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探索不止硕果迭出无私奉献展望未来
—记国家“青年千人计划”入选者、华中科技大学高尚邦教授
文／肖延胜 王永梅
风雨兼程的科研道路上,他顽强地行进着,面对艰难险阻,没有犹豫和退缩.幸运之神垂青热爱科研的人士,付出了大量时间和精力的他,终于迎来了丰收的累累硕果,成为我国科研界令人瞩目的后起之秀.
他,就是华中科技大学教授、博士生导师、国家青年千人计划入选者高尚邦.多年来,高尚邦致力于神经环路功能与行为的研究,接连发现了一系列有趣而重要的科学问题,受到了神经生理和生物物理学界同仁的高度关注.
勤奋求学 努力探索
出生于1981年的高尚邦,1999年以优异的成绩考取华中理工大学（华中科技大学前身）.他刻苦攻读,2003年顺利取得学士学位,并于同年在本校开始攻读博士学位.2006年,因科研能力出众,高尚邦被推荐选派到中国科学院生物物理研究所联合培养.2008年博士毕业,获得生物物理学博士学位.
在攻读博士期间,高尚邦的科研活动积极、涉及课题广泛.主要工作体现在：1）大鼠背根神经元失活性BK通道的组成、调节与功能；2）Na+激活K+通道在大鼠背根神经元上的通道特性与可能的生理功能；3）传统中药白附子中药用成分一脑苷脂对大鼠肺动脉平滑肌上Ca2+激活Cl通道的药理学阻断机制；4）Ca2+释放激活的Ca2+通道(CRAC)结构与功能等.为此,他在博士期间就发表了6篇SCI论文,科研能力崭露头角.
初获成功 再接再厉
博士毕业后,高尚邦获得了多伦多大学西奈山医院Lunenfeld-Tanabaum研究所早期学者奖(ERA),在该研究所开展博士后工作,从事分子神经环路功能与行为学的研究.2008201 5年,高尚邦在国际顶尖水平专业学术杂志如Neuron、 PNAS、Nature Communications、EMBO J等上,发表了9篇论文.特别是近五年来,成功运用分子生物学、电生理、光遗传学和光学成像等技术研究动物行为的神经环路与分子机制,取得的科研成果受到了学术界的高度重视和认可,并多次受邀在国际专业学术会议上做报告.这首先体现在高尚邦对秀丽隐杆线虫( C.elegans)动作电位的研究上.动作电位是神经元信号传导和肌肉收缩的电生理基础,由电压门控Na+通道触发.1998年线虫的全基因组序列解码后,发现基因组中缺乏电压门控Na+通道基因( Bargmann,1998),因此推测线虫可能根本不能产生动作电位.高尚邦通过改进线虫在体解剖方法和细胞记录溶液,惊奇地发现线虫的体壁肌肉细胞上确切存在经典的全或无动作电位的发放.该动作电位的启动需要EGL-19／L-CaV电压门控钙通道,而终止动作电位需要SHK-I／Kvl电压门控钾通道.在生理功能方面,高尚邦证明单个动作电位即可以引起线虫体壁肌肉细胞收缩.结合光遗传与电生理技术,还发现,线虫通过兴奋型运动神经元释放乙酰胆碱(ACh)触发肌肉细胞动作电位发放导致肌肉收缩,通过抑制型运动神经元释放Y一氨基丁酸(GABA)抑制动作电位则会引起肌肉松弛,从而很好地解释了线虫节律运动的神经环路与分子机制.这项科研成果首次确定了秀丽隐杆线虫能够发放动作电位,提供了线虫运动环路双向节模式的直接证据,显示肌肉细胞通过整合神经系统的逐级模拟信号输入,以全或无的数字信号输出控制运动.这项科研成果在PNAS上发表,并得到编辑兼审稿人的美国科学院院士Cori Bargmann博士的高度评价,她说“该发现必将成为领域之经典”.
高尚邦在科研中善于观察,勤于思考,他又发现线虫运动节律活性的维持需要NCA钠漏电流通.nca (/f)突变体能够正常启动和终止运动,但不能维持长时间节律运动.组织特异性恢复实验证明NCA主要在运动前中间神经元发挥作用.之前,他刚刚和同事鉴定了一个崭新的分子nlf-l,特异性介导NCA通道从神经元内质网上膜,从而调节神经元兴奋与节律运动.在体记录线虫神经元活性是线虫电生理研究的最难点,高尚邦积累多年解剖学和电生理全细胞封接技术,成功记录了线虫运动前中间神经元A的全细胞,发现敲除NLF-1减少A神经元上钠离子漏电流,超级化A的静息电位.这一系列有趣的发现使科学家能够以崭新的视角对人类NCA相关疾病展开全面深入的研究.他也因系列精彩科学发现和重要学术贡献入选国家第十二批“千人计划”青年人才.
再接再厉 铸就辉煌
2015年底,高尚邦任职于华中科技大学,带领自己的课题组开始致力于更深入了解神经环路功能与机制、神经疾病相关的重大前沿科技问题的研究,更多的脑科学奥秘等着他去探索.若没有一颗砥砺前行的心,他就不会走到成功的今天；若没有一份对科研事业发自内心的热爱,他就不可能迎来灿烂的明天.正因为在科研道路上坚定执着的追求,高尚邦才能在科学探索的道路上勤勉务实,一路高歌.他在十几年如一日地进行科研期间,凭着自己的兴趣和理想谱写了美好的科研篇章.
高尚邦是幸运的,他的努力得到了回报.乐于奉献、探索不止的他,取得了累累硕果.但他明白,科研之路漫漫而修远,以前的成绩已经归零.要想在神经科学领域取得更多更伟大的发现,还需要不断付出自己更多的努力.现在,高尚邦已经有了更清晰的目标,决心致力于解释和所有动物息息相关的运动CPG的分子机制与功能机理的研究,为我国和世界的神经科学研究做出更大的贡献.
专家简介
高尚邦,1981年出生.2003年,毕业于华中科技大学（原华中理工大学）生物医学工程专业,教授、博士生导师、第十二批国家“青年千人计划”入选者、多伦多大学Lunenfeld-Tanenbaum研究所博士后,现任职于华中科技大学.博士期间,发表SCI论文6篇.博士后工作期间,发表论文9篇.近5年发表代表性论文5篇.
高尚邦实验室主要致力于运动的产生、维持及其调节的神经环路与分子机制,离子通道疾病分子机制及其治疗,神经系统极端条件下的工作原理、分子机制与应用的研究.
高尚邦教授(后排左二）科研团队合影
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