文 |《中国科学报》见习记者 赵婉婷
“这样的模型会不会太aggressive？”
2021年冬天，当李亚乔激动地与导师分享自己的实验计划时，她的导师黄亚东却有些顾虑。
李亚乔想将tau和Aβ蛋白异常的小鼠模型杂交，进而做药物测试。这两种蛋白的异常沉积，是导致阿尔茨海默病的关键病变特征。
然而，常用的阿尔茨海默病模型只含一种变异，如果给小鼠同时叠加两种变异，小鼠会更脆弱，有降低实验成功率的风险。黄亚东清楚，若努力付诸东流，可能会给这位年轻的博士生带来不小打击。不过，李亚乔仍想试试。她的出发点是，只有同时叠加两种病变，才最能复现人类患者的真实病理。她的想法也得到了黄亚东的支持。
幸运的是，药物测试实验成功了。最近，李亚乔开展的这项研究在Cell正式上线。基于真实患者的单细胞基因表达数据，她和团队从1300种已被开发的药物中，成功锁定了两种原本用于抗癌的药物——来曲唑和伊立替康，证实它们有望治疗阿尔茨海默病。
更接近真实患者病理的小鼠模型，是验证这两种药物疗效的关键。回忆当时的对话，黄亚东向李亚乔坦言，她可谓“初生牛犊不怕虎”，是一位敢于尝试、不畏惧失败的年轻科研人员。
Cell论文截图
1 旧药新用，双管齐下
人类大脑中，神经细胞各司其职，就像一群音乐家在交响乐团中弹奏不同的乐器。对健康人来说，细胞间有着天衣无缝的配合，共同演奏和谐的乐章。但对阿尔茨海默病患者来说，“仿佛有演奏者出了错，大家互相影响，演奏就乱了套”，李亚乔形容道。
阿尔茨海默病是一种神经退行性疾病，会导致神经细胞的基因表达出现复杂的异常。传统上，药物开发只针对驱动疾病的单个基因或蛋白质，治疗效果甚微。此外，目前常用的抗体药不仅疗效有限，还会带来不小的副作用。
2019年，李亚乔在美国加州大学旧金山分校开启博士生涯。她深知，相关药物研究有很多，但不少候选药会止步于临床试验，因为在小鼠模型上成功的药物，未必真正对人类有效。此外，新药研发与临床试验周期格外漫长。
如何另辟蹊径，更快找到真正有效的药物？李亚乔不禁思考，如果能实现已有药物的再利用，就能大大缩短研究时长，加快患者用药的进程。而且旧药已在人群中用于其他疾病，已积累了一定的人群反应数据。
带着“旧药新用”的思路，李亚乔与团队从公开的药物数据库中寻找潜在的、可以逆转阿尔茨海默病基因表达的药物。得益于最新的患者大脑神经元和神经胶质细胞的基因表达数据，他们从1300种药物中，层层筛选出能够改变相关基因异常的25种药物。
为进一步缩小范围，研究团队从加州大学医疗中心数据库调取了150万名65岁以上的人的电子病历，就年龄、性别、治疗地点、服用药物类型等信息进行比对。“基于这些真实的电子病历，我们仿佛开展了一场大型的模拟临床试验。”李亚乔解释。
通过电子病历数据支持，李亚乔锁定了两种用于治疗癌症的药物——来曲唑与伊立替康。团队分析发现，2万人在服用来曲唑后，患阿尔茨海默病的风险降低了53%；4000多人服用伊立替康后，患病风险降低了80%。他们预测，前者有助于改善神经元基因表达，后者有助于克服神经胶质细胞的功能障碍。
李亚乔在实验室
确认这两种药物后，李亚乔建立tau蛋白和Aβ蛋白异常的小鼠模型，进行药效验证。她起初期待一种药能有疗效就是很好的结果，没想到收获了意外之喜，两种药物配合使用的效果最好，患病小鼠的记忆得到恢复、病理学特征缓解、异常的基因表达网络被逆转。与预测相符，两种药物各自靶向一种异常的神经细胞，“双管齐下”地减缓甚至逆转阿尔茨海默病症状。
于是，团队提出了两种药物联合治疗的策略。“就像是让指挥针对性地给两种神经细胞发出正确指令，帮助它们找回自己的节拍，实现和谐演奏。”李亚乔告诉《中国科学报》。
李亚乔用ChatGPT生成的示意图
2 顺利发表
开展这项研究期间，“双管齐下”的效果，还体现在导师对李亚乔的影响上。
李亚乔的博士生导师、加州大学旧金山分校的教授Marina Sirota，是一位计算生物学领域的学者。而来自格莱斯顿研究院的教授黄亚东在实验生物学方面经验丰富，是她的“外挂导师”。
“我的两位导师非常不同，Marina会给我极大的自由发挥空间，鼓励我大胆猜想与尝试。黄教授平日更为‘严肃’，他会在研究的大方向上进行把控，也会给我非常具体的建议。”对李亚乔来说，两位导师不同领域与风格的浸润，在她身上实现了“1+1>2”的效果。
她将基于计算生物学的数据进行实验验证，令这项研究与众不同。“把不同学科的力量结合起来，真的可以做出一些意想不到的研究成果。”李亚乔感叹。
Marina Sirota（左）黄亚东（中）和李亚乔
2024年12月初，李亚乔抱着试一试的态度，将论文投递至Cell。毕竟，Cell更看重基础研究，而她的研究涉及模拟临床的内容。
令她欣喜的是，论文很快通过了编辑初审，她度过了充满期待的圣诞与新年。随后收到的审稿意见也很“友好”，她只需补充一些文字解释，不需要做更多实验。
三个月的小修后，论文被接收。顺利发表的背后，李亚乔的细致贯穿了整个研究。
比如，在小鼠实验前期准备过程中，李亚乔花了双倍的时间，两次验证杂交后小鼠的基因表达是否同时包含Aβ和tau蛋白异常。她解释：“如果实验做到一半时才发现小鼠模型有问题，只能从头再来。所以我特别小心，在最开始就确保一切无误。”
如今，团队计划将两种药物推向临床。一般来说，一期临床试验会在健康人群中测试药物，而他们可以直接跳过这一步骤，因为这两种药早已用于癌症患者的临床治疗。李亚乔欣喜地表示，下一步会直接对阿尔茨海默病患者进行测试，确定合适的用药剂量。
最近，李亚乔的导师还收到了不少寻求合作的邮件，希望共同推进临床治疗。“这也让我意识到把文章发在顶刊的重要性。这是让更多人看见我们研究成果的方式，也能给病患带来希望。”李亚乔说。
3 目睹疾病
在读博前，李亚乔曾目睹阿尔茨海默病给患者和家属带来的影响。
本科时，李亚乔在加州大学伯克利分校学习分子与细胞生物学专业。毕业后，她选择成为一名研究助理，进一步积累实验经验。
2017年，她参与了一项阿尔茨海默病预防相关的临床课题。在这一课题中，研究者会检测阿尔茨海默病患者视网膜后神经发育的情况，试图寻找导致疾病产生的信号。这些信息的收集，有望在不久的将来实现疾病预测。
与临床患者接触的两年中，一对老夫妇的身影至今清晰印在李亚乔记忆中。
有一天，一位丈夫带着60多岁的患病妻子前来参加这个项目。丈夫耐心地聆听李亚乔介绍课题的意义，那位紧张不安的妻子却突然起身走开。那一刻，李亚乔有些踌躇，她不知道应该让他们回家，还是劝他们留下。只见那位丈夫有些窘迫地追出去安抚妻子，试图解释他们为什么要做这个项目。
对不少阿尔茨海默病患者来说，原本熟悉的亲人已是陌生人，彼此之间很难沟通，患者也常常无法作出反馈。李亚乔深深感受到，处理这些窘迫的突发状况，是患者家属的日常。
她同时记得，每当患者家属得知，这一课题也许有助于预防疾病时，家属原本黯淡的眼中会闪过希望的光。“家属都特别愿意带患者参与检测，哪怕已无法改变他们与至亲日益疏远的现实，但他们仍期望看到疾病治疗取得突破。对我来说，我真希望有什么办法可以立刻帮到他们。”
读博后，正是缘于这样的初心，她决定从已有药物中寻找突破口，加快临床进程；关注真实病患的单细胞基因表达数据；使用“aggressive”但最能模拟真实人体情况的小鼠模型……只为让患者更快用上有效的药物。
而李亚乔在本科时就明确的生物学方向，则与一段更早年的经历有关。在那段经历中，她也曾是患者家属的角色。
李亚乔读高中时，母亲不幸患了脑癌。受疾病影响，母亲不再是她记忆中的那个人。
“那时我还小，没有能力做更多，也希望得到帮助。”母亲离世后，李亚乔在心中埋下一颗种子，她想要了解人脑到底是如何运作的，疾病到底是如何产生的。
本科期间，她选修了神经科学方向，还遇到了自己的爱侣。李亚乔申请博士时，也是在丈夫的建议下，选择了前沿的计算生物学。而她的丈夫在博士毕业后成立生物公司，专注用人工智能赋能生物合成技术。两人在生物学领域的不同分支“发光发热”，相互支持。
李亚乔和先生
这篇最新论文发表之时，李亚乔在黄亚东实验室开展的博士后项目即将过半，她计划出站后继续从事药物研究，做“个性化”医疗。她解释，同一种疾病受性别、环境等因素影响，在不同人身上会有不同的基因表达。“我想为不同人群制定更精准、高效的治疗方案。”
李亚乔坦言，自己的研究若能帮到一两位患者，她都会特别开心。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.06.035
*图片由受访者提供
本文链接：http://www.gihot.com/news-8-6534-0.html博后一作兼通讯！这项被导师担心“太激进”的研究终开花
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