～弘扬One for All精神，推动基础研究，促进临床应用～ 透射电镜带您解读生命学难题

宫崎大学医学部 解剖学讲座 超微形态科学领域 教授
宫崎大学前沿科学实验综合中心 生物成像实验室 主任
泽口 朗（医学博士）

放弃“怪医黑杰克”的手术刀，专注于电镜分析

泽口朗教授从小就对人体结构有着浓厚的兴趣。他对事物充满了好奇心，总有问不完的问题：“为什么会发烧?”“为什么会咳嗽?”……母亲当过护士，但他对母亲的回答并不满意。所以他经常自己去查百科全书，而且他不看“昆虫”“交通工具”之类的，总是翻看“医学”卷。小学1年级的时候，他最爱看手冢治虫的“怪医黑杰克”，梦想有一天自己也能成为外科医生。高中时期他迷上了橄榄球。1990年毕业于宫崎医科大学（2003年与宫崎大学合并为宫崎大学医学部）。泽口教授沉浸在“可以真正学习人体学”的喜悦中。但随后，他便深刻体会到“用科研成果回馈社会”的个人理想，与临床现实之间的差距。
泽口教授的办公桌上一直放着一封信。那是他从医学系毕业后，在顺天堂大学实习时，一位男癌症患者写给他的。这也是他没有从事临床医学，选择科研的重要原因之一。经过一系列检查，等待着诊断结果的那个男人，在被告知为肝癌时，原本宛如布匹店老板的凛然姿态一下子退却了，扶着输液架的手也开始颤抖起来。
“当被告知‘只剩下半年的生命’时，从他的眼里，我似乎看到‘医生，刚刚我被告知只能活半年，那您能帮我延长一点儿吗?1个月、2个月也行。’”但是我却什么都做不了。甚至我觉得我没有权利宣布别人的生命期限，一个25,6岁的黄毛小子有什么权利对56岁的长者说这些话呢？因此，我下定决心做科研。”
现实中有很多尚未确定治疗方法的疾病，医生有权利忽视这些，直接宣布患者生命的剩余时间吗？专科医生能研究出新的治疗方法吗？带着这些尖锐的问题，泽口教授在顺天堂大学实习了1年，还到解剖学第二讲座登门求教，讲座是他大学好友，宫崎医科大学研究生学院的菅沼龙夫（现宫崎大学学长）主办的。医学的基础是主宰生命功能的形态学和洞悉结构的解剖学，一切研究都应不违背初心。
泽口教授如是说道，“于是我选择用电镜直接观察病灶，这比起只看数据更加直观，更有说服力”。因此他放弃了手术刀，专注于电镜分析，以推动“超微形态科学”的研究，使胃粘膜的微细结构一览无遗。

鲜活的细胞形态，魅力四射

泽口教授在研究生时期，初次接触“高压冷冻方法”。这是一种样品制备的新方法，主要用于形态观察和组织化学分析。观察此方法制备的样品时，他被所看到的图像深深吸引。
“高压冷冻完全不同于以前的制样方法。第一次用这种方式观察样品时，我就觉得太漂亮了。以前的化学固定法是利用化学固定剂固定与蛋白质有关的物质，生物样品（线粒体）容易出现样品扭曲、收缩，但是采用高压冷冻方法处理的细胞样品十分饱满，‘完全呈现出鲜活的细胞形态’。但凡你用这种方法观察一次线粒体，就不会想用化学固定法了。所以，我想做这个课题研究。全力以赴，取得更多的科研成果，这也是我来这里的原因。”

在标准大气压下，快速冷冻生物样品会产生冰晶，细胞内结构呈零碎状态。依据物理原理，样品会在2,100 bar高压下瞬间冷冻，由此可抑制冰晶的形成，而且不会损伤细胞的原有形态，使我们观察到美丽的样品形貌。瑞士的实验室成功研发出国内第二台高压冷冻装置BALTECHPM010，并投放市场销售。1994年生物成像实验室采购了这台仪器，但是高投入并没有取得显著的成果。菅沼校长建议道：“泽口，反正有新仪器，你能用它研究出点什么吗？”当听到液氮瓶发出的危险噪音时，几个带着安全帽的同事纷纷向后退，而他却丝毫未受影响，果敢的继续实验。泽口教授通过反复实验和不断创新，将直径3mm，厚度300μm的样品台重新设计，使它可以放置小老鼠胃粘膜，这对于高压冷冻方法的成功又迈了一大步。

遇见“向生命学挑战”的科研学者

泽口教授的研究生毕业论文题目为“高压冷冻方法—完好保持微观形态和生物体物质的新冷冻方法—的组织化学研究方向的应用”，在他临近毕业前，读了加利福尼亚大学伯克利校区（UC伯克利）分子细胞生物学部的John G Forte教授（已故）的论文，其中详细阐述了John G Forte教授如何利用高压冷冻方法发现了胃酸分泌机制。“我是一名使用高压冷冻法做胃粘膜研究的学者，请允许我到您那儿学习。”Forte教授收到这封邮件后，立刻回道“随时欢迎您的到来”。泽口教授在延期半年后，取得了博士学位，于2001年9月11日经过海关的严密检查，来到了美国。
在泽口教授看来，Forte教授是胃酸分泌研究的著名专家，与临床专科医生的职责不同，他的作为才真正彰显了人类对于“生命学的挑战”。“他虽然不是医生，却发现了质子泵（胃酸分泌蛋白），并成功研制出质子泵抑制剂。使胃溃疡无需手术，通过药物治疗即可治愈。这里有医学研究的根基。不是医生的他，拯救了无数人的生命。”
当时，Forte教授实验室的电镜还不能观察到培养细胞分泌胃酸的状态。泽口教授勇于尝试高压冷冻方法，在铝制样品容器上培养细胞，这一实验具有划时代的意义。对每个样品容器进行高压冷冻、冷冻置换、树脂包埋处理，细胞切片制备完成后，通过电镜可成功捕捉到胃酸分泌的瞬间，图像十分清晰。这种可观察到培养细胞鲜活状态的创新方法，被很多论文争相引用。虽说UC伯克利校区有不少学者得过诺贝尔奖，但没有人做电镜分析，因此宫崎大学陆续接到了UC伯克利校区的电镜分析“订单”。泽口教授强烈地意识到高压冷冻方法的进步，所以决定回国发展。

一张电镜图直接影响iPS细胞的研究成果

电镜专家，求贤若渴。泽口教授认识到这也是国内正在面临的“严峻课题”。即使研究所有几十亿、几百亿的预算，没有客户，也是纸上谈兵。泽口教授采用先进的高压冷冻方法，运用日立透射电子显微镜HT7700，观察到高清晰的图像。随后东京大学医科学研究所和京都大学iPS细胞研究所也委托他进行样品观察和分析。
2014年，iPS细胞研究所成功开发出用iPS细胞大量且稳定形成血小板的方法，该研究论文曾发表于Top journal，血小板产出的决定性证据正是泽口教授用电镜记录下来的。
“为弘扬橄榄球运动员的One for All精神，我认为我们不但要认真搞科研，还要为社会贡献力量。iPS细胞属于国家级项目，比起自己做的研究，iPS细胞研究更为重要。”
如果可以用iPS细胞大规模安全生产血小板，它将成为血小板制剂的稳定供给源。长期以来，献血量一直不能满足临床需求，血液制剂的应用将为血小板减少症等特殊疑难杂症患者带去希望。“一名14岁的少女在微博上这样写道：‘我不能谈恋爱，也生不了宝宝。但是现在iPS细胞好像可以制造血小板。简直太棒了！’我忍不住要哭了。已经迫不及待地想要用了！”
为了加速iPS细胞研究的进程，我们不能一味地追求仪器的性能指标，更要注重样品制备法的改良和相关技术的提高。日立高新协助宫崎大学共同完成了“实时电镜图像通讯系统”的开发，进一步推动了由iPS细胞制造血小板的临床应用，预计此项研究将于两年后得到实际应用。通过联用视频会议系统，网格状界面可将电镜图像准确无误地实时共享给合作方，还可以互相讨论，据说这是看了日本象棋的电视转播，受到象棋盘网格的启发。

以“富士山脚下”为目标

据泽口教授所言，近两年以来，Top journal上以“自然”题材为主的论文中，电镜图像的刊载量呈上升趋势。科研前沿对于电镜分析的需求日益高涨，而电镜专家却在减少。比起当一个孤芳自赏的领跑者，泽口教授更愿意和其他学者一起并肩作战，而且他十分注重人才培养，不断拓展电镜的用户群。另外，“电镜研究支持系统EM-PAS”也是其中尤为关键的一环，这样就能放心的将需要一定经验才能完成的样品制备工作，交给宫崎大学前沿科学实验综合中心生物成像实验室。
“论精湛技术的重要性，我经常拿F1赛车和卡罗拉作比喻。F1赛车固然很关键，但是没有选手哪里有赛事！电子显微镜亦是如此，虽说分辨率和高电压很重要，但是只要能实现这些性能就可以了吗？当然不是，除了这些还要有能做简单电镜分析的用户，这样我们才能不断提高F1赛车的技术水平。然后再将这些技术应用到普通汽车上。我觉得必须要有这样一个过程。有很多学者力求上进，不断突破自己，最后成就了自我，但是这不并代表你能够写出有影响力的文章。富士山拔地参天，景色宜人，源于其山脚下广阔的原野。我就想做那山脚下的原野。”
据悉，泽口教授在选择电镜解剖学研究时，分子生物学正处于快速发展阶段，行业前辈们也多次劝诫他不要鲁莽，但他还是因为热爱选择了这条路。泽口教授十分热爱电镜行业，他怀揣着这份热爱，倾心投入到新治疗法等的基础研究中，作为教育者点亮了下一代人的梦想。他心中暗下决心：“我还能再突破”。

编者按

样品制备是通过光学显微镜对准含iPS细胞的切片，再根据不同实验目的利用透射电镜捕捉样品的形貌。《SI NEWS》第58-1期刊中介绍了泽口教授课题组研发成功的关键因素-“树脂包埋辅助工具”，它其实就是百元商店里偶然发现的鸡眼贴。采访当天泽口教授也拿了很多鸡眼贴，说道：“我并不是什么怪癖之人，但是我喜欢做别人没做过的事”。如他所说，他以独特的视角和研究方向，为电镜研究开拓了更多的可能性。永葆初心，大力弘扬One for All精神。“如果我的举手投足会影响将来的医学科研学者，那我会更加严于律己”。在采访休息间隙，泽口教授和同学们有说有笑，谈吐间我能感受到他身上散发的正能量，以及勇于挑战的拼搏精神。

（石桥今日美）

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