科技创新年 | 这位北大教授, 四年五次登上Cell

今年一月，北京大学生命科学学院杜鹏课题组在CellStemCell杂志在线发表了题为“Mousetotipotentblastomere-likecellsmodelembryogenesisfromzygoticgenomeactivationtopostimplantation”的研究论文，这是四年之内，杜鹏课题组第五次登上Cell。

2022年5月26日，杜鹏课题组在Cell杂志在线发表了题为“AplantimmuneproteinenablesbroadantitumorresponsebyrescuingmicroRNAdeficiency”的研究论文

2023年9月11日，杜鹏课题组在Cell杂志在线发表了题为“Spatiotemporalinsightintoearlypregnancygovernedbyimmune-featuredstromalcells”的研究论文

2024年6月5日，杜鹏课题组在Cell杂志在线发表了题为“CapturingTotipotencyinHumanCellsThroughSpliceosomeRepression”的研究论文

2024年7月1日，杜鹏课题组在Molecularcell杂志在线发表了题为“Atransienttranscriptionalactivationgovernsunpolarized-to-polarizedmorphogenesisduringembryoimplantation”的研究论文

2025年1月17日，杜鹏课题组在CellStemCell杂志在线发表了题为“Mousetotipotentblastomere-likecellsmodelembryogenesisfromzygoticgenomeactivationtopostimplantation”的研究论文

北大→哈佛→北大

四年内完成五篇高质量成果的背后，是杜鹏近20年来持之以恒的坚守和深耕。

2006年，杜鹏进入北京大学生命科学学院开始研究生阶段的学习，师从中国著名的植物病毒学家、博士研究生导师李毅，在他的指导下，杜鹏博士阶段的主要研究课题是“小RNA介导的转录后抑制途径”。这是一种特殊的RNA调节途径，通过利用小RNA作为抑制剂，研究植物和病毒之间的相互作用。对于这条带他走入科研界的道路，杜鹏保持着持续的兴趣与好奇。至今，他的实验室仍在关注RNA沉默途径的基本原理鉴定与探究。

从北大博士毕业后，杜鹏希望在植物科学基础上继续开拓新的研究领域，因此申请了哈佛大学医学院的生物医学博士后职位，将研究方向从植物病毒转向哺乳动物系统。

在哈佛，他加入了理查德·格雷戈里（RichardGregory）的实验室，研究重点是干细胞和肿瘤细胞中的microRNA。“分子途径与我之前的研究有重叠，只是系统不同。”博士研究生阶段对RNA的持续关注与科研积累，也帮助他顺利地转到新的研究领域。在Gregory的实验室，杜鹏研究了小鼠胚胎干细胞中microRNA通路的分子调控，并确定了microRNA生物发生的中间步骤以及介导microRNA中间产物（名为pro-microRNAs）产生的复合物。这项研究最终于2015年发表在Cell杂志上。

此后，杜鹏继续研究这种独特的microRNA调控通路，并发现它控制着一种独特的多能状态，即蓄势态多能，它代表了胚胎在着床前阶段的短暂状态。2018年，这项后续研究发表于CellStemCell杂志。同年，他带着对RNA及生命科学研究持续的浓厚兴趣回到北大，并在博士、博士后研究的基础上，开拓新的研究方向，开展全能干细胞的研究成为他在学界的一张名片，很多人了解杜鹏，也正是从这项研究开始。

全能干细胞是一种“追根溯源”的细胞类型，作为发育起点的种子细胞，具有最高的分化潜能。将全能干细胞分化培养成肝细胞、造血细胞等功能细胞，进而可以通过再生医学的方法救治病人。他课题组的重要关注点之一，是尝试开发一种新的全能干细胞培养系统。“我的博士、博士后研究方向都是关于RNA的，只不过一个在植物，一个在动物。当我自己成立实验室之后，虽然开始着眼于新的RNA调控研究方向，但还是离不开基本的原理、思路和技术背景。”

早期胚胎发育是生命科学领域的核心研究方向之一。受限于胚胎样本的稀缺性和实验条件的限制，如何构建精准模拟早期胚胎发育的体外系统，仍是该领域亟待解决的科学难题。2021年，杜鹏和团队首次通过剪接体抑制，实现了一种新型全能性胚胎干细胞（TBLCs）的稳定体外培养。从而为构建从单细胞开始的分化和囊胚形成模型提供了理想的“种子细胞”。2024年，他带领课题组通过剪接抑制获得两种新型人全能性干细胞，并将这一成果在Cell杂志在线发表。仅仅不到一年后，他们利用全能性干细胞实现了早期胚胎发育过程的精准重建，为研究全能性、细胞命运决定以及早期胚胎形态发生提供了新的技术平台，这篇发表于CellStemCell期刊的论文也为早期发育的基础与转化研究开辟了新的可能性。而这项研究的基本原理正是杜鹏自博士入学以来一直持续研究的RNA调控。此外，杜鹏他的另一研究重点方向——通过植物免疫蛋白治疗肿瘤，其核心也仍旧在RNA调控。

在介绍自己的科研之路时，杜鹏笑着概括，“全能干细胞、包括跨物种的基因治疗，基础都是搞清楚RNA分子调控的原理机制。所以现在虽然我们强调转化应用，但是源头不能丢。”

一本读了20年的书

“科研的方向不可能凭空产生，要一步步延伸出来。”缘波讨源，由点及面，桌面上的那本罗伯特·韦弗（RobertF.Weaver）教授编写的《分子生物学》，正是一切故事的原点。

“现在这部书已经更新到第五版了，也有了中文译本。我读大学的时候很从中受益，一开始是从学校图书馆借阅，后来自己干脆买了一本。”

《分子生物学》带他初入生物学研究的门径，转眼间，距离第一次翻开这本书已经过去了20年。对大学时期的杜鹏来说，通过一本英文原版书来了解一门陌生的学科并不是一件容易的事，但这本书让他“懂了一些生命科学的基本原理”，初步搭建起分子生物学的知识框架，也正是从那时候起，杜鹏觉得“生命科学挺有意思”。

虽然起初是缘于课程学习的需要，但他并不完全把这本书定义为“教材”，因为其中不仅介绍了分子生物学的理论、核心内容以及主要技术，还会详细叙述它们的来历、研究思路与策略，并且讲解和分析实验的得失，这也正是符合杜鹏心目中一部“好书”应该有的特质：逻辑清楚、深入浅出。时至今日，他还会时常翻起这本书，研究总在不断更新迭代，而凝定纸面的字里行间，正蕴藏着这门学科的基本功。

反复研读一本书的耐心和细心，在某种程度上也可以窥见杜鹏踏实、深耕的治学风格。他的研究之路，也正是在这样的稳扎稳打中一步步推求的。

“咬牙坚持读完”带来的人生转关

阅读可能是一种适惬的感受，不过对于杜鹏来说，“啃”的阅读经验和在科研道路上的不断探索一样宝贵。

大学二年级时，刚刚兴起的计算机技术强烈吸引了他，但由于家境并不宽裕，他尚不能购置一台计算机着手实践。于是杜鹏把目光转向了书籍。可等他抱着一大摞厚厚的计算机专业书籍从图书馆中走出并迫不及待开始翻阅之后，也很快发现了自己有着不小的知识盲区，陌生的专业术语、编程和代码几乎把他“劝退”。不过，本着试一试的想法，他还是“咬牙坚持读完了100页”，却惊讶地发现竟然慢慢豁然开朗，原本看不懂的地方也渐渐能理解了。最终，杜鹏通过阅读和自学，掌握了原以为“高深莫测”的计算机基础知识，这让他有很大触动：

“可能很多事情都像读这本书一样，不要畏惧，不要害怕，着手去做，可能做着做着就成了，这直接影响了我看世界的方式。”

杜鹏在《HeyTech!科技之光·青年讲堂》双语节目回忆自己“啃书”经历

他把这个经验“复制”到了备战考研之中。面对当时堪称“薄弱”的英语，杜鹏选择了继续“啃”英文书，并于2006年成功考入北京大学；在研究生阶段，为了掌握生物信息，他又花了半个暑假的时间“啃”相关领域的书籍和论文，最后顺利跑出了需要的数据。

“啃”着读书的经历，让他更加相信潜移默化的力量、相信自己，也更多了一份循着“偶然”、探索未知的勇敢。

2020年，CRISPR/Cas9基因编辑技术获得诺贝尔化学奖，这一技术通过利用人体在进化中被缺失的、特异存在于细菌中的天然免疫系统应用于哺乳动物基因组，标志着基因编辑时代的开启。“这个方法之所以成功，可能和跨物种有关。”同样有着跨物种研究经验的杜鹏于是内心开始琢磨：“既然在进化树中除去细菌和动物两个大的分支，另一个分支就是植物，然而植物中的生物医学元件却没有被很好挖掘；那么我能不能也在植物—动物之间也找到一个类似CRISPR-Cas9的东西？”

他并没有让这个“偶然”冒出的念头一闪而过。2018年，杜鹏一回到北大组建课题组，便着手推动这个灵感进入实验室，并试着将自己的博士和博士后研究联系在一起。

随着实验的逐步推进，他的想法也慢慢得到了验证：植物中所特异存在的天然免疫通路，即RDR（RNA依赖性RNA聚合酶）所介导的分子免疫系统，在人体进化中被缺失了。他发现，通过在动物细胞中表达这种蛋白，可以修复肿瘤细胞中普遍存在的有缺陷的microRNA，进而恢复了microRNA的正常功能，从而抑制各类癌细胞的增殖。因此杜鹏团队首次开发了对肿瘤细胞中普遍存在的有缺陷的microRNA的编辑和修复的技术，从而实现对多种不同肿瘤细胞生长的广谱抑制。

跨物种基因工程的思路或许能够提供一个新的治疗方法，有望最终开发一款低毒的原创抗肿瘤药物：“目前肿瘤治疗方面，大家普遍采用的思路还是传统的靶向治疗或免疫治疗，在不久的未来将走向临床，如果在人身上真的起效，那么将极可能改变肿瘤治疗的思路和范式。”

阅读和研究，平凡世界里不平凡的事

步入大学到现在，杜鹏每隔一段时间就会重新翻翻《道德经》。最初对这本书的深刻印象，来自他发现《道德经》中涉及的阴阳、强弱等规律，似乎在自己的研究中也能得到某种呼应：“免疫疗法有一个刹车机制、启动机制，需要一阴一阳、一开一关的关系。”尽管他在生物医学的转化和应用方面取得了颇多成果，但就像《道德经》等中国传统哲学关心自然运行的终极奥义一样，他也对生物学的发展有着自己的“终极关怀”：

“真正去理解生物学的核心本质，这比在某些具体领域找到突破点还要难很多，而目前有关这一点的研究还很不够。也是我们希望未来能够做到的。”

《道德经》“简单的言语蕴含的道理非常深刻”，他觉得科学研究也正是要这样，大道至简，那些经过科学实验、严密论争得出的结论，正是删汰淘洗后有关真实世界的妙诠。

从杜鹏实验室所在的北大生命科学学院走出，沿着一条小路可以蜿蜒走向湖边。在路遥的小说《平凡的世界》里，主人公孙少安在水边无数次凝神思忖，水流“像银子一般清亮”；书里缀满粉红花蕾的桃杏树，也像燕园此时绚烂的夏花一般，开得如火如霞。

《平凡的世界》让杜鹏倍感亲切。这本中学时在隔壁邻居家借阅到的书，其中描绘的初春村庄“袅袅地飘曳着几缕淡蓝色的炊烟”、丰茂碧绿的盛夏和果实盈盈的秋庄稼，正是他分外熟悉的世界。务实的乡村知识青年孙少平对“对世界了解得更广大，对人生看得更深刻”的追求、“自强自立，勇敢地面对我们不熟悉的世界”的决心，也鼓励着杜鹏带着“农村走出来的知识阶层”的责任与爱，不断迈向更加辽远的世界。

面对提问：科学家究竟如何读书？杜鹏说，答案很简单：从此刻、从手边最普通的一本书开始。书籍藏着一个可以时时回顾的故乡，也在无形之中引领着他走向更漫长的人生旅途。因为一次相遇、一次“啃”下去的决心，让他生命中的那些看似偶然出现的书，被赋予了非同寻常的关键意义。

他的读书之道与科研之路在相辅相成间，互为印证。时隔20年回看，由书递出的机会曾经是指引他走向未来的线索，也成了一个完满的圆。他的“读”成了一种解码世界的方式，不求博学多闻、别开生面，但每一本都读得饶有兴致、读得深入扎实，甚至竟能从中拓出门径，进而发现一片从未设想的广域，在那里，有他孜孜以求和无限热爱的风景。

个人简介

杜鹏，北京大学生命科学学院教授、生命科学联合中心研究员、北京核糖核酸研究中心研究员。实验室综合运用经典的生物化学，分子生物学，干细胞生物学结合新兴的高通量测序及生物信息学等手段，从事干细胞和转化医学中RNA生物学相关研究。近年来，杜鹏团队发现了新型的miRNA整体剂量调控机制（Nature,2021；TrendsinCellBiology,2023）及胚胎植入瞬时转录激活机制（MolecularCell,2024）；通过植物蛋白跨物种基因工程，修复了肿瘤特异miRNA剂量缺陷，实现广谱抗肿瘤反应（Cell，2022）；利用RNA剪接抑制首次实现人和小鼠全能性干细胞的稳定培养，进而基于全能性干细胞开发了模拟胚胎初期发育的体系（Cell,2021;Cell,2024;CellStemCell,2025）；时空解析胚胎植入蜕膜微环境建立及人脑脑区特化图谱（Cell,2023a;Cell,2023b;CellStemCell,2022）。杜鹏课题组获得基金委原创探索计划，科技部颠覆性创新专项，北京市卓越青年计划，亚洲青年科学家基金等项目的支持和资助；现任中国细胞生物学会发育生物学分会副会长/干细胞生物学分会委员，北京大学细胞增殖与分化教育部重点实验室副主任等；获谈家桢生命科学创新奖、中国细胞学会青年科学家奖、中国干细胞分会卓越创新科学家奖、钟南山青年科技奖、顾孝诚讲座奖、中源协和突破创新奖、勃林格殷格翰青年研究员奖、第十八届中国青年科技奖等荣誉。

来源|北京大学融媒体中心、北京大学生命科学学院

参考资料|中国青年科技工作者协会、生物学界CompanyofBiologists

文字、采访|隋雪纯

图片|曹梦瑶

排版|唐儒雅