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探寻人体代谢奥秘,国内首个人类双标水实验室落地深圳
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读特新闻记者 严偲偲
05-16 16:37

探寻人体代谢奥秘,国内首个人类双标水实验室落地深圳

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近年来,“中年发福不是代谢下降惹的祸”“越胖越难靠运动减肥”“每天八杯水的建议是否科学”等热门的科学话题,引起了社会公众的广泛关注。事实上,这些成果均出自同一个实验室——我国首个人类双标水实验室。

近日,由中国科学院外籍院士、中国科学院深圳先进技术研究院医药所能量代谢与生殖研究中心首席科学家、深圳理工大学(筹)药学院讲席教授John Speakman牵头成立的我国首个人类双标水实验室已完成第二阶段建设,正式建成。这是我国首个将双标水技术用于人体研究的精准监测人体能量代谢实验平台(以下简称“双标水实验室”),也意味着中国成为继英国、美国、日本后,拥有国际公认的双标水技术的极少数国家之一。

Speakman(右)与张雪映(左)

能量消耗测量“金标准”落地中国

什么是双标水?据了解,双标水是20世纪80年代出现的一种人体能量消耗测量技术,通过收集志愿者的尿液并分析当中标记物的富集度变化,了解机体的能量代谢情况。经过数十年的研究和发展,双标水技术成为测量自由活动状态下人类能量消耗的“金标准”。

Speakman于1986年开始探索和研究双标水技术,是最早参与建立双标水技术的科学家之一。2020年,他加入深圳先进院后,我国首个人类双标水实验室的建设工作正式启动。“肥胖、糖尿病、心血管疾病等都与能量代谢异常有关,双标水实验室通过对人体代谢规律的深入研究,能够进一步揭示生命规律,帮助人们更好地了解身体健康状态,采取相应的预防和治疗措施。”Speakman介绍道。

然而,双标水不仅价格昂贵,更需要测试灵敏度和精准度极高的同位素质谱仪和高水平的分析人员,想要建立一个能够完整配制并分析双标水技术的实验平台,并非易事。

实验室成员展示双标水样本。

“建设实验室的过程并非一帆风顺。”课题组成员、深圳先进院医药所副研究员张雪映回忆道。2016年起,张雪映在Speakman的阿伯丁大学双标水实验室,以及日本医药基础健康营养研究所学习双标水技术和数据分析方法,基于这些经验,她从仪器购买、设备安装、人员培训等点滴做起。将近四年的时间里,她协助Speakman完成了双标水实验室的建设工作。

“中国拥有第一个双标水实验室是非常令人兴奋的,这将使我们能够测量更多的双标水样本,研究能量代谢领域的一些基础机制,并了解全球范围内双标水测量的差异。”国际原子能机构营养学专家Alexia Alford评价道。

建立广东省首个人体代谢舱系统

据介绍,深圳先进院双标水实验室目前面积约为800平方米,具备了实时、精确监测人体能量代谢、运动状态、体成分以及心血管健康等方面的技术能力。

此外,研究团队还搭建了广东省首个人体代谢舱系统,该系统投入使用后将为药物筛选及效果评估等临床试验提供支撑平台。“在人体代谢舱里,志愿者可以生活数日,我们通过收集舱内的氧气和二氧化碳,并通过高精密气体浓度分析仪可实时测量能量消耗情况。与双标水技术结合,将为我们的研究开辟一个独特的窗口。”Speakman表示,此前来自中国的双标水数据量很少,深圳先进院双标水实验室的建立将极大促进该领域的国内科研合作。

Speakman团队在完善实验室建设的同时,连续发表了多篇基于双标水技术的重要研究。比如,2021年,Speakman领导的国际团队合作在《科学》上首次揭示了人类全生命周期的代谢规律,打破了“人到中年代谢率下降”的传统认知。2022年,课题组与国际团队合作再次在《科学》发表研究,首次揭示人类全生命周期需水量的规律,颠覆了以往人们对饮水量需求的认知。

此外,团队还在积极研究肥胖的治疗方法。《中国居民营养与慢性病状况报告(2020年)》显示,我国18岁及以上居民超重率、肥胖率分别为34.3%、16.4%,中国成人超重和肥胖的患病率超过50%,呈上升趋势。“我们的研究团队正在与相关企业建立合作关系,研究潜在的肥胖治疗方法。”Speakman说道。

(受访者供图,拍摄:林一程)

编辑 薛锦瑜 审读 伊诺 二审 关越 三审 万晖

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