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Dr Xiaojie Qiu holding testing equipment in lab.

邱晓杰博士加入斯坦福大学攻克先天性心脏病的宏伟计划

邱晓杰在中国农村一个偏远小镇长大,早年生活艰辛。他10岁时父亲因工伤去世,之后被送到家与祖父母一起生活。祖父母家境并不富裕,但却非常重视他的教育。

“他们是世界上最好的祖父母,”邱回忆道。“他们虽然没有受过高等教育,但他们重视教育,并支持我追求梦想。”

邱在学业上表现优异,每天学习长达16个小时,并考入了当地顶尖学校。他对科学的兴趣日益浓厚,他的学术之路将他带到了美国,在那里,他的研究引起了全国的关注,并登上了著名期刊《细胞》的封面。

2023年12月,邱来到斯坦福大学,成为贝蒂·艾琳·摩尔儿童心脏中心基础科学与工程(BASE)计划的第四位团队成员。BASE是一项独一无二的研究项目,旨在了解并最终治愈先天性心脏病(CHD)。BASE汇集了来自不同科学领域的研究人员,共同探索应对CHD的新方法。在美国,每100名婴儿中就有1名患有CHD。

作为遗传学和计算机科学助理教授,邱教授正利用单细胞基因组学和机器学习技术攻克心脏研究的关键挑战。近期的技术进步使得同时研究数百万个细胞成为可能,从而帮助我们了解器官的形成过程。然而,我们仍然无法精确掌握每个细胞在器官中的位置,也无法追踪细胞随时间的变化。邱教授正在开创性地探索克服这些障碍的方法,并帮助研究人员绘制出一张类似于谷歌地球的地图,从细胞层面展现心脏病的发展过程。

“我一开始就知道,要了解心脏病,我们需要知道基因何时何地开始表现出与健康心脏中不同的行为,”邱教授说。“要获得这些答案,我们需要在时间和空间上研究数百万个细胞以及每个细胞中数千个基因。我的方法首次使我们能够追踪单个细胞表达的基因,这将有助于我们了解哪些细胞与心脏病相关,以及它们在心脏发育的哪个阶段出现这种关联。”

邱的研究将为BASE团队的其他成员提供精辟的新见解,供他们在工作中应用。

BASE主任、德怀特和维拉·邓利维儿科心脏病学教授马琳·拉比诺维奇医学博士对邱晓杰带来的知识感到无比振奋。“邱晓杰正在做一件前所未有的事情,”拉比诺维奇说,“他独特的专业知识,以及它如何与整个BASE团队的工作相辅相成,创造了改变这一领域并改变众多儿童命运的潜力。”

BASE的另一位科学家马克·斯凯勒-斯科特博士对邱晓杰的研究潜力感到兴奋。“作为一名3D生物打印工程师,我认为邱晓杰的图谱就像是构建心脏的操作手册,”斯凯勒-斯科特说。“他高超的计算能力是BASE成功的基石。”

目前,邱教授正致力于运用他的新技术,绘制小鼠心脏从早期发育到完全成形的三维模型。他的目标是绘制人类胚胎的三维模型。

邱晓杰近期收到慈善家潘塔斯·苏塔尔贾和丁楚克慷慨捐赠,用于支持该项目。“我们很高兴能与邱晓杰合作,共同推进他开创性的工作,以期加深对先天性心脏病的认识,”苏塔尔贾和楚克表示,“我们期待着在未来几年里,与邱晓杰以及整个BASE团队共同庆祝他们取得的成就。”

“我非常感激自己能身处现在的位置,与杰出的科学家们一起解决重大问题,”邱说。“我感谢我的家人一直以来对我的支持,也为自己克服重重困难、实现梦想而感到自豪。”

本文最初发表于 2024 年秋季刊 帕卡德儿童新闻.

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