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2025年9月5—6日,2025年肾脏病研究进展南方论坛暨医疗大数据论坛在广东省广州市成功举办。会上,南京大学生命科学院张辰宇教授分享了题为“RNA介导多层次‘生命涌现’分子语言的自然逻辑、结构与表意”的精彩大会报告。
《中国医学论坛报》特邀张辰宇教授接受专访,以通俗易懂的语言为我们讲述其团队在RNA领域的开创性发现。
Q1:您在RNA领域的研究是开创性的发现,这对我国生物医学领域有什么重大意义?
生命现象的本质,在于生物分子之间的相互作用。其中,生物大分子主要包括DNA、RNA、蛋白质,其中DNA和RNA同属核酸类物质。近百年来,传统生物化学领域的共识认为,RNA仅能在细胞内发挥其生理功能。然而,我们的研究发现,存在多种RNA分子可在细胞外保持结构完整;这一现象提示,在细胞外完整存在的RNA分子,可能具备特定的生物学功能,且这些功能是此前尚未发现的。
通过对细胞外RNA的深入研究,我们或许能够揭示更多疾病的发生机制,同时发现新的生物学现象。例如,我们的研究团队发现,来源于植物的小RNA(small RNA)可被哺乳动物完整吸收,并能实现 “跨界调控”—— 即调控动物体内或其共生微生物(如病毒、细菌)的基因表达,进而影响摄食者的生理状态或病理进程。这一发现表明,这类小RNA可能是一种新型营养成分。此外,我们还在中药汤剂中检测到了这类小RNA的稳定存在。
进一步研究中,我们从中国传统用于抗疫、防治瘟病的中药——金银花中,发现了一种特殊的植物小RNA(miRNA-2911),该小RNA具有广谱抗病毒活性,能够直接作用于病毒,抑制病毒复制。其“广谱性”具体体现在:通过生物信息学研究分析,miRNA-2911可对94%的已知病毒(共计 4100多种)发挥抑制作用;在实验验证层面,我们已证实它对几乎所有流感病毒、新型冠状病毒、埃博拉病毒均有抑制效果。目前,我们与第四军医大学合作开展的研究还发现,该小RNA对黄病毒属病毒(如乙型脑炎病毒)同样具有抑制作用。
这一发现不仅明确了中药中一种新型活性成分,更为以科学方式阐释中医药的作用机制、推动中医药现代化研究提供了全新视角。
在此基础上,我们还看到了更广阔的应用前景与研究价值:一方面,这类细胞外小RNA有望成为疾病诊断的新型标志物,为临床早期识别、精准诊断疾病提供新的检测靶点;另一方面,我们在小核酸药物的递送技术上也取得了新进展——成功研发出小核酸第三代体内递送方式,这一技术突破有望解决当前全球生物医药领域面临的 “小核酸药物体内肝外递送” 的核心难题,打破相关技术瓶颈。
若细胞外小RNA的作用机制具有普适性,我们对生命世界的认知或将迎来根本性改变。这是因为,细胞外小核酸的发现与研究,让地球上不同物种之间建立起了新的连接纽带,证明了每一个物种、每一个生命个体都并非孤立存在,而是通过这类分子实现了跨物种的信息传递与相互影响。正如《Cell Research》主编李党生教授的精辟总结:“We are not only eating materials. We are also eating information.”,
尽管我们在此领域已持续研究近20年,但整体仍处于探索初期,更多潜在价值尚未完全展开。客观而言,这项研究不仅为我国生物医药领域带来了新认知,更对全球生物医药领域的发展产生了重要影响——基于这一原创性基础研究成果,未来有望催生出具有颠覆性的核心生物医药技术,为疾病的诊断与治疗带来革命性突破。
Q2:从您的发现对人类重大疾病,比如慢性肾脏病、肿瘤、心脑血管疾病等,有什么重要意义?在未来是否可以进行应用转化,推进人类疾病的治疗方案改革?
我们发现的细胞外小RNA有望成为新型诊断标志物,这一应用在临床诊断领域具有重要潜力:例如在肿瘤、病因尚未明确的肾脏疾病的诊断,这类标志物或可帮助实现疾病的早发现、早干预,为精准诊断提供新的依据。
在治疗领域,我们解决了小核酸药物的体内递送难题。这一突破为多种疾病的治疗开辟了新路径:无论是肿瘤、慢性疾病,还是肾脏疾病,小核酸药物都有望成为一种全新的治疗方式,推动相关疾病治疗领域的发展。
小核酸药物研发是药物研发领域的 “第三次浪潮”,“第一次浪潮”以化学小分子药物为代表,“第二次浪潮”则涵盖多肽类药物、抗体药物等;而小核酸药物凭借其独特的作用机制,成为推动药物研发革新的“第三次浪潮”。不过,小核酸药物研发在全球范围内长期面临一个核心难题 —— 难以实现肝外组织的有效递送,这极大限制了其临床应用范围。而我们研发的第三代递送技术,成功解决了小核酸药物向全身各组织的肝外递送问题,这一突破将推动药物研发第三次浪潮真正落地,为小核酸药物的广泛临床应用奠定基础。
Q3:您在RNA领域的研究,是否有可能与精准靶向治疗进行有机结合?对此您有什么看法?
张辰宇教授
中国医学论坛报赵静薇采写
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