正是金秋收获时，我院2007年国家自然科学基金申报也喜获大丰收——林曙光院长、吴一龙副院长以及医学研究部主任余细勇等同志分别主持的七项科研项目获得资助，无论是受资助项目数量还是经费额，均创我院国家自然科学基金申报的历史新高。

    林曙光院长主持的项目“药动学和药效学通路上候选基因多态性与华发令临床抗凝效果的关联性研究”、吴一龙副院长主持的项目“肺癌EGFR TK突变体信号通路与mTOR相互作用的机制研究”以及医学研究部主任余细勇主持的项目“骨髓间充质干细胞诱导分化为心肌细胞的调控优化研究”都获得2007年国家自然科学基金面上项目资助。心研所梁杰贤主持的“肠道辣椒素受体在应激激活肠道CRF受体1引起内脏痛觉过敏中的作用”、医学研究部钟久昌主持的“血管紧张素转换酶2(ACE2)基因在高血压血管重塑中的调控作用及其机制”、医学研究部孟锦绣主持的“风湿性瓣膜性心脏病相关自身抗原的动态识别及其临床意义研究”以及病理科徐方平主持的“SRC-3激活IGF/PI3K/AKT信号通路在食管鳞状细胞癌增殖与侵袭过程中的作用”则获得青年基金项目资助。

    本年度的国家自然科学基金项目申报，我院共有43项项目送审，7项获得资助，项目命中率为16.2％；受资助经费为162万，比2006年增长92.8％。获得资助的项目涉及心血管、肿瘤学、药理学、麻醉学等学科领域。据悉，无论是受资助经费额，还是项目数，我院在非科研院所、高等院校中都名列前茅，也创出了我院国家自然科学基金申报的历史新高。

                                   获资助项目简介：
   

    药动学和药效学通路上候选基因多态性与华发令临床抗凝效果的关联性研究
    项目负责人：林曙光
    心脏瓣膜置换术是治疗心脏瓣膜病的一种有效治疗方法。自20世纪60年代成功应用机械瓣行心脏瓣膜替换术以来，世界上每年约有20万的病人接受这种手术，在中国每年也有上万名机械换瓣的新成员。心脏瓣膜置换术后的患者常需要终生服用双香豆素类的抗凝剂华法令来预防血栓栓塞性疾病的发生。在应用华法令进行抗凝治疗的过程中，尽管临床采用国际标准化比值(Intertional Normalized Ratio, INR)检测华法令的疗效和安全性，但由于华法令的安全范围较窄和巨大的个体差异，使得用药不易掌握，容易出现抗凝过量引起的出血和抗凝不足引起的栓塞或瓣膜血栓形成等常见且严重的并发症。近年来发现华法令药代动力学和药效学通路上的基因多态性对华法令的用药和临床抗凝效果有重要影响。这种个体差异还可能来自年龄、体重、药物－药物或药物－食物相互作用、疾病、服用维生素K、环境因素及种族差异。

    华法令是一种由R型与S型同分异构体组成的消旋混合物，其中S型华法令抑制维生素K转化环路的效能是R－型华法令的3－5倍。在华法令的代谢通路上，华法令消旋体由不同的Ⅰ相代谢酶代谢。大部分S型异构体由CYP2C9催化代谢，而R型异构体主要由CYP3A4催化代谢，CYP1A1、CYP1A2和CYP2C9也参代谢与R型异构体，它们的代谢产物进一步由2相代谢酶生成硫基化和糖基化复合物。华法令主要由肾消除，然而也有部分经肝由ABCB1转运蛋白转运消除。影响华法令代谢的基因多态性都可能影响华法令的药代动力学，在高加索人的研究中发现其2个最重要的变异CYP2C9*2和CYP2C9*3对华法令用药和预防不良反应事件有重要的临床指导作用。CYP2C9*2和CYP2C9*3能够显著降低酶代谢活性，与野生型CYP2C9相比，带有此2个变异的病人需要较低的华法令剂量，更长的到达稳态时间和更容易出现出血综合征。最近研究结果估计CYP2C9可以解释4％－21％的高加索人的用药差异。

    然而，这些开拓性研究主要集中于高加索人和非洲人等人种，对中国人群尤其是大陆中国人的研究甚微。另外中国人与其他人种在华法令药代动力学和药效学上的基因多态性分布及其对疗效的影响存在显著差异。中国人对华法令的敏感性明显高于高加索人，在中国人中，华法令的用药只需白人的1/2。此外，中国人的CYP2C9基因的连锁不平衡区段（Linkage Disequilibrium Block, LD block）与其他种族的LD区段有明显差异。在临床，CYP2C9*2和CYP2C9*3与白人华法令用药差异有关，但亚洲人的这些变异发生率很低，所以这些变异似乎对中国人剂量差异影响不是很大。为此，我们收集已有的数据，采用Hapview构建连锁不平衡区段分析CYP2C9和VKORC1的SNPs基因型，发现不同种族存在较大的差异，因此激发我们深入研究中国人自身的状态。

    本课题旨在探索华法令药代动力学和药效学通路上的基因多态性与非遗传因素对中国病人心脏瓣膜置换术后华法令用药及临床抗凝效果的影响程度。研究将充分利用遗传信息资源，选择华法令药动学和药效学通路上靶点基因标签SNPs和功能性SNPs，采用基因芯片和实时PCR（TaqMan）等高通量筛选技术检测这些SNPs的基因型。然后用基因型关联性分析方法和检验功效更高的单体型关联性研究方法研究候选基因基因型和单体型对中国病人在心脏瓣膜置换术后华法令用药及抗凝效果的影响。与此同时，运用不同分析模型寻找影响华法令疗效与不良反应的遗传因素和非遗传因素，制定出最佳的个体化给药方案，为临床合理用药奠定坚实的基础！

    肺癌EGFR TK突变体信号通路与mTOR相互作用的机制研究
    项目负责人：吴一龙
   “肺癌EGFR TK突变体信号通路与mTOR相互作用的机制研究”将涉及肺癌分子靶向治疗药物靶点与下游分子信号通路的关系，是在吴一龙副院长以往研究积累的基础上提出新的理论假设。这理论是基于细胞实验得出的肺癌靶向治疗药物与下游mTOR靶点抑制剂存在协同作用，大胆假设突变的细胞膜受体EGFR信号可能影响mTOR信号通路异常，从而与肺癌发生发展转移相关。

    在前期工作中已经发现在我国肺癌患者EGFR突变与TKI疗效相关，并已经构建了EGFR L858R、T790M、de1 E746-A750等突变体表达载体。研究拟进一步在以往工作基础上，通过EGFR TK突变体或野生型的细胞模型实验，结合整体动物实验，针对癌细胞EGFR及其下游PI3K-AKT-mTOR、MAPK等信号通路中的关键蛋白的检测，探索EGFR突变状态经由各信号通路与mTOR活性功能关联的分子通路机制和TKI的耐药机制。研究结果有助于阐明肺癌细胞EGFR与mTOR的关系和靶向治疗抑制剂的增敏或耐药的分子机制，发现潜在的更好的靶向治疗联合靶点。本研究结果将有助于改善临床肺癌个体化治疗方案，为EGFR突变状态不同的患者提供不同的针对性治疗方案，从而提高疗效，为患者带来福音。

    骨髓间充质干细胞诱导分化为心肌细胞的调控优化研究
    项目负责人：余细勇
    心肌梗死是目前心衰及死亡的主要原因。尽管心血管医疗技术已取得许多突破性的进展，并且已有成功的预防或局限心血管疾病的方法，而且心肌损伤后的生存率近年已有提高，但由于心肌梗死等不可逆的损伤导致心肌形成疤痕，疤痕组织替代心肌后引起心肌丧失收缩功能，最终导致渐进性心衰。因此，人们一直渴望利用细胞来修复、替代受损的心脏，具有可塑性的干细胞自然成为关注的焦点。虽然已经有较多的报道关于干细胞、祖细胞被用于心肌细胞治疗，包括胎儿或胚胎干细胞、肌母细胞和骨髓干细胞，但迄今为止，干细胞的选择还有待完善。使用胚胎干细胞较易引发伦理学问题，相比之下，成体干细胞则具有较多优点，跨越了人胚胎干细胞所面临的伦理问题，使得成体干细胞在细胞治疗及组织工程等应用方面具有其它组织干细胞不可比拟的优势。正因为如此，近几年来引发了轰轰烈烈的干细胞热潮，同时也暴露出许多问题，如同基因治疗一样，新生事物呼唤理性的思考和深入的研究。

    骨髓造血干细胞可以分化为各类血液细胞早已为人们熟知，但骨髓中还存在一种间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs）。自1999年发现BMSCs能够体外分化为心肌细胞以来，由此触发的再生医学研究呈“爆炸性”增长。动物实验显示，将BMSCs 直接移植到小鼠心脏，移植的细胞表达肌球蛋白重链，并向心肌细胞分化；临床上尝试自体骨髓干细胞移植，2006年在《新英格兰医学杂志》和《柳叶刀》等顶级国际刊物发表4篇有关干细胞修复心肌损伤的临床研究报道，2个试验结果阳性，2个试验结果阴性。为什么出现如此巨大的反差？因为临床多为直接注射未经处理的骨髓干细胞，存在一些不可预知的变数，如转化为胶原纤维增加疤痕的形成，心电不同步增加新的心律失常，这些均需要临床前研究予以解决。

    越来越多的证据暗示细胞分化与所处微环境中的信号通路有关，环境中的调节信号系统通过与基因簇的相互作用，决定了特定基因的表达，而该基因决定了干细胞是否发育成心肌细胞，形成了“心肌局部微环境调控学说”。已有的研究表明，这种局部微环境所产生的诱导作用依赖于BMSCs与心肌细胞的密切接触。按照此结论，则无法完全解释当今广泛使用的细胞移植技术，因为任何一个点样注射都会产生一个细胞团，只有外围的细胞才与心肌接触，“细胞团”的中心是否会因为无法接触心肌细胞而不能分化呢？我们创新性的设计了体外共培养体系，采用与SD大鼠乳鼠心肌半透膜共培养的方法诱导BMSCs向心肌细胞分化，结果表明，非细胞接触的心肌微环境也能直接诱导BMSCs分化为心肌细胞，为BMSCs细胞移植提供了重要的理论依据，进一步丰富了心肌局部微环境调控学说。这一创新性成果在著名的国际心脏研究会（ISHR）的官方杂志《Journal of Molecular Cell Cardiology》以Highligted Article的形式发表，该杂志还为我们研究中的新发现配发了专门的社论（Editorial）。

    BMSCs移植改善心功能，修复损伤心肌的前景不可质疑，但心肌局部微环境好似一个茫茫的大海，调控因素太多！因此。临床前研究的首要任务是：如何让移植的干细胞真正转变为所需要的心肌细胞？如何找到提高移植细胞成活率的方法？如何促进移植的干细胞向梗死心肌区趋化？最后如何弄清移植中众多作用因子的调控作用？因此，本课题拟在前期研究工作的基础上，首先采用基因组学和蛋白质组学研究技术优化调控因子；然后采用转基因技术增强局部微环境的优化调控因子的表达，促进BMSCs在心肌缺血区的定向分化、抗细胞凋亡和趋化归巢能力，为干细胞治疗真正走向临床奠定坚实的基础。只有移植转化的心肌细胞，才能避免医源性的心律失常或者医源性的纤维化病灶或者医源性的心肌肿瘤，达到心肌细胞移植术的最高境界！

    肠道辣椒素受体在应激激活肠道CRF受体1引起内脏痛觉过敏中的作用
    项目负责人：梁杰贤
    肠易激综合征(irritable bowel syndrome , IBS) 是一种以腹痛或腹部不适伴排便习惯改变为特征的较为常见的慢性肠功能紊乱疾病,其发病率高,严重影响患者的生活质量,西方国家流行病学调查显示，人群IBS 发病率可高达15 %;北京地区调查显示IBS 的人群患病率为7.26 %。随着现代社会生活节奏的加快,社会竞争的日趋激烈,近年来, IBS 的发病率有增高趋势。内脏痛敏导致的慢性内脏痛是几乎所有IBS类型的共同特征。

    辣椒素受体(vanilloid receptor 1,VR1)是一个配体门控的非选择性阳离子通道，可被辣椒素、H+和伤害性热刺激(>43℃)激活。VR1由六个跨膜蛋白组成，存在多个磷酸化位点，这些氨基酸残基被蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)和/或蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)磷酸化后，可增强VR1的活性，使离子通道的开放几率增加，引起VR1激活的温度阈值降低，有时可降低至37℃以下，从而在正常体温时也感觉疼痛。在多种痛觉过敏模型中，使VR1致敏有两种方式,单个VR1通道开放几率增加以及神经元细胞表面VR1的数量增加，单个VR1通道开放几率并不能增加全细胞的饱和电流，而细胞表面VR1的数量增加可使饱和电流增加。在腹部不适伴便秘或腹泻等症状的IBS患者的直肠肌层、粘膜下层及粘膜层VR1阳性神经纤维增加，患者直肠对热刺激及直肠扩张刺激敏感性增强，说明在IBS病人中VR1致敏的两种方式都存在。

    由于VR1是疼痛感受分子，在IBS病人肠道中VR1数量增加且对温度刺激刺激敏感，新生大鼠皮下注射大剂量辣椒素可制成去VR1神经元大鼠动物模型，发育期幼鼠肠激惹可引起成年大鼠内脏痛觉过敏，我们最近研究发现这种模型引起的内脏痛觉过敏在去VR1神经元大鼠表现不明显。应激引起的内脏痛觉过敏(stress-induced visceral hyperalgesia, SIVH)是IBS重要的病理生理过程，应激在IBS的病理生理及临床表现中有突出的作用。一个多世纪以来，人们在躯体对应激的调试能力及应激失调在IBS发病机制中的作用进行了深入研究，促皮质激素释放激素(corticotropin releasing factor ，CRF)在胃肠道应激中起作用明显，应用非选择性CRF受体拮抗剂和选择性CRF受体1（corticotropin releasing factor receptor 1,CRF1）拮抗剂,能抑制外源性(中枢或外周给药) CRF或急慢性应激引起的内脏痛觉过敏,说明SIVH的产生与中枢和肠道CRF1的激活有关。推测肠道VR1与SIVH有关，而肠道CRF1介导了SIVH的产生。

    本课题从动物整体水平、细胞水平和分子水平来研究VR1在SIVH中的作用及其机制。通过本课题研究将对应激引起的内脏痛觉过敏的机制产生进一步的认识，对VR1在其中的作用及机制研究为IBS的发病及治疗研究开拓新思路和线索。

     血管紧张素转换酶2(ACE2)基因在高血压血管重塑中的调控作用及其机制
    项目负责人：钟久昌
    随着我国社会经济的发展和人们生活方式的改变，高血压病（essential hypertension）的发病人数急剧增多，而且患病年龄亦越来越年轻化，已成为危害我国居民的重大疾病，其防治所花费的资金已成为我国严重的医疗负担，这势必严重影响我国的国民经济建设。因此，重点扶持并深入开展高血压病的基础防治研究对提高人民健康水平及保障现代化建设具有极为重要的意义。随着对高血压病发病机理的深入研究和降压药物的迅速发展，控制患者血压水平这一治疗目标多已能达到。但高血压病伴发的心、脑、肾等靶器官损害的患病率和致残、致死率尚未得到很好的控制，其绝对和相对发生率均有增多的趋势。其中，靶器官损害的共同病理生理学基础——血管重塑（vascular remodeling）起着关键性的作用。动脉的血管重塑不仅是造成外周阻力增加和血压升高的根本因素，而且是高血压后许多机体并发症如动脉粥样硬化、脑卒中、脑出血及心、肾功能衰竭的重要原因。因此，减轻或逆转血管重塑对高血压病及其心、脑、肾并发症的早期防治或药物研发，具有重要的理论意义和潜在的临床应用价值。

通过调节肾素-血管紧张素系统的活性，尤其是抑制该体系的关键子血管紧张素II（Ang II）已成为目前高血压病的首要治疗手段。Ang II及其诱导的结缔组织生长因子（CTGF）表达增加在血管重塑中起关键性作用。血管紧张素转换酶2（ACE2）是Ang II特异性的拮抗因子，但其在血管重塑中的调控作用尚不清楚，该课题正是对此领域作一有意义的探讨。项目负责人钟久昌博士在前期研究中发现ACE2表达提升有助于高血压心血管结构的改善（Hypertension, 2004），该课题在此研究基础上，利用real-time PCR、质谱分析及shRNA干扰等技术，以腺病毒为载体将重组人ACE2基因转染至高血压模型大鼠及培养的血管平滑肌细胞中进行体内外实验，并结合血管形态学和功能研究，旨在从整体水平到细胞分子水平探讨ACE2基因在介导高血压血管纤维化、细胞外基质蛋白生成乃至在血管重塑中的调控作用及其机制，从一个全新的视野揭示ACE2基因、Ang II-TGF-β/Smad-CTGF信号与血管重塑之间的病理生理联系，为在高血压病早期防治和调控血管重塑相关靶基因的新药物设计及基因治疗方法的建立提供科学的实验依据和新的思路，以期实现临床高血压病防治新的突破。

    风湿性瓣膜性心脏病相关自身抗原的动态识别及其临床意义研究
    项目负责人：孟锦绣
    A族乙型溶血性链球菌感染是风湿热（RF）和风湿性心脏病（RHD）的最初病因，链球菌菌体抗原以“分子模拟”方式使其与人体心脏组织成份具有相似性，导致人体产生的抗体能同时识别菌体抗原和人心脏组织成分（自身抗原），引起自身免疫反应,而自身免疫反应引起的炎症过程是导致心脏损害的直接原因。RHD是一个发病机理和病程非常复杂的疾病，尤其是心脏的慢性损伤呈现渐进性，病理损害能长期持续并加重。近年来发现的“抗原表位扩展”现象表明，在RF和RHD病程发展过程中，会不断有新的自身抗原被抗体识别和结合，这给RF和RHD的发病及病理损害机制增加了复杂性,但同时也提示了在RF发展的不同阶段，自身抗原被识别的数量、种类和时相与RHD的病程和病理损害具有强烈的相关性，是RHD病理损害和病损持续存在的根本原因（但目前国内、外尚无对自身抗原种类、被识别时相和数量的系统性研究）。由此提示,在链球菌感染但并未发生风湿热的时候，机体产生的抗体只针对大部分链球菌的抗原，这些菌体会被清除或被抗生素杀灭，随着对药物敏感菌株的清除，耐药菌株和具有免疫逃避能力的菌株存活并逐渐富集、增殖，模拟人体分子的菌体抗原刺激机体产生相应抗体（自身抗体），这些抗体在清除菌体的时候也攻击了人的自身抗原，引起了机体的风湿热症状和临床表现，患者经过治疗和病情的反复，链球菌抗原通过“抗原表位扩展”也发生了改变以逃避机体免疫系统，同时机体自身抗原也越来越多地被免疫系统攻击，同时当心脏组织受到机体免疫系统攻击而出现病理性改变时，因为失去生理性屏障新的自身抗原被暴露，即使在没有链球菌感染的情况下，也会引起心脏组织长期受到免疫系统攻击，从而造成了较严重渐进性的风湿性心脏损害。

    因此推测，当自身抗原没有被暴露时提示心脏组织没有受到损害,可以主要针对病原体进行治疗，当自身抗原被暴露却没有出现临床表现时不仅要针对病原体治疗还要预防病理性免疫反应的发生，当暴露的自身抗原为表层且数量较少时，可能病情相对较轻，但当组织深层的自身抗原被暴露且数量明显增多时，可能病情会有所加重，同时在手术后的病人，如果自身抗原还长期存在，其它瓣膜受累的可能性将加大，因此对自身抗原动态识别的研究不仅可以阐明病程与自身抗原引发的病理性免疫的内在关系，揭示RHD的具体病理损害机制，同时还可以对自身抗原暴露的检测来预测RHD发病病程、早期诊断和手术及治疗的疗效考核。

    基于以上假说，本研究拟通过构建和筛选风湿性心脏病心脏组织噬菌体展示文库，获得不同时期患者所暴露的自身抗原，研究它们在风湿热不同病程中出现的数量、种类、时机和先后组合，绘制自身抗原动态识别谱,从而制备出“自身抗原蛋白芯片”对患者血清进行检测，在验证该假说的同时将“自身抗原蛋白芯片”初步应用于RHD患者的临床早期检测和病和病程预测。

     SRC-3激活IGF/PI3K/AKT信号通路在食管鳞状细胞癌增殖与侵袭过程中的作用
    项目负责人：徐方平
    食管癌是一种人类常见的消化道恶性肿瘤，我国食管癌的发病率和死亡率均居世界之冠。食管鳞状细胞癌（ESCC）为我国食管癌的主要病理学类型，它的发病率甚高，手术后5年生存率小于30%，严重威胁我国人民的身体健康。因此食管癌的病因及发病机制的深入研究，对食管癌的预防与治疗有着极为重要的价值。

    SRC-3，是一个定位于20q12区的基因，它编码的蛋白SRC-3是核甾体类受体辅助活化因子P160家族中的一员。最初在前列腺癌、乳腺癌等甾体类激素相关肿瘤中发现有SRC-3基因的扩增与表达。继而发现其与肝癌、结肠癌和胃癌等多种人类恶性肿瘤中的侵袭和转移密切相关。 SRC-3的癌基因作用日益引起重视，然而SRC-3在恶性肿瘤发病过程中的作用机制目前还没有完全得到阐明。

    本项目在前期研究中发现部分ESCC患者的肿瘤组织中有SRC-3基因扩增及编码蛋白的表达，而且与ESCC的细胞增殖和侵袭进程有关。基于这些前期研究结果以及SRC-3的最新研究进展，本项目提出了“SRC-3通过激活IGF/PI3K/AKT信号通路而促进ESCC增殖与侵袭过程”这一假说。CARM1对SRC-3功能的调控被认为可能是SRC-3的一个重要的转录后调控机制，我们与其它的研究发都发现部分肿瘤细胞中有SRC-3的表达，但是没有影响肿瘤细胞的生长、增殖等过程；所以我们推测ESCC中SRC-3的功能还受到CARM1甲基化修饰的调控作用。SRC-3是如何调控其下游基因的转录活性，目前有一些研究，但具体机制还甚清楚。ChIP技术与其它研究蛋白质与DNA相互作用的常见方法相比，可以找出在生理条件下某个DNA 结合蛋白与DNA 序列的结合位点,从而反映体内基因表达调控的真实情况，能更好地研究体内蛋白质与靶基因的作用情况。

    基于这些研究思路，本项目拟探讨SRC-3在ESCC增殖和侵袭过程中的作用及机制。通过观察内源性SRC-3表达以及外源性转染SRC-3表达载体的ESCC细胞系中肿瘤细胞增殖、侵袭的变化，以及IGF/PI3K/AKT信号通路活性的变化及其对ESCC细胞增殖、侵袭的影响；SRC-3的功能是否受到CARM1甲基化的调节；应用ChIP技术探索反式作用因子SRC-3对其靶基因表达调控的真实情况。期望探明SRC-3是否通过激活IGF/PI3K/AKT信号通路而促进ESCC增殖与侵袭过程，并力图阐述SRC-3的自身调控机制以及调控IGF/PI3K/AKT信号通路的机制。本课题的研究将有助于SRC-3在ESCC的过程中的作用的理解；明确外界信号触发机体癌变的信号传递通路以及各通路之间的相互联系；了解反式作用因子与靶基因之间的真实作用情况；深入理解ESCC的发病机制，具有重要的基础理论价值。同时，为ESCC转移、复发、预后判断指标以及治疗靶点的选择提供实验基础。本课题的成功必将为ESCC患者带来福音，产生较大的社会效益及经济效益。

                                                                 文/宣传科 科研管理科