在探索生命科学的道路上，我们发现手性如同一把神奇的钥匙，能够解开许多生命活动的奥秘。手性是生命体的基本属性，手性在生命活动中扮演着重要的角色，但是目前还没有一门系统的、专门的学科来研究手性与生命体之间的相互作用关系，鉴于此，本文提出手性生物学概念，正如牛顿发现万有引力定律为物理学开创新纪元一样，期待手性生物学能为生命科学带来新的突破。
导 读
当您对着镜子，是否曾注意到左右手的完美对称却又不完全相同？这种现象在自然界中普遍存在，科学家称之为"手性"。就像钥匙必须与锁完全匹配才能开门一样，生命体内的分子也需要特定的手性才能发挥作用。从DNA的双螺旋结构到药物分子的治疗效果，手性都在默默地主导着生命活动。基于这种独特的现象，我们提出了"手性生物学"这一全新概念。这是一门融合化学、生物学、物理学和医学的交叉学科，致力于揭示手性在生命过程中的奥秘，通过研究手性物质在生物体内的产生、功能与调控，以及它们与外部手性物质的互动，这将开启理解生命的新维度。
图1 图文摘要
基于生物固有的手性特性及其对外部手性物质的选择性响应，本文提出了手性在生物系统中的三个研究方向，以全面评价手性与生命的关系。
(1)手性组织工程：仿生修复的艺术
组织工程是将细胞生物学与材料科学相结合，在体外或体内构建组织或器官的一门新兴学科。它也可以被理解为一门仿生构造活组织的学科。组织工程三要素：支架材料、细胞和生长信息（蛋白质因子和电信号）。细胞和生长因子是生命本身的组成部分，而大多数支架材料是从外部引入的，与生物体内的微环境不匹配。因此仿生材料就显得尤为重要，而手性又是生物体的重要组成部分，因此仿生手性支架材料是组织工程支架最重要的组成部分。与传统组织工程相比，手性组织工程具有更强的仿生、组织相容性和生物活性。
(2)手性检测：疾病的分子指纹
识别和检测不同的生物标志物对疾病的诊断、评估疾病进展甚至治疗方法的发展都很重要。生物标志物的一个优点是很多都是手性的，因此通过检测标志物的手性结构变化或手性平衡失调可以识别疾病相关的生物标志物，进而实现疾病诊断。
(3)手性治疗：精准医疗的新武器
首先，同分子的不同手性分子在生物体中具有不同的活性和治疗作用。例如，许多药物的不同对映体在机体中具有完全不同的作用，一种对映体可能具有治疗作用，而另一种对映体可能无效甚至有害。通过手性结构调控，可以合成具有特定生物活性的手性药物，提高药物的有效性和安全性。其次，手性结构在疾病发生和发展中起着关键作用。例如，蛋白质和核酸等生物大分子的手性结构决定了它们的相互作用和功能。通过操纵手性结构，可以设计具有特定识别功能的生物传感器和诊断工具，开发治疗和逆转疾病的药物。通过化学、物理和生物学方法等手段，实现对手性结构的精确调控，从而设计出具有特定性能的手性材料和功能器件，达到疾病治疗的目的。
总结与展望
手性物质在生物体内的演变规律及其与生物体的选择性互动为我们打开了一扇理解生命本质的新窗口。手性生物学作为一门新兴学科，致力于深入研究手性与生命活动的内在联系，最终将手性作为研究生物体的工具，如手性组织工程、诊断疾病的手性策略、治疗疾病的手性策略等。从手性组织工程到疾病诊疗的手性策略，尽管开发过程中存在诸多挑战，但在应对全球环境变化和人口老龄化带来的健康挑战方面，手性生物学可能提供全新的解决思路。这一领域的深入研究不仅有望揭示生命现象的本质规律，更可能为人类健康带来突破性进展。让我们以更开阔的视野，投入这场探究生命镜像奥秘的科学征程。
责任编辑
孙文龙 山东理工大学
秦 翔 电子科技大学
扫二维码 阅读原文
原文链接：https://www.the-innovation.org/article/doi/10.59717/j.xinn-life.2025.100138
本文内容来自The Innovation 姊妹期刊 The Innovation Life 第3卷第3期发表的Editorial文章“Chiral biology: An unusual perspective on chirality-induced cell behaviors and life phenomenon” (投稿: 2025-01-21；接收: 2025-04-11；在线刊出:2025-04-17)。
DOI：10.59717/j.xinn-life.2025.100138
引用格式：Zhou C., Ji Y., Liu W., et al. (2025). Chiral biology: An unusual perspective on chirality-induced cell behaviors and life phenomenon. The Innovation Life 3: 100138.
作者简介
周 超 上海交通大学医学院附属第六人民医院副研究员，理学博士。长期致力于骨组织结构及手性生物材料、天然生物材料和组织损伤修复的研究，担任Biomaterials Translational青年编委，Exploration青年编委，Advanced Powder Materials青工委等。主持国家自然科学基金青年基金，上海市超级博士后人才项目，上海高校教师产学研践习计划项目等；参与上海市科委项目、上海市卫健委项目等。作为第一作者/通讯作者在Advanced Materials、Adv. Funct. Mater.、Bioactive materials、ACS Nano等期刊发表SCI论文16篇，申请国家发明专利20余项，其中授权8项。受邀在2024中国生物陶瓷大会，第十一届全国分子手性学术研讨会等高水平学术会议上进行大会发言。负责项目获上海市博士后创新创业大赛优胜奖，中国医疗器械创新创业大赛骨科类别赛二等奖等。
范存义 上海交通大学二级教授，医学博士，博士生导师。国家骨科医学中心学科带头人，上海骨科新材料与修复再生工程技术研究中心主任。中国老年保健协会副会长兼骨科临床研究与应用分会主任委员、中国医师协会手外科分会副会长、上海医师协会手外科分会会长；全国抗震救灾模范、国务院特殊津贴获得者，国家重点研发计划首席专家；获国家科技进步二等奖、上海市技术发明一等奖和上海市科技进步一等奖；主持国自然基金重点、面上等省部级以上课题20余项，发表SCI论文322篇、H指数42、总影响因子1701分、总他引5631次。
