【正文】 惡性腫瘤發(fā)生、發(fā)展的細(xì)胞表觀遺傳機(jī)制 首席科學(xué)家： 尚永豐 北京大學(xué) 起止年限： 至 依托部門： 教育部 二、預(yù)期目標(biāo) 總體預(yù)期目標(biāo) 在本項(xiàng)目組已有的前期工作（原 973 項(xiàng)目 “神經(jīng)變性病的機(jī)制和防治的基礎(chǔ)研究 ”）成果和基礎(chǔ)之上，通過(guò)對(duì) PD 發(fā)生發(fā)展過(guò)程中 DA 能神經(jīng)元選擇性、進(jìn)行性變性死 亡的機(jī)制研究，對(duì)疾病發(fā)生發(fā)展的認(rèn)識(shí)有重大推進(jìn)，形成新理論，并指導(dǎo)預(yù)警、早期診斷、預(yù)防和治療，使我國(guó)在 PD 的基礎(chǔ)研究和臨床診斷與治療上形成自己的特色，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。將該量表與生物化學(xué)、影像學(xué)檢測(cè)指標(biāo)相結(jié)合，建立有助于 PD 早期診斷的綜合指標(biāo)體系。 （ 3）申請(qǐng)專利 15 項(xiàng)。從老化、遺傳和環(huán)境之間的相互關(guān)系在觸發(fā) PD 起始中所 起的作用（ 課題一 ）；從黑質(zhì) DA 能 神經(jīng)元本身的特性（ 課題二 ）以及神經(jīng)元 膠質(zhì)細(xì)胞的相互關(guān)系（ 課題三 ）入手，探討黑質(zhì) DA 能神經(jīng)元選擇性、進(jìn)行性變性死亡的機(jī)制，力求對(duì)疾病的發(fā)生發(fā)展有更 深入的認(rèn)識(shí)； 對(duì) PD 所致 全身性 的 NMS 進(jìn)行研究，探討其發(fā)生機(jī)制以及作為 臨床 預(yù)警指標(biāo)的可能性（ 課題四 ）；建立基于 NMS 的 PD風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估量表、遺傳學(xué)、生物化學(xué)和影像學(xué)檢測(cè)手段的疾病早期預(yù)警、早期診斷的綜合指標(biāo)體系，深入研究 具有良好 前景的候選化合物的作用機(jī)制 ， 建立靈長(zhǎng)類iPS 細(xì)胞移植治療 PD 的技術(shù)，為 PD 的治療提供新策略（ 課題五 ）。本研究將在此基礎(chǔ)上，從臨床和基礎(chǔ)兩方面深入探討風(fēng)險(xiǎn)基因之間、基因變異與環(huán)境暴露因素、年齡增長(zhǎng)之間的相互作用規(guī)律，以進(jìn)一步揭示 PD 的分子發(fā)病機(jī)制及其對(duì) PD 臨床表型和 疾病進(jìn)展的影響，探討風(fēng)險(xiǎn)基因在 PD 早期預(yù)警和早期診斷中的作用。為此，將已知的黑質(zhì)區(qū)域特異性異常表達(dá)的蛋白與鐵代謝、線粒體功能有機(jī)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行研究，將有助于揭示 DA 能神經(jīng)元選擇性變性死亡的機(jī)制。在內(nèi)外因素的作用下，受損的神經(jīng)元以及過(guò)度激活的膠質(zhì)細(xì)胞將導(dǎo)致神經(jīng)元所處微環(huán)境的惡化，使神經(jīng)元的損傷呈現(xiàn)進(jìn)行性加重態(tài)勢(shì)。 闡明 p75Trk、 p75sortilin 途徑介導(dǎo)活化膠質(zhì)細(xì)胞調(diào)控 DA 能神經(jīng)元發(fā)育、生存和凋亡的作用機(jī)制；發(fā)現(xiàn)干預(yù) p75Trk、 p75sortilin 途徑的神經(jīng)保護(hù)治療新靶點(diǎn)。然而 NMS 在 PD 發(fā)展過(guò)程中所起的重要作用以及其具體發(fā)生機(jī)制目前尚不清楚。將該量表與生物化學(xué)、影像學(xué)檢測(cè)指標(biāo)相結(jié)合，建立有助于 PD早期診斷的綜合指標(biāo)體系； 發(fā)表相關(guān) SCI收錄文章 ≥25篇， IF≥ ≥6篇； 培養(yǎng)博士后 68名，博士與碩士生 6065名。以期對(duì) PD 的預(yù)警、早診和干預(yù)提出新的策略。 承擔(dān)單位： 中山大學(xué) 課題負(fù)責(zé)人： 黎明濤 課題參加人員： 周江寧、朱霖、段維明 經(jīng)費(fèi)比例： %各課題之間相互關(guān)系 研究方案與技術(shù)路線： 課題 1：老化、遺傳及環(huán)境因素在 帕金森病 發(fā)病中的作用及機(jī)制研究 課題 2：黑質(zhì) 多巴胺 能神經(jīng)元選擇性變性的特征及機(jī)制研究 隨訪 動(dòng)態(tài)對(duì)比 PD風(fēng)險(xiǎn)基因突變或多態(tài)性篩查 中國(guó)人群 PD 風(fēng)險(xiǎn)基因位點(diǎn) 社區(qū)老年人群 PD 患者 高風(fēng)險(xiǎn) 低風(fēng)險(xiǎn) 風(fēng)險(xiǎn)變異攜帶者 未攜帶者 臨床、影像、嗅覺(jué)綜合評(píng)估 臨床表型 影像改變 治療反應(yīng) 疾病進(jìn)展 遺傳因素對(duì)發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的影響 風(fēng)險(xiǎn)基因?qū)Ρ硇秃图膊∵M(jìn)展的影響 基因 環(huán) 境 老化相互作用規(guī)律 多位點(diǎn)聯(lián)合分析 風(fēng)險(xiǎn)基因相互作用模式 涉及多風(fēng)險(xiǎn)基因的分子通路 風(fēng)險(xiǎn)基因突轉(zhuǎn)基因猴模型 風(fēng)險(xiǎn)基因和環(huán)境因素對(duì)多巴胺神經(jīng)元影響機(jī)制 風(fēng)險(xiǎn)基因變異與環(huán)境因素相互作用參與 PD發(fā)病的分子機(jī)制 隨訪 環(huán)境暴露因素調(diào)查 環(huán)境 因素干預(yù) DA能神經(jīng)元選擇性死亡 PD所致特異性異常修飾 （磷酸化、 SUMO化） 線粒體 功能障礙 蛋白異常聚集 鐵離子 選擇性聚集 鐵離子攝入 和轉(zhuǎn)出障礙 黑質(zhì) /腹側(cè)被蓋區(qū)差異表達(dá)蛋白 HSP22等 黑質(zhì)對(duì)損傷的易感性增高 易感性增高 已知 的差異 表達(dá)的蛋白 PD致病蛋白 (DJ1等 ) 與 3 組交叉：膠質(zhì) 細(xì)胞的作用 選擇定位于線粒體 基因敲除 或轉(zhuǎn)基因 免疫組化 CoIP/基因敲減 基因敲減 細(xì)胞共培養(yǎng) 鐵離子測(cè)定 常規(guī)染色 細(xì)胞共培養(yǎng) 課題 3：神經(jīng)元 膠質(zhì)細(xì)胞相互作用在 帕金森病 發(fā)生發(fā)展中的作用及機(jī)制研究 課題 4： 帕金森病 非運(yùn)動(dòng)癥狀發(fā)生機(jī)制及早期臨 床預(yù)警指標(biāo)的研究 全身 單胺能神經(jīng)元 功能障礙與 NMS 發(fā)生的 關(guān)系 利用 PD 患者 及健康社區(qū)老年人群 隊(duì)列 回顧性病例 對(duì)照研究 前瞻性追蹤研究 了解 PD 病人 NMS 的分布及其與關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)基因、環(huán)境暴露、疾病進(jìn)展和藥物療效反應(yīng)的關(guān)系 NMS 對(duì) PD 早期預(yù)警和診斷的 敏感性和特異性 通過(guò)對(duì)有 NMS 的 老年人群追蹤觀察 PD發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)及其與遺傳和環(huán)境因素交互作用的規(guī)律和特點(diǎn) 動(dòng)物模型 （ 食蟹猴和轉(zhuǎn)基因鼠） 關(guān)鍵基因 探索建立基于 NMS 的 PD 患病風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估量表 老 化 環(huán)境因素 帕金森病 NMS 研究 基因敲除鼠 /野生鼠 膠質(zhì)細(xì)胞 神經(jīng)元共培養(yǎng)體系 NGF/BDNF 等營(yíng)養(yǎng)因子 ProNGF/ProBDNF 等前體分子 MPTP/MPP+/6 OHDA/LPS/Lactacystin 基因敲除鼠 /野生鼠 膠質(zhì)細(xì)胞 神經(jīng)元共培養(yǎng)體系 膠質(zhì)細(xì)胞 神經(jīng)元共培養(yǎng)體系 KATP 通道 PHOX/ MMP9 線粒體損傷氧化應(yīng)激 PP2A/JNK 凋亡 /自噬 存活 凋亡 線粒體 抑制劑 膠質(zhì)細(xì)胞 神經(jīng)元 p75Trk p75sortilin 課題 5： 帕金森病 預(yù)警、早期診斷與干預(yù)的新策略研究 PD 的預(yù)警、早期診斷 PD 的干預(yù)新策略研究 早期診斷 功能影像學(xué)檢測(cè) [18F]AV133 、 99mTcTrodat1及 G964 臨床前研究 研究 臨床大樣本驗(yàn)證 PD 早期特異性 功能改變 蛋白質(zhì)組學(xué)、蛋白芯片篩選新標(biāo)記物及已有 的 α SYN 、LRRK DJ1 PD（非運(yùn)動(dòng)癥狀） 腦脊液、血液 針對(duì) αSYN 蛋白和 5HT 能神經(jīng)元 的探針設(shè)計(jì)與研究 DA 神經(jīng)元變性死亡 iPS 誘導(dǎo) 增殖 、 擴(kuò)增 T 褐藻多糖硫酸酯、遠(yuǎn)志皂苷、 姜黃素 切割及磷酸化如何調(diào)控GSK3 體外分化成 PD 疾病模型 獲得 PD 治療新靶點(diǎn)新藥物 PD 動(dòng)物模型 PD 猴模型 GSK3 如何穩(wěn)定 Bim PHOX/MMP9/JNK3 通路變化 DA 能神經(jīng)細(xì)胞 行為學(xué)變化，腦組織形態(tài)學(xué) 變化 為細(xì)胞移植治療提供新理論 PD 患者 iPS 誘導(dǎo) 增殖 、 擴(kuò)增 進(jìn)一步闡明 PD 發(fā)病機(jī)制 PD 發(fā)病機(jī)制 /藥物靶點(diǎn) 篩選 研究特色及創(chuàng)新點(diǎn)： 本項(xiàng)目在原 973 項(xiàng)目工作的基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)際 PD 研究的前沿科學(xué)問(wèn)題，以轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)理念為本，充分發(fā)揮我們臨床基礎(chǔ)相結(jié)合的團(tuán)隊(duì)和資源優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步深入研究 PD 發(fā)生發(fā)展機(jī)制及防治新策略， 其主要特色和創(chuàng)新點(diǎn)是： 新視角： 從臨床實(shí)際出發(fā)，將 PD 視為 “由運(yùn)動(dòng)和非運(yùn)動(dòng)癥狀組成的一 種全身性疾病 ”；系統(tǒng)研究非運(yùn)動(dòng)癥狀與運(yùn)動(dòng)癥狀的相互關(guān)系及其產(chǎn)生機(jī)制，不僅有助于更加全面的認(rèn)識(shí) PD 發(fā)病機(jī)制，還可以為 PD 的早期診斷和系統(tǒng)治療提供理論依據(jù)。 可行性分析： 本項(xiàng)目是在原 973 項(xiàng)目 主要研究工作的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)分析該領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀后提出的，具有扎實(shí)的工作基礎(chǔ)和理論基礎(chǔ)，有較強(qiáng)的目的性和可行性。 在早期診斷和干預(yù)策略領(lǐng)域研究中： （ 1）已設(shè)計(jì)合成了靶向 DAT 及 VMAT2 的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新化合物， 并已基本完成臨床前研究，具有良好應(yīng)用前景；（ 2）已發(fā)現(xiàn)多種具有抗 PD 作用的候選藥物和若干潛在的藥物作用靶點(diǎn)；（ 3） 已建立了誘導(dǎo) iPS 細(xì)胞的慢病毒體系及體內(nèi)外誘導(dǎo)神經(jīng)干細(xì)胞向 DA 能神經(jīng)元分化的方法體系。原 973 項(xiàng)目在科技部的領(lǐng)導(dǎo)下，在領(lǐng)域?qū)＜医M的直接支持幫助下，充分發(fā)揮項(xiàng)目專家組的引領(lǐng)作用，項(xiàng)目組內(nèi)已經(jīng)形成了良好有效、團(tuán)結(jié)奮進(jìn)的協(xié)作氛圍，建立了高效完善的管理監(jiān)督體系，秉承了實(shí)事求是的科學(xué)精神。 2. 純化 Hsp22 Tg 與 knockout 小鼠；研究 DA 受體對(duì) DA 神經(jīng)元變性的作用； PD 相關(guān)蛋白表達(dá)載體構(gòu)建； Knockdown 實(shí)驗(yàn)研究 Omi、Parkin 和 PINK 對(duì)線粒體復(fù)合物 I活性的影響和抑制作用 ； 觀察激活的 PKC 亞型，以及 PKC 激活引起的 IRPs 的磷酸化水平，并在IRP1/IRP2 基因敲除的動(dòng)物上進(jìn)一步證實(shí)上述研究?jī)?nèi)容。 2. 對(duì) Hsp22 的作用做出初步評(píng)價(jià)；確認(rèn) DA 受體的作用，并研究膠質(zhì)細(xì)胞相關(guān)的細(xì)胞機(jī)理；獲得αSYN、 DJ Omi、 Parkin 和 PINK的野生型和突變體的表達(dá)載體及穩(wěn)定表達(dá)細(xì)胞系；建立Knockdwon 體系并進(jìn)行功能研究； IRPs 的異常激活是通過(guò) PKC的活化進(jìn)而引起 IRPs 的磷酸化所致。 研究?jī)?nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 抑制劑的治療作用；在 PD 模型中觀察中藥療效； 完善 iPS 細(xì)胞的誘導(dǎo)、增殖、向神經(jīng)干細(xì)胞分化、神經(jīng)干細(xì)胞分選和體外擴(kuò)增的方法體系 。 3. 應(yīng)用 敲除鼠，研究 PD 時(shí)腦內(nèi)神經(jīng)再生的調(diào)節(jié)作用及其機(jī)制；應(yīng)用星形膠質(zhì)細(xì)胞 條1. 發(fā)現(xiàn) 1 個(gè)新的與 PD 相關(guān)的基因和基因突變；得出攜帶不同風(fēng)險(xiǎn)基因?qū)?PD 患者臨床表型、疾病進(jìn)展和藥物療效反應(yīng)的影響的相關(guān)數(shù)據(jù)；闡明 PD 致病基因編碼蛋白的修飾對(duì)線粒體功能影響的機(jī)制。 5. 顯像探針的臨床前藥理藥效學(xué)研究；建立新探針的生物評(píng)價(jià)方法與篩選方法；評(píng)價(jià) calpain 切割GSK3β這一事件在 PD 發(fā)生中的作用； 體外建立神經(jīng)元 膠質(zhì)細(xì)胞共培養(yǎng)體系，觀察藥物對(duì)神經(jīng)元的營(yíng)養(yǎng)、對(duì)小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞激活的作用 ；定向誘導(dǎo) iPS細(xì)胞定向分化為 DA 能神經(jīng)元。 研究?jī)?nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 第 三 年 1. 篩 選、隨訪追蹤社區(qū)人群中攜帶易感基因或暴露環(huán)境危險(xiǎn)因素的個(gè)體；進(jìn)一步收集 PD 家系，利用已建立的 PD 致病基因突變檢測(cè)技術(shù)平臺(tái)對(duì)收集的家系進(jìn)行已知致病基因的突變篩查 并 鑒定；在不同年齡模型猴研究環(huán)境毒素（ MPTP、魚(yú)藤酮）對(duì) PD 致病基因及編碼蛋白表達(dá)以及化學(xué)修飾的影響，研究上述蛋白與環(huán)境毒素相互作用對(duì)線粒體功能的影響及其機(jī)制。 1. 初步完成對(duì)選定社區(qū)人群易感基因和環(huán)境危險(xiǎn)因素暴露的調(diào)查情況，掌握易感或高危人群；爭(zhēng)取發(fā)現(xiàn) 12個(gè)與 PD相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)基因或多態(tài)性；證明環(huán)境毒素如何在衰老基礎(chǔ)上加重 PD 致病基因編碼蛋白的修飾和對(duì)線粒體功能的影響與機(jī)制。 研究?jī)?nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 第 四 年 1. 繼續(xù)篩選、隨訪追蹤社區(qū)人群中攜帶易感基因或暴露環(huán)境危險(xiǎn)因素的個(gè)體；進(jìn)一步收集 PD 家系，利用已建立的 PD 致病基因突變檢測(cè)技術(shù)平臺(tái)對(duì)收集的家系進(jìn)行已知致病基因的突 變篩查 并鑒定 ；研究上述基因編碼蛋白在外周血的增齡性變化以及與 PD 病理進(jìn)展之間的關(guān)系；進(jìn)一步在環(huán)境毒素所致 PD 模型猴研究 中 判定上述蛋白在外周表達(dá)的變化作為 PD 早期診斷標(biāo)志物的可能性。 2. 力爭(zhēng)在 vav 研究中取得成果發(fā)表論文；闡述翻譯后修飾對(duì) PD 相關(guān)蛋白的功能影響以及其在疾病發(fā)生中的作用；初步獲得具有保護(hù)作用的化合物；膠質(zhì)細(xì)胞通過(guò)iNOS 的激活參與神經(jīng)元鐵代謝。 研究?jī)?nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 作用關(guān)系對(duì) NMS 的影響，在原代細(xì)胞及動(dòng)物水平上研究其作用機(jī)制。 3. 研究 MPP+/LPS 對(duì) 各種混合 培養(yǎng)體系中 DA 能神經(jīng)元損傷的影響及其機(jī)制；長(zhǎng)時(shí)程實(shí)時(shí)觀察經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的調(diào)節(jié)作用；體外建立PHOX/MMP9 基因敲除鼠黑質(zhì)神經(jīng)元 膠質(zhì)細(xì)胞共培養(yǎng)體系，觀察MPP+/6OHDA/LPS 對(duì)神經(jīng)元、小膠質(zhì)細(xì)胞