崔宗杰
分析细胞学家薛绍白研究员
2019-10-6 11:11
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分析细胞学家薛绍白研究员




分析细胞学家薛绍白研究员

 

崔宗杰

(北京师范大学细胞生物学研究所, 北京 100875)

 

中医世家

分析细胞学家薛绍白研究员于1934823日出生于天津。薛先生在家中排行老大, 下有一个弟弟和三个妹妹。薛先生出生于中医世家, 祖父及父亲润珊公均在天津市行医, 造福于一方百姓。润珊公为我国近代著名中医学和中医教育家施今墨先生的嫡传弟子。润珊公学徒期间就在施家住宿,伙食上与施家长子待遇相同。出师后润珊公在天津市行医,尤其擅长妇科、消化科和儿科。薛先生少小时家道尚属殷实,故而自幼即受到了非常良好的教育。薛先生从天津培才小学毕业后, 初中阶段升入天津市南开中学, 高中升入天津市第三中学(时校址天津城西北角铃铛阁大街),中、小学母校皆为历史名校。薛先生1952年中学毕业之后, 考入北京师范大学生物系, 1956年本科毕业后保送进入动物生理研究班, 并于1958年研究班毕业后留校任教。薛先生的教学和科研事业始于北京师范大学, 一生工作时间之中除了两次都不到一年的国际访问, 将其宝贵年华和精力都贡献给了北京师范大学。

薛先生也在北京师范大学工作期间结婚成家。薛先生与夫人高天慧老师共同育有二子。长子薛峰, 现从事大气环境科学技术研究。次子薛谦, 为临床医生。

薛先生1955年加入中国共产党。

 

求学及工作经历

薛先生就学及工作经历如下。1952.9 – 1956.8在北京师范大学生物系大学本科就读,1956.9 – 1958.8北京师范大学生物系动物生理研究班(相当于硕士)毕业。1958.9 – 1978.8北京师范大学生物系助教,1978.9 – 1983.9北京师范大学生物系讲师。1980.3 – 1981.1赴美国斯隆卡特林癌症中心、美国费城天普大学、美国劳伦茨.利文摩尔国家实验室、MD安德森癌症中心, 做访问学者。1983.9 – 1988.9北京师范大学生物系任副教授。1988.9 – 2004.9北京师范大学生物系任教授, 博导。其中1989.5 – 1989.12 赴德国马普学会生物物理化学所做访问学者。

从薛先生的履历可以看出,薛先生两次出国访问、学习,时间长度都不到一年,较为短暂。但是在19803月出访美国不到一年的时间里,访问了细胞生物学领域颇负盛名的四个不同的大学和研究机构,发表多篇论文,这种高效即使是现在,也是比较少见的。值得一提的是,在为期10个月的紧张学习工作期间,薛先生促成了教研室两位同事分别出访天普大学、MD安德森癌症中心的学习机会。同时还邀请了这四个不同单位的专家学者,先后来北京师范大学讲学、进行学术交流。这在当时对于提升北京师范大学细胞生物学领域教师的学术水平、扩展眼界起到了重要作用。

访美结束后薛先生回国时,利用节约下来的生活费,为教研室购置了十余种不同的仪器设备,及多种试剂、耗材和书籍。所花经费竟然超过其10个月访问期间所领生活费用的三分之一。


1   薛绍白先生在美国斯隆凯特琳癌症中心实验室。右2为薛绍白先生,左2Zbigniew Darzykiewicz教授。

 

主要业绩

薛绍白先生是北京师范大学生命科学学院细胞生物学研究所(原生物系细胞生物学研究室), 细胞增殖与调控生物学教育部重点实验室(原国家教委开放实验室)的创始人之一。在北京师范大学生命科学学院执教的近半个世纪中(1958-2004, 46), 辛勤努力, 工作出色。薛绍白先生的研究工作曾经得到国家教育部, 科技部, 基金委的支持。曾参与国家基金委重大项目(双信使和cAMP系统的相互作用对细胞增殖及恶性转化影响的研究, 仁主持)主持子课题《钙和钙调素在细胞增殖调控中的作用及其应用前景》。在64岁时,还立项主持了国家自然科学基金委重点项目《建立高灵敏高分辨数字荧光显微术研究单个细胞的动态影像, 1998-2001。薛先生的研究成果曾经获得多个奖项。

薛先生在其工作中将钴57-争光霉素用于人体肿瘤诊断的研究, 曾经获得1978年全国科技大会奖(排名第一)。有关若干种国产抗癌药的代谢及细胞动力学的研究, 获得1986年国家教委科技进步一等奖(排名第一)。关于流式细胞术的建立和应用的研究, 获得1987年国家教委科技进步二等奖和国家科技进步三等奖(排名第一)。关于钙离子、钙调节蛋白与细胞增殖的研究, 获得1995年国家教委科技进步二等奖(排名第一)。薛先生共同主编的《细胞生物学》教材, 获得1995年国家教委高校基础教材一等奖(排名第二)

鉴于薛绍白先生几十年来的突出成就, 薛先生曾经于1990年被当时的国家科委、国家教委评为高级先进科技工作者, 1988年被国家人事部授予有突出贡献的中青年专家称号, 1988年获得国务院特殊津贴。

薛绍白先生多年来积极参与组织中国细胞生物学会的工作, 1987-1999期间任中国细胞生物学会副理事长。


2   薛先生在中国细胞生物学会第五届学术大会上

薛先生历来重视科技期刊工作, 曾任《实验生物学报》编委(1987-2001)Cell Research编委(1990-2002)

薛绍白先生将其细胞生物学研究经验, 倾注在了细胞生物学教材的编写之中, 共同主编了《细胞生物学》第一版 [1]、第二版 [2]、以及简略版《细胞生物学》[3]

薛先生在几十年的工作经历中,共培养了博士生10, 硕士生24名。发表中英文论著140()

薛先生毕生致力于细胞增殖调控、细胞凋亡研究。在胞内钙离子、钙调素的分布与功能, 国产抗癌药物药理和细胞凋亡机理等方面取得系列重要研究成果。薛先生曾致力于在我国引进和大力推广分析细胞学的理论和技术。为我国在这一领域赶上世界先进水平做出了重要贡献。

薛先生在科学研究中的贡献,与其献身科学的精神直接相关。在薛先生早期所发表的论文中,有一篇是关于鍀99m-四环素工作的。在此项研究中,薛先生曾自己静脉注射了实验室自制的肾扫描剂 - 放射性鍀99m标注的四环素,并进行了临床肾扫描。尽管从文献和实验说明,作为肾扫描剂注入体内的鍀99m-四环素在体内放射性照射剂量不高,但是放射性鍀99m在肾脏停留时间较长,当时大家对于实验的风险性并不十分有把握。在此情况下薛先生在自己身上进行实验,显然需要有一定的献身和敬业精神。

 

科学贡献

薛先生的科学贡献, 可概括为如下五个方面。

对分析细胞学先进技术的引进与推广

引进、建立了分析细胞学的理论和技术, 并将其应用于科研工作。

1975年首次在国内引进、建立显微荧光光度术。该技术的前身是显微透射光光度术, 这是国际上1930年代建立的对单个细胞内核酸等成分进行定量分析的技术。显微荧光光度术克服了透射光光度术测量存在的分布误差问题, 并可用多参数荧光测量, 是分析细胞学中的关键技术。为推广该技术薛绍白先生曾于上世纪80年代在北京师范大学举办了三期全国分析细胞学学习班。

1981年从美国引进国内第一台流式细胞仪。流式细胞术起始于1960年代, 可对细胞进行高速多参数测定。为在国内推广该技术, 薛先生曾多次邀请美国流式细胞术的先驱, 来华讲学, 举办讲习班。将流式细胞仪广泛应用于肿瘤、血液病、艾滋病等的诊断、监测和治疗, 成为细胞生物学研究的常规手段。因为此项工作薛先生获得1987年国家教委科技进步二等奖和国家科技进步三等奖。



3   薛先生使用1981年引进的国内首台流式细胞仪B-D FACS-III ()1992年引进的视频反差增强成像系统VEC ()

薛先生于1989年访问西德, 1992年引进、建立了对细胞显微图像进行计算机处理和分析的冷却型CCD显微数字图像技术和视频反差增强技术VEC。应用激光扫描共聚焦显微术研究钙离子在细胞内的动态分布, 发现NIH3T3细胞间期胞质钙增加, 发现高尔基体是胞内钙库的重要证据。对国产抗癌药物的细胞动力学、细胞增殖和凋亡调控, 钙离子、钙调素与细胞功能, 细胞抗药性及其克服等方面进行了系统研究[4-5]


4   1990年第2届钙信号与细胞功能学术研讨会论文集

在中国细胞生物学会副理事长任期内, 薛先生主持举办了系列分析细胞学、以及钙信号与细胞功能系列学术会议。尤其是钙信号与细胞功能学术会议, 现在演变为每两年一次的国际会议(International Symposium on Calcium Signaling in China, SCSC, http://scsc2018.csp.escience.cn/dct/page/1), 实现了国内、外钙信号领域专家学者交流的无缝对接。

薛先生是国内分析细胞生物学研究的先驱和开拓者。

抗癌药物作用机制研究

研究了中国自行开发和筛选的抗癌药物平阳霉素、三尖杉酯碱(harringtonine, HT)和冬凌草甲素对细胞周期的调控作用。研究了平阳霉素在小鼠体内和肿瘤中的分布[6], 发现平阳霉素(博来霉素)组份A5001A6在肿瘤中聚集浓度最高。发现平阳霉素掺入人食管癌细胞株的细胞周期G1[7], 杀伤在M, 阻断在G2[8]。发现冬凌草甲素将HeLa细胞阻断在有丝分裂中期[9]。发现紫杉醇诱导细胞微核化[10]。这些工作为肿瘤治疗和联合化疗提供了理论基础, 系列工作获得1986年国家教委科技进步一等奖。

钙离子和钙调素的胞内信使作用研究

发现了高尔基器作为胞内钙库的特质。用激光共聚焦扫描显微成像观察到细胞受到生长因子刺激时, 钙离子从高尔基器释放到细胞质并进入细胞核, 然后再从核中回到细胞质进入高尔基体钙库[5,11]。还发现钙离子和钙调素在细胞内的含量伴随着正常细胞周期的进行由G1→S→M期而增加[4]。发现在转化细胞中和诱导小鼠白血病细胞分化过程中以及人银屑病细胞中, 钙离子和钙调素的含量都发生明显增加。钙拮抗剂和钙调素拮抗剂可以增强平阳霉素、三尖杉酯碱的抗癌效应[12]。薛先生是国际上最早将高尔基器钙库实时钙释放在活细胞进行可视化的科学家之一 [5,11]

癌细胞的多药抗性及其逆转

建立了稳定的抗三尖杉酯碱的人白血病抗药株(HR20), 其抗药性比母细胞株提高200~400倍。HR20d对高三尖杉酯碱、阿霉素、柔红霉素、长春碱和秋水仙素碱具交叉抗性, 为多药抗株。抗株高表达MDR-1P-糖蛋白, 其胞内谷胱甘肽含量升高[13-14]。研究了PKC、维拉派米VRP及环孢菌素A (CsA)HR20的调制和逆转作用。发现钙离子通道抑制剂维拉派米、钙调素抑制剂、粉防己碱、环孢菌素A均可克服细胞的抗药性[15]。比较抗HT细胞株和敏感细胞株, 研究了caspase 3DNA断裂因子DFF的活化以及线粒体caspase 3断裂因子SMAC的释放, 探讨抗性细胞是否通过抑制caspase 3DFF的活化和抑制SMAC从线粒体的释放, 减轻和克服细胞抗药性。为克服抗药性找出除了P170药物泵以外的新途径。

细胞凋亡研究

发现三尖杉酯碱(0.02~0.50 mg/L)处理2 h可诱导人早幼粒细胞白血病细胞HL60的凋亡, 染色体凝集、核酸内切酶活化[16]。用视频反差增强VEC显微影像技术观察到活细胞HL60凋亡的动态全过程。染色质凝集前发生细胞核出泡, 每一个核出泡都由相应细胞质出泡所诱导。三尖杉酯碱诱导HL60细胞凋亡时钙离子入核, 并在染色质凝集部位集中。发现钙、镁离子对于HL60细胞核酸内切酶活化的差异作用, 以及对HL60细胞Bcl-2caspase-3分布的影响。细胞凋亡时钙离子进入细胞核, 但返流至高尔基器的时间延迟[17-18]

薛先生所领导的课题组有关三尖杉酯碱诱导细胞凋亡的工作[17,19-21], 与他人所研究的三尖杉酯碱抑制蛋白质合成的工作, 被国际公认是三尖杉酯碱调控细胞功能的两种主要分子机制。

在科研工作之外, 薛绍白先生在教书育人方面, 也贡献突出。

 

教书育人, 桃李遍天下

薛绍白先生始终致力于教书育人, 几十年间一直坚持在教学第一线为本科生讲授《细胞生物学》课程。薛先生授课内容新颖, 逻辑性强, 富有风趣, 深受学生喜爱。在其执教生涯的后期, 为培养年青一代细胞生物学教师的教学技巧, 付出了大量的精力和心血。

由薛先生召集编写的《细胞生物学》一书是北京师范大学细胞生物学研究室自70年代在国内较早开设细胞生物学本科生课程后, 集十多年细胞生物学教学实践, 参考当时国际最新教材, 邀请中科院生理所、植物所、北京大学医科部专家共同撰写。《细胞生物学》1990年发行第一版[1], 1998年发行第二版[2]。《细胞生物学》从分子、亚细胞及细胞整体水平阐明了细胞的结构和功能。该书内容先进, 阐述系统深入, 概念明确, 内容充实, 图片丰富。第二版全书118万字, 插图640余幅。《细胞生物学》出版后畅销全国各地, 得到同行专家的普遍好评, 发行达数万册。该书发行后成为综合性大学、师范、医药、农科大学本科及研究生的细胞生物学教材和教学参考书。也成为诸多高校、科研单位所推荐的研究生遴选考试的主要参考书。该书第一版获得1995年国家教委高校优秀教材一等奖, 第二版2000年被教育部研究生工作办推荐为研究生教学用书。

中国协和医科大学细胞生物学系主任章静波教授曾经评论说, 中国协和医科大学招收硕士生、博士生的考试参考书, 以及研究生入学后讲授《高级细胞生物学》课程的参考书, 都选用了北京师范大学版的《细胞生物学》。认为此书内容全、新, 具有权威性, 使用面广。是本优秀的本科生及研究生教材, 也是有关科研工作者必备的工具书。


5  中国协和医科大学章静波教授对《细胞生物学》的评语(2000928)

多年来薛先生倾注心血培养了30余名博士生、硕士生。所培养学生多有建树。

Nick Zagorski在美国科学院院报撰写王晓东院士的学术成长之路时提到, 在北京师范大学, 细胞生物学研究员薛绍白引发了王晓东对生物学研究工作的极大兴趣。王晓东对薛先生渊博的知识和透彻的学术见解甚为推崇。薛先生让我意识到了生物化学研究的神奇之处[22]

    

6   薛绍白研究员80年代的学生: 王晓东教授(, 源自参考文献[22])、李蓬教授(, 源自2019.03.14清华大学网页)

清华大学生命科学学院李蓬教授是薛先生1987年招收的出国研究生。谈到薛绍白研究员, 李蓬教授说: “薛先生是我非常敬重的老师。他为中国细胞生物学的发展, 做出了杰出贡献

薛绍白先生是我国细胞生物学领域中一位具有前瞻性和开拓性的领军人物。他治学严谨、辛勤耕耘、诲人不倦, 为我国细胞生物学的发展和人才培养做出了重要贡献。薛先生在国际交往方面也堪称典范, 他积极开展与国际相关实验室的合作交流, 积极为同行、同事的国际交往铺路, 提高了我国细胞生物学相关领域的研究和教学水平。薛先生的学术造诣、爱国情怀、献身精神,都是后学者学习的光辉榜样。

薛先生家庭幸福, 退休后乐享休闲生活。祝薛先生安享晚年, 健康长寿!

 

附录1   薛绍白研究员的长期密友和同事简介

薛绍白研究员在几十年的科学研究和教学生涯中, 得到了张鸿卿教授和李素文教授的大力支持。

张鸿卿教授, 1936321日生。1959年毕业于北京师范大学生物系, 从事细胞生物学教学和研究工作。曾主持并完成国家自然科学基金4次。获得国家教委科技进步奖二等奖(1995)和三等奖(1993)各一次。发表论文80余篇。主编专著1(张鸿卿、连慕兰主编, 细胞生物学实验技术与方法, 北京师范大学出版社, 1992年出版), 译著1(薛绍白、张鸿卿、王端顺、柳惠图译, 细胞繁殖的生物学, 北京师范大学出版社, 1982)

李素文 教授, 194195日生。1964年毕业于中国科技大学生物物理学系。1964-1968在中科院生物物理所任实习研究员。1969-1978在中国人民解放军507所任实习研究员, 从事宇宙医学生物学研究。1978年始在北京师范大学生物系任助教、讲师、副教授、教授, 从事细胞生物学教学与研究工作。1991-1993在德国慕尼黑GSF环境与健康研究所作访问学者。1995年获得国家教委科技进步二等奖。1995年以来主持2项北京市自然科学基金项目, 1项国家自然科学基金项目, 参加1项国家重点自然科学基金。主编专著2: (1)宋平根, 李素文, 主编, 流式细胞术的原理与应用, 北京师范大学出版社, 1992; (2)李素文, 主编, 细胞生物学实验指导, 高等教育出版社, 施普林格出版社, 2001年。

 

附录薛先生论著一览表

网页链接(http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=39029&do=blog&quickforward=1&id=1199517)

 

 

致谢——

作者在写作本文的过程中, 承蒙张鸿卿教授、李素文教授提供了大量素材。没有二位教授的大力协助, 作者不可能完成此文。感谢薛先生本人、薛先生夫人高天慧老师的耐心解答, 并提供薛先生的像片。感谢高老师对此文初稿的修正和补充。在写作本文期间, 作者的研究工作得到了国家自然科学基金(批准号: 3167085631971170)的支持。

 

参考文献

1 , 薛绍白, 柳惠图, 主编. 细胞生物学, 1. 北京: 北京师范大学出版社, 1990.

2 , 薛绍白, 柳惠图, 主编. 细胞生物学, 2. 北京: 北京师范大学出版社, 1998.

3 刘凌云, 薛绍白, 柳惠图, 主编. 细胞生物学. 北京: 高等教育出版社出版, 2002.

4 Shao BX, Zhang HQ, Cheng RX, Li SW. Increase of calcium levels at inter-phase in NIH3T3 cells. Sci China 1993; 36(3): 314-8.

5 崔婕, 李岩, 薛绍白. Visualization of Golgi apparatus as an intracellular calcium store by laser scanning confocal microscope. Cell Res 1995; 5: 165-79.

6 柳惠图, 张鸿卿, 薛绍白, . 57-争光霉素几种不同组分的制备和在肿瘤动物中的分布及临床扫描初步结果. 北京师范大学学报 1979; 1: 44-60.

7 柳惠图, 薛绍白. 57Co (57)争光霉素掺入人食管鳞癌细胞株CaEs-17的增殖周期时相. 生物化学与生物物理学报 1979; 11: 139.

8 张鸿卿, 柳惠图, 邓藻锡, 潘维林, 胡云英, 薛绍白. 平阳霉素(来霉素A5)对同步化的CHO细胞的敏感周期时相的研究. 药学学报 1982; 17(10): 756-60.

9 林晨, 张鸿卿, 薛绍白, 张覃沐. Effect of rubescensine on the cell cycle of HeLa cells by FCM. 科学通报 1985; 30(4): 544-8.

10 薛绍白, 张鸿卿, 王端顺, Holter H, . Taxol诱导CHO细胞微核化的动态分析. 实验生物学报 1983; 16(2): 159-67.

11 Xue SB, Nicoud MR, Cui J, Jovin DJA. High concentration of calciun ions in Golgi apparatus. Cell Res 1994; 4: 97-108.

12 何琪扬, 张鸿卿, 薛绍白. Reversal of doxorubicin resistance by tetradrine in Chinese hamster ovary cell line. Act Pharmacol Sin 1992; 13(5): 416-419.

13 何农高, 王瑞虹, 张鸿卿, 薛绍白. 抗三尖杉酯碱的HL-60细胞中谷胱甘肽含量增高. 科学通报 1993; 38(11): 1046-52.

14 何琪杨, 周卫东, 纪林, 张鸿卿, 何农高, 薛绍白. Characteristics of harringtonine-resistant human leukemia HL-60. 中国药理学报 1996; 17(5): 463-7.

15 何其杨, 张鸿卿, 庞大本, 池旭生, 薛绍白 (1996) Resistance to apoptosis of harringtonine-resistant HL-60 cell induced by tetrandrine. 中国药理学报 1996; 17(6): 545-9.

16 何琪杨, 李玉梅, 李岩, 池旭生, 张鸿卿, 薛绍白. 柔红霉素在人敏感和抗三尖杉酯碱的HL-60细胞中分布和积聚变化. 中国组织化学细胞化学杂志 1996; 5(1): 6-11.

17 方敏, 张鸿卿, 薛绍白. Intracellular calcium distribution in apoptosis of HL-60 cells induced by harringtonine: intranuclear accumulation and regionalization. Cancer Lett 1998; 127: 113-121.

18 , 张鸿卿, 薛绍白. Effect of Bcl-2 and caspase-3 on calcium distribution in apoptosis of HL-60 cells. Cell Res 2000; 10(3): 213-20.

19 Zhang CY, Li YP, Ma H, Li SW, Xue SB, Chen DY. Effect of BCL-2 on Harringtonine-induced apoptosis and intracellular Ca2+ mobilization in human leukemia HL-60 cells. Res Chem Intermed 2001; 27: 991-1000.

20 Zhang CY, Li YP, Ma H, Li SW, Xue SB, Chen DY. Simultaneous multi-parameter observation of Harringtonine-treating HL-60 cells with both two-photon and confocal laser scanning microscopy. Sci China C-Life Sci 2001; 44: 383-91.

21 Zhang M, Li YP, Zhang HQ, Xue SB. BAPTA blocks DNA fragmentation and chromatin condensation downstream of caspase-3 and DFF activation in HT-induced apoptosis in HL-60 cells. Apoptosis 2001; 6: 291-297. 22 Zagorski N. Profile of XiaoDong Wang. Proc Natl Acad Sci USA 2006; 103: 7-9.


发表于《中国细胞生物学学报》2019年月日

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