5月23日，应阿思科力首席科学家李华顺邀请，来自美国匹兹堡大学医学院细胞生物学终身教授洪扬对生物物理所进行了学术访问，并就肿瘤抑制蛋白的细胞生物学和宿主细胞相互作用过程的结构生物学问题，作了一场题为Visualizing Virus and Host Cell Interactions Using Cryo-FIB and Correlative Microscopy的学术报告。孙飞研究员、朱平研究员、邓红雨研究员和徐涛研究组、电镜平台以及其他各组的师生参加了讲座及交流。

洪扬教授早年主要从事材料学相关的电子显微成像研究，目前的研究工作主要集中于四个方面：1. 在HIV病毒和宿主相互作用过程的早期阶段，病毒颗粒的衣壳的组装、成熟等相关结构生物学研究；2. 在细菌的趋化性中信号传导的分子机制研究；3. 细胞内吞过程中的结构研究；4.发展冷冻电镜和冷冻电子断层三维成像的方法学。

报告中，教授结合其研究组的研究方向，以HIV病毒攻击宿主早期阶段的结构研究为例，重点展示了其实验室如何利用冷冻聚焦离子束技术和光电联合成像技术对HIV感染早期的结构生物学的研究。HIV病毒在攻击宿主细胞的早期过程中，病毒粒子的衣壳蛋白会发生解聚、暴露其基因组并且随后利用其相关转录酶来攻击宿主细胞。长期以来，人们对于这个过程一直没有一个直观的认识，特别是衣壳蛋白解聚与膜融合（病毒的包膜与宿主细胞质膜的融合）之间的发生的先后顺序一直是人们的疑问。一方面由于病毒侵染宿主细胞是一个高度动态的、不均一的、偶发性的过程，另一方面由于HIV的病毒粒子的大小在100nm左右，因此在传统的电子断层三维图像中很难观察到目标病毒颗粒。最初，人们利用传统的荧光显微技术定位已被感染的细胞中的病毒粒子，然后将细胞进行固定、脱水、包埋和常规切片技术，最后通过常规的电子断层三维成像共定位病毒粒子，从而实现对病毒粒子的原位观察。但是，这其中依然存在两个方面的问题，一是光学成像与电子成像之间的时间间隔超出了大多数的生物过程发生的时间尺度，很难对动态的过程进行联合成像；二是常规的电子断层三维成像是利用样品的树脂切片，而在切片制作过程会在结构上造成很多的人工假象，使观察结果不能接近生物体的生理状态。因此，人们迫切需要利用两种成像模式对动态的过程在接近生理状态下进行观察。洪教授实验室利用自己发展的冷冻荧光显微成像平台，将激光共聚焦的动态观察与冷冻电子断层三维成像进行联合，从而在空间和时间维度上做到了两种成像方式的联合。他们利用此技术研究了HIV病毒侵染宿主细胞的早期阶段，并利用具有GFP标记病毒的Vpr蛋白（GFP-vpr）、疱疹性口炎病毒的包膜糖蛋白（VSV-G）以及野生型病毒衣壳蛋白的野生株和具有GFP-vpr 、VSV-G和衣壳蛋白E45A的突变株两种重组病毒颗粒分别感染Hela细胞，先后进行光学和电子显微冷冻成像。研究结果显示病毒的衣壳蛋白的解聚是发生在膜融合之后，并且是一个多步骤的、时间跨度在40min左右的过程。但是，由于电子成像对样品厚度的限制，他们只能对细胞边缘区域进行成像。

由于真核细胞的异质性，细胞在不同部位表现出具有不同的厚度。同时，单个细胞的直径大小在10-100um左右，这远大于电子断层成像的500nm的厚度。因此要实现光电联合必须使样品具有合适的厚度。传统的冷冻切片技术可以实现这一目的，但是在这个过程中也会出现诸如样品压缩等难以解决的问题。另一方面，近些年来由于聚焦离子束研磨技术（FIB-Milling）的发展，人们可以在冷冻或者常温条件对生物样品样品进行精确的切割。与此同时，研究人员还将这一技术与扫描或者电子透射成像进行联合，从而使样品在无人为破坏的情况下变薄并且成像。洪教授实验室利用冷冻的FIB-Milling技术将冷冻电子断层显微成像和冷冻光学成像实现了很好的联合，并且对HIV感染的早期细胞进行细胞内大范围的观察。

洪教授的报告深入浅出，与会者针对冷冻光电联合技术中的诸多技术难点与洪教授进行了深入的讨论。访问期间，洪教授在朱平研究员、孙飞研究员等的陪同下参观了生物物理所生物成像中心的Titan Krios高分辨率场发射低温透射电镜系统，高分辨率光学成像平台等其它科研平台，并对光电联合技术的发展进行了实地指导。

洪扬，男，汉族，1968年出生于中国，现任美国匹兹堡大学医学院细胞生物学终身教授。教育背景于1985年至1989年在厦门大学生物系攻读细胞生物学专业，获得理学学士学位。1992在中国科学院生物物理研究所获得分子生物学硕士学位。1993年至1999年，在美国达特茅斯学院攻读分子遗传学博士学位，师从2024年诺贝尔生理及医学奖得主 Victor Ambros 教授。2000至2006年在美国加州大学旧金山分校担任霍华德休斯博士后研究员。学术背景与成就1. 细胞极性和肿瘤抑制蛋白的细胞生物学洪扬在匹兹堡大学医学院的细胞生物学实验室在细胞极性和肿瘤抑制蛋白的细胞生物学方面做出了开创性贡献。原创性的发现重要细胞极性蛋白和抑癌蛋白的膜定位及功能可以被缺氧和ATP调控，揭示了一个全新的基于蛋白和膜之间静电相互作用的分子生物学调制机理，解决了细胞极性及癌症生物学领域中长期存在一个难题，即磷酸化如何抑制特定极性蛋白和抑癌蛋白靶向膜定位和功能。同时首创性的揭示了缺氧和ATP耗竭在调节细胞极性，组织缺血损伤以及癌症发生中的一个可能的关键生物学机制，即ATP耗竭对细胞膜磷酸脂类 PI4P，PI(4,5)P2 的调控。核心论文及相关综述已发表在世界著名学术刊物《科学》（Science）,《细胞生物学杂志》（Journal of Cell Biology）,《eLife》,《发育》（Development）,《 冷泉港生物学展望》（Cold Spring Harbor Perspective in Biology）等。该项研究课题在美国国立健康研究院基金支持下继续深入中。2. 细胞极性的分子生物学机理洪扬在博士后研究期间，师从美国科学院院士、霍华德休斯研究员 Yuh-Nung Jan 和 Lily Jan 教授，开始研究细胞极性的分子生物机理。首次在克隆鉴定了重要的极性蛋白基因 Stardust，揭示了其在上皮细胞和感光细胞发育和极化中的分子生物学机理。在匹兹堡大学医学院建立自己的实验室后继续研究细胞极性，开发了大量定量实时成像工具，揭示了细胞极性蛋白对在细胞极化过程中对粘附连接调节机制。关键文章发表在世界著名学术刊物《自然》（Nature），《美国科学院院报》（PNAS），《发育》（Development），《细胞科学杂志》（Journal of Cell Science）等杂志上。洪扬还开发了原创性的“基因组工程”方法，用于高效和针对性地编辑改造基因组。该方法在《美国科学院院报》等顶级学术期刊上发表，已被全球超过三百个实验室广泛采用，引用次数超过600次。合作与成就洪扬与李华顺教授在超级NK细胞的药物研发方面展开了深入合作。他们的工作集中在超级NK细胞在抗衰老、防癌和抗癌方面的应用。通过他们的研究，超级NK细胞在免疫治疗中的应用得到了进一步的拓展，为癌症患者带来了新的希望。此外，洪扬在囊泡（外泌体）运输方面的研究也取得了重要进展。他与李华顺教授团队成员一起，揭示了囊泡（外泌体）在细胞间信号传递和物质运输中的作用。特别是他们在《Cell Research》上发表的研究（2016年），进一步完善了囊泡形成和运输的基本原理。这一发现与2013年诺贝尔生理学或医学奖得主James Rothman、Randy W. Schekman和Thomas C. Südhof的工作相呼应，为理解囊泡的形成和运输机制提供了新的视角。发表论文洪扬的研究成果发表在全球顶级学术期刊上，包括《自然》(Nature)，《科学》(Science)，《美国科学院院报》(PNAS)，《细胞生物学杂志》(Journal of Cell Biology)，《eLife》,《发育》（Development) 等。学术荣誉洪扬获得了多项学术荣誉，包括美国癌症协会研究学者奖（Research Scholar Award of American Cancer Society），国际千人专家学会（Faculty1000）会员。他还担任多个国际学术期刊的审稿专家，并参与了多项美国国立健康研究院（NIH），美国国家科学基金（NSF），英国生物科技与生物科学基金，英国MRC基金，加拿大创新基金等的评审工作。学术交流与合作洪扬积极与国际同行进行学术交流与合作，2019至今在上海交通大学致远学院担任客座教授。他与多位知名科学家合作发表论文，共同推动细胞生物学领域的发展。洪扬的学术成就不仅体现在他的研究成果上，还在于他对年轻科学家的培养和支持。他的工作为细胞生物学领域的发展做出了重要贡献，并为未来的研究提供了新的思路和方法。