8月15日上午，2023年江苏省研究生“生命科学基础与前沿进展”暑期学校正式在东南大学四牌楼校区东南院104教室开课。
生命科学与技术学院副院长潘玉峰教授主持了开幕式，向暑期学校邀请的鲁伯埙教授、刘妍教授、徐宁龙研究员、Henry Sun教授、胡霁教授、谢维教授和王苏教授、曾令武老师、李郭成老师等专家表示热烈欢迎。整期暑期学校将围绕“发育生物学”和“脑科学”两个主题，以讲座方式介绍发育生物学和脑科学的基础、前沿与未来，潘玉峰教授表示，暑期学校的筹办离不开江苏省教育厅的资助和学校的大力支持，邀请到权威专家作报告，一定会给同学们带来许多启示，也希望同学们积极提出问题，跟老师们有所交流，真正发挥暑期学校作为生物学、基础医学等相关专业研究生的良好学习平台的作用。
一、夯实基础——《发育生物学》课程讲授
东南大学生命科学与技术学院王苏教授以演绎推理归纳为引，从基因型到表型解释了发育生物学的两大研究目标。从单细胞到高级哺乳动物、从水生到陆生的许多动物发育例子介绍基因发育特性和与环境互作关系，又联系发育上的特异性与疾病，以科学思考的角度引导学员寻找问题的实质并尝试设计实验验证。王苏老师介绍的发育生物学的专业术语与几种动物胚胎发育特殊过程，融入了各种先进论文知识，使学员们受益良多。
台湾著名发育生物学家Henry Sun教授给学员带来了精彩的《发育生物学》课程。
孙教授分别以“调控环路”、“发育生物学中的简单系统”和“细胞间相互作用”为题，从简单的通路出发，介绍了“必要条件”与“充分条件”的因果关系；用“反应扩散模型”解释了为何自然界会出现各种各样具有规律的图案；又以果蝇、线虫等模式生物为例，讲述了信号传递的方式与过程。他强调，信号传导具有特异性，取决于配体/受体结合的时空分布。学员们深刻感受到：正因为有如此多样的调节方式，才让生物体保持稳定性，能够抵抗环境的波动。
在接下来的课程中，孙教授聚焦“体轴分化”向同学们讲述了胚胎的发育过程。孙教授用一系列模式动物，以果蝇、非洲爪蟾和小鼠为例，向大家介绍了体轴形成的过程与其中参与的信号通路以及生物体轴分化过程中位置信息与形态发生素的重要作用。通过果蝇翅膀分化模型，同学们了解到其中的信号分子如Dpp、Hh等构成的信号通路如何调控翅膀的发育。
最后，孙老师重点讲解了神经系统，向同学们介绍了神经系统的组成，以及它们之间如何连接。以视觉系统为例，讲述了神经元轴突与树突的定向投射及其中涉及的信号分子，同时给同学们讲解了神经系统可塑性相关内容。课程内容丰富多彩，受到同学们的一致好评。
二、思维进阶——“脑科学”系列讲座
南京医科大学药学院刘妍教授给大家带来了《量身定制你的大脑》的专题讲座。从古代孙悟空拔毛变猢狲的克隆构想到世界首例克隆羊多利的诞生，再到2018年中科院首次使用体细胞的核作为供体获得克隆猴“中中”和“华华”，验证了克隆的可实现性。刘教授重点聚焦iPSC（诱导多能干细胞），向大家一一介绍了IPS的来源、功能、获取IPS的方法及证明得到的细胞是IPS的方式。利用iPSC模拟人类大脑，使体外类器官串联达到自组装多脑区类器官的结果研究多脑区间的投射及其信息传递。人脑类器官的血管化和脉络丛化尚是目前的难点和热点，如果哪天类脑能达到完全3D仿真人脑的效果那利用iPSC技术形成类脑并进行个体的精准医疗和重建大脑，那么量身定制大脑将不是天方夜谭。
复旦大学鲁伯埙教授为同学们带来了主题为《遗传性神经退行性疾病》的讲座。鲁老师先从遗传和环境对智商的贡献各有多少这一问题出发，鼓励同学们自己设计实验，探索大脑功能背后的因果关系，又介绍了利用稀疏染色看到神经元的实验方法和神经退行性疾病的相关概念。鲁老师把重点聚焦到亨廷顿舞蹈症上，在神经退行性疾病中，亨廷顿病是单基因遗传这一特点赋予了它独特的研究优势，如可以通过基因测序早期诊断、方便构建模型、可考虑基因治疗等。鲁老师的精彩讲解，让同学们受益匪浅，同时也希望亨廷顿舞蹈症这一神经退行性疾病在未来可以攻克，为患者和家属带来新的希望。
东南大学生命科学与技术学院潘玉峰教授以《认识你自己——从本能到情绪》为主题，介绍了“本能行为受到的基因和环境的调控”、“用动物模型研究高级脑功能”和“从行为的脑机制到认识你自己”三个部分，用动物和人的行为开篇，从本能的定义出发，介绍相关科学家故事，从单基因能否调控复杂的行为这一问题入手，聚焦合适的动物模型举例，提示同学们科学的基本素养是善于发现和提出科学问题；又进阶到复杂行为，以情绪为例，通过动物模型的假怒实验和恐惧模型等讲解，总结情绪的共有特征。最后，谈及情绪管理，潘教授希望同学们认识到情绪是脑的功能，正向情绪或负向情绪、大小、持续性、泛化都是正常的；掌握情绪的规律，是可以有效调节情绪的。
中国科学院神经科学研究所高级研究员徐宁龙以《大脑智能的算法与神经环路实现》为主题。徐宁龙研究员以图例形式生动形象的展示了大脑从感知到决策的智能算法的改变，谈及自己实验室相关研究进展：利用神经环路光学记录和光学操控技术，结合动物行为学范式，发现来自眶额叶的反馈信息支持听皮层对听觉分类标准的编码，这种神经环路运算符合基于任务状态推断的强化学习计算模型，可实现基于任务规则的灵活信息分类。最后，徐宁龙研究员介绍了如何在单神经元水平上完成整合任务规则与感知输入从而做出抉择的机制研究。总的来说，本次讲座内容丰富、深入、让同学们对于基于知识的灵活认知行为的神经环路运算原理有了初步认知。
曾令武老师以《生物医药行业格局与职业发展》为主题给大家分享了相关内容。以2023年影响生物与医药行业内外部九大因素引入，介绍了我国创新药产业的发展现状。学员们充分认识到，受时代发展水平和成本投入情况限制，我国创新药产业与发达国家相比仍有差距，产业内竞争非常激烈，靶点扎堆、覆盖度低。这也意味着我国医药企业探索国际化之路道阻且长，新的机遇也在不断出现。如在数字科技的赋能下，药企将利用互联网进行药品信息的有效推广。曾老师也详细介绍了在择业时对岗位的侧重和就业时将面临的挑战，启发了学员们应当早积跬步，多读文献、多做实验，提前积累行业认知，以期在生物医药行业尽一份力，发一份光。
南京江北新区生物医药公共服务平台的李郭成副总经理给同学们带来了以《聚创新之能促生命健康产业发展》为题的主题讲座。李老师结合全球新药研发热点与趋势以及国内新药研发情况与所面临的困境，提出了目前医药产业需求与CRO服务方向，新药创制是关键与难点。为了让同学们更清晰地了解到生命健康产业情况，以南京江北新区为例，着重介绍了“3+3+X”的产业战略定位以及“一基地一谷一区一中心”的生命健康产业规划布局。最后，李老师也鼓励同学们可以考虑创业，在南京江北新区生物医药公共服务平台实现自己的科研理想。
上海科技大学的胡霁教授给同学们带来了《脑科学：从历史看未来》为题的讲座。胡老师阐述了研究脑的科学意义和哲学意义，目前脑疾病引发的社会问题以及历史上人类认识脑的过程和脑科学发展的过程。从细胞学说的建立，到高尔基和卡哈尔发现神经元。随着科技的发展，人们可以使用电子显微镜、Brainbow等手段研究大脑神经元的连接形态，可以使用胞外记录、钙成像、Neuropixels等方法研究神经元的活动。最后胡老师详细讲述了神经退行性疾病、神经发育性疾病、精神疾病目前的研究进展。然而目前我们仍然缺乏对这些脑疾病和治疗方案的认识，这也是脑科学研究的重点和难点。胡老师最后提出“人类大脑最大的挑战就是理解人脑”的观点。
东南大学生命科学与技术学院谢维教授以《科学问题的凝炼与模式生物的选择——自闭症发病的机制研究》为主题，深入浅出地介绍了自闭症研究的最新进展以及模式生物在这一领域的应用。他提出了一系列科学问题，如基因变异与环境因素如何相互作用，以及大脑发育中的关键时期等，这些问题引导了自闭症研究的方向。谢维老师又强调了应用模式生物进行自闭症研究的重要性。他提到，模式生物的遗传和生物学相似性可以帮助科学家们更好地理解自闭症的发病机制。这种方法有望揭示自闭症的潜在机制，并为未来的治疗方法提供新的思路。总的来说，谢维老师的讲座为学员们提供了更深入的了解自闭症研究的视角，并鼓励学员们继续探索这一神秘疾病的本质。
三、结束语
“生命科学基础与前沿进展”江苏省研究生暑期学校旨在为生物学、基础医学等相关专业研究生提供一个良好的学习平台，并促进相关高等学校和科研院校之间的学术交流与合作。通过本次暑期学校，同学们不仅系统学习了发育生物学的重要理论知识，以及脑科学的最新前沿进展，同时还领略了来自领域专家们的研究理念以及他们对生命科学的思考。最后，同学们通过问卷调查都高度评价了本次暑期学校，表示不仅仅学到了很多新的知识，更重要的是了解了很多生命科学的研究历程、方法和思路，对今后的研究工作具有很大的启迪作用。
图文：生科学院
审核：董世坤
