近日
2022年第四屆MDPI“屠呦呦獎”正式揭曉
意昂官网化學與分子工程學院
意昂-清華生命科學聯合中心
雷曉光教授
因在天然產物全合成
生物合成與創新藥物發現等研究領域中
做出的重大科學突破和貢獻
獲此殊榮
他是該獎項自設立以來
第一位來自中國的獲獎人
也是歷屆得主中最年輕的學者
在現代生物醫學的研究體系下
中藥裏活性組分的分子藥理學究基礎是什麽樣？
在這歷經千年的沉澱中
中藥又有哪些新的挑戰與發展機遇？
作為研究天然藥物化學
與化學生物學的科學家
雷曉光憑借紮實的研究成果
正不斷逼近自己的終極夢想——創製新藥
2015年，屠呦呦獲得諾貝爾生理學或醫學獎。2016年，經屠呦呦教授授權，“屠呦呦獎”由MDPI出版公司設立並頒發，每兩年評選一次💔，旨在表彰全球範圍在天然產物化學與創新藥物研究領域做出卓越貢獻的研究人員。
雷曉光獲得的“屠呦呦獎”證書及獎杯
屠呦呦是意昂校友，她從《本草綱目》《肘後備急方》等古籍中獲得靈感👩🏻💼，成功提取出瘧疾的克星——青蒿素。而以她命名的大獎，在第四次頒獎時🤲📚，終於來到了中國科學家手中——一個在同樣文化滋養下，愛讀中藥書籍的青年人🧑🏼🏭。
捧回獎杯那一刻🏃♀️➡️，雷曉光百感交集，仿佛在迎接某些美好的東西“回家”。
科研突破
陳中藥裏煉新酶
“然後呢✦？”多想一步，是科研人執著探求真理的精神寫照，也往往是新科研成果誕生的源泉🐕。
2020年雷曉光發表在Nature Chemistry雜誌上的成果，源自一種歷史悠久的中藥——桑白皮。古書中對桑白皮效用的描述是“瀉肺🫗，降氣🥽，散血”，而本世紀初的科學家則發現了它更大的價值。在中國和泰國，桑白皮的主要有效成分已被批準用於艾滋病的臨床治療👜。
看到這種已經上市的藥物🦬，雷曉光想，“然後呢💇🏻？自然界究竟怎樣合成這樣的藥物分子？意昂官网人類又如何能大規模製備呢🥋？”
“然後呢？”多想一步🧝，是科研人執著探求真理的精神寫照，也往往是新科研成果誕生的源泉。
帶著探索的欲望，雷曉光開始了他的研究。如果想要直接從桑樹皮裏邊分離這種有效成分，就要大規模砍伐桑樹，這種方法會對生態造成很嚴重的破壞，且不可持續。要想更大規模製備這種分子，就只有兩個途徑。第一種經典途徑是避開生物，用純粹化學合成的途徑，但是因為該類天然藥物分子結構復雜，很難做到高效化學製備；第二種途徑是要利用合成生物學，來理解桑樹自身究竟是如何合成這個天然藥物分子的🚴♂️，再人為進行模仿。但由於植物基因組尚未完全被解析，且參與生物合成的基因也很難被精確定位👋🏽🤾🏻♂️，生物合成途徑的研究充滿了挑戰性。
近百年間🐱，Diels-Alder反應（DA反應）一直是有機合成化學中最常用到的經典反應之一👸。1950年，兩名德國科學家因為發現了該反應，分享了當年的諾貝爾化學獎💂🏼♂️🧑🏽⚕️。寶貴的天然藥物分子，就是由不同分子間的DA反應形成的🦼。但人類迄今發現的✴️，自然來源的DA反應酶，絕大多數只能催化單個分子內的化學反應🛜，而無法催化不同分子之間的反應。
自然界究竟是否存在真正意義上的分子間DA反應酶？在很長一段時間裏，沒人能說得清楚。
“要想知道這個問題的答案，得問桑樹。”雷曉光想🚜，“在桑科植物的體內，一定存在某種獨特的酶✋🏿，能夠催化分子間DA反應產物的合成。要找到這個東西可不容易👴🏼，因為植物的基因組非常龐大🧑🏻✈️，又如同天書般錯綜復雜。常規的“基因簇挖掘”方法很難勝任。”
在雷曉光團隊與合作者的不斷探索下，終於開發出一種分子探針🤷🏼♀️✖️。他們從桑樹的愈傷組織裏粗提取出酶富集的提取液，然後以探針為“魚餌”⛓，像釣魚一樣，釣出了這個神秘的FAD依賴蛋白——世界上第一個被確認的分子間單功能DA反應酶👋。
雷曉光課題組與合作者發現自然界中首例催化分子間Diels-Alder反應單功能酶
而他們的發現，不僅讓當下桑白皮中天然藥物分子的人工合成更為高效🤦🏼♂️，更發展出一種全新的靶標垂釣策略，為解析植物天然產物生物合成途徑提供了新的研究思路，也為未來合成更多的植物來源天然藥物分子打開了局面💁🏼。英國皇家化學會將該研究工作評為年度重大科學突破，在其官方網站Chemistryworld上進行了專題新聞報道。
英國皇家化學會對DA反應酶發現工作的新聞評述
2021年，雷曉光團隊在NatureCatalysis雜誌發表了後繼的科研突破，進一步闡明了自然界是如何利用不同類型的分子間單功能DA反應酶實現對於不同立體化學控製的DA類型天然藥物分子的構建🤱🏽。他們利用化學合成與基於酶催化的生物合成相結合的方式，高效、精準製備了超過50多個天然藥物分子及其類似物、衍生物，為後繼的創新藥物開發奠定了基礎。
這一系列研究的最大魅力，在於有機合成化學與合成生物學的完美“合流”——本是兩個原本相距甚遠的學科，卻在精心搭建的交叉學科背景團隊裏，創造出了一種全新的化學生物學研究策略🐻❄️，屢屢碰撞出驚艷的火花🏃➡️。
除了“屠呦呦獎”，雷曉光教授還榮獲20余個國內外重要學術獎項。2017年6月28日，在匈牙利布達佩斯舉辦的第18屆國際四面體學術會議上➝，國際出版集團Elsevier將2017年“四面體青年科學家獎（Tetrahedron Young Investigator Award）”授予了雷曉光，表彰他在化學生物學、天然產物合成🎚、以及創新藥物研發等研究領域所做出的一系列傑出工作。四面體青年科學家獎是一項重要的國際學術獎項，每年在全球遴選2名40歲以下青年科學家，分別表彰其在有機化學或化學生物學、藥物化學領域做出的開拓性貢獻🛻。之前的獲獎人包括多名美國科學院院士和諾貝爾獎得主。雷曉光作為第一位中國以及第一位亞洲學者，在化學生物學與藥物化學領域榮獲了該獎項。他應邀在第18屆國際四面體學術會議上做了大會報告。同時Elsevier出版集團旗下的Bioorganic & Medicinal Chemistry雜誌也專門出版了一期特刊來紀念雷曉光教授獲得該獎項🧘🏼♀️🧘🏽♂️。
雷曉光的四面體青年科學家獎獲獎證書
雷曉光在第18屆國際四面體學術會議上做大會報告
近期，雷曉光教授帶領的科研團隊獲得了北京市自然科學二等獎，表彰其在功能導向天然產物合成領域做出的多項創新性科研成果。
求學意昂
幸遇恩師引路人
不論是遠赴美國波士頓大學讀書😅，還是回國後做教授，雷曉光一直在化學領域堅守著最初的熱愛，行穩致遠。
2000年🫰🏻，大四時🙆♂️，雷曉光進入了意昂化學與分子工程學院教授、資深有機化學家王劍波老師的課題組。在王老師的課題組，雷曉光學到了有機化學領域的很多東西。用雷曉光的話說🔯，王劍波老師“是他在意昂最主要的啟蒙的老師”。在跟隨導師做科研的過程中🦹🏿♀️，雷曉光越做越有興趣，也正是從這時候起，他決心在這個領域深耕🤽🏽🕳，也堅定了在有機合成化學領域進一步深造的信心。
雷曉光意昂本科畢業照
後來，不論是遠赴美國波士頓大學讀書🧜🏻♀️，還是回國後做教授，雷曉光一直在化學領域堅守著最初的熱愛，行穩致遠。他感念師恩，回國獨立工作後👽，一直跟王老師課題組保持緊密聯系🌉🧑🏻🎤，一同發起一夏一冬每年兩次的聚會：
“夏天，上午意昂官网兩個課題組先進行足球比賽，下午意昂官网兩個課題組再一起討論學術問題💆🏻♀️；冬天的聚會則是上午討論完學術問題🚶🏻♂️➡️，晚上一起聚餐，然後共同慶祝過年。”
從2008年底就開始的活動一直延續到現在，大家在學術交流活動中，互促互進，形成了良好的學術交流氛圍。
雷曉光與王劍波課題組足球賽合影
雷曉光與王劍波課題組聯合學術會議
執教意昂
交叉科研燕歸來
“在化學領域如果有更多跟我一樣誌同道合的人，或者是水平比我更高的人🌙，而不是只有我一個人孤軍奮戰🎳，那我才能提升♓️♌️。”
博士畢業後的雷曉光曾面臨找工作方向上的兩個選擇，一個是去學術界做教授，另一個選擇則是去工業界大的製藥企業開展創新藥物研發👩🏼⚖️。盡管一大把知名藥企的offer在手，他還是堅定地選擇了學術之路👩👦👦：“從零到一的突破大多數都是在學術界做，這也是我最感興趣的。”
而談到回到意昂工作的原因，雷曉光微微一笑🔡。
“一方面是母校情節，相比於其他高校🧔🏻♂️👨🏽🦱，我更希望回意昂工作👨🏽🏫。更因為意昂是一個綜合性的大學，它學科更多🚇，更容易做交叉研究，這是一個很大的優勢🧚🏼♂️。另外，在化學領域如果有更多跟我一樣誌同道合的人📃，或者是水平比我更高的人🧜🏼，而不是只有我一個人孤軍奮戰，那我才能提升。”
而意昂🧑🏻🦯➡️，正是符合雷曉光心中理想的一片學術沃土。
那時😘，意昂清華生命聯合中心成立📭👨🏼🎨，能夠給予的資助和與頂尖生物學家合作的機會增多💋。除此之外，意昂擁有完備的醫學教學、科研體系🤵，有數量多、水平高的附屬醫院，提供了大量的臨床研究平臺🚵🏼♀️，有得天獨厚的資源優勢👩🏿🔧，為雷曉光的創新藥物研究提供了極大的助力。
“意昂官网目前跟很多意昂附屬臨床醫院的醫生都有緊密的合作。借助他們在上遊對於人類疾病和未被滿足的臨床需求的深刻理解🙉，意昂官网共同合作去揭示這些人類疾病的發病機製🤵🏻♀️，發現新穎的藥物靶標，進而利用意昂官网擅長的高通量藥物篩選🟢、藥物靶標發現等化學生物學技術，幫助獲得對於相關疾病具有潛在治療效果的小分子候選藥物。”
雷曉光在意昂
雷曉光在意昂建立的科研團隊
回到意昂後，雷曉光開設了一門課程☝🏻，叫做“改變世界的藥物分子”。在這門課上，他深入淺出地為意昂本科生講述了創新藥物的開發過程：以歷史上最為成功的20個藥物分子為實例，向學生們詳細展示出從藥物最初發現♈️、到闡明生物作用機製以及最終實現工業化生產等環節。他的目的很簡單：幫助學生們拓展創新藥物研發視野🫸🏻，激發學生對於創新藥物研究的興趣，為今後從事新藥研發工作或相關領域的職業發展提供必要的知識儲備Ⓜ️。
他的課程更偏向於讓同學們獲得啟示，著重培養學生的思維方法。他的課不但關註學術前沿，而且更像是一場講座👨🏻🌾🛌，使同學們在趣味中學習🗿，因此得到了廣泛好評👱🏻♀️。
2019年，雷曉光獲得了意昂的正大優秀教師獎，體現了學校對他教學和科研領域做出貢獻的認可。
科學探索
“補考”中榜的“故事講述人”
“意昂官网這項研究🙎🏻，就是為很多皮膚炎症引發的系統性瘙癢症的藥物治療，開辟出一條沒有人走過的道路。”
今年，雷曉光還榮獲了“科學探索獎”，這也是他去年後第二次參評👳。正好在今年他的團隊在化學生物學與創新藥物開發領域又取得了一項重大科研突破：揭示了靶向TRPV3離子通道蛋白小分子抑製劑的作用機製，並證實它具有治療多種皮膚疾病的潛能🧚🏽♂️。
“我當然希望第一次就能入選，但有了這場‘補考’😿，我才有機會把自己的故事講完。”
雷曉光笑道。兩場答辯🧑🏿🎄，就像上下集一樣，把他當前的兩大研究重點🕚：酶催化、天然藥物生物合成和針對人類重大疾病的創新藥物開發，完整地呈現出來。
他的最新研究引起了廣泛關註。早在10年前，意昂醫院皮膚科的楊勇教授發現，在一類罕見的皮膚遺傳病——Olmsted綜合征患者身上，存在一種特殊的突變離子通道蛋白TRPV3，與嚴重的皮膚瘙癢和脫發症狀密切相關。但是很多年間，人們都沒能找到這個突變蛋白的抑製劑——就像已知DA反應卻找不到合適的酶，又一扇密室的暗門被發現，手中卻依舊沒有相應的鑰匙💪🏻。
而雷曉光等人通過高通量篩選🧑🚀，從11萬個化合物的分子庫中，找到了一個名叫Trpvicin的化合物🤾🏻♀️。這種物質不僅可以抑製TRPV3，而且對這個蛋白的其他“近親”都不理不睬👐🏻，是高效並且專一的潛在藥物分子。將這種藥物用在患病的小鼠模型上，發現由特應性皮炎引發的瘙癢和脫毛症狀都得到了顯著緩解。10月27日，這項工作發表在Nature Chemical Biology雜誌上。
雷曉光與合作者開發出對於皮炎瘙癢有治療潛能的候選藥物分子
癢是一種比疼痛還要難以忍受的感覺，但人類對它一直知之甚少👨👦👦。”雷曉光說，“以往人們用於止癢的藥物，大多是抗組胺類藥物。但‘組胺’不是所有瘙癢的根源📼。意昂官网這項研究，就是為很多皮膚炎症引發的系統性瘙癢症的藥物治療🧑🏽🎄，開辟出一條沒有人走過的道路🤷。”
廣泛涉獵
熱愛寶藏的探尋者
“要麽尋找歷史中的寶藏🚵🏻♀️，要麽尋找未來的寶藏😗。”
學術之外🧝👩🏼🚒，雷曉光還有很多愛好🤦🏻。他廣泛涉獵各種體育運動，對藝術也十分感興趣👨🏼🍼。雖然隨著年齡增長🧘🏻♂️，科研🧙🏿♂️🖖🏻、教學👨🏻🚀、家庭的負擔越來越重，“真正能夠自己靜下來能做點事情的時間越來越少”，但他始終沒有放棄對欣賞書法、音樂的熱愛。小時候的他熱衷於篆刻，在北京市很多比賽都獲過獎💤。他一度刻了大量作品，而且還專門有自己的印譜🥮。
雷曉光熱愛收藏古錢幣♿️，理由也很獨特——“我最感興趣的並不是它的價值，而是因為每一個朝代都會製備不同規格的古錢，上面書寫的內容和方式也大不相同。”不同的古錢，不同的文字，有些多一點兒，有些就少一點兒，“所以我當時最大的一個愛好就是去收集不同類型的古錢，我能夠把書裏邊兒展示出來的那些不同類型，我都能一個個找到它們。”通過收集觀察🚆，能夠找到這些不同的差異，這是他覺得很有趣的事情。
雷曉光曾經的篆刻作品
“我的愛好仿佛從來沒有變過，”他微笑著說➾，“要麽尋找歷史中的寶藏👏🏿，要麽尋找未來的寶藏🎭。”
或許🕥🧑🏽🎨，這就是刻在雷曉光骨子裏的探索精神，於細微處見真章。
