进入 21 世纪以来，随着人类科技水平的飞速发展，生命科学和生物技术正在成为新的科技的重要推动力，生命科学的发展让我们理解人类的本质又更近了一步。众所周知，细胞作为生命的基本单位，就是由细胞构成的，那么细胞是否能感受到周围的细胞？它们是如何沟通交流？它们又是如何给自己“搭桥铺路”的？这其中涉及到一个新的生物学分支——细胞力学。近些年来， 细胞长程生物力作用开始引起了领域内科学家的广泛关注，力学与生命科学的结合将有助于人们认识生命现象的定量规律，吸引了一批科学者的研究热潮。

　　常州大学生物医学工程与健康科学研究院的欧阳明星教授，就是研究大军中的一员，他在生物医学工程领域有长期研究经验，重点方向就是细胞与分子生物学、生物力学，在显微镜活细胞成像和荧光共振能量转移技术（FRET）领域累积了丰富的经验。近十多年来，欧阳明星在生物医学工程科学领域努力探索未知的自然现象和规律，从事以荧光共振能量转移（FRET）技术为主的分子探针研发及其在细胞分子生物学基础研究中的应用、围绕细胞间力学交流及群体水平的生物力学研究，并在这两方面做出了突出贡献。

　　提起生命科学，不得不提2000年6月26日，人类基因图谱成功绘制完成，这一标志着生命科学研究进入了后基因组时代。中国著名结构生物学家、中国科学院院士施一公教授曾说，“21世纪是生命科学的世纪”，生命科学引发了当时的研究热潮。

　　上世纪末，欧阳明星毕业于四川大学生物系生态学专业，新世纪之初，他在中国科学院生物物理研究所硕博连读，随着生命科学的兴起和发展，他开始深入探索细胞生物学领域的研究。2006年，博士毕业的欧阳明星为了接触到更多国际前沿技术，选择了出国留学深造，先后在美国伊利诺伊大学香槟分校和加州理工学院从事博士后研究。自2011年起，又在耶鲁大学和加州大学圣地亚哥分校担任助理研究员。

　　长达十年的海外学习和研究经历，扩展欧阳明星的科研视野，更让他积累了丰富的经验，这些为后来回国开展细胞力学研究打下了坚实的基础。“取得真经”的欧阳明星希望将自己的科研技术用在祖国发展上，助力祖国的科技进步，因此他于2017年，选择加入常州大学生物医学工程与健康科学研究院，组建了自己的研究团队，开启了新的科研征程。

　　在回国后，欧阳明星主要从事细胞长距离力学通讯研究，其主要指细胞或组织间的长距离力学作用，其范围可以达到组织的尺度。其实，早在海外时，欧阳明星已经在长程生物力作用的研究中取得了具有一定突破性的科研成果，研究团队发现了细胞之间存在远距离的力学交流。基于此前的研究基础，长距离力学通讯作用对体内器官形态的构建可能具有关键的引导作用。

　　2018年，欧阳明星负责主持国家自然科学基金面上项目“细胞长程力在上皮管状结构自组装中的作用及其信号转导机制研究”，带领项目团队围绕细胞长程力在微组织结构发生中的作用及其机制进行了一系列开创性的研究，并取得了重要进展。

　　据欧阳明星介绍，细胞产生的收缩力在环境基质中能够产生长距离传播，细胞之间通过基质张应力响应而建立远距离的力学交流，也就是说细胞之间的力学交流其实是通过力学响应发生的，一个细胞会在所处的环境里产生一个力，这个力会传到另外一个细胞并能被它感受到。

　　欧阳明星表示，细胞力学通讯的基本条件包括：物理意义上的力沿环境介质实现方向性传递；基质在力学作用下产生重构或力学性能的改变；作为一个微小的生命单元，细胞本身对张应力和基质力学性能具有天然的敏感响应机制。欧阳明星在该研究方向上，证实了细胞之间存在力学交流，促进相向迁移和组织形态发生，在发表的论文中提出了细胞长距离力学作用；近期证实细胞之间具有基质张应力的响应功能，从而建立力学通讯，为传统的基质刚度趋向性提供了新视角。

　　此外，在前期研究进展上，欧阳明星还将在项目研究中探索“细胞间力学通讯”的基础科学问题及其生理功能。通过结合三维基质胶培养、组织工程技术、荧光分子探针成像、微加工技术、细胞力学加载装置、电脑程序模拟等研究手段，深入探索细胞力学的各向异性特征在组织非匀质结构发生中的作用与机制，阐明细胞对基质最大张应力的分子响应机制，揭示细胞重构胶原基质的动态力学机制。

　　中国科技快速发展的背后是一代又一代科技工作者的接续奋斗，是科学家精神的薪火相传，在科研报国、科教兴国、科技强国的人生旅程中，欧阳明星多年来一直在不懈努力。

　　为了攻克生命科学中的难题，努力探索长程生物力学作用在生理病理情况下的功能，比如血管系统的定向发育、哮喘气道平滑肌层的过度收缩、肿瘤细胞定向转移等基础科学问题，欧阳明星和团队继续推进细胞长程生物力学作用的基础研究，解析细胞对张应力产生方向性响应的力－生物学耦联机制这一科学问题，为后续生命科学领域的发展，奠定更为坚实的根基。

　　近期利用荧光共振能量转移（FRET）技术检测机械拉伸作用激活气道平滑肌中的细胞外信号调节（ERK）活性研究。在较早期的FRET研究中，欧阳明星和团队的工作大幅提高了FRET灵敏度、参与研发多种FRET探针、实现单细胞的双FRET信号观察，以及理解细胞内信号转导、细胞定向迁移中的分子极性机制、分子的生物物理调控等方面；细胞长程力作用的研究工作具有一定开拓性，发现细胞间存在长距离的力学交流，后续也得到相关领域内一些科学家的研究关注；近期证实细胞之间具有远距离（5－10倍于单细胞直径）的牵张力响应功能，其为细胞间信息交流的一种机制，促进群体自组装，以及细胞群体运动调控I型胶原纤维的组装；细胞参与组装的基质结构调控上皮球形小叶和管状结构的形态发生，促进细胞群体的极化过程，显示群体层面存在物理信号交流。

　　此外，结合荧光探针技术证实细胞－基质互作调控肾上皮细胞微组织形态发生，欧阳明星和团队从生物物理机制的角度来理解组织的形态发生过程，构建了能动态观察组织形态发生和细胞极化过程的细胞株；在液相层面，证实细胞参与生成的基质结构（片层基底膜和胶原纤维）调节上皮组织的形态发生（球形小叶和管结构），同时观察到细胞群体的协同极化现象；发现悬浮培养的力学条件也能促进组织的形态发生，但影响管组织的协同极化而形成多腔体结构，提示存在群体层面的物理信号交流。研究显示长距离力学作用在微组织结构发生中的作用及其信号转导机制，揭示力学通讯在细胞群体生物学中的独特功能，为体内组织结构发生的力学生物学机制提供了理论依据，具有重要的科学意义。

　　施一公教授说21世纪是生命科学的世纪，其实还有后半句，“华人生物学家将在其中发挥极为重要的作用”。作为我国一名新时代的科研人员，欧阳明星将传承发扬科研精神，为我国的科研工作做出更多实质性贡献，为我国的科技强国目标而不懈奋斗，贡献力量。文／李杰

上一篇:新食势 新联盟 “中国实体经济发展投资论坛·食品行
下一篇:2024-2030年中国细胞扩增行业市场全景调研及