《Cell》《科学》两篇文章揭示干细胞研究最新突破

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1 2007 年 11 月 28 日 第 十 二 期 生 物 通 版 权 所 有 谢 绝 转 载 本 期 责 编 : 王 蕾 制 作 : 廖 旭 霞 广 告 联 系 电 话 : 一 研 究 前 沿 : Cell 科 学 两 篇 文 章 揭 示 干 细 胞 研 究 最 新 突 破 自 然 公 布 第 一 张 致 命 疾 病 研 究 蓝 图 罗 雪 莲 博 士 最 新 Cell 文 章 解 析 关 键 细 胞 周 期 过 程 300 个 人 类 新 基 因 被 发 现 王 成 树 博 士 最 新 自 然 子 刊 : 以 毒 助 毒 BMC 基 因 组 学 : 葡 萄 熟 了 自 然 癌 症 研 究 突 破 : 独 特 的 新 因 子 二 中 国 研 究 : 长 江 学 者 最 新 Neuron 文 章 南 方 医 科 大 学 等 科 学 文 章 解 析 细 胞 生 长 调 控 北 大 等 PNAS 文 章 发 表 神 经 学 研 究 进 展 三 焦 点 关 注 : 自 然 最 新 封 面 聚 焦 干 细 胞 技 术 热 点 " 万 能 细 胞 " 制 造 者 俞 君 英 : 得 诺 贝 尔 奖? 很 有 可 能 中 外 科 学 家 热 议 人 体 皮 肤 细 胞 研 制 类 胚 胎 干 细 胞 的 成 功 成 体 干 细 胞 能 否 干 过 胚 胎 干 细 胞? 四 07 中 国 细 胞 生 物 学 学 会 专 题 : 张 雅 鸥 教 授 microrna 研 究 取 得 新 进 展 07 候 选 院 士 聚 焦 细 胞 生 物 学 前 沿 研 究 孟 安 明 教 授 研 究 组 斑 马 鱼 神 经 干 细 胞 研 究 新 进 展 王 红 阳 院 士 肝 癌 早 期 诊 断 获 重 大 突 破 厦 大 杨 玉 荣 等 :RNAi 技 术 研 究 线 虫 寿 命 因 子 宋 今 丹 教 授 研 究 组 : 大 肠 癌 单 克 隆 抗 体 研 究 重 庆 大 学 第 三 军 医 大 毛 囊 干 细 胞 研 究 新 进 展 五 技 术 前 沿 : 自 然 子 刊 :RNAi 技 术 新 应 用 自 然 - 方 法 学 : 识 别 mirna 靶 标 新 方 法 蛋 白 功 能 研 究 新 趋 势 : 体 外 表 达 产 品 ( 上 ) 蛋 白 功 能 研 究 新 趋 势 : 体 外 表 达 产 品 ( 下 )

2 Cell 科 学 两 篇 文 章 揭 示 干 细 胞 研 究 最 新 突 破 生 物 通 报 道 : 在 最 新 一 期 的 Cell 和 科 学 (11 月 22 日 在 线 版 ) 杂 志 上, 分 别 来 自 日 本 和 美 国 的 两 个 研 究 组 通 过 独 立 研 究, 首 次 利 用 人 体 表 皮 细 胞 制 造 出 了 类 胚 胎 干 细 胞 这 一 技 术 有 望 用 于 特 定 疾 病 的 干 细 胞 研 究 和 治 疗, 并 且 避 开 了 利 用 晶 胚 或 卵 母 细 胞 获 得 胚 胎 干 细 胞 的 伦 理 争 议 日 本 京 都 大 学 再 生 医 科 学 研 究 所 教 授 Shinya Yamanaka 等 研 究 人 员 及 美 国 威 斯 康 辛 大 学 研 究 小 组 于 21 日 分 别 表 示, 已 成 功 通 过 对 人 类 皮 肤 细 胞 进 行 基 因 操 作, 制 成 与 胚 胎 干 细 胞 (ES 细 胞 ) 一 样 可 分 化 构 成 其 它 类 型 细 胞 的 人 工 干 细 胞 这 种 人 工 干 细 胞 与 ES 细 胞 不 同, 它 在 制 作 时 不 需 使 用 人 类 受 精 卵 或 卵 子, 避 免 了 诸 多 伦 理 及 道 德 问 题 Shinya Yamanaka 等 研 究 人 员 使 用 特 殊 病 毒 在 成 人 皮 肤 细 胞 中 植 入 四 种 遗 传 基 因 进 行 培 养 后, 制 成 了 具 有 与 ES 细 胞 类 似 性 质 的 干 细 胞 这 种 干 细 胞 在 保 持 未 分 化 性 质 的 同 时 不 断 增 殖, 并 可 成 长 为 多 种 类 型 的 细 胞 威 斯 康 辛 大 学 研 究 小 组 利 用 病 毒 在 胎 儿 及 新 生 儿 皮 肤 细 胞 中 植 入 四 种 基 因 进 行 培 育, 也 获 得 了 同 样 的 干 细 胞 去 年 6 月,Shinya Yamanaka 所 在 小 组 率 先 通 过 在 白 鼠 皮 肤 细 胞 中 植 入 与 此 次 相 同 的 四 种 基 因 制 成 了 人 工 干 细 胞 此 后, 各 国 就 利 用 人 类 细 胞 制 成 干 细 胞 的 课 题 展 开 了 激 烈 竞 争 在 最 新 的 研 究 中,Yamanaka 小 组 和 美 国 威 斯 康 辛 大 学 James Thomson 领 导 的 小 组 首 次 独 立 实 现 了 利 用 人 类 细 胞 制 造 ipcs 的 壮 举, 也 就 是 说, 这 项 科 研 竞 赛 以 平 局 收 场 Yamanaka 小 组 利 用 此 前 的 4 种 基 因 副 本 Oct3/4,Sox2,c-Myc 和 Klf4, 导 入 方 式 也 与 此 前 的 小 鼠 实 验 类 似, 只 不 过 实 现 基 因 重 组 的 细 胞 分 别 来 自 一 位 36 岁 妇 女 的 表 皮 和 一 位 69 岁 男 性 的 结 缔 组 织 研 究 人 员 表 示, 利 用 该 技 术, 大 约 每 5000 个 细 胞 就 能 制 造 一 个 ipc 细 胞 系, 这 一 高 效 率 保 证 他 们 在 每 项 实 验 中 都 能 得 到 数 个 细 胞 系 相 关 论 文 在 线 发 表 于 细 胞 上 美 国 加 州 再 生 医 学 研 究 院 的 Richard Murphy 评 价 说,Yamanaka 博 士 和 他 的 研 究 组 创 造 了 干 细 胞 领 域 的 又 一 个 极 其 重 要 的 贡 献 他 们 的 结 果 为 制 造 多 功 能 细 胞 的 替 代 资 源 用 于 人 类 患 者 开 启 了 一 道 大 门 但 是, 目 前 仍 然 还 需 要 彻 底 分 析 和 了 解 这 些 诱 导 的 多 功 能 细 胞 的 能 力 到 底 有 多 大 接 下 来,Yamanaka 的 研 究 组 将 会 研 究 这 些 细 胞 如 何 分 化 成 其 他 类 型 的 细 胞, 并 最 终 知 道 它 们 如 何 能 够 用 做 疾 病 模 型 和 治 疗 工 具 来 自 威 斯 康 辛 的 Thomson 小 组 则 独 自 确 定 了 14 种 新 的 候 选 重 组 基 因 通 过 系 统 的 排 除 过 程, 他 们 最 终 也 使 用 了 4 个 基 因 OCT3, SOX2,NANOG 和 LIN28, 其 中 前 两 个 和 Yamanaka 小 组 是 相 同 的 Thomson 和 同 事 利 用 的 是 胎 儿 皮 肤 细 胞 以 及 一 个 新 生 儿 的 包 皮 细 胞 与 Yamanaka 小 组 相 比, 这 项 研 究 需 要 1 万 个 细 胞 才 能 分 离 出 一 个 ipc 细 胞 系, 但 对 实 验 而 言 已 经 足 够 了 利 用 新 的 程 序 重 调 技 下 转 P3 页 第 1 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

3 自 然 公 布 第 一 张 致 命 疾 病 研 究 蓝 图 生 物 通 报 道 : 来 自 世 界 上 最 杰 出 的 健 康 科 学 研 究 的 科 学 家 们 和 科 学 组 织 公 布 了 一 项 针 对 人 类 最 致 命 疾 病 的 20 项 重 要 的 措 施, 这 一 首 张 慢 性 非 传 染 性 疾 病 的 研 究 蓝 图 将 有 助 于 指 导 慢 性 致 死 疾 病 的 研 究 及 治 疗, 这 一 Feature 文 章 发 表 在 Nature 杂 志 上 这 些 全 球 性 的 慢 性 非 传 染 性 疾 病 包 括 心 血 管 类 疾 病 ( 主 要 是 心 脏 疾 病 及 中 风 ), 几 种 癌 症, 慢 性 呼 吸 器 官 疾 病 (chronic respiratory conditions), 以 及 II 型 糖 尿 病 在 这 篇 发 表 Nature 杂 志 上 的 文 章,19 位 作 者 ( 见 附 录 ) 认 为 慢 性 非 传 染 性 疾 病 : 造 成 全 球 最 大 份 额 的 死 亡 和 伤 残 ; 导 致 了 全 球 60% 的 死 亡, 其 中 五 分 之 四 来 自 低 收 入 和 中 等 收 入 国 家 ; 是 HIV/AIDS, 肺 结 核, 疟 疾, 母 体 和 peri-natal conditions 和 营 养 缺 乏 症 死 亡 总 数 的 两 倍 研 究 人 员 利 用 结 构 性 consensus-building Delphi 技 术 创 建 了 慢 性 非 传 染 性 疾 病 的 重 大 挑 战 (Grand Challenges in Chronic Non-Communicable Diseases, CNCDs) 一 项 从 候 选 人 中 精 心 挑 选 出 来 的, 来 自 50 个 国 家 的 155 名 成 员 的 意 见 汇 编 而 成 的 建 议 书 作 者 表 示, 这 一 结 果 是 包 含 20 项 最 重 要 的 挑 战 的 一 份 权 威 性 列 表 WHO 定 义 CNCDs 为 心 血 管 疾 病,II 型 糖 尿 病, 慢 性 呼 吸 性 疾 病 和 某 些 癌 症, 预 计 消 除 一 些 关 键 因 素 ( 不 健 康 饮 食, 不 运 动 和 抽 烟 ) 将 可 以 组 织 80% 的 心 脏 病, 中 风 和 II 型 糖 尿 病, 以 及 40% 以 上 的 癌 症 这 一 项 目 的 发 起 人 表 示 他 们 的 目 的 是 刺 激 健 康 科 学 和 公 共 团 体 关 注 这 些 方 面, 并 引 起 全 球 的 讨 论 以 及 资 助 领 衔 参 与 单 位 包 括 加 拿 大 多 伦 多 大 学 和 健 康 网 络 大 学 McLaughlin-Rotman 中 心 (McLaughlin-Rotman Center), 英 国 牛 津 健 康 联 盟 (Oxford Health Alliance), 美 国 国 立 卫 生 研 究 院 (the National Institutes of Health, NIH) 等 这 20 项 重 大 挑 战 ( 见 附 录 ) 可 以 归 总 为 6 个 主 要 目 的 : 调 整 健 康 体 系 ( 比 如 Allocate resources within health systems based on burden of disease ); 减 少 贫 穷 和 城 市 化 带 来 的 健 康 影 响 ( 比 如 Study and assess how poverty increases risk factors ); 组 织 商 业 行 为 和 社 团 行 为 参 与 ( 比 如 Make business a key partner in promoting health and preventing disease; Develop and monitor codes of responsible conduct with the food, beverage and restaurant industries ); 缓 解 危 险 因 素 ( 比 如 Deploy universally measures proven to reduce tobacco use and boost resources to implement the WHO framework Convention on Tobacco Control ); 增 强 经 济, 法 律 和 环 境 相 关 政 策 ( 比 如 : Study and address the impacts of poor health on economic output and productivity ); 增 加 公 众 及 政 治 的 了 解 程 度 ( 比 如 Promote healthy lifestyle and consumption choices through 2007 年 11 月 28 日 第 十 二 期 第 2 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

4 ective education and public engagement ) CNCDs 重 大 挑 战 补 充 了 2003 年, 由 Bill & Melinda Gates 基 金 会 等 成 员 公 布 的 Grand Challenges in Human Health, 后 者 主 要 聚 焦 于 传 染 性 疾 病, 尤 其 是 发 展 中 国 家 的 传 染 性 疾 病 伊 朗 伊 斯 法 罕 大 学 医 学 院 (Isfahan University of Medical Sciences) 的 Nizal Sarrafzadegan 教 授 表 示, 如 果 缺 乏 正 确 的 行 为 指 引, 未 来 10 年 里,3 亿 8 千 8 百 万 的 人 将 死 于 CNCDs 中 一 项 或 多 项 内 容, 通 过 这 一 协 商 行 动, 到 2015 年, 过 早 死 亡 的 数 量 将 减 少 至 少 3 千 6 百 万 这 几 乎 相 对 于 加 拿 大, 阿 尔 及 利 亚 或 肯 尼 亚 的 人 口 总 数 了 前 WHO 主 席 ( 慢 性 疾 病 和 健 康 促 进 部 门 ) Robert Beaglehole 则 针 对 CNCDs 经 济 方 面 的 影 响 提 出, 除 非 现 在 就 采 取 重 视 认 真 的 行 动, 否 则 未 来 十 年 里, 中 国, 印 度 和 英 国 由 于 心 脏 病, 中 风 和 糖 尿 病 将 分 别 丧 失 5580 亿 美 元, 2370 亿 美 元 和 330 亿 美 元 牛 津 大 学, 牛 津 健 康 联 盟 主 席 John Bell 教 授 也 表 示, 虽 然 这 些 挑 战 是 面 向 所 有 国 家 的, 但 是 不 同 的 国 家 也 需 要 结 合 当 地 的 情 况, 这 是 由 疾 病 来 源 和 模 式 的 不 同 决 定 的 ( 生 物 通 : 张 迪 ) 原 文 检 索 :Nature 450, (22 November 2007) doi: /450494a; Published online 21 November 2007 Grand challenges in chronic non-communicable diseases [Abstract] 上 接 P1 页 术, 威 斯 康 辛 研 究 组 发 展 出 8 个 新 的 干 细 胞 系, 而 且 其 中 一 些 细 胞 系 已 经 培 养 了 22 周 的 时 间 该 成 果 将 发 表 在 12 月 21 日 的 科 学 杂 志 的 印 刷 版 上 尽 管 这 项 成 果 将 会 加 速 新 的 细 胞 疗 法 的 研 究, 但 Thomson 表 示, 还 需 要 更 多 的 工 作 来 精 炼 这 项 技 术, 以 防 止 被 引 入 基 因 与 细 胞 基 因 组 发 生 融 合 另 外, 为 了 确 保 治 疗 的 安 全 性, 还 需 要 开 发 出 能 够 移 除 病 毒 载 体 的 方 法 ( 生 物 通 雪 花 ) 第 3 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

5 罗 雪 莲 博 士 最 新 Cell 文 章 解 析 关 键 细 胞 周 期 过 程 生 物 通 报 道 : 来 自 德 州 大 学 西 南 医 学 中 心 (UT Southwestern Medical Center) 药 理 学 系, 生 物 化 学 系 的 研 究 人 员 在 细 胞 周 期 研 究 过 程 中 获 得 了 重 要 的 细 胞 分 裂 调 控 基 因 Mad2( 有 丝 分 裂 阻 滞 缺 陷 蛋 白 2,mitotic arrest deficient protein 2) 与 p31 comet 复 合 物 的 晶 体 结 构, 从 而 揭 示 出 p31 comet 作 为 一 种 anti-mad2, 利 用 Mad2 的 两 种 状 态 行 为 抑 制 了 其 活 性 这 对 于 了 解 细 胞 周 期 纺 锤 体 检 测 点 的 调 控, 以 及 细 胞 因 子 的 相 互 作 用 提 供 了 重 要 的 信 息 这 一 研 究 成 果 公 布 在 Cell 杂 志 上 文 章 的 通 讯 作 者 是 德 州 大 学 西 南 医 学 中 心 的 罗 雪 莲 博 士, 其 早 年 毕 业 与 北 京 大 学, 现 任 德 州 大 学 西 南 医 学 中 心 药 理 学 系 副 教 授 细 胞 周 期 的 运 转 主 要 是 各 种 cyclin 和 CDK 在 不 同 时 相 的 相 互 作 用 下 推 动 的 p53 对 细 胞 周 期 的 阻 滞 就 是 通 过 其 下 游 靶 基 因 表 达 产 物 与 各 种 cyclin 和 CDK 相 互 作 用 来 实 现 的 有 丝 分 裂 阻 滞 缺 陷 蛋 白 MDA1 可 与 Cdc20 竞 争 性 结 合 MDA2, 释 放 出 Cdc20, 促 进 APC (anaphase-promoting complex) 的 活 化 APC 与 微 管 直 接 相 互 作 用 并 促 进 微 管 聚 合, 形 成 纺 锤 体, 促 进 细 胞 从 G2 期 进 入 M 期 p53 上 调 GADD45 的 表 达, 抑 制 MAD1 的 表 达, 二 者 协 同, 将 细 胞 周 期 阻 滞 在 G2/M 期 其 中 纺 锤 体 检 测 点 信 号 的 状 态 依 赖 于 两 个 相 互 对 立 的 动 力 学 过 程 之 间 的 平 衡, 即 对 细 胞 分 裂 调 控 基 因 Mad2( 有 丝 分 裂 阻 滞 缺 陷 蛋 白 2,mitotic arrest deficient protein 2) 高 度 不 寻 常 的 两 种 状 态 行 为 的 调 控 在 有 丝 分 裂 过 程 中, 一 个 Mad1-Mad2 核 心 复 合 物 通 过 Mad2 的 聚 合 作 用 捕 捉 胞 质 中 Mad2, 释 放 出 Cdc20, 从 而 促 进 检 测 点 活 性 之 前 的 研 究 发 现 一 种 细 胞 因 子 p31 comet 能 通 过 结 合 到 Mad1 或 Cdc20 上 抑 制 检 测 点, 导 致 Mad2 活 性 被 降 低, 促 进 了 Mad2-Cdc20 复 合 物 的 分 离 在 这 篇 文 章 中, 研 究 人 员 报 道 了 Mad2-p31 comet 复 合 物 的 晶 体 结 构, 从 中 研 究 人 员 发 现 Mad2 C 末 端 区 域 负 责 不 同 Mad2 conformers 的 重 新 排 列 是 p31 comet 绑 定 的 一 个 主 要 结 构 决 定 因 素, 这 解 释 了 p31 comet 针 对 Mad1- 或 Cdc20-bound Mad2 的 特 异 性 并 且 研 究 人 员 也 发 现 p31 comet 折 叠 与 Mad2 十 分 相 似,p31 comet 也 与 Mad2 二 聚 相 互 作 用 有 关 因 此 研 究 人 员 认 为 p31 comet 作 为 一 种 anti-mad2, 利 用 Mad2 的 两 种 状 态 行 为 抑 制 了 其 活 性 ( 生 物 通 : 张 迪 ) 原 文 检 索 :Cell, Vol 131, , 16 November 2007 p31comet Blocks Mad2 Activation through Structural Mimicry Abstract p53 如 何 阻 滞 细 胞 周 期? 细 胞 周 期 的 运 转 主 要 是 各 种 cyclin 和 CDK 在 不 同 时 相 的 相 互 作 用 下 推 动 的 p53 对 细 胞 周 期 的 阻 滞 就 是 通 过 其 下 游 靶 基 因 表 达 产 物 与 各 种 cyclin 和 CDK 相 互 作 用 来 实 现 的 hcdc4b 蛋 白 是 泛 素 连 接 酶 SCF 复 合 体 中 四 个 亚 单 位 之 一 SCF 复 合 体 介 导 在 细 胞 由 G0 期 进 入 G1 期 时 发 挥 关 键 作 用 的 cyclin E 的 降 解 通 过 上 调 hcdc4b 的 表 达 来 负 性 调 2007 年 11 月 28 日 第 十 二 期 第 4 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

6 节 cyclin E,p53 将 细 胞 周 期 进 程 阻 滞 在 G0/G1 期 p21 蛋 白 是 CDK2 CDK4 的 抑 制 子, 与 其 结 合, 阻 止 Cyclin E/Cdk2 Cyclin D1/Cdk4 复 合 物 形 成,RB 不 能 被 磷 酸 化, 从 而 阻 止 转 录 因 子 E2F 从 复 合 物 RB/E2F 中 解 离 ;p21 也 可 直 接 与 E2F 或 增 殖 细 胞 核 抗 原 PCNA 结 合 p53 上 调 p21 的 表 达, 从 而 抑 制 了 DNA 复 制 及 细 胞 周 期 继 续 运 转 所 需 基 因 的 表 达, 将 细 胞 周 期 阻 滞 在 G1/S 期 p53 上 调 p21 的 表 达 还 有 其 他 的 作 用 继 上 调 p21 的 表 达 之 后,p53 始 能 下 调 Bcl2 等 基 因 的 表 达 若 敲 除 了 p21 基 因, 活 化 的 p53 不 再 下 调 任 何 下 游 靶 基 因 的 表 达 GADD45(growth arrest and DNA damage 45) 蛋 白 作 用 于 CDK1,CDC2, 阻 止 复 合 物 Cyclin B1/Cdk1 的 形 成, 同 时 造 成 Cyclin B1 的 核 外 运 和 降 解, 结 果 纺 锤 体 不 能 形 成 或 不 能 移 动, 阻 止 细 胞 从 G2 期 进 入 M 期 有 丝 分 裂 阻 滞 缺 陷 蛋 白 MDA1 可 与 Cdc20 竞 争 性 结 合 MDA2, 释 放 出 Cdc20, 促 进 APC (anaphase-promoting complex) 的 活 化 APC 与 微 管 直 接 相 互 作 用 并 促 进 微 管 聚 合, 形 成 纺 锤 体, 促 进 细 胞 从 G2 期 进 入 M 期 p53 上 调 GADD45 的 表 达, 抑 制 MAD1 的 表 达, 二 者 协 同, 将 细 胞 周 期 阻 滞 在 G2/M 期 第 5 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

7 300 个 人 类 新 基 因 被 发 现 生 物 通 报 道 : 通 过 利 用 超 级 计 算 机 比 较 人 类 和 其 他 哺 乳 动 物 基 因 组 部 分, 来 自 康 奈 尔 大 学 的 研 究 人 员 发 现 了 300 个 之 前 没 有 确 定 出 的 人 类 基 因, 并 且 还 发 现 了 几 百 个 已 知 基 因 的 范 围 这 些 发 现 是 基 于 一 种 特 殊 的 理 论 : 当 有 机 体 进 化 时, 对 有 机 体 有 用 的 遗 传 密 码 部 分 以 不 同 的 方 式 发 生 变 化 研 究 人 员 将 这 项 研 究 的 结 果 发 表 在 近 期 网 络 版 的 Genome Research 完 整 的 人 类 基 因 组 在 几 年 前 已 经 完 成 了 测 序, 但 这 只 是 表 示 人 们 知 道 了 构 成 遗 传 密 码 的 碱 基 序 列 而 已 人 们 还 需 要 确 定 出 所 有 编 码 蛋 白 质 或 履 行 调 节 功 能 等 的 DNA 序 列 的 确 切 位 置 尽 管 目 前 已 经 确 定 出 了 超 过 个 蛋 白 质 编 码 基 因, 但 康 奈 尔 的 这 项 发 现 证 实, 仍 然 有 许 多 基 因 用 目 前 的 生 物 分 析 方 法 被 漏 掉 了 这 些 方 法 对 发 现 广 泛 表 达 的 基 因 是 非 常 有 效 的, 但 却 会 漏 掉 旨 在 特 定 气 管 表 达 或 在 胚 胎 发 育 早 期 表 达 的 基 因 研 究 组 利 用 进 化 观 点 来 确 定 这 些 基 因 研 究 人 员 表 示, 进 化 做 这 种 实 验 已 经 有 数 百 万 年 的 历 史 了 计 算 就 是 看 到 这 些 结 果 的 显 微 镜 领 导 这 项 研 究 的 Siepel 和 同 事 准 备 照 出 自 阿 进 化 上 保 守 的 基 因, 这 些 基 因 对 所 有 生 命 都 是 至 关 重 要 的, 并 且 其 形 式 相 同 或 非 常 相 似 利 用 大 规 模 的 计 算 机 组, 研 究 人 员 运 行 了 三 种 不 同 的 程 序 来 比 较 这 些 已 由 其 他 研 究 人 员 发 现 的 存 在 于 人 类 小 鼠 大 鼠 和 小 鸡 的 联 合 阵 列 从 构 建 和 检 测 数 学 模 型 到 最 终 运 行 程 序 的 整 个 计 划 大 约 进 行 了 3 年 最 终, 他 们 发 现 了 300 个 新 的 人 类 基 因 此 前, 由 来 自 16 个 国 家 的 超 过 100 个 研 究 机 构 的 数 百 名 科 研 工 作 者 合 作 进 行 的 一 项 大 型 研 究 计 划 测 序 和 比 较 了 12 种 果 蝇 的 基 因 组 这 项 计 划 获 得 的 数 据 使 研 究 人 员 对 果 蝇 的 了 解 前 进 了 一 大 步 但 是, 即 使 是 人 类 基 因 组 生 物 学 家 也 还 是 会 写 下 这 样 的 记 录 : 这 项 计 划 还 揭 露 出 了 他 们 鉴 定 基 因 过 程 中 的 明 显 的 缺 点 不 足 来 自 美 国 印 第 安 纳 大 学 的 Thomas Kaufman 表 示, 近 年 来 研 究 人 员 已 经 取 得 了 基 因 组 研 究 的 巨 大 进 步, 但 是 只 靠 将 数 据 输 入 计 算 机 来 得 到 序 列 真 相 的 方 法 却 解 决 不 了 很 多 问 题 这 项 新 的 大 型 研 究 告 诉 了 我 们 这 样 一 件 事 : 当 比 较 许 多 不 同 但 相 关 的 基 因 组 时, 你 更 可 能 看 到 深 埋 在 所 有 A-C-T-G 碎 片 中 的 基 因 自 然 杂 志 上 发 表 的 两 篇 该 计 划 的 研 究 报 告, 给 出 了 这 个 为 期 四 年 的 基 因 组 计 划 的 结 果, 并 根 据 这 些 数 据 作 出 有 关 果 蝇 的 一 些 结 论 在 这 两 篇 论 文 的 结 论 中 隐 含 了 这 样 一 个 观 点 : 分 析 任 何 单 个 物 种 的 基 因 组 时, 将 其 与 相 关 基 因 组 进 行 比 较 能 够 极 大 提 高 鉴 定 的 效 率 研 究 人 员 表 示 将 有 超 过 40 个 同 伴 草 图 被 公 布, 而 每 个 草 图 则 分 析 了 12 个 果 蝇 基 因 组 数 据 的 一 个 不 同 的 方 面 ( 生 物 通 雪 花 ) 2007 年 11 月 28 日 第 十 二 期 第 6 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

8 王 成 树 博 士 最 新 自 然 子 刊 : 以 毒 助 毒 生 物 通 报 道 : 来 自 中 科 院 植 物 生 理 生 态 研 究 所 (Institute of Plant Physiology and Ecology) 与 美 国 马 里 兰 大 学 昆 虫 学 系 的 研 究 人 员 发 现 了 一 种 能 促 进 杀 虫 剂 毒 力 的 神 经 毒 素, 为 这 种 杀 虫 剂 的 应 用, 以 及 研 究 真 菌 杀 虫 剂 作 用 机 理, 真 菌 - 昆 虫 相 互 作 用 的 分 子 机 制 提 供 了 重 要 资 料 这 一 研 究 结 果 公 布 在 Nature Biotechnology 杂 志 上 文 章 的 作 者 分 别 为 马 里 兰 大 学 的 Raymond J St Leger 教 授, 以 及 植 生 生 态 研 究 所 的 百 人 计 划 课 题 组 长 王 成 树 博 士, 王 成 树 博 士 的 研 究 领 域 主 要 包 括 昆 虫 病 原 真 菌 致 病 基 因 功 能 研 究 真 菌 - 昆 虫 相 互 作 用 的 分 子 机 制 丝 状 真 菌 菌 种 退 化 衰 老 的 分 子 机 理 和 虫 草 菌 发 育 生 物 学 及 活 性 成 份 代 谢 途 径 杀 虫 剂 是 一 类 主 要 用 于 防 治 农 业 害 虫 的 农 药, 部 分 也 可 用 于 卫 生 防 疫 以 及 畜 牧 业 和 工 业 原 料 产 品 等 的 害 虫 防 治 使 用 历 史 长 用 量 大 品 种 多 防 治 效 果 显 著 金 龟 子 绿 僵 菌 (Metarhizium anisopliae) 是 一 种 重 要 的 昆 虫 寄 生 真 菌, 属 于 半 知 菌 亚 门 绿 僵 菌 属 它 对 寄 主 侵 染 过 程 包 括 粘 附 孢 子 萌 发 穿 透 虫 体 体 内 发 育 和 致 死 这 一 过 程 是 附 着 胞 表 皮 降 解 酶 和 破 坏 菌 素 等 物 质 的 生 理 生 化 作 用 的 综 合 结 果 由 于 其 寄 主 范 围 广, 致 病 力 强, 对 人 畜 农 作 物 无 毒, 无 残 毒 菌 剂 易 生 产, 持 效 期 长 等 优 点, 因 此 具 有 广 阔 的 应 用 前 景 然 而 由 于 这 种 真 菌 的 毒 性 较 低, 影 响 了 其 在 防 治 病 虫 害 方 面 的 应 用 在 这 篇 文 章 中, 研 究 人 员 发 现 了 一 种 来 自 黄 肥 尾 蝎 (Androctonus australis) 的 昆 虫 特 异 性 神 经 毒 素 (neurotoxin) 能 促 进 这 种 真 菌 杀 虫 剂 的 毒 性, 并 解 析 了 这 种 作 用 的 原 理 他 们 发 现 这 种 特 异 性 神 经 毒 素 的 高 水 平 表 达 能 增 强 真 菌 对 烟 草 天 蛾 (tobacco hornworm (Manduca sexta) ) 毛 虫 22 倍 的 毒 性, 以 及 针 对 黄 热 病 蚊 (adult yellow fever mosquitoes (Aedes aegypti)) 的 9 倍 毒 性, 并 且 也 不 会 损 害 宿 主 的 特 异 性 这 些 研 究 结 果 为 理 解 真 菌 杀 虫 剂 作 用 机 理, 以 及 真 菌 - 昆 虫 相 互 作 用 的 分 子 机 制 提 供 了 重 要 资 料 ( 生 物 通 : 张 迪 ) 原 文 检 索 :Nature Biotechnology Published online: 11 November 2007 doi: /nbt1357 A scorpion neurotoxin increases the potency of a fungal insecticide Abstract 附 : 王 成 树 所 系 名 称 植 生 生 态 研 究 所 研 究 方 向 昆 虫 分 子 病 理 学 ; 真 菌 分 子 生 物 学 研 究 工 作 1. 昆 虫 病 原 真 菌 致 病 基 因 功 能 研 究 : 主 要 以 金 龟 子 绿 僵 菌 和 球 孢 子 白 僵 菌 为 对 象, 克 隆 鉴 定 并 分 析 虫 生 真 菌 在 昆 虫 体 表 入 侵 及 体 内 定 殖 阶 段 涉 及 附 着 胞 形 成 体 壁 穿 透 及 抵 抗 昆 虫 宿 主 免 疫 相 关 的 基 因 种 类 及 功 能 ; 2. 真 菌 - 昆 虫 相 互 作 用 的 分 子 机 制 : 以 激 光 微 切 割 高 通 量 测 序 及 基 因 芯 片 等 技 术 研 究 虫 生 真 菌 与 模 式 昆 虫 ( 家 蚕 或 果 蝇 ) 相 互 作 用 第 7 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

9 时 病 原 - 宿 主 的 基 因 表 达 特 征, 探 索 潜 在 的 基 因 - 基 因 作 用 模 式 ; 3. 丝 状 真 菌 菌 种 退 化 衰 老 的 分 子 机 理 : 结 合 以 模 式 丝 状 真 菌 构 巢 曲 霉 为 对 象, 从 转 录 组 蛋 白 组 及 基 因 功 能 研 究 等 水 平 分 析 虫 生 真 菌 角 变 化 产 孢 或 虫 草 子 实 体 产 生 能 力 下 降 或 丧 失 的 分 子 机 理 ; 4. 虫 草 菌 发 育 生 物 学 及 活 性 成 份 代 谢 途 径 : 主 要 以 蛹 虫 草 为 对 象 研 究 子 实 体 发 育 的 分 子 调 控 机 理 虫 草 素 等 活 性 成 份 代 谢 合 成 途 径 等 获 奖 情 况 1998 年 度 国 家 留 学 基 金 委 资 助 2005 年 度 安 徽 省 科 技 一 等 奖 个 人 简 介 安 徽 农 业 大 学 植 保 系, 学 士 安 徽 农 业 大 学 林 学 系, 硕 士 中 国 农 业 大 学 微 生 物 系, 博 士 英 国 University of Wales Swansea 访 问 学 者 英 国 University of Wales Swansea 博 士 后 研 究 美 国 University of Maryland 博 士 后 研 究 应 聘 为 中 国 科 学 院 植 物 生 理 生 态 研 究 所 百 人 计 划 课 题 组 长, 研 究 员 杀 虫 剂 主 要 用 于 防 治 农 业 害 虫 的 一 类 农 药, 部 分 也 可 用 于 卫 生 防 疫 以 及 畜 牧 业 和 工 业 原 料 产 品 等 的 害 虫 防 治 使 用 历 史 长 用 量 大 品 种 多 防 治 效 果 显 著 杀 虫 剂 按 作 用 方 式 可 分 类 为 : 1 胃 毒 剂 经 虫 口 进 入 其 消 化 系 统 起 毒 杀 作 用, 如 敌 百 虫 等 2 触 杀 剂 与 表 皮 或 附 器 接 触 后 渗 入 虫 体, 或 腐 蚀 虫 体 蜡 质 层, 或 堵 塞 气 门 而 杀 死 害 虫, 如 拟 除 虫 菊 酯 矿 油 乳 剂 等 3 熏 蒸 剂 利 用 有 毒 的 气 体 液 体 或 固 体 的 挥 发 而 发 生 蒸 气 毒 杀 害 虫 或 病 菌, 如 溴 甲 烷 等 4 内 吸 杀 虫 剂 被 植 物 种 子 根 茎 叶 吸 收 并 输 导 至 全 株, 在 一 定 时 期 内, 以 原 体 或 其 活 化 代 谢 物 随 害 虫 取 食 植 物 组 织 或 吸 吮 植 物 汁 液 而 进 入 虫 体, 起 毒 杀 作 用, 如 乐 果 等 按 毒 理 作 用 可 分 为 : 1 神 经 毒 剂 作 用 于 害 虫 的 神 经 系 统, 如 滴 滴 涕 对 硫 磷 呋 喃 丹 除 虫 菊 酯 等 2 呼 吸 毒 剂 抑 制 害 虫 的 呼 吸 酶, 如 氰 氢 酸 等 3 物 理 性 毒 剂 如 矿 物 油 剂 可 堵 塞 害 虫 气 门, 惰 性 粉 可 磨 破 害 虫 表 皮, 使 害 虫 致 死 4 特 异 性 杀 虫 剂 引 起 害 虫 生 理 上 的 反 常 反 应, 如 使 害 虫 离 作 物 远 去 的 驱 避 剂, 以 性 诱 或 饵 诱 诱 集 害 虫 的 诱 致 剂, 使 害 虫 味 觉 受 抑 制 不 再 取 食 以 致 饥 饿 而 死 的 拒 食 剂, 作 用 于 成 虫 生 殖 机 能 使 雌 雄 之 一 不 育 或 两 性 皆 不 育 的 不 育 剂, 影 响 害 虫 生 长 变 态 生 殖 的 昆 虫 生 长 调 节 剂 等 按 来 源 可 分 为 : 1 无 机 和 矿 物 杀 虫 剂 如 砷 酸 铅 砷 酸 钙 氟 硅 酸 钠 和 矿 油 乳 剂 等 这 类 杀 虫 剂 一 般 药 效 较 低, 对 作 物 易 引 起 药 害, 而 砷 剂 对 人 毒 性 大 因 此 自 有 机 合 成 杀 虫 剂 大 量 使 用 以 后 大 部 分 已 被 淘 汰 2 植 物 性 杀 虫 剂 全 世 界 约 有 1000 多 种 植 物 对 昆 虫 具 有 或 多 或 少 的 毒 力 广 泛 应 用 的 有 除 虫 菊 鱼 藤 和 烟 草 等 此 外 有 些 植 物 里 还 含 有 类 似 保 幼 激 素 早 熟 素 蜕 皮 激 素 活 性 物 质 如 从 喜 树 的 根 皮 树 皮 或 果 实 中 分 离 的 喜 树 碱 对 马 尾 松 毛 虫 有 很 强 的 不 育 作 用 3 有 机 合 成 杀 虫 剂 如 有 机 氯 类 的 滴 滴 涕 六 2007 年 11 月 28 日 第 十 二 期 第 8 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

10 六 六 硫 丹 毒 杀 芬 等, 滴 滴 涕 六 六 六 曾 是 产 量 大 应 用 广 的 两 个 农 药 品 种, 但 因 易 在 生 物 体 中 蓄 积, 从 20 世 纪 70 年 代 初 开 始 在 许 多 国 家 禁 用 或 限 用 ; 有 机 磷 类 的 对 硫 磷 敌 百 虫 乐 果 等 约 400 个 品 种 以 上, 产 量 居 杀 虫 剂 的 第 一 位 ; 氨 基 甲 酸 酯 类 的 西 维 因 呋 喃 丹 等 ; 拟 除 虫 菊 酯 类 的 氰 戊 菊 酯 溴 氰 菊 酯 等 ; 有 机 氮 类 的 杀 虫 脒 杀 虫 双 等 4 昆 虫 激 素 类 杀 虫 剂 如 多 种 保 幼 激 素 性 外 激 素 类 似 物 等 ( 见 昆 虫 激 素 类 农 药 ) 少 数 传 统 药 剂, 如 矿 油 乳 剂 等 的 作 用 机 理 主 要 在 体 表 起 物 理 杀 虫 作 用, 而 绝 大 多 数 有 机 合 成 杀 虫 剂 都 进 入 害 虫 体 内, 在 一 定 部 位 干 扰 或 破 坏 正 常 生 理 生 化 反 应 进 入 害 虫 体 内 的 途 径, 有 的 是 随 取 食 通 过 口 器 进 入 消 化 道 渗 入 血 液 中, 有 的 是 通 过 表 皮, 也 有 的 是 通 过 气 孔 和 气 管, 进 入 体 内 的 药 剂 与 害 虫 体 内 的 各 种 酶 系 发 生 生 化 反 应, 一 些 反 应 使 药 剂 降 解 失 去 毒 力, 但 也 有 些 药 剂 被 活 化 使 毒 力 增 强, 未 被 降 解 ( 或 活 化 后 的 化 合 物 ) 的 药 剂 因 作 用 机 理 不 同 而 在 一 定 部 位 发 挥 毒 杀 作 用, 如 作 用 于 神 经 系 统 或 作 用 于 细 胞 内 呼 吸 代 谢 过 程 第 9 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

11 BMC 基 因 组 学 : 葡 萄 熟 了 生 物 通 报 道 : 葡 萄 是 一 种 常 见 的 水 果, 其 中 一 些 品 种 专 门 用 做 酿 酒 之 用 个 人 口 味 不 同, 或 许 你 喜 欢 赤 霞 珠 ( 红 葡 萄, 世 界 著 名 的 红 葡 萄 酒 品 种 之 一 ), 或 者 是 加 州 葡 萄 变 种 现 在, 两 项 公 布 在 BMC 基 因 组 学 杂 志 上 的 两 篇 新 研 究 论 文 提 供 了 一 系 列 有 关 果 实 成 熟 的 新 遗 传 信 息, 而 果 实 的 成 熟 对 商 业 价 值 非 常 重 要 葡 萄 的 基 因 表 达 分 析 揭 示 出 两 个 与 葡 萄 的 绿 色 阶 段 和 变 红 阶 段 相 对 应 的 不 同 的 分 子 和 功 能 阶 段 研 究 人 员 公 布 了 首 个 生 物 化 学 证 据 证 实, 在 颜 色 过 渡 期 发 生 着 活 性 氧 的 累 积 意 大 利 IASMA 研 究 中 心 的 Stefania Pilati 和 同 事 分 析 了 正 在 成 熟 的 加 州 红 葡 萄, 以 确 定 出 果 实 成 熟 基 因 并 研 究 季 节 对 该 过 程 的 影 响 他 们 发 现, 超 过 1400 个 成 熟 特 异 性 基 因 的 表 达 在 三 个 不 同 的 生 长 季 节 中 发 生 相 似 的 波 动, 其 中 一 小 类 基 因 则 受 到 气 候 条 件 的 强 烈 影 响 在 绿 果 阶 段, 大 量 的 与 激 素 信 号 和 转 录 调 节 有 关 的 基 因 被 调 节 这 意 味 着 大 规 模 的 细 胞 代 谢 过 程 被 重 排 生 长 素 乙 烯 和 光 起 到 关 键 作 用 在 之 后 的 成 熟 期, 细 胞 壁 组 织 和 生 物 发 生 糖 类 和 次 级 代 谢 和 压 力 应 答 相 关 基 因 则 开 始 起 作 用 此 时, 光 合 作 用 受 到 强 烈 抑 制 这 些 转 录 事 件 与 果 实 软 化 和 糖 颜 色 和 香 味 化 合 物 的 积 累 过 程 相 一 致, 而 这 些 都 决 定 着 最 终 葡 萄 的 品 质 在 两 个 阶 段 的 转 折 点 上, 研 究 人 员 发 现 一 种 与 H2O2 有 关 的 氧 化 力 和 抗 氧 化 酶 网 络 的 一 种 广 泛 的 调 整 与 此 同 时, 来 自 美 国 内 华 达 州 大 学 和 波 士 顿 大 学 医 学 院 的 Laurent G. Deluc 和 同 事 对 V. vinifera Cavernet Sauvignon 进 行 了 进 一 步 的 研 究, 他 们 分 析 了 葡 萄 果 实 发 育 的 7 个 不 同 的 阶 段 该 研 究 组 确 定 出, 在 一 系 列 相 关 过 程 中 起 关 键 作 用 的 基 因 的 mrna 在 整 个 发 育 过 程 中 发 生 了 显 著 的 变 化 相 关 过 程 包 括 有 机 和 氨 基 酸 代 谢 光 合 作 用 碳 循 化 和 抗 病 性 值 得 一 提 的 是, 研 究 人 员 记 录 下 来 与 转 录 因 子 表 达 模 式 ABA 生 物 合 成 和 钙 信 号 基 因 有 关 的 变 化 研 究 发 现, 一 些 mrna 在 整 个 成 熟 过 程 中 发 生 了 明 显 的 增 加 和 减 少, 并 且 糖 代 谢 基 因 模 式 分 析 揭 示 出 一 种 新 的 与 之 前 发 现 的 不 同 的 葡 萄 糖 和 磷 酸 丙 糖 途 径 尽 管, 葡 萄 对 人 类 来 说 是 一 种 很 重 要 的 水 果, 但 是 有 关 果 实 和 风 味 发 育 过 程 中 生 物 化 学 和 物 理 变 化 的 遗 传 线 索 目 前 还 知 之 甚 少 研 究 人 员 表 示, 大 量 的 调 节 基 因 的 确 定 为 破 解 果 实 成 熟 控 制 机 制 提 供 了 强 大 的 新 资 料 ( 生 物 通 杨 遥 )

12 自 然 癌 症 研 究 突 破 : 独 特 的 新 因 子 生 物 通 报 道 : 来 自 美 国 圣 犹 大 儿 童 研 究 医 院 (St. Jude Children's Research Hospital) 免 疫 学 系, 哈 佛 医 学 院 及 ebioscience 公 司 的 研 究 人 员 发 现 了 一 种 能 阻 止 免 疫 应 答 过 度 反 应, 伤 害 身 体 的 新 的 信 号 分 子 这 一 发 现 将 有 利 于 一 种 新 的 癌 症 治 疗 方 法 : 癌 症 疫 苗 的 发 展, 这 对 于 自 免 疫 疾 病, 譬 如 I 型 糖 尿 病, 炎 症 疾 病, 比 如 炎 症 性 肠 病 (inflammatory bowel disease, IBD) 和 哮 喘 来 说 都 是 一 个 好 消 息 这 一 研 究 成 果 公 布 在 Nature 杂 志 上 去 年 FDA 批 准 了 世 界 首 支 癌 症 疫 苗 针 对 女 性 的 宫 颈 癌 疫 苗, 随 着 这 一 种 癌 症 疫 苗 ( 默 沙 东 的 宫 颈 癌 疫 苗 佳 达 修 (GARDASIL)) 在 美 国 的 上 市, 在 澳 大 利 亚 欧 盟 新 加 坡 等 共 计 85 个 国 家 和 地 区 也 都 获 准 上 市 这 种 针 对 宫 颈 癌 的 疫 苗 能 获 得 成 功 主 要 是 因 为 宫 颈 癌 病 因 明 确 HPV 感 染, 然 而 目 前 对 于 许 多 重 要 癌 症 的 了 解 还 没 有 达 到 这 一 步 在 这 篇 文 章 中, 圣 犹 大 儿 童 医 院 领 导 的 研 究 团 队 发 现 了 称 为 调 节 性 T 细 胞 的 这 种 免 疫 淋 巴 细 胞 能 释 放 一 种 蛋 白 复 合 物, 这 种 复 合 物 包 含 两 种 蛋 白 :Ebi3 和 Il12a 就 像 一 个 刹 车 一 样, 这 种 蛋 白 复 合 物 可 以 阻 止 体 内 效 应 T 淋 巴 细 胞 (effector T lymphocytes) 的 过 激 反 应 由 于 这 种 复 合 物 属 于 一 类 信 号 分 子 家 族 : 细 胞 因 子 (cytokine), 而 免 疫 系 统 细 胞 因 子 又 称 为 白 介 素 (interleukins), 因 此 研 究 小 组 的 成 员 将 这 种 蛋 白 命 名 为 interleukin-35 (IL-35) 研 究 人 员 发 现 大 部 分 刺 激 免 疫 系 统 的 细 胞 因 子 都 是 通 过 引 起 炎 症 反 应, 促 进 免 疫 攻 击, 然 而 这 种 因 子 却 属 于 少 数 几 种 抑 制 免 疫 系 统 活 性 的 信 号 分 子 圣 犹 大 儿 童 医 院 的 Dario Vignali 表 示, IL-35 的 发 现 十 分 重 要, 因 为 对 调 节 性 T 细 胞 (regulatory T cells) 的 调 控 是 免 疫 治 疗 的 一 个 关 键 目 标, 免 疫 治 疗 是 指 针 对 传 染 性 疾 病 癌 症 以 及 其 它 疾 病, 通 过 操 纵 增 强 或 减 弱 免 疫 系 统 作 用 来 达 到 治 疗 效 果 的 疾 病 治 疗 方 法 尽 管 通 过 调 节 性 T 细 胞 介 导 免 疫 治 疗 为 病 患 带 来 了 希 望, 但 是 这 种 能 抑 制 免 疫 系 统 活 性 的 细 胞 分 子 至 今 了 解 的 很 少, 这 是 这 一 领 域 滞 后 的 一 个 重 要 问 题 研 究 人 员 发 现 编 码 IL-35(Ebi3 和 II12a) 的 基 因 在 条 件 性 T 细 胞 中 具 有 活 性 ( 并 且 对 于 条 件 性 T 细 胞 行 使 功 能 至 关 重 要 ), 在 效 应 性 T 细 胞 中 却 没 有 事 实 上, 缺 失 了 Ebi3 和 II12a 的 调 节 性 T 细 胞 失 去 了 抑 制 效 应 性 T 细 胞 的 大 部 分 作 用, 而 且 这 些 调 节 性 T 细 胞 不 能 治 愈 带 有 一 种 炎 症 疾 病 ( 与 人 类 IBD 相 似 ) 的 模 式 小 鼠 进 一 步 研 究 发 现, 当 研 究 人 员 将 调 节 性 T 细 胞 加 入 到 效 应 性 T 细 胞 培 养 皿 中, 调 节 性 T 细 胞 立 即 大 量 增 加 Ebi3 和 II12a 基 因 的 mrna 数 量, 这 说 明 效 应 性 T 细 胞 释 放 出 了 刺 激 调 节 性 T 细 胞 编 译 IL-35 的 信 号 Vignali 认 为, 我 们 发 现 IL-35 作 为 一 种 调 节 性 T 细 胞 释 放 的 关 键 细 胞 因 子, 对 于 我 们 加 深 理 解 这 些 细 胞 如 何 阻 止 免 疫 应 答 过 激 第 11 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

13 反 应 具 有 重 要 的 意 义, 调 节 性 T 细 胞 被 认 为 是 一 种 阻 碍 效 应 抗 癌 症 疫 苗 发 展 的 主 要 因 素, 而 且 也 可 能 抑 制 了 某 些 慢 性 传 染 病, 比 如 hepatitis C 和 肺 结 核 的 消 除 性 免 疫 (sterilizing immunity, 指 宿 主 能 清 除 体 内 寄 生 虫, 并 对 再 感 染 产 生 完 全 的 抵 抗 力, 例 如 热 带 利 什 曼 原 虫 引 起 的 皮 肤 利 什 曼 病 ) 如 果 影 响 调 节 性 T 细 胞 功 能 的 最 大 因 素 是 IL-35, 那 么 抑 制 了 这 种 蛋 白 复 合 物 的 活 性 也 许 就 能 增 加 抗 癌 疫 苗 的 作 用, 疫 苗 是 通 过 刺 激 免 疫 系 统 识 别 和 攻 击 特 异 性 靶 标, 比 如 生 殖 细 胞 或 癌 症 细 胞 来 起 作 用 的 自 免 疫 疾 病 和 炎 症 疾 病 都 是 由 控 制 我 们 免 疫 系 统 的 正 常 调 控 过 程 中 出 现 故 障 而 导 致 的,Vignali 又 说, 加 入 IL-35 或 者 提 升 IL-35 的 活 性 的 新 治 疗 方 法 也 许 能 为 这 些 疾 病 提 供 新 的 治 疗 机 会 Vignali 实 验 室 的 博 士 后, 文 章 的 第 一 作 者 Lauren Collison 也 认 为, 识 别 出 IL-35 是 一 项 令 人 激 动 的 研 究 成 果, 因 为 这 是 至 今 发 现 的 唯 一 一 种 由 调 节 性 T 细 胞 产 生, 抑 制 效 应 性 T 细 胞 活 性 的 细 胞 因 子, 也 就 是 说 也 许 有 一 天, 控 制 住 病 患 IL-35 的 水 平 就 能 控 制 免 疫 应 答 的 升 降 了 ( 生 物 通 : 张 迪 ) 原 文 检 索 :Nature 450, (22 November 2007) doi: /nature06306; Received 31 July 2007; Accepted 26 September 2007 The inhibitory cytokine IL-35 contributes to regulatory T-cell function Abstract 癌 症 疫 苗 来 了? 11 月 1 日, 澳 门 赌 王 之 女 影 视 明 星 何 超 仪 当 众 为 一 对 玩 具 熊 母 女 打 针, 以 推 广 宫 颈 癌 疫 苗 这 一 天, 葛 兰 素 史 克 (GSK) 的 宫 颈 癌 疫 苗 开 始 在 澳 门 销 售 而 此 前, 另 一 家 制 药 巨 头 默 沙 东 (Merck) 的 宫 颈 癌 疫 苗 已 经 在 台 湾 香 港 和 澳 门 上 市 实 际 上, 自 2006 年 6 月, 默 沙 东 的 宫 颈 癌 疫 苗 佳 达 修 (GARDASIL) 获 得 美 国 食 品 药 品 监 督 管 理 局 (FDA) 批 准, 成 为 全 球 第 一 种 癌 症 疫 苗 以 来, 佳 达 修 已 经 在 美 国 澳 大 利 亚 欧 盟 新 加 坡 等 共 计 85 个 国 家 和 地 区 获 准 上 市 葛 兰 素 史 克 也 不 甘 示 弱 今 年 5 月, 该 公 司 研 制 的 宫 颈 癌 疫 苗 在 澳 大 利 亚 获 得 上 市 批 准 此 后, 其 疫 苗 又 先 后 获 准 在 欧 盟 菲 律 宾 阿 联 酋 等 地 上 市 作 为 女 性 健 康 的 重 要 威 胁 之 一, 每 两 分 钟, 世 界 上 就 有 一 位 妇 女 死 于 宫 颈 癌 在 中 国, 宫 颈 癌 同 样 是 妇 女 面 临 的 主 要 卫 生 问 题 之 一 大 家 所 熟 知 的 著 名 艺 人 梅 艳 芳 和 李 媛 媛, 都 不 幸 死 于 这 一 疾 病, 令 人 扼 腕 叹 息 因 此, 很 多 女 性 都 在 翘 首 以 盼 这 种 预 防 性 疫 苗 何 时 能 在 中 国 市 场 上 出 现 中 国 医 学 科 学 院 肿 瘤 研 究 所 的 乔 友 林 教 授 就 坦 言, 不 断 有 人 向 他 打 听, 什 么 时 候 可 以 接 种 宫 颈 癌 疫 苗 抵 抗 HPV 引 发 宫 颈 癌 的 元 凶 是 HPV( 乳 头 状 瘤 病 毒 ) 全 球 范 围 内, 约 71% 的 宫 颈 癌 病 例 由 HPV16 型 和 18 型 引 起 11 月 7 日 在 北 京 举 行 的 第 24 届 国 际 HPV ( 乳 头 状 瘤 病 毒 ) 大 会 上, 乔 友 林 领 导 的 研 究 组 首 次 披 露 了 一 项 覆 盖 中 国 各 地 区 共 19 家 医 院 1244 名 宫 颈 癌 患 者 的 流 行 病 学 调 查 结 果 调 查 表 明, 中 国 女 性 中 约 85% 的 宫 颈 癌 是 由 这 两 种 HPV 病 毒 亚 型 引 起 的 也 就 是 说, 这 两 种 病 毒 亚 型 (HPV16 18 型 ) 在 中 国 女 性 中 引 发 宫 颈 癌 的 比 例 高 于 全 球 平 均 水 平 此 2007 年 11 月 28 日 第 十 二 期 第 12 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

14 外, 在 各 地 区 没 有 发 现 HPV 型 别 分 布 的 差 异 在 德 国 伍 兹 堡 大 学 教 授 施 瓦 茨 (Tino Schwarz) 看 来, 对 于 中 国 女 性 而 言, 这 无 疑 是 一 个 好 消 息 因 为 葛 兰 素 史 克 和 默 沙 东 推 出 的 宫 颈 癌 疫 苗, 针 对 的 主 要 都 是 16 型 和 18 型 病 毒, 对 这 两 种 亚 型 的 HPV 病 毒 具 有 100% 的 抵 抗 作 用 到 目 前 为 止, 在 最 早 参 加 临 床 试 验 的 那 批 志 愿 者 中, 宫 颈 癌 疫 苗 的 保 护 作 用 已 经 超 过 五 年 虽 然 疫 苗 的 保 护 作 用 到 底 能 够 维 持 多 久 还 需 要 继 续 跟 踪, 但 有 业 内 人 士 称, 一 般 疫 苗 保 护 期 可 能 达 到 十 年 以 上 不 过, 宫 颈 癌 疫 苗 在 中 国 内 地 上 市 或 许 尚 需 时 日 数 年 前, 默 沙 东 和 葛 兰 素 史 克 就 各 自 在 全 球 范 围 内 开 展 了 大 规 模 的 多 中 心 临 床 试 验 据 财 经 了 解, 这 两 家 公 司 当 初 均 希 望 将 中 国 纳 入 其 全 球 临 床 试 验 体 系, 但 未 能 如 愿 去 年 年 初, 两 家 公 司 均 向 中 国 的 国 家 食 品 药 品 监 督 管 理 局 (SFDA) 提 交 了 宫 颈 癌 疫 苗 的 注 册 申 请 据 葛 兰 素 史 克 北 亚 地 区 疫 苗 部 医 学 总 监 唐 海 文 博 士 在 此 次 国 际 HPV 大 会 上 透 露, SFDA 已 经 同 意 宫 颈 癌 疫 苗 在 中 国 开 展 临 床 试 验, 但 仍 然 很 难 预 测 疫 苗 在 中 国 上 市 的 大 概 时 间 而 默 沙 东 亚 太 区 疫 苗 事 务 医 学 总 监 杨 冠 洋 博 士 也 表 示, 各 个 国 家 的 法 规 和 程 序 不 一 样, 我 们 很 难 预 测 ( 宫 颈 癌 疫 苗 ) 什 么 时 候 可 以 在 中 国 上 市 一 位 研 究 人 员 甚 至 有 些 悲 观 的 估 计, 由 于 此 前 中 国 没 有 参 与 宫 颈 癌 疫 苗 的 全 球 临 床 试 验, 如 果 没 有 快 速 通 道, 中 国 内 地 的 女 性 将 至 少 推 迟 五 年 才 能 享 受 到 宫 颈 癌 疫 苗 这 种 最 新 的 研 究 成 果 鉴 于 疫 苗 尚 未 在 中 国 内 地 上 市, 默 沙 东 和 葛 兰 素 史 克 均 不 愿 谈 论 疫 苗 的 具 体 价 格 在 一 些 发 达 国 家 和 地 区, 宫 颈 癌 疫 苗 的 价 格 目 前 可 高 达 数 百 美 元 和 乙 肝 疫 苗 相 似, 宫 颈 癌 疫 苗 需 要 在 六 个 月 接 受 三 次 肌 肉 注 射 实 际 上, 从 国 际 上 看, 疫 苗 价 格 与 市 场 规 模 以 及 政 府 是 否 提 供 补 贴 等 因 素 有 很 大 关 系 葛 兰 素 史 克 全 球 医 学 事 务 副 总 裁 博 格 茨 (Hugues Bogaerts) 博 士 表 示, 疫 苗 是 一 种 特 殊 产 品, 在 不 同 国 家 和 地 区, 针 对 不 同 的 人 群, 价 格 也 可 能 不 一 样, 我 们 的 疫 苗 在 发 展 中 国 家 的 价 格 会 比 在 发 达 国 家 低 得 多 宫 颈 癌 疫 苗 的 问 世, 自 然 凝 聚 了 很 多 研 究 人 员 的 心 血 在 此 次 国 际 HPV 大 会 上, 多 位 研 究 人 员 向 财 经 记 者 提 到 了 一 个 中 国 名 字 周 健 1991 年, 澳 大 利 亚 昆 士 兰 大 学 的 伊 恩 弗 雷 泽 (Ian Frazer) 和 来 自 中 国 的 周 健 合 作, 利 用 重 组 DNA 技 术 制 造 出 一 种 外 形 与 HPV 极 为 相 似 的 HPV 病 毒 样 颗 粒 这 种 病 毒 样 颗 粒 内 部 不 含 导 致 疾 病 的 DNA, 却 能 刺 激 身 体 产 生 针 对 这 种 病 毒 的 免 疫 反 应 据 科 学 时 报 报 道, 昆 士 兰 大 学 后 来 将 此 专 利 转 让 给 了 默 沙 东, 这 一 突 破 性 进 展 为 宫 颈 癌 疫 苗 研 发 奠 定 了 重 要 基 础 不 幸 的 是,1999 年, 当 疫 苗 的 第 三 期 临 床 研 究 还 在 进 行 时, 周 健 却 在 回 中 国 进 行 学 术 访 问 期 间, 因 过 度 疲 劳 意 外 去 世 内 地 女 性 可 期 如 今, 成 千 上 万 的 女 性 已 经 开 始 享 用 弗 雷 泽 和 周 健 等 研 究 人 员 奉 献 的 成 果, 宫 颈 癌 也 有 第 13 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

15 望 成 为 人 类 通 过 多 种 方 法 来 全 面 预 防 和 根 除 的 第 一 个 恶 性 肿 瘤 当 然, 作 为 一 种 主 要 旨 在 预 防 的 疫 苗, 宫 颈 癌 疫 苗 并 不 意 味 着 适 用 于 所 有 女 性 从 预 防 效 果 及 卫 生 经 济 学 的 角 度 看, 最 适 宜 接 种 宫 颈 癌 疫 苗 的 是 那 些 尚 未 发 生 性 行 为 的 年 轻 女 孩 换 句 话 说, 宫 颈 癌 疫 苗 最 适 合 处 女 使 用 不 过, 成 熟 女 性 同 样 可 以 接 种 澳 门 影 视 明 星 何 超 仪 在 那 次 推 广 活 动 后 就 注 射 了 葛 兰 素 史 克 的 宫 颈 癌 疫 苗 该 疫 苗 的 适 用 人 群 为 10 岁 至 45 岁 的 女 性 默 沙 东 疫 苗 目 前 的 适 用 人 群 则 为 9 岁 至 26 岁 的 女 性 但 其 研 究 人 员 公 布 的 最 新 数 据 显 示, 其 疫 苗 对 24 至 45 岁 的 女 性 同 样 有 效 据 悉, 该 公 司 将 在 今 年 年 底 之 前 将 数 据 提 交 至 美 国 FDA, 以 期 获 准 将 疫 苗 适 应 范 围 扩 展 至 45 岁 以 下 女 性 由 于 HPV 主 要 通 过 性 行 为 或 生 殖 器 接 触 传 播, 宫 颈 癌 和 宫 颈 癌 疫 苗 有 时 会 被 人 贴 上 道 德 标 签 人 们 对 待 宫 颈 癌 疫 苗 的 态 度, 也 往 往 与 各 自 的 文 化 背 景 密 切 相 关 在 国 际 HPV 大 会 的 一 次 媒 体 会 上, 就 有 记 者 提 出 这 样 的 问 题, 如 果 是 从 一 而 终 的 良 家 妇 女, 有 没 有 必 要 注 射 宫 颈 癌 疫 苗? 而 中 国 医 学 科 学 院 肿 瘤 研 究 所 的 乔 友 林 教 授 的 回 答 是 : 平 均 每 位 妇 女 在 其 一 生 中 有 80% 的 几 率 感 染 HPV 我 不 主 张 区 分 高 风 险 和 低 风 险 人 群 虽 然 HPV 感 染 通 常 可 以 自 愈, 但 在 一 些 情 况 下 仍 会 导 致 宫 颈 癌 剑 桥 大 学 病 理 学 系 教 授 斯 坦 利 (Margaret Stanley) 也 认 为,HPV 是 一 种 常 见 的 病 毒, 不 要 与 所 谓 的 不 良 行 为 联 系 在 一 起 虽 然 存 在 一 些 伦 理 上 的 争 议, 但 这 并 未 成 为 主 流 目 前, 一 些 国 家 已 经 将 宫 颈 癌 疫 苗 纳 入 官 方 疾 病 预 防 控 制 机 构 的 接 种 推 荐 名 单 例 如, 美 国 为 不 被 保 险 覆 盖 的 9 岁 至 18 岁 女 性 提 供 免 费 接 种, 澳 大 利 亚 意 大 利 和 英 国 等 国 也 都 决 定 将 十 二 三 岁 的 女 孩 纳 入 全 民 接 种 计 划 当 然, 即 使 接 种 了 疫 苗 的 女 性, 也 需 要 接 受 宫 颈 癌 筛 查 对 大 多 数 中 国 内 地 女 性 而 言, 宫 颈 癌 筛 查 和 早 诊 早 治 仍 是 一 种 切 实 可 行 的 预 防 方 式 毕 竟, 宫 颈 癌 何 时 在 中 国 内 地 上 市 尚 未 可 知, 即 使 疫 苗 今 后 得 到 中 国 的 SFDA 批 准, 其 价 格 在 短 期 内 估 计 也 不 会 便 宜 专 家 建 议, 如 果 有 女 性 不 愿 等 待, 同 时 经 济 状 况 也 许 可 的 话, 或 许 可 以 考 虑 从 港 澳 台 或 者 国 外 购 买 宫 颈 癌 疫 苗 毕 竟, 现 在 人 类 已 经 进 入 了 一 个 地 理 边 界 越 来 越 模 糊 的 时 代

16 长 江 学 者 最 新 Neuron 文 章 生 物 通 报 道 : 来 自 华 中 科 技 大 学, 生 物 物 理 研 究 所 联 合 实 验 室, 教 育 部 分 子 生 物 物 理 重 点 实 验 室 (Key Laboratory of Molecular Biophysics), 生 物 大 分 子 国 家 重 点 实 验 室 的 研 究 人 员 突 破 了 线 虫 在 研 究 神 经 突 触 形 成, 神 经 递 质 释 放 方 面 的 技 术 限 制, 证 明 了 UNC-31 在 DCVs 定 位 在 质 膜 上 的 重 要 性, 并 提 出 PKA 活 性 可 以 逆 转 UNC-31 突 变 引 发 的 DCVs 定 位 缺 陷, 这 对 于 了 解 神 经 突 触 形 成 和 神 经 递 质 释 放 具 有 重 要 的 意 义, 能 进 一 步 解 析 囊 泡 形 成 和 释 放 的 机 理 这 一 研 究 成 果 公 布 在 Neuron 杂 志 上 文 章 的 通 讯 作 者 分 别 是 华 中 科 技 大 学 的 徐 涛 教 授 和 吴 政 星 副 教 授, 前 者 现 任 华 中 科 技 大 学 生 命 科 学 院 副 院 长, 生 物 物 理 与 生 物 化 学 研 究 所 所 长, 教 育 部 长 江 学 者 奖 励 计 划 特 聘 教 授, 主 要 在 细 胞 和 分 子 水 平 上 对 神 经 和 内 分 泌 系 统 信 号 转 导 和 分 泌 机 制 进 行 研 究 秀 丽 隐 杆 线 虫 (Caenorhabditis elegans, 以 下 简 称 C. elegans) 是 一 种 可 以 独 立 生 存 的 自 由 线 虫, 线 虫 是 目 前 发 育 生 物 学 上 重 要 的 模 式 生 物, 它 的 构 造 简 单, 生 长 快 速, 可 大 量 养 殖, 易 于 产 生 突 变 此 外 它 的 细 胞 数 目 以 及 细 胞 命 运 图 谱 几 乎 固 定, 并 且 易 于 追 踪 而 将 线 虫 提 升 到 如 此 地 位 的 正 是 英 国 科 学 家 布 瑞 纳, 他 在 60 与 70 年 代 对 于 线 虫 所 进 行 的 研 究, 让 我 们 对 细 胞 分 裂 与 分 化 的 调 控 有 更 多 的 了 解 而 线 虫 也 因 而 成 为 重 要 的 模 式 生 物, 线 虫 研 究 的 另 外 一 个 重 大 成 功 是 关 于 细 胞 凋 亡 的 研 究, 细 胞 凋 亡 的 调 控 机 制 在 各 种 动 物 中 相 当 类 似, 而 这 些 知 识 主 要 来 自 于 线 虫 的 研 究 除 此 之 外, 线 虫 也 是 研 究 神 经 突 触 形 成, 神 经 递 质 释 放 的 重 要 模 式 系 统 然 而, 由 于 缺 乏 释 放 过 程 中 直 接 的 功 能 性 分 析, 极 大 的 影 响 了 对 于 线 虫 囊 泡 内 吞 和 胞 吐 (vesicular exocytosis and endocytosis ) 机 制 的 了 解 在 这 篇 文 章 中, 研 究 人 员 发 展 了 直 接 电 生 理 实 验, 突 破 了 这 一 技 术 限 制, 他 们 利 用 膜 电 容 (membrane capacitance) 和 电 流 分 析 (amperometry) 进 行 了 线 虫 原 代 培 养 神 经 细 胞 的 实 验, 而 且 研 究 人 员 利 用 全 内 反 射 荧 光 显 微 技 术 (internal reflection fluorescence microscopy) 成 功 监 控 了 单 致 密 核 心 囊 泡 (single dense core vesicle,dcv) 的 融 合 及 定 位 通 过 这 些 技 术 方 法 及 成 熟 扰 动 分 析 (perturbation analysis), 研 究 人 员 证 明 了 UNC-31 在 DCVs 定 位 在 质 膜 上 的 重 要 性, 而 且 有 趣 的 是,UNC-31 突 变 引 起 的 DCVs 定 位 缺 陷 可 以 完 全 由 PKA 活 性 逆 转, 同 时 研 究 人 员 还 证 明 UNC-31 在 UNC-31 介 导 的 DCV 胞 吐 积 累 中 的 作 用 这 些 对 于 了 解 神 经 突 触 形 成 和 神 经 递 质 释 放 具 有 重 要 的 意 义, 能 进 一 步 解 析 囊 泡 形 成 和 释 放 的 机 理 ( 生 物 通 : 张 迪 ) 原 文 检 索 :Neuron, Vol 56, , 21 November 2007 PKA Activation Bypasses the Requirement for UNC-31 in the Docking of Dense Core Vesicles from C. elegans Neurons Abstract 秀 丽 线 虫 : 诺 贝 尔 奖 的 新 宠 第 15 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

17 线 虫 之 所 以 能 在 经 典 模 式 生 物 的 名 单 中 占 有 一 个 重 要 位 置 和 它 的 形 态 特 点 有 密 切 关 系 前 面 已 经 提 到, 线 虫 通 身 透 明, 观 察 十 分 容 易 更 为 重 要 的 一 点 是, 它 是 唯 一 一 个 身 体 中 的 所 有 细 胞 能 被 逐 个 盘 点 并 各 归 其 类 的 生 物 它 的 幼 虫 含 有 556 个 体 细 胞 和 2 个 原 始 生 殖 细 胞, 成 虫 则 根 据 性 别 不 同 具 有 不 同 的 细 胞 数 最 常 见 的 雌 雄 同 体 成 虫 成 熟 后 含 有 959 个 体 细 胞 和 2000 个 生 殖 细 胞, 而 较 少 见 的 雄 性 成 虫 则 只 有 1031 个 体 细 胞 和 1000 个 生 殖 细 胞 此 外, 线 虫 的 生 命 周 期 很 短, 它 从 生 到 死 的 全 过 程 只 有 3 天 半, 这 就 使 得 不 间 断 的 观 察 并 追 踪 每 个 细 胞 的 演 变 成 为 可 能 通 过 20 年 的 努 力, 到 90 年 代 中 期, 人 们 已 经 建 立 了 完 整 的 线 虫 从 受 精 卵 到 所 有 成 体 细 胞 的 谱 系 图 这 意 味 着, 它 机 体 里 每 一 个 细 胞 的 来 龙 去 脉 都 处 于 我 们 的 视 野 中, 清 晰 并 且 无 所 遗 漏 由 于 精 子 和 卵 细 胞 的 形 成 ( 通 常 称 为 配 子 发 育 gametogenesis) 是 贯 穿 个 体 发 育 的 主 线, 因 此 人 们 通 常 按 照 生 殖 系 细 胞 的 发 育 路 线 建 立 个 体 细 胞 的 谱 系 这 里 涉 及 一 个 有 关 生 殖 系 (germline) 的 定 义, 它 是 指 从 受 精 卵 到 原 始 生 殖 细 胞 的 分 裂 过 程 中, 所 有 能 形 成 配 子 ( 生 殖 细 胞 的 另 外 一 种 说 法 ) 的 细 胞 众 所 周 知, 任 何 生 物 个 体 的 细 胞 中 都 含 有 同 样 一 套 基 因, 但 并 不 是 所 有 细 胞 都 能 发 育 成 配 子 只 有 一 类 特 殊 的 细 胞 能 够 形 成 生 殖 细 胞, 至 于 到 底 哪 些 细 胞 能 够 成 为 担 负 种 系 延 续 重 任 的 幸 运 者, 则 是 一 件 在 受 精 之 初 就 已 经 决 定 的 事 情 : 卵 子 中 的 一 类 特 殊 物 质 决 定 了 细 胞 的 命 运 在 线 虫 果 蝇 和 两 栖 动 物, 这 类 物 质 称 为 生 殖 质 (germplasm) 它 们 是 位 于 卵 子 中 离 细 胞 核 较 远 的 一 端 的 一 些 颗 粒 状 物 质, 由 蛋 白 质 和 核 糖 核 酸 (RNA) 构 成 线 虫 的 生 殖 质 通 常 被 称 为 P 颗 粒, 对 它 的 分 配 是 通 过 一 种 不 对 称 分 裂 实 现 的, 这 种 分 裂 方 式 把 它 只 分 配 到 生 殖 细 胞 中, 而 不 分 配 到 注 定 要 成 为 体 细 胞 的 姊 妹 细 胞 中 受 精 卵 的 第 一 次 分 裂 产 生 一 个 含 P 颗 粒 的 种 系 细 胞 P1 和 一 个 创 建 者 细 胞 AB(foundercell, 等 同 于 哺 乳 动 物 中 的 干 细 胞, 可 以 通 过 分 裂 形 成 其 他 构 成 机 体 组 织 的 细 胞, 因 为 线 虫 成 虫 中 没 有 类 似 干 细 胞 的 具 有 自 我 更 新 能 力 的 细 胞, 所 以 用 创 建 者 细 胞 来 命 名 ) P1 继 续 分 裂,P 颗 粒 分 配 到 种 系 细 胞 P2 中, 另 一 个 细 胞 成 为 创 建 者 细 胞 EMS 接 下 来 进 行 的 第 三 次 分 裂 中, 产 生 P3 种 系 细 胞 和 创 建 者 细 胞 C 前 者 继 续 分 裂 形 成 生 殖 系 的 最 后 一 个 种 系 细 胞 P4, 它 最 终 形 成 两 个 原 生 殖 细 胞 Z2 和 Z3, 同 时 形 成 的 还 有 创 建 者 细 胞 D 到 产 生 原 生 殖 细 胞 时, 幼 虫 发 育 就 绪 556 个 体 细 胞 已 经 完 全 从 创 建 者 细 胞 形 成, 可 以 从 母 体 产 出 了 通 过 把 分 子 中 带 有 不 扩 散 高 分 子 葡 萄 糖 的 荧 光 染 料 注 入 创 立 者 细 胞, 幼 虫 中 每 个 部 位 细 胞 的 家 族 史 立 时 昭 然 若 揭 来 自 创 立 者 AB 的 细 胞 后 来 分 裂 和 分 化 出 了 389 个 细 胞, 它 们 构 成 了 皮 下 神 经 咽 肌 分 泌 腺 和 运 动 系 统 的 一 部 分 细 胞 EMS 则 细 胞 再 分 裂 为 MS 和 E 两 个 创 建 者 细 胞 系, 由 MS 细 胞 分 裂 成 为 包 括 体 肌 细 胞 咽 肌 细 胞 神 经 细 胞 和 分 泌 腺 细 胞 在 内 的 80 个 细 胞, E 细 胞 的 主 要 作 用 是 发 育 成 消 化 道 的 主 体 :20 个 肠 细 胞 构 成 神 经 系 统 的 另 外 2 个 细 胞 则 来 自 C 细 胞, 此 外, 还 有 45 个 皮 下 和 体 肌 细 胞 也 是 来 自 于 C 创 建 者 系 最 后,D 细 胞 全 部 用 于 形 成 运 动 系 统 的 20 个 体 肌 细 胞 出 生 之 后, 线 虫 的 发 育 还 将 继 续, 从 形 态 上, 还 需 要 经 过 3 次 蜕 皮, 从 细 胞 数 量 上, 一 些 器 官 的 细 胞 还 要 继 续 分 裂, 比 如, 肠 细 胞 还 需 要 多 来 14 个 才 够, 而 表 皮 细 胞 也 还 需 要 继 2007 年 11 月 28 日 第 十 二 期 第 16 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

18 续 分 裂 直 到 数 量 达 到 213 个 在 这 个 数 量 继 续 增 长 的 时 期, 细 胞 最 多 时 达 到 1090( 雌 雄 同 体, 若 是 雄 虫 则 为 1179) 然 而, 我 们 前 面 已 经 提 到, 完 全 成 熟 的 成 虫 只 有 959 个 细 胞, 那 么, 多 出 的 131 个 细 胞 又 到 哪 里 去 了? 面 对 这 个 问 题, 大 家 最 先 想 到 的 答 案 一 定 是 它 们 死 掉 了 这 答 案 不 错, 不 过 它 们 在 这 里 死 亡 的 方 式 很 有 点 独 特 通 常 情 况 下, 当 我 们 说 一 个 细 胞 死 亡 时, 指 的 是 病 理 性 死 亡, 也 就 是 坏 死 (necrosis) 这 个 字 眼 来 自 希 腊 文 nekrōsis, 本 意 即 是 死 亡 之 所 以 坏 死 是 病 理 性 死 亡, 乃 因 为 它 是 由 严 重 损 伤 导 致 的 细 胞 结 构 和 功 能 的 崩 溃 正 常 情 况 下, 细 胞 借 细 胞 膜 和 外 界 隔 离, 膜 上 各 种 调 节 大 小 分 子 进 出 的 蛋 白 质 就 像 一 台 台 精 巧 的 分 子 发 动 机 : 它 们 消 耗 能 量 把 一 些 离 子 泵 进 细 胞, 又 将 细 胞 内 不 需 要 的 物 质 排 出 门 外, 调 节 细 胞 内 水 分 的 含 有 量, 使 细 胞 既 不 干 渴 也 不 至 于 胀 成 水 壶 对 于 维 系 细 胞 内 环 境 稳 定 来 讲, 这 些 发 动 机 的 稳 定 运 转 至 关 重 要 附 : 徐 涛 博 士, 教 授, 博 士 生 导 师, 湖 北 宜 昌 人,1970 年 出 生 现 任 华 中 科 技 大 学 生 命 科 学 院 副 院 长, 生 物 物 理 与 生 物 化 学 研 究 所 所 长, 教 育 部 长 江 学 者 奖 励 计 划 特 聘 教 授 2003 年 起 兼 任 中 国 科 学 院 生 物 物 理 所 副 所 长 1995 年 底, 受 德 国 马 克 思 - 普 朗 克 生 物 物 理 化 学 研 究 所 教 授 1991 年 诺 贝 尔 生 理 与 医 学 奖 得 主 E. Neher 博 士 的 邀 请, 到 其 实 验 室 联 合 培 养 一 年 在 Neher 教 授 的 指 导 下, 完 成 了 博 士 论 文 的 工 作 随 后 获 得 德 国 马 克 思 - 普 朗 克 协 会 奖 学 金, 在 E.Neher 教 授 的 指 导 下 进 行 博 士 后 研 究, 研 究 方 向 为 细 胞 生 物 物 理 年 赴 美 国 华 盛 顿 大 学 生 理 与 生 物 物 理 系 继 续 深 造, 指 导 教 授 为 美 国 科 学 院 院 士 B. Hille 教 授 国 外 留 学 期 间, 在 Cell Nature Neuroscience Nature Cell Biology EMBO J Biophysical J. 等 国 际 著 名 学 术 刊 物 上 发 表 多 篇 论 文, 其 中 发 表 于 Nature Neuroscience 的 论 文 同 时 配 发 了 特 约 评 论 文 章 回 国 后 主 要 在 细 胞 和 分 子 水 平 上 对 神 经 和 内 分 泌 系 统 信 号 转 导 和 分 泌 机 制 进 行 研 究, 承 担 了 多 项 国 家 自 然 科 学 基 金 面 上 项 目 重 点 项 目 和 国 家 杰 出 青 年 科 学 基 金 项 目 973 项 目 等 国 家 级 研 究 课 题 近 年 来 在 Nature cell Biology J. Physiology PNAS 等 国 际 权 威 科 学 期 刊 上 发 表 了 多 篇 有 影 响 的 研 究 论 文 吴 政 星, 男,1964 年 出 生, 博 士, 华 中 科 技 大 学 分 子 生 物 物 理 教 育 部 重 点 实 验 室 副 教 授 毕 业 于 华 中 师 范 大 学 生 物 系, 获 理 学 学 士 ; , 湖 南 大 学 邵 阳 分 校 生 物 科 任 生 理 学 助 教 ; , 四 川 大 学 生 物 学 系 动 物 学 专 业 硕 士 研 究 生, 毕 业 并 获 硕 士 学 位, 学 习 和 从 事 放 射 免 疫 测 量 工 作 ; , 华 中 师 范 大 学 生 物 系 任 讲 师, 主 要 从 事 本 科 生 和 硕 士 研 究 生 课 程 教 学 ; , 华 中 科 技 大 学 生 命 科 学 与 技 术 学 院 博 士 研 究 生, 毕 业 并 获 理 学 博 士 学 位 ; , 以 访 问 学 者 身 份 在 德 国 萨 尔 大 学 生 理 系 (Universitaet des Saarlandes, Physiologisches Institut) 进 行 合 作 研 究 主 持 国 家 自 然 基 金 2 项, 湖 北 省 自 然 基 金 1 项, 主 持 和 参 与 973 项 目 的 子 课 题 3 项, 参 下 转 P18 页 第 17 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

19 南 方 医 科 大 学 等 科 学 文 章 解 析 细 胞 生 长 调 控 生 物 通 报 道 : 来 自 匹 兹 堡 大 学 医 学 院 药 理 学 系, 神 经 学 系, 南 方 医 科 大 学 基 础 医 学 院 细 胞 生 物 学 系 的 研 究 人 员 发 现 了 重 要 的 细 胞 生 长 关 键 调 控 因 子 :mtor 作 用 途 径 中 的 新 成 员, 而 这 一 新 成 员 的 抑 制 作 用 会 受 到 另 一 因 子 的 抑 制, 这 对 于 研 究 细 胞 生 长 调 控 及 增 殖, 探 索 靶 向 mtor 的 治 疗 肿 瘤 的 药 物 意 义 重 大 这 一 研 究 成 果 公 布 在 Science 杂 志 上 文 章 的 通 讯 作 者 是 来 自 匹 兹 堡 大 学 医 学 院 的 蒋 玉 (Yu Jiang, 音 译 ) 博 士, 第 一 作 者 为 同 属 于 匹 兹 堡 大 学 和 南 方 医 科 大 学 的 白 小 川 (Xiaochun Bai, 音 译 ) 博 士 哺 乳 类 动 物 雷 帕 霉 素 靶 蛋 白 (The mammalian target of rapamycin,mtor) 是 一 种 重 要 的 细 胞 生 长 调 控 因 子, 在 蛋 白 激 酶 调 节 细 胞 存 活 增 殖 和 血 管 生 成 的 信 号 转 导 途 径 中 起 到 重 要 作 用 之 前 mtor 一 直 被 作 为 免 疫 抑 制 药 物 雷 帕 霉 素 的 靶 标 进 行 研 究 随 着 研 究 的 深 入, 科 学 家 们 发 现 mtor 是 由 Rheb 一 种 Ras-like 小 鸟 嘌 呤 核 甘 三 磷 酸 酶 (small guanosine triphosphatase,gtpase), 能 对 生 长 因 子 刺 激 和 营 养 获 得 作 出 应 答 在 这 篇 文 章 中, 研 究 人 员 发 现 Rheb 调 节 mtor 的 机 理 : 即 通 过 一 种 FK506 绑 定 蛋 白 (FK506-binding protein,fkbp) 家 族 的 成 员 FKBP38 进 行 调 控 研 究 人 员 通 过 实 验 发 现 FKBP38 绑 定 在 mtor 上, 以 一 种 类 似 于 FKBP12-rapamycin 复 合 物 作 用 机 理 的 方 式 抑 制 mtor 的 活 性 而 且 Rheb 也 可 以 直 接 与 FKBP38 相 互 作 用, 阻 止 它 与 mtor 以 一 种 依 赖 于 GTP 的 方 式 相 互 作 用 这 些 研 究 结 果 表 明 FKBP38 是 mtor 的 一 个 内 源 性 的 抑 制 子, 而 这 种 抑 制 活 性 会 由 于 生 长 因 子 的 刺 激 和 获 得 营 养 被 Rheb 拮 抗 ( 生 物 通 : 张 迪 ) 原 文 检 索 :Science 9 November 2007:Vol no. 5852, pp DOI: /science Rheb Activates mtor by Antagonizing Its Endogenous Inhibitor, FKBP38 Abstract mtor(mammalian target of rapamycin) 是 丝 氨 酸 / 苏 氨 酸 蛋 白 激 酶, 在 感 受 营 养 信 号 调 节 细 胞 生 长 与 增 殖 中 起 着 关 键 性 的 作 用 mtor 可 磷 酸 化 p70^56k 和 4E-BP1, 促 进 蛋 白 质 合 成 mtor 的 活 性 受 氨 基 酸 尤 其 是 亮 氨 酸 浓 度 的 调 节, 生 长 因 子 及 能 量 水 平 也 能 通 过 AMPK 调 节 mtor 活 性 P13K/Akt 和 Akt/TSC1-TSC2 两 条 信 号 通 路 都 可 调 控 mtor 活 性, 进 而 调 节 细 胞 的 生 长 与 增 殖 mtor 信 号 通 路 的 异 常 会 导 致 肿 瘤 的 发 生, 可 以 针 对 mtor 研 制 出 治 疗 肿 瘤 的 靶 向 药 物 上 接 P17 页 与 国 家 自 然 基 金 多 项 近 五 年 来 发 表 论 文 20 余 篇, 其 中 部 分 论 文 发 表 在 国 际 高 水 平 杂 志, 如 Neuron, Current Biology, Journal of Neuroscience, Traffic 和 Journal of Cellular Physiology 等 研 究 领 域 : 细 胞 生 物 物 理 和 神 经 生 物 物 理 2007 年 11 月 28 日 第 十 二 期 第 18 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

20 北 大 等 PNAS 文 章 发 表 神 经 学 研 究 进 展 生 物 通 报 道 : 来 自 约 翰 霍 普 金 斯 医 学 院, 霍 德 华 休 斯 医 学 院 遗 传 医 学 研 究 院, 神 经 科 学 系, 南 伊 利 诺 斯 大 学 医 学 院, 纽 卡 斯 尔 大 学 (The University of New Castle), 北 京 大 学 第 一 附 属 医 院 等 处 的 研 究 人 员 通 过 遗 传 学 和 功 能 学 研 究 证 明 了 带 有 可 变 动 力 学 特 征 的 突 变 iglur3 与 人 类 中 度 认 知 损 伤 (moderate cognitive impairment) 有 关 这 为 了 解 代 谢 型 谷 氨 酸 受 体 AMPA 受 体 的 作 用 机 理, 以 及 深 入 研 究 学 习 和 记 忆 的 细 胞 模 式 提 供 了 重 要 资 料 这 一 研 究 成 果 公 布 在 美 国 国 家 科 学 院 院 刊 (PNAS) 上 文 章 的 通 讯 作 者 是 来 自 约 翰 霍 普 金 斯 医 学 院 的 王 涛 (Tao Wang, 音 译 ) 副 教 授, 第 一 作 者 是 同 属 约 翰 霍 普 金 斯 和 北 京 大 学 附 属 第 一 医 院 的 吴 叶 (Ye Wu, 音 译 ) 博 士 在 大 脑 中 难 以 计 数 的 突 触 中, 目 前 认 为 兴 奋 性 突 触 执 行 着 学 习 和 认 知 的 主 要 功 能 谷 氨 酸 是 大 脑 中 含 量 最 多, 功 能 最 强 的 兴 奋 性 突 触 递 质 谷 氨 酸 在 突 触 后 膜 上 的 受 体 被 受 体 特 异 性 的 激 动 剂 分 为 几 类,NMDA 受 体,AMPA 受 体 和 代 谢 型 谷 氨 酸 受 体 是 最 主 要 的 三 类 其 中 α- 氨 基 -3- 羟 基 -4 异 恶 唑 - 丙 酸 (α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepro pionic acid,ampa) 受 体 与 突 触 可 塑 性 密 切 相 关, 了 解 AMPA 受 体 的 整 个 生 命 过 程 有 助 于 进 一 步 认 识 突 触 可 塑 性, 进 而 认 识 学 习 记 忆 的 分 子 机 制 AMPA 受 体 在 粗 面 内 质 网 合 成, 经 高 尔 基 体 修 饰 后, 更 多 地 分 布 在 树 突 柄 等 非 突 触 部 位,LTP 和 CaMKⅡ 可 以 启 动 AMPA 受 体 的 突 触 插 入, 之 后 通 过 其 胞 质 内 C 端, 由 ABP, GRIP 和 NSF 等 蛋 白 介 导, 锚 定 于 突 触 后 致 密 斑 PICK1 和 PKC 可 以 介 导 突 触 膜 上 AMPA 受 体 的 胞 吞 过 程, 离 开 突 触 后,AMPA 受 体 或 被 重 新 循 环 利 用, 或 被 溶 酶 体 最 终 降 解 离 子 型 AMPA 受 体 iglurs 在 两 个 学 习 和 记 忆 的 细 胞 模 式 : 长 时 程 增 强 (long-term potentiation) 和 长 时 程 抑 制 (long-term depression) 的 诱 导 和 维 持 过 程 中 起 着 重 要 的 作 用 在 这 篇 文 章 中, 研 究 人 员 利 用 一 种 称 为 X 射 线 比 较 基 因 组 杂 交 (X-array comparative genomic hybridization,cgh) 的 技 术, 在 编 码 iglur3 的 基 因 GRIA3 上 发 现 了 一 段 基 因 组 删 除 (0.4 Mb), 而 且 通 过 对 带 有 X- 性 染 色 体 连 锁 智 力 发 育 迟 缓 (X-linked mental retardation,xlmr) 的 400 个 男 性 的 测 序 发 现 了 四 个 错 义 突 变 (missense variants):g833r, M706T, R631S 和 R450Q 进 一 步 的 研 究 发 现 HEK293 细 胞 中 由 于 蛋 白 错 误 折 叠,G833R 会 导 致 iglur3 减 少 78 %, 同 时 研 究 人 员 也 发 现 iglur3-m706t (S2 domain) 和 iglur3-r631s (near channel core) 都 不 具 有 重 要 的 通 道 功 能, 而 R450Q (S1 domain) 则 与 受 体 加 速 脱 敏 化 (desensitization) 有 关 并 且 在 HEK293 细 胞 中 在 与 iglur2 形 成 heteromeric receptors 的 时 候, 这 四 种 突 变 都 会 改 变 脱 敏 动 力 学 这 些 研 究 结 果 揭 示 了 带 有 可 变 动 力 学 特 征 的 突 变 iglur3 与 人 类 中 度 认 知 损 伤 第 19 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

21 (moderate cognitive impairment) 有 关 的 遗 传 学 和 功 能 学 特 征 ( 生 物 通 : 张 迪 ) 原 文 检 索 :Published online before print November 7, 2007 Proc. Natl. Acad. Sci. USA, /pnas Mutations in ionotropic AMPA receptor 3 alter channel properties and are associated with moderate cognitive impairment in humans Abstract 突 触 后 膜 上 游 荡 的 AMPA 受 体 在 大 脑 中 难 以 计 数 的 突 触 中, 目 前 认 为 兴 奋 性 突 触 执 行 着 学 习 和 认 知 的 主 要 功 能 谷 氨 酸 是 大 脑 中 含 量 最 多, 功 能 最 强 的 兴 奋 性 突 触 递 质 谷 氨 酸 在 突 触 后 膜 上 的 受 体 被 受 体 特 异 性 的 激 动 剂 分 为 几 类,NMDA 受 体,AMPA 受 体 和 代 谢 型 谷 氨 酸 受 体 是 最 主 要 的 三 类 人 们 发 现 NMDA 受 体 和 AMPA 受 体 在 突 触 后 膜 上 的 行 为 是 不 同 的,NMDA 受 体 在 后 膜 上 相 对 稳 定, 而 AMPA 受 体 在 膜 上 的 含 量 高 度 可 变, 甚 至 有 部 分 突 触 后 膜 不 含 AMPA 受 体, 同 时 AMPA 受 体 的 变 化 也 是 与 突 触 的 活 性 有 关 的 Borgdorff and Choquet 在 Nature 上 报 道 了 AMPA 受 体 的 神 经 元 表 面 出 乎 意 料 的 活 性, 它 们 在 细 胞 膜 上 随 意 的 游 荡, 当 它 们 靠 近 突 触 形 成 的 部 位 时 则 停 下 来 更 有 趣 的 是, 这 种 AMPA 受 体 侧 向 移 动 活 性 是 被 调 控 突 触 强 度 的 信 号 所 调 节 的 以 前 就 发 现 对 突 触 后 膜 上 的 AMPA 受 体 数 目 进 行 调 控 是 进 行 突 触 可 塑 性 改 变 的 有 效 途 径 改 变 的 时 程 可 以 维 持 一 段 时 间, 因 此 可 能 与 大 脑 的 认 知 功 能 有 关 因 为 受 体 本 身 太 小, 用 显 微 镜 都 难 以 观 测, 所 以 AMPA 受 体 在 细 胞 膜 上 的 行 为 也 就 成 了 非 常 难 进 行 已 经 的 问 题 Borgdorff and Choquet 设 计 了 一 种 方 法, 将 抗 体 用 乳 胶 颗 粒 交 联 在 受 体 上, 这 样 就 可 以 在 培 养 神 经 元 中 用 显 微 镜 直 接 观 察 受 体 的 活 动 了 研 究 者 用 这 种 方 法 发 现 AMPA 受 体 的 活 动 在 随 意 移 动 和 限 制 位 置 移 动 之 间 变 化, 当 受 体 靠 近 突 触 时 往 往 限 制 位 置 移 动 因 为 抗 体 标 记 的 受 体 太 大, 不 能 被 内 吞 入 细 胞 膜, 所 以 这 种 受 体 也 不 能 完 全 模 拟 真 实 的 受 体 行 为 但 研 究 者 发 现 如 果 用 激 光 束 使 局 部 的 钙 离 子 浓 度 增 加, 这 是 能 增 强 突 触 活 性 的 则 AMPA 在 此 位 置 的 聚 集 就 增 加 了, 而 且 比 较 固 定 他 们 的 研 究 发 现 的 AMPA 受 体 在 到 达 突 触 之 前 可 能 的 行 为, 虽 然 还 不 能 被 认 为 完 全 是 真 实 受 体 的 行 为, 但 为 AMPA 受 体 活 性 的 研 究 开 辟 了 新 的 途 径

22 自 然 最 新 封 面 聚 焦 干 细 胞 技 术 热 点 生 物 通 报 道 : 两 项 令 人 期 待 的 科 学 研 究 上 周 公 布 的 研 究 成 果 代 表 着 人 类 朝 着 再 生 医 学 的 梦 想 又 进 了 一 步, 这 两 项 研 究 成 果 : 克 隆 灵 长 类 动 物 胚 胎 干 细 胞, 以 及 成 人 细 胞 的 再 编 程 (reprogramming) 是 获 得 万 能 细 胞 征 途 中 的 里 程 碑 本 期 Nature 杂 志 封 面 就 将 焦 点 放 在 了 胚 胎 干 细 胞 上, 封 面 说 明 中 指 出, 成 人 细 胞 再 编 程 技 术 更 加 适 合 于 病 患 的 遗 传 匹 配, 这 些 胚 胎 干 细 胞 也 许 可 以 排 除 免 疫 排 斥 的 干 扰 进 行 治 疗 一 个 再 编 程 的 方 法 就 是 体 细 胞 核 移 植, 即 将 一 个 成 人 细 胞 核 插 入 到 已 移 除 自 身 细 胞 核 的 卵 母 细 胞 中, 诱 导 胚 胎 进 入 期 阶 段 (blastocyst) 之 前 这 只 能 在 小 鼠 中 实 现 现 在 Byrne 等 人 成 功 将 这 一 技 术 应 用 于 灵 长 类 动 物, 这 一 成 功 也 许 意 味 着 这 一 方 法 能 产 生 病 患 来 源 的 胚 胎 干 细 胞 封 面 上 就 是 一 个 去 核 之 前 的 卵 细 胞, 一 只 pipette 从 左 边 固 定 住 细 胞, 去 核 pipette 则 从 右 边 正 准 备 靠 近 细 胞 核 人 类 胚 胎 干 细 胞 具 有 能 发 育 成 人 体 200 多 种 细 胞 类 型 的 潜 力, 通 常 研 究 中 的 胚 胎 干 细 胞 都 是 来 自 于 体 外 受 精 (in vitro fertilization) 过 程 中 废 弃 的 胚 胎 但 是 研 究 人 员 希 望 能 获 得 与 个 体 病 患 相 匹 配 的 万 能 细 胞, 然 后 将 这 些 细 胞 移 植 入 体 内, 用 以 治 疗 像 是 帕 金 森 症, 糖 尿 病 之 类 的 疾 病, 或 者 用 于 疾 病 研 究 克 隆 是 获 得 这 些 细 胞 的 一 个 途 径, 上 周, 由 俄 勒 冈 健 康 与 科 学 大 学 (Oregon Health & Science University) 的 Shoukhrat Mitalipov 领 导 的 一 个 研 究 小 组 报 道 了 首 次 从 克 隆 猴 胚 胎 中 获 得 胚 胎 干 细 胞, 至 今 克 隆 胚 胎 干 细 胞 只 再 小 鼠 中 实 现 过, 此 次 从 灵 长 类 动 物 中 获 得 胚 胎 干 细 胞 就 像 冲 破 了 屏 障, 来 自 Advanced Cell Technology 的 Robert Lanza 认 为 1996 年 首 个 克 隆 动 物 : 多 利 羊 的 出 现 是 克 隆 领 域 中 的 一 个 重 要 成 功, 但 是 之 后 再 人 类 或 者 猴 胚 胎 中 的 克 隆 失 败 让 这 一 研 究 陷 入 困 境 2003 年, 灵 长 类 克 隆 研 究 人 员 Gerald Schatten 说, 以 目 前 的 技 术 方 法, 在 非 人 类 灵 长 类 动 物 利 用 核 移 植 (NT,nuclear transfe) 获 得 胚 胎 干 细 胞 也 许 比 较 困 难, 生 殖 性 克 隆 也 难 以 实 现, 这 是 继 其 在 716 个 猴 卵 中 实 验, 未 获 得 单 克 隆 之 后 发 表 的 言 论 之 后,2004 年 2 月 来 自 韩 国 首 尔 大 学 的 黄 禹 锡 宣 布 他 获 得 了 克 隆 的 人 类 胚 胎 干 细 胞, 但 是 2006 年 1 月, 这 些 结 果 被 证 明 属 于 造 假, 因 此 一 些 人 开 始 相 信 Schatten 的 说 法 是 正 确 的 Mitalipov 研 究 小 组 在 猴 生 殖 克 隆 方 面 花 费 了 10 年 的 时 间 进 行 研 究, 进 行 了 个 卵 细 胞 实 验 自 黄 禹 锡 的 结 果 被 证 实 属 于 造 假 之 后, 研 究 人 员 决 定 从 生 殖 性 克 隆 转 向 建 立 一 个 克 隆 胚 胎 干 细 胞 系, 他 们 从 一 只 叫 Semos 第 21 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

23 的 9 岁 大 的 恒 河 猴 上 取 样 皮 肤 细 胞, 分 离 出 细 胞 核, 移 入 准 备 的 具 有 目 的 遗 传 物 质 的 卵 细 胞 中,2007 年 1 月, 他 们 成 功 获 得 了 一 个 具 有 胚 胎 万 能 性 的 细 胞 系, 两 个 月 以 后 又 获 得 另 外 一 个 能 用 于 人 类 细 胞, 这 里 没 有 什 么 特 殊 的, 但 是 你 要 采 用 这 种 成 像 系 统 然 而, 生 殖 性 克 隆 仍 然 有 很 长 的 路 要 走, 4 月 在 获 得 了 两 个 细 胞 系 之 后,Mitalipov 研 究 小 组 尝 试 在 77 个 胚 胎 中 继 续 实 验, 但 是 都 不 能 成 功 怀 孕 由 于 黄 禹 锡 事 件 的 影 响,Nature 作 出 了 不 寻 常 的 决 定 : 交 于 澳 洲 莫 那 什 大 学 (Monash University) 单 独 检 测 这 些 结 果, 莫 那 什 大 学 成 员 Alan Trounson 表 示, 由 于 近 期 人 类 体 细 胞 核 移 植 方 面 的 失 败 案 例, 这 一 科 学 团 队 的 核 ( 利 用 捐 赠 的 细 胞, 科 学 家 们 创 造 了 一 个 克 隆 的 灵 长 类 动 物, 取 名 为 决 战 猩 球 (Planet of the Apes) 电 影 中 的 god) 这 项 成 功 采 用 了 一 种 新 的 成 像 技 术, 这 台 命 名 为 Oosight, 价 值 美 元 的 成 像 机 器 能 帮 助 研 究 人 员 清 楚 的 观 测 到 包 含 DNA 的 卵 细 胞 结 构, 从 而 方 便 分 离 这 是 核 移 植 的 第 一 步 之 前 研 究 人 员 利 用 的 是 一 种 称 为 Hoechst 的 染 剂, 与 紫 外 光 定 位 和 移 除 卵 细 胞 DNA, 但 是 Mitalipov 研 究 小 组 发 现 这 种 方 法 会 破 坏 卵 细 胞 Mitalipov 表 示, 他 们 研 究 小 组 的 技 术 也 移 植 实 验 需 要 一 些 确 证 我 们 现 在 完 全 相 信 这 些 实 验 结 果 许 多 科 学 家 们 都 要 犹 豫 在 人 类 进 行 这 项 研 究, 因 为 这 需 要 妇 女 经 受 一 个 具 有 健 康 风 险 的 不 适 过 程, 总 而 言 之, 虽 然 Mitalipov 的 研 究 团 队 利 用 304 个 卵 细 胞 获 得 了 两 个 原 代 胚 胎 干 细 胞 系, 但 研 究 人 员 仍 然 不 知 道 这 一 特 例 的 成 功 与 其 它 大 部 分 的 失 败 的 关 键 区 分 是 什 么, 因 此 也 许 要 建 立 人 类 胚 胎 干 细 胞 系 也 需 要 相 似 数 量 的 卵 细 胞 ( 生 物 通 : 张 迪 ) 原 文 检 索 :Nature 447, (7 June 2007) doi: /447618a; Published online 6 June 2007 Simple switch turns cells embryonic Abstract

24 " 万 能 细 胞 " 制 造 者 俞 君 英 : 得 诺 贝 尔 奖? 很 有 可 能 美 日 研 究 人 员 20 日 分 别 发 表 论 文, 宣 布 成 功 把 人 体 皮 肤 细 胞 改 造 成 类 似 胚 胎 干 细 胞 的 万 能 细 胞, 学 界 评 价 这 一 突 破 为 生 物 科 学 的 里 程 碑 领 导 美 国 科 研 小 组 制 造 万 能 细 胞 的 是 一 个 中 国 人 浙 江 籍 的 女 科 学 家 俞 君 英 昨 晚, 俞 君 英 在 接 受 本 报 专 访 时 说, 这 项 技 术 为 干 细 胞 研 究 找 到 了 新 的 开 始, 可 能 会 拿 诺 贝 尔 奖 找 到 研 究 突 破 口 俞 君 英 从 2005 年 起 开 始 将 人 体 皮 肤 细 胞 改 造 为 干 细 胞 的 研 究, 她 说, 做 这 项 研 究 主 要 出 于 三 个 方 面 的 考 虑 首 先, 干 细 胞 研 究 一 直 存 在 争 议 因 为 用 之 前 的 技 术 手 段 提 取 干 细 胞 就 要 破 坏 胚 胎, 而 人 体 胚 胎 克 隆 技 术 也 引 发 伦 理 争 议 而 如 果 能 让 人 体 皮 肤 细 胞 退 回 到 原 始 的 干 细 胞, 就 能 避 免 这 种 争 论 其 次, 从 病 人 身 体 上 提 取 的 细 胞 如 果 能 改 造 为 干 细 胞, 其 功 能 类 似 通 过 胚 胎 克 隆 技 术 取 得 的 胚 胎 干 细 胞, 能 够 最 终 培 育 成 人 体 组 织 或 器 官, 这 就 可 以 成 为 为 病 人 进 行 器 官 移 植 手 术 的 供 体 第 三, 这 种 干 细 胞 可 以 成 为 药 物 检 测 的 最 佳 试 验 品 每 个 病 人 的 遗 传 背 景 不 一 样, 从 病 人 自 身 提 取 的 细 胞 经 过 改 造, 成 为 干 细 胞 后, 就 能 准 确 测 出 药 物 对 病 人 的 影 响 有 了 最 初 的 设 想, 还 要 有 适 当 的 技 术 手 段 俞 君 英 说, 用 改 造 皮 肤 细 胞 的 方 法 制 造 干 细 胞 是 她 在 做 之 前 的 项 目 时 想 到 的, 我 想, 干 细 胞 研 究 方 面 如 果 要 有 突 破, 那 就 要 从 改 造 其 他 细 胞 的 角 度 入 手 小 事 故 拖 累 时 间 竞 赛 俞 君 英 没 有 想 到 的 是, 在 她 开 始 制 造 万 能 细 胞 的 同 时, 有 一 群 日 本 科 学 家 也 开 始 着 手 相 同 的 研 究 20 日, 当 俞 君 英 所 在 的 美 国 威 斯 康 星 大 学 詹 姆 斯 汤 姆 森 实 验 室 将 研 究 发 表 在 科 学 杂 志 的 同 时, 日 本 京 都 大 学 教 授 山 中 伸 弥 领 导 的 研 究 小 组 也 把 一 份 类 似 的 报 告 发 表 在 细 胞 杂 志 两 个 小 组 的 研 究 方 法 和 原 理 大 同 小 异 山 中 伸 弥 研 究 小 组 从 一 名 36 岁 女 性 的 脸 部 提 取 了 科 学 家 称 为 纤 维 原 细 胞 的 皮 肤 细 胞 詹 姆 斯 汤 姆 森 实 验 室 的 皮 肤 细 胞 来 自 一 名 新 生 儿 的 阴 茎 包 皮 俞 君 英 说, 她 是 2006 年 的 时 候 知 道 有 日 本 同 行 也 在 做 这 一 研 究 但 就 在 两 个 研 究 小 组 暗 暗 展 开 时 间 赛 跑 时, 俞 君 英 的 小 组 出 了 纰 漏 我 们 实 验 室 里 有 一 台 干 细 胞 培 养 机, 俞 君 英 说, 有 一 天, 我 们 突 然 发 现 这 台 机 器 出 了 问 题 这 个 事 故 使 得 之 前 所 培 育 的 干 细 胞 无 法 继 续 使 用, 而 这 也 直 接 导 致 研 究 成 果 的 发 表 时 间 被 推 迟 在 记 者 问 到 如 果 没 有 发 生 事 故, 她 的 小 组 是 否 有 可 能 领 先 一 步 发 表 研 究 报 告 时, 俞 君 英 说 : 确 实 有 可 能 会 比 日 本 方 面 提 早 几 个 月 发 表 报 告, 不 过, 研 究 的 事 情, 谁 说 得 准 呢? 说 不 定 日 本 的 研 究 小 组 也 遇 到 了 相 似 的 事 故 呢 很 快 就 能 用 于 药 物 检 测 在 提 及 培 养 万 能 细 胞 技 术 推 广 前 景 时, 詹 姆 斯 汤 姆 森 实 验 室 的 主 管 詹 姆 斯 汤 姆 森 第 23 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

25 说 : 人 们 不 知 道 这 有 多 容 易 美 国 数 以 千 计 的 实 验 室 基 本 明 天 就 能 做 到 难 道 这 项 被 誉 为 相 当 于 赖 特 兄 弟 制 造 的 首 架 飞 机 的 突 破 性 研 究 成 果 真 的 那 么 容 易 做 到? 俞 君 英 解 释 说, 汤 姆 森 所 说 的 容 易 是 指 将 这 种 万 能 细 胞 用 于 药 物 检 测 由 于 药 物 检 测 对 所 检 测 细 胞 和 相 应 的 技 术 手 段 要 求 都 不 太 高, 只 要 有 分 子 研 究 设 备 的 实 验 室 都 可 以 开 展, 这 也 意 味 着 这 项 技 术 很 快 就 能 进 入 普 通 诊 室, 被 应 用 于 实 际 生 活 而 如 果 想 通 过 万 能 细 胞 培 育 人 体 组 织 或 是 器 官, 那 就 不 是 那 么 容 易 的 事 了 俞 君 英 说, 现 在 已 经 有 公 司 准 备 用 万 能 细 胞 来 培 育 人 体 心 脏, 因 为 心 脏 病 是 一 种 很 常 见 的 疾 病, 人 们 对 能 治 愈 心 脏 病 的 任 何 方 法 都 很 感 兴 趣 但 如 果 是 我 来 做 这 个 培 育 工 作 的 话, 我 想 应 该 先 从 培 育 血 液 开 始 人 体 器 官 是 由 多 种 细 胞 构 成 的, 比 较 复 杂, 而 血 液 的 细 胞 成 分 比 较 简 单, 输 血 也 是 一 种 很 常 见 很 成 熟 的 技 术, 先 培 育 血 液 属 于 一 种 循 序 渐 进 的 方 式 取 代 克 隆 尚 需 时 日 由 体 细 胞 改 造 为 干 细 胞 的 技 术 成 果 被 发 表 后, 有 科 学 家 认 为, 胚 胎 细 胞 克 隆 技 术 可 能 就 此 走 下 历 史 舞 台 就 连 世 界 首 只 克 隆 羊 多 利 的 助 产 士 英 国 科 学 家 伊 恩 威 尔 默 特 曾 在 数 天 前 宣 布, 决 定 放 弃 创 造 多 利 羊 的 胚 胎 细 胞 克 隆 技 术, 转 向 体 细 胞 直 接 改 造 技 术 不 过, 俞 君 英 表 示, 这 项 技 术 目 前 尚 不 能 完 全 取 代 胚 胎 细 胞 克 隆 技 术, 因 为 它 现 阶 段 的 实 验 方 式 存 在 潜 在 副 作 用 由 于 现 在 的 改 造 方 法 是 利 用 逆 转 录 酶 病 毒 转 化 皮 肤 细 胞, 这 种 病 毒 可 能 使 基 因 产 生 变 异, 引 发 肿 瘤 等 副 作 用 因 此, 在 克 服 这 一 潜 在 风 险 前, 万 能 细 胞 还 不 能 用 于 器 官 移 植 等 临 床 应 用 俞 君 英 说, 她 接 下 来 会 尝 试 利 用 其 他 的 转 化 方 法, 希 望 能 制 造 出 不 带 病 毒 的 万 能 细 胞, 这 样 的 话, 她 所 制 造 的 万 能 细 胞 就 会 和 人 类 生 命 最 初 阶 段 的 胚 胎 干 细 胞 完 全 一 样 经 得 起 鉴 定 的 研 究 成 果 自 从 韩 国 学 者 黄 禹 锡 在 干 细 胞 研 究 中 的 研 究 成 果 被 确 认 属 于 造 假 之 后, 人 们 对 科 学 研 究 成 果 都 多 了 一 份 谨 慎 的 态 度 面 对 记 者 成 果 是 否 经 过 鉴 定 的 提 问, 俞 君 英 显 得 很 自 信 我 们 可 以 接 受 鉴 定, 俞 君 英 说, 有 实 验 室 问 我 们 要 制 造 出 的 万 能 细 胞 做 DNA 鉴 定, 因 为 我 们 用 来 改 造 的 皮 肤 细 胞 是 从 专 门 的 公 司 买 来 的, 有 相 关 的 数 据 和 DNA 信 息, 其 他 实 验 室 一 拿 去 就 可 以 判 断 真 伪 不 过, 到 目 前 为 止, 研 究 成 果 的 鉴 定 还 没 有 做 俞 君 英 补 充 说, 由 于 美 日 两 个 小 组 同 时 发 表 类 似 的 研 究 报 告, 这 证 明 这 一 技 术 并 非 是 天 方 夜 谭, 因 此, 业 界 对 此 都 表 示 信 任, 没 有 出 现 怀 疑 的 声 音 俞 君 英 表 示, 她 的 研 究 成 果 会 成 为 干 细 胞 研 究 领 域 的 一 个 新 的 开 始, 接 下 来 很 多 实 验 室 都 能 以 此 为 基 础 进 行 更 有 突 破 性 的 研 究 听 到 记 者 问 这 项 成 果 有 希 望 拿 诺 贝 尔 奖 吗, 俞 君 英 笑 了 起 来, 如 果 技 术 被 证 明 是 成 功 的 话, 有 可 能 会 拿 诺 贝 尔 奖, 呵 呵, 不 过 谁 知 道 呢? 为 中 国 人 骄 傲 和 俞 君 英 一 同 在 詹 姆 斯 汤 姆 森 实 验 室 工 作 的 中 国 科 学 家 潘 光 津 ( 音 译 ) 今 天 上 午 通 过 电 子 邮 件 告 诉 本 报, 作 为 一 名 干 细 胞 研 究 人 员, 他 认 为 用 体 细 胞 改 造 成 万 能 细 胞 的 研 究 成 果 是 一 个 非 常 伟 大 的 成 就, 作 为 一 名 中 国 2007 年 11 月 28 日 第 十 二 期 第 24 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

26 人, 我 对 我 的 同 事 能 有 这 样 的 成 就 感 到 十 分 骄 傲, 尤 其 是 她 也 是 一 个 中 国 人 潘 光 津 说, 之 前 人 们 只 能 通 过 两 种 方 法 得 到 胚 胎 干 细 胞 要 么 是 破 坏 胚 胎, 要 么 是 通 过 克 隆 而 现 在, 科 学 家 知 道, 普 通 的 细 胞 也 能 被 改 造 成 干 细 胞, 这 是 十 分 振 奋 人 心 的 事 人 们 通 常 认 为 这 种 逆 转 是 不 可 能 的, 但 现 在 这 一 技 术 被 证 明 是 可 行 的! 这 位 所 有 的 生 物 学 家 打 开 了 一 扇 新 的 门 不 过, 潘 光 津 也 表 示, 将 这 一 技 术 运 用 于 临 床 可 能 还 需 要 数 年 甚 至 数 十 年 的 时 间, 现 在 只 是 迈 出 了 第 一 步, 不 过, 科 学 通 常 比 我 们 想 象 的 发 展 地 更 快 让 我 们 拭 目 以 待 吧 不 用 克 隆 了 布 什 很 高 兴 20 日, 美 国 白 宫 就 此 项 研 究 发 表 声 明, 称 这 是 一 项 在 符 合 伦 理 道 德 的 研 究 中 取 得 的 重 大 进 展 这 次 人 体 皮 肤 细 胞 直 接 改 造 技 术 跨 越 伦 理 障 碍, 令 在 实 验 室 中 培 育 出 人 造 人 体 器 官 的 梦 想 更 近 了 一 步 布 什 总 统 也 为 此 感 到 高 兴 世 界 首 只 克 隆 羊 多 利 的 培 育 者 英 国 科 学 家 伊 恩 威 尔 默 特 也 在 声 明 中 称 : 我 们 现 在 可 以 设 想 一 个 新 时 代 即 将 到 来 以 一 种 简 单 方 式 制 造 干 细 胞, 用 人 身 上 的 任 何 组 织 标 本 都 能 培 育 出 任 何 组 织 器 官 几 天 前, 威 尔 默 特 刚 刚 宣 布 放 弃 人 类 胚 胎 干 细 胞 克 隆 技 术 研 究, 转 而 利 用 万 能 细 胞 致 力 于 人 体 胚 胎 克 隆 技 术 研 究 的 美 国 科 学 家 罗 伯 特 兰 扎 说 : 这 项 研 究 是 个 了 不 起 的 科 学 里 程 碑 从 生 物 学 意 义 上 讲, 相 当 于 莱 特 兄 弟 制 造 的 首 架 飞 机 一 向 反 对 干 细 胞 研 究 的 美 国 共 和 党 总 统 候 选 人 田 纳 西 州 前 州 议 员 弗 雷 德 汤 普 森 也 说 : 它 意 味 着 成 体 干 细 胞 和 脐 带 血 干 细 胞 研 究 的 73 次 突 破 都 可 以 到 此 为 止 了, 而 在 胚 胎 干 细 胞 研 究 方 面 还 没 有 任 何 突 破 美 国 忧 国 妇 女 同 盟 主 席 温 蒂 赖 特 说 : 科 学 技 术 与 伦 理 再 次 合 拍 了, 符 合 伦 理 的 方 法 总 是 最 健 康 的, 这 是 科 学 的 选 择 这 次 技 术 突 破 让 科 学 家 可 以 继 续 深 入 研 究, 促 进 医 学 发 展, 同 时 也 尊 重 了 神 圣 的 生 命 胚 胎 干 细 胞 研 究 的 支 持 者 们 也 承 认 直 接 改 造 技 术 的 优 点, 但 是 有 人 还 是 坚 持, 这 两 种 技 术 应 该 同 时 进 行 研 究 爱 荷 华 州 民 主 党 议 员 汤 姆 哈 金 一 直 在 推 动 政 府 拨 款 支 持 胚 胎 干 细 胞 研 究 的 法 案, 他 表 示 将 继 续 这 方 面 的 努 力 ( 杨 美 萍 ) 俞 君 英 简 介 籍 贯 : 中 国 浙 江 学 历 : 博 士 毕 业 院 校 : 北 京 大 学 出 国 时 间 :1997 年 留 学 院 校 : 美 国 宾 夕 法 尼 亚 大 学 毕 业 时 间 :2003 年 现 工 作 单 位 : 威 斯 康 星 大 学 麦 迪 逊 分 校 汤 姆 森 实 验 室 职 位 : 助 理 科 学 家 第 25 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

27 中 外 科 学 家 热 议 人 体 皮 肤 细 胞 研 制 类 胚 胎 干 细 胞 的 成 功 本 报 北 京 11 月 21 日 电 ( 记 者 游 雪 晴 ) 11 月 20 日, 也 许 注 定 是 属 于 干 细 胞 的 一 天! 这 一 天, 日 本 和 美 国 研 究 人 员 分 别 在 细 胞 和 科 学 杂 志 上 在 线 发 表 论 文, 宣 布 他 们 各 自 独 立 进 行 的 研 究, 首 次 利 用 人 体 皮 肤 细 胞 研 制 出 了 类 胚 胎 干 细 胞 这 一 突 破 被 学 界 评 价 为 生 物 科 学 的 里 程 碑, 有 人 认 为 他 们 将 非 常 有 可 能 问 鼎 诺 贝 尔 奖 同 一 天, 在 北 京 香 山 饭 店, 中 国 这 一 领 域 的 几 乎 所 有 研 究 团 队 的 领 军 人 物 聚 集 一 堂, 参 加 以 干 细 胞 生 物 学 与 克 隆 为 主 题 的 第 313 次 香 山 科 学 会 议 而 此 次 会 议 的 主 题 评 述 报 告 内 容, 正 是 这 个 炙 手 可 热 的 诱 导 性 多 功 能 干 细 胞 (ips) 这 一 技 术, 通 俗 地 讲, 就 是 将 分 化 得 十 分 成 熟 的 正 常 体 细 胞, 在 导 入 四 种 基 因 载 体 后, 就 具 有 了 一 个 胚 胎 干 细 胞 所 有 特 性, 又 重 新 退 回 为 一 个 多 功 能 的 干 细 胞 美 国 哈 佛 医 学 院 的 贺 熹 先 生 向 记 者 这 样 解 释 ips 是 什 么 从 理 论 上 说, 这 种 干 细 胞 的 功 能 类 似 通 过 胚 胎 克 隆 技 术 取 得 的 胚 胎 干 细 胞, 能 够 最 终 培 育 成 人 体 组 织 或 器 官 由 于 这 种 干 细 胞 能 通 过 基 因 组 合 控 制, 因 此 有 万 能 细 胞 变 色 龙 细 胞 之 称 学 界 对 这 一 研 究 给 予 高 度 评 价, 不 仅 因 为 它 能 避 免 人 体 胚 胎 克 隆 技 术 引 发 的 伦 理 争 议, 更 由 于 它 突 破 了 以 往 只 能 利 用 卵 子 和 胚 胎 的 取 材 限 制, 其 高 效 便 利 为 再 生 医 学 应 用 打 开 了 大 门, 为 未 来 干 细 胞 用 于 个 体 治 疗 带 来 了 希 望 中 科 院 广 州 生 物 医 药 与 健 康 研 究 院 的 裴 端 卿 研 究 员 这 样 解 释 这 一 技 术 的 重 大 意 义 的 确, 从 人 类 医 学 发 展 来 看, 目 前 已 经 从 药 物 治 疗 手 术 治 疗 向 再 生 医 学 迈 进, 也 就 是 说, 通 过 体 外 培 育 出 的 不 同 组 织 器 官 来 治 疗 疾 病 由 于 胚 胎 干 细 胞 可 以 发 展 成 任 何 种 类 的 身 体 组 织, 因 此 一 直 受 到 科 学 家 的 高 度 重 视 以 往 干 细 胞 都 需 要 通 过 克 隆 技 术 从 人 类 卵 子 或 胚 胎 中 获 得, 现 在 可 以 通 过 这 一 技 术 制 造 出 用 于 病 人 和 疾 病 的 特 定 干 细 胞 这 些 细 胞 有 助 于 了 解 疾 病 机 理 找 出 有 效 而 安 全 的 药 物 用 细 胞 疗 法 治 疗 病 人 裴 端 卿 告 诉 记 者 虽 然 利 用 人 类 表 皮 体 细 胞 制 造 出 ips 的 成 果 刚 刚 发 表, 但 今 年 6 月 份 自 然 上 已 经 发 表 了 相 关 文 章, 证 实 这 一 技 术 在 小 鼠 实 验 中 获 得 成 功 美 国 史 道 华 医 学 研 究 院 解 亭 先 生 对 记 者 说 : 这 一 技 术 从 提 出 到 今 天, 已 经 有 将 近 两 年 的 时 间 了 据 介 绍, 这 个 被 认 为 是 生 物 学 上 的 莱 特 兄 弟 首 架 飞 机 首 次 飞 行 始 于 2006 年 3 月 份 当 时, 日 本 京 都 大 学 ShinyaYamanaka 领 导 的 研 究 小 组 在 小 鼠 尾 部 细 胞 中 插 入 一 个 四 基 因 联 合 体, 成 功 得 到 了 类 胚 胎 干 细 胞 2007 年 6 月,Yamanaka 和 麻 省 理 工 学 院 鲁 道 夫 詹 尼 士 以 及 哈 佛 大 学 康 拉 德 霍 切 林 格 领 导 的 三 项 研 究, 改 进 了 导 入 4 种 基 因 的 载 体 以 及 ipcs 的 选 择 标 记, 并 且 证 实 了 利 用 小 鼠 表 皮 细 胞 制 得 的 ipcs 确 实 是 多 能 性 的, 具 有 分 化 成 各 种 2007 年 11 月 28 日 第 十 二 期 第 26 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

28 组 织 的 潜 力 虽 然 将 体 细 胞 逆 转 为 干 细 胞 这 一 观 点 早 有 人 提 出, 但 始 终 没 有 人 能 做 得 出 解 亭 解 释 说, 毕 竟 人 体 有 个 基 因, 如 果 进 行 排 列 组 合, 这 种 实 验 是 不 可 想 象 的 然 而 日 本 的 山 中 小 组 将 基 因 选 择 范 围 由 个 缩 小 到 20 个, 又 最 终 选 中 了 OCT3/4 SOX2 C-MYC 和 KLF4 这 四 种 基 因 导 入 体 细 胞 最 初, 没 有 人 相 信 实 验 结 果 会 如 此 的 好, 认 为 也 许 是 个 不 可 重 复 的 实 验, 直 到 又 有 其 他 小 组 获 得 成 功 美 国 的 汤 姆 森 小 组 则 独 自 确 定 了 14 种 新 的 候 选 重 组 基 因 通 过 系 统 的 排 除 过 程, 他 们 最 终 也 使 用 了 4 个 基 因 OCT3 SOX2 NANOG 和 LIN28, 其 中 前 两 个 和 山 中 小 组 是 相 同 的 在 提 及 技 术 推 广 前 景 时, 汤 姆 森 说 : 人 们 不 知 道 这 有 多 容 易 美 国 数 以 千 计 的 实 验 室 基 本 明 天 就 能 做 到 尽 管 新 的 发 现 带 来 了 巨 大 的 希 望, 不 过 这 两 种 技 术 都 存 在 一 些 弊 端 比 如, 用 于 携 带 4 种 基 因 的 滤 过 性 逆 转 录 病 毒 载 体 会 导 致 由 ipc 细 胞 发 育 成 的 组 织 中 出 现 肿 瘤 因 此, 研 究 人 员 和 其 他 科 学 家 普 遍 认 为, 下 一 步 研 究 要 通 过 开 启 基 因 的 方 式 来 实 现 重 组, 而 不 是 插 入 新 的 副 本 这 一 技 术 的 安 全 性 问 题 是 下 一 步 需 要 着 重 解 决 的 干 细 胞 研 究 的 发 展 实 在 是 太 快 了, 但 新 的 观 点 技 术 都 是 人 提 出 来 的, 人 才 是 关 键! 谈 到 这 一 成 果 对 于 我 国 在 该 领 域 研 究 的 影 响 和 启 示, 此 次 香 山 会 议 的 执 行 主 席 同 济 大 学 校 长 裴 钢 院 士 认 为, 临 渊 羡 鱼, 不 如 退 而 结 网 我 们 不 能 再 忽 视 基 础 研 究 了, 我 们 在 这 方 面 的 教 训 太 多 了 这 一 成 果 可 以 让 我 们 看 到 新 的 研 究 发 展 方 向, 踏 踏 实 实 搞 有 我 们 自 己 特 色 的 基 础 研 究 才 行 第 27 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

29 成 体 干 细 胞 能 否 干 过 胚 胎 干 细 胞? 这 一 直 是 一 个 问 题! 胚 胎 干 细 胞 已 经 显 示 了 治 疗 多 种 疾 病 的 巨 大 潜 力, 尤 其 是 神 经 损 伤 和 器 官 衰 竭 以 及 神 经 退 行 性 疾 患,2008 年 以 胚 胎 干 细 胞 为 基 础 的 治 疗 药 物 ( 技 术 ) 将 进 入 临 床 研 究 但 是, 胚 胎 干 细 胞 来 自 胚 胎, 有 终 止 生 命 之 嫌, 受 到 来 自 反 堕 胎 组 织 的 强 烈 反 对, 美 国 总 统 布 什 于 2001 年 也 颁 布 法 令 限 制 联 邦 基 金 支 持 胚 胎 干 细 胞 研 究 今 年, 布 什 总 统 再 次 否 决 参 众 两 院 解 除 联 邦 基 金 对 胚 胎 干 细 胞 研 究 限 制 的 议 案 科 学 家 们 一 直 在 寻 找 新 的 获 得 具 有 胚 胎 干 细 胞 特 点 的 细 胞 来 源 2007 年 11 月 21 日, 美 国 和 日 本 的 两 组 科 学 家 分 别 宣 称, 他 们 利 用 再 程 序 化 技 术 成 功 地 诱 导 人 皮 肤 细 胞 生 成 胚 胎 样 干 细 胞 株 ( 系 ) 消 息 一 出, 不 仅 科 学 家, 甚 至 白 宫 都 为 之 震 动, 而 以 胚 胎 干 细 胞 为 基 础 进 行 治 疗 新 药 研 究 的 上 市 公 司 股 票 应 声 下 落 胚 胎 干 细 胞 伦 理 学 之 争 真 的 要 结 束 了 吗? 没 有 人 否 认 这 是 一 个 华 丽 的 科 学 研 究 一 篇 论 文 发 表 在 最 近 一 期 的 Science 上, 美 国 威 斯 康 辛 大 学 华 裔 科 学 家 余 俊 英 ( 音 译 ) 博 士 为 第 一 作 者, 胚 胎 干 细 胞 研 究 的 先 驱 J. Thomson 博 士 为 共 同 作 者 他 们 利 用 病 毒 载 体 把 特 定 的 数 个 基 因 重 组 入 人 皮 肤 细 胞 基 因 组, 获 得 的 细 胞 系 具 有 胚 胎 干 细 胞 无 限 增 殖 和 向 其 他 组 织 细 胞 分 化 的 特 点 另 一 篇 类 似 的 论 文 发 表 在 Cell 上, 由 日 本 Kyoto 大 学 前 沿 医 学 研 究 所 的 Shinya Yamanaka 博 士 完 成 研 究 者 们 声 称 他 们 正 在 奠 定 一 条 获 得 胚 胎 干 细 胞 的 新 路, 同 时, 这 种 细 胞 来 自 患 者 个 体, 在 用 于 组 织 损 伤 修 复 移 植 时 不 会 出 现 排 斥 反 应 ( 个 性 化 治 疗 ) 这 一 发 现 被 喻 为 无 胚 胎 获 得 干 细 胞 技 术 Thomson 博 士 是 上 个 世 纪 90 年 代 第 一 个 分 离 出 胚 胎 干 细 胞 的 科 学 家, 他 预 言 这 一 发 现 最 终 会 解 决 干 细 胞 的 来 源, 结 束 胚 胎 干 细 胞 伦 理 学 之 争 实 际 上, 我 国 也 一 直 开 展 类 似 研 究, 成 体 干 细 胞 可 塑 性 技 术, 只 是 没 有 什 么 像 样 的 成 果 问 题 真 地 解 决 了 吗? 换 个 问 法, 以 后 就 不 再 需 要 胚 胎 来 源 的 干 细 胞 了 吗? 远 不 到 下 结 论 的 时 候 总 部 在 美 国 加 州 Menlo Park 的 Geron 集 团 (Nasdaq: GERN) 是 胚 胎 干 细 胞 治 疗 技 术 开 发 的 最 大 上 市 公 司, 已 经 在 胚 胎 干 细 胞 产 品 的 商 业 化 上 投 入 1 亿 美 元,2008 年 其 治 疗 脊 髓 损 伤 的 新 药 将 进 入 临 床, 是 胚 胎 干 细 胞 最 早 进 入 临 床 的 新 药 Geron 集 团 的 总 裁 兼 首 席 执 行 官 Tom Okama 对 无 胚 胎 获 得 干 细 胞 技 术 新 发 现 颇 为 不 屑, 他 认 为 这 项 技 术 不 可 能 产 生 任 何 成 果, 甚 至 不 能 对 以 干 细 胞 为 基 础 的 细 胞 治 疗 研 究 进 展 产 生 任 何 影 响 进 行 此 类 研 究 并 声 称 能 变 革 这 一 治 疗 领 域 的 绝 大 多 数 研 究 者 压 根 就 不 懂 什 么 是 细 胞 治 疗 他 进 一 步 指 出, 以 这 种 技 术 为 基 础 进 行 个 性 化 治 疗 很 难 通 过 批 准, 无 法 规 模 化 生 产, 其 人 工 成 本 时 间 成 本 和 材 料 成 本 将 远 远 大 于 胚 胎 干 细 胞 技 术 Okama 博 士 强 调 : 我 们 使 用 的 胚 胎 并 非 人 为 终 止 生 命 获 得, 而 是 使 用 医 源 废 弃 物 获 得 也 曾 有 研 究 表 明, 只 有 胚 胎 干 细 胞 诱 导 分 化 的 心 肌 细 胞 才 能 在 人 体 内 存 活 换 句 话 说, 成 体 细 胞 来 源 的 干 细 胞 与 胚 胎 干 细 胞 还 是 有 显 著 不 同 余 俊 英 博 士 等 人 的 发 现, 诱 导 多 效 性 干 细 胞 (ips) 系 只 是 具 有 人 胚 胎 干 细 胞 的 基 因 表 达 特 点, 在 体 外 小 规 模 增 殖 几 个 月, 诱 导 生 成 几 种 功 能 细 胞, 在 很 多 特 性 上 与 胚 胎 干 细 胞 相 去 甚 远 2007 年 11 月 28 日 第 十 二 期 第 28 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

30 全 球 最 大 的 生 物 技 术 企 业 之 一 基 因 泰 克 (NYSE: DNA) 的 发 言 人 R. Snyder 女 士 在 接 受 电 话 采 访 时 说 : 我 们 不 用 干 细 胞, 不 在 于 我 们 同 意 或 反 对 干 细 胞, 只 是 我 们 开 发 新 药 的 途 径 就 用 不 上 干 细 胞 基 因 泰 克 不 会 因 此 研 究 成 果 改 变 自 身 的 创 新 之 路 分 析 家 认 为 Snyder 女 士 的 反 应 代 表 了 众 多 大 型 制 药 企 业 的 共 同 看 法, 干 细 胞 离 治 疗 应 用 还 有 很 多 年 我 们 认 为,2008 年 是 关 键 的 一 年, 胚 胎 干 细 胞 技 术 进 入 临 床 研 究 如 果 获 得 成 功, 美 国 解 禁 胚 胎 干 细 胞 研 究 限 令 是 迟 早 的 事, 因 为 其 他 国 家, 甚 至 美 国 的 制 药 企 业 将 大 力 开 展 胚 胎 干 细 胞 研 究 另 一 个 关 键 是 对 生 命 的 认 识 要 有 所 改 变, 以 解 决 伦 理 学 问 题 成 体 干 细 胞 进 入 治 疗 领 域 10 年 内 希 望 渺 茫 第 29 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

31 张 雅 鸥 教 授 microrna 研 究 取 得 新 进 展 生 物 通 报 道 : 越 来 越 多 的 研 究 发 现, 曾 经 被 认 为 是 DNA 垃 圾 的 非 编 码 DNA 在 基 因 的 调 节 中 扮 演 关 键 角 色, 其 中 近 年 来 的 一 个 研 究 热 点 microrna 分 子 就 是 基 因 组 中 这 些 垃 圾 所 编 码 出 的 一 种 产 物 而 MicroRNA 在 高 等 生 物 基 因 表 达 中 的 作 用 也 在 逐 渐 为 人 们 所 认 识 在 刚 刚 结 束 的 第 九 届 中 国 细 胞 生 物 学 大 会 上, 来 自 清 华 大 学 深 圳 研 究 生 院 的 女 教 授 张 雅 鸥 报 告 了 她 的 研 究 团 队 在 microrna (mirna) 的 基 因 结 合 位 点 方 面 的 研 究 成 果 MicroRNA(miRNA) 是 一 类 个 核 苷 酸 长 度 的 非 编 码 RNA, 它 们 主 要 通 过 转 录 后 抑 制 或 mrna 序 列 特 异 性 降 解 来 调 节 基 因 的 表 达 张 教 授 指 出, 人 们 对 mirna 功 能 的 了 解 目 前 尚 处 于 初 期 阶 段, 而 导 致 mirna 功 能 研 究 进 展 缓 慢 的 其 中 一 个 主 要 原 因 是 mirna 的 作 用 规 律 非 常 复 杂, 而 我 们 对 mirna 进 行 基 因 调 节 的 普 遍 规 律 知 道 的 太 少 就 目 前 所 知, 平 均 每 条 mirna 的 作 用 靶 标 基 因 就 超 过 50 条, 而 每 条 基 因 又 可 被 上 百 条 microrna 所 调 节, 因 此 作 用 规 律 复 杂 程 度 可 想 而 知 在 他 们 的 研 究 中, 张 教 授 的 研 究 团 队 预 测 了 mirna 在 VEGF 基 因 上 的 结 合 位 点, 以 及 候 选 mirna 她 的 研 究 组 自 己 开 发 了 一 个 mirna 靶 基 因 预 测 软 件 Find Tar 张 教 授 指 出, 由 于 mirna 靶 基 因 预 测 非 常 复 杂, 不 同 软 件 预 测 的 mirna 结 合 位 点 和 候 选 mirna 重 复 性 狠 差 因 此, 他 们 不 敢 只 利 用 一 个 软 件 进 行 预 测, 而 是 同 时 联 合 使 用 了 三 个 预 测 软 件 两 个 常 用 的 mirna 预 测 软 件 和 他 们 自 己 开 发 的 Find Tar 软 件 在 预 测 过 程 中, 有 两 个 软 件 的 预 测 结 果 一 致 时 才 算 作 一 个 候 选 mirna 尽 管 如 此, 获 得 的 结 果 仍 然 不 尽 人 意, 难 坏 了 她 的 学 生 他 们 在 VEGF 上 发 现 了 109 个 mirna 结 合 位 点, 而 候 选 mirna 则 有 96 个 如 果 要 用 生 物 学 方 法 去 逐 个 验 证, 复 杂 程 度 工 作 量 之 大 可 以 想 象 因 此, 他 们 又 进 一 步 用 mirna 表 达 谱 来 分 析 VEGF 表 达 如 何 受 到 候 选 mirna 的 调 节, 以 此 来 缩 小 范 围 研 究 组 将 来 源 于 人 类 鼻 咽 癌 细 胞 系 的 CNE 细 胞 作 为 调 查 在 低 氧 诱 导 情 况 下 mirna 介 导 的 VEGF( 血 管 内 皮 细 胞 生 长 因 子 ) 和 其 他 血 管 形 成 因 子 调 节 的 一 个 细 胞 系 统, 希 望 籍 此 能 够 了 解 mirna 进 行 基 因 调 节 的 原 理 分 析 结 果 显 示, 在 低 氧 诱 导 条 件 下, 发 生 下 调 的 mirna 有 13 条, 而 上 调 的 则 有 6 条 mirna 因 为, 已 经 知 道 VEGF 在 低 氧 诱 导 下 是 上 调 的, 因 此 暗 示 出 这 发 生 下 调 的 13 条 mirna 与 VEGF 在 低 氧 条 件 下 的 表 达 上 调 有 关 继 而, 他 们 在 这 13 条 mirna 中 发 现 四 个 mirna 在 VEGF 基 因 上 有 结 合 位 点, 即 与 VEGF 的 上 调 有 关 之 后, 他 们 又 用 生 物 学 方 法 验 证 了 这 些 发 现 张 教 授 的 研 究 组 还 发 现 VEGF 受 到 多 种 mirna 以 不 同 联 合 方 式 的 调 节, 包 括 共 调 规 律 差 异 调 节 规 律 和 竞 争 规 律 共 调 规 律 就 是 指, 在 一 个 基 因 中 具 有 独 立 结 合 位 点 的 2007 年 11 月 28 日 第 十 二 期 第 30 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

32 mirna 能 够 协 同 行 动 来 增 加 mirna 基 因 对 该 基 因 的 抑 制 作 用 而 竞 争 竞 争 规 律 则 是, 当 多 个 mirna 相 互 间 竞 争 一 个 共 同 的 结 合 位 点 或 一 个 功 能 mirna 与 一 个 假 阳 性 mirna 竞 争 同 一 个 结 合 位 点 时,miRNA 的 抑 制 作 用 可 能 会 被 削 弱 张 教 授 还 表 示, 目 前 他 们 开 发 出 的 Find Tar 软 件 正 在 修 改 尚 未 发 表, 而 这 项 研 究 的 部 分 结 果 已 于 去 年 底 发 表 在 PLoS ONE 杂 志 上 ( 生 物 通 杨 遥 ) 附 : 张 雅 鸥 教 授 简 介 教 育 与 科 研 经 历 : 华 西 医 科 大 学 获 医 学 学 士 硕 士 博 士 学 位 ( 心 血 管 学 血 液 学 专 业 ) 年 加 拿 大 多 伦 多 大 学 Sunnybrook 医 院 博 士 后, 从 事 细 胞 外 基 质 与 疾 病 关 系 的 研 究 年, 美 国 哈 佛 大 学 医 学 院 和 加 州 大 学 旧 金 山 分 校 博 士 后 研 究 员, 从 事 组 织 蛋 白 酶 在 细 胞 外 基 质 的 重 组 和 心 血 管 疾 病 中 的 作 用 研 究 年, 香 港 城 市 大 学 高 级 研 究 员, 从 事 功 能 基 因 组 研 究 2004 年 2 月 受 聘 清 华 大 学 深 圳 研 究 生 院 副 教 授 2004 年 11 月 受 聘 为 清 华 大 学 深 圳 研 究 生 院 教 授 主 要 的 学 术 特 点 和 研 究 方 向 : 以 医 学 细 胞 及 分 子 生 物 学 为 研 究 领 域, 在 微 小 RNA 的 靶 基 因 预 测 和 功 能 研 究 ; 心 血 管 肿 瘤 创 伤 修 复 及 肝 纤 维 化 等 疾 病 的 分 子 机 理 及 病 理 基 因 组 学 等 方 面 有 一 系 列 前 沿 性 研 究 目 前 研 究 方 向 为 1. 小 分 子 的 RNA ( mirna 和 sirna) 对 基 因 表 达 的 调 节 及 其 在 心 血 管 疾 病 和 抗 肿 瘤 治 疗 中 的 应 用 ;2. 骨 髓 基 质 细 胞 的 分 化 机 理 ; 3. 细 胞 外 基 质 与 疾 病 关 系 ; 4. 功 能 基 因 组 学 1998 年 以 来 共 发 表 国 外 SCI 文 献 22 篇, 被 引 用 400 多 次 其 中 作 为 第 一 作 者 和 通 讯 作 者 发 表 的 SCI 文 献 10 篇 SCI Impact Factor 14 分 以 上 1 篇, 7 分 左 右 3 篇 主 要 课 题 : 1. Pleiotrophin 调 节 骨 髓 间 充 质 来 源 细 胞 分 化 的 机 理 研 究 ( 国 家 自 然 科 学 基 金 ) 2. 微 小 RNA 对 pleiotrophin 和 其 它 血 管 生 成 因 子 表 达 的 影 响 ( 国 家 自 然 科 学 基 金, 中 加 合 作 基 金 ) 3. 人 乳 头 瘤 病 毒 (HPV) 感 染 和 宫 颈 癌 的 基 因 治 疗 ( 清 华 大 学 深 圳 研 究 生 院 项 目 ) 抗 肿 瘤 血 管 生 成 的 sirna 药 物 的 研 发 ( 深 圳 市 事 业 单 位 科 技 计 划 项 目 ) 第 31 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

33 07 候 选 院 士 聚 焦 细 胞 生 物 学 前 沿 研 究 生 物 通 报 道 :2007 年 11 月 3 日, 为 期 三 天 的 中 国 细 胞 生 物 学 学 会 第 九 次 会 员 代 表 大 会 既 青 年 学 术 大 会 在 广 州 召 开, 出 席 此 次 大 会 的 各 地 细 胞 学 会 代 表 达 600 多 名, 生 物 通 作 为 生 命 科 学 媒 体 参 与 了 此 次 大 会, 并 进 行 了 相 关 采 访 中 国 细 胞 生 物 学 学 会 (Chinese Society for Cell Biology, 简 称 CSCB) 是 中 国 科 学 院 上 海 细 胞 生 物 学 研 究 所 前 所 长 庄 孝 惠 副 所 长 和 汪 德 耀, 罗 士 韦, 郑 国 锠 等 国 内 著 名 细 胞 生 物 学 家 于 1979 年 筹 备,1979 年 3 月 经 全 国 科 学 技 术 协 会 ( 中 国 科 协 ) 主 席 团 批 准, 在 1980 年 正 式 成 立 的 全 国 性 学 术 团 体 此 第 九 次 大 会 主 要 围 绕 细 胞 生 物 学 这 一 生 命 体 最 基 本 单 元 进 行 研 究 的 学 科, 针 对 细 胞 生 物 中 最 关 键 最 热 门 最 前 沿 的 研 究 展 开 讨 论 会 上 不 仅 有 许 多 泰 斗 级 的 学 者 参 与 了 演 讲 讨 论, 也 有 一 些 知 名 的 青 年 科 学 家 发 表 了 专 题 学 术 报 告, 比 如 最 新 在 权 威 细 胞 杂 志 Cell 上 发 表 有 关 类 泛 素 蛋 白 酶 研 究 论 文 的 程 金 科 博 士 做 了 题 为 SENP1 对 维 持 HIF1α 在 缺 氧 条 件 下 的 稳 定 性 是 必 须 的 学 术 报 告 ( 具 体 新 闻 见 上 海 交 大 等 最 新 细 胞 挑 战 原 有 类 泛 素 蛋 白 酶 理 论 ) 另 外, 知 名 的 神 经 生 物 学 教 授,07 候 选 院 士 张 旭 博 士 也 就 镇 痛 类 药 物 的 细 胞 信 号 传 导 方 面 的 基 础 研 究 进 行 了 专 题 报 告, 在 报 告 中, 他 提 到 其 课 题 组 观 察 到 δ 阿 片 受 体 主 要 分 布 在 胞 浆 中 LDCV( 大 致 密 囊 泡 ) 膜 上, 只 有 少 量 的 δ 阿 片 受 体 分 布 在 细 胞 膜 上, 伤 害 性 刺 激 引 起 LDCV 吐 泡, 可 导 致 细 胞 膜 上 的 δ 阿 片 受 体 的 数 量 泽 国 能 夺, 介 导 内 源 性 脑 腓 肽 的 镇 痛 作 用 以 往 的 药 理 学 和 基 因 突 变 等 研 究 表 明 δ 阿 片 受 体 对 μ 阿 片 受 体 的 镇 痛 功 能 存 在 负 性 调 制 作 用, 参 与 吗 啡 镇 痛 耐 受 的 形 成, 而 其 课 题 组 最 新 研 究 发 现, 在 表 达 δ 和 μ 阿 片 受 体 的 细 胞 中, 细 胞 表 面 上 的 δ 和 μ 阿 片 受 体 相 互 作 用, 在 受 体 特 异 性 激 动 剂 刺 激 下, 可 引 起 两 种 受 体 的 共 同 内 吞, 内 吞 后 两 种 受 体 在 同 一 细 胞 内 途 径 上 进 行 处 理, 其 中 δ 阿 片 受 体 激 动 剂 可 导 致 δ 和 μ 阿 片 受 体 进 入 降 解 途 径, 导 致 细 胞 表 面 μ 阿 片 受 体 显 著 减 少, 从 而 减 弱 吗 啡 的 镇 痛 作 用 吗 啡 杜 冷 丁 等 麻 醉 台 上 常 用 的 阿 片 类 药 物, 在 让 病 人 忘 记 疼 痛 的 同 时, 也 会 产 生 耐 药 性, 让 人 既 爱 又 恨, 到 底 是 什 么 让 吗 啡 等 阿 片 类 镇 痛 药 物 药 效 降 低 产 生 耐 药 性, 甚 至 令 人 嗜 药 成 瘾 的 呢? 这 一 课 题 正 是 张 旭 课 题 组 研 究 的 重 点 之 一, 在 2005 年 张 旭 博 士 在 Cell 杂 志 上 揭 示 了 吗 啡 镇 痛 作 用 的 新 原 理, 发 现 了 斩 断 吗 啡 等 阿 片 类 药 物 耐 药 性 的 关 键 分 子, 引 起 了 神 经 细 胞 生 物 界 的 瞩 目 这 篇 文 章 也 代 表 着 中 国 内 地 原 创 成 果 25 年 后 再 次 登 上 顶 级 自 然 科 学 杂 志 Cell, 具 有 非 同 寻 常 的 意 义 此 次 学 会 上, 张 旭 对 其 研 究 小 组 获 得 的 最 新 研 究 进 行 了 阐 述, 这 些 结 果 说 明 在 体 干 预 δ 和 μ 阿 片 受 体 的 相 互 作 用 是 一 种 增 强 吗 啡 等 μ 类 镇 痛 药 物 镇 痛 作 用 的 新 策 略 ( 生 物 通 : 万 纹 ) 2007 年 11 月 28 日 第 十 二 期 第 32 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

34 附 : 张 旭 所 系 名 称 神 经 科 学 研 究 所 性 别 男 专 业 名 称 神 经 生 物 学 技 术 职 务 研 究 员 行 政 职 务 课 题 组 长 研 究 方 向 感 觉 传 递 机 制 研 究 工 作 一 背 根 节 神 经 元 基 因 表 达 水 平 的 长 时 程 可 塑 性 研 究 为 了 全 面 了 解 外 周 神 经 损 伤 后 初 级 感 觉 神 经 元 ( 背 根 节 神 经 元 ) 基 因 表 达 水 平 的 变 化, 我 们 首 先 建 立 了 大 鼠 的 基 因 表 达 文 库, 运 用 基 因 芯 片 技 术 比 较 了 正 常 大 鼠 与 外 周 神 经 损 伤 后 2 天 7 天 14 天 和 28 天 大 鼠 背 根 节 基 因 表 达 水 平 的 变 化 通 过 检 测 7523 条 基 因, 并 用 RT-PCR 和 分 子 原 位 杂 交 技 术 进 行 证 实 和 细 胞 定 位, 发 现 有 122 条 基 因 与 51 条 EST 的 表 达 量 有 显 著 性 变 化, 包 括 神 经 肽 受 体 离 子 通 道 和 信 号 转 导 分 子 等 同 时 进 一 步 发 现 部 分 基 因 是 或 可 能 成 为 镇 痛 药 的 靶 点 本 研 究 将 进 一 步 对 在 外 周 神 经 损 伤 和 外 周 炎 症 时 发 生 调 节 的 功 能 不 清 和 新 基 因 进 行 研 究 二 背 根 神 经 节 与 脊 髓 背 角 结 构 上 的 长 时 程 可 塑 性 研 究 外 周 神 经 切 断 诱 导 初 级 传 入 的 Aβ 纤 维 在 脊 髓 的 投 射 由 III-IV 层 长 入 I-II 层, 此 结 果 被 认 为 是 神 经 源 性 痛 的 解 剖 学 基 础 之 一 然 而, 我 们 通 过 标 记 背 根 神 经 节 小 神 经 元 中 特 异 性 的 物 质, 结 合 神 经 切 断 前 霍 乱 毒 素 B 亚 单 位 (CTB) 束 路 追 踪 技 术, 发 现 坐 骨 神 经 切 断 后 只 有 少 量 Aβ 纤 维 长 入 内 II 层, 外 II 层 和 I 层 中 没 有 观 察 到 长 芽 的 纤 维 而 少 量 长 芽 的 纤 维 在 II 层 可 形 成 突 触 连 接, 有 可 能 形 成 异 常 的 神 经 回 路, 可 能 是 神 经 病 理 性 痛 的 成 因 之 一 外 周 神 经 损 伤 条 件 下 异 常 神 经 网 络 的 形 成 与 痛 敏 直 接 相 关, 我 们 将 对 异 常 神 经 网 络 和 其 分 子 机 制 进 行 进 一 步 研 究 三 背 根 神 经 节 神 经 元 的 短 时 程 可 塑 性 研 究 阿 片 受 体 在 痛 觉 传 递 中 起 十 分 重 要 的 作 用 在 正 常 情 况 下,m 阿 片 受 体 主 要 位 于 初 级 感 觉 神 经 元 的 膜 上,d 阿 片 受 体 则 主 要 位 于 初 级 感 觉 神 经 元 的 胞 浆 内, 且 位 于 胞 浆 内 的 大 致 密 芯 泡 膜 上, 这 些 大 致 密 芯 泡 内 含 有 P 物 质 和 降 钙 素 基 因 相 关 肽 等 神 经 肽 我 们 的 研 究 证 明 该 受 体 是 通 过 在 神 经 肽 分 泌 泡 的 特 异 性 分 布, 形 成 特 异 的 正 反 馈 调 控 机 制, 即 激 动 d 阿 片 受 体 导 致 该 受 体 在 极 短 时 间 内 进 一 步 嵌 入 胞 膜, 保 持 神 经 元 对 阿 片 物 质 的 敏 感 性, 能 够 使 神 经 肽 在 短 时 间 内 从 神 经 元 中 排 空, 同 时 减 少 d 阿 片 受 体 的 储 存 这 些 结 果 对 阿 片 受 体 介 导 的 疼 痛 治 疗 可 以 提 供 一 种 新 的 观 点, 炎 性 疼 痛 的 治 疗 可 以 不 仅 激 活 m 受 体, 而 且 或 许 需 阻 断 d 受 体 进 一 步 的 研 究 将 集 中 在 受 体 分 选 运 输 和 上 膜 及 神 经 肽 分 泌 的 分 子 机 制 以 上 研 究 一 方 面 揭 示 了 神 经 元 基 本 活 动 的 分 子 和 细 胞 机 制 ; 另 一 方 面 为 疼 痛 的 发 生 和 发 展 神 经 的 再 生 提 供 了 理 论 基 础, 一 些 与 痛 的 发 生 和 发 展 有 关 的 重 要 机 制 和 一 些 重 要 分 子 的 发 现, 为 寻 找 新 的 镇 痛 方 案 和 新 药 开 发 提 供 重 要 的 线 索 获 奖 情 况 1992 中 国 人 民 解 放 军 科 学 技 术 进 步 一 等 奖 ( 第 三 作 者 ) 1995 国 家 杰 出 青 年 基 金 (A 类 ) 1996 中 国 人 民 解 放 军 科 学 技 术 进 步 一 等 奖 ( 第 一 作 者 ) 第 33 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

35 1998 国 家 杰 出 青 年 基 金 (C 类 ) 1998 第 六 届 中 国 青 年 科 学 家 奖 个 人 简 介 1985 年 9 月 年 4 月 第 四 军 医 大 学 神 经 生 物 学 教 研 室 助 教 1987 年 5 月 年 1 月 瑞 典 Stockholm 大 学 超 微 结 构 研 究 室 访 问 学 者 1988 年 2 月 年 9 月 第 四 军 医 大 学 神 经 生 物 学 教 研 室 助 教 1990 年 10 月 年 7 月 瑞 典 卡 罗 琳 斯 卡 医 学 院 神 经 科 学 系 博 士 研 究 生, 获 博 士 学 位 1994 年 8 月 年 11 月 第 四 军 医 大 学 神 经 科 学 研 究 所 讲 师 1994 年 12 月 年 11 月 第 四 军 医 大 学 神 经 科 学 研 究 所 副 教 授 1997 年 12 月 年 11 月 第 四 军 医 大 学 神 经 科 学 研 究 所 教 授, 博 士 生 导 师 1999 年 至 今 中 国 科 学 院 神 经 科 学 研 究 所 课 题 组 长, 研 究 员 2007 年 11 月 28 日 第 十 二 期 第 34 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

36 孟 安 明 教 授 研 究 组 斑 马 鱼 神 经 干 细 胞 研 究 新 进 展 生 物 通 报 道 : 斑 马 鱼 是 目 前 生 命 科 学 研 究 中 重 要 的 模 式 脊 椎 动 物 之 一 清 华 大 学 生 物 科 学 与 技 术 系 孟 安 明 教 授 的 课 题 组 对 特 定 基 因 在 斑 马 鱼 神 经 干 细 胞 中 的 功 能 进 行 了 深 入 研 究, 发 现 sp8 基 因 和 sp8-like 基 因 有 抑 制 初 级 神 经 元 形 成 的 作 用, 而 且 两 个 基 因 能 够 协 同 工 作 Sp8 属 于 锌 指 转 录 因 子 家 族 成 员, 它 特 异 性 的 表 达 在 中 枢 神 经 系 统 和 肢 芽 有 文 献 报 道 斑 马 鱼 的 Sp8 对 于 次 级 神 经 元 中 gata-2 的 不 表 达 是 必 需 的, 暗 示 了 sp8 可 能 参 与 了 次 级 神 经 元 的 分 化 研 究 中, 课 题 组 通 过 显 微 注 射 sp8 和 sp8-like 的 morpholino 和 RNA, 选 择 初 级 神 经 元 的 标 记 基 因 进 行 原 位 杂 交, 并 发 现 降 低 体 内 sp8 和 sp8-like 表 达 水 平 导 致 标 记 基 因 表 达 升 高 这 意 味 着 初 级 神 经 元 形 成 增 多, 而 过 量 表 达 外 源 相 应 基 因 的 胚 胎 结 果 相 反, 则 说 明 sp8 和 sp8-like 基 因 在 体 内 有 抑 制 初 级 神 经 元 形 成 的 作 用, 而 且 这 两 个 基 因 的 功 能 是 协 同 的 为 了 进 一 步 证 明 上 述 结 果, 研 究 组 选 择 了 转 基 因 斑 马 鱼 TG::huC(S)-GFP(M4-GM2) 作 为 研 究 模 型, 其 中 GFP 特 异 表 达 在 背 侧 的 初 级 RB 神 经 元 中 他 们 发 现 抑 制 sp8 和 sp8-like 基 因 表 达 能 够 协 同 促 进 初 级 RB 神 经 元 的 形 成 在 这 些 结 果 基 础 上, 研 究 人 员 推 测 sp8 和 sp8-like 基 因 在 体 内 的 作 用 可 能 是 抑 制 神 经 干 细 胞 分 化 为 初 级 神 经 元, 维 持 其 增 殖 的 特 性, 并 在 特 定 的 时 期 促 进 其 分 化 为 次 级 神 经 元 为 了 证 明 以 上 假 设, 他 们 利 用 转 基 因 鱼 TG::GATA2-GFP( 其 中 GFP 特 异 的 表 达 在 次 级 神 经 元 中 ) 发 现 减 少 体 内 的 sp8 和 sp8-like 基 因 的 表 达 能 够 协 同 的 减 少 次 级 神 经 元 的 形 成 利 用 次 级 运 动 神 经 元 特 异 性 的 抗 体, 通 过 免 疫 组 化 实 验, 研 究 人 员 重 复 了 上 述 结 果 为 了 证 明 sp8 和 sp8-like 基 因 在 体 内 能 够 维 持 神 经 干 细 胞 的 增 殖, 研 究 组 通 过 BrdU 的 免 疫 组 化, 发 现 注 射 morpholino 的 胚 胎 神 经 管 中 增 殖 的 细 胞 数 减 少, 进 一 步 证 明 了 上 述 假 设 孟 安 明, 项 目 首 席 科 学 家 现 任 清 华 大 学 生 物 系 副 系 主 任, 教 育 部 长 江 学 者 特 聘 教 授, 校 学 术 委 员 会 委 员, 兼 任 中 国 动 物 学 会 副 理 事 长 中 国 细 胞 生 物 学 会 理 事 Asia-Pacific Developmental Biology Network 组 委 会 委 员 2000 年 获 得 国 家 杰 出 青 年 基 金 香 港 求 是 基 金 会 杰 出 青 年 学 者 奖 教 育 部 优 秀 青 年 教 师 奖 1990 年 在 英 国 诺 丁 汉 大 学 遗 传 系 获 得 博 士 学 位 ; 年 在 中 国 农 业 大 学 生 物 学 院 先 后 做 博 士 后 和 任 副 教 授 年 在 美 国 佐 治 亚 医 学 院 做 访 问 研 究, 在 世 界 上 制 备 了 第 一 例 组 织 特 异 性 表 达 GFP 的 转 基 因 脊 椎 动 物, 建 立 了 利 用 活 体 胚 胎 对 多 组 织 表 达 基 因 的 调 控 机 制 的 研 究 技 术 98 年 回 国 到 清 华 大 学 任 教 授, 在 国 内 建 立 了 第 一 个 专 门 以 斑 马 鱼 为 对 象 开 展 脊 椎 动 物 胚 胎 发 育 机 制 前 沿 研 究 的 实 验 室 近 几 年 来, 克 隆 了 100 多 个 胚 胎 组 织 特 异 性 表 达 的 新 第 35 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

37 基 因, 利 用 DNA 芯 片 技 术 发 现 了 几 个 FGF 信 号 的 新 的 介 导 因 子 和 抑 制 因 子, 还 发 现 了 一 种 调 控 Nodal 信 号 的 中 胚 层 诱 导 作 用 的 新 机 理 迄 今 已 在 包 括 Science EMBO J. Dev. Biol. 在 内 的 国 际 知 名 刊 物 上 发 表 数 十 篇 论 文, 已 被 引 用 近 500 次 孟 安 明 教 授 的 研 究 领 域 是 发 育 生 物 学 利 用 斑 马 鱼 为 模 式 动 物, 研 究 胚 胎 早 期 发 育 中 的 中 胚 层 诱 导 作 用 神 经 诱 导 作 用 背 腹 分 化 和 前 后 轴 线 分 化 的 分 子 机 理 2004 年 他 所 领 导 的 研 究 组 发 现 了 调 控 动 物 胚 胎 中 胚 层 形 成 的 一 种 新 机 理, 是 我 国 发 育 生 物 学 领 域 中 的 一 个 突 破 性 成 果 孟 安 明 课 题 组 曾 通 过 对 斑 马 鱼 Dapper2 (Dpr2) 基 因 的 功 能 研 究, 发 现 了 一 种 抑 制 Nodal 信 号 的 中 胚 层 诱 导 活 性 的 新 机 制 Dpr2 基 因 在 斑 马 鱼 晚 囊 胚 和 早 期 原 肠 胚 的 中 胚 层 前 体 细 胞 中 特 异 表 达, 其 表 达 过 量 或 不 足 均 引 起 严 重 的 胚 胎 发 育 缺 陷 在 胚 胎 中 抑 制 Dpr2 的 活 性 后, 两 个 Nodal 基 因 Sqt 和 Cyc 的 表 达 增 强, 其 自 身 的 表 达 也 增 强, 另 一 些 中 胚 层 标 记 基 因 也 增 强 表 达, 中 胚 层 组 织 增 加 ; 而 在 胚 胎 中 过 量 表 达 Dpr2 后, 有 关 的 中 胚 层 标 记 基 因 的 表 达 减 弱, 部 分 中 胚 层 组 织 发 育 不 全 ; 另 一 方 面, 抑 制 Dpr2 的 表 达 可 以 减 弱 Lefty1 对 Nodal 信 号 的 抑 制 作 用, 也 可 以 使 Nodal 信 号 缺 失 突 变 体 oep 的 缺 陷 表 型 部 分 地 恢 复 正 常 这 些 结 果 表 明,Dpr2 的 正 常 功 能 是 抑 制 Nodal 信 号 的 活 性 在 体 外 系 统 中 的 实 验 表 明,Dpr2 的 过 量 表 达 同 样 可 以 抑 制 TGFβ 的 信 号 转 导 Dpr2 蛋 白 定 位 在 晚 期 胞 吞 体 中, 它 主 要 与 激 活 并 胞 吞 后 的 TGFβ 受 体 结 合, 可 能 促 进 携 带 了 TGFβ 受 体 的 晚 期 胞 吞 体 向 溶 酶 体 运 动, 从 而 促 进 这 些 受 体 在 溶 酶 体 中 的 降 解 该 研 究 成 果 加 深 了 对 胚 胎 中 胚 层 组 织 发 育 的 调 控 机 理 的 了 解, 对 于 研 究 人 类 出 生 缺 陷 的 遗 传 机 理 有 借 鉴 意 义 该 项 研 究 成 果 发 表 在 著 名 的 Science 杂 志 上 并 被 评 选 为 2004 年 度 中 国 高 等 学 校 十 大 科 技 进 展 之 一 清 华 大 学 孟 安 明 联 合 香 港 科 大 发 表 最 新 科 研 成 果 来 自 清 华 大 学 生 物 膜 和 膜 生 物 工 程 国 家 重 点 实 验 室 的 长 江 学 者 孟 安 明 教 授 和 香 港 科 技 大 学 的 林 盛 才 (Sheng-Cai Lin, 音 译 ) 博 士 在 8 月 的 Development Cell 杂 志 上 公 布 了 有 关 斑 马 鱼 胚 胎 发 育 调 控 的 新 发 现 β-catenin(β- 连 环 蛋 白 ) 是 一 种 普 遍 存 在 的 胞 浆 蛋 白, 是 细 胞 内 十 分 重 要 的 信 号 分 子,1989 年 和 γ- Catenin 一 起 作 为 钙 粘 素 结 合 蛋 白 被 发 现 最 初 发 现 β-catenin 是 细 胞 粘 附 连 接 成 分 之 一, 另 外 还 是 参 与 Wnt 信 号 径 路 传 导 的 关 键 因 子 已 经 知 道, 母 体 因 子 β- 连 环 蛋 白 和 Nodal 信 号 对 dorsal organizer 的 形 成 至 关 重 要, 后 者 继 而 诱 导 脊 椎 动 物 胚 胎 中 神 经 和 其 他 脊 椎 组 织 的 发 育 Tob(ErbB2 的 传 导 因 子 ) 蛋 白 具 有 抗 增 殖 的 特 征, 并 且 能 够 影 响 BMP 信 号 途 径 但 是 它 们 与 其 他 信 号 途 径 以 及 胚 胎 模 式 形 成 过 程 的 关 系 还 不 清 楚 在 这 项 新 的 研 究 中, 研 究 人 员 证 实 斑 马 鱼 tobla 是 形 成 正 确 的 背 腹 模 式 必 须 的 Tobla 能 够 通 过 与 β-catenin 联 合 并 抑 制 β-catenin/lef1 复 合 体 的 形 成 来 抑 制 β-catenin 的 转 录 活 性 尽 管 Tobla 还 能 抑 制 Nodal 受 动 器 Smad3 的 转 录 或 许, 但 是 它 抑 制 脊 椎 发 育 的 功 能 主 要 是 通 过 拮 抗 β-catenin 信 号 来 执 行 的 研 究 人 员 还 进 一 步 证 实 不 同 物 种 的 Tob 家 族 成 员 具 有 相 同 的 生 化 特 性 和 生 物 学 功 能 2007 年 11 月 28 日 第 十 二 期 第 36 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

38 王 红 阳 院 士 肝 癌 早 期 诊 断 获 重 大 突 破 生 物 通 综 合 : 来 自 东 视 新 闻 的 消 息,11 月 19 日, 第 二 军 医 大 附 属 东 方 肝 胆 医 院 在 国 际 合 作 生 物 信 号 转 导 研 究 中 心 成 立 10 周 年 庆 祝 仪 式 上 对 外 披 露, 经 过 多 年 研 究 和 临 床 实 验, 中 心 在 肝 癌 诊 断 标 志 物 方 面 获 得 重 要 成 果 用 新 发 现 的 MXR7 基 因 作 血 清 学 诊 断 指 标, 可 大 大 提 高 验 血 筛 查 肝 癌 的 准 确 率 由 王 红 阳 院 士 率 领 的 课 题 组 肿 瘤 的 细 胞 信 号 转 导 网 络 调 控 取 得 重 大 进 展, 采 用 甲 胎 蛋 白 +MXR7 联 合 血 清 学 检 测 方 法, 可 使 肝 癌 血 清 学 早 期 诊 断 率 提 高 至 80% 以 上 甲 胎 蛋 白 作 为 肝 癌 血 清 学 早 期 诊 断 的 指 标 之 一, 为 早 期 诊 断 做 出 了 巨 大 贡 献 然 而, 近 年 来, 在 临 床 上 发 现 肝 癌 患 者 中 甲 胎 蛋 白 假 阳 性 和 假 阴 性 率 偏 高 据 保 守 估 计, 凭 借 单 一 的 甲 胎 蛋 白 血 清 学 检 测 早 期 肝 癌 的 漏 诊 率 约 在 80% 以 上 研 究 组 发 现,MXR7 基 因 在 中 国 人 血 清 中 是 一 种 肝 癌 的 高 表 达 基 因, 因 此 可 以 作 为 肝 癌 血 清 学 早 期 诊 断 的 新 指 标 大 量 实 验 证 明, 目 前 临 床 验 血 诊 断 甲 肝 使 用 的 甲 胎 蛋 白 指 标, 对 肝 癌 的 漏 诊 误 诊 率 高 达 60% 而 如 果 将 MXR7 与 甲 胎 蛋 白 联 合 使 用, 诊 断 准 确 率 则 可 以 提 高 到 80% 国 际 医 学 界 称 MXR7 基 因 是 最 具 有 运 用 前 景 的 肝 癌 早 期 诊 断 血 清 学 指 标 如 今, MXR7 单 克 隆 抗 体 及 其 应 用 已 获 得 中 国 和 美 国 专 利 授 权 不 久, 人 们 通 过 验 血 方 法, 可 以 简 单 准 确 地 筛 查 肝 癌 王 红 阳 院 士 表 示, 肝 癌 早 期 诊 断 具 有 重 大 意 义, 它 能 大 大 提 高 患 者 的 五 年 生 存 率 1999 年, 王 红 阳 院 士 领 导 的 课 题 组 首 次 在 世 界 胃 肠 学 杂 志 报 告 了 最 新 研 究 成 果 : 通 过 对 1000 例 血 清 样 本, 其 中 300 例 肝 癌 患 者 进 行 的 相 关 回 顾 性 研 究 发 现, 在 中 国 肝 癌 患 者 中,MXR7 基 因 呈 现 高 水 平 表 达 6 年 之 后, MXR7 被 医 学 界 公 认 为 最 具 应 用 前 景 的 肝 癌 早 期 诊 断 血 清 学 筛 查 指 标 据 了 解, 目 前 该 中 心 已 拥 有 MXR7 单 克 隆 抗 体 及 其 应 用 的 中 国 和 美 国 专 利 授 权 博 士 研 究 生 陈 磊 在 该 实 验 室 前 期 研 究 肿 瘤 相 关 Wnt 信 号 通 路 的 基 础 上, 又 发 现 了 Wnt 通 路 在 胰 岛 细 胞 和 胰 腺 癌 中 新 的 调 控 机 制, 由 孔 晓 妮 鄢 和 新 等 人 完 成 的 研 究 论 文, 日 前 被 国 际 权 威 期 刊 J.E.M( 影 响 因 子 14.5) 接 受 发 表 王 红 阳, 女, 肿 瘤 学 分 子 生 物 学 专 家 出 生 于 江 苏 省 徐 州 市, 原 籍 山 东 省 威 海 市 人 1992 年 毕 业 于 德 国 乌 尔 姆 大 学, 获 博 士 学 位 曾 任 德 国 Max-Planck 研 究 所 生 化 所 P.I 现 任 上 海 东 方 肝 胆 外 科 研 究 所 副 所 长 ; 信 号 转 导 研 究 中 心 主 任 教 授 ; 东 方 肝 胆 外 科 医 院 综 合 治 疗 二 科 主 任 主 任 医 师 长 期 从 事 肿 瘤 的 基 础 与 临 床 研 究, 对 肿 瘤 信 号 转 导 有 重 要 建 树 97 年 学 成 回 国 创 办 国 际 合 作 生 物 信 号 转 导 研 究 中 心 和 综 合 治 疗 病 区, 形 成 基 础 与 临 床 结 合 的 创 新 基 地 在 分 子 诊 断 方 面, 研 发 了 新 的 肝 癌 诊 断 标 志 物 及 血 清 检 测 单 克 隆 抗 体, 获 国 家 专 利 ; 克 隆 新 的 肝 癌 相 关 基 因 4 个 并 阐 明 功 能 ; 首 次 发 现 新 的 抑 制 性 受 体 对 肝 癌 细 胞 生 长 凋 下 转 P39 页 第 37 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

39 厦 大 杨 玉 荣 等 : RNAi 技 术 研 究 线 虫 寿 命 因 子 生 物 通 报 道 : 线 虫 是 生 命 科 学 研 究 领 域 广 泛 使 用 的 一 种 模 式 动 物, 对 它 的 研 究 帮 助 研 究 人 员 了 解 多 种 生 命 现 象 其 中, 近 年 来, 来 自 国 内 外 的 研 究 人 员 在 线 虫 寿 命 影 响 因 子 方 面 取 得 了 不 少 令 人 注 目 的 进 展 厦 门 大 学 生 命 科 学 学 院 杨 玉 荣 副 教 授 的 研 究 组 就 对 影 响 线 虫 寿 命 的 细 胞 因 子 进 行 了 深 入 的 研 究 通 过 使 用 RNAi 技 术, 他 们 证 实 了 TR3( 孤 儿 受 体 ) 和 NHR-101 对 秀 丽 隐 杆 线 虫 寿 命 的 影 响 已 经 知 道, 核 受 体 (NR) 是 位 于 细 胞 核 内 或 者 与 相 应 配 体 结 合 后 由 胞 浆 转 到 细 胞 核 内 的 一 大 类 受 体, 属 于 配 体 活 化 的 转 录 因 子 核 受 体 与 相 应 的 配 体 及 其 辅 调 节 因 子 相 互 作 用, 调 控 基 因 的 表 达, 在 机 体 的 生 长 发 育 新 陈 代 谢 细 胞 分 化 及 体 内 许 多 生 理 过 程 中 发 挥 重 要 作 用 而 孤 儿 受 体 TR3/nur77 与 固 醇 类 激 素 受 体 结 构 相 似, 可 被 多 种 生 长 因 子 或 凋 亡 诱 导 剂 诱 导 表 达, 参 与 了 动 物 体 的 细 胞 增 殖 分 化 发 育 和 凋 亡 过 程 当 细 胞 收 到 凋 亡 诱 导 剂 刺 激 后,TR3 基 因 表 达 升 高, 其 产 物 从 细 胞 核 移 位 至 线 粒 体 膜, 引 起 细 胞 色 素 c 释 放, 从 而 导 致 细 胞 凋 亡 即 TR3 的 转 录 激 活 功 能 在 研 究 中, 杨 玉 荣 研 究 组 构 建 出 TR3 的 RNAi 载 体, 通 过 细 菌 介 导 RNAi, 利 用 喂 食 法 观 察 了 秀 丽 隐 杆 线 虫 野 生 型 N2 daf-16(cf1038) 和 daf-12(cf1370) 突 变 体 寿 命 的 变 化 实 验 显 示, 通 过 喂 食 TR3 和 RNAi 食 物, 线 虫 的 寿 命 都 有 了 不 同 的 变 化, 其 中 N2 在 TR3 的 RNAi 情 况 下 平 均 寿 命 相 对 于 对 照 组 的 N2( 喂 食 含 L4440 空 载 体 的 HT115 菌 ) 的 平 均 寿 命 延 长 了 8.53%;daf-16(CF1038) 突 变 体 在 TR3 的 RNAi 情 况 下 的 平 均 寿 命 相 对 于 control daf-16(cf1038)( 喂 食 含 L4440 空 载 体 的 HT115 菌 ) 的 平 均 寿 命 延 长 了 13.71%; daf-2(cf1370) 在 TR3 的 RNAi 情 况 下 的 平 均 寿 命 相 对 于 control 的 daf-12(cf1370)( 喂 食 含 L4440 空 载 体 的 HT115 菌 ) 的 平 均 寿 命 延 长 了 15.68% 研 究 人 员 介 绍 说,NHR-101 属 于 核 激 素 受 体 家 族, 目 前 关 于 NHR-101 的 研 究 还 不 是 很 多 他 们 运 用 构 建 好 的 nhr-101 的 RNAi 食 物, 用 喂 食 法 观 察 了 秀 丽 隐 杆 线 虫 野 生 型 N2 daf-16(cf1038) 和 daf-12(cf1370) 的 寿 命 的 变 化 实 验 结 果 显 示,N2 在 nhr-101 的 RNAi 下 平 均 寿 命 相 对 于 对 照 N2(L4440) 的 平 均 寿 命 缩 短 了 55.23%;daf-16(CF1038) 在 nhr-101(rnai) 的 情 况 下, 平 均 寿 命 相 对 于 对 照 N2(L4440) 的 平 均 寿 命 缩 短 了 23.81%; daf(cf1370) 在 nhr-101 的 RNAi 情 况 下 平 均 寿 命 相 对 于 对 照 daf-2(cf1370)(l4440) 的 平 均 寿 命 缩 短 了 58.90% Daf-2 和 daf-16 是 类 胰 岛 素 /IGF 信 号 通 路 的 两 个 成 员, 研 究 组 观 察 了 daf-16::gfp(cf1407) 虫 株 在 RNAi 下 GFP 的 分 布 情 况 用 L4440 的 空 载 体 作 为 对 照, 他 2007 年 11 月 28 日 第 十 二 期 第 38 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

40 们 发 现 通 过 喂 食 TR3 和 nhr-101 的 RNAi 的 食 物, 有 更 多 的 GFP 进 入 细 胞 核, 核 GFP 表 达 的 数 目 相 对 于 对 照 明 显 的 增 多, 表 明 TR3 和 nhr-101 对 寿 命 的 影 响 依 赖 于 daf-16 研 究 组 表 示, 接 下 来 他 们 将 对 TR3 和 nhr-101 的 RNAi 对 线 虫 不 同 虫 株 寿 命 的 影 响 进 行 分 析, 并 进 一 步 研 究 nhr-101 和 daf-16 的 相 互 作 用 此 前, 自 然 遗 传 学 杂 志 上 发 表 文 章 称, 来 自 美 国 加 利 福 尼 亚 大 学 旧 金 山 分 校 生 物 学 家 辛 西 娅 凯 尼 恩 领 导 的 研 究 小 组 发 现, 一 种 体 型 极 小 生 命 周 期 仅 为 3 天 的 秀 丽 隐 杆 线 虫 体 内 的 DAF-2 基 因 发 生 变 异 后, 这 些 线 虫 寿 命 比 正 常 情 况 延 长 1 倍 研 究 人 员 在 线 虫 体 内 发 现 具 有 防 癌 延 寿 双 重 功 效 的 基 因 通 过 对 734 个 受 到 DAF-2 影 响 的 基 因 进 行 筛 选 后, 研 究 人 员 发 现 其 中 29 种 基 因 能 促 进 或 抑 制 癌 细 胞 的 生 长 这 29 种 基 因 中, 又 有 一 半 的 基 因 同 时 对 线 虫 寿 命 发 挥 影 响 当 DAF-2 变 异 后, 促 进 癌 细 胞 生 长 的 基 因 就 不 能 正 常 表 达 了, 只 有 抑 制 癌 细 胞 的 基 因 还 在 表 达, 结 果 线 虫 的 寿 命 延 长 了 研 究 的 负 责 人 表 示, 人 体 内 也 存 在 类 似 线 虫 体 内 的 防 癌 延 寿 基 因, 他 们 的 这 项 研 究 有 利 于 帮 助 找 到 既 能 延 长 人 类 寿 命 又 使 人 类 免 患 癌 症 的 方 法 ( 生 物 通 雪 花 ) 人 物 简 介 : 杨 玉 荣, 副 教 授, 硕 士 生 导 师,1987 获 厦 门 大 学 理 学 学 士 学 位 ;1990 年 获 厦 门 大 学 理 学 硕 士 学 位 ;1996 年 获 厦 门 大 学 理 学 博 士 学 位 ;1996 年 被 评 为 厦 门 大 学 生 命 科 学 学 院 讲 师 ;1999 年 评 为 副 教 授 ;2003 年 评 为 硕 士 生 导 师 她 在 间 赴 哈 佛 大 学 分 子 与 细 胞 生 物 学 系 Hunter Lab 做 访 问 研 究 学 者 上 接 P37 页 亡 的 调 控 机 制 和 癌 基 因 P28 在 肝 癌 的 异 常 信 号 通 路, 为 肝 癌 防 治 提 供 了 新 的 靶 标 ; 分 离 新 的 磷 酸 酶 3 种, 提 出 新 的 酶 分 类 法 ; 发 现 了 磷 酸 酶 PCP-2 调 控 β-catenin 介 导 的 肿 瘤 信 号 通 路, 与 同 行 合 作 提 出 新 的 抑 制 性 受 体 调 控 机 制 在 多 器 官 存 在 的 新 概 念 在 Gastroenterology Nature Hepatology 和 Oncogene 等 发 表 论 文 75 篇, 影 响 因 子 190 分,SCI 引 用 527 次 ; 申 报 专 利 9 项 ( 国 际 1 项 ), 授 权 4 项 获 何 梁 何 利 科 技 进 步 奖 军 队 科 技 进 步 一 等 奖 和 上 海 医 学 科 技 一 等 奖 2005 年 当 选 为 中 国 工 程 院 院 士 ( 生 物 通 雪 花 ) 第 39 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

41 宋 今 丹 教 授 研 究 组 : 大 肠 癌 单 克 隆 抗 体 研 究 生 物 通 报 道 : 大 肠 癌 是 严 重 威 胁 人 类 健 康 的 一 种 疾 病 我 国 的 大 肠 癌 发 病 率 已 上 升 到 了 第 三 位 来 自 中 国 科 科 大 学 卫 生 部 细 胞 生 物 学 重 点 实 验 室 的 宋 今 丹 教 授 的 研 究 组 和 沈 阳 医 学 院 生 物 化 学 教 研 室 伊 德 林 等 人 在 人 大 肠 癌 单 克 隆 抗 体 临 床 应 用 研 究 上 取 得 了 新 发 现 一 般 认 为, 结 肠 腺 瘤 是 一 种 癌 前 病 变, 通 常 由 腺 瘤 演 变 成 癌 的 时 间 约 为 10 到 15 年 早 期 大 肠 癌 是 可 以 治 愈 的, 预 后 较 好, 五 年 生 存 率 为 91%, 而 晚 期 仅 为 7% 然 而 早 期 大 肠 癌 缺 乏 特 异 性, 临 床 表 现 往 往 无 症 状 或 症 状 不 典 型, 易 于 倍 忽 视, 患 者 就 诊 时 有 50% 到 60% 已 属 于 晚 期 因 此, 早 期 诊 断 早 期 治 疗 是 提 高 生 存 率 和 生 存 质 量 的 关 键 Gold 等 在 1965 年 首 次 在 胎 儿 和 人 大 肠 癌 中 发 现 CEA, 以 后 大 量 的 研 究 表 明, 许 多 人 体 其 他 组 织 的 肿 瘤 也 不 同 程 度 的 显 示 CEA 阳 性, 因 其 在 大 肠 癌 中 表 达 最 强 最 常 见, 被 公 认 为 是 大 肠 癌 的 表 面 标 志 由 于 CEA 缺 乏 特 异 性, 患 者 血 清 CEA 水 平 增 高 并 不 能 完 全 作 为 恶 性 肿 瘤 早 期 发 现 的 标 志 以 CEA 为 靶 抗 原 进 行 的 单 克 隆 抗 体 在 肿 瘤 诊 断 和 治 疗 中 应 用 的 研 究 开 展 的 最 早 也 最 深 入 这 项 研 究 则 对 另 外 一 种 叫 做 LEA 的 大 肠 癌 相 关 抗 原 的 单 克 隆 抗 体 进 行 了 深 入 分 析 LEA(LargeExternalAntigen) 是 一 种 大 分 子 量 的 可 溶 性 大 肠 癌 相 关 相 关 抗 原, 位 于 细 胞 表 面 的 细 胞 膜, 分 子 量 大 于 500kDa, 属 于 糖 蛋 白, 与 CEA 等 已 报 道 的 其 他 肿 瘤 相 关 抗 原 抗 原 性 不 同, 在 90% 以 上 的 人 大 肠 癌 细 胞 系 中 表 达, 在 大 肠 癌 组 织 中 具 有 较 强 特 异 性, 在 人 类 非 大 肠 癌 细 胞 系 和 非 人 类 细 胞 系 中 均 不 表 达 这 个 联 合 研 究 组 应 用 抗 人 大 肠 癌 单 克 隆 抗 体 ND-1 对 大 肠 癌 组 织 进 行 免 疫 组 织 化 学 染 色 研 究, 进 一 步 证 明 抗 人 大 肠 癌 细 胞 膜 表 面 抗 原 LEA 的 单 克 隆 抗 体 (ND-1) 有 很 高 的 特 异 性, 为 进 一 步 应 用 此 抗 体 进 行 临 床 病 理 诊 断 血 清 学 检 测 体 内 定 位 诊 断 和 导 向 治 疗 等 提 供 了 有 力 依 据 研 究 中, 他 们 共 分 析 了 270 例 大 肠 癌 标 本, 其 中 高 分 化 腺 癌 48 例, 中 分 化 腺 癌 65 例, 低 分 化 腺 癌 27 例, 印 戒 细 胞 癌 6 例, 大 肠 腺 瘤 41 例, 大 肠 癌 旁 黏 膜 32 例, 正 常 大 肠 黏 膜 27 例 分 析 表 明,LEA 的 表 达 与 肿 瘤 分 化 程 度 有 关, 癌 组 织 分 化 程 度 越 高, 阳 性 率 及 阳 性 强 度 也 越 高, 而 LEA 对 高 分 化 腺 癌 表 现 出 更 高 的 选 择 性, 正 常 黏 膜 中, 多 为 阴 性 与 CEA 相 比,LEA 在 非 癌 组 织 中 表 达 的 阳 性 率 较 低 LEA 在 腺 瘤 中 表 达 的 阳 性 率, 明 显 高 于 癌 旁 黏 膜 和 常 常 黏 膜 LEA 在 大 肠 癌 与 腺 瘤 组 织 的 表 达 阳 性 率 虽 略 低 于 CEA, 但 无 统 计 学 差 异 LEA 在 正 常 黏 膜 标 记 阳 性 率 明 显 低 于 CEA, 腺 瘤 和 大 肠 癌 中 LEA 表 达 阳 性 率 与 正 常 黏 膜, 癌 旁 黏 膜 相 比, 有 极 显 著 的 差 异 这 些 结 果 显 示,ND-1 单 抗 对 大 肠 癌 的 特 异 性 强 于 抗 CEA 单 抗 LEA 可 能 是 一 种 与 细 胞 分 化 相 关 的 肿 瘤 抗 原,LEA 可 作 为 临 床 早 期 辅 助 诊 断 和 治 疗 的 靶 抗 原 2007 年 11 月 28 日 第 十 二 期 第 40 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

42 宋 今 丹 教 授, 博 士 生 导 师, 是 卫 生 部 细 胞 生 物 学 重 点 实 验 室 学 术 委 员 会 主 任, 中 华 医 学 会 医 学 细 胞 生 物 学 分 会 主 任 委 员 宋 教 授 主 要 进 行 大 肠 癌 细 胞 的 内 质 网 结 构 及 其 合 成 的 某 些 蛋 白 质 研 究 是 国 家 科 技 攻 关 项 目 " 大 肠 癌 单 抗 研 制 及 其 临 床 应 用 " 主 持 人, 研 制 成 功 的 由 杂 交 瘤 细 胞 内 质 网 分 泌 的 大 肠 癌 单 抗, 正 试 用 于 诊 断 治 疗 和 导 向 手 术 是 国 家 自 然 基 金 重 大 项 目 " 正 常 癌 变 和 侵 袭 性 癌 细 胞 内 质 网 膜 系 统 研 究 " 主 持 人, 获 得 的 正 常 与 大 肠 癌 细 胞 内 质 网 结 构 及 其 合 成 的 某 些 蛋 白 的 重 大 成 果, 是 国 内 外 尚 无 人 开 展 的 开 创 性 研 究, 逐 步 形 成 具 有 特 色 的 新 研 究 领 域 宋 教 授 从 事 医 学 细 胞 生 物 学 科 研 教 学 40 余 年, 为 我 国 医 学 细 胞 生 物 学 主 要 奠 基 人 和 开 拓 者 之 一 15 项 科 研 项 目 负 责 人, 其 中 国 家 科 技 攻 关 项 目 2 项, 国 家 科 技 部 中 试 开 发 项 目 (863 项 目 )1 项, 国 家 自 然 科 学 基 金 重 大 项 目 1 项 主 要 进 行 大 肠 癌 细 胞 内 质 网 结 构 及 其 合 成 的 某 些 蛋 白 质 的 研 究 在 美 国 哈 佛 大 学 医 学 院 进 行 科 研 合 作 期 间 (1982, ,11) 由 于 科 研 成 就 突 出, 被 由 客 座 副 教 授 提 升 为 正 教 授 宋 教 授 在 国 内 外 发 表 文 章 204 篇, 经 查 SCI 被 引 用 308 次 出 版 著 作 12 部, 其 中 主 编 4 部, 享 受 国 务 院 发 给 的 政 府 特 殊 津 贴

43 重 庆 大 学 第 三 军 医 大 毛 囊 干 细 胞 研 究 新 进 展 生 物 通 报 告 : 重 庆 大 学 生 物 工 程 学 院 院 长 杨 力 教 授 和 第 三 军 医 大 学 细 胞 生 物 教 研 室 杨 恬 组 成 的 联 合 研 究 组 在 毛 囊 干 细 胞 的 纯 化 诱 导 分 化 研 究 上 取 得 了 新 成 果 毛 囊 干 细 胞 是 成 体 干 细 胞 的, 存 在 于 毛 囊 上 部 的 隆 突 区, 在 动 物 毛 发 脱 落 和 再 生 的 循 环 中 能 反 复 生 成 毛 发 组 织 细 胞 此 前, 美 国 研 究 人 员 在 美 国 国 家 科 学 院 学 报 上 报 告 说, 他 们 利 用 从 老 鼠 皮 下 毛 囊 中 获 取 的 成 体 干 细 胞 首 次 成 功 克 隆 出 小 鼠 一 成 果 可 望 提 高 动 物 克 隆 的 成 功 率 研 究 人 员 指 出, 毛 囊 干 细 胞 容 易 获 取, 自 我 更 新 能 力 强, 并 能 分 化 成 多 种 类 型 的 体 细 胞, 利 用 其 进 行 动 物 克 隆, 成 功 率 可 望 提 高 至 5% 以 上 杨 力 教 授 的 研 究 组 利 用 免 疫 磁 珠 法 对 大 鼠 CD34+ 毛 囊 干 细 胞 进 行 了 纯 化 免 疫 磁 珠 分 选 (mamnetic activated cell sorting, MACS) 技 术 是 一 种 集 合 了 免 疫 学 细 胞 生 物 学 磁 力 学 等 知 识 于 一 体 的 高 度 特 异 性 细 胞 分 选 技 术, 其 高 度 特 异 性 来 自 抗 体 对 抗 原 的 特 异 性 识 别 该 研 究 组 通 过 对 毛 囊 细 胞 悬 浮 进 行 CD34 抗 体 标 记 和 磁 珠 标 记, 使 细 胞 悬 浮 通 过 分 选 柱, 然 后 用 缓 冲 液 冲 洗 分 选 柱, 把 所 有 未 标 记 的 细 胞 被 冲 洗 掉 来 达 到 分 选 的 目 的 对 培 养 7 天 的 毛 囊 细 胞 毛 囊 组 织 细 胞 和 经 CD34 分 选 后 得 到 的 CD34+ 细 胞 和 CD34- 细 胞 进 行 扫 描 电 镜 观 察, 发 现 这 些 细 胞 在 形 态 上 并 无 明 显 差 异, 但 只 有 CD34+ 细 胞 表 面 有 磁 珠 颗 粒 荧 光 显 微 镜 下 观 察 分 选 得 到 的 细 胞, CD34+ 细 胞 可 见 强 红 色 荧 光, 而 CD34- 细 胞 只 有 很 弱 的 几 乎 不 可 见 的 荧 光 进 行 细 胞 培 养 后 发 现,CD34+ 细 胞 较 CD34- 细 胞 活 性 好, 细 胞 折 光 性 强 免 疫 组 化 分 别 检 测 CD34+ 细 胞 和 CD34- 细 胞 β1-integrin CD34 和 α6- integrin 的 表 达,Image-Pro Plus5.1 软 件 分 析, 结 果 表 明 CD34+ 细 胞 平 均 光 密 度 (AOD) 值 大 于 CD34- 细 胞 平 均 光 密 度 (AOD) 值, 差 异 显 著, 说 明 CD34+ 细 胞 属 于 低 分 化 细 胞 另 外, 杨 力 教 授 的 研 究 组 还 研 究 了 Pax6 在 毛 囊 干 细 胞 向 着 角 膜 上 皮 细 胞 诱 导 分 化 中 量 的 变 化 和 功 能 实 验 中, 他 们 用 角 膜 缘 组 织 匀 浆 液 对 培 养 的 毛 囊 bulge 区 细 胞 行 诱 导 培 养, 并 在 培 养 过 程 中 对 诱 导 培 养 的 毛 囊 bulge 区 细 胞 据 培 养 时 间 进 行 规 律 性 间 断 检 测 核 蛋 白 因 子 pax6 表 达 量 的 变 化, 并 协 同 检 测 毛 囊 干 细 胞 标 记 性 因 子 k15 CD34 α6 以 及 角 膜 上 皮 细 胞 标 记 物 k12 的 表 达 及 其 表 达 变 化 然 后, 研 究 组 通 过 流 式 细 胞 法 测 定 诱 导 转 分 化 的 阳 性 细 胞 率 免 疫 组 化 及 免 疫 荧 光 结 果 显 示 k15 CD34 α6 由 诱 导 培 养 前 的 阳 性 表 达 逐 渐 转 为 阴 性 表 达, 而 k12 的 表 达 则 由 阴 性 转 为 阳 性 这 意 味 着 由 毛 囊 干 细 胞 向 角 膜 上 皮 细 胞 的 诱 导 转 分 化 是 成 功 的 而 在 诱 导 培 养 过 程 中 pax6 的 表 达 存 在 量 的 变 化, 且 其 表 达 逐 渐 增 强 这 提 示 我 们 pax6 这 种 核 蛋 白 因 子 在 转 分 化 过 程 中 起 到 了 一 定 的 作 用 ( 生 物 通 雪 花 ) 杨 力 教 授 简 介 下 转 P44 页 2007 年 11 月 28 日 第 十 二 期 第 42 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

44 自 然 子 刊 :RNAi 技 术 新 应 用 生 物 通 报 道 : 在 本 期 的 自 然 生 物 技 术 杂 志 上, 两 篇 文 章 报 道 了 一 种 控 制 病 虫 害 的 新 方 法 施 用 表 达 靶 向 害 虫 重 要 转 录 过 程 的 dsrna 的 转 基 因 植 物, 这 是 RNA 干 扰 (RNAi) 技 术 在 植 物 学 研 究 及 应 用 上 的 一 大 进 步 其 中 一 篇 文 章 由 来 自 中 科 院 上 海 生 命 科 学 研 究 院 植 物 生 理 生 态 研 究 所 的 研 究 人 员 完 成, 他 们 发 明 了 一 种 植 物 介 导 的 RNA 干 扰 技 术, 可 以 有 效 特 异 地 抑 制 昆 虫 基 因 的 表 达, 从 而 抑 制 害 虫 的 生 长 这 篇 文 章 被 自 然 杂 志 列 为 本 期 突 出 亮 点 论 文 之 一, 自 然 杂 志 评 价 该 论 文 是 第 一 次 成 功 报 道 利 用 植 物 自 生 表 达 昆 虫 基 因 的 双 链 RNA 来 抑 制 植 食 性 昆 虫 防 御 基 因 的 论 文, 通 过 该 技 术 改 良 的 植 物 比 利 用 杀 虫 剂 不 分 青 红 皂 白 地 将 所 有 昆 虫 杀 死 更 符 合 社 会 发 展 的 需 要 领 导 这 一 研 究 的 是 中 国 科 学 院 院 士 陈 晓 亚, 第 一 作 者 为 他 的 博 士 研 究 生 毛 颖 波 陈 晓 亚 院 士 主 要 的 研 究 方 向 是 植 物 次 生 代 谢 调 控 及 表 皮 细 胞 发 育, 主 要 工 作 包 括 : 青 蒿 素 生 物 合 成 关 键 酶 的 分 子 克 隆 和 基 因 工 程 ; 棉 酚 代 谢 研 究 及 抗 虫 应 用 ; 植 物 表 皮 细 胞 发 育 调 控 的 分 子 机 制 ; 小 RNA 对 根 发 育 的 调 控 ; 棉 纤 维 发 育 及 品 质 改 良 的 基 因 工 程 RNA 干 扰 是 一 种 新 发 现 的 基 因 调 控 机 制, 已 被 广 泛 用 于 研 究 基 因 功 能 在 这 篇 文 章 中, 研 究 人 员 利 用 植 物 表 达 与 昆 虫 特 定 基 因 匹 配 的 双 链 RNA 分 子, 当 昆 虫 取 食 这 类 植 物 后, 其 靶 基 因 的 表 达 被 明 显 降 低 该 研 究 组 以 棉 花 和 棉 铃 虫 为 研 究 对 象 因 为 棉 花 中 有 一 种 主 要 毒 素 叫 棉 酚, 它 对 大 多 数 生 物 体 有 毒 性 但 棉 铃 虫 对 它 有 抗 性, 它 以 棉 花 为 食 物, 为 自 己 提 供 养 料 研 究 组 首 先 分 离 了 棉 铃 虫 参 与 棉 酚 解 毒 的 基 因 P450, 用 双 链 RNA 的 转 基 因 植 物 喂 食 后, 棉 铃 虫 P450 基 因 的 表 达 显 著 降 低, 对 棉 酚 的 耐 受 性 大 大 减 弱 再 用 含 有 棉 酚 的 棉 花 叶 子 喂 食, 这 些 棉 铃 虫 生 长 缓 慢, 甚 至 死 亡 第 二 篇 文 章 是 来 自 美 国 孟 山 都 公 司 (Monsanto Company) 和 Devgen 公 司 (Devgen N.V., Technologiepark ) 的 研 究 人 员 开 发 了 一 条 创 新 且 精 确 的 途 径 来 防 治 作 物 害 虫, 该 方 法 以 一 项 荣 获 诺 贝 尔 奖 的 发 现 的 创 新 应 用 为 模 型 该 技 术 预 计 将 为 农 民 提 供 一 种 保 护 作 物 产 量 的 新 型 种 子 内 选 择, 并 为 支 持 满 足 全 球 日 益 增 长 的 食 品 饲 料 和 燃 料 需 求 的 农 业 使 命 提 供 了 又 一 个 工 具 RNA 干 涉 广 泛 存 在 于 植 物 动 物 等 真 核 生 物 中, 与 基 因 本 身 及 转 录 并 无 任 何 关 系, 属 于 转 录 后 水 平 的 基 因 沉 默 机 制 Djikeng 与 Fjose 等 研 究 表 明, 无 脊 椎 动 物 和 植 物 中 的 RNA 干 涉 具 有 抑 制 侵 入 宿 主 体 内 的 病 毒 和 转 座 子, 减 弱 和 清 除 其 基 因 毒 性 的 作 用 转 基 因 植 物 中 出 现 的 基 因 沉 默 作 用 也 是 宿 主 细 胞 通 过 RNA 干 涉 而 实 现 的 自 我 保 护 反 应 动 物 基 因 组 对 自 私 DNA(selfish DNA), 例 如 病 毒 和 转 座 元 (transposon) 的 入 侵 和 转 录 异 常 的 抑 制 也 是 通 过 RNA 干 涉 实 现 的, 因 为 在 一 般 情 况 下 生 物 体 内 不 会 产 生 双 链 RNA 当 病 毒 或 转 座 元 等 外 来 遗 传 物 质 侵 入 时, 由 于 它 们 自 身 生 活 周 期 的 需 要, 才 会 产 生 双 链 异 常 第 43 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

45 RNA(aberrant RNA) 或 称 为 无 赖 RNA ( rogue RNA) 生 物 体 可 能 是 在 进 化 过 程 中 形 成 了 RNA 干 涉 等 防 卫 机 制 来 抵 御 外 来 遗 传 物 质 的 寄 生 RNA 干 扰 是 一 种 新 发 现 的 基 因 调 控 机 制, 已 被 广 泛 用 于 研 究 基 因 功 能 在 这 篇 文 章 中, 研 究 人 员 利 用 植 物 表 达 与 昆 虫 特 定 基 因 匹 配 的 双 链 RNA 分 子, 当 昆 虫 取 食 这 类 植 物 后, 其 靶 基 因 的 表 达 被 明 显 降 低 该 研 究 组 以 棉 花 和 棉 铃 虫 为 研 究 对 象 因 为 棉 花 中 有 一 种 主 要 毒 素 叫 棉 酚, 它 对 大 多 数 生 物 体 有 毒 性 但 棉 铃 虫 对 它 有 抗 性, 它 以 棉 花 为 食 物, 为 自 己 提 供 养 料 在 这 篇 文 章 中, 研 究 人 员 开 发 出 了 RNAi 的 创 新 应 用, 让 人 们 能 够 更 好 地 防 治 那 些 以 作 物 为 食 以 及 影 响 作 物 产 量 的 害 虫 孟 山 都 执 行 副 总 裁 兼 首 席 技 术 官 RobertT.Fraley 博 士 表 示 : 总 的 说 来,RNA 干 扰 是 非 常 具 有 前 途 的 改 善 作 物 的 方 法 鉴 于 其 特 异 性, 这 种 振 奋 人 心 的 技 术 能 够 为 我 们 提 供 植 物 科 学 领 域 的 帮 助, 而 之 前 这 几 乎 是 不 可 能 的 Devgen 首 席 执 行 官 ThierryBogaert 表 示 : 该 技 术 能 够 有 效 控 制 非 常 特 殊 的 植 物 害 虫 这 是 作 物 防 治 领 域 的 突 破 这 项 研 究 预 计 将 让 科 学 人 员 能 够 利 用 细 胞 的 自 然 能 力 调 控 蛋 白 质 生 产 能 力 并 将 其 应 用 到 生 产 植 物 害 虫 防 治 农 药 中 去 孟 山 都 科 学 人 员 正 致 力 于 将 这 种 具 有 发 展 前 途 的 RNAi 应 用 融 入 该 公 司 未 来 的 玉 米 害 虫 防 治 项 目 中 原 文 检 索 :Nature Biotechnology Published online: 4 November 2007 doi: /nbt1359 Control of coleopteran insect pests through RNA interference Abstract 上 接 P42 页 杨 力 教 授, 男, 汉 族, 重 庆 南 岸 人,1951 年 3 月 出 生, 大 学 学 历, 博 士 在 读, 教 授 重 庆 大 学 动 力 系 学 习 重 庆 大 学 生 物 力 学 中 心 助 教 重 庆 大 学 生 物 力 学 实 验 室 主 任 讲 师 重 庆 大 学 生 物 工 程 中 心 主 任 副 教 授 美 国 加 利 福 尼 亚 大 学 圣 地 亚 哥 分 校 高 级 访 问 学 者 美 国 加 利 福 尼 亚 大 学 圣 地 亚 哥 分 校 副 研 究 员 ( 其 间 :1996 至 今 重 庆 大 学 加 利 福 尼 亚 大 学 联 合 培 养 博 士 研 究 生 ; 被 评 为 重 庆 大 学 教 授 ) 2005 年 担 任 重 庆 大 学 生 物 工 程 学 院 院 长 2007 年 11 月 28 日 第 十 二 期 第 44 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

46 自 然 - 方 法 学 : 识 别 mirna 靶 标 新 方 法 生 物 通 报 道 : 来 自 加 拿 大 多 伦 多 大 学 分 子 及 医 学 遗 传 学, 加 拿 大 Health Network 大 学 (University Health Network), 美 国 耶 鲁 大 学 的 研 究 人 员 公 布 了 一 张 包 含 104 种 人 类 mirnas 的 1597 个 高 可 信 度 的 靶 标 网 络, 并 证 明 mirnas 与 mrna 的 配 对 表 达 谱 (paired expression profiles) 可 以 高 精 度 的 识 别 分 辩 出 功 能 性 mirna 靶 向 关 系 这 对 于 研 究 生 物 体 中 mirnas 的 作 用 功 能 具 有 重 要 的 意 义 这 一 研 究 成 果 公 布 在 Nature Methods 杂 志 上 微 小 RNA (microrna, 简 称 mirna) 是 生 物 体 内 源 长 度 约 为 个 核 苷 酸 的 非 编 码 小 RNA, 通 过 与 靶 mrna 的 互 补 配 对 而 在 转 录 后 水 平 上 对 基 因 的 表 达 进 行 负 调 控, 导 致 mrna 的 降 解 或 翻 译 抑 制 对 于 mirnas 的 研 究 起 始 于 时 序 调 控 小 RNA(stRNAs), 由 于 mirnas 在 物 种 进 化 中 相 当 保 守, 在 植 物 动 物 和 真 菌 中 发 现 的 mirnas 只 在 特 定 的 组 织 和 发 育 阶 段 表 达, 而 且 这 种 特 异 性 和 时 序 性, 决 定 了 组 织 和 细 胞 的 功 能 特 异 性, 表 明 mirna 在 细 胞 生 长 和 发 育 过 程 的 调 节 过 程 中 起 多 种 作 用, 因 此 mirna 的 研 究 受 到 了 生 物 学 家 的 广 泛 关 注 但 是 经 过 了 前 期 的 研 究, 有 关 哺 乳 动 物 体 内 特 异 性 mirnas 靶 标 的 可 靠 预 测 依 然 存 在 问 题, 而 这 对 于 了 解 生 物 体 中 mirnas 的 作 用 及 作 用 途 径 而 言 意 义 重 大 在 这 篇 文 章 中, 研 究 人 员 证 明 利 用 mirnas 与 mrna 的 配 对 表 达 谱 (paired expression profiles) 可 以 高 精 度 的 识 别 分 辩 出 功 能 性 mirna 靶 向 关 系 在 2006 年 纽 约 大 学 和 加 州 大 学 伯 克 利 分 校 的 研 究 人 员 通 过 计 算 机 分 析 预 测 出 了 线 虫 整 个 基 因 组 范 围 的 microrna 靶 标 图 谱, 目 前 已 可 以 从 PicTar 的 网 站 上 获 得 线 虫 人 类 和 果 蝇 的 数 千 个 基 因 组 范 围 的 mirna 靶 标 预 测 结 果, 这 有 助 于 对 不 同 功 能 的 基 因 组 数 据 资 源 进 行 mirna 靶 标 预 测 之 后 ( 今 年 7 月 ) Cell 的 一 篇 文 章 也 公 布 了 最 新 的 microrna 表 达 图 谱, 这 些 都 为 研 究 发 育 和 疾 病 有 关 的 microrna 世 界 提 供 了 重 要 线 索 多 伦 多 大 学 的 研 究 人 员 在 这 篇 研 究 报 告 中 利 用 一 种 贝 叶 斯 数 据 分 析 运 算 法 则 (Bayesian data analysis algorithm) GenMiR++, 获 得 了 一 张 包 含 104 种 人 类 mirnas 的 1597 个 高 可 信 度 的 靶 标 网 络, 这 些 信 息 来 自 88 个 组 织 和 细 胞 类 型 的 RNA 表 达 数 据, 以 及 序 列 互 补, 比 较 基 因 组 学 数 据 并 且 研 究 人 员 利 用 逆 转 录 定 量 PCR 和 芯 片 技 术 分 析 了 成 视 网 膜 细 胞 瘤 (retinoblastoma,rb) 中 let-7b 的 降 解 结 果, 用 来 验 证 其 实 验 预 测 中 有 关 let-7b 靶 标 包 含 CDC25A 和 BCL7A 的 结 果, 结 果 证 明 了 他 们 的 预 测 比 较 于 以 序 列 为 基 础 的 预 测, 这 种 高 品 质 的 GenMiR++ 预 测 与 基 因 注 解 (Gene Ontology annotations) 有 更 多 的 一 致 性, 而 且 在 预 测 mrna 水 平 对 于 let-7b 水 平 变 化 方 面 也 能 更 精 确 的 预 测 ( 生 物 通 : 张 迪 ) 原 文 检 索 :Published online: 18 November 2007; 第 45 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

47 doi: /nmeth1130 Using expression profiling data to identify human microrna targets Abstract 微 小 RNA (microrna, 简 称 mirna) 是 生 物 体 内 源 长 度 约 为 个 核 苷 酸 的 非 编 码 小 RNA, 通 过 与 靶 mrna 的 互 补 配 对 而 在 转 录 后 水 平 上 对 基 因 的 表 达 进 行 负 调 控, 导 致 mrna 的 降 解 或 翻 译 抑 制 到 目 前 为 止, 已 报 道 有 几 千 种 mirna 存 在 于 动 物 植 物 真 菌 等 多 细 胞 真 核 生 物 中, 进 化 上 高 度 保 守 在 植 物 和 动 物 中,miRNA 虽 然 都 是 通 过 与 其 靶 基 因 的 相 互 作 用 来 调 节 基 因 表 达, 进 而 调 控 生 物 体 的 生 长 发 育, 但 mirna 执 行 这 种 调 控 作 用 的 机 理 却 不 尽 相 同 1993 年, 首 次 在 秀 丽 隐 杆 线 虫 (Caenorhabditiselegans) 中 发 现 micrornas, 现 已 证 实,miRNA 广 泛 存 在 于 真 核 生 物 细 胞 内, 是 最 大 的 基 因 家 族 之 一, 大 约 占 到 整 个 基 因 组 的 1%, 在 精 细 调 控 基 因 表 达 及 生 物 生 长 发 育 过 程 方 面 发 挥 着 重 要 作 用 任 何 mirnas 的 失 调 都 会 导 致 细 胞 调 控 事 件 的 剧 变 最 近 研 究 表 明,miRNA 在 生 物 体 内 的 多 样 化 调 控 途 径 中 扮 演 着 关 键 性 角 色, 包 括 控 制 发 育 进 程 细 胞 分 化 细 胞 凋 亡 细 胞 分 裂 以 及 器 官 的 发 育 mirna 与 其 靶 分 子 组 成 了 一 个 复 杂 的 调 控 网 络, 如 某 一 特 定 的 mirna 可 以 与 多 个 mrna 分 子 结 合 而 发 挥 调 控 功 能, 反 之, 不 同 的 mirna 分 子 也 可 以 结 合 在 同 一 mrna 分 子 上, 协 同 调 控 此 mrna 分 子 的 表 达 2007 年 11 月 28 日 第 十 二 期 第 46 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

48 蛋 白 功 能 研 究 新 趋 势 : 体 外 表 达 产 品 ( 上 ) 生 物 通 在 前 面 介 绍 了 体 外 表 达 的 概 况, 那 么, 如 果 打 算 进 行 体 外 表 达 实 验, 具 体 有 哪 些 产 品 可 供 选 择, 费 用 如 何 呢? 我 们 在 这 里 为 您 介 绍 一 些 主 流 产 品 和 各 自 的 特 点 Ecoli 体 外 表 达 体 系 我 们 在 前 面 的 文 章 中 提 到, 由 于 体 外 表 达 的 翻 译 后 加 工 都 存 在 一 定 的 困 难 ( 我 们 会 在 后 面 介 绍 Promega 在 这 方 面 提 供 的 特 殊 产 品 ), 所 大 肠 杆 菌 体 外 表 达 相 对 于 其 他 真 核 体 外 表 达 的 优 势 就 显 现 出 来 而 很 快 成 为 新 热 门 比 如, 大 肠 杆 菌 来 源 成 本 最 低 ; 真 核 体 外 表 达 需 要 给 mrna 加 上 帽 子 结 构, 大 肠 杆 菌 就 不 需 要 ; 真 核 体 系 的 转 录 和 翻 译 是 分 步 进 行 的, 所 以 体 外 表 达 最 好 分 步 进 行 以 优 化 条 件, 而 原 核 的 大 肠 杆 菌 体 内 这 两 个 步 骤 本 来 就 是 偶 联 在 一 起 同 时 进 行 的, 所 以 用 于 体 外 表 达 的 操 作 也 更 简 单 高 效 ; 另 外 大 肠 杆 菌 系 统 耐 受 性 更 高, 可 以 在 反 应 体 系 中 添 加 分 子 伴 侣 蛋 白 酶 抑 制 剂 标 记 或 者 非 天 然 的 氨 基 酸 等 等, 满 足 实 验 的 特 殊 需 要 ; 此 外 原 核 体 系 用 于 表 达 真 核 蛋 白 时 不 会 有 内 源 干 扰 的 问 题 等 等 而 相 比 大 肠 杆 菌 体 内 表 达, 体 外 表 达 的 优 势 在 于 : 1. 需 要 转 化 筛 选 表 达 等 功 夫, 只 需 要 几 个 小 时 得 到 产 物, 速 度 更 快 操 作 更 简 单 ; 2. 无 细 胞 功 能 限 制, 可 表 达 毒 性 蛋 白 3. 借 助 分 子 伴 侣 等 外 加 分 子 促 进 产 物 可 溶 表 达, 减 少 包 含 体 变 性 复 性 的 麻 烦 4. 借 助 改 变 反 应 条 件 可 得 到 含 二 硫 键 正 确 折 叠 的 蛋 白 5. 可 共 表 达 多 个 基 因 产 物 6. 可 进 行 同 位 素 或 者 非 放 标 记 7. 可 插 入 人 工 氨 基 酸 研 究 蛋 白 质 结 构 8. 可 加 入 蛋 白 酶 抑 制 剂 抑 制 蛋 白 降 解 9. 可 加 入 稀 有 密 码 子 的 trna 解 决 稀 有 密 码 子 问 题 大 肠 杆 菌 体 外 表 达 一 般 都 选 用 蛋 白 酶 缺 陷 株 裂 解 物, 原 因 很 明 确, 减 少 蛋 白 酶 对 产 物 的 降 解 可 分 两 大 类, 一 类 是 用 于 单 个 实 验, 一 类 是 适 合 仪 器 的 批 量 反 应 Promega S30 系 Promega 体 外 表 达 产 品 相 当 丰 富, 其 中 大 肠 杆 菌 体 外 表 达 的 S30 系 列 就 是 采 用 OmpT/Ion 蛋 白 酶 缺 陷 株 E. coli T7 S30 Extract System For Circular DNA 是 专 门 为 带 有 T7 启 动 子 序 列 的 质 粒 预 备 的 ;E.coli S30 Extract System 有 适 用 于 环 状 模 版 和 线 性 模 版 2 种 选 择, 前 者 只 要 是 普 通 的 大 肠 杆 菌 表 达 质 粒 就 可 以 直 接 用, 后 者 则 可 以 是 已 经 合 成 的 RNA, 或 者 是 带 有 普 通 大 肠 杆 菌 启 动 子 核 糖 体 结 合 位 点 和 终 止 信 号 的 DNA 片 断 PCR 产 物 Promega 这 一 个 系 列 还 提 供 3 种 不 同 的 缺 减 氨 基 酸 混 合 物, 各 缺 少 一 种 氨 基 酸 以 备 不 同 的 标 记 需 要, 当 然 还 有 对 照 和 检 测 试 剂, 所 以 使 用 起 来 相 当 方 便 混 合 好 需 要 的 各 组 分 和 模 版,37 度 保 温 1 2 小 时 插 冰 上 5 分 钟 就 OK 啦 剩 下 的 或 PAGE 电 泳 Western 检 测 或 者 TCA 沉 淀 纯 化, 该 干 吗 就 干 吗 去 吧 第 47 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

49 适 用 于 质 粒 的 体 外 表 达 体 系 常 用 于 合 成 放 射 或 者 非 放 标 记 的 蛋 白 质, 快 速 鉴 定 克 隆 产 物, 或 者 加 入 非 天 然 氨 基 酸 来 研 究 蛋 白 质 结 构, 还 有 用 于 研 究 转 录 翻 译 机 制 的 而 线 性 产 物 的 试 剂 盒 则 更 多 用 于 直 接 鉴 定 PCR 产 物 诱 变 突 变 基 因 产 物 或 者 截 断 (turncated) 蛋 白 质 产 物 以 研 究 功 能 域 Promega 的 产 品 平 均 下 来 一 次 反 应 成 本 100 块 上 下, 如 果 是 标 记 蛋 白 这 个 方 法 可 谓 首 选 之 一, 如 果 你 的 表 达 只 需 要 Werstern 验 证 一 下 产 物 就 可 以, 这 个 也 是 很 不 错 的 选 择 大 肠 杆 菌 体 外 合 成 中 一 个 可 能 遇 到 的 有 点 讨 厌 的 问 题 是, 真 核 基 因 里 面 可 能 有 多 个 蛋 氨 酸 (Met), 如 果 碰 巧 前 面 的 序 列 正 好 类 似 大 肠 杆 菌 的 核 糖 体 结 合 位 点 RBS, 就 会 由 于 起 始 位 点 错 误 而 得 到 一 些 截 短 的 副 产 物, 比 如 Promega 这 个 Kit 里 面 的 对 照 Luciferase, 就 有 14 个 Met, 其 中 有 几 个 正 好 可 以 形 成 RBS, 翻 译 的 结 果 就 会 看 到 多 了 几 条 小 带 碰 到 别 理 它 就 是 啦, 不 就 是 多 了 点 副 产 品 而 已 谁 没 有 开 小 差 的 时 候 呢 大 肠 杆 菌 体 系 的 另 一 个 注 意 问 题 是 序 列 必 需 要 有 原 核 的 SD 序 列, 就 是 核 糖 体 结 合 位 点, 和 相 应 的 转 录 终 止 信 号 真 核 体 系 能 识 别 Kozak 序 列 和 原 核 的 SD 序 列, 软 件 的 术 语 叫 做 向 下 兼 容, 可 是 原 核 的 就 不 认 识 真 核 的 Kozak 序 列 了, 没 办 法, 谁 叫 它 低 级 呢 前 面 说 过 Ecoli 体 外 表 达 系 统 耐 受 性 高, 用 来 合 成 标 记 的 蛋 白 最 合 适 不 过 除 了 放 射 性 标 记 氨 基 酸,Promega 还 有 2 种 非 放 标 记 试 剂 盒 可 与 不 同 体 系 的 体 外 表 达 试 剂 盒 共 用, 一 个 是 生 物 素 标 记 的 Lys, 可 选 择 显 色 或 者 化 学 发 光 检 测 法, 灵 敏 度 相 当 于 35S 标 记 Met 显 影 6 12 小 时, 满 足 一 般 实 验 的 需 要 ; 另 外 一 个 是 荧 光 标 记 的 Lys, 合 成 的 蛋 白 可 以 直 接 用 荧 光 凝 胶 扫 描 仪 检 测, 不 用 干 胶 之 类 的 麻 烦 事 蛮 有 意 思 的 生 物 通 编 者 一 直 很 关 注 的 另 外 一 个 厂 家, 号 称 The RNA Company 的 厂 家 Ambion 也 一 直 有 提 供 体 外 转 录 的 产 品, 这 家 公 司 的 RNAi 相 关 产 品 也 很 有 特 色, 最 近 刚 刚 被 生 物 产 业 的 大 阔 佬 ABI 以 2.73 亿 美 元 高 价 收 购 其 RNA 业 务 部 分 想 想 我 们 熟 悉 的 Clontech 才 卖 了 6000 万, 还 不 到 Ambion RNA 业 务 部 分 售 价 的 零 头!Ambion 在 业 界 的 口 碑 可 见 一 斑 Ambion 这 个 E.coli 体 系 也 是 适 合 单 个 反 应 的,ActivePro In Vitro Translation Kit 特 色 在 于 添 加 了 Activity Enhancer, 有 助 于 得 到 更 多 的 活 性 产 物 这 个 Kit 适 用 于 kD 的 带 有 T7 启 动 子 核 糖 体 结 合 位 点 和 终 止 信 号 的 蛋 白 表 达, 产 量 大 约 是 一 个 反 应 (50ul) 15 25ug 产 物, 反 应 时 间 只 要 1 小 时 质 粒 比 片 断 更 稳 定 一 些 国 内 价 格 目 前 要 问 吉 泰, 以 后 可 能 要 问 ABI 了 Roche RTS E.coli 罗 氏 上 这 个 体 外 表 达 的 项 目, 目 标 就 非 常 明 确, 就 是 瞅 准 了 后 基 因 组 时 代 的 高 通 量 快 速 研 究 需 要 蛋 白 质 作 为 实 现 生 命 所 有 功 能 的 最 终 载 体, 是 所 有 药 物 的 直 接 或 者 间 接 靶 标, 同 时 也 可 能 是 未 来 重 要 的 药 物 来 源 身 为 药 业 的 巨 子, 自 然 非 常 明 白, 要 从 成 千 上 万 的 候 选 药 物 或 者 靶 标 中 筛 选 合 适 的 蛋 白, 这 么 一 个 一 个 片 断 的 体 内 表 达 不 太 适 合 未 来 研 究 的 需 要, 而 Rapid Translation System(RTS) 正 是 反 应 了 Roche 的 期 望, 也 是 高 通 量 快 速 研 究 所 需 要 的 所 以 Roche 的 全 部 体 外 表 达 产 品 都 是 可 以 放 大 规 模 和 批 量 反 应 的, 有 配 套 的 设 计 软 件, 还 可 以 配 套 专 利 的 仪 器 和 专 利 的 连 续 交 换 无 细 胞 (CECF) 系 统 反 应 2007 年 11 月 28 日 第 十 二 期 第 48 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

50 RTS 技 术 基 于 3 个 原 理 : 偶 联 反 应, 这 个 生 物 通 在 前 面 已 经 解 释 过 了 ; 连 续 交 换 无 细 胞 (CECF) 系 统 反 应 ; 高 产 率 (HY) 生 化 体 系 要 得 到 更 多 的 产 物, 要 么 提 高 翻 译 效 率 这 个 还 是 研 究 的 目 标 之 一, 要 么 延 长 反 应 时 间 延 长 反 应 时 间 需 要 解 决 的 问 题 是 副 产 物 抑 制 和 底 物 消 耗 连 续 交 换 无 细 胞 (CECF) 系 统, 简 单 说 就 是 用 半 透 膜 分 隔 的 反 应 腔, 反 应 中 的 副 产 物 通 过 半 透 膜 渗 透 到 反 应 腔 外, 降 低 抑 制 效 应, 而 位 于 反 应 腔 外 的 供 给 腔 中, 底 物 和 能 量 底 物 通 过 半 透 膜 不 断 渗 透 到 反 应 腔 中, 从 而 解 决 底 物 持 续 供 应 的 问 题 高 产 率 (HY) 生 化 体 系 主 要 指 采 用 新 的 能 量 系 统 和 优 化 的 反 应 体 系, 使 得 表 达 产 物 量 显 著 提 高 通 过 CECF 延 长 反 应 时 间 和 HY 系 统 使 得 表 达 量 大 大 增 加, 最 高 可 以 达 到 6mg/ml.24hour, 或 者 是 50mg/10ml 反 应 体 系 从 下 图 可 以 看 到, 相 比 体 内 表 达, 虽 然 体 外 表 达 产 量 不 占 优 势, 但 是 背 景 很 少, 纯 化 更 容 易 进 行 此 外 也 减 少 包 含 体 的 问 题 第 49 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

51 我 们 现 在 来 看 看 Roche 的 E.coli 系 的 几 个 产 品, 按 照 反 应 规 模 由 小 到 大 可 分 为 RTS 100,500 和 9000, 其 中 RTS 100 又 分 为 E.coli HY 和 E.coli Disulfide 前 者 术 属 于 小 规 模 蛋 白 合 成, 也 就 是 可 用 常 规 单 管 反 应 的 试 剂 盒, 不 需 仪 器 或 者 特 殊 耗 材 辅 助 由 于 用 到 我 们 提 到 的 HY 技 术, 反 应 时 间 可 延 长 到 4 小 时, 产 物 可 达 20ug/50ul, 模 版 可 以 是 DNA 质 粒 或 者 片 断, 方 便 使 用 还 可 以 加 入 GroE 或 者 DnaK 帮 助 提 高 可 溶 性 后 者 就 比 较 特 别, 带 有 二 硫 键 的 蛋 白 不 能 在 还 原 条 件 下 正 确 折 叠,E.coli Disulfide 就 是 第 一 个 特 别 为 帮 助 二 硫 键 正 确 折 叠 而 设 计 的 试 剂 盒, 产 量 可 达 80ug/50ul 反 应 对 于 有 二 硫 键 的 蛋 白 研 究 这 是 个 好 消 息, 不 过 可 惜, 这 个 试 剂 盒 是 专 门 为 高 通 量 反 应 而 设 计 的, 就 是 说, 要 配 合 Roche 的 专 门 的 仪 器 和 耗 材 使 用 这 样 成 本 就 高 多 了, 叹 气... RTS 500 E.coli 和 RTS 9000 都 是 需 要 专 用 仪 器 的 大 家 伙, 什 么 人 要 花 这 样 的 代 价 进 行 这 个 规 模 的 反 应? 当 然 是 那 些 时 间 就 是 金 钱 的 研 发 人 员 如 果 当 天 小 规 模 筛 选 出 来 的 一 把 潜 力 股,24 小 时 后 能 得 到 足 够 进 一 步 研 究 研 究 的 产 物 比 如 50mg 进 行 分 析, 比 起 浪 费 若 干 星 期 筛 选 摸 索 表 达 产 物 和 纯 化 条 件 还 不 一 定 能 得 到 找 到 正 确 的 目 标, 这 样 的 代 价 就 很 划 算 了 早 出 文 章 或 者 早 申 请 专 利 就 是 最 好 的 回 报 在 今 后 的 研 究 中, 由 于 研 究 手 段 不 断 创 新 加 速, 时 间 的 紧 迫 性 会 越 发 明 显 RTS 500 E.coli HY 是 100 的 直 接 放 大 版, 无 需 另 外 优 化,1ml 反 应 体 积 24 小 时 可 得 到 5mg 产 物 ;RTS 9000 E.coli HY 更 是 10ml 反 应 体 积, 产 物 可 达 50mg RTS 500 Disulfide 也 是 同 级 100 的 放 大 版, 表 达 量 可 达 2.5mg/ml 罗 氏 公 司 除 了 推 出 体 外 表 达 载 体 试 剂 外, 还 有 从 小 型 ( 配 96 孔 板 ) 中 型 ( 配 6 孔 板 ) 到 大 型 (10mL) 表 达 的 配 套 仪 器 出 售, 可 以 提 供 一 整 套 的 完 善 服 务, 包 括 针 对 E.coli 的 序 列 设 计 优 化 软 件, 也 包 括 为 了 方 便 下 一 步 的 检 测 和 纯 化 配 有 各 种 标 记 的 线 性 载 体 模 板 提 供, 包 括 了 : 最 常 用 的 6 组 氨 酸 标 签 红 血 球 凝 聚 素 (HA) 标 签 和 麦 芽 糖 结 合 蛋 白 (Maltose Binding Protein, MBP) 标 签 在 环 状 载 体 中, 除 了 以 上 三 种 标 签 还 提 供 有 谷 胱 甘 肽 S 转 移 酶 (GST) 标 签 供 选 择 GST 本 身 是 一 个 在 解 毒 过 程 中 起 到 重 要 作 用 的 转 移 酶, 它 的 天 然 大 小 为 26KD ( 生 物 通 作 者 吴 为, 谢 绝 转 载 ) 真 核 体 外 表 达 产 品 一 览 待 续 体 外 表 达 ( 三 ): 应 用 前 景 体 外 表 达 ( 二 ): 原 理 和 技 术 要 点 体 外 表 达 ( 一 ): 基 因 组 学 迈 向 蛋 白 质 组 学 的 桥 梁 2007 年 11 月 28 日 第 十 二 期 第 50 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

52 蛋 白 功 能 研 究 新 趋 势 : 体 外 表 达 产 品 ( 下 ) 续 前 蛋 白 功 能 研 究 新 趋 势 : 体 外 表 达 产 品 ( 上 ) 兔 网 织 红 细 胞 兔 网 织 红 细 胞 本 来 是 最 早 的 体 外 表 达 体 系 之 一, 想 想 红 细 胞 是 没 有 细 胞 核 的, 没 有 太 多 DNA RNA 的 干 扰, 却 有 大 量 合 成 蛋 白 的 能 力, 作 为 单 纯 的 体 外 翻 译 系 统 自 然 是 上 佳 之 选 不 过, 由 于 真 核 细 胞 中 转 录 和 翻 译 发 生 在 细 胞 的 不 同 位 置, 反 应 条 件 略 有 差 别, 如 果 以 DNA 片 断 或 者 质 粒 为 起 始 材 料 的 转 录 翻 译 偶 联 反 应, 可 能 存 在 条 件 优 化 的 问 题, 所 以 目 前 的 产 品 通 常 有 分 步 和 偶 联 两 种 选 择, 蛋 白 表 达 量 比 E.coli 小 相 比 其 他 来 源, 兔 网 织 红 细 胞 来 源 有 限 而 且 成 本 高, 某 种 程 度 上 限 制 了 其 大 规 模 高 通 量 的 应 用 虽 然 是 真 核 体 外 表 达 系 统, 兔 网 织 红 细 胞 对 RNA 是 否 有 帽 子 结 构 要 求 不 太 严 格, 能 识 别 真 核 原 核 的 核 糖 体 结 合 位 点, 可 惜 由 于 没 有 细 胞 空 间 内 细 胞 器 间 的 协 作, 翻 译 后 加 工 和 糖 基 化 等 过 程 依 然 不 能 完 成 不 过, 兔 网 织 红 细 胞 是 最 有 希 望 取 得 这 方 面 成 果 的 体 系, 而 且 Promega 在 这 方 面 也 有 一 些 有 益 的 尝 试 Promega TNT 兔 网 织 红 细 胞 Promega 的 TNT 兔 网 织 红 细 胞 体 外 表 达 系 统 中,Quick Coupled 翻 译 转 录 系 统 是 单 管 的 偶 联 反 应, 能 简 化 实 验 过 程 和 节 约 时 间, 可 进 行 蛋 氨 酸 标 记, 单 管 反 应 (50ul)1.5 小 时 产 量 可 达 300ng, 有 T7,T3,SP6 的 不 同 选 择, 是 原 来 的 Coulped 系 列 的 速 度 升 级 版 吧 不 过 如 果 需 要 标 记 其 他 氨 基 酸, 原 版 的 貌 似 更 方 便 些, 提 供 3 种 标 记 方 式 Gold TNT Express96 更 是 为 高 通 量 反 应 需 求 而 设 计 的 96 孔 反 应 体 系 Promega 还 有 一 些 纯 粹 做 体 外 翻 译 的 兔 网 织 红 细 胞 裂 解 物, 有 核 酸 酶 处 理 与 否 的 区 别, 还 有 和 麦 芽 提 取 物 混 合 的 裂 解 物 如 果 用 兔 网 织 红 细 胞 翻 译 不 出 来, 一 般 会 建 议 你 试 试 其 他 两 种, 这 个 产 品 可 以 省 掉 这 种 麻 烦 不 过 Promega 的 产 品 中 比 较 特 别 的 产 品 是 一 种 microsomal membranes 生 物 通 前 面 提 到 过, 即 使 是 真 核 体 外 表 达 系 统, 由 于 缺 少 一 定 的 细 胞 器 结 构, 蛋 白 质 的 翻 译 后 加 工 问 题 一 直 没 有 得 到 很 好 的 解 决, 不 过, 兔 网 织 红 细 胞 是 其 中 最 有 希 望 的 一 个 Promega 这 类 微 粒 体 膜 正 是 一 种 有 益 的 尝 试 据 厂 家 数 据 表 明, 加 入 微 粒 体 膜 的 体 外 翻 译 体 系, 可 以 检 测 到 蛋 白 质 翻 译 后 加 工 的 一 些 步 骤, 比 如 信 号 肽 切 除, 一 些 核 心 糖 基 化 反 应 这 个 现 象 很 有 意 思, 是 不 是 在 提 示 我 们, 只 要 体 系 中 有 一 定 的 某 种 细 胞 器 的 膜 结 构, 就 有 可 能 进 行 翻 译 后 加 工? 这 些 膜 结 构 是 否 有 一 定 的 空 间 要 求? 是 否 要 求 必 须 是 某 种 小 囊 泡 结 构? 以 后 模 拟 体 外 翻 译 的 体 系 是 不 是 可 以 设 计 出 带 有 这 种 结 构 的 反 应 容 器? 在 制 备 裂 解 物 的 时 候 是 不 是 可 以 避 免 破 坏 或 者 除 去 这 些 膜 结 构? 据 说 这 类 microsomal membranes 不 适 合 用 于 麦 芽 提 取 物 系 统, 因 为 麦 芽 提 取 物 制 备 时 EDTA 一 步 除 去 了 一 种 信 号 识 别 颗 粒 (signal recognition particle, SRP), 而 SPR 对 于 蛋 白 质 附 着 小 囊 泡 膜 和 起 始 翻 译 后 加 工 是 必 需 的 那 么, 是 不 是 在 制 备 裂 解 物 的 过 程 中 去 掉 了 某 些 元 件 导 致 第 51 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

53 体 外 翻 译 后 加 工 的 失 败? 这 些 问 题 存 在 多 年 一 直 悬 而 未 决, 不 过, 既 然 是 体 外 翻 译 乃 至 开 展 大 规 模 蛋 白 质 组 研 究 的 绊 脚 石, 那 相 信 迟 早 会 被 解 决 掉 的 这 个 人 会 是 你 吗? 谁 都 有 机 会 哦 要 特 别 说 明 的 是,Promega 这 类 微 粒 体 在 制 备 过 程 中 小 心 除 去 了 附 着 在 内 质 网 膜 上 的 核 糖 体 和 mrna 污 染 以 保 证 实 验 的 稳 定 只 可 惜 一 向 物 美 价 廉 的 Promega, 这 个 产 品 要 2000 左 右, 真 是 想 说 爱 你 不 容 易 呀 除 了 这 几 种, 生 物 通 前 文 提 到 的 荧 光 标 记 赖 氨 酸 用 于 体 外 表 达 过 程 中 的 荧 光 标 记 产 品, 还 有 生 物 素 标 记 产 品 都 可 以 用 于 兔 网 织 红 细 胞 体 外 表 达 系 统 方 便 各 种 标 记 反 应 的 进 行 Roche 没 有 兔 网 织 红 细 胞 体 外 表 达 系 统, 也 许 是 因 为 这 种 需 要 取 材 于 兔 血 的 成 本 实 在 太 高 了 吧, 不 符 合 Roche 的 高 通 量 大 规 模 的 实 验 需 求 除 了 Promega,Ambion 和 Novagen 也 有 偶 联 的 反 应 体 系 或 者 单 纯 的 体 外 翻 译 裂 解 物 提 供 表 达 量 最 高 也 大 约 在 200ng-250ng 范 围 麦 芽 提 取 物 麦 芽 提 取 物 是 区 别 于 兔 网 织 红 细 胞 的 另 外 一 个 体 外 表 达 真 核 体 系 麦 芽 来 源 丰 富, 比 兔 血 经 济, 表 达 量 也 不 高, 一 直 是 兔 血 之 外 的 第 二 之 选 麦 芽 提 取 物 也 常 常 用 来 表 达 哺 乳 动 物 的 基 因, 因 为 植 物 体 系 中 没 有 哺 乳 动 物 蛋 白 的 干 扰 一 直 到 最 近 才 突 然 受 到 Roche 的 重 视 而 获 得 大 力 发 展 原 因 在 于, 如 果 补 充 反 应 体 系 的 损 耗 和 去 除 副 产 物 抑 制, 这 个 体 系 可 延 长 反 应 时 间, 从 而 达 到 比 较 高 的 产 量 1mg/ml.24hours 而 生 物 通 上 文 专 门 介 绍 过 的 Roche 的 CECF 技 术 正 好 可 以 解 决 这 个 问 题, 从 而 使 反 应 时 间 可 以 长 达 一 周 甚 至 两 周 时 间! 只 可 惜 Roche 这 个 体 系 要 求 Roche 专 用 的 仪 器 配 套 使 用, 这 样 成 本 就 不 小 啦 麦 芽 提 取 物 属 于 真 核 体 外 表 达 系 统, 不 过 对 RNA 的 帽 子 结 构 和 核 糖 体 结 合 位 点 要 求 不 高, 质 粒 或 者 PCR 产 物 都 能 应 用 一 般 认 为 其 对 真 核 基 因 的 表 达 应 该 会 比 E.coli 更 好, 得 到 的 产 物 可 溶 性 也 更 高 Roche 的 Wheat Gern 分 为 小 规 模 ( 产 量 50ug/50ul) 的 RTS100 和 大 规 模 的 ( 产 量 1mg/ml) 的 RTS500 两 种 如 果 你 的 模 版 是 RNA, 那 麦 芽 体 系 就 是 最 好 的 选 择 了 Promega 也 有 TNT Coupled 的 麦 芽 提 取 物 系 统, 也 是 偶 联 的 单 管 反 应, 比 较 省 事, 有 T7 T3 SP6 之 选, 还 有 非 常 必 要 的 对 照 提 供 同 样 可 以 做 3 种 氨 基 酸 标 记 如 果 单 纯 做 麦 芽 提 取 物 的 体 外 泛 音,Promega 也 有 单 纯 的 抽 提 物 提 供 小 结 生 物 通 前 面 介 绍 了 体 外 表 达 的 优 势 和 市 面 上 体 外 表 达 体 系 的 一 些 特 色, 其 实, 体 外 表 达 的 应 用 远 远 不 止 这 么 一 点 随 着 高 通 量 药 物 筛 选 蛋 白 组 研 究 的 巨 大 需 求, 相 信 体 外 表 达 很 快 会 有 更 大 的 发 展 不 过, 体 外 表 达 只 是 研 究 的 手 段 之 一, 并 不 能 最 终 替 代 细 胞 表 达 比 如 在 细 胞 水 平 上 研 究 基 因 的 功 能 就 要 求 细 胞 表 达 再 说, 应 用 到 真 正 大 规 模 生 产, 细 胞 表 达 还 有 自 己 的 优 势, 那 就 是 借 助 细 胞 自 我 增 殖 来 放 大 表 达 的 规 模 生 物 通 在 这 里 介 绍 这 种 技 术 并 非 要 强 调 谁 更 好, 而 是 希 望 大 家 能 根 据 自 己 的 实 验 需 要 时 间 安 排 和 经 费 能 力 选 择 最 适 合 自 己 的 方 法 ( 完 ) 蛋 白 功 能 研 究 新 趋 势 : 体 外 表 达 产 品 ( 上 ) 体 外 表 达 ( 三 ): 应 用 前 景 体 外 表 达 ( 二 ): 原 理 和 技 术 要 点 体 外 表 达 ( 一 ): 基 因 组 学 迈 向 蛋 白 质 组 学 的 桥 梁 2007 年 11 月 28 日 第 十 二 期 第 52 页, 共 53 页 下 一 页 返 回

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