饶毅 | Role of Genetics and Biochemistry in Neurobiology

2025年9月11日，《生命科学研究概览与前沿展望》课程团队邀请饶毅教授为课程讲座开展第一讲。作为神经科学领域的杰出学者，饶毅教授用分子生物学、遗传学和生物化学的方法在分子和细胞层面研究生物学、特别是神经生物学取得卓著成果。大脑是一个高度整合的器官，其研究需要多学科的方法。本次课程，饶毅教授重点为同学们介绍遗传学和生物化学工具在神经生物学研究的作用。

一、神经生物学发展

神经生物学是有关人类本质的科学。饶毅教授首先梳理了神经生物学的起源与发展。早在15世纪，达·芬奇（Leonardo da Vinci）就开始了对神经系统的实验研究。此后，维萨里（Andreas Vesalius）对神经系统进行了详尽的解剖分析。另外，笛卡尔（René Descartes）对感觉信息加工的初始步骤做出了正确的推论。18世纪，伽伐尼（Luigi Galvani）发现了生物体内电活动在神经信号传递中的关键作用。然而，直到19世纪，以西班牙科学家卡哈尔（Santiago Ramón y Cajal）为代表的学者们才真正将神经生物学带入了现代科学的范畴。

神经生物学的研究方法迄今仍以还原论的途径为主。神经冲动的本质是电信号，严格遵循物理化学的能斯特方程；神经纤维传导信息是电活动的扩散，局部离子通道的开放和关闭导致局部电流的产生而传导动作电位；神经元之间、神经元与下游靶细胞之间，则主要靠化学分子传递信息，从一个细胞弥散到下一个细胞的神经递质作用于后者的表面受体，引起新的电位变化。这一“电—化学—电”的过程是脑内信号传递的基本模式，而对其的各种调节，信号传输的组合、串联和并联加工，组成了多彩多姿的思维世界。

现在，我们已了解到神经系统的解剖结构及功能，神经信号传递的化学分子组成以及部分简单行为的机理，但对于大多数显而易见的重要问题，如语言、思维、意识等，目前仍知之甚少。神经生物学的发展融合了多个学科的研究方法与技术，给交叉研究提供了广泛而深远的适用场景。除了遗传学、生物化学、分子生物学、细胞生物学、发育生物学等生物学领域外，化学和物理学等学科的理论和方法也长期被应用于研究神经生物学问题。神经生物学的综合研究模式方兴未艾、任重道远。饶毅教授强调，这需要更有效的方法、更复杂的分析，也需要更多的人才。

二、课题组研究

尽管目前神经生物学发展仍有限，但部分研究已经带来了对疾病的认识、诊断和治疗的新思路和新方法。

饶毅教授以自己的团队为例，介绍了其课题组的研究方向及进展，使同学们对科研工作有了更直观、深入的了解。

饶毅教授团队通过生物化学和化学分析，寻找新的神经递质。在一般普遍认为神经递质早就已经全部找到的情况下，饶毅教授提出还有专门存在于中枢神经系统、不在外周神经系统的神经递质。他讲了这一冷门如何摸索，如何遇到技术困难、研究者的不热心，坚持十几年研究终于初现曙光。

饶毅教授以前都研究基础问题，近年也开始研究疾病的机理和治疗。他们发现了新的可能治疗重要疾病多发性硬化（MS）的分子，而其基础是他们的科学探索，得到全新的分子。

饶毅教授团队还研究了糖尿病的基因治疗。在国外科学家研究UK Biobank的50万人数据发现人类gigyf1基因二型糖尿病有关的情况下，饶毅教授实验室制作了小鼠模型，用动物重建了遗传性的二型糖尿病。他们通过AAV介导的基因治疗，在小鼠可以成功治疗二型糖尿病。

三、结语 

本次课程，饶毅教授详细为2025级新生介绍了神经生物学的发展与研究前沿。神经生物学作为一门跨学科的前沿科学，不仅需要扎实的专业知识，更需要创新的思维和坚韧的毅力。在学习过程中，同学们不仅要继承前辈们的科学精神，更要勇于突破传统思维的束缚，不畏艰难，探索未知的领域。