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本周是诺贝尔奖周（NobelWeek），MED24有幸在中国“逮”到了一位诺奖科学家——因发现水通道蛋白（Aquaporin）而获得年化学奖的约翰霍普金斯大学教授PeterAgre。当其他诺奖获得者都去斯德哥尔摩聚会时，他却选择来华进行交流合作，推进一个脑水肿新药的研发。水通道蛋白是什么，它的发现对我们有什么用？他饶有兴致地和我们重温当年，指点远方。
/一不小心得诺奖/
一直以来，科学家们相信，细胞膜上存在一种专门的通道，只允许水通过，并且能够被调节，所以我们的身体可以在需要时排出或者保留大量水分，保持水的平衡。于是很多人都在寻找这个专门的水通道。
年，血液生化学家PeterAgre正在研究红细胞表面抗原，却偶然发现一种杂质蛋白，性质奇特。幸好他没有把杂质扔掉，而是在好奇心驱使下，在本职工作基础上顺带着研究一下这种杂质，并且一有机会就和各种科学大咖聊一聊，问问他们的看法。
红细胞膜蛋白裂解产物中混入一种不知名杂质，分子量是28KDa
过了许久，终于有个人提醒：哎呀，这会不会就是细胞表面的水通道？这一句话醍醐灌顶，Peter赶紧回去和同事们重新定位研究方向，又花了差不多5年时间，终于搞清楚它的特征和结构——它就是Aquaporin（水通道蛋白），仿佛是大自然造物主给我们设计好的通道，能在细胞膜上快速跨膜移动水分。虽然通道是双向的，但就好比沙漏一样，在跨膜渗透压（由盐分、糖分浓度差造成）作用下，每次水分只能向一侧流动。
AQP1结构的沙漏模型
水是生命之源，几乎万物生灵都有水通道蛋白或水甘油通道蛋白。它们性质类似，前者仅允许水通过。盐分、糖分、带电荷离子等都不能通行。后者则允许水和甘油通过。
水通道蛋白1仅允许水分子通过，连氢离子也不能通过
在众多合作伙伴的共同努力下，他们还发现，光是人体里就有十几种水通道蛋白，分布在不同器官的细胞膜上，功能和特性相似，却不完全一样。有的有明确的调节机制，有的还是待解之谜。比如已知肾小管表面的AQP2，在垂体分泌的加压素调节下，可加强或减弱肾对原尿的重吸收来维持身体水分平衡。还有的水通道蛋白参与唾液、汗液或脑水肿形成时的水分快速渗透。
正当Peter感叹，偶然发现的水通道蛋白原来这么重要的时候，年，从瑞典斯德哥尔摩忽然飞来一个诺贝尔化学奖，代表着全球科学界对这一发现的最高认可。从此他的生活被彻底改变了。
/什么样的人能得诺奖？/
对于自己的学术成功，Peter总结了几点经验：
科研不要太功利，别总期待有回报。我们努力创新，挥洒汗水，寻求合作，是为了有机会改变世界。当然这也缺不了家人的支持。科学也需要运气。而运气总是留给准备好的人。Peter不是循规蹈矩的人，年轻时就喜欢背着包徒步满世界跑。科研上他常看到一些有趣东西就无法抗拒从而偏离了自己原本的工作计划。他并不鼓励年轻人去任性地无计划地分配时间，但我们必须留些时间做点疯狂的计划外的活动。像发现水通道蛋白这件事，是有点偶然的。从红细胞表面抗原的杂质里发现这种蛋白后，他们当时也没有全力以赴去研究它，只是顺带着见人就聊一聊，自己想一想，最后通过合作得到一个好点子，才走向了成功。所以这是运气，也不是运气。发现容易，用工程学做出来难。科研有很多种风格，Peter说自己的风格很随意，但更多的诺奖获得者是另外一种严密计划的风格。例如年的三位诺贝尔医学奖获得者也是Peter的好朋友，他们发现了细胞对氧气的感知反应机制。人们早已知道这个机制的假设，但这三位科学家通过清晰严密的实验设计分离出相关因子，并展示出其意义。所以有时候，某些重大进展是可以预测的，但是要实现它却需要海量的工作，尤其是工程学（Engineering）。
/拿了诺奖，然后呢/
Peter的老母亲今年95岁了，她从没上过大学，却有大智慧。当年Peter刚获得诺贝尔奖，她就含蓄的地提醒儿子：比得诺奖更重要的，是用科学做些有用的事真正帮助病人。她的立场大概也是诺奖的本意吧。
那么水通道蛋白的发现，能对人类有什么帮助？
为了让自己的研究真的实现价值，Peter出任了一家叫做Aeromics的美国研发公司董事，利用“水通道蛋白参与脑水肿形成”这一机理开发治疗脑水肿的新药。
脑水肿是一种危及生命的病症，并且在脑外伤、脑卒中病人里非常普遍。几年前，Agre教授的夫人就被诊断出良性脑瘤。术后影像学检查显示，虽然肿瘤被顺利切除，手术区域还是发生了大面积水肿。
脑水肿和我们运动扭伤时脚踝肿胀的原因类似。但肿胀的脑组织被限制在颅骨内无处可去，只能相互挤压，可能形成不可逆的脑损伤，加重残疾，甚至致命。该领域目前还没有特别好的治疗药物。
小鼠模型中，卒中或外伤会让正常大脑发生严重水肿，而APQ4水通道蛋白缺失的大脑则水肿很轻微并很快恢复
现在，人们发现水通道蛋白可能在脑水肿的发生中有很关键的作用。针对这一点，Aeromics的研究人员筛选出一类分子可以抑制脑中的水通道蛋白，其中代号为AER的化合物生物耐受性和吸收度都很好，已经在啮齿类动物脑卒中模型中显示出抗脑水肿效果，前提是卒中发生后尽快使用。
这个在研药物也通过了美国的I期临床试验，显示出人体安全性。下一步就是进行II期临床验证对脑卒中病人的疗效。为了尽快开展II期临床这项浩大工程，Aeromics与中国一家制药企业先声药业开展合作，共同推进药物在中国和全球的临床开发。
“人类用胰岛素治疗糖尿病，可在一百年前，世界上还没有人知道胰岛素。胰岛素的发现改变了一切。我们希望现在的工作能有胰岛素样的重大意义。”PeterAgre对项目充满期待，但他也说，毕竟这还是种全新物质，谁也无法保证一定成功。众所周知，从实验室到临床应用这一步，是基础科学最大的挑战。
现在，PeterAgre教授已经是儿孙绕膝的70岁老人，还患有帕金森病。但他依旧热衷于各种户外运动和跨国交流。这次访华已经是他最近两个月来的第五次国际访问。不再在实验室捣鼓的他，转而通过外交促进科学发展。
年的Peter和年的Peter
“我总说，我不是爱因斯坦那样的科学家，而更像是哈克贝利费恩一样的冒险家。你们年轻人别看我是个须发皆白的老头子，其实我的内心还是个狂野小子，热爱大冒险，这永远不会变！”
采访、编辑：L10
