——深度采访告诉你王广良博士是如何奠定2019诺贝尔生理医学奖的核心基础

(赵君 华盛顿 报导)

2019年度诺贝尔科学奖项全部开出，中国学者不出意外，再次无缘。四十年来，中国社会高速发展，科技迅速前进。而近年来，国内纷纷攘攘宣传的“诺奖级成果”尚有待时间的考验。今天，我们围观诺奖，与其空谈影响因子，幻想弯道超车，不如静下心来品味真正的诺奖成果的最初诞生时刻。从零到一这个过程，是如何干出来的！？

道听途说怎敌身临其境，旁枝末节不如正本清源。好在今年的生理或医学奖中，就有这么一位公认做出原创性基础工作的华人学者—王广良博士，可以告诉我们真实诺奖的诞生时刻。可以毫不夸张的说，他早期在新科诺奖得主Semenza 教授实验室最前线的系统性突破，直接催生了“细胞氧感知”这个诺奖成果及后续产业。

这一点Semenza 教授尤其赞赏，Semenza教授在荣获拉斯克奖后，第一时间和王广良博士联系称:“没有人比你更值得和我分享这个荣誉了”。2017年他又在Cell上发表了回顾性文章，王广良是他提到的唯一的一个华人学者。Semenza 教授花了大段篇幅深情的回忆和王广良发现并纯化克隆出氧感知因子HIF1的最初诞生时刻，喜悦之情仿佛昨日。素以严谨严肃闻名的Semenza 教授此时也像发朋友圈一样，将九位功臣的头像摆成了九宫格，唯一的华人学者王广良博士头像位居正中，昭示着他的核心贡献！这一点，诺贝尔奖委员会也了如指掌，评审依据和科学介绍引文也证明了王广良博士的贡献是无可替代的。

为什么是王广良？

一项成果诞生之前就往往有很多学者为之战斗，氧感知因子的发现更是如此，世界范围内己有多家实验室下决心找出这个幽灵般的存在。为什么是王广良而不是别人，第一个登顶，立下首功？

让我们把目光转回到28年前的那个冬天，看看。年轻的Gregg Semenza 博士拿到了两项科研基金，在著名的Johns Hopkins 大学成为了助理教授，新开了属于自己的实验室，他曾说过他这是极端的幸运(extremely fortunate) 。然而他当时没料到是，更大的运气还会降临到他身上。他招到了他职业生涯中的第一个博士后，后来被他反复称赞为杰出科学家(fabulous scientist) 的王广良博士。

1992年1月，王广良博士正式加盟Semenza 实验室，共同搜寻那个能感知氧气，调节血红细胞生成素EPO的神秘幽灵。一间小小的实验室，几个老旧仪器，一个略显稚嫩的年轻教授，一个充满干劲的新科博士，在那个寒冬就全力启动了。王广良博士至今还记得最初一两个月的时光，经常性的借别人的仪器借不到，实验室就只有他们师徒二人。没有实验，他俩便在实验台前用纸笔规划着实验和时间，两人甚至为了对照实验和检测方案争论的面红耳赤。正是这段不容易动手做实验的时光，锻造了严谨的科研规划和实验方案。正是这样反复的辨析，王广良对搜寻氧感知因子有了系统性的思考，使得他在以后的实验中耳聪目明，心灵手巧，以最少的误操作，迅速成功。

王广良博士后来总结，一门心思的苦干，也是原创性工作必须的。虽然王广良在中国著名的杭州大学生物系(现为浙大生科院)、中科院细胞所以及亚利桑那州立大学接受了良好的生物学培养，但是对于氧感知因子这个挑战性的课题根本不敢轻敌。因为你不知道这个幽灵是什么，怎么样才会现身，必须要做大量的实验条件，把它逼出来。所以，那个时代，Johns Hopkins大学人类遗传所实验楼的学生学者们，总是能在各处看到一声不吭、埋头实验的王广良博士。先做什么，后做个什么，时间间隙穿插着做什么，王博士其实早已胸有成竹。

氧感知因子HIF1显形

当时血红细胞生成素EPO己经可以检测，但是什么因子结合到它身上，感受氧气呢？怎么才能看到它？王博士开始了最坚苦的搜索过程，他设计了大量的探针，变换各种可能的溶液条件，做Gel shift的胶片在实验桌上都堆起了一座小山。没有运气，也没看到什么明显的结果，怎么办？非常苦闷的王广良和同样苦闷的Semenza教授开始静下心来，一张张胶片比对，检阅。忽然，一张胶片让他们眼前一亮，Semenza 教授眼尖嘴快，大叫到 :“广良，你看见了吗？这好像有个不寻常的蛋白条带”。王广良立刻心领神会，和其它胶片一比对，果然这条有漂移！Semenza 教授兴奋了，看了胶片上记录的详细严谨的实验条件，连声称赞: “你太棒了！” 。

事情出现转机，他们在依据王广良详细记录的试验条件，设了几种新的改进的条件，继续试验，最终柳暗花明，躲在噪音背景中的氧感知因子显形了！当清晰的条带展示在Semenza 教授桌上时，他激动的说:“这是世界上第一个被发现的氧感知因子，让我们把它命名为HIF-1吧”！随后，Semenza 教授迅速撰写论文，和王广良两个人一起在权威杂志Mol Cell Biol 上发表论文，向全世界宣告HIF1的发现。文章发表时期是1992年12月，距王广良加入Semenza 实验室几乎一年整。拿了一个世界第一，这一年他就做了这一件事。27年后，成为诺贝尔奖科学介绍引用论文之一。

HIF1蛋白显形，接着就是纯化鉴定了。几百升的细胞摇起来，看着越来越浓的溶液，王博士已完全规划好下一步。他很快又提着大罐细胞，各类试剂，裹上大棉袄，一头钻进只有4摄氏度的冷室去提取蛋白。当几百升的细胞最终变成几个毫克的HIF1蛋白, 王广良笑了！一个人做了这么久的实验，终于把这个幽灵纯化分离出来了，太宝贵了。可别小看这个费时费力的纯化过程，好多竞争对手就是想弯道超车，省略这个步骤，另走其它所谓捷往，而最终功败垂成。1993年，王广良和Semenza博士两个人在美国科学院院刊PNAS上发表了 HIF1氧感知功能的论文，这篇文章，成为日后诺贝尔奖科学介绍中的参考文献。这年底，Semenza 教授给了一门心思做研究的王广良一个晋升，王广良正式成为 Johns Hopkins大学的助理研究员。

接下来，常规的技术，用蛋白酶把它切成小片段拿去做蛋白测序，根据得到的氨基酸序列来推导DNA序列，就可以把推导出来的DNA序列设计成探针了。探针设计完成，接下来，就到基因库里面去钓HIF基因, 要确定基因的DNA序列，种种后续工作，王博士和Semenza 教授己早早计划好，还要再拿世界第一！虽然还有大量工作要做，但是，那更多的是体力活了。王广良也很快的设计了探针，准备好钓基因。此时的王广良和Semenza 教授都心情愉快，胜利再望了。

1994年8月，在和王广良商议之后，Semenza 教授决定招收他的第二个博士后。或许是从王广良博士身上感受到了中国学者的聪明勤奋，Semenza 教授在众多候选人中再一次挑中了一位中国学者江博士(Binghua Jiang) 来协助这个课题，完成这些耗时费力的工作。人多力量大，速度更快，连技术员Elizabeth Rue也加入这个抢时间的工作中。在他们共同的努力下，筛选到HIF1的阳性克隆，HIF1基因的DNA序列被毫无悬念的测定，这是1994年的12月，又一个整年过去了。这两年的成果被整理好发表在1995年6月的美国科学院院刊和Journal of Biological Chemistry 上了。这又是两篇注定青史留名的大作，严谨又严肃的Semenza 教授实事求是的肯定了每一个参与者的贡献，王广良博士都是当之无愧的第一贡献人。理所当然的，这一篇PNAS论文也成为诺贝尔奖评审依据之一, JBC论文成为科学介绍的引文之一。

二十年师徒合作

在和Semenza 教授联名发表了两篇历史性的著作后，王广良博士又在Semenza 实验室又工作了一段时间。鉴于王广良博士后期间发表的众多精彩文章，很多大学和公司向王广良伸出了橄榄枝，经过深思熟虑，王博士决定迈向医药产业界，希望将HIF1的研究从基础生物学推向医药。

在系统而突破性的工作完成后，王广良博士抱定要将HIF1产业化的雄心，于1996年去制药公司工作。一步一步从实验室基础研究人员，成长为知名药企的资深研发领袖。2005至2006年间，在Semenza 教授盛情邀请下，王广良博士又以研究员职位(Scientist)回Johns Hopkins 医学院Semenza实验室做乳腺癌药物筛选的课题，建立了体外筛选系统。2017年前后，已是Otsuka美国制药公司研发高管的王广良博士又一次和Semenza 教授合作，希望在中国融资开发HIF1相关药物，但因种种原因，相关投资机构对HIF1了解有限，未能成功，但是对于合作共同推进HIF1等相关靶点在疾病的医药产业化的决心和信念仍存。王博士分析，HIF1在肿瘤、心血管疾病、眼底病，甚至愈伤、再生、免疫等方面，都极有可能有应用。

后记

本周以来，华盛顿浙大校友会记者两次专访了王广良博士，取得很多独家资料。记者在采访、调研过程中，也深深的为王博士制药治病的情怀而感动，更为他对人对事的一片赤子之心而感动。我们感谢，华人学者中，有王广良博士这样一批精通从实验室研究到产业研发一整套产学研路线的精英。我们相信，只要有“求是精神”，不论是诺贝尔奖，还是高科技产业，华人的名字必将不断涌现！

参考文献

Semenza, G.L., and Wang, G.L. (1992). A nuclear factor induced by hypoxia via de novo protein synthesis binds to the human erythropoietin gene enhancer at a site required for transcriptional activation. Mol Cell Biol 12, 5447-5454.

Wang, G.L., and Semenza, G.L. (1993). General involvement of hypoxia-inducible factor 1 in transcriptional response to hypoxia. Proc Natl Acad Sci USA. 

Wang, G.L., and Semenza, G.L. (1995). Purification and characterization of hypoxia-inducible factor 1. Journal of Biological Chemistry. 

Wang, G.L., Jiang, B.H., Rue, E.A., and Semenza, G.L. (1995). Hypoxia-inducible factor 1 is a basic-helix-loop-helix-PAS heterodimer regulated by cellular O2 tension. Proc Natl Acad Sci USA. 

Ahmed F. Profile of Gregg L. Semenza. (2010). Proc Natl Acad Sci USA. 

Semenza G.L. Serendipity, Generosity, and Inspiration. (2016). Cell.