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重要成果

"十二五"期间,共发表论文SCI论文249篇,获得授权的国家发明专利28项;获得省部级科技奖励2项,其中任海云教授主持完成的"细胞骨架对植物细胞增殖的调节"项目,荣获2013年高等学校科学研究自然科学一等奖。

樊小龙教授在PNAS发表文章提出了基于分子共表达网络的神经胶质瘤分型系统
        樊小龙教授研究组与北京天坛医院江涛教授研究组、瑞典Lund大学等研究机构合作,在《Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America》发表题为"A glioma classification scheme based on co-expression modules of EGFR and PDGFRA"的论文,提出了基于分子共表达网络的神经胶质瘤分型系统。
        神经胶质瘤是成人中枢神经系统中最常见的原发性肿瘤,目前仍缺乏有效的治疗手段。目前医学界普遍采用的胶质瘤分类诊断准则在很大程度上基于形态学指标。根据与星形或寡突胶质细胞在形态学上的相似性,神经胶质瘤被分为星形或寡突胶质细胞瘤,并在此框架下,根据肿瘤细胞的形态学异质性、增殖和组织坏死程度及血管生成的程度等,又分为I至IV级恶性级别。该分型系统不但未能揭示肿瘤发生发展的生物学本质,且主观性强,不一致性高达40%。
        樊小龙研究组利用在神经发生过程中发挥重要作用,亦在胶质瘤中扮演重要角色的两个酪氨酸激酶受体分子EGFR与PDGFRA,所分别构建的胶质瘤共表达分子网络,即EGFR 和PDGFRA module (EM和PM),可将胶质瘤样本明确地分为三大类群。其中,EM和PM各包括核心基因30-40个,彼此无重叠,极可能代表着两个特征性的调控通路,在不同亚型的胶质瘤的发生和发展过程发挥重要作用。该分型模型可在全世界四大不同数据库,超过1000例样本中得到重复。三类亚型具有显著不同的遗传学背景和预后,并很可能起源于不同的细胞系。该分型系统的建立对于胶质瘤的临床诊断具有重要的指导意义,并为后续特异性治疗靶点的筛选奠定基础。
 
邱小波教授课题组在Cell发表文章发现DNA守护者及表观遗传载体的更新机制
        波教授课题组与国内外十余个科研单位合作,在《Cell》杂志上发表了题为"Acetylation-Mediated Proteasomal Degradation of Core Histones during DNA Repair and Spermatogenesis"的研究论文。这是我校首次以第一完成单位和通讯单位在Cell杂志上发表论文,由于Cell杂志近5年的平均因子高达34.774,邱小波教授此次研究成果也创下了我校迄今以第一完成单位和通讯单位发表的期刊影响因子最高的记录。论文在组蛋白对DNA损伤修复和精子发生的作用机制上取得重要突破。
        组蛋白是DNA的包装者,同时还起着DNA守护者的作用,决定着DNA的表达。组蛋白自身有多种修饰,被认为组成可遗传至下一代细胞的表观遗传密码,即"组蛋白密码",用以指导特定组织器官中基因的表达。科学家们最近发现,一个器官中的成熟细胞经过重编程后,能发育成具有所有器官的新个体。这种重编程改变的就是表观遗传密码,而不是遗传密码。细胞内的各种分子常常处于不断合成与降解的更新中,但为了保持遗传信息的稳定性,其DNA并不会降解。在体细胞中,作为DNA的守护者及表观遗传信息载体的组蛋白也一直被认为不会降解。
        邱小波教授领导的研究团队发现,在精子发生和体细胞DNA损伤修复过程中,组蛋白均会降解,修正了科学界关于体细胞组蛋白不降解的理论。在精子发生过程中,单倍体基因组中约96%的组蛋白最终都会丢失,只有4%的组蛋白将其所载表观遗传信息传给了下一代。精子中组蛋白的选择性降解可能有利于清除可导致疾病的表观遗传印记,并避免清除父代获得的、有益的表观遗传印记。另一方面,在核辐射或某些致癌物影响下,细胞内DNA常会发生损伤。如不及时修复,细胞可能会发生癌变,甚至危及存活。为了有效修复损伤的DNA, 组蛋白必需从核小体中释放出来,从而为DNA修复蛋白顺利到达工作位点提供足够的空间。所以,此时的组蛋白降解可确保损伤的DNA被及时修复,以维持细胞的遗传信息稳定。
        细胞内绝大多数蛋白质的降解被认为通过依赖于泛素化介导的蛋白酶体通路,该通路的发现者于2004年获得诺贝尔奖。邱小波教授团队在研究中还发现乙酰化,而不是泛素化,介导了组蛋白通过特异的蛋白酶体降解。泛素化和乙酰化分别为两种不同的蛋白修饰,在基因表达的表观遗传调控中都起着重要的作用。如泛素化一样,乙酰化不仅修饰组蛋白,还可以修饰众多其它蛋白。目前已在七千多种人类蛋白中发现两万多个乙酰化位点。这一发现将可能开辟关于乙酰化介导蛋白质降解研究的一个崭新领域。组蛋白去乙酰化酶抑制剂已被广泛用于各种癌症治疗的临床实验中,尤其是将它们与化疗或放疗结合,但其机制仍不清楚。邱小波教授团队首次揭示组蛋白去乙酰化酶抑制剂促进由化学药物或放射引起的DNA双链断裂诱导的、由乙酰化介导的组蛋白降解,增强细胞对DNA损伤的敏感性,促进细胞死亡。这一发现为组蛋白去乙酰化酶抑制剂的临床应用提供了重要基础。
        蛋白酶体为由几十个蛋白亚基组成的复合蛋白酶,负责各种细胞中绝大多数蛋白质的降解。邱小波教授团队第一次揭示组织特异性蛋白酶体的存在,发现哺乳动物睾丸中的多数蛋白酶体(被命名为"生精蛋白酶体")包含一个特殊激活因子,一个精细胞和精子特异的且与激活因子相邻的新亚基及三个特殊的催化亚基。 正是这一睾丸特异性蛋白酶体负责精子发生过程中依赖于乙酰化的组蛋白降解。
        这些结果对于再生医学研究、睾丸癌治疗及男性避孕药物的开发都具有特别重要的意义,为其它癌症、心血管疾病、男性不育等各种疾病的研究和治疗提供了新思路。