曹鵬博士獲2023年“科學(xué)探索獎”

曹鵬博士本科畢業(yè)于北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，然后在中科院生物物理所取得博士學(xué)位。2005年至2012年，在美國貝勒醫(yī)學(xué)院和斯坦福大學(xué)做博士后。2012年回國，先后在生物物理所和北京生命科學(xué)研究所擔(dān)任研究員，開展機(jī)體防御反應(yīng)的神經(jīng)機(jī)制研究。作為通訊作者，研究成果發(fā)表于 Science(2015),Cell(2022),Nature Neuroscience(2019,2022)和Neuron(2017, 2022)等學(xué)術(shù)刊物。2019年獲得國家杰出青年科學(xué)基金資助，2023年獲得張香桐神經(jīng)科學(xué)青年科學(xué)家獎。

當(dāng)我們的機(jī)體被病原感染后，可以產(chǎn)生一系列重要的病理防御反應(yīng)。例如，消化道可以產(chǎn)生惡心、嘔吐和腹瀉的反應(yīng)。這些反應(yīng)可以幫助機(jī)體快速排出病原，具有重要的保護(hù)作用。傳統(tǒng)觀點認(rèn)為：病理防御反應(yīng)主要依賴于免疫系統(tǒng)。而神經(jīng)系統(tǒng)是否以及如何參與病理防御反應(yīng)的發(fā)生，是一個重要的科學(xué)問題。為了回答這一問題, 曹鵬研究組建立小鼠病理防御反應(yīng)的實驗范式，研究大腦感知病原入侵啟動病理防御反應(yīng)的神經(jīng)機(jī)制。

作為典型的病理防御反應(yīng)，惡心和嘔吐的機(jī)制長期懸而未決。曹鵬研究組建立了以小鼠為動物模型研究惡心-嘔吐反應(yīng)的新范式，發(fā)現(xiàn)腸道中報告病原入侵的“情報員”細(xì)胞，迷走神經(jīng)中傳輸情報的“接線員”細(xì)胞，以及腦內(nèi)啟動惡心-嘔吐反應(yīng)的“指揮員”細(xì)胞。在分子層面上，揭示腸道中的5-HT 和IL33是引發(fā)惡心-嘔吐反應(yīng)的關(guān)鍵分子，證明化療藥物是通過“綁架”這些分子細(xì)胞機(jī)制導(dǎo)致惡心-嘔吐的副作用。這一研究成果發(fā)表在 Cell 上。同期的Cell配發(fā)了專家評論文章，對這一工作進(jìn)行了詳細(xì)介紹。這一成果也被Nature Reviews Neuroscience 和《紐約時報》報道。并被中國神經(jīng)科學(xué)學(xué)會評為2022年中國神經(jīng)科學(xué)重大進(jìn)展。

除了病理防御反應(yīng)，在遇到危險時機(jī)體還能產(chǎn)生戰(zhàn)斗和逃跑的生理防御反應(yīng)。大腦如何啟動這些生理防御反應(yīng)，是神經(jīng)科學(xué)中一個重要的科學(xué)問題。曹鵬研究組借助小鼠逃避天敵的本能，研究了大腦啟動戰(zhàn)斗-逃跑反應(yīng)的神經(jīng)機(jī)制。他們在小鼠的大腦中發(fā)現(xiàn)啟動戰(zhàn)斗和逃跑本能行為的關(guān)鍵神經(jīng)通路。更有趣的是，反復(fù)激活引發(fā)逃跑的神經(jīng)通路能誘發(fā)小鼠抑郁樣的行為表現(xiàn)，而反復(fù)激活引發(fā)戰(zhàn)斗的神經(jīng)通路可以產(chǎn)生抗抑郁的效果。這些科學(xué)發(fā)現(xiàn)為理解抑郁癥的發(fā)病機(jī)理提供了一個嶄新的視角。