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肿瘤生物学

朱佳俊

清华大学亚博全站手机网页登录助理教授

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探究人类衰老、肿瘤等生理病理过程的分子机理

探究人类衰老、肿瘤等生理病理过程的分子机理 朱佳俊博士于2010年获清华大学生命科学学院理学学士学位,清华大学经济管理学院经济学第二学士学位;随后赴美国留学,师从美国科学院院士Shelley Berger教授,于2016年获美国宾夕法尼亚大学肿瘤生物学博士学位, 并于同年获得沃顿商学院统计学硕士学位;2016年起在美国纪念斯隆凯特琳癌症研究中心任博士后研究员,师从美国科学院院士、肿瘤代谢领域奠基人Craig Thompson教授。朱佳俊博士于2021年入职清华大学,任亚博全站手机网页登录基础医学系教研系列助理教授。朱佳俊博士长期致力于研究肿瘤发生的分子机理与代谢基础,从生物学机理上极大推进了学术界对于肿瘤的认识,并为临床治疗提供新思路。朱佳俊博士的研究成果累计以期刊论文形式发表15篇,获得或正在申请美国专利3项。其中第一作者文章5篇,包括Nature, Science, Cell Metabolism, PNAS和Nature Reviews Molecular Cell Biology;共同第一作者文章2篇,包括PNAS和G3;其余共同作者文章8篇。这些研究成果受到了广泛认可:朱佳俊博士于2015年获得中国国家留学基金委优秀自费留学生奖(全球每年共约500人);2017年获得美国Leukemia and Lymphoma Society博士后研究基金;2020年获得美国国家卫生院授予青年科学家的最高奖项之一,NIH K99/R00 Pathway to Independence Award(肿瘤研究方向全美每年共约40人)。

从细胞新陈代谢角度探究肿瘤发生的分子机理,以能增进对肿瘤、肺纤维化、衰老等相关疾病的认知和临床治疗为目标

朱佳俊博士的重点研究领域是从细胞新陈代谢角度探究人类疾病发生的分子机理。人体内各式各样的细胞对营养物质的获取和利用为几乎一切生理病理过程提供物质和能量基础。朱佳俊博士及其课题组以分子生物学和细胞生物学为主要技术手段,辅以代谢组学和动物模型,从哺乳动物细胞代谢角度研究基本的生物学问题和生命现象,并以能增进对肿瘤、肺纤维化、衰老等相关疾病的认知和临床治疗为目标。朱佳俊博士的主要研究成果包括:

· 线粒体NADP(H)在脯氨酸及胶原蛋白合成中的作用

线粒体是细胞内能量与物质代谢中心,但其如何平衡物质合成与抵抗氧化压力的功能却并不明晰。朱佳俊博士的研究首次详尽地证明了线粒体NADP(H)对于抗氧化压力并非不可或缺,而是细胞自主合成脯氨酸所必需的。由于成纤维细胞合成并分泌胶原蛋白需要大量脯氨酸作为原料,该研究还表明线粒体NADP(H)在肺纤维化致病机理中的重要意义。该研究以朱佳俊博士为第一作者发表于Science,并收到学术媒体的广泛报道。朱佳俊博士也以主要发明者申请了该研究相关的美国专利。

· 突变型p53蛋白通过调控表观遗传通路促进肿瘤生长

p53抑癌基因的突变是肿瘤发生过程中最常见的基因改变之一。突变后的p53非但不能抑制肿瘤发生,反而能促进肿瘤生长,而其分子机制一直未得到很好的阐释。朱佳俊博士的研究发现,突变型p53蛋白能激活多个染色体修饰酶的表达,从而促进肿瘤细胞生长,而通过抑制这些修饰酶则能有效抑制携带p53基因突变的肿瘤细胞生长。这项研究以朱佳俊博士为第一作者发表于Nature,并受到顶级期刊的多方报道。这项研究成果也以朱佳俊博士为主要发明者获得了美国专利。

· 肿瘤细胞自主合成半胱氨酸的机制

肿瘤生长是一个不断消耗周围营养物质而用于自身物质合成与细胞分裂的过程。由于肿瘤细胞对各种营养物质的不均衡摄取,肿瘤微环境常会出现特定的营养物质缺失。相较于正常组织,半胱氨酸常常是肿瘤周围最为稀缺的营养物质之一。朱佳俊博士的研究发现,肿瘤细胞在半胱氨酸缺失的环境中能上调其自主合成半胱氨酸的能力,而通过干预半胱氨酸合成途径则能有效抑制肿瘤的生长。这项研究成果以朱佳俊博士为第一作者发表与Cell Metabolism,并附有专文报道。

· PI3K信号转导通路抑制肿瘤细胞铁死亡

PI3K促癌基因的突变是人类肿瘤中最常发生的基因突变之一。朱佳俊博士的研究证明PI3K基因突变后其下游信号通路的激活能抑制肿瘤细胞的铁死亡过程,从而促进肿瘤的生长。这项研究还表明,在小鼠肿瘤模型中结合PI3K信号通路的抑制剂与铁死亡诱导剂,能有效抑制肿瘤生长甚至使已成型的肿瘤消失。这项研究以朱佳俊博士为共同第一作者发表在PNAS,并申请了美国发明专利。

· 细胞衰老过程中染色质的降解

细胞衰老是一种持续性的细胞周期停滞,通常在衰老的组织器官中富集,产生并分泌炎症因子导致组织炎症反应。朱佳俊博士参与了一系列揭示细胞衰老过程中表观遗传变化的研究,阐释了细胞衰老过程中染色质通过细胞核内起始的自噬过程降解的机理及其诱导先天免疫炎症反应的过程。这些研究成果发表于Nature,Cell Reports和Genes & Development,并为进一步理解肿瘤及其他衰老相关的疾病提供了理论基础。

1.Zhu J,Schwörer S, Berisa M, Kyung YJ, Ryu KW, Yi J, Jiang X, Cross JR, Thompson CB. Mitochondrial NADP(H) generation is essential for proline biosynthesis.Science. 2021 Apr 22:eabd5491. doi: 10.1126/science.abd5491. Online ahead of print.

2.Zhu J, Sammons MA, Donahue G, Dou Z, Vedadi M, Getlik M, Barsyte-Lovejoy D, Al-awar R, Katona BW, Shilatifard A, Huang J, Hua X, Arrowsmith CH, Berger SL. Gain-of-function p53 mutants co-opt chromatin pathways to drive cancer growth.Nature. 2015 Sep 10;525(7568):206-11. doi: 10.1038/nature15251

3.Zhu J, Dou Z, Sammons MA, Levine AJ, Berger SL. Lysine methylation represses p53 activity in teratocarcinoma cancer cells.Proc Natl Acad Sci.2016 Aug 17. pii: 201610387.

4.Zhu J, Berisa M, Schwörer S, Qin W, Cross JR, Thompson CB. Transsulfuration activity can support cell growth upon extracellular cysteine limitation.Cell Metabolism. 2019 Nov 5;30(5):865-876.e5. doi: 10.1016/j.cmet.2019.09.009.

5.Zhu J, Thompson CB. Metabolic control of cell growth and proliferation.Nature Reviews Molecular Cell Biology. 2019 Apr 11. doi: 10.1038/s41580-019-0123-5.

6.Yi J*,Zhu J* (equal contribution), Wu J, Thompson CB, Jiang X. Oncogenic activation of PI3K-AKT-mTOR signaling suppresses ferroptosis via SREBP-mediated lipogenesis.Proc Natl Acad Sci. 2020 Dec 8;117(49):31189-31197. doi: 10.1073/pnas.2017152117.

7.Sammons MA*,Zhu J*(equal contribution), Berger SL. A chromatin-focued siRNA screen for regulators of p53-dependent transcription.G3 (Genes Genomes Genetics).2016 Aug 9;6(8):2671-8. doi: 10.1534/g3.116.031534

其他文章:

8.Schwörer S, Berisa M, Violante S, Qin W,Zhu J, Hendrickson RC, Cross JR, Thompson CB. Proline biosynthesis is a vent for TGF-b induced mitochondrial redox stress.EMBO J. 2020 Apr 15;39(8):e103334. doi: 10.15252/embj.2019103334.

9.Gao M, Yi J,Zhu J, Minikes AM, Monian P, Thompson CB, Jiang X. Role of mitochondria in ferroptosis.Molecular Cell.2019 Jan 17;73(2):354-363.e3. doi: 10.1016/j.molcel.2018.10.042.

10.Dou Z, Ghosh K, Vizioli MG,Zhu J, Sen P, Wangensteen KJ, Simithy J, Lan Y, Lin Y, Zhou Z, Capell BC, Xu C, Xu M, Kieckhaefer JE, Jiang T, Shoshkes-Carmel M, Tanim KMAA, Barber GN, Seykora JT, Millar SE, Kaestner KH, Garcia BA, Adams PD, Berger SL. Cytoplasmic chromatin triggers inflammation in senescence and cancer.Nature.2017 Oct 19;550(7676):402-406. doi: 10.1038/nature24050.

11.Dou Z, Xu C, Donahue G, Shimi T, Pan J-A,Zhu J, Ivanov A, Capell BC, Drake AM, Shah PP, Catanzaro JM, Ricketts MD, Lamark T, Adam SA, Marmorstein R, Zong W-X, Johansen T, Goldman RD, Adams PD, Berger SL. Autophagy mediates degradation of nuclear lamina.Nature.2015 Nov 5;527(7576):105-9. doi: 10.1038/nature15548

12.Capell BC, Drake AM,Zhu J, Shah PP, Dorsey J, Dou Z, Simola DF, Donahue G, Sammons MA, Rai TS, Natale C, Ridky TW, Adams PD, Berger SL. MLL1 is essential for the senescence-associated secretory phenotype.Genes & Development. 2016 Feb 1;30(3):321-36. doi: 10.1101/gad.271882.115

13.Dikovskaya D, Cole JJ, Mason SM, Nixon C, Karim SA, McGarry L, Clarke W, Hewitt RN, Sammons MA,Zhu J, Wu H, Berger SL, Blyth K, Adams PD. Mitotic stress is an integral part of the oncogene-induced senescence program that promotes multinucleation and cell cycle arrest.Cell Reports. 2015 Sep 1;12(9):1483-96. doi: 10.1016/j.celrep.2015.07.055

14.Sammons MA,Zhu J, Drake AM, Berger SL. TP53 engagement with the genome occurs in distinct local chromatin environments via pioneer factor activity.Genome Research.2015 Feb;25(2): 179-88.

15.Maxwell KN, Wubbenhorst B, D’Andrea K, Garman B, Long JM, Powers J, Rathbun K, Stopfer JE,Zhu J, Bradbury AR, Simon MS, DeMichele A, Domcheck SM, Nathanson KL. Prevalence of mutations in a panel of breast cancer susceptibility genes in BRCA1/2-negative patients with early-onset breast cancer.Genetics in Medicine.2014 Dec 11

学术荣誉与奖励

2020-2022 美国国家卫生院Pathway to Independence (K99) Award

2017-2020 美国Leukemia & Lymphoma Society博士后研究基金

2015 中国国家优秀自费留学生奖

2008清华大学国家励志奖学金

2007 清华大学郑格如学业优秀奖学金