自然科學獎推薦項目（2項）公告

項目（1）：

項目名稱：有毒動物防御與捕食的分子策略

主要完成人：賴仞，楊仕隆，徐學清，楊海龍，張治業(yè)，安輸，李東升

完成單位：中國科學院昆明動物研究所

推薦單位：中國科學院昆明分院

項目重要科學發(fā)現(xiàn)點、主要學術代表作、主要完成人的學術思想貢獻：

項目的重要科學發(fā)現(xiàn)點：

有毒動物（如毒蛇、蜈蚣、牛虻、蟾等）利用毒液進行捕食和防御，然而很多兩棲動物、節(jié)肢動物捕食和防御策略物質(zhì)基礎和分子機制未知。探索有毒動物捕食和防御的分子機制，不僅可以解析這些自然之謎，同時可以揭示有毒動物中毒的機制和尋找救治的方法。另外，由于這些捕食防御分子的多樣性和專一性，它們也可以成為解析人類生理功能的工具分子和治療人類重大疾病的藥物。我們圍繞兩棲動物和節(jié)肢動物捕食和防御策略，主動開辟世界前沿研究領域，針對有毒動物環(huán)境適應物質(zhì)基礎和分子機制，在以下幾方面獲得了創(chuàng)新結果：

1. 兩棲動物防御策略

通過研究高原兩棲動物環(huán)境適應機制，從滇蛙皮膚發(fā)現(xiàn)第三套抗氧化系統(tǒng)，對皮膚保護等研究具重要意義(Mol Cell Proteomics 2009)；識別了世界兩棲動物30%的抗菌肽，揭示兩棲動物抗感染機制(Chem Rev 2015)，并利用抗菌肽作為工具研究動脈粥樣硬化疾病機理(Immunity 2015）；首次發(fā)現(xiàn)的兩棲動物基因編碼的神經(jīng)毒(J Biol Chem 2009)，被Science Daily等二十多家國際媒體報道。

2. 蜈蚣防御與高效捕食策略研究

通過研究蜈蚣捕食策略，揭示其成功捕食分子機制。首次發(fā)現(xiàn)鈉通道NaV1.7專一抑制劑（PNAS 2013），被Nature、Nature Medicine專門評論并推薦為亮點工作和Faculty 1000；首次發(fā)現(xiàn)辣椒素受體激動劑多肽（Nat Commun 2015），揭示蜈蚣通過TRPV1激動劑誘導捕食者產(chǎn)生劇烈疼痛，從而逃避捕食，為鎮(zhèn)痛藥物研發(fā)和干預提供線索。

3. 牛虻吸血策略

通過研究牛虻吸血策略，揭示牛虻從其宿主成功吸血的分子機制，從牛虻唾液腺發(fā)現(xiàn)超過100種以上抗血栓和抗感染多肽(Mol Cell Proteomics. 2008; Mol Cell Proteomics 2009)，解釋了與其宿主相互作用的分子機制(Thromb Haemost 2011; J Biol Chem 2010)。從牛虻中識別了5種過敏原，為牛虻過敏機制研究打下重要基礎（Allergy 2011）。

通過這些研究，揭示有毒動物環(huán)境適應策略；識別自主知識產(chǎn)權活性多肽1300多種，提供大量候選藥物資源；發(fā)表100余篇SCI論文，獲發(fā)明專利授權30項，奠定了我們在該領域的國際領先地位，受邀在國際頂級刊物Chemical Reviews（2015，IF=47.928）發(fā)表長篇綜述論文。

主要學術代表作：

項目20篇核心論文總影響因子194.191，SCI他引664次，其中8篇代表性論文總影響因子118.718，SCI他引312次。SCI他引中包括Nat Rev Immunol，Science, Cell, New Engl J Med 等國際權威雜志的正面引用。主要代表論著有：

候選人對項目的貢獻：

賴仞：是整個項目的組織者，在兩棲動物防御分子機制、蜈蚣防御捕食分子策略和牛虻吸血分子機制的發(fā)現(xiàn)和闡明，三個方面負責研究的整體思路，主體學術思想和項目指導，做出了主體性的創(chuàng)造性貢獻。是20篇核心論文的主要通訊作者，也是是8篇代表性論文的主要通信作者。項目的主體內(nèi)容均為本人指導的研究生在學期間所完成的研究內(nèi)容。

楊仕隆：首次發(fā)現(xiàn)鈉通道Na_V1.7專一抑制劑用于麻痹獵物。被Nature、Nature Medicine進行專門評論并推薦為亮點工作，并被推為Faculty 1000；首次發(fā)現(xiàn)辣椒素受體激動劑多肽，揭示蜈蚣通過TRPV1激動劑誘導捕食者產(chǎn)生劇烈疼痛，從而逃避捕食。是代表性論文3-5的第一作者。

徐學清: 揭示了蛙類適應陰暗、潮濕和細菌滋生環(huán)境的物質(zhì)基礎，并顛覆了傳統(tǒng)認為10-20種抗菌肽就可以為生物個體提供先天性免疫保護的觀點；成功設計了同時具有抗菌活性和蛋白酶抑制劑活性的雙功能多肽，解決抗菌肽作為藥物體內(nèi)使用時遇到的蛋白酶水解的問題；全面總結了2000多種兩棲動物的皮膚活性多肽的結構與功能，為研究新的治療藥物和動物適應環(huán)境的分子機制提供了參考。是代表性論文1，7，8的第一作者。

楊海龍: 從滇蛙皮膚發(fā)現(xiàn)第三套抗氧化系統(tǒng)，揭示兩棲動物環(huán)境適應機制。從牛虻唾液腺發(fā)現(xiàn)超過100種以上抗血栓和抗感染多肽。成功揭示了牛虻從其宿主獲得血液的分子藥理機制。是代表性論文6和7的第一作者。

張治業(yè): 由兩棲動物防御機制啟發(fā)， 利用抗菌肽LL-37研究人類疾病機理， 發(fā)現(xiàn)抗菌肽和線粒體DNA（mtDNA）形成的復合物LL-37-mtDNA是動脈粥樣硬化發(fā)病及惡化的原因；純化鑒定、改造了一系列抗菌肽，并深入研究了這些抗菌肽對感染性疾病的作用。是代表性論文2的第一作者。

安輸: 識別牛虻唾液腺新的過敏原蛋白或其異構體，這些過敏原蛋白均已得到世界衛(wèi)生組織下屬機構過敏原命名委員會的正式命名。識別參與牛虻吸血分子機制的多肽。是代表性論文6的主要作者和核心論文9，11的第一作者。

李東升: 在有毒動物捕食和防御分子機制研究中完成毒理學和動物模型研究；為相關有毒動物樣本收集、毒液采集等工作做出了突出貢獻。是核心論文13,14的主要作者。

項目（2）：

項目名稱：乳腺癌及代謝性疾病樹鼩模型的創(chuàng)建與研究

主要完成人：陳策實，梁斌，夏厚軍，張林強，葛廣哲，吳曉云，常青

完成單位：中國科學院昆明動物研究所

推薦單位：中國科學院昆明分院

項目重要科學發(fā)現(xiàn)點、主要學術代表作、主要完成人的學術思想貢獻：

項目的重要科學發(fā)現(xiàn)點

1．樹鼩乳腺癌模型的建立和機制研究

乳腺癌是女性中發(fā)病率最高的癌癥，具有高度的異質(zhì)性，需要針對不同的分子靶點開展精準的靶向治療，這就需要闡明各種不同亞型腫瘤的發(fā)生發(fā)展機制，評價各種新的抗癌藥物和技術。基于前述的優(yōu)勢，我們對樹鼩乳腺癌的發(fā)病機制和腫瘤誘導模型的創(chuàng)建進行了深入研究并取得了新的成果。

在研究樹鼩基因組的基礎上，我們首先對樹鼩自發(fā)乳腺癌進行深入研究，發(fā)現(xiàn)樹鼩乳腺癌中PTEN/PIK3CA頻繁發(fā)生突變導致pAKT活化，而TP53, GATA3沒有基因突變。使用致癌劑DMBA和促癌劑人工合成孕激素MPA處理乳腺癌發(fā)生率在經(jīng)過7個月左右的潛伏期后最高可以達到50%。其次，我們采用了在樹鼩乳腺導管注射慢病毒表達PyMT癌基因誘導乳腺癌的方式建立樹鼩的乳腺癌模型，這種造模方法簡便快捷，潛伏期只有1個月左右，效率接近100%，發(fā)病時間幾乎同步；進一步用這個模型對臨床化療藥物表阿霉素和順鉑進行了測試，發(fā)現(xiàn)表阿霉素比順鉑具有更低毒性和更高抑制腫瘤生長的活性，說明這個模型適合評價抗乳腺癌的藥物。該研究成果已經(jīng)申報并獲得專利授權：一種乳頭注射慢病毒建立樹鼩乳腺癌模型的方法（專利號：ZL201310133542.1 授權日期20150218），該專利技術在廣西醫(yī)科大學獲準進行實施。在這些研究的基礎上，我們參與編寫了《樹鼩基礎生物學與疾病模型》的相關章節(jié)（2014）。

2．樹鼩代謝性疾病模型的建立和機制研究

2型糖尿病、脂肪肝等代謝性疾病已經(jīng)成為危害人類健康的重大慢性疾病。雖然嚙齒類動物模型可供2型糖尿病和脂肪肝的發(fā)病機制及治療措施研究，但由于種屬的極大差異，目前對這些疾病的發(fā)病機制仍不是十分清楚，而且治療手段有限。樹鼩是靈長類近親，但不知道是否能成為新型的2型糖尿病和脂肪肝模型。

樹鼩脂代謝基因硬脂酰輔酶A去飽和酶（SCD）的數(shù)目和蛋白保守性更接近于人類SCD。樹鼩血液基礎生理生化指標更接近于人類，其體重和空腹血糖值與其性別和年齡有關，并且在正常飼喂的樹鼩中存在著自發(fā)的糖脂代謝異?，F(xiàn)象；這些研究表明，樹鼩比嚙齒類動物更加接近靈長類，可以用來研究代謝性疾病。

在此基礎上，我們建立了2型糖尿病樹鼩模型。通過使用鏈脲佐菌素(streptozotocin, STZ)處理樹鼩，我們發(fā)現(xiàn)兩次注射 80 mg/kg 劑量的 STZ 可適合用于創(chuàng)建樹鼩2型糖尿病模型。我們使用16種高熱量食物飼喂樹鼩，樹鼩出現(xiàn)典型的脂肪肝癥狀和血脂異常，但不出現(xiàn)肥胖和高血糖。在中國等亞太地區(qū)，有超過20%、甚至更高比例的非酒精性脂肪肝患者沒有伴隨肥胖和高血糖癥狀，稱之為非肥胖型非酒精性脂肪肝，但目前并沒有合適的動物模型來研究此類疾病。因此，樹鼩是一種新型的非肥胖型非酒精性脂肪肝動物模型。另外，在以高脂高膽固醇食物誘導建立的樹鼩非肥胖型非酒精性脂肪肝動物模型中，僅僅10周的時間就可以全部模擬肝臟脂肪變性、非酒精性脂肪性肝炎到肝臟纖維化等整個發(fā)病過程，而同樣的嚙齒類動物模型至少需要30周以上時間，其癥狀不如樹鼩模型明顯。在發(fā)病機制方面，高脂高膽固醇食物誘導肝臟中的脂蛋白脂酶（lipoprotein lipase, LPL）表達的，抑制劑LPL活性可以緩解脂肪肝癥狀，表明LPL在非酒精性脂肪肝的發(fā)病過程中起著關鍵作用。

主要學術代表作

該項目工作自開展以來，共發(fā)表SCI學術論文6篇，國內(nèi)核心刊物5篇，國內(nèi)專著章節(jié)2篇。其中SCI學術論文被引用33次，其中他人引用23次。

主要代表論著有：

候選人對項目的貢獻：

陳策實：乳腺癌模型相關項目主持人。負責項目研究思路的總體設計，總體規(guī)劃和組織實施、研究成果論文的組織撰寫和深度修改。是2篇代表性論文主要研究思路的提出者以及通訊作者。

梁斌：代謝性疾病相關項目主持人。負責項目研究思路的總體設計，總體規(guī)劃和組織實施、研究成果論文的組織撰寫和深度修改。是4篇代表性論文主要研究思路的提出者以及通訊作者。

夏厚軍：參與乳腺癌樹鼩模型的項目，負責樹鼩自發(fā)性乳腺癌模型的機制研究，是代表性論文的主要作者之一。是2篇代表性論文的第一作者或共同第一作者。

張林強：參與樹鼩代謝性疾病模型的項目，負責樹鼩非肥胖型脂肪肝模型的建立和機制研究，是代表性論文的主要作者之一。是1篇代表性論文的第一作者。

葛廣哲：參與乳腺癌樹鼩模型的項目，負責樹鼩乳腺癌病毒誘導模型的建立和機制研究，是代表性論文的主要作者之一。是1篇代表性論文的共同第一作者。

吳曉云：參與樹鼩代謝性疾病模型的項目，負責樹鼩糖尿病模型的建立和機制研究，是代表性論文的主要作者之一。是2篇代表性論文的共同第一作者。

常青：參與樹鼩代謝性疾病模型的項目，負責樹鼩基礎生理生化研究，是代表性論文的主要作者之一。是1篇代表性論文的共同第一作者。