女科学家传奇:百岁丽塔与神经生长因子
这是一位与众不同的意大利女科学家,因发现神经生长因子而享誉世界。她也是第一个活到百岁的诺贝尔奖得主。本文讲述了她从家庭实验室走进意大利参议院、并于1986年获得诺贝尔医学奖的科研生涯。 
2014-11-24 16:37:11
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方陵生

本文转载自赛先生

这是一位与众不同的意大利女科学家,因发现神经生长因子而享誉世界。她也是第一个活到百岁的诺贝尔奖得主。本文讲述了她从家庭实验室走进意大利参议院、并于1986年获得诺贝尔医学奖的科研生涯。


2006年11月18日上午,作为意大利议会的终身参议员,丽塔?L?蒙塔尔奇尼(Rita L.Montalcini)的决定将对一个重要的政府决策产生影响——只要她投赞成票,一项得到意大利总理罗马诺?普罗迪(Romano Prodi)支持的预算案,就能以简单多数票通过。


图:丽塔


几天前丽塔就已经表示,除非政府在最后一分钟前改变缩减投资科学的决定,否则她不会支持这项预算案。女科学家挑战总统,这在意大利历史上非常罕见,但结果是:丽塔赢了!那天上午,在他人的搀扶下,丽塔在参议院预算案会议上投了她关键的一票,击退了右翼势力的挑衅,保护了意大利的科学发展。


三年后,在2009年的4月22日生日那天,丽塔成为第一个活到百岁高龄的诺贝尔奖得主。最终,她在2012年12月31日,以103岁高龄离开人世。


不向命运屈服


丽塔,1909年4月22日生于意大利都灵一个犹太人家庭,从小就开始向命运抗争。高中毕业后,她说服了固执的父亲支持她接受高等教育,接着还要应对墨索里尼的种族政策。按当时的法律,犹太人都被从大学里驱逐出去,为此她不得不隐匿身份。在艰难的环境中坚持研究多年,一些科研机构却拒绝相信她所发现的神经生长因子的存在。最终,丽塔的发现使她与同事斯坦利?科恩(Stanley Cohen )共享1986年诺贝尔医学奖这一殊荣。


“这一发现的意义是巨大的,它开辟了理解细胞之间是如何互相‘交谈’和‘倾听’的一个全新领域。”丽塔的崇拜者、斯坦福大学神经学家比尔?莫布利(Bill Mobley)说道。如今,科学界已证明了数以百计的神经生长因子的存在,这一发现影响到几乎现代生物学的所有领域。


百岁高龄时,丽塔仍在孜孜不倦地工作。她着装打扮精心,佩戴时尚头饰,每天上午都出现在罗马郊外的欧洲脑科学研究所(EBRI),下午去她于1992年创建的“非洲妇女教育基金会”办事处工作。对于丽塔来说,百岁高龄不是停止奋斗的理由,“我过去所做的还远远不够,但我还有未来。”这是丽塔常说的话,并一直以参议员的身份为自己国家的科技发展在努力。


实验室的发现


除了早期和晚年,丽塔的研究生涯大部分时间是在美国度过的。1930年,丽塔在高中毕业三年后,进入都灵大学。她的第一位导师是神经组织学家朱塞佩?列维(Giuseppe Levi),也是最早激起丽塔对神经系统研究热情的人。在列维的指导下,她掌握了走向未来成功之路的关键技术:银染法技术。这一技术是由意大利科学家卡米洛?高尔基(Camillo Golgi)于19世纪末发明,后经西班牙神经学家拉蒙-卡哈尔(Santiago RamónyCajal)改进,可以在显微镜下清晰地看到一个个的神经细胞。


1938年当丽塔开始独立研究时,正逢墨索里尼实施种族政策之际,所有犹太人(包括她的导师列维)都被赶出大学和其他公共机构。受到拉蒙-卡哈尔在偏僻地区简易实验室中奋斗的故事感染,丽塔决定在自己的卧室里建立了一个实验室。后来列维返回都灵后,也加入了她的简易实验室工作。


丽塔此时确定了自己的研究方向:神经组织如何从胚胎中发育的脊髓里生长;又是如何进入肢体促使肌肉产生受神经支配的活动。此时,她了解到华盛顿大学胚胎学家维克托?汉伯格尔(Viktor Hamburger)几年前的工作,即去除了正在发育中的鸡胚胎的肢体后,发现其神经中枢大大萎缩,汉伯格尔将这种现象归结于缺少肌体组织释放的诱导因子。他认为,必须先有细胞的增殖,然后才能有神经元的分化。


解剖探索奥秘


然而,汉伯格尔没能进一步了解到神经纤维的详细活动情况,丽塔决定用银染法重复这一实验。结果她发现,事实上神经节并没有立即萎缩,其增殖和分化也没中断,而是向着既定目标在生长,只是在到达目标前就已经死亡。丽塔得出结论,问题不在于缺乏诱导因子,而在于缺乏通常由肢芽释放出的促进生长的因子。


1942年年底,轰炸迫使丽塔移居到农村继续她的研究,直到希特勒军队入侵后才不得不暂时停止了她的实验工作。战争结束后,丽塔返回都灵继续为列维当助手,但对于当时已经36岁的她来说,这一角色已经不再适合于她了。就在这时,汉伯格尔发现了丽塔和列维在战争期间发表的论文,于是便邀请她到圣路易斯大学继续她的实验。


在圣路易斯大学期间发生的事,使丽塔从原先一个学期的实验期延长至整整26年。当时一位名叫埃尔默?伯基(Elmer Bueker)的研究生,想知道快速增长的组织能否像发育中的肢芽一样吸引神经纤维。他将小鼠增殖的肿块嫁接到鸡胚胎中,结果发现,侵入到肿瘤里的神经纤维比进入肢芽中的多。于是他推测,这可能缘于肿瘤表面积更大,使得更多的神经纤维能够在其内部生长的原因。


伯基的实验触动了丽塔敏锐的直觉。在她看来,这种侵入并不正常,正常发育中的肢芽其神经纤维生长有序,而肿瘤中的神经纤维却在疯狂地增长,其分支发展也是随机而无序的。在她看来,促进肿瘤组织神经纤维疯长的原因,就是她所说的发育中肢芽释放的那种因子,一种能够向神经节扩散并刺激神经纤维生长的因子。


丽塔重复了这一实验,并巧妙地把肿瘤嫁接在囊胚之外;尽管和胚胎分离,却仍然可以得到胚胎的血液供应。实验支持了她原先的理论——神经纤维疯狂增长——肿瘤中释放出的因子进入血液,并随着血液进入了胚胎。


然而要验证这一理论,丽塔需要一个能对实验进行量化的系统——即如何培养分离鸡胚胎的神经节。当她知道巴西有一个实验室可以做这样的实验,于是便带着两只全身长满肿瘤的小白鼠,登上了飞往里约热内卢的飞机(列维的学生在那里创办了一个相当规模的组织培养实验室)。


神经生长因子


在里约热内卢,丽塔学会了培养和分离神经节的技术,将其移植在小鼠肿瘤附近,经过24小时培养后,她激动地看到从神经节生长出来的神经纤维就像太阳的光晕一样向外扩展。如同对科研的敏锐嗅觉与把握,丽塔的艺术天分也尽显其中。在与汉伯格尔的来往信件中,就有她手绘的美丽晕轮的图案;在发表论文中,许多插图都是她亲手绘制的,包括她所穿的一些服装也是自己设计的。


从里约热内卢回来后,科恩也加入了丽塔的研究团队。她们决心要提出可靠的证据来证明神经生长因子的存在,并花了6年时间来确定肿瘤因子释放的机理。在研究中,科恩和丽塔还发现,蛇的毒液和小鼠唾液腺的提取物也能促进神经细胞的生长,其中正有他们苦苦寻求的生长因子。但当他们提出这一理论时,当时科学界的怀疑却有增无已。


对于许多科学家来说,需要有大胆的想象力,才能相信这种影响神经细胞生长因子的存在。“这在当时是不被人们接受的,”加州大学化学家拉尔夫?布拉德肖(Ralph Bradshaw)回忆道,“丽塔说这种因子存在于肿瘤、蛇毒以及许多正常组织中,但当时人们就是不相信这一重要的生物学研究成果。”


随着时间的推移,人们才逐渐开始相信科恩发现的后来被命名的表皮生长因子。这是1959年丽塔和科恩一起开发的一种用来纯化神经生长因子的血清。当布拉德肖和丽塔所带的博士生鲁思?H?安杰莉蒂(Ruth H. Angeletti)于1971年确定了这种因子的蛋白质结构后,科学界的怀疑随即冰释。“以丽塔的名声和身份,她本可以在论文上署上她的名字,但她没有这么做,”布拉德肖说,“这是丽塔典型的姿态。”


虽然丽塔很喜欢美国的科研氛围,但她一直怀念着自己的祖国意大利。从60年代初开始,丽塔奔波于圣路易斯和罗马之间,意大利学术研究委员会(CNR)专门为她在罗马建立了一个实验室。丽塔的工作作风严谨苛求却又充满激情,在她几十年的科研生涯中一直是紧张而充实的。有时早上7点不到,她就会打电话给她的同事,而晚上睡觉前所做的最后一件事也是在讨论实验。“即使作为一个充满活力的美国年轻人,我也从来没有看到过像她这样对科研如此投入地献身精神,”安杰莉蒂说,“能与如此杰出具有如此奉献精神的科学家一起工作,我觉得自己非常幸运。”

当神经生长因子研究获得认可,其他科学家纷纷涌入这一领域时,丽塔一度觉得很是郁闷,“她经常与研究神经生长因子的其他人发生争吵,包括我在内,”布拉德肖回忆道,“丽塔初期曾承受了极端不信任的巨大压力,她持这种态度是可以理解的。”


20世纪80年代初,丽塔开始捐弃前嫌,而她后来的一些发现再也没有受到以前的那种质疑。例如,神经生长因子对免疫系统有着重大影响,这是一个意想不到的发现,成为了生物学研究史上的一个重大转折点。


源于她所取得的成就,加之其独特的人格魅力、充沛的精力以及雄辩的口才,丽塔在意大利被视为国宝;意大利学术研究委员会为她建立的实验室已成为意大利最大的生物学研究中心。作为一个终生的社会主义信仰者,她与在两届偏左倾向政府中出任总理的普罗迪成了好朋友,2001年丽塔成为意大利议会的终身参议员。


百岁时的丽塔听力和视力都不太好,但她的思维依然敏锐。在欧洲脑科学研究所她还负责一个与神经生长因子早期进化有关的项目,几位年轻的科学家协助她一起确定一系列脊椎动物中是否存在神经生长因子,他们很高兴能与这位伟大而可敬的科学家在一起。其中的一位年轻科学家说:“她的精神永远激励着我们。”


这些年轻人也给丽塔带来了快乐。“我并不害怕死亡,能工作到百岁之年,我感到这是上天的特别恩赐,”她说,“再活一天或者再活一年,这都不重要;重要的是能在这个世界上留下些什么,未竟的事业将由年轻的科学家们去完成。”在说完这段话之后,她挽着一位朋友的胳膊,手里拿着章鱼组织的神经生长因子照片迈出缓慢而庄重的步子。穿着讲究的百岁丽塔,看起来依然像时尚杂志封面上走下来的人物一样光彩夺目。

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