学者新动力 | 微量元素世界中的“硒引力”
学过化学元素周期表的都可能对这个“34硒78.96(selenium)”有过一面之缘，但是并没有更多的印象。其实，硒是人体必需的一种微量元素，对于人体免疫系统、肝脏、肾脏、生殖系统、肠道等的健康具有明确的生物学功能。中华人民共和国国家卫生健康委员会颁布的卫生行业标准《中国居民膳食营养素参考摄入量 第3部分：微量元素》（WS/T 578.3-2017）中成人每日硒摄入推荐量为60-400 微克。
但是，中国是一个典型的硒资源分布不均匀的国家，既有从东北到西南的连片土壤缺硒带，表层土壤总硒含量不到0.125 mg/kg，导致当地食物硒含量较低。当地居民存在硒摄入缺乏的风险（图1）；目前也发现在湖北恩施、陕西安康、安徽石台、湖南桃源、广西等地存在天然富硒土壤（表层土壤总硒含量超过0.400 mg/kg）（图1），有待开发利用。因此，如何科学开发利用天然硒资源、同时缓解缺硒人群的硒缺乏健康风险，就成为亟需研究的科学问题。
图1：中国硒元素生态景观分布图
参考：李海蓉 等，生物技术进展，2017, 7(5): 381-386
MI LAB
在西交利物浦大学健康与环境科学系，有一位在微量元素硒领域潜心研究多年的学者，他就是袁林喜博士。“我们在西交利物浦大学组建了Micro-Interactions Lab，简称“MI Lab”，重点关注Micro-element、Micro-organism和Micro-health三者之间的相互作用(Interactions)，其中，Micro-element是指硒、碘等微量元素，Micro-organism是指植物根际-内生微生物和人体肠道微生物，Micro-health是指基于微量元素与微生物的植物/人体的健康效应，从而构建基于微量元素，特别是微量元素硒在土壤-植物-人体之间的健康效用的研究、评价与应用体系。”袁林喜博士介绍道。
西浦健康与环境科学系副教授 袁林喜博士
随后，袁林喜博士带我们看到了“镇室之宝”——中国独有的硒超积累植物壶瓶碎米荠(Cardamine hupingshanensis)(图2)。壶瓶碎米荠于2008年被白宏锋等在湖南壶瓶山自然保护区首次发现并命名(Bai et al., 2008) (Bai Hongfeng, Chen Liangbi, Liu Keming, Liu Linhan (2008) A new species of Cardamine (Brassicaceae) from Hunan, China. Novon 18: 135-137.)、2013年被袁林喜等定义为硒超积累植物(Yuan et al., 2013) (Yuan Linxi, Zhu Yuanyuan, Lin Zhiqing, Banuelos Gary, Li Wei, Yin Xuebin (2013) A novel selenocystine-accumulating plant in selenium-mine drainage area in Enshi, China. Plos One 8 (6): e65615.)，是目前唯一一种中国境内的硒超积累植物，属于十字花科碎米荠属二年生或多年生草本植物，在恩施硒矿区自然生长条件下，在根中可累积硒高达8000 mg/kg, 在其叶中也可累积硒高达3000 mg/kg(Yuan et al., 2013)。
图2：壶瓶碎米荠
袁林喜博士团队已通过水培及土培的方式成功实现了在苏州对壶瓶碎米荠的异地栽培，为进一步通过壶瓶碎米荠作为研究材料开展微量元素硒-微生物-微健康之间的相互作用提供了重要基础。目前，受西交利物浦大学博士研究项目的资助，施文尧博士生正在开展微量元素硒与重金属镉之间的相互作用过程与机制的研究；与中国科学技术大学联合培养博士生臧华伟正在开展壶瓶碎米荠根际-内生微生物对植物硒超积累的作用机制的研究；同时，受农业农村部富硒产品开发与质量控制重点实验室开放基金的资助，开展壶瓶碎米荠在异地栽培条件下的根际微生物的变化以及改良技术研究。
产学研校企合作
“没想到，没想到！”让袁林喜博士大呼“没想到”的是其代表西交利物浦大学与苏州硒泰克生物科技有限公司达成的“富硒益生菌功能食品”科技成果转移转化项目获得 “江苏省2021年度‘揭榜挂帅’技术转移品牌活动专项奖”。
袁林喜博士介绍，“本项目是将益生菌作为微量元素硒转化的载体，开发硒含量稳定、形态安全、具有益生菌活性的富硒益生菌功能食品，具有补充硒膳食摄入和调节肠道微生物健康的双重功效，甚至可能具有“1+1＞2”的效果。”这个产学研合作说明微量元素硒具有广泛的市场需求，而能获得江苏省2021年度技术转移品牌活动专项奖也体现了评委专家对微量元素硒的广泛认可。同时，这项产学研合作也为下一步通过富硒益生菌研究硒与肠道微生物的相互作用提供了可能。
“技术成果转移转化已成为高校科研发展的大趋势。”袁林喜博士有感而发。这次产学研的成功对接，让研究团队认识到小微企业对协同创新的广泛需求，这是因为在目前的创新政策驱动下，小微企业的专利布局意识也越来越强，对研发需求也越来越大，从而为高校科研团队提供了越来越多的产学研合作机会。“因此，我们要关注苏州的小微型科技企业，发掘小微型科技企业的研发需求，从而开拓产学研校企合作的小微模式，这也将是对西交利物浦大学3.0模式的有益探索与补充。”袁林喜博士认为。
Micro-One Health
自2019年以来，在西浦的大力支持下，袁林喜博士便开始对其团队科研方向进行战略架构规划，经过多年的探索，确定团队科研目标紧紧围绕微量元素的同一健康(One Health)理念，基于微量元素、微生物和微健康“三位一体”的架构，探索微量元素在土壤、植物根际、植物体内、食物、人体肠道等生态系统中的健康效应与相互作用，发展“One Health”理论在微量元素体系中的外延与内涵，即微量元素同一健康理论(Micro-One Health)。目前已构建“1个目标2个抓手3个方向1个平台”的“1231”科研项目实施体系。
小小的元素大大的能量。袁林喜博士透露，未来研究团队将在硒超积累植物资源化、利用微量元素调理修复土壤重金属污染、根际微生物硒营养强化等方面开展一些成果市场化的尝试，进一步推进产学研校企合作，值得期待。
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（编辑：邢思斯 | 审核：姚怡）
