性;另外,实验过程中还需要对视网膜细胞进行免疫荧光等实验,而很多蛋白没办法染上色,需要进一步优化验证体系,暴露靶蛋白活性位点等。

6)在课题进展过程中有没有遇到一些有趣的事情?

易文洋:

当你真正觉得自己在机理上或者某个生物学现象上有了更深入的认识后,我觉得这个结果给我们带来的快乐是最重要的,也是科研中最有意思的事情。


二、对同学的建议

对研究生阶段的规划有什么建议吗

易文洋:

我认为每天努力做好该做的实验,多看文献就是最重要的。文献看得多可以让自己对课题把握得更深,明白真正的创新点在哪里,这个比一直埋头做实验的效果要好得多。总的来说,我觉得最重要的是,需要把自己课题方向的文章应读尽读,这样才能对自己的课题有一个全局的把握。


视网膜染色,红色-无长突细胞,红绿双标-视网膜神经节细胞。-摄影 易文洋

                         版权归属薛天实验室@xuelab

 

三、谈一下导师

那最后可以谈谈你眼中的导师吗?

易文洋:

薛天老师是个知识面非常广的老师,在课题上给了我很大的帮助,特别是在课题的方向和逻辑思维上给了我很多指导。此外薛老师不仅在实验上,还在生活中对我所做的各种选择也给予了很多支持和建议,会站在学生的角度看问题,提供建议,这是非常难得可贵的。我很幸运能够遇到这样的老师。同时,这项工作得到北京师范大学吴倩课题组和中国科学院生物物理研究所王晓群课题组的大力支持,特别感谢两位老师的指导和合作,让我能顺利完成这项研究工作!


易文洋简介:

2016年从西南大学保送研究生到中国科大生命学院薛天实验室,在校期间分别在Developmental Cell2020)、National Science Review2021发表一作文章,获2020年度国家奖学金,2021年度中国科学院院长特别奖,罗氏大学研究基金二等奖等,目前在南京诺唯赞生物科技公司任研发项目经理。



供稿:生命科学学院神经生物学研究生党支部

采访人:韩宇崇 徐珑玲 宛晨晨




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