[摘要] 陈国强,上海交通大学医学院教授。他主要从事白血病病理生理学和治疗学基础研究工作。继作为主要实施者之一,在国际上报道氧化砷治疗白血病的细胞分子机制后,他发现低氧能够诱导多种类型的急性髓系白血病(AML)分化,并提出以“低氧-低氧诱导因子(HIF)1α- C/EBPα/Runx1”为主轴的AML细胞分化理论体系;发现第一个靶向过氧化还原酶 I/II的天然产物腺花素,并揭示其诱导白血病细胞分化的分子机制;发现蛋白激酶Cδ(PKCδ)先后激活JNK和STAT1,上调去磷脂层酶1表达,并报道该酶的抗白血病功能;发现NSC606985通过剪切激活PKCδ蛋白诱导AML细胞凋亡和它的体内抗白血病效应。他创建和领导的教育部细胞分化与凋亡重点实验室在国际上产生一定的影响。
陈国强,1963年9月出生于湖南攸县。1985年在衡阳医学院获得医学学士学位。1985年和1993年师承上海第二医科大学(现上海交通大学医学院)王振义教授,并先后获得病理生理学硕士和内科血液学博士学位。1996-2002年,在上海第二医科大学附属瑞金医院上海血液学研究所任助理研究员、副研究员和研究员。期间,1997年和1999-2001年分别在法国巴黎Saint Louis医院和美国Mount-Saint医学中心做访问学者。2002 -2008年担任上海交大医学院病理生理学教研室主任,并在2005年组建教育部细胞分化与凋亡重点实验室,受聘为教育部长江特聘教授。
陈国强博士长期立足国内,开展白血病病理生理学和治疗学基础研究工作。上世纪九十年代,在王振义教授和陈竺研究员的指导下,他致力于低剂量全反式维甲酸(ATRA)治疗急性早幼粒白血病细胞(APL)的疗效和药代动力学分析和开展三氧化二砷治疗APL的细胞分子机制研究,取得系列创新性发现,为奠定相关研究在国际上的地位作出了贡献。2002年开始,他担任上海交通大学医学院病理学和病理生理学学科带头人,带领同事努力工作,使该学科实现了快速发展,成为教育部细胞分化和凋亡重点实验室、国家重点学科和上海市劳动模范集体,并取得如下几个方面的代表性学术成就:
1. 开展低氧诱导因子-1α(HIF-1α)的表达调控和生物学功能研究,提出以“低氧-低氧诱导因子-1α(HIF-1α)-C/EBPα/Runx1”为主轴的急性髓细胞性白血病(AML)细胞分化理论体系:利用蛋白质组学技术,发现数个新的HIF-1α调控的蛋白质,并揭示其在肿瘤发病学上的意义。尤其是发现低氧模拟化合物CoCl2和低氧能够在体外诱导多类AML细胞分化,间歇性低氧有效诱导白血病细胞在小鼠体内的分化,延长病鼠生存时间和发现去铁胺(DFO)在稳定HIF-1α蛋白的同时,促进AML细胞分化。在这些发现的基础上,进一步揭示HIF-1α触发AML细胞分化不是通过它的既往已知的功能[即作为转录因子],而是通过与两个造血相关转录因子C/EBPα和RUNX1直接相互作用实现的。这样一方面有效增加C/EBP阿尔法和RUNX1的转录活性,诱导AML细胞分化;另一方面, C/EBPα和RUNX1有效抑制HIF-1的转录活性和HIF-1靶基因的表达。此外,他也发现经典的分化诱导药物ATRA能够快速稳定HIF-1α蛋白,并在ATRA诱导的AML细胞分化中发挥作用。相关研究工作在《Blood》、《Leukmia》、《Oncogene》等刊物发表了10多篇论文。基于这些比较系统的研究在揭示HIF-1α的新功能的同时,提出了以“HIF-1α-C/EBPα/Runx1”为主轴的AML细胞分化理论体系,为白血病治疗学和发病学研究方面形成了新的学术生长点,引起国际同行的重视和追踪。《Science》子刊物《Science Signaling》以“The HIF-1α-C/EBPα Axis”为题对他们的工作进行了点评。
2. 发现第一个靶向过氧化还原酶(peroxiredoxin, Prx) I/II的天然化合物——腺花素,并揭示其诱导白血病细胞分化的分子机制。通过细胞表型筛选,发现从腺花香茶菜植物(Rabdosia adenantha)中提取的二萜类化合物腺花素(adenanthin)能够体外和体内诱导AML细胞分化,减少APL白血病起始细胞(LIC),抑制白血病细胞在肝脏和脾脏的浸润,并延长维甲酸敏感及耐药的白血病小鼠生存期。在此基础上,以生物素标记的腺花素为“诱饵”,利用蛋白质组学和生物信息学技术,在白血病细胞中“垂钓”腺花素可能结合的蛋白质,结果发现腺花素能够与过氧化还原酶Prx I和Prx II特异结合,其识别其结合活性位点。腺花素共价结合Prx I和 Prx II后,显著抑制Prx I 和II 的活性,导致细胞内H2O2 增加,并活化胞外信号调节蛋白激酶(ERK1/2),进而上调造血细胞分化相关的转录因子C/EBPβ的表达水平,诱导细胞分化。上述研究结果于在《自然化学生物学(Nature Chemical Biology)》作为封面亮点推荐论文发表后,《Chemical and Engineering News, C&PN》发表专题评论,《Nature China》将此作为研究亮点进行介绍。应《Exp Cell Research》杂志邀请,他以“Targeting peroxiredoxins against leukemia”为题作了专题综述。
3. 开展基于活性小分子化合物的化学蛋白质组学研究,发现去磷脂层酶1(PLSCR1)的抗AML效应,并发现新的诱导AML细胞凋亡的活性化合物,为抗白血病药物研发提供了基础。他们进一步以小分子活性化合物为探针,报道分化诱导剂ATRA和PMA通过活化PKCδ显著上调PLSCR1在AML细胞的表达,而利用RNAi降低PLSCR1表达可以显著抑制ATRA诱导的AML细胞分化,并发现干扰素α先后激活PKCδ与JNK,最后通过STAT1的丝氨酸磷酸化上调PLSCR1表达,提出PLSCR1通过直接诱导AML细胞分化以及增强细胞凋亡敏感性,发挥其抗AML功能。他和课题组也发现小分子化合物NSC606985通过引起PKCδ蛋白剪切激活诱导AML细胞凋亡和它的体内抗白血病效应,并以NSC606985为分子探针,发现一系列受NSC606985调控的蛋白质。这些工作在《Blood》、《Oncogene》等刊物发表论文10多篇,拓展了对于PLSCR1和PKCδ的功能认识,并识别PLSCR1蛋白作为诱导治疗AML的药物靶标。
迄今,陈国强教授作为通讯作者和共同作者在国际权威刊物如《Nature Chemical Biology》、《Blood》、《Leukemia》、《Oncogene》、《Nature Cell Biology》、《Nature Communication》等发表论文120余篇,被他人总引用近4000次。作为第一发明人他已获得4项发明专利,作为第一完成人先后获得国家自然科学二等奖、中华医学科技一等奖、上海市科技进步一等奖和上海自然科学一等奖等,并分别获得中国青年科技奖、上海十大杰出青年、上海自然科学牡丹奖、上海科技英才和全国先进工作者等荣誉称号,并担任国务院学位委员会学科评议组成员、中国病理生理学会和中国生物化学和分子生物学学会常务理事、医学分会副理事长、上海生理学会理事长、上海生物化学和分子生物学学会副理事长和《中国科学-C辑》、《中华医学杂志》、《科学通报》、《生理学报》、《癌症》、《Chemico-Biological Interactions》、《American Journal Hematology》等编委。
2006年,由于工作需要,他先后担任上海交通大学医学院副院长、院长、上海交通大学副校长,主管医学院学科发展和内涵建设,使该院的学科建设得到快速发展。与此同时,他具有良好的学风道德,善于与合作者团结共事,注重以自身的学习、研究经验为参考,本着“成就智慧,完善人格、为学生终身受益”育人理念,十分重视本科生、研究生和青年教师的教育培养,已培养博士毕业生30余名。其中1人获得全国优秀博士论文,5人获得上海市优秀学位论文;研究生毕业后,分别在美国和国内的研究机构或医院从事科研工作,并承担重要的国家项目。