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1988年，在医疗系统工作多年后，张晓明选择继续深造，赴美国堪萨斯大学医学院攻读博士学位，专业方向是解剖和细胞生物学。当时细胞生物学还处在比较新的发展阶段，医学研究的重点视角，正从解剖层面转向细胞和分子层面。

张晓明在北京长大，自小成绩优异，年轻时下乡插队，直到恢复高考，考上了北京第二医学院。毕业时，他主动选择了病理科。病理科主要有两项工作，分析活检病理标本，以及做病理解剖。前者帮助诊断疾病，后者帮助寻找死因。病人离世后，有时医生无法判断致死病因，医生会建议家属进行病理解剖，以帮助了解病因，促进医学发展。

2023年11月，西湖大学宣布启动建设医学院，以培养顶尖医师科学家（Physician scientists）为目标，著名免疫学家董晨担任院长。董晨博士毕业于美国阿拉巴马大学伯明翰分校，曾任美国得克萨斯大学MD Anderson 癌症中心免疫学系终身讲席教授、炎症与肿瘤中心主任。同一天，杭州市第一人民医院正式挂牌成为西湖大学直属附属医院。一切水到渠成，通过俞晓春的引荐，张晓明与董晨相见，欣然应邀加盟西湖。

来西湖前，张晓明给俞晓春发了一个电子邮件。俞晓春是西湖大学生命科学学院副院长，曾在密歇根大学医学院和美国希望之城贝克曼研究所工作多年，2020年全职加入西湖，致力于DNA损伤修复机制和癌症发生发展的研究。

在中国，人体解剖学又被称作“大体解剖”，而捐献给医学事业的遗体，被称为医学生的第一个“大体老师”。从事解剖教学的张晓明，是“大体老师”背后的老师。在他20多年的解剖教学生涯中，先后拿过19个教学奖，奖项由学生投票选出，他几乎每年都会蝉联。而他所在的医学院里，解剖课居然成为最受欢迎的课之一。

从本科、医院到博士阶段，张晓明学过三遍解剖学。博士毕业后，他在美国的教学和研究工作，基本上也是在解剖教学和细胞生物学研究两个层面同时展开——前者一目了然，后者深藏不露。2016年，贝勒医学院向全美公开招聘解剖教学中心主任。竞争激烈，但张晓明优势明显。他既有从医经验，又有丰富的解剖教学经验，同时也是细胞生物学研究者，最终被顺利录用。

开元国际官网据西湖大学官方微信公众号消息《美国贝勒医学院解剖教学中心主任张晓明全职加入西湖大学》介绍：6月12日，美国贝勒医学院解剖教学中心主任张晓明教授，正式加入西湖大学医学院，负责医学院基础医学教学中心的组建和教学工作。

西湖大学方面介绍，张晓明来自美国贝勒医学院（Baylor College of Medicine）。这是位于美国休斯敦的一所私立医学学校，被认为是全美最杰出的医学院之一。学校建立于1900年，研究强项在发育生物学、细胞生物学、心血管疾病、肿瘤以及干细胞研究，在世界范围内的生物医药研究领域处于领先地位。