昨晨当我仔细看文章里的名单后推测,Shimon Sakaguchi的诺奖论文是在同姓太太的帮助下做出的。今天看到这些照片证明当时的猜测正确,不知道这么优秀的夫妇是否拥有孩子或传了基因?
日本与中国不同, 日本的成功男人是拥有资深太太的,中国海归的头面男人几乎全换太太,我的国内留美学生的绝大多数都是来自破裂的家庭。从这层意义上看,日本人在台面上还是拥有东方人的传统,他们是知廉耻的。中国人则是生活在物化的世界里,政治局常委王沪宁拥有三任太太,薄熙来可以让女主播变成尸体标本。
Shimon Sakaguchi是日本制造, 但是他是美国训练出来的,所以他是日本科学家中英文说得好的。他的博士后是在Hopkins和Stanford做的,随后在San Diego著名的Scripps研究所的免疫系找到Assistant Professor的职位。
当时的Scripps免疫系应该以澳大利亚人Jonathan Sprent最为著名,他是日夜工作在实验室的人,他应该参与了雇用Shimon Sakaguchi。在前后的时间段,从WashU我们这层楼的Evan Sadler实验室获得博士学位的叶德全也在该系当教授。
二战结束后,Scripps的实验医学或免疫系是德国人Hans J. Müller-Eberhard 领导的补体圣地, 很多补体蛋白都是在他的实验室发现与纯化的,补体旁路就是依靠的他,可惜这位德国科学家因为酗酒成性而过早离世。Scripps是比WashU竞争还激烈的地方,所有费用都必须从grants里面出,在房价那么贵的San Diego的压力可想而知。
Shimon回忆自己的早年基本上只有他和太太在实验室打拼,太太开始还不是学的生物相关专业。她是职业治疗师即Occupational therapist,专攻方向是为老龄人调试座椅,她改行成为Shimon的科学助手。应该是不堪在San Diego的巨大职业和生活压力,他们俩人共同海归了日本。Sakaguchi的获奖实验是在美国辅垫和日本完成的,他们所拥有的日本与美国的杂交文化也间接催生了日本今年的诺贝尔奖。
阿肯森培养的博士后回日本后,奋斗了大半辈子才挤身日本当年只有15位免疫学正教授的行列,他们的互动让我懂些日本的科学。
我们几乎每年都开国际或欧洲的补体会议,在这种小到只有几百人的国际会议里,中国人很少。日本人也不多,但是日本人赴会总是很有特色。
日本人在每天的晚餐总是形成一个封闭的团体,即使不是来自同一个实验室,但是他们总是跟随一位资深教授和他的太太去就餐。因为去欧洲开会很贵,再大的教授也资助不起那么多人去。日本只有那么大,似乎他们都很熟悉。还有一个特点,他们对从美国赴会的人都格外尊重,原因可能是因为他们的大部分教授都是美国训练出来的。
日本人在欧美与在日本的行为很不同,基本上没有见他们行深度鞠躬礼,脸上的笑容也多些,但是对教授夫妇仍然是严听计从。日本人普遍说不好英语,包括几乎所有从美国回去的日本正教授,当然年轻人好很多,但是他们做出的东西好多是惊天动地的。
日本的教授夫妇也不都是Shimon Sakaguchi这样的俊男美女,他们好多似乎是从日本的山里出来的,几乎完全是依靠data走遍世界的。
日本人开会绝对守时,很少离位,他们总是认真听讲。日本即使是著名教授也几乎都不会在大会场主动提问,只有需要他们澄清的时候,他们才会使用简单的英语说出事实,但是通常不会与你辩论。在这种大教授们的带动下,日本的年轻人也就都保持沉默。
什么人喜欢提问呢?欧洲人。欧洲人还特别喜欢争功劳,有时德国人和英国人可以打起来。美国人也喜欢提问或参与讨论,包括我这个美国老中,但是美国人之间说话要客气得多。
WashU现任病理主任是台湾裔,作为台大医学院毕业生他在恋爱时,丈夫娘可以免看就同意嫁女儿,这个重视医学的传统应该来自日本。Shimon从日本最好的京都大学医学院毕业,Kyoto, Tokyo和Osaka是日本三大顶尖名校,他应该不愁与日本优质女性结婚,他的太太漂亮得可以当日本演员。
我们还需要理解这次的诺贝尔奖授予的是外周免疫耐受机制,没有涉及免疫活化原理。这次强调的是免疫刹车不是活化,活化机制已经因为MHC的限制性授予了瑞士和澳大利亚科学家,也授予了识别病原的TLR。
耶鲁前教授和海归大佬傅新元不应该太伤心,这次诺奖没有涉及STAT与TH1, TH2或其他淋巴细胞群的调控。这次授奖的视角是从Owen的小牛混血胚胎耐受的诺奖延伸到外周的免疫耐受。WashU教授Stan Korsmeyer参与发现Apoptosis机制的岁月,特别是以色列科学家发明染色死亡细胞的TUNEL assay后,Scripps的Jonathan Sprent在胸腺里发现成片的可能损害自身组织的淋巴细胞死亡,文章发表在Nature上。但是那是中央免疫耐受,这次是外周耐受。
同济弟子和西湖医学院院长董晨在接受《知识分子》的采访中说得很不错,但是他把Shimon的专业似乎说错了。Shimon不是Rheumatologist, 应该是位Pathologist,当然后来完全不做临床了。
Sakaguchi是从日本最好的医学院毕业的人才,其实这次诺贝尔奖只颁给Sakaguchi一人都不为过,将Foxp3与Treg联系在一起也是Shimon实验室最先做出的。
至于Fred和Mary发现Foxp3是Scurfy小鼠和人的IPEX的控制基因,这个成果完全可以不授奖,俄罗斯裔美国科学家Sasha Rudensky也不应该分享。因为基因突变导致自身免疫病的例子多了去了,Fas突变是导致MRL/lpr的自身免疫病的原因,是WashU退休教授John Russell和他实验室的王茹端博士后发现的,她是同济生化教授陈兆聪的研究生。他们的工作也是建立在另一位非常杰出的日本免疫学家Shigekazu Nagata工作的基础上,日本拥有多少人才啊?Shigekazu Nagata比Shimon出名和强势的多,他发现了Fas receptor和Fas ligand,以及完成了干扰素的测序。
其实最好的组合应该是Shimon Sakaguchi与切胸腺实验的鼻祖Jacques Miller分享诺奖,Miller发现了T细胞,也可以把董晨的导师Max Cooper发现B细胞加起来三人分享诺贝尔奖,为细胞免疫的大汇合。
诺贝尔奖欠了免疫学太多,他们甚至不授予Mark Davis和Tak Mak发现的TCR (T细胞受体)的革命性工作。这帮瑞典的家伙们天天想到什么神经生物学,结果人类对精神病、药物成瘾或Autism仍然束手无策。只有通过新冠大流行,才让人们猛醒,骄傲的人类面对那么小的病毒仍然是只有走群体免疫的残酷路径。
Miller和Sakaguchi都切除了胸腺,为什么Miller的小鼠变成免疫缺陷,但是Sakaguchi的小鼠变成了免疫系统超活化的自身免疫病?这个需要对比原始论文才能说清楚。
现在可以接受的解释是,Miller切的胸腺是在刚出生就切除,Sakaguchi则是在出生三天才切。Timing在什么时候都重要,这几乎是个哲学问题。
Miller切除导致所有T细胞缺陷,小鼠因为免疫缺陷的感染死亡。他因此做出了发现T细胞的历史性贡献,T来自Thymus。Sakaguchi切胸腺的时间稍微晚些,在这个节骨点上效应性T细胞己经成熟可以发动攻击,但是Treg不能产生,所以小鼠的自身免疫病覆盖多个器官。
那些小鼠原本就是死路一条,但是Sakaguchi将野生的Treg输入到无胸腺的小鼠后救活了它们。他们的JI论文几乎催生了现在亿万美金市值的那些Treg治疗公司。当然现在仍然不能投入临床,毕竟制备有效的细胞供治疗用太难了。
在补体的三大活化通路(经典、旁路和Lectin)中,Lectin Pathway是日本人发现的,丹麦人发现了Lectin通路的活化酶MASPs。日本Fujita 实验室居然发现MASP-3可以将Pre-FD切割成FD, 从而将Lectin Pathway与Alternative Pathway联系在一起。当时该结果在纽约补体会议上就引起轰动,阿肯森在会议上做总结发言时就重点提到他们的惊人结果。随后欧洲人反扑,认为日本人做错了,但是在美国实验室的介导下,反复证明了日本人的结论正确,即补体旁路途经的关酶酶的活化依赖Lectin途经的水解酶。
中国人喜欢吹牛,天天做差得十万八千里的诺贝尔梦。从中国大陆出来开会的,甚至连日本人的这些补体贡献都差得很远,更不谈什么诺贝尔奖了。当然对诺贝尔奖感兴趣,以及熟悉西方的文化是好事,因为这是更新自己腐败文化的开始。日本与西方互动的年代可能早中国百年,日本旅德国科学家在没有诺贝尔奖时就做出了发现抗体的贡献。
从Shimon Sakaguchi将自己的发现从抑制性T细胞改成Regulatory T Cell (Treg), 就知道他与美国与世界的科学多么合拍。他的科学与文字都在奠基今天的诺贝尔奖,那就是发现了外周免疫耐受的调节机制。
阿肯森也是频繁使用Regulator或Regulatory这些词汇的科学家,阿肯森赢得世界声誉也是涉及免疫抑制或免疫刹车机制,可以从覃文宁她们将CD46和CD55这些人的刹车蛋白导入猪肾供人体移植看出。
同济美国杰出校友和“文宁救命猪”发明人覃文宁针对阿肯森原始论文的留言:“我把Cole et al., PNAS, 1985的文章又读了一遍.以后有机会,一定要把CD46, CD55, 及CD47和华大及Dr. John Atkinson的关系,浓妆重彩的写出来.”,我的回复:“Cole是个很老实的德州医生,娶了日裔太太,领养中国孩子,我们见过。如果是现在他应该留下来当教授的,但是阿肯森让他去Timothy Springer实验室再做一轮博士后,他在哈佛看到了学术界的残酷竞争,决定不干了,去当了医生。”
在科学术语方面,阿肯森发明了好多,这是两个例子:RCA (Regulators of Complement Activation),位于1号染色体的1q32区域,可以编码好几个补体调节基因,这是从基因层面出发的,从蛋白质出发则是CRP (Complement Regulatory Proteins)。其实RCA和CRP对于免疫刹车的重要性与Sakaguchi的Treg只是侧重点不同,对于急性的感染与损伤,RCA肯定更为重要。
如果没有补体调节蛋白,人体将会面临巨大的挑战,很多妇女拥有它们的突变或缺失,恐怕孩子都生不出来。因为补体是不稳定的,它们的活化产物需要不断地清除。我们使用基因剔除技术敲除了一种补体调节蛋白, 小鼠的胚胎在胎内提前夭折。它们是完全的不育性表型,当年的文章发表在Science (我不在)和Immunity上(我是共同一作)。
我以此手写纸条与阿肯森谈了好久,他迅速开玩笑说以后授予补体的调节应该考虑我们。我主要是想问他,他们当年使用Regulator或Regulatory的含义,主要是从科学或语言学的角度。他说Regulation在英语里含有两层含义,可以是正向的,也可以是反向的。所谓正向的就是加强,反向则是抑制。但是在通俗的语境里就是negative即负向的,我说这很容易理解,因为government regulation通常是加强控制。
RCA基因束里包括CD46, CD55, CR1, CR2, C4bp, FH, 因为它们都是负向的抑制补体活化的蛋白,阿肯森也逐渐在描述时将negative regulator中的negative取掉,直接称regulator。
既然谈及Innate免疫的刹车,这里也可以说些我对科学的贡献,那就是发现了调节补体动态平衡的膜机理。
故事会很长,让我先说些阿肯森经营实验室的传统,他相当放手,他很大的任务是弄钱和在论文写作时提供帮助。对于我来说,他很少写论文,所以我自己如果不行动就会沒有论文,这也是我拥有很多会议摘要的原因。
我是从莫尼那实验室转到阿肯森实验室的,当时莫尼那实验室发表的Science论文观察到,小鼠补体膜蛋白Crry踢除小鼠不能成活,Crry+/-交配永远得不到Crry-/-老鼠。因为母亲的补体系统打击了胚胎的血管及其再生,从而使Crry-/-出现血液断供而胎死子宫,这只是猜测的机制。
我们也不是只有Crry+/-,因为Crry-/-可以在补体旁路缺陷的环境里生存,我们可以得到Crry-/-C3-/-或Crry-/-FB-/-, 这便是我作为共同一作的Immunity论文。
这就是一个免疫刹车系统重要性的鲜活例子,因为补体在母胎交界处强烈活化后胎盘的功能受损了,胎儿就会不幸去世。一旦没有了补体旁路活化,我们就可以救活幼鼠。
现在想来也是不同思议,因为经费问题,发表一篇Science 和一篇Immunity的莫尼那实验室被迫关门,WashU是赶人没有商量的。莫尼那自己去当风湿科医生,我们则全部都要离开。
我在面对西岸大药厂的工作时选择留下,有幸在20多年前进了阿肯森实验室。阿肯森实验室是做人的补体调节蛋白的,发现CD46的蛋白质和基因,也克隆DAF和部分的CR1。
阿肯森不做老鼠的补体调节蛋白正好说明他为人的高尚,当时老鼠的补体调节蛋白领域可以说是一片荒地,但是从他实验室即将独立出来的医师科学家贺勒斯想做。阿肯森承诺完全不涉及这个领域,让自己的博士后拥有良好的发展空间,这样才有贺勒斯以后扩展的小鼠CR1/2和Crry研究。以此可见博士毕业找博士后导师时除了课题重要,导师的人品也是首要考虑的因素。
我的加入直接将Crry研究课题带入到阿肯森实验室,他也乐观其成,也就让你去折腾。我前段时间还与阿肯森在讨论人生时谈到这点,WashU是个神奇的地方。我当时要在其他教授处过渡,那位教授当时根本不做补体,但是他的经费充足就将那些补体调节蛋白缺陷的小鼠养着,这样才有了我与阿肯森发现的调节补体homeostasis的膜机理。
当时我们拥有Crry+/-和Crry-/-C3-/-或Crry-/-FB-/-小鼠,我们后来也使用FD-/-和Properdin-/-救活了Crry-/-小鼠。但是无论是Crry+/-还是这些双基因缺陷的小鼠种系,它们都沒有什么用处,文章发表就是尽头。因为前者只缺乏一个基因拷贝,表型几乎没有;后者则完全没有C3或FB, 单个C3和FB缺乏的小鼠早就做出来了。
人有的时候还是应该勤快点,一个几乎是完全意外的事件让我获得了Crry-/-FB+/+小鼠,即Crry-/-完全缺陷但是FB是野生基因型的小鼠。原因是我们在使用FB-/-拯救Crry+/-不能生出活的Crry-/-时,需要制备Crry+/-FB+/-,然后再交配成Crry+/-FB-/-, 这样可以获得Crry-/-FB-/-。
交配Crry+/-FB+/-也可能获得Crry-/-FB+/-小鼠,这个基因型救了我。当时就是很多基因型的小鼠在笼子里,有天母亲生了很多小鼠,至少超过了10只,一般的情况是会清除它们。但是我有些舍不得,就测了它们的基因型。发现仅有一只是Crry-/-,但是其他补体C3和FB的基因都是野生型,我测过无数次发现都是这个结果。
随后我怀疑是雌性配偶只要是C3+/-或FB+/-就有希望,所以设计实验让Crry+/-雄性与Crry-/-FB+/-或Crry-/-C3+/-雌性交配,可以得到类似或低于孟德尔基因分配比率的Crry-/-C3+/+和Crry-/-FB+/+的小鼠,即Crry-/-小鼠。原理是什么呢?因为母亲的补体旁路在只在50%的条件下不足以攻击胎儿,胎儿就有机会存活下来。
Crry-/-虽然活了下来,但是自身的补体是超级活化的。因为在正常的生理条件下,补体片段落在细胞膜上后,Crry是会去切割它们让它们失活。Crry-/-没有这个功能后,补体就会不断活化从而消耗机体补体的水准。
Innate免疫的这个刹杀机制也保持了补体系统成为一个稳态,也就是homeostasis, 但是它发生在细胞膜上,所以我们将论文题目取成“Membrane protein Crry maintains homeostasis of the complement system”(“膜蛋白Crry维持补体系统的自稳态平衡”)。
因为Crry-/-小鼠的补体水平也低,但是随着阿肯森和早己成为国际补体协会的前博士后发现了胞内补体系统,加上局部补体活化不需要那么高的量,所以Crry-/-在市场的需求也在增加。瑞士Novartis公司索取该小鼠,我们可是收取大量美金的,我也可以获得购买相当于买泰迪的相应补贴。
感谢Shimon Sakaguchi的获奖,让我写下这些给未来可能对hardcore science感兴趣的孙子与孙女们读的回忆录,他们也拥有部分的日本血脉。他们应该很难理解,当年那位说一口破碎英语的爷爷还是努力贡献科学的,发现了补体自稳态的膜调节机制。我做出的另外一个科学贡献,就是发现了超低剂量的FD也能激活补体旁路,对此现象的理论解释仍然是一头雾水。
同济美国牛人:“Timing 不是一个 “哲学“问题! 它是一个 发育阶段问题! 而要正确理解发育阶段的许多基础问题,还必须搞清楚细胞是生殖而不是分裂这个基本的科学问题。而能想到这个科学问题则一定要有基本概念正确、逻辑思维清晰、有真正系统生物学知识的大脑,绝对不能是由细胞分裂形成的、基本概念都错、逻辑思维混乱、知识只零破碎的大脑。那种大脑不是真正的PhD(哲学博士),而是Permanent head damage。说起日本人那种学术江湖气氛,让我想起一件往事。当年一位日本教授也发现山中伸的iPS 细胞研究/论文有些问题,我希望她能公开出来批评,可她犹豫半天、还是不敢出头。这事你应当知道一点,除非你记忆有些问题[Tongue]”