教授,博士生导师,浙江大学; 欧洲科学院Academia Europaea外籍院士
研究领域:
● 肿瘤代谢
● 肿瘤发生与发展
吕志民教授是肿瘤学和细胞信号转导研究领域的杰出科学家,对肿瘤细胞能量代谢的研究取得了开创性、系统性的重要成果。在Nature(4篇)、Cell(2篇)、Nat Cell Biol(8篇)、Nature Metabolism(3篇)、Cell Metabolism(2篇)、Molecular Cell(16篇)、Cancer Cell、Nature Cancer、Nature Chemical Biology等国际权威期刊发表论文150余篇。其中在Cell、Nature、Science系列杂志中发表论文50余篇,专著2部。吕教授受邀以通讯作者的身份在顶级期刊Nature Reviews Molecular Cell Biology(2篇)、Annual Review of Biochemistry、Cell Metabolism撰写综述文章。
吕教授一系列原创性的里程碑式发现深刻影响了业界对肿瘤代谢的认知,颠覆了传统认知中对代谢酶和代谢小分子只在代谢途径中发挥功能的界定,对开拓新的肿瘤诊治方法提供了创新的理论支持。
1. 国际上首次发现多种重要的代谢酶具有蛋白激酶活性
吕教授的发现改变了传统上代谢酶只能催化代谢反应的认知,发现多种代谢酶在细胞癌变过程中,可以作为蛋白激酶磷酸化不同的蛋白底物,进而促进肿瘤的发生发展。代谢酶具有蛋白激酶功能的开创性发现为肿瘤诊疗提供了重要靶点。
• 发现糖酵解酶丙酮酸激酶M2(PKM2)具有蛋白激酶活性,可以(1)磷酸化组蛋白H3, 调节基因表达(Cell, 2012;被Science Signaling评选为2012年信号转导领域的重大突破),(2)磷酸化纺锤体组装蛋白Bub3, 调节染色体分离和有丝分裂检查点(Molecular Cell, 2014)。
• 发现果糖激酶(KHK-A)通过(1)磷酸化并激活磷酸核糖焦磷酸合成酶1(PRPS1)以促进核酸的从头合成和肝癌的形成(Nature Cell Biology, 2016),(2)磷酸化p62来激活Nrf2依赖的抗氧化反应(Science Advances, 2019)。
• 发现磷酸甘油酸激酶1(PGK1)可以(1)磷酸化并激活丙酮酸脱氢酶激酶1(PDHK1)调控线粒体功能;(2)在能量缺乏的条件下, 磷酸化Beclin1调节自噬(Molecular Cell, 2017)。
• 发现磷酸烯醇式丙酮酸羧基酶1(PCK1)磷酸化INSIG以激活SREBP和肿瘤细胞中的脂肪生成(Nature, 2020)。
• 发现胆碱激酶alpha2 (CHKα2)磷酸化PLIN2/3以促进脂滴的脂解(Molecular Cell, 2021)。
• 发现己糖激酶2(HK2)磷酸化IκBα以促进PD-L1的表达和肿瘤免疫逃逸(Cell Metabolism, 2022)。
• 发现肌酸激酶B(CKB)磷酸化GPX4以抑制铁死亡(Nature Cell Biology,2023)。
• 发现磷酸果糖激酶(PFKL)磷酸化PLIN2以以促进脂滴的脂解(Nature Metabolism,2024)。
2. 国际上首次发现代谢酶可以发挥蛋白磷酸酶的功能
蛋白的磷酸化和去磷酸化调控了许多重要的细胞活动。吕教授首次发现了代谢酶具有蛋白磷酸酶的功能,对重要的蛋白底物去磷酸化进而调节肿瘤的发生发展。
吕教授发现1,6-二磷酸果糖磷酸酶1(FBP1) 去磷酸化组蛋白H3 T11,抑制基因转录,进而抑制了在正常细胞中PPARα介导的脂肪酸氧化相关基因的转录和线粒体内的脂肪酸氧化,导致了能量缺失和细胞凋亡。而肿瘤细胞中的FBP1的O-糖基化或FBP1的缺失/低表达去除了其抑癌功能,导致肿瘤的发生发展(Nature Cell Biology, 2022)。另外,FBP1与端粒逆转录酶TERT相互作用并去磷酸化丝氨酸227位。TERT丝氨酸227位的去磷酸化阻止了TERT蛋白的核转位,导致端粒酶活性被抑制,端粒长度缩短,从而增强了细胞衰老相关表型从而抑制了肿瘤生长 (Nature Chemical Biology, 2024)。
3.系统性地阐明了生长因子受体促进瓦博格效应的调控机制
瓦博格效应是近百年前诺贝尔奖获得者 Warburg发现的肿瘤代谢特征,即肿瘤细胞在有氧条件下依然依赖糖酵解供给能量,而抑制线粒体能量代谢的现象。瓦博格效应是临床广泛使用的PET-CT检查的理论基础,但其调控机制一直不明确。吕教授的研究揭示了肿瘤细胞中核转位的PKM2、线粒体转位的PGK1、及PTEN缺失引起的PGK1激活是促使瓦博格效应产生的重要机制。
• 发现生长因子受体(EGFR,FGFR,PDGFR)的激活诱导糖酵解途径中发挥重要作用的PKM2进入细胞核内,结合并激活β-catenin(Nature, 2011),磷酸化组蛋白H3(Cell,2012),从而促进糖酵解相关基因的表达并增强葡萄糖摄取和乳酸产生(Nature Cell Biology, 2012; Molecular Cell, 2012)。
• 发现生长因子受体的激活、低氧或致癌基因Kras-G12V和B-Raf V600E的表达诱导糖酵解途径中的PGK1转入线粒体,磷酸化并激活PDHK1以抑制线粒体丙酮酸代谢,从而促进瓦博格效应(Molecular Cell, 2016)。
• 发现PTEN通过去磷酸化和抑制自我磷酸化的PGK1来抑制有氧糖酵解,而肿瘤细胞中的PTEN缺失促进瓦博格效应(Molecular Cell, 2019)。
4. 全方位地证实了多种代谢酶和代谢物在肿瘤细胞活动调控中具有重要的非代谢功能
吕教授除发现代谢酶可作为蛋白激酶和蛋白磷酸酶发挥功能外,还揭示了多种代谢酶和代谢产物的其他重要的非经典功能,研究成果改变了业界对肿瘤代谢的传统认知。
• 发现α-KGDH关联的KAT2A作为组蛋白H3琥珀酰转移酶,代谢产物琥珀酰辅酶A作为组蛋白琥珀酰化的修饰分子,调节基因表达和肿瘤细胞增殖(Nature, 2017);
• 发现代谢产物延胡索酸抑制DNA甲基化酶以调节DNA修复(Nature Cell Biology, 2015);
• 发现细胞核内的乙酰辅酶A合成酶2(ACSS2)在启动子区域产生乙酰辅酶A,促进溶酶体合成基因和自噬基因的表达(Molecular Cell, 2017);
• 发现核内的PGK1去除ADP对CDC7的抑制以促进DNA的复制(Molecular Cell, 2018);
• 发现EGFR磷酸化后的血小板型的磷酸果糖激酶(PFKP)激活肿瘤细胞中的PI3K通路(Molecular Cell, 2018);
• 发现针对肿瘤细胞变异的TERT端粒酶进行编辑,影响细胞代谢和衰老以治疗肿瘤(Nature Cell Biology, 2020);
• 发现琥珀酰辅酶A合成酶ADP形成亚基β (SUCLA2)调节谷氨酰胺酶琥珀酰化和活性,促进肿瘤细胞的氧化还原稳态(Molecular Cell, 2021)。
• 发现EGFR促进CD55和CD59表达进而抑制补体系统,逆转这一作用可以增强肿瘤免疫疗法的疗效(Nature Cancer,2022)。
• 发现CLOCK乙酰化PRPS促进核酸从头合成和肝癌发生发展(Nature Cell Biology,2023)。
• 发现乙酸促进肿瘤免疫逃逸(Nature Metabolism,2024)。
教育背景:
1999—2003 SALK生物学研究所分子细胞肿瘤学 研究助理/博士后
1998 美国纽约市立大学 分子、细胞及发育生物学专业 博士
1986 泰山医学院 临床医学专业 学士
研究工作经历:
2022—至今 浙江大学医学院 副院长
2019—至今 浙江大学转化医学研究院 院长
2019—至今 浙江大学王宽诚杰出讲席教授
2015—2018 美国德克萨斯大学安德森癌症中心,肿瘤代谢中心,主任
2015—2018 美国德克萨斯大学安德森癌症中心,Ruby E. Rutherford杰出冠名教授
2013—2018 德克萨斯大学安德森癌症中心神经肿瘤学 教授(终身教职)
2009—2013 德克萨斯大学安德森癌症中心神经肿瘤学 副教授(终身教职)
2003—2009 德克萨斯大学安德森癌症中心神经肿瘤学 助理教授
荣誉及奖项:
2022 中华医学科技奖——“国际科学技术合作奖”
2022 药明康德生命化学研究奖——“杰出成就奖”
2021 欧洲科学院Academia Europaea (The Academy of Europe)外籍院士
2019 浙江大学王宽诚杰出讲席教授
2017 美国科学促进会(American Association for the Advancement of Science )会士
2016 美国德克萨斯大学MD安德森癌症中心Dallas/Fort Worth传奇人物基础研究成就奖
2015 美国德克萨斯大学科学技术获得和保留(STARs)奖
2015 美国德克萨斯大学MD安德森癌症中心Ruby E. Rutherford杰出教授
2013 美国德克萨斯大学MD安德森癌症中心Potu N. Rao基础科学卓越奖
2012 美国James S. McDonnell基金会学者奖
2011 美国德克萨斯大学MD安德森癌症中心Faculty学者奖
2009 美国癌症协会研究学者奖
2008 美国Peter Steck青年研究者奖
2000 美国加州乳腺癌研究计划博士后奖学金
1999 美国Salk先锋基金奖学金
1997 美国纽约城市大学亨特学院生命科学 Beatrice Goldstein Konheim 研究生奖学金