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血研所2015年年度总结
发布日期:2016-08-10 浏览次数:1311

一、研究水平与贡献

2015年度,上海血研所承担国家级课题27项,省部级课题1项,其中新增国自然重点国际合作项目1项,重点项目3项,年度经费1923万元。本年度血研所发表高质量论文共计45篇,其中SCI收录25篇,累计影响因子160.51分,并参与编写国际专著《Cancer Medicine》1章,主编“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材1部,主审“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材1部。新申请国际专利1项,授权国内发明专利1项。获得国家自然科学二等奖1项,省部级一等奖1项,另外研究所名誉所长陈竺院士还获得美国哥伦比亚大学授予荣誉科学博士学位和美国血液学会年度Ernest Beutler奖。同时实验室本年度引进中组部“青年千人”2名;培养教育部长江特聘教授1名,博士19名,硕士9名,博士后出站1名。
1.承担任务
列举不超过5项当年新增的重要科研任务。
序号
课题名称
项目(课题)编号
负责人
起止时间
总经费(万元)
本年度经费(万元)
经费来源
类别
类型
1
微小RNA/Ras信号通路在肿瘤血管介导淋巴瘤细胞免疫逃逸中的作用
81520108003
赵维莅
2016-2020
235
117.5
国家自然科学基金重点国际合作项目
主要负责
国家自然科学基金
2
急性髓系白血病细胞干性维持及分化促进干预机制研究
81430002
诸江
2015-2019
340
180
国家自然科学基金重点项目
国家自然科学基金
3
IRF4/8在造血系统发育调控及白血病发生中的作用及机制
81530006
任瑞宝
2016-2020
327
168.3
国家自然科学基金重点项目
主要负责
国家自然科学基金
4
整合多层次高通量技术研究长链非编码RNA介导的转录调控在急性髓细胞白血病发生中的功能和机制
81530003
王侃侃
2016-2020
274
164.4
国家自然科学基金重点项目
主要负责
国家自然科学基金
类型:指计划名称,如:973计划,863计划,国家科技重大专项、科技支撑计划、国家自然科学基金、国际合作项目、公益性行业科研专项等。
类别:主要负责、参与
2.研究工作水平
(1)代表性研究工作进展按基础研究、应用基础研究和基础性工作分类
基础研究:            
代表性研究工作进展一:天然杀伤/T细胞淋巴瘤(NKTCL)发病机理研究
本年度实验室运用全外显子组测序技术对25例天然杀伤/T细胞淋巴瘤(NKTCL)样本进行了高通量测序,对突变基因进行筛选并在80例NKTCL样本中进行全面验证。首次在NKTCL患者中发现高频突变基因——RNA解旋酶DDX3X基因,且其突变率居于各基因突变的首位,抑癌基因TP53突变频率次之,两种基因突变率相加占全部基因突变的32.4%;DDX3X与TP53基因突变存在互相排斥作用,提示两者的致病机理有高度相关性。蛋白和细胞功能研究显示,突变体DDX3X蛋白的RNA解旋能力较野生型DDX3X下降。野生型DDX3X蛋白具有下调核RelB表达和降低细胞ERK磷酸化水平的作用,使细胞增殖受抑,具有抑癌基因产物的特征,而DDX3X突变则导致其编码的蛋白功能失活,引起细胞过度增殖。基因表达谱芯片检测显示DDX3X突变可导致NF-κB以及MAPK信号通路的活化。此外,本项目组还在大组病例中证实DDX3X基因突变是患者预后不良的分子标志,同时,结合TP53突变情况以及淋巴瘤国际预后指数(IPI),可进一步将NKTCL患者分为三组:低危组(IPI指数0–1且DDX3X及TP53为野生型)、中危组(IPI指数0–1且DDX3X或TP53为突变型;IPI指数2–5且DDX3X及TP53为野生型)及高危组(IPI指数2–5且DDX3X或TP53为突变型)。以上研究结果,为NKTCL临床预后判断提供了新的线索,并为该病的分层精准治疗提供了潜在的靶点。相关研究成果2015年发表于《Nature genetics》杂志(为生物领域1区刊物)。
 
代表性研究工作进展二:M2b白血病中异常融合蛋白AML1-ETO在全基因组结合位点的ChIP-seq高通量数据进行分析和实验验证
AML1/ETO融合蛋白在t(8; 21)型急性髓系白血病的发生和发展过程中都起了非常重要的作用,它主要通过dominant-negative作用抑制wild-type AML1的功能。但是在t(8;21)型白血病发病过程中AML1/ETO如何在全基因组水平上与wild-type AML1相互影响仍然不清楚。本课题组针对ChIP-seq数据的深入分析,明确了AML1/ETO融合蛋白与wild-type AML1可以在全基因组上结合相同DNA片段。并通过生物信息学分析与实验生物学结合的方法,从”干”、”湿”两方面证明了AML1/ETO与wild-type AML1通过识别相邻但长短不同的motif而结合在相同的DNA区段上(AML1/ETO识别的motif序列为TGTGGT; AML1识别的motif序列为TGTGGTTT)。同时也证明了AML1/ETO与wild-type AML1可能通过两者的RHD domain直接在DNA上相互作用,一旦两者的相互作用被破坏,它们在DNA上的共同结合特征也会被破坏。最后,结合RNA-seq数据中AML1/ETO调变基因的信息与ChIP-seq数据中AML1/ETO与AML1的结合信息发现AML1/ETO抑制的基因与较高的AML1/ETO ChIP-signaling有关,而AML1/ETO激活的基因与较高的AML1 ChIP-signaling以及AP-1的募集有关。这一分析也进一步被实验证明:AP-1与AML1/ETO可以在染色体上相互作用,并且AP-1的抑制剂可以抑制AML1/ETO激活基因的表达。相关研究成果2015年发表于《Blood》杂志(为血液领域1区刊物)。
 
代表性研究工作进展三:新发现的NUP98/IQCG融合基因功能研究
NUP98/IQCG是本实验室在一例急性髓/T双表白血病病例中发现并克隆的融合基因,但是其致病性和导致白血病发生的机制尚不清楚。在这项研究中, 我们实验室构建了MigR1-NUP98-IQCG逆病毒表达质粒,传代克隆形成实验表明表达NUP98-IQCG的骨髓细胞在体外较之对照组具有更强的转化能力。我们利用逆转录病毒介导的骨髓移植系统建立了NUP98-IQCG及其对照小鼠模型,传代克隆形成实验表明:移植6个月后NUP98-IQCG小鼠的GFP+骨髓细胞具有恶性转化能力。此外,经过较长的潜伏期后,18只NUP98-IQCG小鼠中的13只小鼠发展为急性单核细胞白血病,中位生存时间为326天,在此期间对照组无一发病。对照小鼠和NUP98-IQCG发病小鼠的GFP+ c-Kit+骨髓细胞的全转录组测序(RNA-Seq)分析显示:Hoxa b cluster基因、其附近的4个OS-RNAs以及Hox的辅因子Pbx3的转录水平均明显增强。荧光素酶实验证明NUP98-IQCG的表达可以增强HOXA9基因的转录。总之,我们的结果表明NUP98-IQCG可以诱导小鼠发生可移植的急性单核细胞白血病,而且Hox/Pbx3 通路可能是其致白血病的重要机制。相关研究成果2015年发表于《Leukemia》杂志(为血液领域1区刊物)。
 
代表性研究工作进展四:人类骨髓增生性肿瘤脊椎动物模型的建立及表型分析
在脊椎动物正常的生长发育中,造血干/祖细胞的自我更新能力和分化能力是受到严格调控的,调节过程牵涉到多种转录因子,信号分子和表观遗传学因子。任何的调控受损都可能会导致包括肿瘤在内的血液系统疾病发生。本实验室使用大规模的斑马鱼N-乙基-N-亚硝基脲(ENU)诱变筛选,我们鉴定了一个名为LDD731的斑马鱼家系,其造血器官呈现显著的造血干祖细胞标志物表达增加, 而其他组织、器官和大体发育未见异常。进一步的分析显示,在定向造血中红系/髓系细胞数目均升高,而原始造血未受影响。为了寻找LDD731家系中的基因异常,我们采用了定位克隆的方法,将异常位点定位在15号染色体的c-cbl基因上,其在人类中的同源基因为c-CBL,而已知c-CBL的突变常见于人类骨髓增生性肿瘤(myeloproliferative neoplasms, MPN)或急性白血病。测序分析表明,在LDD731家系的突变体中,其c-cbl基因的第1144位碱基由C变为T,导致其第382位的氨基酸残基由组氨酸变为了酪氨酸,该突变位点位于非常保守的环指结构域,可能使其失去了泛素化连接酶活性。c-cbl纯合突变是致死的,纯合子的中位生存时间约为受精后的14-15天。此外,斑马鱼的骨髓增生表型依赖于Flt3(Fms样酪氨酸激酶3)信号通路,这与在小鼠和人中的观察是一致的。以上研究加深了对MPN发病机制的理解,并为筛选新的MPN治疗药物提供了脊椎动物模型。相关研究成果2015年发表于《Leukemia》杂志(为血液领域1区刊物)。
 
代表性研究工作进展五:全基因组表达数量性状基因座(eQTL)比对机理研究
全基因组表达数量性状基因座(eQTL)比对,主要集中在单核苷酸多态性(SNPs)上,并且已经借助于此解释了很多疾病研究中的发现,过去十年间,那些在等位基因上频率大于5%的SNPs大多数都已经被识别出来。但结构突变(特别是小的插入与缺失,indel)对于基因表达的影响目前尚缺乏深入的研究,小的indels的组织特异性对基因表达的影响,eQTL的组织特异性效果是否在SNPs和结构突变中显示出特异性的模式也尚不得而知。全基因组关联分析相关的研究十分关注这部分常见的突变。截至2014年2月,已经有1785项相关研究发现了具有基因组显著水平的疾病敏感位点。但是这些现有的发现只能解释一部分疾病风险因素。在最新发布的千人基因组计划数据中包含有397万个基因标记位点,其中包括140万个插入或缺失。
针对以上问题,本年度实验室运用根据最新的千人基因组计划数据,通过基因型拟合(imputation)技术,拟合(imputation)出1,380,133个插入缺失突变,结合SNP位点,在血液和皮肤组织中进行全基因组表达数量性状关联分析,使得eQTL比对的效能提高了9%。研究发现内含子和UTR临近区域eQTLs更为富集,在之前已经确认的eSNPs中,约3.6% (单组织)到9.2%(多组织)具有indel位点。在拟合(imputation)的indel位点中还找出325个显著相关的基因,以前仅仅利用SNPs无法发现这些显著关联的基因。同时,利用从718个多组织样本中获得的1000G的数据估算indels,功能分析表明SNPs以及indels的eQTLs基因表达的影响具有组织一致性和组织特异性,进一步阐述了其与疾病比对研究的联系。
该项研究,对评估低频SNPs以及indels在基因表达以及疾病表型方面的遗传影响有重要作用,进而对血液和皮肤组织中indel和snp对基因表达的调节有更深入的了解。有助于理解组织间基因表达的潜在遗传结构,并帮助解释疾病或特异相关的结构突变。为组织间潜在的基因表达提供了新的视角,同时为疾病功能特异相关的结构变异的解释提供了新资源。相关研究成果2015年发表于《Nature Communication》杂志(为综合领域1区刊物)。
 
代表性研究工作进展六:棕榈先转移酶zDHHC9在NRAS突变诱导的白血病发生过程中起重要作用
RAS异常激活与恶性肿瘤的发生发展密切相关,60%血液系统肿瘤存在RAS或RAS调控基因的突变。但是,由于RAS的酶活性起“自我关闭”作用,导致RAS蛋白本身无法成为抗肿瘤治疗的理想“靶点”。寻找其他可能阻抑RAS信号通路的靶点对于RAS相关肿瘤的治疗至关重要。我们前期发现棕榈酰化修饰是RAS肿瘤基因诱发白血病所必须的,显示靶向棕榈酰化修饰药物可能对包括恶性血液肿瘤在内的RAS相关肿瘤产生很好的治疗效果。RAS棕榈酰化修饰的化学干预方法之一是抑制催化RAS棕榈酰化修饰的酶--棕榈酰转移酶(palmitoylacyltransferases , PATs)。本研究中我们通过基因敲除的方法揭示NRAS具有一种以上棕榈酰转移酶,zDHHC9作为RAS棕榈酰转移酶之一,在NRAS突变诱导的白血病发生发展中起重要作用,但zDHHC9缺陷对小鼠生长发育及正常造血无明显影响。我们的研究首次在整体水平揭示了棕榈酰转移酶在肿瘤发生发展中的作用,提示PAT可作为抗RAS肿瘤的潜在靶点,为研发抗白血病及其他肿瘤的靶向小分子新药打下理论基础。相关研究结果发表2015年《Leukemia》杂志(为血液领域1区刊物)。
 
应用基础研究:
代表性研究工作进展七:淋巴瘤细胞对抗癌药物的敏感性研究
自噬与淋巴瘤细胞对抗癌药物的敏感性密切相关,实验室研究结果证实了VPA的化疗增敏作用,对自噬相关抗淋巴瘤药物的探索具有重要的临床指导意义。组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACI)丙戊酸(VPA)能通过降低内肌醇三磷酸(IP3)水平,介导线粒体钙通道阻滞,进而激活AMPK通路,抑制下游MTOR通路,与化疗药物相互作用,协调促进淋巴瘤细胞自噬。在小鼠移植瘤模型中,VPA联合阿霉素启动IP3-介导的钙通道阻滞和AMPK活化,诱导淋巴瘤细胞原位自噬,有效抑制肿瘤生长。在淋巴瘤患者肿瘤组织中常存在钙信号通路调控异常,包括腺嘌呤核苷酸转运体家族基因(SLC25A31、SLC25A4和SLC25A6)、钠/钙转换家族基因(SLC8A1、SLC8A2和SLC8A3)、PPID(肽基脯氨酰异构酶D)家族基因(位于线粒体内膜的PPIF)和VDAC(电压依赖性阴离子通道)家族基因(位于线粒体外膜的VDAC1、VDAC2)。相关研究成果2015年发表于《Autophagy》杂志(为生物领域1区刊物)。
 
2015年度血研所发表论文列表
序号
成果名称
完成人
刊物、出版社或授权单位名称
年、卷、期、页或专利号
1
Exome sequencing identifies somatic mutations of DDX3X in natural killer/T-cell lymphoma.
Jiang L, Gu ZH, Yan ZX, Zhao X, Xie YY, Zhang ZG, Pan CM, Hu Y, Cai CP, Dong Y, Huang JY, Wang L, Shen Y, Meng G, Zhou JF, Hu JD, Wang JF, Liu YH, Yang LH, Zhang F, Wang JM, Wang Z, Peng ZG, Chen FY, Sun ZM, Ding H, Shi JM, Hou J, Yan JS, Shi JY, Xu L, Li Y, Lu J, Zheng Z, Xue W, Zhao WL, Chen Z1, Chen SJ.
Nature Genetics
2015; 47(9):1061-6.
2
Human NUP98-IQCG fusion protein induces acute myelomonocytic leukemia in mice by dysregulating the Hox/Pbx3 pathway.
Pan MM, Zhang QY, Wang YY, Liu P, Ren RB, Huang JY, Chen LT, Xi XD, Chen Z, Chen SJ.
Leukemia.
2015 Dec 17. [Epub ahead of print].
3
A point mutation of zebrafish c-cbl gene in the ring finger domain produces a phenotype mimicking human myeloproliferative disease.
Peng XL, Dong M, Ma L, Jia XE, Mao JH, Jin CB, Chen Y, Gao L, Liu XH, Ma K, Lei W, Du TT, Jin Y, Huang QH, Li KQ, Zon LI, Liu TX, Deng M, Zhou Y, Xi XD, Zhou Y, Chen SJ.
Leukemia.
2015;29(12):2355-65.
4
eQTL mapping identifies insertion- and deletion-specific eQTLs in multiple tissues.
Huang J, Chen J, Esparza J, Ding J, Elder JT, Abecasis GR, Lee YA, Mark Lathrop G, Moffatt MF, Cookson WO, Liang L
Nat Commun
2015;6:6821
5
Synergistic targeted therapy for acute promyelocytic leukaemia: a model of translational research in human cancer
Mi JQ, Chen SJ, Zhou GB, Yan XJ, Chen Z
J Intern Med
2015;278(6):627-42.
6
Vibsanin B Preferentially Targets HSP90β, Inhibits Interstitial Leukocyte Migration, and Ameliorates Experimental Autoimmune Encephalomyelitis.
Ye BX, Deng X, Shao LD, Lu Y, Xiao R, Liu YJ, Jin Y, Xie YY, Zhao Y, Luo LF, Ma S, Gao M, Zhang LR, He J, Zhang WN, Chen Y, Xia CF, Deng M, Liu TX, Zhao QS, Chen SJ, Chen Z.
J Immunol
2015;194:4489-4497
7
Clinical significance of day 5 peripheral blast clearance rate in the evaluation of early treatment response and prognosis of patients with acute myeloid leukemia.
Yu C, Kong QL, Zhang YX, Weng XQ, Wu J, Sheng Y, Jiang CL, Zhu YM, Cao Q, Xiong SM, Li JM, Xi XD, Chen SJ, Chen B.
J Hematol Oncol.
2015; 8:48.
8
Mutations of epigenetic modifier genes as a poor prognostic factor in acute promyelocytic leukemia under treatment with all-trans retinoic acid and arsenic trioxide.
Shen Y, Fu YK, Zhu YM, Lou YJ, Gu ZH, Shi JY, Chen B, Chen C, Zhu HH, Hu J, Zhao WL, Mi JQ, Chen L, Zhu HM, Shen ZX, Jin J, Wang ZY, Li JM, Chen Z, Chen SJ.
EbioMedicine
2015; 2:563-571
9
Roles of palmitoylation and the KIKK membrane-targeting motif in leukemogenesis by oncogenic KRAS4A
Zhao HB,Liu,P,Zhang RH,Wu M,Li DH,Zhao XM,Zhang C,Jiao B,Chen B,Chen Z,Ren RB
J Hematol Oncol.
2015;8:132.
10
mTORC1 Maintains the Tumorigenicity of SSEA-4+ High-Grade Osteosarcoma
Zhang W, Ding ML, Zhang JN, Qiu JR, Shen YH, Ding XY, Deng LF, Zhang WB, Zhu J.
Scientific Reports
2015, 5, 9604-9616
11
Induction of autophagy by valproic acid enhanced lymphoma cell chemo-sensitivity through an HDAC-independent IP3-mediated PRKAA/AMPK activation.
Ji MM, Wang L, Zhan Q, Xue W, Zhao Y, Zhao X, Xu PP, Shen Y, Liu H, Janin A, Cheng S, Zhao WL.
Autophagy
2015;11(12):2160-71.
12
Dysregulated choline metabolism in T-cell lymphoma: role of choline kinase-α and therapeutic targeting.
Xiong J, Bian J, Wang L, Zhou JY, Wang Y, Zhao Y, Wu LL, Hu JJ, Li B, Chen SJ, Yan C, Zhao WL.
Blood Cancer J.
2015;5:287.
13
Analysis of prognostic factors and comparison of prognostic scores in peripheral T cell lymphoma, not otherwise specified: a single-institution study of 105 Chinese patients.
Xu PP, Yu D, Wang L, Shen Y, Shen Z, Zhao W.
Ann Hematol.
2015 ;94(2):239-47.
14
MicroRNA181a Is Overexpressed in T-Cell Leukemia/Lymphoma and Related to Chemoresistance.
Yan ZX, Zheng Z, Xue W, Zhao MZ, Fei XC, Wu LL, Li MH, Leboeuf C, Janin A, Wang L, Zhao WL.
BioMed Research International.
2015;2015:197241.
15
Palmitoylacyltransferase Zdhhc9 Inactivation Mitigates Leukemogenic Potential of Oncogenic Nras
Liu P, Jiao B, Zhang R, Zhao H, Zhang C, Wu M, Li D, Zhao X, Qiu Q, Li J, Ren R.
Leukemia
2015 Oct 22. doi: 10.1038
16
Valproic acid ameliorates graft-versus-host disease by down-regulating Th1 and Th17 cells
Long J, Chang L, Shen Y, Gao WH, Wu YN, Dou HB, Huang MM, Wang Y, Fang WY, Shan JH, Wang YY, Zhu J, Chen Z, Hu J.
J Immunol
2015;195(4):1149-57.
17
Evaluation of targeting c-Src by the RGT-containing peptide as a novel antithrombotic strategy.
Huang J, Shi X, Xi W, Liu P, Long Z, Xi X
J Hematol Oncol
2015; 8:62
18
Direct conversion of astrocytes into neuronal cells by drug cocktail.
Cheng L, Gao L, Guan W, Mao J, Hu W, Qiu B, Zhao J, Yu Y, Pei G.
Cell Res
2015;25(11):1269-72.
19
Recombinant expression, purification, crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of Haemophilus influenzae BamD and BamCD complex
Lei J, Cai X, Ma X, Zhang L, Li Y, Dong X, St Geme J 3rd, Meng G.
Acta Cryst. F Struct Biol Commun
2015;71:234-8.
20
Disabled homolog 2 is required for migration and invasion of prostate cancer cells.
Xie YY, Zhang YL, Jiang L, Zhang M, Chen ZW, Liu D, Huang QH
Front Med.
2015, 9 (3): 312-321
21
Multimodal imaging and clinical characteristics of bone lesions in POEMS syndrome.
Shi XF, Hu SD, Li JM, Luo XF, Long ZB, Zhu Y, Xi XD
Int J Clin Exp Med
2015; 8(5):7467.
22
CT characteristics in 24 patients with POEMS syndrome
Shi X, Hu S, Luo X, Luo M, You H, Zhu Y, Xi X
Acta Radiol
2015; 57(1):51.
23
Systematic Identification of Arsenic Binding Proteins Reveals that Hexokinase-2 is inhibited by Arsenic.
Zhang HN, Yang L, Ling JY, Czajkowsky DM, Wang JF, Zhang XW, Zhou YM, Ge F, Yang MK, Xiong Q, Guo SJ, Le HY, Wu SF, Yan W, Liu B, Zhu H, Chen Z, Tao SC.
Proc Natl Acad Sci USA
2015;112(49):15084-9.
24
Whole genome and transcriptome sequencing of matched primary and peritoneal metastatic gastric carcinoma.
Zhang J, Huang JY, Chen YN, Yuan F, Zhang H, Yan FH, Wang MJ, Wang G, Su M, Lu G, Huang Y, Dai H, Ji J, Zhang J, Zhang JN, Jiang YN, Chen SJ, Zhu ZG, Yu YY.
Sci Rep
2015;5:13750.
25
Genome-wide analysis of YB-1-RNA interactions reveals a novel role of YB-1 in miRNA processing in glioblastoma multiforme.
Nucleic Acids Res
2015;43(17):8516-28.
 
(2)标志性成果
标志性成果:白血病发病原理研究课题组的《髓系白血病发病机制和新型靶向治疗研究》项目获得2015年国家自然科学奖二等奖。这一工作陈竺教授还获美国哥伦比亚大学授予荣誉科学博士学位和美国血液学会年度Ernest Beutler奖。
该团队于本世纪初开始通过不懈的努力,创建了急性早幼粒细胞白血病(APL)全反式维甲酸和砷剂协同靶向治疗的理论体系,并实现临床转化的重大突破,使该病成为第一个可基本治愈的急性髓系白血病。
该团队从全基因组水平阐释了维甲酸逆转白血病细胞恶性表型的分子机制;揭示了砷剂直接靶向APL癌蛋白,从而诱导该癌蛋白降解;首次阐明了砷剂“以毒攻毒”治疗APL的分子作用靶点;第一次从分子水平阐明了复方黄黛片治疗APL的“君、臣、佐、使”的配伍原则。
项目组在大量动物实验、分子调控网络及随机临床对照研究的基础上,应用全反式维甲酸和三氧化二砷联合方案,完成了全国多中心临床研究,协同靶向治疗535例初发APL患者,5年无病生存率达92.9%。该治疗方案的长期安全性亦得到充分证明。这一研究成果使APL成为目前唯一能被基本治愈的急性髓系白血病。该突破性成果得到国际上的重大反响,被誉为治疗APL的“上海方案”,现已为全球广泛应用,是转化医学研究的成功范例。目前正在将APL协同靶向治疗的思路进一步拓展至其他类型白血病,使更多的患者受益。
此外,陈赛娟团队还在国际上率先提出DNA甲基转移酶3A(DNMT3A)等表观遗传相关基因异常是构成急性白血病发病的第三类致病基因的理论,证实了DNMT3A基因突变是急性单核细胞白血病的始动因素之一,是诊断和预后监测的重要分子标志和药物靶标。研究团队还在慢性粒细胞白血病急性变和M2b急性髓系白血病多步骤发病原理研究方面取得系列重要发现,为拓展白血病协同靶向疗法奠定了重要基础。
2002年以来在国际著名期刊《自然-遗传学(Nature Genetics)》《科学(Science)》《癌症-细胞(Cancer Cell)》等发表20篇核心论文,总影响因子250分,SCI他引1592次。获国家授权专利13项,以及CFDA的Ⅰ/Ⅱ期和Ⅲ期临床试验批文。先后入选2010及2012年中国科学十大进展。荣获中国中医科学院第六届唐氏中医药发展奖、美国全国癌症研究基金会第7届圣•乔奇癌症研究创新成就奖等奖项。陈赛娟和陈竺还受邀为《Nature Genetics》、《新英格兰医学杂志(The New England Journal of Medicine)》、《血液(Blood)》、《白血病(Leukemia)》等杂志就急性白血病协同靶向治疗和白血病基因组研究撰写评论和综述,获得国际同行的高度关注和评价。

二、队伍建设和人才培养

年度优秀人才简介:
新增教育部长江特教授获得者赵维莅
2016年1月11号,教育部人事司正式公布了2015年度长江学者特聘教授、讲座教授和青年学者建议人选名单,本实验室研究员赵维莅教授当选长江学者特聘教授。
赵维莅教授为瑞金医院血液科主任医师、上海交通大学医学院博士生导师、、国家杰出青年科学基金获得者、国家百千万人才;任上海血液学研究所副所长,上海交通大学医学院附属瑞金医院血液内科科副主任。赵维莅教授长期致力于血液肿瘤的临床和基础研究,聚焦具有鲜明亚洲特色的侵袭性淋巴瘤类型,进一步阐明恶性淋巴细胞转化的分子机制,临床与科研密切结合,注重创新转化和应用推广,着眼于具有临床实际使用潜力的分子靶点和治疗途径开展系列研究,在《NATURE GENETICS》等国内外血液学权威杂志发表论著60 余篇,总影响因子超过307分,近5 年引证超过1000次。以第一完成人获教育部自然科学一等奖和华夏医学科技奖。获得国家发明专利4项,主持国家863 重大项目1 项、国家自然科学基金和省部级重点项目十余项。先后荣获 “教育部新世纪优秀人才”、“上海市卫生系统银蛇奖”、“上海市曙光学者”、“上海市领军人才”、“上海市优秀学术带头人”、“上海市三八红旗手”、“上海市五四青年奖章”、“全国卫生系统先进工作者”等多项荣誉。

三、开放与合作交流

本年度实验室接待国内外学者和学术机构来访与交流共21次,国内外会议特邀报告、大会报告等共95次,实验室学术委员会主任陈竺院士获得美国哥伦比亚大学授予荣誉科学博士学位和美国血液学会年度Ernest Beutler奖;同时,美国《The Independent》报纸报道了本实验室和以色列谢巴医疗中心儿科血液肿瘤系儿童白血病研究所合作研究的“发育相关造血转录因子在急性髓细胞中作用的研究-小鼠模型和人类白血病”项目。
本年度实验室还积极参加科技部和上海市科委组织的“科技活动周”等活动,开放“细胞-分子遗传学实验室”和“共聚焦显微镜”技术平台,通过实地参观、体验和相关科技知识讲解,对公众进行科普宣传。另外,医学基因组学国家重点实验室牵头承办了血友病专题讨论会、第十五届全国实验血液学学术会议等国际、国内会议,参会人数达到4245人次。
实验室专设仪器设备管理人员,负责仪器设备的运转管理、制度监督,服务于全室的科技人员。对于重大公用技术平台,包括新一代全基因组测序、双光子显微镜、生物芯片、蛋白质谱、染色体自动分析仪、细胞流式仪、细胞流式分选仪、斑马鱼模式生物和细胞培养等有专门技术人员操作。每年进行技术平台运转使用、开放共享统计分析。实验室鼓励公用技术平台开放服务,目前共有26台仪器参加了上海大型科学仪器设施共享及专业协作网,使重大技术平台在完成本实验室工作的基础上,为兄弟省市及院内外科研人员服务。如流式细胞分选平台除为国家重点实验室15个课题组提供优质服务,还为中国科学院上海生命科学研究院、上海市血液中心、中山医院、仁济医院、长海医院等多家医院提供对外服务。细胞流式仪和核型分析仪为全国白血病患者提供检测服务。
 
开放课题优秀成果简介:
1、复杂疾病发生中基因组染色质高级结构的系统生物学机理研究
(1)分析了人类Pcdh基因簇中CBS位点分布
染色质架构蛋白CTCF在人类Pcdh基因簇中有着广泛的分布。在人类Pcdh基因簇中,Pcdh1和Pcdhc1基因的启动子区域包含1个CBS位点,Pcdh2~13基因的启动子区域包含2个CBS位点,Pcdhc2基因的启动子区域不包含CBS位点,并且所有的Pcdh可变区中的CBS位点都是正向的(图1,B和C)。除了Pcdh1、Pcdhc4和Pcdhc5外的每一个Pcdh基因簇成员的启动子区域也都包含有CBS位点,这些位点也都是正向的(图1,D和E)。每一个CBS位点包含4个序列模块(Sequence module),把具有模块#1~#4(Module#1~#4)的CBS位点定义为正向。在人类神经母细胞瘤(Neuroblastoma)SK-N-SH细胞系中,CTCF介导增强子HS5-1和Pcdh4、8、12和c1启动子的相互作用,并且突变启动子处的CBS位点导致启动子活性的降低。在人类和小鼠增强子HS5-1位点发现有HS5-1a和HS5-1b两个CBS位点,这2个CBS位点都具有序列模块#4~#1(Module#4~#1),因此其方向是反向的。在人类子宫内膜癌细胞系HEC-1B中,将包含2个CBS位点的增强子HS5-1进行反转,会减少增强子HS5-1与上游Pcdh启动子的环化,并增加增强子HS5-1与下游Pcdh启动子的环化,因此改变了Pcdh基因簇的2个CCD拓扑结构域。
(2)全基因组分析CTCF在调控区域的分布
通在全基因组范围内利用ENCODE计划[31]中人类慢性骨髓性白血病细胞系K562的ChIP-Seq数据分析了CTCF和增强子标志H3K4Me1,H3K27ac以及启动子标志[]RNAP II,H3K4Me3的关系。本文发现有44%的H3K4Me1峰(图2A)和45%的H3K27ac峰(图2B)附近2 kb内至少有一个CBS位点;79%的RNAP II峰(图4C)和72%的H3K4Me3峰(图2D)附近2 kb内至少有一个CBS位点。本文推测CTCF蛋白结合在增强子和启动子等调控元件附近,可能参与增强子和启动子之间的染色质长距离环化[38]。例如,ENCODE计划[31]中K562的ChIA-PET(Chromatin interaction analysis by paired-end tag sequencing)数据[39, 40]显示在CTCF蛋白的介导下,Pcdh的调控区域和Pcdh基因启动子区域发生相互作用。相关研究成果2015年发表于《Cell》(为生物领域1区刊物)。
 
2、携带EGFR突变的肺鳞癌治疗耐药机理研究
肺癌是目前发病率和病死率最高的恶性肿瘤,在世界范围内每年因肺癌导致的死亡超过100万人。在王晓东院士带领下,我们和北京肿瘤医院临床科室王洁团队开展了转化医学研究,对肺癌的治疗耐药机理进行了研究。
表皮生长因子受体(EGFR)是一种广泛分布于人体各组织细胞膜上的多功能糖蛋白,为HER/ErbB家族的4个成员之一,其在肿瘤细胞的生长、局部浸润、血管形成、肿瘤转移以及蛋白翻译和细胞代谢中都起到重要作用。 目前用于治疗NSCLC 的EGFR 靶向药物主要有西妥单抗(Cetuximab), 吉非替尼(gefitinib)和厄罗替尼 (Erlotinib)。后两者是一种可逆性小分子靶向治疗药物,其在细胞内与ATP 竞争结合EGFR 酪氨酸激酶活性区,从而抑制EGFR 的自身磷酸化及其下游信号通路的传导。在过去的10年中,EGFR-TKI类药物在很大的程度上改善了NSCLC的治疗效果和治疗模 式。但有研究发现分子靶向疗法对NSCLC的临床收益在肺腺癌和肺鳞癌之间存在差异。我们的研究发现,是由于BMP-BMPR-Smad1/5-p70S6K激活导致了包含EGFR突变的肺鳞癌对EGFR- TKIs耐药。结合EGFR-TKI和BMPR或下游mTOR特异性抑制剂来治疗这些肿瘤细胞,可以有效逆转对EGFR-TKI的耐药。同时用 PI3K/mTOR双抑制剂BEZ235来阻断整条PI3K-AKT-mTOR信号通路也可以有效治疗这种肺鳞癌亚型。 这项研究为治疗携带EGFR突变的肺鳞癌患者提供了一个可行的临床治疗策略。相关研究成果2015年发表于《PNAS》并标注国重资助(为综合领域1区刊物)。
 
3RIPK3细胞坏死通路在呼吸道合胞病毒感染中的作用及机制研究
在研究细胞坏死的过程中,我们发现HSP90和CDC37协同伴侣分子复合物是RIP3激活及诱导程序性坏死的必要条件。这一复合物与RIP3发生 了物理结合。我们进一步证实一些HSP90的化学抑制剂可通过阻止RIP3激活有效地阻断程序性坏死。CDC37受到抑制的细胞无法响应程序性坏死刺激。此外,我们还发现当前作为一种癌症疗法处于临床研发阶段的一个HSP90抑制剂,能够阻止TNF-α处理大鼠中的全身性炎症反应综合征。研究结果表明, HSP90和CDC37协同伴侣分子复合物介导的蛋白质折叠是程序性坏死过程中RIP3激活过程的一个重要组成部分。相关研究成果2015年发表于《PNAS》并标注国重资助(为综合领域1区刊物)。
在随后的研究中,我们利用北京生命科学研究所化学中心的31万种小分子化合物库针对细胞坏死通路(Necroptosis)进行了高通量筛选,寻找能够阻止细胞坏死发生的小分子化合物。其中,一种来自越南巴豆(Croton kongensis)的化合物kongensin A显示出非常高的活性。我们发现了从越南巴豆(Croton kongensis)中分离出的天然产物kongensin A (KA) 是一种有效的程序性坏死抑制剂及细胞凋亡诱导剂。采用一种新的生物正交反应(bioorthogonal ligation)方法,我们揭示出HSP90是KA的一个直接的细胞靶标。通过体外生化及蛋白质质谱进一步的研究证实,KA共价结合HSP90中间结构域中从前未确定特征的第 420位半胱氨酸,将HSP90与它的协同伴侣分子CDC37分开,由此在多个癌细胞系中抑制了RIP3依赖性的程序性坏死并促进了凋亡。相关研究成果发表于2016年的《Cell Chemical Biology》(标注国重资助),并作为当期特色文章(Featured Article)。
 
4中国人2型糖尿病(T2D)遗传机制及个体化治疗
(1)发现ZNRF1、COLEC12、SCYL1BP1和API5基因及其邻近变异与中国人2型糖尿病视网膜病变相关
糖尿病视网膜病变是成人致盲的重要原因之一,受遗传因素影响,但由于疾病复杂,研究进展缓慢。我们的研究选取了3个GWAS报道的40个糖尿病视网膜病变(DR)相关易感位点,对1972例2型糖尿病患者(包括819例DR患者及1153例糖尿病病程大于5年但无DR的患者)进行基因分型,在总人群及亚组中分别研究上述位点与中国人2型糖尿病视网膜病变的相关性。结果显示,在中国2型糖尿病患者中,rs17684886和rs599019 与DR发病风险及严重程度相关,rs6427247和rs899036 与重度DR相关。研究结果2015年发表在Diabetologia杂志(为内分泌与代谢领域1区刊物)。
(2)发现PSMD6是判断临床降糖药物选择位点
我们研究纳入209例新诊断的2型糖尿病患者并将其随机分配到瑞格列奈治疗组或罗格列酮治疗组。各组患者均治疗48周,测量治疗前后人体学基本参数及糖脂代谢相关指标,对各组患者进行PSMD6 rs831571位点的基因分型,分析各组基因型与血糖达标率的关系。结果发现,罗格列酮治疗组中, rs831571位点与治疗24周后空腹血糖、2小时血糖水平及糖化血红蛋白的下降显著相关(P值分别为0.0368、0.0468和0.0247)。该位点C等位基因与治疗24周及32周时更好的空腹血糖达标率显著相关(P值分别为0.0172 和 0.0257, OR (95%CI) =2.358(1.164, 4.778) 和 2.224(1.102, 4.489))。生存分析也发现在校正了基线的年龄、性别及体质指数之后,该位点CC纯合子具有更好的空腹血糖累计达标率(P=0.0654)。瑞格列奈治疗组中,该位点与治疗24周后糖化血红蛋白的下降显著相关(P=0.0096),并与治疗48周时评价胰岛素敏感性的指标HOMA-IR水平显著相关(P=0.0235)。因此,PSMD6 基因rs831571位点能够影响罗格列酮及瑞格列奈的疗效。研究结果发表在Scientific Report杂志(为综合领域1区刊物)。