心血管疾病是危害人类身体健康的重大疾病，具有高患病率、高致残率和高死亡率的特点，发病原因复杂多样，是人类生命健康的头号杀手。
探索十余载，中山医学院周家国教授和他的导师关永源教授团队揭示了Cl-参与心血管疾病发生发展的新机制，明确了氯通道是心血管疾病防治的新靶点，为心血管疾病的防治提供了新思路和新方法。
在繁重的科研工作之余，周家国教授始终坚守在教学第一线，常年坚持给本科生上课，悉心培育了一批又一批硕士、博士研究生。
教学相长
做有责任心的中大教师
注重课堂，教研相辅
“我希望能尽自己所能拓展学生视野，很多科学问题往往直接来自于课堂教学，研究成果回归课堂，老师和学生都能从课堂上受益。”
电压依赖性钙通道的阻滞药是临床常用的抗高血压、心绞痛和快速型心律失常等疾病的药物。周教授在《药理学》课堂上给本科同学们讲授钙通道阻滞药的药理学作用时，关注到大多数教材都特别强调该类药物对动脉粥样硬化的作用，但他在与临床医学教授的交流过程中却得知这类药物在临床上很少用于动脉粥样硬化的治疗。那么课堂上该怎么讲，周教授感到很困惑。
通过查阅文献资料，周教授发现：动脉粥样硬化过程中，心血管系统多种类型细胞内Ca2+浓度升高的报道高度一致。但有关钙通道阻滞药对动脉粥样硬化的作用的报道却存在很大差异，特别是近期的研究结果发现：钙通道阻滞药中仅第三代有抗动脉粥样硬化作用，而且，更关键的是，第三代药物抗动脉粥样硬化的作用机制与抑制钙通道无关。这样的话，问题也就来了：动脉粥样硬化发生过程中细胞内Ca2+浓度升高是伴随现象呢还是致病因素？
为了给本科生更科学的答案，周教授将这些疑问带回了实验室。他们首先明确了细胞内Ca2+浓度升高是促进动脉粥样硬化发生的致病因素，但书本上讲述的钙通道阻滞药并不能降低细胞内的Ca2+浓度。那么动脉粥样硬化过程中细胞内Ca2+浓度升高的机制又是什么呢？ 周教授实验室基于前期研究氯通道的经验，发现一类非电压依赖性钙通道（即orai1钙通道）的开放，是导致细胞内Ca2+浓度升高的关键通路。随着研究的深入，周教授团队发现抑制orai1钙通道，可以降低血管炎症反应以及减少泡沫细胞形成，从而抑制动脉粥样硬化发生；同时，可通过减轻肾脏纤维化，改善肾脏功能，发挥心血管保护作用。这两项历经6年的研究成果于2016年分别发表在《Arterioscler Thromb Vasc Biol》和《J Am Soc Nephrol》，引起国际同行关注。
对此，周教授感触很深：“这项研究源于我课堂教学上的疑问，说明教学与科研是相辅相成的。教师能从中得到科研启发，学生也可以更早地接触到新知识，亲身体验科研过程的艰辛。”
启发思维，由现象到机制
“我在培养研究生时，特别注重启发他们的学术思维。做科研，首先就是敢于质疑，大胆创新。要让学生自主探索，做最真实的、负责任的科研，保证科研结果的准确性和科学性。”
2012年，周教授的一位博士生在实验中证明了敲除ClC-3 氯通道可降低心血管炎症反应，并发表了相关论文。当时，周教授和学生们都认为，既然该手段能降低心血管炎症反应，理应也适用于其它系统的炎症。为了证实他们的想法，周教授随后便让另一位博士生开展了相关课题的研究工作。出乎意料的是，这项研究一波三折，差点中道夭折。
原来，该学生在用炎症性肠病模型做这项课题时，发现敲除ClC-3 氯通道不但不能减轻，反而加重了肠道炎症反应。为了验证该实验结果的真伪，周教授课题组在另一种炎症性肠病模型重复了该实验，发现两种模型的实验结果高度一致。回忆当时的心路历程，周教授坦诚自己当时“心里也在犯嘀咕，有过犹豫”。但学生敢把实验数据拿给导师看，说明对自己的实验有信心，不会为了迎合导师捏造数据，难道是之前的研究出错？他斩钉截铁道：“如果是，那我宁愿撤回以前的论文，把真正反应事实情况的稿件发出去。”
通过和临床教授合作，采用炎症性肠病患者标本，周教授团队进一步明确了ClC-3 氯通道表达降低诱导炎症性肠病的临床意义。在这些工作的基础上，周教授鼓励他的学生静下心来，在相同的实验条件下，同时研究ClC-3 氯通道敲除对血管炎症和炎症性肠病的影响，实验结果进一步证实ClC-3 氯通道缺失确实减轻血管炎症，而加重肠道炎症。他开始意识到，ClC-3 氯通道在心血管和肠道可能发挥了不同的作用，其功能存在组织特异性。经过一系列实验研究，他们最终从分子机制上解释了上述现象产生的原因：敲除ClC-3氯通道通过破坏肠道黏膜屏障和黏液屏障，导致肠道细菌入侵，进而加重炎症反应。
周家国教授语重心长地说：“科学研究的创新不是一蹴而就的。作为老师，要引导学生一步步向前走，鼓励他们勇于质疑，大胆创新，也要让他们能静下心来，埋头苦干。”
言传身教，重视细节知识
“老师应关注如何把学科难点讲透，怎样整理出一条清晰的知识脉络便于学生理解。不放过任何一处细节，追求课堂质量的提升。”
由于医学学科的特殊性，周家国教授作为一名药理学教授，亲身践行着“刻苦钻研、精益求精”的医学追求。他不仅严格要求自我，同时也将这种理念践行到自己的教学实践中。
周教授始终认为：“在医学课堂上，不存在重点与非重点的区分，每一个细节都是重点，每一个细节都可能存在今后人类生命健康领域研究的新方向。我们的学生基础扎实，自学能力很强，老师在课堂上要想起到正确的引领作用，应关注如何把学科难点讲透，不放过任何一些细节，追求课堂质量的提升。”
在“教研相辅”、“启发思维”和“言传身教”等多重理念践行下，周教授的课堂大受学生欢迎，他亦成为学生心目中“负责任”的好老师。
创新驱动
专注心血管疾病未解之谜
探索未知，发现细胞内新的信号分子
众所周知，盐（即NaCl）摄入过多易诱发高血压。以往研究认为，高盐饮食诱发高血压的机制主要与钠离子（Na+）摄入过多有关，对氯离子（Cl-）的关注极少。理论上分析，NaCl摄入过多，血浆和细胞内Cl-浓度应该升高。实际情况如何呢？周教授和同事在测定高血压过程中细胞内Cl-浓度时却发现，Cl-浓度变化与理论分析结果完全相反，即随高血压和动脉粥样硬化等心血管疾病的发展，血管平滑肌细胞、内皮细胞和巨噬细胞等胞内Cl-浓度并没有增高，而是逐渐降低。
随后，周教授团队采用控制细胞内Cl-浓度等方法，发现降低细胞内Cl-浓度可提高多种蛋白激酶的活性，进而诱导血管内皮功能降低、促进血管炎症反应以及增强巨噬细胞吞噬脂质的能力，最终促进心血管疾病的发生和发展。据此，周教授团队认为细胞内Cl- 浓度降低是高血压和动脉粥样硬化等重大心血管疾病的共同发病机制，并提出了“Cl-是细胞内重要信号分子”的科学假设。
寻找真相，揭示氯离子通道的功能
2012年，周教授团队有关“降低细胞内Cl- 浓度促进心血管疾病的发生和发展”的论文发表在《Hypertension》学术期刊上，受到国内外学术界的广泛关注，但由于与传统观点不符，同时引起了较多争议。“当时，我们的研究还停留在表面现象，并没有揭示Cl-浓度降低促进心血管疾病发展的真正原因，更重要的是缺乏临床证据支撑。”
令人欣慰的是，2013年《Hypertension》杂志（Padmanabhan S. 2013）和2015年《J Am Coll Cardiol》杂志（Grodin JL. 2015）先后发表了血浆Cl-浓度和心血管疾病关系的临床研究论文，发现血浆Cl-浓度降低，高血压和急性心衰患者死亡率增加。这些工作从临床角度证实了Cl- 浓度变化在心血管疾病中的重要作用，并引用周家国教授团队的成果作为机制上的解释，进一步凸显了周教授团队前期基础研究结果的科学意义和临床价值。
上述研究结果促使周教授继续深入探究心血管疾病过程中细胞内Cl-浓度降低的分子机理。基于离子通道是离子跨细胞膜运动的“高速公路”，他把重点放在研究心血管系统细胞膜上的氯离子通道。“离子通道就像是连接两个房间的大门，通道活性越强，意味着开门的速率和频率越快，单位时间内从一个房间流向另一个房间的物质也就越多。”通过一步步的实验研究，周教授团队证实ClC-3通道活性增强是细胞内Cl-流失即Cl-浓度降低的主要原因，上述成果发表后得到了国际上更广泛的关注。
有的放矢，瞄准心血管疾病新靶点
既然Cl-浓度降低会加重心血管疾病的发生发展，那么维持细胞内Cl-浓度的稳态是否会缓解心血管疾病呢？得益于基因敲除手段的运用，周家国教授和关永源教授团队进一步发现，敲除ClC-3氯通道会抑制血管平滑肌细胞的增殖，促进其凋亡，降低血管炎症反应以及减少泡沫细胞形成等心血管疾病的关键病理环节，进而抑制心血管疾病的发生。
在周教授看来：“回归药理学本身，发现新机制同时还应有的放矢，针对机制研发出对应药物，达到治病救人的根本目的。”他已经将下一步的研究方向聚焦到寻找能对抑制Cl-通道活性起到阻断效果的药物上。
至臻至善 乐在教研
科研和教学于周教授而言，已经成为生活中不可或缺的部分。
“科研之路充满艰辛也满载惊喜，是一种独特的人生体验，需要研究者有长远规划，不汲汲于短期内的效益。”对未来的研究方向，周教授有清晰规划。他和团队会继续探究细胞内Cl-浓度降低促进心血管发病的详细机制，同时充分发挥这项研究的科学价值，倡导建立中国人群血浆Cl-浓度的预警指标，对血浆Cl-浓度进行有效监测，从而有效预防并及时缓解心血管疾病的发展。
对于教学，周家国教授则秉持“育人为本，追求卓越”的理念：“对课堂教学，学生可以大胆质疑，老师则要学会正确引导，努力提升教学质量，让学生真正学有所成，学有所长。”