重慶大學(xué)通報(bào)“本科生發(fā)14篇SCI論文”,撤銷榮譽(yù)獎(jiǎng)勵(lì),其父免職!但是今天的兩位主角——溫州醫(yī)科大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院2022級(jí)本科生李佳俊和洪揚(yáng)剛,卻用實(shí)力證明,即使不走特殊培養(yǎng)路徑,普通本科生同樣能在科研領(lǐng)域大放異彩!他們以第一/通訊作者身份累計(jì)發(fā)表SCI論文24篇(其中李佳俊5篇,洪揚(yáng)剛19篇),影響因子總和超過100分。2025年2月,他們題為Decoding per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) in hepatocellular carcinoma的研究論文在Journal of Translational Medicine(中科院二區(qū)TOP期刊)雜志發(fā)表,為網(wǎng)絡(luò)毒理學(xué)研究開辟了新思路。
從"網(wǎng)絡(luò)毒理學(xué)"到"網(wǎng)絡(luò)毒理學(xué)+X"是一場科研范式的革新。2023年12月,一篇網(wǎng)絡(luò)毒理學(xué)文章的橫空出世曾刷屏各大生信公眾號(hào)頭條,這種脫胎于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的思路在2024年下半年火遍全網(wǎng),被戲稱為"潑天的富貴"。但正如所有熱門研究方向一樣,單純網(wǎng)絡(luò)毒理學(xué)分析很快面臨"內(nèi)卷"困境——類似的分析框架、雷同的技術(shù)路線,讓這類文章的發(fā)表難度與日俱增。
李佳俊/洪揚(yáng)剛團(tuán)隊(duì)敏銳地捕捉到這一趨勢(shì),他們的思路并非傳統(tǒng)意義上網(wǎng)絡(luò)毒理學(xué)文章,而是開創(chuàng)性地結(jié)合了單細(xì)胞與空間轉(zhuǎn)錄組、組合機(jī)器學(xué)習(xí)與預(yù)后框架搭建、分子對(duì)接與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的"新時(shí)代"網(wǎng)絡(luò)毒理學(xué)分析。這種"網(wǎng)絡(luò)毒理學(xué)+X"的復(fù)合研究策略,不僅為領(lǐng)域注入了新鮮血液,更為后來者指明了突破方向。
全氟和多氟烷基物質(zhì)(PFAS)是一類具有潛在毒性的環(huán)境污染物,其中全氟辛烷磺酸(PFOS)與全氟辛酸(PFOA)最為常見。李佳俊/洪揚(yáng)剛團(tuán)隊(duì)的研究從CTD數(shù)據(jù)庫提取PFAS潛在作用靶點(diǎn),與肝癌(HCC)差異表達(dá)基因取交集,通過蛋白互作網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建和四種算法綜合評(píng)估,篩選出17個(gè)核心基因。富集分析顯示這些基因顯著富集于代謝相關(guān)通路,印證了PFAS可能通過干擾代謝過程促進(jìn)肝癌發(fā)展的假說。
研究最具創(chuàng)新性的部分在于預(yù)后模型的構(gòu)建。團(tuán)隊(duì)從84個(gè)HCC毒性相關(guān)PFAS靶點(diǎn)基因中,通過單因素Cox回歸篩選預(yù)后相關(guān)基因,并采用包含101種機(jī)器學(xué)習(xí)組合的策略,基于六個(gè)HCC轉(zhuǎn)錄組隊(duì)列,構(gòu)建了PFAS-related HCC Signature(PFASRHSig)預(yù)后模型。該模型展現(xiàn)出優(yōu)異的預(yù)測性能,"已經(jīng)超過不少專門做預(yù)后模型的文章"。
通過多分辨率分析(包括bulk RNA-seq、scRNA-seq和stRNA-seq)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證(RT-qPCR與IHC),團(tuán)隊(duì)最終鎖定6個(gè)核心基因,并通過分子對(duì)接證實(shí)PFOA與PFAS可與這些目標(biāo)蛋白穩(wěn)定結(jié)合。這種從生物信息學(xué)到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的完整證據(jù)鏈,極大提升了研究的可信度和學(xué)術(shù)價(jià)值。以下是單細(xì)胞、空間組和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合。
能夠在本科階段取得如此豐碩的科研成果,李佳俊和洪揚(yáng)剛的經(jīng)歷對(duì)廣大醫(yī)學(xué)生極具啟發(fā)意義。細(xì)究其成功因素,有三點(diǎn)值得關(guān)注:①優(yōu)質(zhì)科研平臺(tái)的支撐。溫州醫(yī)科大學(xué)近年來學(xué)科建設(shè)突飛猛進(jìn),現(xiàn)有14個(gè)學(xué)科進(jìn)入ESI全球排名前1%,其中藥理學(xué)與毒理學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)進(jìn)入前1‰16。學(xué)校特別重視學(xué)科交叉融合,"深化醫(yī)工、醫(yī)理、醫(yī)文實(shí)質(zhì)性交叉合作,強(qiáng)化多學(xué)科協(xié)同攻關(guān)",這為本科生參與前沿研究提供了肥沃土壤。他們主動(dòng)學(xué)習(xí),找合作的老師,沒有槍沒有炮,他們懂得合作共贏?、诜椒ㄕ摰膭?chuàng)新突破。兩位同學(xué)沒有固守單一研究方法,而是靈活組合多種技術(shù)手段。他們意識(shí)到,目前單純網(wǎng)絡(luò)毒理學(xué)的文章已經(jīng)很難發(fā)出去了,如果想要破局,有兩種可行的方案:要么通過大量補(bǔ)充細(xì)胞與動(dòng)物實(shí)驗(yàn);要么結(jié)合多組學(xué)數(shù)據(jù)或者分子動(dòng)力學(xué)模擬等手段。這種問題導(dǎo)向、技術(shù)多元的研究思路,正是當(dāng)代交叉學(xué)科研究的關(guān)鍵。③高效的時(shí)間管理與持續(xù)輸出。作為2022級(jí)本科生,兩人在短短兩年多時(shí)間內(nèi)不僅完成學(xué)業(yè),還主持了國家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃、浙江省新苗人才計(jì)劃等多項(xiàng)課題,并保持穩(wěn)定的論文產(chǎn)出節(jié)奏。李佳俊還有4篇一作文章在返修中,內(nèi)容涵蓋單細(xì)胞空間轉(zhuǎn)錄組、泛癌分析等前沿方向;洪揚(yáng)剛則以平均每年近10篇的速度產(chǎn)出高質(zhì)量論文,這種科研"爆發(fā)力"令人驚嘆。
基于李佳俊/洪揚(yáng)剛團(tuán)隊(duì)的研究實(shí)踐和領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì),"網(wǎng)絡(luò)毒理學(xué)+X"的未來可能呈現(xiàn)以下發(fā)展方向:①與人工智能深度結(jié)合:如同溫州醫(yī)科大學(xué)在計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的新突破(新晉ESI全球前1%學(xué)科)1,未來網(wǎng)絡(luò)毒理學(xué)可進(jìn)一步整合深度學(xué)習(xí)、自然語言處理等AI技術(shù),提升毒性預(yù)測和機(jī)制解析的精度。②拓展多組學(xué)整合分析:團(tuán)隊(duì)本次研究已納入單細(xì)胞和空間轉(zhuǎn)錄組,未來可加入蛋白質(zhì)組、代謝組、表觀組等多維數(shù)據(jù),構(gòu)建更全面的毒性作用圖譜。溫州醫(yī)科大學(xué)在生物藥學(xué)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)(如細(xì)胞生長因子藥物研發(fā))38為此提供了技術(shù)支持。③加強(qiáng)環(huán)境毒理與臨床轉(zhuǎn)化:可借鑒公共衛(wèi)生學(xué)院在毒理學(xué)領(lǐng)域的研究積累10,探索環(huán)境污染物(如PFAS)與神經(jīng)退行性疾病、代謝性疾病的關(guān)聯(lián),并將發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為臨床預(yù)警指標(biāo)或干預(yù)靶點(diǎn)。④引入類器官與微流控技術(shù):結(jié)合溫州醫(yī)科大學(xué)在組織工程(如動(dòng)態(tài)相位自適應(yīng)水凝膠)8等領(lǐng)域的創(chuàng)新,開發(fā)更接近人體反應(yīng)的毒性測試模型,減少動(dòng)物實(shí)驗(yàn)依賴。⑤重視醫(yī)學(xué)人文維度:如溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院"優(yōu)秀傳統(tǒng)文化融入醫(yī)學(xué)人文培育研究"項(xiàng)目所示5,未來毒理學(xué)研究也應(yīng)關(guān)注環(huán)境污染物對(duì)社會(huì)心理、醫(yī)患關(guān)系的潛在影響,實(shí)現(xiàn)自然科學(xué)與人文社科的交叉融合。
對(duì)于希望效仿李佳俊、洪揚(yáng)剛科研之路的醫(yī)學(xué)生,我們整理出以下實(shí)用建議:①盡早接觸科研。不要等到研究生階段,本科低年級(jí)就可通過大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)室輪轉(zhuǎn)等方式積累經(jīng)驗(yàn)。溫州醫(yī)科大學(xué)豐富的科研項(xiàng)目(如兩人主持的國家級(jí)、省級(jí)課題)為本科生提供了寶貴機(jī)會(huì)。②掌握核心技能組合:生物信息學(xué)(R/Python編程)、實(shí)驗(yàn)技術(shù)(分子生物學(xué)、細(xì)胞培養(yǎng))、文獻(xiàn)檢索與論文寫作缺一不可。兩人研究中體現(xiàn)的多組學(xué)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用能力值得重點(diǎn)學(xué)習(xí)。③建立跨學(xué)科思維:關(guān)注本校優(yōu)勢(shì)學(xué)科交叉點(diǎn),如溫州醫(yī)科大學(xué)的"藥學(xué)+臨床醫(yī)學(xué)+人工智能"組合137,尋找創(chuàng)新突破口。④善用學(xué)術(shù)資源:積極參與學(xué)校講座(如公共衛(wèi)生學(xué)院大健康講壇)10、學(xué)術(shù)會(huì)議,主動(dòng)聯(lián)系導(dǎo)師和學(xué)長學(xué)姐,構(gòu)建學(xué)術(shù)人脈網(wǎng)。⑤保持持續(xù)輸出:設(shè)定合理的發(fā)表目標(biāo),從案例報(bào)告、綜述到原創(chuàng)研究循序漸進(jìn),培養(yǎng)學(xué)術(shù)寫作習(xí)慣。
李佳俊和洪揚(yáng)剛的故事證明,卓越的科研成就并非名校專利,普通醫(yī)學(xué)院的本科生同樣可以創(chuàng)造精彩。正如溫州醫(yī)科大學(xué)在ESI排名中的快速進(jìn)步(從13個(gè)到14個(gè)前1%學(xué)科)17所展示的,這所位于浙江的醫(yī)科大學(xué)正以開放包容的學(xué)術(shù)生態(tài),孕育著一個(gè)個(gè)科研新星。對(duì)于有志于科研的醫(yī)學(xué)生而言,當(dāng)下或許正是擁抱"網(wǎng)絡(luò)毒理學(xué)+X"時(shí)代的最佳時(shí)機(jī)。
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若對(duì)網(wǎng)絡(luò)毒理學(xué)感興趣,歡迎聯(lián)系李佳俊lijiajun@wmu.edu.cn
參考資料:https://mp.weixin.qq.com/s/CPkEvglI-FYczIQ3mCULQQ
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