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新理工大学,填补中国在双标水技术领域的空白

  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”),也是继英国、美国、日本后,全世界极少数拥有国际公认的双标水技术的中国实验室。

  “双标水实验室通过对人体代谢规律的深入研究,将进一步揭示生命规律,为人类制定精准营养策略提供了科学指导意义。”Speakman介绍。

  “世界上并没有多少双标水实验室。中国拥有第一个双标水实验室是非常令人兴奋的,不仅对中国区域,对国际而言也是如此。这将使我们能够测量更多的双标水样本,去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。

  早在20世纪50年代,美国科学家Nathan Lifson便发明了双标水技术(Doubly Labelled Water,DLW),以解决能量代谢检测问题。1982年,双标水技术首次被运用在人类身上。研究人员运用双标水技术,收集志愿者的尿液并分析尿液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,双标水技术被认为是测量自由活动状态下人类能量消耗的“金标准”。

  1986年,Speakman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。1989年,他在英国阿伯丁大学建立了双标水实验室,这是英国首批双标水实验室之一。之后,他在1997年发表的《双标水的理论与实践》专著,成为了双标水技术的权威参考书,先后被引超过1000次。

  2011年,Speakman来到中国开展研究工作。那时,他并没有打算在中国建立一个人类双标水实验室。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。

  直到2020年,Speakman加入深圳先进院。我国首个人类双标水实验室的建设工作正式启动。在此之前,除了英国的阿伯丁大学、美国的贝勒医学院和威斯康辛大学麦迪逊分校、日本国立研究开发法人医药基础健康营养研究所等少数实验室拥有这项技术之外,我国尚未有专业的实验室和团队能够完成双标水技术分析。

  “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。

  我国首个人类双标水实验室的建成,也意味着双标水技术落地中国,让中国成为了继英国、美国、日本等国家之后极少数拥有国际公认的双标水技术国家之一。

  实验室的建成不仅填补了中国在双标水技术领域的空白,而且为全球范围内双标水测量的差异研究提供了新的平台。实验室面积约为800平方米,配备了实时、精确监测人体能量代谢、运动状态、身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,为临床试验提供支撑平台。

  “中国是人口大国,在我们的实验室建立之前,来自中国的双标水数据量很少,这是我们知识上的一个严重缺陷。”Speakman表示,深圳先进院双标水实验室的建立将极大促进中国的国内科研合作。

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