WILEY人物访谈——中科院上海硅酸盐研究所陈雨研究员

本期WILEY人物访谈优秀青年科学家系列,我们将对话中国科学院上海硅酸盐研究所的陈雨研究员。在访谈中, 他总结了课题组在新型生物材料的纳米医学研究领域的几个代表工作, 谈到了目前的挑战并对未来的发展前景做出了展望。他还在访谈中畅谈了十年科研工作的”酸甜苦辣”, 不知道读者们对于充满“酸甜苦辣”的科研生活,才是它充满魅力的地方是否身有同感。

陈雨,博士,1984年生,江苏盐城人,中国科学院上海硅酸盐研究所研究员、博士生导师,国家自然科学基金优秀青年基金获得者,国家“万人计划”青年拔尖人才,国家重点研发计划“青年科学家”专项首席科学家,上海市优秀学术带头人,中国科学院上海硅酸盐研究所“所百人计划”入选者。2012年于中国科学院上海硅酸盐研究所获博士学位。曾先后入选“首届中国科学院卓越青年科学家”、“上海市青年科技启明星”、“中国科学院上海分院杰出青年”、“上海市青年拔尖人才”、“首届中国科协青年人才托举工程”、“上海市人才发展基金计划”、“中国科学院卢嘉锡青年人才奖”、“上海市青少年科技创新市长奖”等。主持国家重点研发计划“青年科学家”专项、国家自然科学基金优青/面上/青年等项目。在生物材料和纳米医学研究领域,陈雨以第一或通讯作者在Nat. Commun. (1篇), Adv. Mater. (17篇), J. Am. Chem. Soc. (4篇), Angew. Chem. Int. Ed. (1篇), Chem (1篇), Nano Lett. (1篇), Adv. Funct. Mater. (4篇), ACS Nano (7篇), Chem.Soc. Rev. (2篇), Acc. Chem. Res. (1篇), Nano Today (1篇), Adv. Sci. (4篇). Biomaterials (9篇), Small (2篇) 等学术期刊上发表第一作者(24篇)或通讯作者(66篇)论文90篇(影响因子大于10的论文47篇)。论文被引用9600余次,H因子为51。并入选2018年全球高被引科学家。


Introduction

MVC: 能否请您先简单介绍一下您课题组的科研工作?

CY: 我们团队的科研工作聚焦临床重大疾病的诊疗需求,开发高性能、高安全性和具有重要临床转化应用前景的生物医用微/纳米功能材料。目前我们研究团队重点关注恶性肿瘤、心脑血管疾病和组织修复。研究的材料体系涉及有机、无机和有机/无机杂化微纳米生物材料体系。研究内容包括生物医用微/纳米功能材料的可控制备、生物学效应及其诊疗应用,包括超声诊疗、磁共振/光声/荧光等分子影像造影剂开发、药物靶向输运、基因治疗、脑神经疾病、组织工程、肿瘤诊疗等,发展了多种新型的制备方法获得了具有临床转化和应用前景的生物材料体系,并开发或发展了多种高效的肿瘤治疗模式(纳米催化医学、纳米超声医学、光热、光动力学、磁热、声动力学、放疗增敏、免疫治疗、协同治疗等)。


Upbringing and Early Interest in Science

MVC:当您还在上学的时候,您想未来从事什么职业?是什么把您吸引到科学领域的呢?

CY: 小时候我们上学的时候物资和信息比较匮乏,没有现在很多新鲜的事物,网络也不发达。读各种各样的书籍是我当时最喜欢做的事情。我从书本上了解到了很多科学家的故事和事迹,因此在小时候朦胧当中就对科学家有了莫名的崇拜。有句俗话叫“学好数理化,走遍天下都不怕”,所以我在高考选专业时候就选择了材料学这个工科专业,材料在各个领域都有广泛的应用,希望毕业的时候能好找工作。上了大学以后,因为是工科专业,接触到了更多与科学和技术相关的知识和内容,潜移默化当中对科学研究产生了更多的喜爱,后来在考研究生时报考了在无机非金属材料研究领域非常知名的科研院所-中国科学院上海硅酸盐研究所。我想吸引我进入科学领域最大的动力是科学研究的未知性,在这个职业当中,我们面临的很多内容是未知的和不可预测的,这就非常吸引我想去探索它。此外,我个人的性格比较喜欢自由,科学研究的未知性给予了科学家非常广阔的自由探索的空间,这和我的个性也很相符。

MVC: 如果您没有走科研这条路,您现在会干什么?如果重新选择,您还会继续做学术研究吗?

CY: 我是一个崇尚自由的人,喜欢给予我更多时间、空间和自我发挥空间的职业。如果不走科研这条路,我想我可能会是一位创业者,从事自己喜欢做的领域并尽全力做好它,有自己的时间和空间。如果重新选择,在没有更好的符合我个性和能力的职业作为备选的话,我想我还会继续从事学术研究。


Main Field of Interest 

MVC: 是什么促使您选择功能性纳米材料及其生物应用为您的研究课题?

CY: 刚开始促使我选择功能微纳米材料的生物应用是来自于导师的研究课题和方向。对于刚进入研究团队的研究生,对科学研究还处在懵懂的状态,当老师分配课题的时候我觉得这是一个高度学科交叉的研究课题,涉及化学、材料、生物和医学的知识,有着重要的应用需求,会是一个很有前景的研究方向。随着研究的逐步深入,我对这个研究领域有了更深的理解,也慢慢开辟了一些新的、具有自己特色的研究领域,因此产生更多的归属感和成就感。

MVC: 对于您发表的著作,哪些是令您最骄傲的?您最喜欢的是您哪部分的研究工作?

CY:经过这十年的研究工作,我最喜欢、具有较高的影响力和系统性的工作主要有如下四个:

(1) 提出“纳米催化医学”(Nanocatalytic Biomedicine, NCB)的新研究方向:利用纳米催化剂自身特殊的催化性质,实现对重大疾病的高效、安全诊疗。这一研究领域将传统的催化学科和医学学科有机结合起来,充分开发和利用纳米颗粒自身的物化性质,实现生物医学中疾病诊疗特有的应用。目前这个领域已经成为纳米医学非常热门的研究方向之一(Nat. Commun., 2017, 8, 357; Chem.Soc. Rev., 2018, 47, 1938)

(2) 提出“共价骨架杂化”(Covalent Framework Hybridization, CFH)策略,解决无机氧化硅的降解性难题: 作为最有临床转化前景的载体之一,无机氧化硅在纳米医学领域得到了迅速的发展,但是其在体内较慢的降解速率制约了其临床转化应用。我们提出的“共价骨架杂化”策略,利用具有生理活性的有官能团或人体必需的金属微量元素,对氧化硅骨架进行共价杂化,实现对氧化硅降解性的精细调控,为氧化硅的临床转化奠定了基础(J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 1275; J. Am. Chem. Soc., 2016,138, 9881; J. Am. Chem. Soc.2014, 136, 16326; Adv. Mater., 2013, 25, 3100; Adv.Mater., 2016, 28, 3235)

(3) 提出“纳米超声医学”(Nanoultrasonic Biomedicine, NUB)的新研究方向: 利用纳米生物技术手段解决超声诊疗领域存在的诸多难点和关键科学问题,例如有机微泡粒径大、稳定性差、体内循环时间短等难题,并开发了多种纳米超声诊疗的新模式和新策略(Adv. Mater., 2017,20, 1604105; Adv. Mater., 2016, 28, 8097; Angew. Chem. Int.Ed., 2011, 50, 12505)

(4) 拓展了“二维生物材料”(Two-dimensional Biomaterials, TDB)研究方向: 利用具有单原子层厚度的二维生物材料(碳基、金属氧化物、过渡金属硫化物、层状氢氧化物、MXene等)特殊的物理化学性质和二维层状拓扑结构实现特异性的疾病诊疗应用(J. Am. Chem. Soc., 2017,139, 16235; Adv. Mater., 2018, 25, 1703284; Adv.Mater., 2015, 27, 7117; Nano Letters, 2017,17, 384; Chem. Soc. Rev., 2015, 44, 2681)

MVC: 您如何看待新型生物材料的纳米医学研究领域目前面临的挑战, 对其未来前景又有何展望?

CY: 基于新型生物材料的纳米医学研究领域近些年得到了快速的发展,在临床重大疾病的诊疗中显示出广阔的应用前景。但是目前纳米医学依然存在一些亟待解决的关键科学问题,例如靶向效率低、药物的毒副作用大、生物学效应和生物安全性不明确等。我们基于这些关键科学问题,进一步拓展了研究团队的研究方向和课题,例如我们提出的“纳米催化医学”的新策略和新方向,可以初步解决药物的毒副作用问题;我们还可以将纳米医学涉及的传统治疗策略和一些新型的治疗模式结合,例如免疫治疗,获得更好的协同治疗效果;我们也可以借助仿生的概念,初步解决靶向效率低等难题,例如微生物纳米医学、仿生纳米医学等,都是目前研究的热点方向。基于目前纳米医学研究领域的快速发展和其展现出来的优异性能,我对其不久将来的临床转化应用充满信心!


Work Life Balance

MVC: 什么时刻您最享受工作中的乐趣?

CY: 我最享受工作中的乐趣是和团队中的成员们一起讨论和制定研究课题并成功将其实现。整个科研工作充满着“酸甜苦辣”:当看到自己的科学想法和设定的目标成功实现,享受甜”的滋味;当自己做的工作稍晚一步,类似的工作被其它研究团队提前发表,感受“酸”的滋味;当自己的实验反复失败,长时间没有进展时,感受“苦”的滋味;当投稿的论文拿到审稿意见时,感受“辣”的滋味。这样的“酸甜苦辣”的科研生活,才是它充满魅力的地方!

MVC: 科学工作之余,您最大的爱好是什么?

CY: 在繁重但自由的科学工作之余,我最大的爱好、兴趣和享受是陪伴家人。


Advices to Youth

MVC:您认为科研人员最重要的品质是什么?

CY: 科研人员最重要的品质是坚持!科学研究充满着很多不确定性,坚持自己的理想和具有自己特色的研究方向,才能在学术研究中拥有自己的一席之地和建立自己的学术标签。

MVC: 您认为什么是科学家们崇高的志向?您对有志从事科学研究的青年学生有什么建议?

CY: 我认为用科学和技术促进人类的发展和进步是科学家的重要任务,也是科学家的志向。 对于有志于从事科学研究的青年学生,我有几点建议:(1)踏踏实实打好基础;(2)提升自己的科学思维,敢于挑战既有的学术权威;(3)科学研究不是人生的全部,学会享受科研和享受生活;(4)锻炼身体。


您能否用简单的几个词形容下拥有快乐的实验室生活的关键(key to a happy lab life)Innovating(创新科研), Challenging(挑战权威), Persisting(持之以恒)and Enjoying(享受科研生活)