张辰宇：做“配享冷猪肉”的研究， 让世界和我们接轨

本刊专访著名生物学家、南京大学生物化学教授、生命科学学院院长张辰宇

张辰宇

博士，南京大学生物化学教授，生命科学学院院长。国家杰青和长江学者获得者。长期从事非编码小RNA的研究，在国际上率先发现“细胞外RNA”，证明其具有与蛋白质、胞内核酸迥异的作用方式和生物功能，开辟了一个全新领域；系统证明“细胞外RNA”医学价值；所建立的核心技术帮助解决胰腺癌早诊、RNAi体内递送、中药新活性成分MIR2911治疗新冠肺炎等临床实际问题，相应产品获得技术转化。

他开创了“细胞外RNA”的研究和应用新领域，形成了生物学南京学派“细胞外RNA是物种间共进化和适应的媒介”；特别是在“细胞外RNA”原创发现的基础上，建立发明了系列小RNA生物技术与药物的颠覆性核心技术平台，如循环RNA作为疾病特异标志物的检测与应用；第三代RNAi体内递送系统；中药全新活性分子小RNA及广谱直接抑制病毒复制的金银花MIR2911；植物蔬菜作为乙肝治疗用siRNA的生物反应器等等，相应产品已转化应用于临床，改写了人们对生命的认知。

他参与制定了全国生物学一级学科发展报告；提出“2021-2035国家重点发展方向：人工智能生物学和进化生物医学”；他主持“Ⅱ型糖尿病”和“循环miRNA”两个973项目、成立“江苏省小核糖核酸工程技术研究中心”、建立“教育部非编码小RNA创新团队”；训练9名博士后和48名博士生，培养了高水平科研团队和人才，极大提高了在国际学术界的影响和地位，引领推动了国内外生命科学核酸领域的科学发展。

他就是南京大学生命科学学院院长张辰宇教授。

30多年时间，张辰宇教授在microRNA、线粒体功能和人体及细胞能量代谢等生物医药的基础和应用方面，一次次用原创性和颠覆性的研究打破了人们的认知，引领了所在领域的科学发展。

心之所向 身之所往

1966年，张辰宇出生于一个教育世家。祖父曾在上海交通大学工作，背负着国仇家恨，抛妻别子离开沦陷区抗战8年，把自己的土木工程的专业知识，应用于青康公路的勘探设计与建设中，解放后在多个学校教授物理，培养了大批人才；祖母作为当时为数不多的受过高等教育的知识女性，解放后走出家庭，担任过小学教师，教授语文和英语；父亲张乃通是哈尔滨工业大学执教61年的资深教授，是我国著名通信技术专家，中国工程院院士；母亲大学毕业后，不仅教授物理学，还担任过5届18年的班主任，在她执教的33年里极受同学爱戴；强烈的爱国精神和对教书育人以及对科学研究的热爱贯穿于张辰宇一家几代人。

从小父母对张辰宇的教育抓的很紧。1982年，15岁的张辰宇考上当地的医学院，起初对医学并没有什么感觉的他，上到三四年级接触到临床和内科后仿佛开了窍，渐渐喜欢上医学。1987年，大学毕业的他在哈尔滨工业大学附属医院内科担任了2年的住院医师，随后为了不断探索他感兴趣的医学领域，决定出国深造。

坎坷不平的求学路上，兴趣是他最好的老师，勤奋和坚韧则是他最大的依靠。

1989年8月-1991年3月，他在日本德岛大学医学部第一内科担任内分泌研修医师。1991年-1995年期间，他攻读日本德岛大学医学部博士。德岛大学的医学部在日本属于第一方阵，当时大概有10-15的排名；他的导师是在日本很有名望的斋藤史郎，先后做过德岛大学的校长和日本内分泌协会的会长。

“那几年日本求学的时间我得到了很正规的临床研究的训练。一方面导师给予了充足的经费支持我，让我敢想敢干，去做自己感兴趣的项目；一方面日本师兄们则按照日本人的严谨、严厉来要求我，在此时间段我发表了20多篇文章。” 

张辰宇在日本主要研究内分泌，在导师和师兄的帮助下他在此方面打下了坚实的基础。在他读医学博二的时候，获得1993年度日本学术振兴会特别研究员奖，当时全日本各个大学有700多人竞争这个项目，他是唯一一个得这个奖的读博士课程的留学生。

在日本的这个阶段，他不仅了解了相关的科研方法，更形成了自己明确的科研思维,这些方法和思维对他以后在科学研究工作方面的建树有很大的帮助。这么多年无论从事身体的能量代谢及细胞的能量代谢的分子作用机理及与之相关的疾病研究，还是开创“细胞外RNA”的研究和应用新领域，我们都能清晰的感受到这些方法和思维对他所带来的影响。

回哈佛大学原实验室交流

1995年6月-2000年6月，张辰宇去往美国哈佛大学医学院攻读内分泌博士后；2000年7月-2004年12月他在美国哈佛大学医学院担任内分泌代谢研究助理教授。当时在哈佛，张辰宇的导师Bradford Lowell只比他大8岁，像兄长一样。导师创建的医学研究团队，保持着内分泌代谢方面的研究全世界领先地位，而且所有的教授都是Division（部）主任的博士后。当时张辰宇研究的是胰岛β细胞，整个Division只有他做这个方向。张辰宇发现中药对糖尿病有作用的分子之后，发现了一种成分，能直接抑制线粒体解偶联蛋白Ⅱ（uncoupling protein Ⅱ）的活性，继而改善糖尿病。2000年-2001年张辰宇有了自己的实验室、技术员和博士后的工作团队，团队在波士顿以及整个美东地区的代谢领域小有名气，事业蒸蒸日上。2002年，他本人还获得了美国糖尿病学会青年学者奖。

2001年南京大学生命科学学院向张辰宇抛来橄榄枝，希望他回国。美国导师极力挽留，但在他最终理解了张辰宇的理想后——希望对自己的国家和民族做出贡献，作为同样有高度社会责任感的美国科学家，他不再反对了，甚至表示可以在所有的层面上支持他，并在多年后还表示“你随时都可以回来”。

张辰宇感慨的说美国导师是位简单、纯粹，喜欢研究的人，和他有很多共同之处：“我们相处的像兄弟，他对我支持很大，在我博士后出站刚独立的时候，资金不够，导师帮我把养动物的钱都付了，这可是一笔大开销；在我回国之后，导师把我和他合作以及我自己研究养育的有知识产权的小鼠全部给我寄了过来。”而在博士学习期间，斋藤先生也以他的方式，多次说“一个人如果没能在自己的国家发展的了不起，就没有意义”，鼓励张辰宇回国发展，对自己国家，人类社会做出贡献。张辰宇从日本和美国的科学家身上看到了，大家都肩负着对自己民族、社会和国家的责任，都想着做出应有的贡献。

张辰宇认为自己能取得现在的成绩很大程度上得益于他的从小成长的环境和机遇：他在哈尔滨工业大学里长大，该校研究领域很多为国家军工方向，以国家的利益为信念，容不得半点虚假是他从小接受的教育。家庭和父亲对他的教育也很大，在父亲的耳濡目染下，他在大学毕业前就确定了自己的目标，出国留学，研究医学。

张辰宇还记得1995年他博士毕业回国到家。那时父亲为国内第一个航天学院的第一任院长。“父亲骄傲地对我说装备的某型导弹通信系统就是他的团队研制的，在当时已经达到美军80年代末的水平了。我当时不以为然。”父亲生气地对我说：“你不要以为出国了，就比别人强，国内比你强的人有的是，只不过你比别人多了一个机会，如果你学到了更多的东西，那就更有责任帮助国内没有机会的这些人，共同进步，非常不应该以高高在上的态度评论或轻视。第二，如果你想要评论或者指责国内的这些东西，你得在国内亲自做，你享受着国外的环境是没有资格的。第三，如果我们不做，国内连这些都没有！”这些话对张辰宇影响至深。即便到现在他们的研究在国际上起到引领作用，他也只是觉得幸运，赶上了好的机遇，而不是比别人更聪明。

片仔癀药业与南京大学“中药小RNA功能与应用研究联合中心”启动仪式隆重举行

长期以来，科学研究“西强我弱”，世界一流的科研团队大多集中在西方发达国家。对于科学工作者来说，进入一流科研团队、跟随引领前沿的导师，对个人发展至关重要。对于许多在海外深造的中国科学工作者来说，是留在国外、享受一流科研资源，最终个人功成名就；还是回到祖国、白手起家，为了国家利益放弃个人利益？这是一个抉择。但是现在国内的科研条件，已经远远好过了20年前，回国还是留在国外，不是一个很艰难的选择，主要看在哪儿能发展的好就可以决定了。如果回来能发展的更好，也同时建设国家，和国家、民族、社会共同进步，这应该是每一个中国人共同的心愿吧。

2001年，张辰宇义无反顾，回国加盟到南京大学。选择离开国外世界顶级科研舞台，将所学奉献给祖国的科研事业，为了让自己的祖国早日跻身世界科学强国行列。

“好”的研究  始于原创

18年前张辰宇教授之所以能回国，除了受到父亲和爱人等家人的支持外，机遇也十分重要，他特别要感谢国家自然科学基金委员会（以下简称基金委）。

2001年，基金委生命科学部组织了一个“中瑞糖尿病会议”。当时还在哈佛医学院工作的张辰宇作为中国代表团成员参会。这也是他第一次和基金委以及国内学术同行全面接触，时任华中科技大学生物物理与生物化学研究所所长、现任中科院广州分院院长徐涛院士，中国工程院院士、内分泌代谢专家项坤山等专家的科研水平和学术造诣令他十分钦佩。

全国人大常委会副委员长、农工党中央主席陈竺调研考察南京大学，参观了生命科学学院科研成果

同年，南京大学邀请他回国到生命科学学院工作。2002年，他获得国家自然科学基金委员会杰出青年基金（以下简称杰青）。在参加杰青的评选中他有两点突出感受：一个是专业精神。无论是在评审还是基金管理上，都非常专业。答辩时陈竺院士担任他的评委，陈院士的专长在白血病，但问出的糖尿病相关的问题非常专业。另一个是以人为本。基金委坚持从服务科学的角度出发，而不是单纯的管理。

作为一个科学研究者，张辰宇一直思考怎样的研究才算一个“好”的研究的问题。他给实验室提的座右铭是“做配享冷猪肉的研究，让世界和我们接轨”。上半句是“做配享冷猪肉的研究”。然而什么叫“配享冷猪肉”呢？

“坐得冷板凳，吃得冷猪肉。”这句话是著名历史学家范文澜的名言。说的是过去那些道德高深、精通学问的都是耐得住寂寞的人，他们为国家做出巨大贡献，去世后牌位可以放在文庙里，享受特殊待遇，与孔圣人一起分享人们供奉的冷猪肉。

张辰宇从事的学术研究，就是“配享冷猪肉的研究”。不但要长年累月地苦学苦研，追求真正的原创性，并且要致力于造福人类。张辰宇说：“翻开科学史就不难发现，我们对科学家的评价大概是不会去看他发表了几篇《自然》（Nature）或《科学》（Science）杂志的文章，而其理论或者学说能否写进教科书里恐怕是一个更恰当的标准。”

很多事情是知易行难，做学问更是如此。

他开始研究miRNA即小分子核糖核酸（microRNA），或称微核糖核酸。我们都知道，教科书上经典的RNA被认为只存在于细胞内，在细胞外不稳定，在体液如血清血浆中不能稳定存在，更不会有功能是广泛接受的概念。

2008年，张辰宇和他的研究团队发现血清里存在稳定的miRNA，能够作为新型无创性生物标志物，并在细胞和组织之间起到信号传导的作用（当然之后又发现所有细胞都能分泌miRNA），成果发表在《细胞研究》（Cell Research）杂志上。

从生物学而言，DNA（基因）指导合成RNA，RNA指导合成蛋白质。这意味着，对RNA的每一次重大发现，都将重新刷新人类对自身生命机理的理解与“解码”。而在此基础上，对疾病发病机制的溯源、疾病早期准确诊断，乃至生物医药的开发，都将会产生深远的影响。

在此理论基础上，他们团队研发出了包括埃博拉等病毒的诊断试剂、治疗方法。胰腺癌、肺癌等肿瘤诊断试剂也进入了产品化阶段。

2012年，他们又发现植物中的某种miRNA被动物食用以后并不能被降解，相反却可以被吸收到其他组织当中，从而成为关键的跨界调控基因，发挥生物学作用。

2015年，他们又从传统中药金银花植物中MIR2911里发现了世界上第一种广谱的，直接抑制病毒的植物miRNA，并解决了体内传输的问题，该植物miRNA被称之为“抗病毒青霉素”，可以直接靶向多种流感病毒mRNA，从而抑制病毒复制。解决了miRNA在生物体内传输的问题，就能够应用于临床治疗。2020年，张辰宇发表论文，提出金银花汤剂中miRNA可通过改用被人体有效吸收并抑制新冠病毒复制。

南京大学人工智能生物医药技术研究院落地江北新区

以前经常听人说“我们要和世界接轨”，张辰宇可以理解却不赞同。“那是因为我们之前在科研能力和制度保障上都缺乏条件，很多事情不能做也做不出来；现在条件变好了，我们就应该有自信‘让世界跟我们接轨’”，这也是他们实验室座右铭的下半句。

张辰宇他们2008年发表的文章是世界上第一个用血清miRNA做生物标志物的研究，现在这篇文章的引用次数已经有5100多次。现在可以自豪的讲，他们在“细胞外RNA”领域已经是领跑世界了。“细胞主动分泌miRNA这项原创的研究结论，极大地拓展了人们对miRNA功能的理解，能帮助我们更好地理解生物系统内信息传递的本质规律，揭示疾病发生发展的新机制。”张辰宇称，南大生命科学学院团队根据这一科研发现，已经开发了应用于临床的肿瘤诊断试剂。其中，胰腺癌的诊断试剂盒已经于2015年底由国家CFDA批准上市，是世界上第一个正式获批的循环miRNA疾病诊断试剂盒，早期胰腺癌诊断准确率为87.6%，现在内地及港澳地区应用。

国内外也有许多团队在跟着他们做，进一步支持和拓展了他们的发现。例如，美国科学促进会的一位研究员,美国一所大学的营养学首席教授受他们植物miRNA能被吸收，并在摄食者体内跨界调控动物基因研究的启发，做了动物实验，并在他自己的主页上自豪地写道“首次发现动物外源性RNA能够被吸收”的字样。现在这位教授已经成为了张辰宇的合作伙伴。

很多人知道张辰宇并不是因为他在miRNA的跨界调控领域所作出的科学贡献。相反，他们的研究成果被简化为miRNA能在胃肠道吸收，从而被推到了转基因争论的风口浪尖。“如果我们的发现是原创性的，重要的且也是颠覆性的，自然在开始是会引发很多争议，很正常。只要我们的结果是可靠的，以后大家就会接受，并发扬光大。”张辰宇自信地说。

事实上为了把基础研究转化应用，实现造福人类的目标，他们也是一步一步在努力着的，利用一切可能的生物技术，包括转基因技术来验证和转化他们的发现。

他和团队现在已经把抗乙肝病毒的SiRNA转到生菜里，患者饮用这种基因工程的菜汁，就能直接抑制乙肝病毒的复制，此生菜不但申请了专利也进入到了临床阶段。这个被称为“医疗性食物”，实际上是受到了中医食药同源的启发，也开创了一个新的领域。

作报告

张辰宇带领团队研究发表后的一些年，由于其创新性和颠覆性，受到了比较强烈的质疑。此时基金委和国内外生命科学界的师友们以及新老杰青们对于他们的研究给予热情支持和鼓励。协和医大原校长巴德年院士、原副校长强伯勤院士、医科院方福德教授、中科院生物物理所陈润生院士、美国的王小凡教授、付向东教授、清华饶子和院士、南开大学校长曹雪涛院士、中科院徐涛院士、华大基因前CEO王俊教授、《细胞研究》（Cell Research）主编李党生博士等还有许多人以各种形式大力支持鼓励，南京大学也十几年来一直鼓励和实质性支持这种“0到1”的研究。这不仅显示了国内生命科学学界互相帮助，支持原创性研究，共同发展中国生命科学的良好氛围；也让他们在无数个寂寞研究的夜晚有了希望、勇气和动力。

科学研究首先是发现新的现象和规律，然后再去研究其机制，功能及应用。科学研究不仅仅要有异想天开、不墨守成规的超级创造性，敢于提出科学假说；更要能用现代科学的思维和方法，去设计并且成功证实（或证伪）科学假说。

张辰宇教授科学思维的形成，既受惠于中国传统文化的影响，也得益于后来在日本和美国求学和研究工作阶段接受的规范的科学训练。但从想法到实践，可以说每一步都离不开家人、朋友的支持和鼓励。现在，在前期的原创性研究和造福人类转化应用的基础上，他们正在拓展和夯实他们的发现，建立起生物学研究新学科完整的学科框架，形成生命科学的“南京学派”，即“细胞外RNA介导物种起源，共进化与适应”。

科学精神  薪火相传

科学是人类探索自然同时又变革自身的伟大事业，科学家是科学知识和科学精神的重要承载者。

南京大学创建于1902年，是一所历史悠久、声誉卓著的百年名校。南京大学生命科学学院的前身是1921年设立的生物系，也是国内最早成立的生命科学研究与教学机构之一。2021年是南京大学生命科学学院百年华诞。张辰宇从36岁开始担任学院院长，这20年他为学院的建设倾注了心血和气力，他与学院同成长共进步。

自建院以来，生命科学学院一直致力于探索生命的真理，努力为推动生命科学的进步做出重要贡献。百年来，学院秉承实事求是的科学精神、严谨求实的学术作风、勤奋进取的治学传统，在办学、科研及人才培养等方面都有一套持之以恒的完整的理念和方法，为国家培养了大批杰出人才，60多位两院院士曾在此学习和工作。

张辰宇担任院长期间，根据学校和学院发展实际，提出要发展高峰，不发展高原的理念，鼓励生物学科原创性的发展的高峰。

张辰宇教授在会议上讲话

目前学院下设生物系、生化系、生态系、生理系、生物技术与药学系5个系，拥有生物学国家理科基础科学研究和教学人才培养基地、国家生命科学与技术人才培养基地和国家级生命科学实验教学示范中心等3个国家级人才培养平台；医药生物技术国家重点实验室和国家遗传工程小鼠资源库两个国家级科研平台，以及模式动物与疾病研究教育部重点实验室、蛋白质与多肽新药教育部工程研究中心、江苏省小核糖核酸工程技术研究中心以及教育部批复成立的南京大学生物技术研究所。

学院覆盖生物学、生态学、药学3个一级学科，目前在分子生物学和遗传学、免疫学、农业科学、神经科学与行为学、生物学和生物化学、药理学与毒理学、植物与动物科学、环境与生态学等7.5个学科全球排名前1%（ESI学科排名）。生物学是国家一级重点学科，并入选国家“双一流”建设学科。生态学、药学是省级重点学科，并且生态学入选江苏省优势学科三期项目。在第四轮学科评估中，生物学被评为A，生态学被评为A-。

近年来，学院紧密围绕生命科学的核心问题，坚持学科交叉的办学方针，融汇从微观分子到宏观生态，从生命健康到环境资源的研究领域，努力构建面向生命和健康的高水平生物医药科学与技术体系。坚持问题导向，努力实现“0到1”的科研突破，初步建成“植物进化与突变的自然选择规律”、“细胞外RNA”和“生物合成”三个原创性发现理论体系，一系列原创技术在医药和生态治理等领域成功转化。2016年以来，累计获国家科技进步二等奖1项（与环境学院共同申报）；教育部高等学校科学研究优秀成果奖自然科学奖一等奖3项、教育部高等学校科学研究优秀成果奖技术发明奖一等奖3项；江苏省科学技术奖一等奖1项，江苏省教育教学与研究成果奖（高校自然科学研究类）二等奖1项。

创新是引领发展的第一动力，人才是科技创新的第一资源。在当前激烈的国际竞争中，唯创新者进，唯创新者强，唯创新者胜。

团队合影

学院拥有一支高素质的师资队伍，现有教授(研究员)53人，副教授47人，长江学者奖励计划特聘教授8人、“国家杰出青年基金”获得者11人、“国家级青年人才计划”入选者4人、“国家优秀青年基金”获得者7人、“教育部跨/新世纪人才”19人、江苏特聘教授1人、国家自然科学基金委创新研究群体1个，“教育部长江学者和创新团队发展计划”创新团队2个。

百年来，在科学文明与中华传统文化交流激荡中，一代代中国科技工作者投身创新报国实践，成为科学家精神的塑造者、传承者和践行者。

科学无止境，精神永流传。习近平总书记在科学家座谈会上发表的重要讲话中指出：“科学成就离不开精神支撑。科学家精神是科技工作者在长期科学实践中积累的宝贵精神财富。”张辰宇教授亦是如此，他将带领团队以科学家精神为引领，秉持国家利益和人民利益至上，继承和发扬老一辈科学家胸怀祖国、服务人民的优秀品质，致力于探索生命的真理，承担为推动生命科学进步的使命，继续探寻生命科学领域的奥秘，为“健康中国”战略的实施贡献力量。

（2022.02.01-16 第03-04期）