“学生好评度高”是张洋众多标签中的一个。
夏令营招生一结束，想报名加入张洋课题组的学生便络绎不绝，报名人数比原定名额超了近一倍。
第一个幸运加入张洋课题组的曹坤对张洋印象是“没有丝毫架子”，他和初进组的几个小伙伴染着不同色系的头发，是实验室里“不和谐”的显眼包。
“张老师对我们没有那么多限制，即便我们提出的科研想法尚显幼稚，他也不会立刻反驳，而是仔细听完大家的想法，再去引导大家。”曹坤说。
公共桌上张洋投放的各种零食水果供应不断，墙上挂着组员们各展风采的搞怪照片。前不久因为给成功上岸和当月生日的组员庆贺，大家一个月已经集体吃了3轮蛋糕，曹坤苦恼地说，“我已经胖了三十斤了。”
史培尚却不是因为这里HappyHour多就加入，他选择张洋是因为听说他“够卷够努力”。正值博二的史培尚印象最深的就是刚到实验室时，张洋穿着白大褂帮他一起复苏细胞。
“跟着努力的老师才比较有出路”，史培尚和课题组几个小伙伴每天一大早来到实验室，忙碌到晚上十一点才回家，往往这个时候张洋仍在实验室工作。
对于科研刚起步的学生，单凭自己推进课题还有些困难，张洋几乎是手把手地为他们保驾护航，“第一个课题从实验设计到结果分析，我会手把手的教学，实验方法、实验思路我会讲得非常细”。张洋为学生考虑的是更长远的职业发展，初期最重要的是激发学生的兴趣和成就感，让他们能在科研这条路上坚持下去。
史培尚正在研究的是一个可能作为癌症治疗靶点的新型蛋白，张洋时常给他推送一些和他课题相关但他不会留意到的文献，“张老师会读非常多的文献，然后反复启发你如何验证文献的关键结论，结合自己的课题做出合理的实验设计”，张洋课题组是一个学生一个独立课题，每个课题的背调以及前期预实验上张洋都会做足功课，保证学生的大方向不出错。每天和不同学生交流，大家笑称张洋大脑要切换N个频道。
“他24小时待机的，你可以一天7、8次地找张老师沟通实验细节”，从科研助理转为学生的蔡梦雅感受到张洋为每个学生前途着想的真心，他对学生的课题都非常上心，“学生出去讲报告、开题，有时候我们自己都没那么紧张，他紧张得睡不着觉”，为了能随时关注到学生们的情况，张洋谨记他博后导师的叮嘱，“你一定要跟学生坐在一起，这样你就能体谅学生的难处了”，因此他选择了坐在学生附近。
刚开始博士名额还比较紧缺，张洋为争取名额东奔西走，做了各种尝试。在张洋的努力下，课题组的成员一个不少地都有了着落。
对于基础比较薄弱的学生，张洋也会因材施教，引导他们能养成良好的科学习惯和逻辑思维能力，让进展缓慢的小白，打好基础，大胆上手，也能最终独立完成课题。在张洋亦师亦友，亦严亦暖的背后是对学生的深切关心。
张洋说，自己培养学生的方式是自己导师言传身教的延续，他也正是一步步从导师那里汲取经验、不断学习的。
而与这位人生导师的结缘，始于张洋科研生涯中的一次跨越式转折。
张洋课题组合影
2015年已经博士毕业踏上工作岗位的张洋，决定给自己已经钻研10年的医工方向重新洗牌。
尽管过去在科研上也解决了一些问题，但那仿佛是为一台精密仪器做着细微的修补，而想要彻底革新这台仪器还需要更透彻地理解其运作的原理。
面对人体这个精密的仪器，张洋的内心已不满足于浮于表面的从外观测，在他的内心萌发着一种强烈的渴望——去解决那些未曾被攻克的生物学问题，揭开那些依旧被迷雾笼罩的生理现象。
这个想法如同一颗种子，在张洋心里逐渐生根发芽，并彻底改变了他后来的科研道路。跨专业是一个需要“智勇双全”的选择，张洋把目光投向大洋彼岸，“做个有志向的人，做些有意义的事”，张洋的父母一如既往地鼓励和支持着他。
在学术的岔路口，张洋选择突破自己的舒适区：进入完全陌生的离子与磷脂跨膜转运领域，加入杜克大学杨黄河课题组做博士后。
当时，张洋的工科背景正好填补了杨教授课题组的空白。张洋不仅自主搭建了光学成像系统、动物行为学监测的仪器等，还创造了许多新颖的检测工具。通过这些创新，在活体水平上为分子、细胞水平的研究提供了重要的数据支撑。此外，实验室所有的硬件控制与数据采集、实验室处理数据的程序也都是他编写的，这些大大节省了购买仪器的费用，并显著提高了全员的工作效率。
然而，令杨教授惊讶的不仅仅是张洋的工程能力，更在于他对生物学的极大热情。对于高阶版本的生物学，张洋少有接触，有两个月的时间，他不分昼夜地恶补生物学的基础知识，在杨教授耐心地启发下，他将工科解决问题的方式、方法与生物学的研究完美结合。
穿梭在杜克大学哥特式的建筑中，张洋的科研生活可以用“两点一线”来形容。他几乎从早到晚泡在实验室里，周末唯一的休息时间就是给自己做家务和准备一周的饭食。土豆炖牛肉成了他的“拿手好菜”，每次分成七小份，放进冰箱解决一周的餐饮问题。
随着时间的推移，张洋利用自身工科的优势，逐渐啃下跨学科的“硬骨头”。他涉足的第一个全新领域就是离子通道中的冷门问题。
对于神经元膜兴奋性的调控问题，大多数研究集中在钠离子、钾离子、钙离子等阳离子的研究，但如氯离子这样的阴离子在神经元中的生理重要性却被忽视了。
摆在张洋面前的全新问题是氯离子在神经元中的功能是什么。张洋大量查阅文献，不断地做着各种尝试，一点点探索着这片未知的领域。
尽管科研工作繁重，但课题组的人都乐在其中，“大家只关心科研本身，生活非常纯粹。”对张洋来说，科研不仅仅是一份工作，更是心灵的栖息地。即便有时通宵达旦地做实验，但每当他踏进实验室，内心便涌现出一种宁静与愉悦。
显微镜下的未知世界驱散了困倦与疲惫，TMEM16B通道可以想象成细胞膜上的“门”，这个门在钙离子的“钥匙”作用下打开，允许氯离子通过。张洋的研究显示，这个“门”在下橄榄核的神经元中很活跃，它和其他钙通道配合，帮助调节神经信号的发射，就像协调演奏的乐团，让每个乐器的声音都能和谐地融入音乐中。
成像设备区成了张洋的第二个家，灯光在夜晚从不熄灭，张洋常常工作到深夜，出来时发现杨教授的办公室依旧亮着灯，这样的情景经常重复。彼时对于这些细胞膜事件上的研究，张洋还处于扎根阶段，杨教授耐心地与他探讨问题，时常到凌晨两三点钟，成了他们频繁的“学术夜话”。
张洋与杜克大学博士后导师杨黄河
“科研需要久久为功，”张洋深知这个道理。从小，他就是那种能坐得住的人，曾经为了把一本书读透，他会把书皮翻烂，抱着晦涩难懂的史书，沉浸其中。他知道，真正的突破源自时间的沉淀。
随着清晰的数据慢慢浮现，实验中的那些曲折也仿佛变得有了意义。张洋发现当缺少TMEM16B通道时，小鼠在这种运动学习中表现出明显的困难，揭示了氯离子通道的重要性。研究阐明了TMEM16B通道对神经细胞兴奋性的调节作用，进而影响小脑的运动学习功能。（Neuron 2017）。
如果说氯离子通道的发现让张洋在跨学科的道路上站稳了脚跟，那么他真正的独立探索则始于一系列看似偶然的事件。这些偶然，仿佛命运精心铺设的一条必经之路，引导他沿着问题的足迹，深刻叩问自己科研的意义。
张洋聚焦在研究TMEM16——这把开启很多重要生理功能和病理机制的神秘钥匙。TMEM16家族中的TMEM16F作为一种磷脂翻转酶，早已被认为在血小板凝血功能中扮演重要角色，但它的其他潜在功能却一直是个谜。
为了更全面地了解TMEM16F，课题组敲除了小鼠体内的这个基因，希望能够通过对比正常小鼠和敲除小鼠的表现，发现更多有趣的线索。
然而，最初的实验结果却令人失望。无论是观察大脑、肌肉，还是其他常规生理功能，敲除TMEM16F的小鼠表现得与正常小鼠几乎没有差别。
成员们开始质疑也许TMEM16F与其他一些复杂功能无关。张洋也有些迷惑，但他还是坚信一定有不一样的地方隐藏在不被人关注的缝隙里。
张洋决定解剖一个孕期的TMEM16F小鼠，功夫不负有心人，他惊奇地发现正常小鼠的胎盘呈现出健康的红润色，血液充盈，而敲除TMEM16F的小鼠胎盘却呈现出异常的白色斑块，仿佛缺乏生命的气息。
张洋意识到这一发现极不寻常，可能是TMEM16F在胎盘发育中的重要作用的关键线索。
张洋开始深入研究这些白色斑块胎盘背后的秘密。他发现，敲除TMEM16F的小鼠胎盘在靠近胎儿一侧的合体滋养层细胞几乎完全消失了。正常情况下，这些细胞通过融合形成一个保护屏障，确保胎儿与母体之间的营养和免疫物质的正常交换。但没有TMEM16F，小鼠的胎盘无法有效形成融合滋养层细胞，导致胎儿营养供给不足，血管发育受阻，最终导致胎儿在围产期死亡。
人早孕胎盘绒毛TMEM16F染色
在未知的探索中，张洋也时常被自然的鬼斧神工所震撼。原来，TMEM16F不仅仅是一个简单的磷脂翻转酶，它在胎盘形成过程中扮演了一个关键角色——细胞融合，这个至关重要的生物过程，似乎与它有着密不可分的联系。或许，这个胎盘的白色斑块就是命运的低语，揭示了TMEM16F在生物进化与繁殖中的重要性。
通过恢复敲除小鼠体内的TMEM16F基因，张洋发现细胞的融合能力得到了恢复。进一步的研究表明，磷脂酰丝氨酸的外化是细胞融合的关键触发信号，而这种外化正是由TMEM16F介导的。
张洋意识到，磷脂酰丝氨酸不仅仅是凋亡信号，它在细胞融合过程中扮演着更为复杂的角色。这种全新的机制为科学界提供了理解细胞融合，包括细胞-细胞、病毒-细胞融合等一系列复杂生物过程的新视角（Science Advances 2020）。基于他的研究，大家在后续陆续验证了TMEM16F的广谱抗病毒效果。
这次发现让张洋明白，磷脂并不仅仅是细胞膜的结构成分，它们的功能远超出传统认知。磷脂的动态变化对细胞的生理功能有深远的影响。
自从发现胎盘中的白色斑块后，张洋便一头扎进了磷脂的研究中。他的研究逐渐扩展到了磷脂动态的全局视角。
徜徉在杜克大学的学术殿堂，张洋有很多机会与科学界顶尖人物的思想碰撞，在这里，张洋遇到了一位重要的邻居：Vann Bennett。Bennett教授是一位享誉国际的细胞生物学家，以其在细胞骨架研究中的卓越贡献而闻名。
在与Bennett教授的几次交流中，他反复对张洋强调：“你一定要关注真正有意义的东西。科学不仅仅是解决一个分子的问题，而是要解决现实中真正困扰人们的难题。”
Bennett教授告诉张洋一个找有价值问题的巧妙办法就是多跟临床医生聊聊，“一定要关注临床上大家的需求。”
这番话深深触动着张洋，他认识到，自己在实验室中追求的种种细节，或许只是科学大海中的一滴水。而真正能推动科学进步的，是那些能够解决现实问题的研究，是那些能在临床上产生实际影响的发现。
他希望自己的研究，不仅仅是在细胞生物学领域揭示更多基础机制，也能为许多与细胞膜功能异常相关的疾病带来潜在的治疗方案。
接下来的研究，张洋更加注重细胞膜上的信号传递和疾病的关联。他开始寻求专注于疾病研究的合作伙伴。解决疾病问题的种子，最早在肿瘤领域开花结果，在与UTSW的张青教授合作中，他们发现了调控三阴性乳腺癌（TNBC）的关键基因——γ-丁酰-β-羟化酶1（BBOX1），为三阴性乳腺癌的治疗提供了新方向（Cancer Discovery 2020）。在治疗罕见的失神性癫痫病例中，张洋和合作伙伴发现了抑制BK通道的超活跃状态能有效缓解癫痫发作和运动障碍（PNAS 2022）。
在磷脂信号调控的研究中，张洋发现通过调控磷脂翻转酶的活性能调控多种生理过程（eLife 2022，eLife 2024）。在遗传性干细胞增多症（HX）患者的红细胞中，张洋发现了机械力敏感离子通道PIEZO1和磷脂翻转酶TMEM16F耦合增强，导致红细胞表面暴露出大量的磷脂酰丝氨酸，加剧红细胞在脾脏中的回收，从而导致贫血、脾脏肿大、血栓等。张洋成功找到PIEZO1通道的抑制剂，解决了困扰很多年的PIEZO相关疾病无药可用的问题。（Blood 2024）。
血液疾病中的TMEM16F
从这些研究中张洋意识到离子和磷脂的运输在细胞生理中的重要性。它们不仅是某种特定疾病的关键调节因子，更是多个生理过程的核心控制者，涵盖了广泛的生物功能。
张洋深知，科学的进步不仅在于解决一个个单独的问题，而在于发现这些问题背后的共同机制，从而提出具有广泛应用潜力的解决方案。
未来，张洋计划进一步深化这些研究，不仅在实验室内探索底层的机制，还希望将这些理论应用于临床，开发出新的诊断和治疗方法，减轻患者的痛苦。另一方面，张洋也将继续用心培养下一代科研人才，为他们点亮前行的灯塔。
在实验室的每一个角落，张洋都感受到了一种深刻的连接——他与这些微观世界的联系，他与那些等待治疗的患者之间的桥梁，以及与科研新生代之间的传承，这无限的可能时刻推动他努力把每一个理论的突破转化为实际的福祉，真正将科学的光芒照进每一个需要的地方。
张洋博士于2009年获华中科技大学生物医学工程专业学士学位，2014年获华中科技大学生物医学工程专业博士学位。2014年加入中国科学院深圳先进技术研究院任助理研究员。自 2015 年起，在杜克大学生物化学系进行博士后训练。2022年全职加入深圳湾实验室分子生理学研究所，任职特聘研究员。张洋博士以通讯作者或第一作者（含共同）在Neuron、Blood、Science Advances、eLife（2篇）、IEEE Transactions on Medical imaging 等期刊发表多篇论文。授权发明专利4项。2016年获得Joy Cappe青年科学家奖，2017年获Burroughs Wellcome Fund 合作研究奖，2019年获Layton Holladay Memorial Fund基金会奖，2022年获Gordon Research Conference Best Poster Presentation奖。张洋博士的主要研究成果为：1. 理解TMEM16钙调离子通道与钙调磷脂翻转酶的生理与病理功能。a)发现新型钙调氯离子通道在小脑运动学习中的功能 ；b)揭示磷脂信号在调控细胞融合、凝血、免疫应答等重要生理过程中的功能；c)阐明生理与病理条件下钙信号的调控。2. 新型成像技术与监测方法的发展。包括用于理解离子、磷脂跨膜运输的活体成像方法、光学标记技术以及无损的行为学监测手段。
张洋课题组聚焦离子、磷脂跨膜运输的生理功能研究。课题组运用多种生物学方法，结合电生理、光学成像等技术手段，研究离子通道与磷脂翻转酶在生理与病理中的功能，为发育异常、凝血功能障碍、肿瘤、孕期复杂疾病等提供治疗方法。
招聘信息：
http://zhanglab.szbl.ac.cn/currentopenings/
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撰稿 | 鍮 鍮
编辑 | 白 白
责编 | 远 山
