研究方向
藥物新靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)與功能確證是原創(chuàng)藥物研發(fā)的核心瓶頸。代謝異常在腫瘤、免疫性疾病、心力衰竭等多種重大疾病中發(fā)揮著決定性作用。近年來的研究表明，腫瘤微環(huán)境（TME）中癌細(xì)胞、免疫細(xì)胞、神經(jīng)元等多類型細(xì)胞之間的復(fù)雜代謝互作網(wǎng)絡(luò)，在調(diào)控腫瘤進(jìn)展及治療響應(yīng)中具有關(guān)鍵作用，成為當(dāng)前研究的重要焦點(diǎn)。尤其值得關(guān)注的是，神經(jīng)系統(tǒng)對于腫瘤進(jìn)展的調(diào)控作用正日益凸顯。“腫瘤—神經(jīng)—免疫”軸介導(dǎo)的代謝互作機(jī)制，正在成為解析復(fù)雜病理機(jī)制和識別靶向干預(yù)通路的重要突破口。
本實(shí)驗(yàn)室聚焦腫瘤等疾病中的代謝重塑機(jī)制與藥物靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，研發(fā)新型單細(xì)胞代謝組學(xué)與AI驅(qū)動的多組學(xué)整合分析技術(shù)，結(jié)合生物信息學(xué)分析與AI算法模型，利用細(xì)胞、分子和代謝生物學(xué)等方法，系統(tǒng)解析細(xì)胞內(nèi)及組織微環(huán)境中的代謝異質(zhì)性與跨細(xì)胞代謝互作網(wǎng)絡(luò)，深入探究其功能與調(diào)控機(jī)制，從而提供新型治療策略和潛在新藥靶點(diǎn)。核心研究方向包括：
1. TME中“腫瘤—神經(jīng)—免疫”軸的多細(xì)胞代謝互作與單細(xì)胞代謝異質(zhì)性
結(jié)合微量代謝組學(xué)與單細(xì)胞多組學(xué)技術(shù)，系統(tǒng)解析TME中不同類型細(xì)胞（如癌細(xì)胞、免疫細(xì)胞、神經(jīng)元等）之間的代謝互作網(wǎng)絡(luò)，揭示代謝重塑的單細(xì)胞水平時(shí)空異質(zhì)性及其在疾病進(jìn)展中的生物學(xué)功能與調(diào)控機(jī)制。重點(diǎn)關(guān)注神經(jīng)系統(tǒng)介導(dǎo)的“腫瘤—神經(jīng)—免疫”代謝軸，闡明其在腫瘤進(jìn)展與治療響應(yīng)中的關(guān)鍵作用，揭示潛在干預(yù)通路與治療靶點(diǎn)。
2. 抗癌藥物耐受性（DTP）的形成與進(jìn)展中的代謝重塑與調(diào)控機(jī)制
揭示腫瘤治療drug tolerant persister（DTP）細(xì)胞的形成、維持與進(jìn)化過程中的代謝重塑與適應(yīng)機(jī)制，探索其與TME中神經(jīng)、免疫等各類細(xì)胞間的代謝互作，揭示驅(qū)動DTP的關(guān)鍵調(diào)控因子與潛在干預(yù)策略。
3. 前沿跨尺度代謝組學(xué)與AI驅(qū)動的多組學(xué)整合技術(shù)開發(fā)
自主研發(fā)適用于痕量樣本和單細(xì)胞的高靈敏、寬覆蓋、高通量、高保真的代謝組學(xué)與代謝流分析技術(shù)，以及AI驅(qū)動的多組學(xué)數(shù)據(jù)整合與智能化分析方法，賦能從分子機(jī)制建模到靶點(diǎn)識別的系統(tǒng)性研究。
胡澤平課題組研究方向概覽
研究成果
1. 研發(fā)AI驅(qū)動的跨尺度、高靈敏代謝組學(xué)與多組學(xué)整合分析技術(shù)
研發(fā)基于質(zhì)譜平臺和AI的微量、單細(xì)胞等跨尺度代謝組學(xué)分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對極微樣本量（如早期胚胎、少量細(xì)胞）的代謝動態(tài)精準(zhǔn)解析；結(jié)合新型衍生化策略與代謝流示蹤技術(shù)，推動從組織至細(xì)胞水平的代謝測量能力躍升，為發(fā)育、干細(xì)胞和腫瘤等疾病模型中的微環(huán)境代謝研究提供關(guān)鍵技術(shù)工具。
2. 解析腫瘤等重大疾病的代謝重塑規(guī)律與關(guān)鍵調(diào)控機(jī)制
系統(tǒng)研究腫瘤（如肺癌、胰腺癌、乳腺癌）和心血管疾病的代謝網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)與細(xì)胞互作機(jī)制，揭示其在腫瘤分型、轉(zhuǎn)移、耐藥及心衰等過程中的關(guān)鍵作用，鑒定靶向嘌呤、乙酰膽堿、膽汁酸等代謝通路的新型治療靶點(diǎn)和預(yù)測標(biāo)志物，并擴(kuò)展至病毒感染相關(guān)疾病的代謝病理機(jī)制，為疾病診斷與干預(yù)提供理論支撐和臨床策略依據(jù)。
3. 新藥靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)與轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)
以代謝組學(xué)為核心，聯(lián)合AI與多組學(xué)整合，開展靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)、疾病分型與精準(zhǔn)預(yù)測研究，成功應(yīng)用于早期肺腺癌、胃癌和心肌病等疾病模型；相關(guān)研究揭示多個(gè)可成藥代謝通路，部分驗(yàn)證已有藥物的再定位價(jià)值，建立起從代謝機(jī)制解析到靶點(diǎn)驗(yàn)證和干預(yù)策略設(shè)計(jì)的完整研究鏈條。
榮譽(yù)和獎項(xiàng)
- 2017年 拜耳學(xué)者獎（Bayer Investigator Award）
- 2019年 第十四屆全國醫(yī)藥衛(wèi)生青年科技論壇二等獎
- 2019年 年度優(yōu)秀委員，中國抗癌協(xié)會腫瘤代謝專委會
- 2019年 優(yōu)秀教學(xué)獎，清華大學(xué)藥學(xué)院
- 2020年 拜耳學(xué)者獎（Bayer Investigator Award）
- 2022年 清華大學(xué)優(yōu)秀博士論文導(dǎo)師
- 2022年 教育部“長江學(xué)者”特聘教授
代表性論文（按時(shí)間倒序，*通訊作者；#第一作者）
研究論文
1. Chen Y#, Wang B#, Zhao Y#, Shao X#, Wang M#, Ma F#, Yang L, Nie M, Jin P, Yao K, Song H, Lou S, Wang H, Yang T, Tian Y*, Han P*, Hu ZP*. Metabolomics machine learning predictor of diagnosis and prognosis of gastric cancer. Nature Communications. 2024;15(1):1657.
2. Fan H#, Xu Z#, Yao K#, Zheng B, Zhang Y, Wang X, Zhang T, Li X, Hu H, Yue B*, Hu ZP*, Zheng H*. Osteoclast cancer cell metabolic cross-talk confers PARP inhibitor resistance in bone metastatic breast cancer. Cancer Research. 2024;84(3):449-467.
3. Nie M#, Chen N#, Pang H#, Jiang T#, Jiang W, Tian P, Yao L, Chen Y, DeBerardinis RJ, Li W, Yu Q, Zhou C, Hu ZP*. Targeting acetylcholine signaling modulates persistent drug tolerance in EGFR-mutant lung cancer and impedes tumor relapse. Journal of Clinical Investigation. 2022;132(20):e160152.
4. Yuan M#, Tu B#, Li H#, Pang H#, Zhang N, Bai J, Shu Z, Christopher C, Huo S, Zhai J, Yao K, Wang L, Ying H, Zhu WG, Fu D, Hu ZP*, Zhao Y*. Cancer associated fibroblasts employ NUFIP1-dependent autophagy to secrete nucleosides and support pancreatic tumor growth. Nature Cancer. 2022;3(8):945-960.
5. Wang W#, Wang J#,*, Yao K#, Wang S#, Nie M, Xu J, Wu G, Lu M, Pei H, Luo X, Li D, Yang T, Li P, Song L*, Hu ZP*. Metabolic characterization of hypertrophic cardiomyopathy in human hearts. Nature Cardiovascular Research. 2022;1:445–461.
6. Jiang Y*,#, Deng Y#, Pang H#, Ma T, Ye Q, Chen Q, Chen H, Hu ZP*, Qin CF*, Xu Z*. Treatment of SARS-CoV-2 induced pneumonia with NAD+ and NMN in two mouse models. Cell Discovery. 2022;8(1):38.
7. Cheng W#, Pang H#, Campen MJ, Zhang J, Li Y, Gao J, Ren D, Ji X, Rothman N, Lan Q, Zheng Y, Leng S*, Hu ZP*, Tang J*. Circulatory metabolites trigger ex vivo arterial endothelial cell dysfunction in population chronically. Particle and Fibre Toxicology. 2022;19(1):20.
8. Nie M#, Yao K#, Zhu X#, Chen N, Xiao N, Wang Y, Peng B, Yao LA, Li P, Zhang P*, Hu ZP*. Evolutionary metabolic landscape from preneoplasia to invasive lung adenocarcinoma with therapeutic implications. Nature Communications. 2021;12(1):6479.
9. Zhao J#, Yao K#, Yu H#, Zhang L#, Xu Y#, Chen L, Sun Z, Zhu Y, Zhang C, Qian Y, Ji S, Pang H, Zhang M, Chen J, Correia C, Weiskittel T, Lin DW, Zhao Y, Chandrasekaran S, Fu X, Zhang D, Fan HY, Xie W, Li H, Hu ZP*, Zhang J*. Metabolic remodeling during early murine embryo development. Nature Metabolism. 2021;3(10):1372-1384.
10. Pang H#, Jiang Y#, Li J#, Wang Y#, Nie M#, Xiao N, Wang S, Song Z, Ji F, Chang Y, Zheng Y, Yao K, Yao L, Li S, Song L*, Lan X*, Xu Z*, Hu ZP*. Aberrant NAD+ metabolism underlies ZIKA virus-induced microcephaly. Nature Metabolism. 2021;3(8):1109-1124.
11. Xiao N#, Nie M#, Pang H#, Wang B#, Hu J#, Meng X, Li K, Ran X, Long Q, Deng H, Chen N, Li S, Tang N*, Huang A*, Hu ZP*. Integrated cytokine and metabolite analysis reveals immunometabolic reprogramming in COVID-19 patients with therapeutic implications. Nature Communications. 2021;12(1):1618.
12. Meng X#, Pang H#, Sun F, Jin X, Wang B, Yao K, Yao L, Wang L, Hu ZP*. Simultaneous 3-nitrophenylhydrazine derivatization strategy of carbonyl, carboxyl and phosphoryl submetabolome for LC-MS/MS-based targeted metabolomics with improved sensitivity and coverage. Analytical Chemistry. 2021;93(29):10075-10083.
13. Shi Z#, Xu S#, Xing S, Yao K, Zhang L, Xue L, Zhou P, Wang M, Yan G, Yang P, Liu J, Hu ZP*, Lan F*. Mettl17, a regulator of mitochondrial ribosomal RNA modifications, is required for the translation of mitochondrial coding genes. The FASEB Journal. 2019;33(11):13040-13050.
14. Huang F, Ni M, Chalishazar MD, Huffman KE, Kim J, Cai L, Shi X, Cai F, Zacharias LG, Ireland AS, Li K, Gu W, Kaushik AK, Liu X, Gazdar AF, Oliver TG, Minna JD, Hu ZP*, DeBerardinis RJ*. Inosine monophosphate dehydrogenase dependence in a subset of small cell lung cancers. Cell Metabolism. 2018;28(3):369-382.
15. Li XK#, Lu QB#, Chen WW#, Xu W#, Liu R, Zhang SF, Du J, Li H, Yao K, Zhai D, Zhang PH, Xing B, Cui N, Yang ZD, Yuan C, Zhang XA, Xu Z, Cao WC*, Hu ZP*, Liu W*. Arginine deficiency is involved in thrombocytopenia and immunosuppression in Severe Fever with Thrombocytopenia Syndrome. Science Translational Medicine. 2018;10(459): eaat4162.
綜述論文
16. Xu Y, Jiang X, Hu ZP*. Synergizing metabolomics and artificial intelligence for advancing precision oncology. Trends in Molecular Medicine. 2025:S1471-4914(25)00016-4.
17. Nie M*, Hu ZP*. Metabolic orchestration of drug-tolerant persister cells in cancer. Life Medicine. 2024;3(6):lnae040.
18. Wang F#, Fu K#, Wang Y, Pan C, Wang X, Liu Z, Yang C, Zheng Y, Li X, Lu Y, To KKW, Xia C, Zhang J, Shi Z, Hu ZP*, Huang M*, Fu L*. Small-molecule agents for cancer immunotherapy. Acta Pharmaceutica Sinica B (APSB). 2024;14(3):905-952.
19. Thompson CB*, Vousden KH*, Johnson RS*, Koppenol WH*, Sies H*, Lu Z*, Finley LWS*, Frezza C*, Kim J*, Hu ZP*, Bartman CR*. A century of the Warburg effect. Nature Metabolism. 2023;5(11):1840-1843.
20. Pang H, Hu ZP*. Metabolomics in drug research and development: advances in technologies and applications. Acta Pharmaceutica Sinica B (APSB). 2023;13(8):3238-3251.
21. Wang B#, Yao K#, Hu ZP*. Advances in mass spectrometry-based single-cell metabolite analysis. TrAC Trends in Analytical Chemistry. 2023;163:117075.
22. Liang L, Sun F, Wang H, Hu ZP*. Metabolomics, metabolic flux analysis and cancer pharmacology. Pharmacology & Therapeutics. 2021;224:107827.
23. Pang H, Jia W*, Hu ZP*. Emerging applications of metabolomics in clinical pharmacology. Clinical Pharmacology & Therapeutics. 2019;106(3):544-556.
