孫金鵬 微觀藥理學的探索與追尋

2025年，國際頂級學術期刊《科學》（Science）和《自然》（Nature）在同一個月刊登了來自中國的重大研究成果——神經酰胺膜受體的發(fā)現及其在代謝疾病中的作用機制。這兩項顛覆性研究的通訊作者之一，正是年僅48歲的孫金鵬教授。

如今，作為山東大學最年輕的學科帶頭人之一，孫金鵬帶領團隊在G蛋白偶聯(lián)受體（簡稱GPCR）研究領域取得了一系列突破性成果。15篇頂級期刊論文的背后，是一個中國科學家對科研初心的堅守。國家杰出青年基金獲得者、國家杰青延續(xù)資助獲得者、新基石項目研究員、談家楨生命科學創(chuàng)新獎獲得者……一項項重要科研成果背后，是他十余年如一日在實驗室孜孜不倦工作的生動注腳。

這位兼具科學家、探索者、導師多重身份的學者，用他獨特的科研哲學詮釋著新時代科學家的初心與情懷。

天賦初顯，筑牢基石

1976年，孫金鵬出生于吉林敦化。童年時期的他是個典型的東北孩子，性格外向活潑，特別喜歡在戶外玩耍。剛上小學時，他的成績一度不太理想，數學、語文都只有60多分。轉折發(fā)生在小學三年級那年。原本他只是被老師臨時拉去“湊數”參加數學競賽，沒想到竟然獲得了全年級第一的好成績。這次意外的成功讓他發(fā)現了自己在數學方面的天賦。隨后，他跳級進入吉林省實驗中學特招班，從此開啟了不一樣的人生。

中學時期，孫金鵬是個不折不扣的“書蟲”。他的閱讀興趣非常廣泛，小學五年級，他讀完了金庸全集，初一涉獵古龍作品，之后又陸續(xù)涉獵《紅與黑》、《百年孤獨》等世界名著。他還對科幻小說有著濃厚興趣，尤其鐘愛阿西莫夫的《基地》、《我，機器人》等著作。初中階段，他讀過二十四史，還涉獵了尼采的哲學著作。廣泛的閱讀不僅拓寬了他的視野，更培養(yǎng)了他豐富的想象力。

高中階段，孫金鵬主攻數學和物理競賽，原本希望通過競賽保送大學，但最終沒能發(fā)揮出最佳水平，與心儀的學校失之交臂。在距離高考僅剩三個月時，他才開始全力備戰(zhàn)?！爱敃r我很偏科，英語、政治等科目都是全年級墊底，那時就開始拼命準備?！弊罱K，孫金鵬逆襲成功，數項單科成績在全省排名前十，順利考入中國科學技術大學生物系。

在中國科大的日子里，孫金鵬不僅主修生物，還輔修了計算機第二學位，輔修專業(yè)成績甚至比主修專業(yè)還要出色。畢業(yè)季時，他順利通過了某知名企業(yè)的多輪面試。就在準備前往深圳入職之際，當時的班主任周叢照老師（現任中國科大副校長）的一通電話改變了他的人生方向?！爸芾蠋熤桓艺f了一句話：‘金鵬，記得剛來的時候，你說想當科學家，現在你不想當科學家了嗎？’”周老師提醒他不要忘記當初“想當科學家”的夢想，建議他選擇保研。

這個“靈魂拷問”讓孫金鵬重新審視自己的初心。隨后，他選擇了科研道路，并在碩士研究生學習階段進入中國科大著名的牛立文-滕脈坤蛋白質晶體學實驗室，打下了扎實的結構生物學和生物化學基礎。作為實驗室第一個嘗試分子克隆的學生，他順利完成了蛋白質晶體培養(yǎng)的工作。這種對新技術的快速掌握能力，加強了他科研探索的信心。

2001年，孫金鵬赴美深造，在阿爾伯特·愛因斯坦醫(yī)學院攻讀博士學位，師從張仲寅教授。博士畢業(yè)后，他迎來了科研生涯的關鍵轉折——進入杜克大學，在日后成為諾貝爾化學獎得主、GPCR領域奠基人羅伯特·萊夫科維茨（Robert J. Lefkowitz）的實驗室從事博士后研究。在萊夫科維茨實驗室的歲月，不僅讓孫金鵬掌握了前沿技術，更塑造了他的科研思維方式?！叭R夫科維茨是一個特別強調溝通的人，他喜歡通過討論來深化對科學問題的認識和理解，我想這正是中國學生缺少的一點?！睂O金鵬回憶。這段經歷讓他深刻認識到跨學科交流和團隊協(xié)作的重要性，也成為他日后培養(yǎng)學生的重要理念。

從頑皮少年到實驗室“大師兄”，從競賽失利到高考逆襲，從差點成為IT工程師到最終選擇科研道路，孫金鵬的成長經歷充滿了戲劇性轉折。正是這些豐富的人生閱歷，塑造了他獨特的科研視角和堅韌的學術品格，為他日后在GPCR研究領域取得突破性成果奠定了堅實基礎。

深耕科研，開疆拓土

2011年，已在美國學習工作10年的孫金鵬做出了人生中一個重要決定——回國?！斑@個決定并非一時沖動，而是經過深思熟慮的選擇。國家很需要人才，我更希望自己的才華能建設祖國。”懷著這樣的信念，孫金鵬回到山東大學，開始了他在GPCR領域的深耕。

G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）是細胞表面最大的受體家族，調控著人體各種生命活動，并且與疾病密切相關。孫金鵬形象地解釋：“可以把GPCR想象成細胞的‘天線’，它們分布在細胞表面，專門負責接收外界信號，24小時不間斷地把這些信息傳遞到細胞內部，讓細胞做出反應?！?/p>

人類能夠聞到花香、看見陽光、感受快樂，這些看似平常的生命體驗，其實都是GPCR在背后默默工作。它們就像細胞的特種通信兵，把外界的味道、光線、激素等信息精準地傳遞給細胞內部。此外，現代醫(yī)學中超過三分之一的藥物通過GPCR來發(fā)揮治療作用?？梢哉f，GPCR不僅維系著我們的日常生命活動，更是醫(yī)藥研發(fā)的“黃金靶點”。

長期以來，醫(yī)學界一直認為類固醇激素只能通過細胞核內的受體緩慢地發(fā)揮作用。這個理論被寫進了教科書，臨床應用廣泛的糖皮質激素藥物正是基于這個原理研發(fā)的，其發(fā)明者還獲得了1950年諾貝爾獎。20世紀80年代，我國神經生理學家陳宜張院士發(fā)現，糖皮質激素竟然能在短短2分鐘內就使神經細胞產生快速反應。這個發(fā)現表明，人體內可能還存在另一種能快速響應類固醇激素的接收器。后來國際研究推測，這種快速接收器可能是一種位于細胞膜上的GPCR，但具體是哪一個始終未能確定。

直到孫金鵬團隊在研究中有了突破性發(fā)現。他們和山東大學易凡教授合作研究腎臟疾病時，偶然發(fā)現一種叫GPR97的膜受體與糖皮質激素有極強的結合能力。這就像找到了激素快速作用的“開關”。隨后，團隊乘勝追擊，又陸續(xù)發(fā)現了孕酮、DHEA等其他激素對應的膜受體GPR126和GPR64，以及雄激素的膜受體 GPR133。

這一系列重大發(fā)現明確了很多類固醇激素的膜受體。這個突破不僅豐富了教科書，更為研發(fā)副作用更小的新一代激素藥物指明了方向。

孫金鵬在GPCR藥物研發(fā)領域做出的另一開創(chuàng)性貢獻，就是提出了“笛子模型”理論，為開發(fā)更安全、更精準的靶向藥物提供了關鍵理論基礎。這還要從一個藥物研發(fā)難題說起：傳統(tǒng)GPCR藥物就像“全開全關”的開關，會同時激活G蛋白和Arrestin（阻遏蛋白）兩條信號通路，常常帶來不必要的副作用?？茖W家們一直希望開發(fā)能選擇性激活某一條通路的“精準藥物”，但苦于區(qū)分不清。

2015年，孫金鵬團隊發(fā)現GPCR通過表面磷酸化位點的不同組合（就像笛子上的音孔）來選擇性激活Arrestin通路，提出了形象易懂的“笛子模型”——就像吹笛時不同指法能演奏不同曲調，磷酸化編碼能產生上千種信號組合；2018年，進一步發(fā)現受體上的“脯氨酸碼頭”像物流分揀中心一樣，能精準分選不同信號蛋白；2020年，揭示配體藥物能像遙控器一樣，通過改變受體核心結構來調控Arrestin功能；2021年，發(fā)現磷酸化編碼過程的關鍵“時序密碼”。

“這些發(fā)現就像拼圖一樣，逐步揭示了GPCR信號傳遞的精確調控機制。”基于這些理論，現在可以設計只激活特定通路的“精準藥物”，就像給細胞裝上了“智能開關”，有望大幅降低藥物副作用。這一系列工作為新一代GPCR藥物研發(fā)提供了重要指導。

2023年，孫金鵬團隊在嗅覺感知機制研究上取得重大突破。人類和動物主要通過嗅覺系統(tǒng)識別氣味，這套系統(tǒng)能夠辨別數以萬億計的不同氣味分子，這要歸功于嗅覺受體的“組合編碼”機制。在研究中，孫金鵬教授團隊與上海交通大學李乾研究員合作，利用先進的冷凍電鏡技術，成功捕捉到小鼠TAAR9嗅覺受體在結合不同氣味分子時的精細三維結構。這項研究首次揭示了Ⅱ類嗅覺受體獨特的激活方式，闡明了這類受體如何通過“組合編碼”機制識別特定氣味分子。

這一發(fā)現不僅解開了嗅覺感知的分子機制之謎，為理解整個嗅覺受體家族的工作原理提供了重要理論基礎，更重要的是為開發(fā)針對嗅覺受體的新型藥物指明了方向。相關成果已于2023年5月發(fā)表在《自然》（Nature）雜志上，標志著我國在嗅覺研究領域取得了國際領先的突破性進展，并成功入選2023年中國十大科技進展。

因材施教，師者之風

2025年，孫金鵬和團隊再創(chuàng)佳績。截至3月，作為通訊作者，孫金鵬在《細胞》（Cell）、《自然》（Nature）和《科學》（Science）三大國際頂級學術期刊上，分別發(fā)表2篇、1篇和1篇論文，實現了“大滿貫”。目前，孫金鵬也以4篇頂刊位居今年國內學者頂刊發(fā)文的首位。

截至2025年，孫金鵬已作為通訊作者發(fā)表15篇頂刊論文，研究涵蓋從黏附類受體激活機制到嗅覺感知、從癢覺受體到神經酰胺信號轉導等多個前沿領域。如此廣泛的科研產出背后，是無數個實驗室里的日日夜夜，是他對科學問題敏銳的洞察力和十年如一日的堅持。

在山東大學，孫金鵬不僅是一位杰出的科學家，更是一位深受學生愛戴的導師。“我認為實驗室有一半的功能或者成績是培養(yǎng)人的?！睂O金鵬將“傳道”作為最終目標，不僅教授技術方法，更注重培養(yǎng)學生對科研的理解和熱愛。每周的組會上，他會細致關注每個學生的實驗進展，從更廣泛的角度討論問題，幫助學生調整實驗方案。

“我常常跟學生們分享一個實驗心得：對我來說，如果一個實驗做兩遍還做不出來，那基本上90%的人都做不出來了?！睂O金鵬笑言，“說來有趣，以前我對自己的實驗能力并沒有太大信心，但真正開始做科研后才發(fā)現，自己在這方面似乎確實有些天賦”。他特別強調科研的嚴謹性：“做實驗一定要設置正對照和負對照，避免帶來假象；而且要多備幾個方案，采用最佳方法；實驗開始前，一定要仔細核對實驗材料，每一步都要避免出錯。”這些原則不僅是對學生的要求，也是孫金鵬自身科研工作的信條。

在培養(yǎng)學生方面，孫金鵬采取“因材施教”的方式，根據每個學生的特點制定個性化發(fā)展計劃。這種培養(yǎng)模式取得了顯著成效——許多本科生在他的指導下提早進入實驗室、提早參與課題，有的甚至在大三就以第一作者在SCI期刊發(fā)表封面文章。

除了在科研領域的卓越成就外，孫金鵬還擔任山東大學高等醫(yī)學研究院院長等行政職務，以及國家衛(wèi)健委耳鼻喉科學重點實驗室主任、中國藥理學會腎臟藥理專委會副主任委員兼秘書長、中國生化與分子藥理學專委會副主任委員等學術職務。他特別注重行政工作與科研工作的相互促進，將管理實踐中發(fā)現的問題轉化為科研課題，如基于醫(yī)學院管理工作中發(fā)現的臨床需求，開展了多項疾病相關的GPCR研究；反之，又將科研成果應用于教學改革和學科建設，形成了良性循環(huán)，在推動學科發(fā)展、人才培養(yǎng)和學術交流方面發(fā)揮著重要作用。

站在實驗室的窗前，孫金鵬望著校園里步履匆匆的年輕學子，眼中閃爍著期許的光芒?！斑@是最好的時代，國家為科研工作者搭建了前所未有的廣闊舞臺，讓我們能夠心無旁騖地探索科學奧秘，實現科技報國的理想。”

談及未來，孫金鵬充滿信心：“每個科研領域都是大展宏圖的沃土。在這個充滿機遇的時代，希望青年科研人員在基礎研究的‘深水區(qū)’攻堅克難，在關鍵技術的‘卡脖子’處實現突破，在科技強國的偉大實踐中書寫屬于這個時代的光榮與夢想?！?/p>

責任編輯 王碧清