近期国内高校生命科技成果纵览

近期国内高校生命科技成果纵览

　　

生物通综合:

中国科学家《自然》封面文章：生物学重大突破

生物通报道：来自美国自然历史博物馆（American Museum of Natural History），以及中国科学院古脊椎动物与古人类研究所（Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology）等处的研究人员在中国内蒙古（Inner Mongolia）宁城地区中生代地层中发现了一个中生代哺乳动物新化石，研究人员命名为远古翔兽（Volaticotherium antiquus），这一化石是目前已知的最早会飞的哺乳动物，因此相比较于之前最早记录的大约5100万年前的蝙蝠化石，能在空中飞行的哺乳动物的历史提前了至少7千万年。这一研究成果公布在最新出版（12月14日）《Nature》封面上。

  参予这一研究的包括中国科学院古脊椎动物与古人类研究所客座研究员孟津（第一作者和通讯作者），以及古脊椎动物与古人类研究所的胡耀明（通讯作者）、王元青、汪筱林和李传夔研究员。 　

滑行飞翔（Gliding flight，滑翔）在脊椎动物中经过了许多次独立进化，但是有关滑翔直接证据，比如化石记录很少，而且中生代哺乳动物的相关证据至今更是属于空白领域。昨天出版《Nature》杂志刊登的这篇文章则填补了这一空白。

中科院等处的研究人员在内蒙古宁城地区中生代地层中发现了这件距今大约1.30亿年前，几乎完整的哺乳动物化石，并将其命名为远古翔兽，据《科学时报》称，这一哺乳动物体长12-14厘米，估计体重约70克，大小与小型飞鼠相当。翔兽具有特化的牙齿结构，骨骼特征显示它是一类树栖动物。翔兽化石最明显的特征就是保存精美的翼膜，并由四肢和尾巴支撑。这种动物的全身覆有毛发。虽然翔兽与现生的飞鼠、鼯鼠和袋鼯等滑翔动物没有直接的亲缘关系，但在四肢伸长和具有翼膜等特征上却很相似。并且与娇小的身体相比，翔兽的翼膜较大，很可能具有较强的滑翔能力。与现生滑翔动物一样，它也可能是夜间活动的，但不能像蝙蝠一样在空中捕捉猎物。这种动物代表了一类前所未知的灭绝的哺乳动物类型，被归入新建立的翔兽目（Volaticotheria）。它的发现进一步证明了中生代哺乳动物在形态、系统发育和生活习性等方面的分异，要远远超出人们以往的认识。

近年来，中科院古脊椎动物与古人类研究所获得了许多重要的研究发现，去年由科技部基础研究管理中心和中国科学技术协会学会学术部联合发布的“2005年度中国基础研究十大新闻”中，同样由胡耀明、李传夔与美国合作研究了辽宁西部早白垩世(约1.3亿年)地层中属于三尖齿兽类的巨爬兽和强壮爬兽化石，发现爬兽能够主动捕食较小的恐龙，这一发现对于理解哺乳动物演化具有重要意义，改变了关于恐龙时代哺乳动物都是以昆虫为食的小动物的传统认识。

除此之外，2001年也是中科院古脊椎动物与古人类研究所的丰收年，几项刊登在《Science》杂志上的文章分别发现了已知中生代最小的哺乳动物，以及哺乳动物中耳的起源及其机制问题等。

南开大学两位特聘教授提出siRNA新策略

来自南开大学生命科学学院免疫学系生物活性材料教育部重点实验室（Key Laboratory of Bioactive Materials）、化学学院功能高分子材料国家重点实验室（Key Laboratory for Functional Polymer Materials），以及天津市胸科医院，中国民航大学（China Civil Aviation University），美国约翰霍普金斯医学院的研究人员利用单壁纳米碳管（Single-walled Carbon Nanotubes，SWNTs）携带siRNA进入树突状细胞（dendritic cells，DCs)，提出了一种基于SWNTs的siRNA传送新方法，促进了体内免疫性治疗以及siRNA方法学应用。这一研究成果公布在Nature出版社出版的《Gene Therapy》杂志上。

文章的通讯作者是来自生命科学学院生物活性材料教育部重点实验室的杨荣存教授和化学学院功能高分子材料国家重点实验室的陈永胜教授，这两位教授均为南开大学特聘教授，是本领域内的知名学者。

这一文章主要围绕的是树突状细胞DCs之类的抗原呈递细胞（Antigen-presenting cells，APC），这一类细胞在其表面以能被T细胞受体（TcR）特异性识别的方式表达抗原，是免疫应答过程中扮演着重要的角色，其中DCs这类抗原呈递细胞在混合淋巴细胞反应中是重要的刺激细胞，由于具有树突状突起，表面积大，有利于接触抗原并呈递给T细胞，故DC在抗原呈递中发挥重要作用。目前一种有效的治疗基于DC的免疫治疗方法就是调控DCs的成熟和功能。

在这篇文章中，研究人员采用了单壁纳米碳管SWNTs作为介导材料，将小干扰RNA（siRNA）送入到体内DCs中进行实验，其中SWNTs是带有正电荷（己二胺（1,6-diaminohexane）处理，已经过透射电子显微镜（transmission electron microscopy，TEM）证明）。这种SWNTs+能吸住siRNA，形成siRNA:SWNT+复合物，将这种复合物注入到脾脏中的CD11c+ DCs, 含有DCs的CD11b+细胞和Gr-1+CD11b+细胞，以及巨噬细胞，髓细胞，来沉默其中的靶标基因：细胞信号因子1（cytokine signaling 1 ，SOCS1)——这种因子的抑制作用会阻碍DCs对自身耐受性（self-tolerance）和抗肿瘤免疫作用方面的功能。

研究人员结果发现携带SOCS1siRNA的SWNTs+可以减少SOCS1的表达，以及延迟小鼠B16肿瘤的生长，这说明基于SWNTs的siRNA传送系统也许是体内免疫性治疗的一种新方法，也为siRNA体内传送提供了一种新策略。

上海中科院863、973项目发表文章解析癌症治疗新策略

来自中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学，上海交通大学生命科学技术学院，浙江理工大学新元医学与生物技术研究所，以及香港大学玛丽医院的研究人员利用一种经改造的腺病毒将XAF1（抑癌基因XIAP相关因子1）送入癌细胞中，获得了有效特异的抗肿瘤效果，为癌症基因治疗提供了一种新策略。这一研究成果公布在Nature出版社出版的《Cancer Gene Therapy》杂志上。

领导这一研究的是上海生科院的刘新垣院士，1991年被选为中国科学院院士，1992年被选为乌克兰科学院外籍院士，2001年被评选为第三世界科学院院士，现拥有三个院士头衔。

凋亡抑制蛋白IAPs（inhibitor of apoptosis protein）是一类在结构上具有同源性的细胞内源性凋亡抑制蛋白家族。人类IAPs的主要成员有X连锁凋亡抑制蛋白（X-linked inhibitor of apoptosis protein，XIAP）、cIAP1等，其中XIAP是IAP家族中最有效力的caspase抑制物，也是分子结构研究得最清楚的IAP家族成员。

XAF1，即XIAP相关因子1，是一个新近发现的通过与XIAP直接结合拮抗其抗凋亡作用的蛋白因子。XAF1在多种肿瘤细胞和组织中存在低表达或表达缺失，XAF1的基因沉默与其启动子高甲基化明显相关，并且过度表达可诱导凋亡，抑制肿瘤生长。因此XAF1被认为是一个新的肿瘤抑制基因。

在这篇文章中，研究人员获得了一种与ONYX-015相似的条件增殖性腺病毒(conditionally replicative adenovirus，CRAd）：ZD55，将其作为载体送XAF1入到肿瘤细胞中评估XAF1体内体外抗肿瘤作用。结果他们发现ZD55-XAF1具有有效特异的细胞病理效应（cytopathic effect，CPE），而且重要的是，在裸鼠结肠癌动物模型中ZD55-XAF1，比较于Ad-XAF1 (E1-deleted replication-defective viral)和ONYX-015，具有更高的肿瘤生长抑制作用。

除此之外，研究结果也说明ZD55-XAF1感染会导致caspase非依赖性细胞凋亡，虽然在这种感染情况下，caspase-3和poly(ADP-ribose)聚合酶会被轻微的激活，但是pan-caspase抑制剂预处理很难影响其细胞凋亡诱导活性。因此研究人员认为ZD55-XAF1是一种有效的基因-病毒治疗(gene-virotherapy of cancer）新策略，可以用于人类癌症的治疗。

中科大生科院最新《PNAS》文章

来自中国科技大学生命科学学院认知神经学实验室（Laboratory of Cognitive Neuropsychology），听觉研究实验室（Auditory Research Laboratory），信息科学与技术学院，以及加州大学医学工程解剖学与神经生物学系等处的研究人员发现不同于之前的看法，对于声调语言（tonal languages）系中字调变化的早期听觉过程实际上是侧向于右半球大脑的，这一研究成果公布在《美国国家科学院院刊》（PNAS）杂志上。

研究报告的通讯作者是来自中国科技大学的陈林教授，他主要从事耳聋和耳鸣的神经生物学机制方面的研究，曾通过对汉语声调感受的研究，证明早期听觉信号处理中大脑半球优势主要依赖于听觉信号声学特性。

世界上的语言可以分做非声调语言与声调语言（tonal languages）两大类，欧美各国的语言属于前一类。东方的语言包括普通话，客家话，广东话，与菲洲有些地方的语言属于后面这类。声调语言是指在发出一个语音时依声调的高低，长短等就构成出不同语义的语言。

这种依照声调传递不同信息的方法利用功能性MRI或者正电子断层扫描技术（positron emission tomography，PET）揭示了母语者左脑中的变化过程——这主要是通过测量包括听力过程关注阶段（attentive stage）在内的短暂性集中神经事件来完成的。但是在这篇研究报告中，研究人员证明了在关注前阶段（preattentive stage）字调变化（lexical tone）的早期听觉过程实际上是侧向于右半球大脑的。

在实验过程中，研究人员对中文普通话母语者不断发出一个有意义的听觉词语——一致的元音，以及字调变化或词首变化这种间断的奥德勃(odd-ball)模式刺激方式制造一个对比来获得词义上的改变。研究人员发现，利用失匹配负波(mismatch negativity，MMN)的整个头部电子记录，这种字调对比会引起一个关注前反应（preattentive response），而且在右半球比左半球反应强烈。

这就说明，如果在字调变化和一致声调之间有一个明显的听力特征，那么这种相反的偏侧性（lateralization）模式就表明大脑半球对于演讲前听力提示的依赖性是由处理流（processing stream）中的一个语义表现法（semantic representation）描绘的。

华中科技大学自然科学基金资助项目获突破

肝癌全身基因治疗（systemic gene therapy）的先决条件就是特异性，来自武汉华中科技大学同济医学院（Tongji Medical College）生物化学与分子生物学系，以及荷兰莱顿大学（Leiden University）莱顿化学研究院分子遗传学系，生物化学系的研究人员报告了一种包含去唾液酸糖蛋白（asialoglycoprotein，Asor)相关凋亡基因（Apoptin gene）的全身递送载体，为肝癌治疗提供了一种新的有效安全的方法。这一文章公布在Nature出版社出版的《Cancer Gene Therapy》杂志上。

文章的通讯作者是来自同济医学院生化教研室的屈伸，这一研究项目受到湖北自然科学基金（No. 2001ABA004）和荷兰Dutch Royal Society of Arts and Sciences(04CDP003)的资助。

肝癌是常见的恶性肿瘤之一，是我国位居第二的癌症“杀手”，虽然早期亚临床肝癌手术切除治疗效果较好，但是多数患者就诊时肿瘤已进展至晚期，有效治疗方法不多。目前肝癌生物治疗主要集中在基因治疗和免疫治疗，由于肝癌的发生和发展与癌基因的激活和/或抑癌基因的失活有关，因此最理想治疗方式为基因治疗。肝癌的基因治疗主要包括自杀性基因疗法和免疫调节基因疗法，对于这两种治疗方法，靶向特异性十分重要。

在这篇文章中，研究人员主要靶向只存在于肝细胞表面的去唾液酸糖蛋白受体(asialoglycoprotein receptor，ASGPR)，这种受体主要表达于哺乳动物肝窦状隙的肝实质细胞表面，参与多种生理功能，多年来一直被用于介导药物和基因的肝靶向递送以及肝脏成像等方面的研究。

研究人员利用肿瘤特异性细胞凋亡基因：Apoptin gene（一种可以选择性诱导恶性肝脏细胞细胞凋亡的基因），复合去唾液酸糖蛋白Asor，形成Asor-Apoptin 蛋白-DNA复合物进行实验，结果发现这种复合物可以引起HepG2肝癌细胞的细胞凋亡，但正常的L-02肝细胞中不会发生细胞凋亡，而且缺少膜上ASGPR的非肝细胞诱导肿瘤A549细胞也不会被Asor-Apoptin影响。

进一步在带有原位肝癌细胞瘤的小鼠中通过尾部静脉注入Asor-Apoptin，发现会导致肝癌细胞和正常肝细胞特异和有效Apoptin的分派。5天之后，原位肝癌细胞瘤非常显著的消退了，而这个正常肝细胞却没有。这些体外体内实验都说明Asor–Apoptin可以特异性的诱导恶性肝细胞细胞凋亡，因此可以作为一种有效安全的肝癌治疗方法。