华人科学家在生命科学研究中的杰出成就之一：简述傅新元的科学发现

有些生命科学基本常识的人都知道，细胞是生命的基本单位。一切细胞行为和特定功能都是由一系列的信号所调控的，了解和分析这些信号的传导机制是解析生命本质和生物体机能的最重要一步，也是研究重大疾病机理，如癌症的发生及变化的机制的最重要的领域之一。

正因为如此，在过去20年中，对细胞信号传导的研究是分子生物学取得重大突破的领域， 也是竞争最激烈，吸引了第一流科学家争相博弈的战场。许多华人科学家在信号传导的领域中做出重大的贡献。

大家现在已熟知的傅新元教授是较早在信号传导领域做出原创性贡献的一位科学家。他和他的同事们在九十年代所揭示的STAT信号途径，是过去二十年中生命科学发展的里程碑之一。STAT信号传导通路的发现于1993年被美国科学杂志（SCIENCE）推举为当年的十大重大科学突破之一。

这个令人惊叹的科学发现大致经历了三个里程碑，现简单介绍如下：

第一个突破是成功的分离纯化了STAT蛋白。傅新元1990年的PNAS 论文完成了这项艰苦的工作。当时他在纽约洛克菲勒大学，达人尔 (DARNELL) 实验室做博士后，他开展了当时令许多科学家和竞争者望而却步的艰巨工作：从数千升生长的人类细胞中，用系统的生物化学方法，在低温冷房里一步步地纯化分离出一种蛋白因子，这类蛋白因子是由病毒感染产生的干扰素 (interferon) 特定引发的，傅新元并证明了这些纯化的蛋白分子确实可以调控特定的基因表达。　

第二项重要突破是分子克隆STAT的基因。在1992年的发表于美国科学院期刊（PNAS) 论文中，阐述了傅新元进一步利用分子生物学的方法，最早克隆出了这类蛋白因子的基因：Stat1 和 Stat2，并预测了这类基因代表了将有更多成员的，一类新的基因家族。他的同事辛德勒（Schindler）在他的帮助下，进而发现其中的　Stat1 基因可以两种蛋白形式表达。至此，傅新元完成了他在的达人尔 (DARNELL)实验室的博士后工作。

要知道，在傅新元工作的同时，世界上其他的第一流的实验室也在日以继夜的进行类似的工作。 例如，日本的著名科学家，Kishmoto 教授 （曾任日本OSAKA UNIVERSITY 大阪大学的校长）所领导的庞大的研究队伍当时也正在从小鼠的肝脏细胞中提取一种叫APRF 的因子。APRF 最终于2004年被 Kishimoto 的大将，Akira 博士所提取得到，发现和Stat3 是同一蛋白分子 （此Akira 博士现在是免疫学领域中，研究 TLR 和innate immunity的世界领袖）。而Stat5 则稍后被一个德国的科学家从绵羊的细胞的研究中发现。

在这些激烈的竞争中，傅新元通过艰辛的工作和高超的实验技能赢得了最初的成就， 在博士后工作阶段，他完成了STAT 的最早的蛋白提取纯化，并成功地分子克隆了STAT基因。

成功地分子克隆一类新的基因是一值得高度称许的成就，但是发现生命过程中重要的分子机制，是众多雄心十足的生物学家一生的梦想。在九十年代蜂起云涌的生命科学发现中，最令人惊讶和最重要的关键发现之一是由傅新元首次揭示并证明的STAT信号传递的分子机理。

在傅新元教授的多次公开科学演讲中，最引为自豪的是他在纽约西奈山医学院拥有独立的实验室后，于１９９２年发表的一篇影响深远的　Cell 论文。这篇论文可以说在STAT 信号传导早期研究中，第一次揭示，阐述和证明了STAT信号传递的最根本的分子机理。这是一篇意义极为重大的论文。在这篇论文中，傅新元提出和证明了一种崭新的细胞内信号转导和基因表达的分子机理：由STAT SH2 DOMAIN 介导的，从细胞受体到基因调控的直接信号传导调控的机制。此重要机制的发现，大大出乎当时科学界的预期：因为在此前，人们都认为细胞内信号传导是多步骤地进行的。而在傅新元揭示的STAT 信号传导的模式中，由于 SH2 DOMAIN 的作用，信号分子同时是基因调控分子，从而信号传导和基因调控由同一调控因子执行，并一步到位。这个基本的，快速的生物调控机制的首次发现，震惊了生命科学界。　

简言之，傅新元首次提出并证明的，通过STAT 的直接信号传导的模式打破了分步信号传导和基因表达这一规律，从而对细胞信号研究产生深远影响，开辟了一个崭新的研究领域。

STAT信号通路发现的意义：　

在过去的十几年中，对STAT 的研究已在众多生命科学领域中产生经久不息的影响，进一步导致了一系列的新发现以及建立新的概念和理论。例如各种血细胞和免疫细胞的生成和分化，已被证明是由STAT 严密调控的；人类对各种外源致病生物如病毒和细菌的抵御，包括炎症和各种免疫反应，都离开不了STAT 的重要调控功用。在生物的早期进化中，特别是从单细胞生物到多细胞生物的功能进化中，STAT的出现起了关键性的作用。尤其值得一提的是，STAT 的功能和人类癌症的发生机制密切相关，超过百分之五十的癌症细胞常有紊乱的STAT 的功能。因此STAT 和癌症的关联已成为一个极为重要的研究领域。在STAT 发现后，已有近九千篇有关论文已发表，STAT 的研究已涉及生命科学的各个分支。其进一步的发展势头仍方兴未艾。

(此文曾由数位专家审阅修改)