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加州大学尔湾分校新闻

他用理论物理学来解释癌症

赫伯特•莱文(Herbert Levine)可以准确地指出,上世纪90年代的一个时刻,巩固了他从理论物理学向生物物理学研究的转变。莱文是东北大学著名的物理学教授,他说他正在寻找生物学中类似于他的物理研究的问题,当时他的物理研究是研究化学系统中的波。最后,莱文的一个学生找到了一本描述生物学中类似现象的书。最好的部分?

莱文说:“写这本书的人的办公室离我的办公室有100米远。“我从未见过他,也不知道他在做什么。”

莱文与他的同事见面,了解更多有关研究生物系统的方法和方法。莱文说,最初的会面变成了15年的合作。

他说:“这是某种精心设计的机缘巧合。”他指出,当时物理学的一般知识已经发展到可以应用于其他领域的程度。“问题只是找一个能帮你驾驭陌生语言的人。在过去25年左右的时间里,i’i一直在各种不同的情况下这样做。”

赫伯特莱文,大学杰出的物理学教授,在新成立的哺乳动物生物学和复杂疾病基础物理中心。照片由Ruby Wallau/东北大学拍摄

2019年1月,莱文从莱斯大学来到东北大学,成为东北大学“游戏改变者”计划的第一批招募教师。他本科就读于麻省理工学院,他说他很高兴能与波士顿的一切重新联系起来——甚至是天气。

他说:“当我告诉人们这一点时,他们认为这是疯了。”“但i’很高兴来到这里,很高兴参加我认为对东北大学来说非常激动人心的时刻。”

东北大学的第一位美国国家科学院院士莱文说,他最初用理论物理学来研究像细菌这样的简单微生物。今天,他将物理学、数学和计算的思想应用到生物医学,特别是癌症科学中。

莱文说,他的研究调查了癌症在基本层面上是如何传播的,以及为什么有些治疗方法对某些病人有效,而对其他病人无效。他之前的工作重点是利用计算来了解肺细胞是如何变化和转移的,例如,转移到身体的不同部位。

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生物物理学家是第一个通过“游戏规则改变者”倡议招募的教授


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“在某种意义上,我们建立了一个细胞类型的数学模型,”他说,这有助于更好地理解转移是如何在细胞水平上发生的。“它提供了一个新的视角,让我们了解敌人是什么样的,以及哪些细胞和细胞行为对肿瘤的转移至关重要。”

莱文说,这项工作有助于指导新一代研究肿瘤转移的实验。

他的最新研究集中在免疫疗法上,这是一种利用人体免疫系统对抗癌症的癌症疗法。虽然免疫疗法对某些癌症非常有效,但这种方法对许多病人仍然不起作用。莱文说,研究人员并不完全理解为什么一些免疫疗法和其他疗法只对一小部分人有效。莱文说,由于癌症治疗可能会产生严重的副作用,所以更好地了解谁最有可能从这些治疗中受益是很重要的。

莱文说:“在临床领域,如果你能想出一种方法,可以帮助20%的重病患者,那就太好了。”但从基本观点来看,这是一个明显的科学之谜。有人能事先预测出哪些人会做出反应吗?”

莱文正在探索这些问题,他说,这些问题最终可能帮助研究人员开发出更好的方法来预测和预防癌症的进展。但是,Levine说,该团队专注于解决基本问题,而不是直接的临床应用。

他说:“我们可以在不真正看基本面的情况下取得进展。有时候,你可以通过做不同的实验,纯粹凭经验来取得进步,这很好,”他说。“还有一些问题会让你陷入困境,你只需要对事情的运作方式有一些更基本的了解。这正是我们想做的。”

莱文说,他对加入东北大学感到兴奋的原因之一是有机会组建一个团队来推进这项多学科的工作。最终,他计划成立一个新的研究中心,研究哺乳动物生物学和复杂疾病的物理学基础,该中心将利用东北大学现有教员和新招募人员的专业知识。

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新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.northeastern.edu/2019/08/22/how-theoretical-biophysicist-herbert-levine-uses-computation-and-medical-engineering-to-better-understand-cancer-metastasis-and-immunotherapy/