項(xiàng)目名稱： 細(xì)胞膜重要脂質(zhì)代謝產(chǎn)物對重大疾病病理生理過程的調(diào)控首席科學(xué)家： 朱毅 北京大學(xué)起止年限： 2010年 1月-2014 年 8月依托部門： 教育部一、研究內(nèi)容花生四烯酸被 COX、LOX 和 CYP三條途徑代謝生成上百種結(jié)構(gòu)相似，但具有不同生物活性的代謝產(chǎn)物，在生命活動(dòng)和多種重大疾病過程中發(fā)揮重要的作用。然而，許多重要花生四烯酸代謝產(chǎn)物的作用機(jī)制和關(guān)鍵的作用靶點(diǎn)等尚不完全清楚。特別是花生四烯酸代謝一條通路出現(xiàn)異?；蛘吒淖儠r(shí)，會(huì)如何影響其他代謝途徑、會(huì)如何影響生物體的整體代謝，上述影響有什么病理生理學(xué)意義等重要問題仍然需要深入研究。另外，花生四烯酸代謝依賴幾十種相關(guān)酶的共同作用，而上百種代謝產(chǎn)物與相應(yīng)的蛋白質(zhì)（包括受體、信號(hào)分子等）結(jié)合和相互作用，共同介導(dǎo)了花生四烯酸系統(tǒng)對細(xì)胞和器官功能的影響。任何外界刺激或細(xì)胞功能狀態(tài)改變導(dǎo)致的花生四烯酸代謝通路的改變，必然影響各通路代謝產(chǎn)物之間的穩(wěn)態(tài)，進(jìn)而造成細(xì)胞乃至機(jī)體的功能紊亂。本項(xiàng)目將現(xiàn)代生物學(xué)方法和轉(zhuǎn)基因/基因敲除等模式動(dòng)物相結(jié)合，橫向研究在不同的生理病理狀態(tài)下花生四烯酸代謝途徑和產(chǎn)物的變化及其重要代謝產(chǎn)物與相關(guān)蛋白質(zhì)相互作用的機(jī)制，進(jìn)而闡明花生四烯酸代謝系統(tǒng)在不同病理生理狀態(tài)下的作用。（一）關(guān)鍵科學(xué)問題：本項(xiàng)目針對“花生四烯酸代謝通路不同產(chǎn)物之間形成的網(wǎng)絡(luò)、及其與相關(guān)蛋白質(zhì)的相互作用機(jī)理、影響生物代謝組的規(guī)律以及對重要病理生理過程的調(diào)控作用機(jī)制”等關(guān)鍵科學(xué)問題開展研究。（二）主要研究內(nèi)容圍繞我們提出的關(guān)鍵科學(xué)問題，根據(jù)前述的目前國際和國內(nèi)研究現(xiàn)狀以及我們具備的條件和前期工作基礎(chǔ)，本項(xiàng)目以花生四烯酸代謝為中心，以代謝產(chǎn)物與相關(guān)蛋白相互作用和調(diào)節(jié)為主軸,針對花生四烯酸代謝產(chǎn)物在重要生理及病理生理過程中的調(diào)節(jié)作用，擬運(yùn)用代謝組學(xué)、蛋白組學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)和模式動(dòng)物結(jié)合的方法展開研究。本項(xiàng)目主要研究內(nèi)容將在以下三個(gè)層面展開：1、闡明花生四烯酸的三大代謝通路中不同的代謝產(chǎn)物間的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控和代謝調(diào)節(jié)的關(guān)鍵因素，以及花生四烯酸代謝改變對整體和特定組織器官代謝組的影響（1）首先在細(xì)胞水平，研究環(huán)氧酶（COX-1 和 COX-2）、脂氧酶（5-LOX，12-LOX， 15-LOX1和 15-LOX2）及 P450單氧酶(表氧酶和-羥化酶)三大代謝通路的代謝產(chǎn)物，以期明確花生四烯酸的所有活性代謝產(chǎn)物代謝譜的變化，并可望發(fā)現(xiàn)新的生物活性物質(zhì)；（2）運(yùn)用花生四烯酸三大代謝通路關(guān)鍵合成酶基因的敲除小鼠模型，借助代謝組學(xué)手段研究動(dòng)物組織、血液和尿液中的花生四烯酸代謝產(chǎn)物以及整體代謝組的變化規(guī)律，以闡明單一通路阻斷對其他通路代謝產(chǎn)物的影響；（3）在細(xì)胞和整體動(dòng)物水平研究在單一代謝途徑阻斷的情況下，重要病理生理刺激因素對花生四烯酸代謝產(chǎn)物種類和合成水平的影響，以明確花生四烯酸不同代謝產(chǎn)物間的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)制。2、重要的花生四烯酸代謝產(chǎn)物與相關(guān)蛋白的相互作用（1）利用結(jié)構(gòu)生物學(xué)和分子生物學(xué)手段明確 COX及 LOX產(chǎn)物與其相應(yīng)膜受體結(jié)合的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和介導(dǎo)不同信號(hào)通路的分子機(jī)制。該研究將有助于闡明同一花生四烯酸分子調(diào)節(jié)不同生理和病生理過程以及不同產(chǎn)物參與同一生理及病生理過程調(diào)節(jié)的分子基礎(chǔ)； （2）研究花生四烯酸代謝產(chǎn)物與代謝性核受體相互作用的機(jī)制及其生物學(xué)作用，該項(xiàng)研究將可揭示花生四烯酸代謝產(chǎn)物通過核受體調(diào)控重要生理、病理生理過程的機(jī)制及與重大疾病的關(guān)系；（3）發(fā)現(xiàn)與重要花生四烯酸代謝產(chǎn)物（包括 COX代謝產(chǎn)物前列腺素、前列環(huán)素、血栓素；LOX 代謝物白三烯、5-HETE 和 15-HETE和 CYP代謝物 EETs和/-1-HETE）相互作用的新的蛋白分子，以闡明花生四烯酸代謝產(chǎn)物參與重要生理及病生理過程調(diào)節(jié)的機(jī)制；（4）應(yīng)用分子和細(xì)胞生物學(xué)手段在重要花生四烯酸代謝產(chǎn)物受體及其作用蛋白轉(zhuǎn)基因或基因敲除動(dòng)物模型中研究相應(yīng)花生四烯酸代謝產(chǎn)物與相關(guān)蛋白質(zhì)的相互作用及其機(jī)制。3、花生四烯酸代謝產(chǎn)物對重要生理病理過程的調(diào)控作用及其機(jī)制（1）在細(xì)胞水平研究重要花生四烯酸代謝產(chǎn)物對細(xì)胞增殖與分化、糖、脂代謝以及炎癥過程等重要生理病理過程的影響及其機(jī)制；（2）在整體動(dòng)物水平，利用模式動(dòng)物和基因敲除動(dòng)物研究花生四烯酸代謝產(chǎn)物與上述生理病理過程及其功能紊亂引起的相應(yīng)重大疾病的關(guān)系。我們將本著“有所為，有所不為”的原則，以這些病理生理變化對心血管系統(tǒng)影響為重點(diǎn)展開研究；A. 以高脂血癥等疾病模式研究重要花生四烯酸代謝產(chǎn)物對脂代謝的影響和其代謝紊亂與高脂血癥發(fā)生的關(guān)系；B. 以具有慢性血管炎癥為特征的動(dòng)脈粥樣硬化為切入點(diǎn)，探討花生四烯酸代謝產(chǎn)物調(diào)控血管內(nèi)皮細(xì)胞功能，參與對動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生、發(fā)展的機(jī)制； C. 心血管細(xì)胞的損傷與重塑發(fā)生是細(xì)胞增殖與分化失衡的結(jié)果。以高血壓、心肌肥大及內(nèi)膜新生為模型，研究不同花生四烯酸代謝產(chǎn)物在心肌細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞中對細(xì)胞增殖與分化的影響。上述研究的完成不僅將完善我們對花生四烯酸活性產(chǎn)物復(fù)雜網(wǎng)路調(diào)節(jié)的認(rèn)識(shí)，也有助于明確花生四烯酸代謝產(chǎn)物調(diào)節(jié)重要病理生理過程的機(jī)制和分子基礎(chǔ)；也將有助于闡明花生四烯酸對人類重大疾?。ǜ哐獕?、動(dòng)脈粥樣硬化和心肌?。┎〕痰挠绊憽Ｉ鲜鲅芯康耐瓿梢矊⒖赡馨l(fā)現(xiàn)一些花生四烯酸代謝的新產(chǎn)物或新功能，為干預(yù)上述重要病生理過程和相關(guān)疾病提供潛在的藥物靶點(diǎn)。二、預(yù)期目標(biāo)（一）總體目標(biāo)：本項(xiàng)目旨在以花生四烯酸代謝與重要生理病理過程調(diào)節(jié)為重點(diǎn)，通過組學(xué)研究與模式動(dòng)物研究相結(jié)合的多中心、跨學(xué)科的聯(lián)合研究，整合國內(nèi)優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)，礪練一支花生四烯酸代謝相關(guān)研究的隊(duì)伍，進(jìn)一步完善相關(guān)的研究體系，為我國在這一重要研究領(lǐng)域躋身國際先進(jìn)行列提供基礎(chǔ)和條件。我們預(yù)期在今后 5-10年內(nèi)逐步闡明花生四烯酸在不同的生理、病理狀態(tài)下代謝的規(guī)律以及不同代謝途徑間的相互關(guān)系；在該領(lǐng)域獲得突破，并在國際上處于領(lǐng)先水平。確定重要的花生四烯酸代謝物與蛋白質(zhì)和受體的相互作用及機(jī)制、引起的信號(hào)和網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)的變化，這些小分子化合產(chǎn)物及相關(guān)聯(lián)的蛋白分子在生理和病理生理網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)中的位置等。明確重要的花生四烯酸代謝產(chǎn)物在細(xì)胞增殖、分化、炎癥等重要生理病理過程中的作用，分子機(jī)制和關(guān)鍵的作用靶點(diǎn)；在基于花生四烯酸代謝產(chǎn)物的自主創(chuàng)新的藥物開發(fā)，和某些重大疾病的診斷標(biāo)志等方面獲得一批有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重要成果；為疾病治療提供理論基礎(chǔ)和潛在靶點(diǎn)，從而為下一步研究疾病的防治策略、治療決策和新藥開發(fā)提供依據(jù)。（二）五年預(yù)期目標(biāo)：在項(xiàng)目資助的五年內(nèi)，我們擬實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：1. 闡明干預(yù)花生四烯酸單一代謝通路引起的整體代謝產(chǎn)物的相互消長關(guān)系、調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)和其介導(dǎo)的主要病理生理學(xué)功能；2. 闡明花生四烯酸代謝通路和代謝產(chǎn)物在幾個(gè)重大疾?。▌?dòng)脈粥樣硬化、高血壓、血管再狹窄和心衰）的病理生理過程中的作用靶點(diǎn)和機(jī)制；3. 以重要花生四烯酸代謝產(chǎn)物為探針分子研究它們在重要心血管疾病中的作用，揭示花生四烯酸代謝產(chǎn)物與相關(guān)疾病發(fā)生關(guān)系，為發(fā)現(xiàn)具有潛在應(yīng)用價(jià)值的藥物靶點(diǎn)奠定基礎(chǔ)； 4. 完善和加強(qiáng)代謝組學(xué)技術(shù)平臺(tái)以及花生四烯酸代謝相關(guān)的轉(zhuǎn)基因小鼠和組織特異性基因敲除小鼠等模式動(dòng)物平臺(tái)；運(yùn)用幾種重要的花生四烯酸代謝酶基因和幾個(gè)重要的代謝物受體轉(zhuǎn)基因或基因敲除動(dòng)物，完成在非干預(yù)狀態(tài)下和不同干預(yù)狀態(tài)下重要組織器官基因表達(dá)譜和蛋白組學(xué)研究。5. 發(fā)現(xiàn) 10-20個(gè)重要的調(diào)節(jié)或功能蛋白，著重研究和闡明其中 5-10種重要蛋白的作用和在調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)中的作用和位置；6. 針對花生四烯酸代謝相關(guān)的酶、受體、作用靶點(diǎn)，建立專門的基因芯片和蛋白質(zhì)芯片，用于課題模式動(dòng)物和細(xì)胞基因和蛋白質(zhì)表達(dá)變化的篩選；7. 在國際主流期刊發(fā)表高質(zhì)量論文 60-80 篇，申請國內(nèi)外專利 10-15 項(xiàng)，申報(bào)國家獎(jiǎng)勵(lì) 2-4項(xiàng)。三、研究方案總體研究方案（一）學(xué)術(shù)思路：以花生四烯酸代謝為中心，以代謝產(chǎn)物和相關(guān)蛋白質(zhì)相互作用和調(diào)節(jié)為主軸,針對它們在重要病理生理過程中的調(diào)節(jié)作用，運(yùn)用現(xiàn)代生物學(xué)（組學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)、生物信息學(xué)）和模式動(dòng)物結(jié)合的方法展開研究。在總體研究方案有如下幾個(gè)層面：1、在課題的選擇上，我們選擇花生四烯酸這一分布廣泛、其代謝產(chǎn)物復(fù)雜且有重要生理病理作用，但作用機(jī)制還遠(yuǎn)未闡明的小分子化合物為研究對象。選用現(xiàn)代生物學(xué)方法和轉(zhuǎn)基因/基因敲除等模式動(dòng)物相結(jié)合，橫向研究在不同的生理、病理狀態(tài)下代謝途徑，內(nèi)源性代謝產(chǎn)物的變化及與相關(guān)蛋白質(zhì)相互作用機(jī)制；2、在第一個(gè)層面，我們將在三大代謝途徑的代謝酶基因和幾個(gè)重要的花生四烯酸代謝物的受體轉(zhuǎn)基因或基因敲除的細(xì)胞模型中，研究基因和代謝產(chǎn)物所致的代謝組和蛋白組變化。結(jié)合模式生物學(xué)手段研究當(dāng)一條通路，一個(gè)酶活性發(fā)生改變時(shí)，其他通路和酶的變化，代謝產(chǎn)物的穩(wěn)態(tài)的改變以及整體代謝組改變。以期發(fā)現(xiàn)代謝產(chǎn)物與相關(guān)酶的相互作用，以及代謝產(chǎn)物在重要生物調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中的作用及其機(jī)制。3、在第二個(gè)層面，研究花生四烯酸代謝產(chǎn)物與受體及轉(zhuǎn)錄因子等相關(guān)蛋白的相互作用機(jī)制和調(diào)控功能。重點(diǎn)研究不同的代謝產(chǎn)物對代謝性核受體重要信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的調(diào)控作用及其空間結(jié)構(gòu)和生物學(xué)功能的影響；同時(shí)研究與糖、脂代謝調(diào)控相關(guān)的代謝性核受體和轉(zhuǎn)錄因子等對花生四烯酸代謝的調(diào)控機(jī)制。4、在第三個(gè)層面，研究花生四烯酸三條代謝途徑的代謝酶和主要代謝產(chǎn)物在細(xì)胞增殖與分化、細(xì)胞激活和炎癥、糖脂代謝紊亂等重要的病理生理過程中的作用。以心血管系統(tǒng)改變?yōu)榇恚弥卮蠹膊∪绺哐獕?、?dòng)脈粥樣硬化、糖脂代謝紊亂和心力衰竭等疾病的動(dòng)物模型和細(xì)胞模型，研究發(fā)生這些效應(yīng)的同時(shí)蛋白質(zhì)組和代謝組的變化規(guī)律。（二）總體技術(shù)路線按照上述總體思路，本項(xiàng)目利用多種模式動(dòng)物研究不同基因缺陷和高表達(dá)增強(qiáng)后的表型變化。首先在細(xì)胞水平通過高表達(dá)或沉默相關(guān)基因及直接加入相關(guān)代謝物（如 PGE2,HETEs,EETs等）驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果并進(jìn)行機(jī)制研究；進(jìn)而進(jìn)行基因組、蛋白組學(xué)研究和機(jī)制研究，明確重要蛋白在整個(gè)組學(xué)變化中的位置、調(diào)節(jié)作用和作用機(jī)制；然后是研究主要花生四烯酸代謝物在重要疾病中的病理生理作用，確定關(guān)鍵作用靶點(diǎn)。具體用以下模式圖表示。圖 2.總體技術(shù)路線（三）研究特色和創(chuàng)新性1、凝練出明確的科學(xué)問題和研究思路-以花生四烯酸通路為主軸，將花生四烯酸代謝作為一個(gè)整體進(jìn)行研究：本項(xiàng)目首次將花生四烯酸代謝產(chǎn)物這一作為體內(nèi)多種小分子活性物質(zhì)的前體物質(zhì)、在生物體內(nèi)廣泛存在且含量豐富的物質(zhì)作為一個(gè)整體進(jìn)行研究。與目前的單一產(chǎn)物，單一酶和單一通路研究不同，我們利用組學(xué)分析和生物信息學(xué)方法主要研究三條通路間的交互作用、三條代謝通路間的平衡與調(diào)節(jié)； 2、跨學(xué)科整合，優(yōu)勢互補(bǔ)、組學(xué)研究與模式動(dòng)物結(jié)合：本項(xiàng)目的研究人員由高校長期從事花生四烯酸代謝與疾病研究的教授和科學(xué)院具有代謝組學(xué)和結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究經(jīng)驗(yàn)的專家組成。研究隊(duì)伍具有明顯的優(yōu)勢互補(bǔ)性。研究將利用先進(jìn)的技術(shù)手段，包括高通量基因和蛋白質(zhì)芯片技術(shù)、蛋白組學(xué)技術(shù)、代謝組學(xué)和生物信息學(xué)技術(shù)和各種模式動(dòng)物，這將大大提高工作效率和獲得更多、更可靠的信息；對代謝性核受體和轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究不僅可以揭示蛋白質(zhì)的功能和作用機(jī)制，而且可以為設(shè)計(jì)活性小分子作為激活劑和抑制劑提供理論依據(jù)；3、探索新的研究模式與建立新的技術(shù)平臺(tái)系統(tǒng)：因?yàn)榛ㄉ南┧岽x產(chǎn)物既能夠調(diào)控代謝性核受體和轉(zhuǎn)錄因子的生物學(xué)功能，反過來又是代謝性核受體和轉(zhuǎn)錄因子所調(diào)控酶的底物或產(chǎn)物，因此它們之間的相互作用是一種典型的反饋調(diào)控模式。本項(xiàng)目將動(dòng)態(tài)而全面的研究蛋白質(zhì)與代謝產(chǎn)物的相互作用。采用上述多種新的技術(shù)和模式動(dòng)物對花生四烯酸代謝產(chǎn)物效應(yīng)進(jìn)行立體的研究和發(fā)掘、全方位研究其引起的蛋白質(zhì)組學(xué)變化、在網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)中的作用；分析這些代謝產(chǎn)物并發(fā)現(xiàn)新的產(chǎn)物及其靶分子，研究相關(guān)作用機(jī)制，確定其在網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)中的位置和發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)；4、研究內(nèi)容明確，各課題組間關(guān)系密切、分工協(xié)作：由于花生四烯酸代謝物有共同和基本的結(jié)構(gòu)，不同的課題組研究的分子效應(yīng)和靶點(diǎn)可能交叉融合，因而能獲得更全面和準(zhǔn)確的信息。項(xiàng)目利用已經(jīng)建立的基因和蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)平臺(tái)進(jìn)行，各課題之間緊密協(xié)調(diào)進(jìn)行。如課題 1重點(diǎn)利用組學(xué)平臺(tái)研究花生四烯酸代謝產(chǎn)物的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控，但研究有賴于其他課題的模式動(dòng)物，而發(fā)現(xiàn)的新信息和分子在其他的課題組進(jìn)行深入的功能研究。課題 2介于課題 1和課題 3、4之間，重點(diǎn)研究代謝產(chǎn)物與相關(guān)蛋白的關(guān)系，為課題 3和 4的機(jī)制研究提供蛋白質(zhì)靶點(diǎn)。而課題 3和 4分別以疾病模型研究花生四烯酸代謝產(chǎn)物在細(xì)胞增殖與分化，炎癥與抗炎中的作用，功能性研究結(jié)果將不斷提供新的內(nèi)容在組學(xué)平臺(tái)進(jìn)行分析。另外，我們將建立的花生四烯酸代謝特異性基因芯片和蛋白質(zhì)芯片為各課題組的相關(guān)研究提供篩選平臺(tái)。 （四）取得重大突破的可行性分析如果本項(xiàng)目獲得資助，我們有望在前列腺素受體（4 個(gè)受體）通路、CYP-EETs -sEH代謝等方面在不同器官和細(xì)胞的作用靶點(diǎn)（受體和關(guān)鍵分子）和代謝性核受體的相互作用、對不同細(xì)胞信號(hào)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用和作用機(jī)制、在網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)中的作用和位置等方面取得重要成就和突破；在幾個(gè)重要疾病模型（高血壓、心肌肥厚、動(dòng)脈粥樣硬化等）中的病理作用等方面取得突破。理由如下：（1）國內(nèi)已經(jīng)形成了包括本項(xiàng)目組主要成員在內(nèi)的以花生四烯酸代謝為主要研究方向的隊(duì)伍。在科技部和國家自然科學(xué)基金委的資助下，近年來新近回國的一批該領(lǐng)域相關(guān)的科學(xué)家已經(jīng)在國內(nèi)做出了顯著的成績，建立起了相關(guān)研究平臺(tái)和隊(duì)伍，并開始發(fā)表高水平的系統(tǒng)研究成果，為本項(xiàng)目奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；（2）本項(xiàng)目的團(tuán)隊(duì)有很好的學(xué)科交叉和優(yōu)勢互補(bǔ)。除了聚集了國內(nèi)在花生四烯酸代謝方面有很強(qiáng)研究背景的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和優(yōu)秀的骨干力量外，我們團(tuán)隊(duì)還包括在蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)研究方面的優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)，用新的思維和新的研究模式對花生四烯酸代謝與重要生理病理過程展開全面研究。（3）本項(xiàng)目承擔(dān)單位具有良好的蛋白組學(xué)平臺(tái)和工作經(jīng)驗(yàn)，并包括了波譜與原子分子物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已建立的代謝組核磁共振技術(shù)平臺(tái)。我們還擁有研究所需的包括幾十種轉(zhuǎn)基因和基因敲除（含器官選擇性的）實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型，為我們工作的順利開展提供了必要條件。（4）從前期工作基礎(chǔ)看，本項(xiàng)目各課題組均有自己特色的系列工作基礎(chǔ)，研究工作已形成完整的系統(tǒng)并具有原創(chuàng)性突破。在我們課題組成員之間已經(jīng)展開了密切的合作，如管又飛與唐惠儒之間已經(jīng)就基因敲除小鼠的代謝組改變正在進(jìn)行合作研究。（5）本項(xiàng)目的主要研究內(nèi)容均是在原有的獨(dú)立原創(chuàng)工作的基礎(chǔ)上的延伸，例如首次用前列腺素 E2受體轉(zhuǎn)基因和敲除動(dòng)物的研究、關(guān)于 CYP-EETs與高血壓、心肌肥厚及動(dòng)脈粥樣硬化的研究等。如能整合大家的力量和學(xué)科交叉的優(yōu)勢，針對我們凝練的科學(xué)問題，集中精力攻克難關(guān)，我們有理由相信在花生四烯酸代謝領(lǐng)域能夠取得重要成就和突破性進(jìn)展。課題分解(一)課題設(shè)置：課題一、花生四烯酸網(wǎng)絡(luò)調(diào)控及其代謝組學(xué)研究主要承擔(dān)單位：中國科學(xué)院上海生命科學(xué)院、中國科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所課題負(fù)責(zé)人： 沈 旭，45 歲，研究員，博士生導(dǎo)師，上海生命科學(xué)院藥物所主要學(xué)術(shù)骨干：唐惠儒，43 歲，研究員，博士生導(dǎo)師，中科院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所研究內(nèi)容：綜合應(yīng)用代謝組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)等方法和技術(shù)研究在不同生理、病理狀態(tài)下花生四烯酸不同代謝途徑及其代謝產(chǎn)物的調(diào)節(jié)、代謝產(chǎn)物EETs，PGE2 和各種 HETE等與相關(guān)代謝酶和受體的相互作用，及其在重要生物調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中的作用途徑及其機(jī)制。（1）發(fā)展和完善適合本項(xiàng)目研究的代謝組分析技術(shù)，發(fā)現(xiàn)新的花生四烯酸代謝產(chǎn)物、新的作用靶點(diǎn)及其與靶分子的作用關(guān)系和調(diào)控機(jī)制；（2）不同代謝途徑之間，與相關(guān)蛋白酶和受體的相互作用及其機(jī)制；（3）花生四烯酸代謝產(chǎn)物在重要生物調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中的作用及其機(jī)制；（4）運(yùn)用模式動(dòng)物及細(xì)胞通過干擾不同代謝環(huán)節(jié)，研究花生四烯酸代謝調(diào)節(jié)整體代謝組的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)相關(guān)的代謝標(biāo)志物和代謝途徑。（5）用 X-衍射或 NMR方法測定花生四烯酸代謝產(chǎn)物與結(jié)合蛋白質(zhì)復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)，研究內(nèi)源產(chǎn)物與蛋白質(zhì)的相互作用方式和位點(diǎn)。 預(yù)期目標(biāo)：1）闡明干預(yù)花生四烯酸代謝通路引起的代謝產(chǎn)物的相互消長關(guān)系、調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)和其介導(dǎo)的主要病理生理學(xué)功能；2）以花生四烯酸代謝產(chǎn)物為探針分子篩選候選作用蛋白,研究它們在相關(guān)疾病發(fā)生的新信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及分子調(diào)控通路，為發(fā)現(xiàn)具有潛在應(yīng)用價(jià)值的藥物靶點(diǎn)奠定基礎(chǔ)；3）利用一系列生物化學(xué)和生物物理方法，形成具有原創(chuàng)能力的花生四烯酸代謝產(chǎn)物調(diào)控作用機(jī)制的研究平臺(tái)；4）發(fā)現(xiàn) 8-10個(gè)重要的調(diào)節(jié)或功能蛋白，選擇研究和闡明其中有重要意義蛋白的作用和在調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)中的作用和位置；5）在國際主流學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表高質(zhì)量研究論文 15-20篇，申請專利 3-5項(xiàng)；6）完善和加強(qiáng)代謝組學(xué)技術(shù)平臺(tái)，建立一支具有原創(chuàng)能力的化學(xué)生物學(xué)研究隊(duì)伍，培養(yǎng)博士生 6人、博士后 2人。經(jīng)費(fèi)比例：21.4%課題二、花生四烯酸代謝產(chǎn)物與糖、脂代謝相關(guān)的核受體和轉(zhuǎn)錄因子的相互作用承擔(dān)單位：中國科學(xué)院上海生命科學(xué)院、北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部課題負(fù)責(zé)人： 應(yīng) 浩 35 歲，研究員，博士生導(dǎo)師，上海生命科學(xué)院主要學(xué)術(shù)骨干：郭非凡 41 歲，研究員，博士生導(dǎo)師，上海生命科學(xué)院向 嵩 35 歲，研究員，博士生導(dǎo)師，上海生命科學(xué)院汪南平 46 歲，教授，博士生導(dǎo)師，北京大學(xué)研究內(nèi)容：本課題研究探索在糖、脂代謝調(diào)控中，花生四烯酸代謝產(chǎn)物與代謝性核受體以及相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子相互作用機(jī)制及調(diào)控功能，包括（1）不同的花生四烯酸代謝產(chǎn)物對代謝性核受體空間結(jié)構(gòu)以及生物學(xué)功能的影響；（2）代謝性核受體和轉(zhuǎn)錄因子對花生四烯酸代謝途徑的調(diào)控機(jī)制；（3）花生四烯酸代謝產(chǎn)物在代謝性核受體和轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控的糖、脂代謝中的功能及作用機(jī)制；（4）花生四烯酸代謝在糖、脂代謝和重大代謝性疾病發(fā)生發(fā)展中的變化規(guī)律、影響因素和作用機(jī)理。預(yù)期目標(biāo)：1、針對花生四烯酸代謝產(chǎn)物對糖、脂代謝的功能調(diào)控，系統(tǒng)研究參與花生四烯酸代謝途徑的關(guān)鍵調(diào)控蛋白質(zhì)，特別是代謝性核受體 PPAR和轉(zhuǎn)錄因子SREBP-1的生理功能；2、研究花生四烯酸代謝產(chǎn)物與關(guān)鍵蛋白質(zhì)的相互作用機(jī)制及其所調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，并探索花生四烯酸代謝產(chǎn)物在糖、脂代謝過程中的生物學(xué)功能和在重大代謝性疾病發(fā)生發(fā)展中的病理學(xué)意義。3、針對花生四烯酸代謝相關(guān)的酶、受體、作用靶點(diǎn)，建立專門的蛋白質(zhì)芯片，用于模式動(dòng)物和細(xì)胞蛋白質(zhì)表達(dá)變化的篩選，并為其他課題組提供平臺(tái)；4、發(fā)現(xiàn) 8-10個(gè)重要的調(diào)節(jié)或功能蛋白，選擇研究和闡明其中有重要意義蛋白的作用和在調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)中的作用和位置；5、在國際主流學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表高質(zhì)量研究論文 15-20篇，申請專利 3-5項(xiàng)；6、建立一支具有原創(chuàng)能力的分子生物學(xué)研究隊(duì)伍，培養(yǎng)博士生 6-8人、博士后 2人。經(jīng)費(fèi)比例：22.6%課題三、花生四烯酸代謝產(chǎn)物與炎癥調(diào)控和動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)病機(jī)制承擔(dān)單位：汕頭大學(xué)、北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部課題負(fù)責(zé)人： 周應(yīng)畢 48 歲，教授，博士生導(dǎo)師，汕頭大學(xué)主要學(xué)術(shù)骨干：管又飛 44 歲，教授，博士生導(dǎo)師，北京大學(xué)黃東陽 52 歲，教授，博士生導(dǎo)師，汕頭大學(xué)羅文鴻 45 歲，教授，博士生導(dǎo)師，汕頭大學(xué)研究內(nèi)容：本課題組利用我們已擁有的多種花生四烯酸相關(guān)基因敲除和轉(zhuǎn)基因小鼠，應(yīng)用分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、代謝組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、以及病理生理方法和手段研究：（1）在炎癥過程中花生四烯酸不同代謝途徑中的變化規(guī)律，及它們對血管功能影響和機(jī)制；（2）花生四烯酸重要代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生、降解在炎癥過程中的病理生理作用；（3）花生四烯酸代謝通路及其代謝產(chǎn)物在動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生、發(fā)展及治療中的作用；（4）COX、LOX 及其前列腺素合酶和受體基因敲除和活性抑制對花生四烯酸代謝組的影響以及對其他途徑產(chǎn)物的調(diào)節(jié)作用。預(yù)期目標(biāo)：1、明確在炎癥過程中花生四烯酸不同代謝途徑中的變化規(guī)律，花生四烯酸重要代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生、降解在炎癥過程中對整體動(dòng)物和細(xì)胞的病理生理作用以及它們對血管功能的影響和機(jī)制；2、闡明花生四烯酸代謝通路及其代謝產(chǎn)物在動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生、發(fā)展及治療中的作用及其分子機(jī)制。3、研究闡明花生四烯酸 COX、LOX 及其前列腺素合酶和受體基因敲除和活性抑制對花生四烯酸代謝組的影響以及對其他代謝產(chǎn)物的調(diào)節(jié)作用。研究它們在不同器官和組織所致的基因表達(dá)譜和蛋白組的變化，明確這些組學(xué)變化與心血管細(xì)胞功能改變的關(guān)系。4、完善花生四烯酸代謝相關(guān)的轉(zhuǎn)基因小鼠和組織特異性基因敲除小鼠等模式動(dòng)物平臺(tái)；運(yùn)用 5-10種代謝物受體轉(zhuǎn)基因或基因敲除動(dòng)物，完成在非干預(yù)狀態(tài)下和不同干預(yù)狀態(tài)下重要組織器官基因表達(dá)譜和蛋白組學(xué)研究。5、在國際主流學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表高質(zhì)量研究論文 15-20篇，申請專利 3-5項(xiàng)。6、培養(yǎng)博士生 6-8人、博士后 2人。經(jīng)費(fèi)比例：22.6%課題四、花生四烯酸代謝產(chǎn)物對細(xì)胞增殖與分化調(diào)控機(jī)制及其在心血管損傷與重塑中的作用 主要承擔(dān)單位： 北京大學(xué)課題負(fù)責(zé)人： 朱 毅 49 歲，教授，博士生導(dǎo)師，北京大學(xué)主要學(xué)術(shù)骨干： 王 憲 53 歲，教授，博士生導(dǎo)師，北京大學(xué)祝世功 53 歲，教授，博士生導(dǎo)師，北京大學(xué)鄭樂民 35 歲，副教授，碩士生導(dǎo)師，北京大學(xué)研究內(nèi)容以心血管損傷與重塑為切入點(diǎn)，研究花生四烯酸代謝產(chǎn)物對細(xì)胞增殖與分化調(diào)控機(jī)制（1）不同代謝途徑中的產(chǎn)物對細(xì)胞增殖與分化調(diào)控機(jī)制；（2）不同代謝途徑中的產(chǎn)物對心血管細(xì)胞的損傷與保護(hù)機(jī)制；（3）在心血管重塑過程中不同代謝途徑中產(chǎn)物的變化規(guī)律及其病理生理作用；（4）CYP2C44、CYP2J5和 sEH基因缺陷小鼠心血管細(xì)胞的蛋白質(zhì)組和代謝組變化規(guī)律。預(yù)期目標(biāo)：1、初步明確不同花生四烯酸代謝途徑中的產(chǎn)物對細(xì)胞增殖與分化的調(diào)控以及對心血管細(xì)胞的損傷與保護(hù)機(jī)制；闡明在心血管重塑過程中花生四烯酸不同代謝途徑中產(chǎn)物的變化規(guī)律及其病理生理作用；2、闡明花生四烯酸代謝通路和代謝物在具有共同的病理生理過程的高血壓、血管再狹窄和心衰等重大心血管疾病中的作用和機(jī)制，明確數(shù)個(gè)可能通過分子特異性干預(yù)達(dá)到抑制或阻斷疾病發(fā)生、發(fā)展的靶點(diǎn)；3、運(yùn)用 CYP2C44、CYP2J5 和 sEH基因缺陷小鼠，研究 CYP通路在心血管細(xì)胞的蛋白質(zhì)組和代謝組變化規(guī)律；4、針對花生四烯酸代謝相關(guān)的酶、受體、作用靶點(diǎn)，建立專門的基因芯片，用于模式動(dòng)物和細(xì)胞基因表達(dá)變化的篩選，并為其他課題組提供平臺(tái)； 5、在國際主流學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表高質(zhì)量研究論文 15-20 篇，申請專利 3-5項(xiàng)；6、培養(yǎng)博士生 6-8人、博士后 2人。經(jīng)費(fèi)比例：33.4%（二）課題設(shè)置的思路及各課題間的有機(jī)聯(lián)系圍繞要解決的關(guān)鍵科學(xué)問題、主要研究內(nèi)容和預(yù)期目標(biāo)，我們以花生四烯酸代謝為中心，以代謝產(chǎn)物與相關(guān)蛋白相互作用和調(diào)節(jié)為主軸,針對它們在重要生理及病理生理過程中的調(diào)節(jié)作用，設(shè)置 4個(gè)課題。課題設(shè)置思路及與其它課題的關(guān)系分析如下：課題 1將以花生四烯酸代謝組改變及其網(wǎng)絡(luò)調(diào)控研究為重點(diǎn)；利用項(xiàng)目組成員已擁有的各種轉(zhuǎn)基因和基因敲除小鼠，研究各個(gè)通路改變而引起的其他產(chǎn)物的消長以及整體代謝組變化，而發(fā)現(xiàn)的新信息和分子將在其他的課題組進(jìn)行深入的功能研究。是本項(xiàng)目代謝組研究的重要平臺(tái)。課題 2重點(diǎn)研究不同的代謝產(chǎn)物對相關(guān)蛋白，主要是糖、脂代謝相關(guān)的代謝性核受體和轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控作用及其空間結(jié)構(gòu)和生物學(xué)功能的影響；同時(shí)，研究這些核受體和轉(zhuǎn)錄因子對花生四烯酸代謝的調(diào)控機(jī)制。該課題介于課題 1代謝組學(xué)研究和課題 3、4 的各種疾病模型之間，為其他課題的研究提供蛋白質(zhì)靶點(diǎn)，研究相關(guān)蛋白質(zhì)的重要生理和病理作用。同時(shí)，建立花生四烯酸代謝特異性蛋白質(zhì)芯片，為各課題組的相關(guān)研究提供篩選平臺(tái)。課題 3主要針對花生四烯酸不同代謝途徑中的代謝產(chǎn)物對以動(dòng)脈粥樣硬化為代表的慢性炎癥的調(diào)控機(jī)制展開研究；同時(shí)重點(diǎn)研究 COX和 LOX酶及代謝產(chǎn)物對病變血管組織的細(xì)胞功能調(diào)節(jié)，以及它們與其他途徑產(chǎn)物的關(guān)聯(lián)作用。是本項(xiàng)目重要的模型動(dòng)物平臺(tái)。一方面為各課題組提供各種相關(guān)模型動(dòng)物，承擔(dān)其他課題中與炎癥、細(xì)胞激活相關(guān)的功能試驗(yàn)，另一方面依靠其他課題組的代謝組學(xué)和蛋白結(jié)構(gòu)生物學(xué)分析平臺(tái)。課題 4主要針對花生四烯酸不同代謝途徑中的代謝產(chǎn)物對以高血壓、心血管損傷與重構(gòu)為代表的細(xì)胞增殖與分化的調(diào)控機(jī)制展開研究；同時(shí)研究 CYP酶和代謝產(chǎn)物 EETs的產(chǎn)生、降解的調(diào)節(jié)以及對其他途徑產(chǎn)物的調(diào)節(jié)作用。同時(shí)將建立花生四烯酸代謝特異性基因芯片，為各課題組的相關(guān)研究提供相關(guān)基因的篩選平臺(tái)。該課題依靠其他課題組的代謝組學(xué)、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)生物學(xué)分析和模式動(dòng)物平臺(tái)，同時(shí)承擔(dān)其他課題中與心血管系統(tǒng)細(xì)胞增殖與分化相關(guān)的功能試驗(yàn)。圖 3. 課題設(shè)置思路及與其它課題的關(guān)系四、年度計(jì)劃第一年度：研究內(nèi)容：1. 花生四烯酸代謝產(chǎn)物結(jié)合蛋白質(zhì)的發(fā)現(xiàn)與確證：（1）應(yīng)用反向?qū)蛹夹g(shù)從蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫中或利用受體垂釣技術(shù)從細(xì)胞勻漿中搜尋可能與花生四烯酸代謝產(chǎn)物結(jié)合的新的候選蛋白質(zhì)。（2）表達(dá)候選蛋白質(zhì)，利用生物物理學(xué)、分子細(xì)胞生物學(xué)及生化技術(shù)驗(yàn)證花生四烯酸代謝產(chǎn)物與候選蛋白質(zhì)的相互作用及探討它們之間的作用機(jī)制。2. 代謝性核受體為中心的蛋白的表達(dá)、蛋白純化和結(jié)晶：運(yùn)用生物信息學(xué)手段預(yù)測并選取 57 個(gè)在基因調(diào)控過程中起重要作用的蛋白或復(fù)合體作為研究對象，構(gòu)建蛋白或復(fù)合體表達(dá)質(zhì)粒。測試相關(guān)蛋白是否表達(dá)和可溶，測試它們在溶液中能否形成分子量均一的單體或多聚體。優(yōu)化純化流程，獲得高純度蛋白，開始結(jié)晶條件的優(yōu)化工作。3. 糖、脂代謝動(dòng)物模型的建立和多種組學(xué)分析：運(yùn)用生物信息學(xué)手段預(yù)測并確定 34 個(gè)相關(guān)核受體和轉(zhuǎn)錄因子小鼠模型作為研究花生四烯酸代謝調(diào)控的平臺(tái)，擴(kuò)展小鼠種群，收集糖脂代謝相關(guān)的組織，然后進(jìn)行代謝組學(xué)分析和基因組學(xué)等分析。在體內(nèi)和體外，運(yùn)用細(xì)胞和動(dòng)物模型，檢測各種花生四烯酸代謝產(chǎn)物對糖、脂代謝的影響，尋找可以通過核受體或轉(zhuǎn)錄因子起的作用的關(guān)鍵花生四烯酸代謝產(chǎn)物。4. 炎性因子對花生四烯酸三大代謝通路合成酶及產(chǎn)物影響：通過對細(xì)胞進(jìn)行炎性因子刺激，確定此過程對花生四烯酸三大代謝通路關(guān)鍵合成酶的成酶譜表達(dá)及代謝鋪的影響。并研究單一代謝通路阻斷對細(xì)胞炎癥反應(yīng)的影響，觀察它們對促炎和抗炎各種信號(hào)傳導(dǎo)通路的影響。5. COX通路與動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生、發(fā)展的關(guān)系：檢測人和動(dòng)物動(dòng)脈粥樣硬化斑塊 COX的表達(dá)水平以及代謝產(chǎn)物的種類和水平外，并將制備 COX通路關(guān)鍵酶和受體基因缺陷的動(dòng)脈粥樣硬化小鼠，研究 COX通路及其產(chǎn)物對動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生的影響。 6. 研究血管平滑肌細(xì)胞表形轉(zhuǎn)化，和心肌細(xì)胞、免疫細(xì)胞等在各種誘導(dǎo)下，功能改變過程中花生四烯酸代謝途徑相關(guān)酶及代謝產(chǎn)物譜改變；明確變化的代謝產(chǎn)物與誘導(dǎo)的細(xì)胞功能變化的關(guān)系。 7. CYP通路基因敲除小鼠心血管細(xì)胞的蛋白質(zhì)組和代謝組變化規(guī)律：利用代謝組學(xué)手段開始研究不同的 CYP酶和 EET水解酶基因敲除的血管內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞和心肌細(xì)胞中花生四烯酸代謝譜的改變。并且利用腺病毒高表達(dá)或特異性抑制劑干預(yù) EET的產(chǎn)生和降解對其它代謝途徑的影響，并明確不同 CYP450同功酶花生四烯酸代謝產(chǎn)物的異同。8. 建立核磁共振技術(shù)為基礎(chǔ)的動(dòng)物微量體液和組織代謝組表征技術(shù):（1）建立適合基因敲除動(dòng)物研究的微量動(dòng)物體液代謝組定量檢測方法。（2）建立基于“魔角旋轉(zhuǎn)”核磁共振（HRMAS-NMR）技術(shù)的細(xì)胞和組織代謝組原位分析新方法。9. 開始針對花生四烯酸代謝相關(guān)的酶、受體、作用靶點(diǎn)，設(shè)計(jì)專門的基因芯片和蛋白芯片，逐步建立用于模式動(dòng)物和細(xì)胞基因表達(dá)變化的篩選，并為項(xiàng)目的實(shí)施提供平臺(tái)。預(yù)期目標(biāo)：1. 找到與花生四烯酸代謝產(chǎn)物結(jié)合的新的候選蛋白 3-5個(gè)，并進(jìn)一步確證它們之間的作用及闡述相應(yīng)的作用機(jī)制。2. 得到 12 個(gè)可溶的，高純度的蛋白，得到初步的蛋白結(jié)晶條件，建立相關(guān)研究蛋白功能的手段。3. 發(fā)現(xiàn) 25 個(gè)可能通過核受體或轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控糖、脂代謝的花生四烯酸代謝產(chǎn)物。初步探討糖、脂代謝紊亂影響花生四烯酸代謝相關(guān)核受體的表達(dá)及轉(zhuǎn)錄的新規(guī)律。4. 在細(xì)胞水平確定在不同細(xì)胞的炎癥反應(yīng)、及抗炎過程中起關(guān)鍵作用的花生四烯酸代謝酶系和產(chǎn)物，并推測出其相應(yīng)的可能作用靶點(diǎn)。5. 確定動(dòng)脈粥樣硬化斑塊 COX及 PGE2的表達(dá)及代謝產(chǎn)物，建立雙基因敲除小鼠，闡明 COX1、COX2 及 PGE2在動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生、發(fā)展中的作用；以及COX通路產(chǎn)物對血管內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞及單核巨噬細(xì)胞功能的影響。6. 找到血管平滑肌表形轉(zhuǎn)化、心肌細(xì)胞、免疫細(xì)胞等功能改變與花生四烯酸代謝產(chǎn)物相關(guān)的新候選蛋白 3-5個(gè)，并進(jìn)一步確證變化的代謝產(chǎn)物與誘導(dǎo)的細(xì)胞表型改變的關(guān)系及其機(jī)制。逐步明確變化的代謝產(chǎn)物與誘導(dǎo)的細(xì)胞表型及功能變化的關(guān)系及其機(jī)制。7. 完成利用腺病毒高表達(dá)或特異性抑制劑干預(yù) EET的產(chǎn)生和降解在心血管細(xì)胞對其它代謝途徑的影響，并明確不同 CYP450同功酶花生四烯酸代謝產(chǎn)物的異同。初步完成 CYP通路基因 sEH敲除小鼠心血管細(xì)胞的蛋白質(zhì)組和代謝組的檢測工作。8. 建立三大代謝通路的各種產(chǎn)物檢測方法，并確定多種類型細(xì)胞（包括血管內(nèi)皮細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞、心肌細(xì)胞和炎癥相關(guān)細(xì)胞等）在各種炎癥因子和細(xì)胞因子的刺激下花生四烯酸三大代謝通路關(guān)鍵合成酶的蛋白表達(dá)及產(chǎn)物構(gòu)成和水平。9. 建立適合基因敲除動(dòng)物研究的微量動(dòng)物體液代謝組的超靈敏核磁共振定量檢測方法，解決檢測靈敏度提高、波譜基線的平整、定量和水峰掩蓋的信號(hào)獲取等問題。建立細(xì)胞和生物組織代謝組高分辨核磁共振原位定量分析新方法。10. 建立用于模式動(dòng)物和細(xì)胞基因表達(dá)變化的專門的基因芯片，并為項(xiàng)目的實(shí)施提供平臺(tái).11.開始在國際主流學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表高質(zhì)量研究論文 4-6 篇。第二年度：研究內(nèi)容：1. 在上一年研究工作的基礎(chǔ)上，開展進(jìn)一步的質(zhì)粒的構(gòu)建與優(yōu)化、蛋白的純化、結(jié)晶和功能研究等工作。培養(yǎng)花生四烯酸代謝產(chǎn)物與結(jié)合蛋白質(zhì)的復(fù)合物晶體，用 X-衍射或 NMR方法，測定復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)。對于可以獲得的高純度蛋白，根據(jù)它們的功能建立研究它們活性的生化和細(xì)胞實(shí)驗(yàn)，測量獲得的蛋白是否具有相關(guān)的活性。擴(kuò)展研究的范圍，增加 57 個(gè)新穎的有重要功能的蛋白。2. 應(yīng)用蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)預(yù)測方法預(yù)測與花生四烯酸相互作用蛋白質(zhì)相關(guān)的蛋白質(zhì)作用網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合生物信息學(xué)分析，獲得與花生四烯酸代謝產(chǎn)物相關(guān)網(wǎng)路或通路信息。3. 基于糖、脂代謝動(dòng)物模型的多種組學(xué)研究：通過對小鼠樣本的代謝組學(xué)的結(jié)果分析，尋找受核受體和轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控的花生四烯酸代謝途徑；同時(shí)分析基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)結(jié)果來尋找花生四烯酸代謝途徑中受核受體和轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控的酶；比較多種核受體異構(gòu)體突變小鼠的代謝譜，表達(dá)譜和特異性。 4. 關(guān)鍵花生四烯酸代謝產(chǎn)物調(diào)控糖、脂代謝的分子機(jī)制：結(jié)合多種與糖、脂代謝相關(guān)的在體和離體模型，從轉(zhuǎn)錄調(diào)控水平和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)水平尋找花生四烯酸代謝產(chǎn)物調(diào)控糖、脂代謝的分子機(jī)理，特別是一些轉(zhuǎn)錄后調(diào)控機(jī)制。5. 代謝性核受體、轉(zhuǎn)錄因子與花生四烯酸代謝：觀察炎癥狀況下，以 PPARs和 LXRs為代表的代謝性核受體及以 NF-B，AP-1 為代表的炎性反應(yīng)轉(zhuǎn)錄因子的變化并觀察其阻斷后代謝酶學(xué)與前列腺素、EETs 和白三烯的變化。6. LOX通路在動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生中的作用：檢測動(dòng)脈粥樣硬化斑塊 LOX的表達(dá)及代謝產(chǎn)物；觀察不同 LOX抑制劑和 LOX基因敲除對動(dòng)脈粥樣硬化小鼠（apoE -/-和 LDLR-/-）發(fā)生、發(fā)展的影響；檢測白三烯、12-HETE 和 15-HETE對血管內(nèi)皮、平滑肌及單核巨噬細(xì)胞功能的影響及其機(jī)制；7. 深入研究 COX-1和 COX-2對代謝組學(xué)的影響：檢測 COX-1和 COX-2基因敲除及雙基因敲除和活性阻斷動(dòng)物重要組織、血液和尿液代謝組的變化并與同基因背景的野生型小鼠比較。8. 用蛋白組學(xué)和基因組學(xué)方法研究導(dǎo)致炎癥、動(dòng)脈粥樣硬化和心血管重塑過程中基因表達(dá)譜的變化，找出關(guān)鍵分子并研究其作用機(jī)制、相關(guān)的伴隨分子及其相互作用。同時(shí)運(yùn)用代謝組學(xué)方法研究花生四烯酸代謝途徑的干預(yù)引起的代謝產(chǎn)物譜改變，明確變化的代謝產(chǎn)物與誘導(dǎo)的細(xì)胞激活、功能變化和表形轉(zhuǎn)化的關(guān)系。9. CYP單氧酶與細(xì)胞生長及分化的關(guān)系：重點(diǎn)研究在心血管細(xì)胞中白三烯、12-HETE和 15-HETE對細(xì)胞功能的影響及其機(jī)制；CYP、w-羥化酶以及 EET的水解酶 sEH對細(xì)胞炎癥反應(yīng)、激活、增殖和分化的影響；在 CYP基因敲除小鼠分離的細(xì)胞中，各種促進(jìn)細(xì)胞增殖或分化的刺激物或通路的變化及對細(xì)胞主要生理功能的影響。10.運(yùn)用已有的 CYP通路基因敲除小鼠（CYP2C44、CYP2J5 和 sEH），建立球囊拉傷內(nèi)膜增生模型和高血壓、心肌肥厚模型，在體研究花生四烯酸代謝紊亂與心血管功能異常的關(guān)系。11.用蛋白組學(xué)和基因組學(xué)方法研究花生四烯酸代謝物導(dǎo)致內(nèi)皮激活與保護(hù)的特性改變的基因表達(dá)譜變化：尋找關(guān)鍵分子并研究其作用機(jī)制、相關(guān)的伴隨分子及其相互作用。根據(jù)內(nèi)皮的功能特性，進(jìn)行相關(guān)功能試驗(yàn)。12.建立優(yōu)勢集成的代謝組分析新方法：(1)發(fā)展用于生物體液代謝組分析的LC-NMR-MS和 NMR-MS新方法。(2)建立基于 LC-DAD-SPE-NMR-MS聯(lián)用的代謝物定性和結(jié)構(gòu)鑒定方法。預(yù)期目標(biāo)：1. 獲得花生四烯酸與蛋白的復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)及 12 個(gè)可溶的，高純度的蛋白，得到初步的蛋白結(jié)晶條件，建立相關(guān)研究蛋白功能的手段，獲得 12 個(gè)蛋白的高質(zhì)量的晶體（衍射到 3 ?；蚋茫?。2. 預(yù)測出花生四烯酸代謝產(chǎn)物參與的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)或新的信號(hào)通路；揭示受核受體和轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控的花生四烯酸代謝途徑，發(fā)現(xiàn) 24 個(gè)相應(yīng)調(diào)控點(diǎn)（調(diào)控蛋白） ，確定其在調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中的位置。12 個(gè)重要信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，以及相應(yīng)的分子機(jī)制。3. 建立核受體調(diào)控花生四烯酸代謝相關(guān)蛋白的表達(dá)譜，調(diào)控花生四烯酸代謝的代謝產(chǎn)物譜，確定 2-3個(gè)可能干預(yù)靶點(diǎn)。確證 24 個(gè)介導(dǎo)花生四烯酸代謝產(chǎn)物調(diào)控糖、脂代謝和炎癥的關(guān)鍵調(diào)控蛋白。4. 闡明 5-LOX、15-LOX 對動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生、發(fā)展的影響及相互作用與機(jī)制；明確白三烯、12-HETE 和 15-HETE對血管內(nèi)皮、平滑肌及單核巨噬細(xì)胞等功能的影響及其機(jī)制。5. 確定 COX-1和 COX-2及雙基因敲除對各重要臟器、組織、血液和尿液花生四烯酸代謝組的影響。明確在心血管炎癥和重塑過程中基因表達(dá)譜的變化，找出 4-8個(gè)關(guān)鍵分子并研究其作用機(jī)制、相關(guān)的伴隨分子及其相互作用6. 完成 CYP通路基因敲除小鼠血管內(nèi)膜激活、高血壓和心肌肥厚模型的建立，并在體研究 CYP通路與心血管重塑的關(guān)系。完成 CYP通路中其他基因包括CYP、w-羥化酶敲除小鼠心血管細(xì)胞及免疫細(xì)胞的蛋白質(zhì)組和代謝組的檢測工作。明確在心血管細(xì)胞中 CYP單氧酶與細(xì)胞生理和病理生理功能的關(guān)系。7. 完成小鼠血管內(nèi)皮細(xì)胞的分離培養(yǎng)及用蛋白組學(xué)和基因組學(xué)方法研究花生四烯酸代謝物導(dǎo)致內(nèi)皮激活與保護(hù)的特性改變的基因表達(dá)譜變化，找出 2-3個(gè)關(guān)鍵分子并研究其作用機(jī)制。8. 建立用于生物體液代謝組分析的 LC-NMR-MS、NMR-MS 等新方法和代謝物快速定性和結(jié)構(gòu)鑒定的 LC-DAD-SPE-NMR-MS新方法。 9. 初步建立特異花生四烯酸代謝通路相關(guān)的蛋白芯片。10.整理數(shù)據(jù)、在國際主流學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表高質(zhì)量研究論文 10-15篇，申請專利 24 項(xiàng)。第三年度：研究內(nèi)容：1. 關(guān)鍵蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)功能研究：包括對重要的突變體的結(jié)構(gòu)和功能的研究，對重要的底物或抑制物、激活因子的復(fù)合體的結(jié)構(gòu)研究等。根據(jù)課題進(jìn)展，擴(kuò)展研究的范圍，增加 57 個(gè)新的花生四烯酸代謝相關(guān)的蛋白。2. 對發(fā)現(xiàn)的新的關(guān)鍵調(diào)控蛋白質(zhì)進(jìn)行深入研究：建立細(xì)胞模型，對發(fā)現(xiàn)的參與核受體及轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控花生四烯酸代謝的調(diào)控蛋白質(zhì)包括核受體轉(zhuǎn)錄因子以及相關(guān)的輔助因子進(jìn)行生物學(xué)功能深入分析。3. 花生四烯酸代謝產(chǎn)物相關(guān)網(wǎng)路或通路的功能確證：（1）利用分子、細(xì)胞生物學(xué)的技術(shù)手段對預(yù)測出來的花生四烯酸參與的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)或信號(hào)通路的進(jìn)行功能確證；（2）在動(dòng)物水平對預(yù)測出來的花生四烯酸參與的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)或信號(hào)通路的進(jìn)行功能確證。4. 利用核受體轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)基因和基因敲除小鼠觀察特定花生四烯酸代謝通路對包括 2型糖尿病、動(dòng)脈粥樣硬化和心肌肥厚等小鼠病理過程發(fā)生和轉(zhuǎn)歸的影響。5. 重點(diǎn)研究 PPAR系列基因的改變對動(dòng)物體液和組織代謝組的影響規(guī)律：(1) 研究 PPAR、PPAR、PPAR 等基因敲除動(dòng)物尿液和血漿代謝組變化規(guī)律，確定代謝標(biāo)志物結(jié)構(gòu)。(2) 原位分析 PPAR、PPAR、PPAR等基因敲除動(dòng)物相關(guān)組織代謝組變化規(guī)律，確定相關(guān)代謝標(biāo)志物結(jié)構(gòu)。6. 研究單一花生四烯酸代謝通路阻斷對重要臟器和組織炎癥反應(yīng)的影響：通過炎性因子腹腔注射，誘發(fā)全身炎癥，觀察各關(guān)鍵酶基因缺陷或藥物抑制時(shí)不同臟器和組織炎癥反應(yīng)與功能變化。同時(shí)觀察單一通路阻斷的情況下前列腺素、EETs 和白三烯彼此的消長關(guān)系與代謝產(chǎn)物改變。7. CYP通路與動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生的關(guān)系：檢測動(dòng)脈粥樣斑塊 CYP和 w-羥化酶的表達(dá)及其產(chǎn)物水平的改變；觀察各種 EET產(chǎn)生和降解酶對 apoE-/-和 LDLR-/-小鼠動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展；觀察小鼠病理過程發(fā)生和轉(zhuǎn)歸的影響。8. 繼續(xù)前一年有關(guān)內(nèi)皮功能方面的研究，運(yùn)用蛋白組學(xué)和基因組學(xué)方法研究花生四烯酸代謝物導(dǎo)致內(nèi)皮激活與保護(hù)的特性改變的基因表達(dá)譜變化，尋找關(guān)鍵分子并研究其作用機(jī)制、相關(guān)的伴隨分子及其相互作用。整合分析基因組、蛋白質(zhì)組、代謝組和結(jié)構(gòu)生物學(xué)并結(jié)合代謝通路，研究發(fā)現(xiàn)相關(guān)代謝標(biāo)志物及其功能。9. 深入研究 COX-1和 COX-2對代謝組學(xué)的影響：通過干預(yù)動(dòng)物 COX-1、COX-2表達(dá)，研究重要組織、血液和尿液代謝組及其花生四烯酸代謝譜改變。研究同的類型的細(xì)胞中 COX通路代謝產(chǎn)物對細(xì)胞增殖和分化的影響。使用 COX通路中關(guān)鍵合成酶的表達(dá)質(zhì)?；蛳俨《?、基因敲低或活性改變，觀察花生四烯酸代謝產(chǎn)物譜的改變及對細(xì)胞周期和分化指標(biāo)的影響和機(jī)制。10.在細(xì)胞水平研究 LOX途徑主要代謝產(chǎn)物對細(xì)胞增殖和分化的影響：使用 LOX通路中關(guān)鍵合成酶（5-LOX、12-LOX、15-LOX）的表達(dá)質(zhì)粒或腺病毒、基因敲低或活性抑制，觀察花生四烯酸代謝產(chǎn)物譜的改變及對細(xì)胞周期和分化指標(biāo)的影響并探討變化的分子基礎(chǔ)；白三烯（LTs）、12-HETE 和 15-HETE調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖與分化的機(jī)制。預(yù)期目標(biāo)：1. 確證花生四烯酸代謝產(chǎn)物參與的新的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)或信號(hào)通路，并闡述不同信號(hào)通絡(luò)的相互關(guān)聯(lián)。2. 獲得花生四烯酸代謝產(chǎn)物參與的信號(hào)通路中的關(guān)鍵蛋白的復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)。獲得 12 個(gè)蛋白的高質(zhì)量的晶體（衍射到 3?；蚋茫?。根據(jù)結(jié)構(gòu)理解蛋白的相關(guān)功能，在結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的指導(dǎo)下，通過引入突變等手段來影響和研究蛋白的功能，深入理解功能的機(jī)理。3. 完成 PPAR等基因敲除動(dòng)物的尿液和血漿代謝組變化規(guī)律分析和相關(guān)組織代謝組變化規(guī)律分析，確定代謝標(biāo)志物的結(jié)構(gòu)。 4. 發(fā)現(xiàn) 23 個(gè)花生四烯酸代謝通路影響 2型糖尿病、動(dòng)脈粥樣硬化和心肌肥厚等疾病的新規(guī)律和新機(jī)制。獲得基于新的信號(hào)通路或新的靶標(biāo)的活性化合物 5-10個(gè)。研究 23 個(gè)參與核受體和轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控花生四烯酸代謝的調(diào)控蛋白，揭示相應(yīng)的分子調(diào)控機(jī)制，以及代謝改變的關(guān)系。5. 確定心血管系統(tǒng)炎性病變時(shí)花生四烯酸代謝的關(guān)鍵酶學(xué)與代謝產(chǎn)物改變與作用機(jī)制，及其可能干預(yù)靶點(diǎn)。確定在特定細(xì)胞模型中花生四烯酸代謝途徑的亞通路的抗炎與促炎的主要因素及其機(jī)制，并設(shè)計(jì)出相應(yīng)的干預(yù)靶點(diǎn)。6. 確證花生四烯酸代謝物導(dǎo)致內(nèi)皮激活與保護(hù)的特性改變的基因表達(dá)譜，選擇 3-5個(gè)關(guān)鍵分子并研究其作用機(jī)制、伴隨分子及其相互作用。確定 CYP及產(chǎn)物在動(dòng)脈粥樣斑塊內(nèi)改變，闡明 CYP通路及產(chǎn)物在動(dòng)脈粥樣斑塊發(fā)病中的作用與機(jī)制7. 完成 COX通路代謝產(chǎn)物對細(xì)胞增殖和分化的影響，完成 COX1和 COX2基因敲除小鼠整體代謝組以及特定心血管細(xì)胞的代謝組學(xué)研究。發(fā)現(xiàn)相關(guān)分子2-3個(gè)并在不同細(xì)胞中驗(yàn)證它們與細(xì)胞增殖和分化的關(guān)系，并揭示其分子機(jī)制。8. 完成 LOX途徑主要代謝產(chǎn)物，尤其是白三烯、12-HETE 和 15-HETE對細(xì)胞增殖和分化的影響及其機(jī)制的相關(guān)研究。逐步明確變化的代謝組改變與蛋白質(zhì)組、基因組學(xué)變化的關(guān)系。9. 完成動(dòng)物代謝組與蛋白質(zhì)組及有關(guān)數(shù)據(jù)的整合分析，研究相關(guān)代謝標(biāo)志物的功能。10.在國際主流學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表研究論文 15-20 篇。申請專利 35 項(xiàng)。第四年度：研究內(nèi)容：1. 優(yōu)化結(jié)晶的條件，對高質(zhì)量的晶體進(jìn)行衍射數(shù)據(jù)的采集、結(jié)構(gòu)解析、分析等工作。表達(dá)所發(fā)現(xiàn)的花生四烯酸代謝產(chǎn)物參與的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的關(guān)鍵蛋白質(zhì)，培養(yǎng)通路中蛋白與蛋白的復(fù)合物晶體，用 X-衍射或 NMR技術(shù)，測定復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)。根據(jù)課題進(jìn)展，擴(kuò)展研究的范圍，增加 57 個(gè)新發(fā)現(xiàn)的，在花生四烯酸代謝中有重要功能的蛋白。2. 利用生物大分子相互作用分析儀對不同代謝性核受體進(jìn)行配體垂釣，尋找可以作為代謝性核受體配體或影響代謝性核受體與配體結(jié)合的花生四烯酸代謝產(chǎn)物，發(fā)現(xiàn)新的具有調(diào)控功能的花生四烯酸代謝產(chǎn)物。在細(xì)胞水平和組織器官水平，對該新的代謝產(chǎn)物進(jìn)行功能分析。3. 根據(jù)已確證的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路或確證靶標(biāo)的信息，利用虛擬篩選或者高通量篩選方法篩選活性化合物。4. 利用花生四烯酸代謝通路限速酶基因敲除小鼠研究 PPARs等代謝性核受體對心血管作用的分子代謝機(jī)制。5. 研究在局部組織、器官炎癥狀態(tài)下，單一花生四烯酸代謝通路阻斷對神經(jīng)體液因子調(diào)節(jié)血管功能的影響及機(jī)制。在整體動(dòng)物水平，運(yùn)用各種關(guān)鍵酶基因缺陷小鼠，研究全身炎癥反應(yīng)狀態(tài)下，單一花生四烯酸代謝通路阻斷對炎癥介質(zhì)和主要臟器和組織炎癥反應(yīng)的影響。6. 花生四烯酸雙代謝通路阻斷劑對動(dòng)脈粥樣硬化、高血壓和心肌肥厚等重大心血管疾病發(fā)生、發(fā)展的影響：使用 5-LOX和 COX-2雙阻斷劑 licofelone處理 apoE-/-和 LDLR-/-小鼠，觀察其對動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的影響并研究其機(jī)制。7. LOX-5和 12/15-LOX等基因敲除動(dòng)物的代謝組學(xué)研究：檢測 5-LOX-/- 小鼠和 15-LOX1-/-小鼠及 5-LOX抑制劑和 15-LOX抑制劑抑制小鼠重要組織和體液花生四烯酸代謝譜改變8. COX代謝產(chǎn)物 PGE2受體基因 EP1-4的改變對動(dòng)物體液和組織代謝組的影響規(guī)律：系統(tǒng)研究 EP1-4等基因敲除動(dòng)物體液（尿液和血漿）代謝組變化規(guī)律，確定相關(guān)代謝標(biāo)志物的結(jié)構(gòu)。原位分析 EP1-4基因敲除動(dòng)物的相關(guān)組織代謝組變化規(guī)律，確定相關(guān)代謝標(biāo)志物的結(jié)構(gòu)。集中研究缺陷小鼠對水鹽代謝及血壓的影響。9. 重點(diǎn)研究 EP3受體基因敲除小鼠對水鈉內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)及正常血壓維持的作用。通過比較野生型和 EP3-/-小鼠尿量、尿鈉排泄和基礎(chǔ)血壓的改變，以及對縮血管藥物全身給藥的不同反應(yīng)，揭示 EP3受體在血壓調(diào)節(jié)中的功能。10.利用 EP4受體基因組織特異性基因敲除技術(shù)，選擇性的敲除血管內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞的 EP4受體，觀察對藥物縮血管作用的反應(yīng)，以闡明血管組織 EP4受體在調(diào)節(jié)血管舒張功能中的作用；利用 EP4受體基因組織特異性基因敲除技術(shù)，選擇性的敲除腎臟 EP4受體，觀察腎臟 EP4在介導(dǎo) PGE2利尿、利鈉等功能中的作用。11.研究主要免疫系統(tǒng)主要是 B細(xì)胞和不同亞型 T細(xì)胞中不同 EP受體對免疫功能及對心血管疾病的影響。預(yù)期目標(biāo)：1. 獲得花生四烯酸代謝產(chǎn)物參與的信號(hào)通路中的關(guān)鍵蛋白的復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)，12 個(gè)蛋白的高質(zhì)量的晶體（衍射到 3埃或更好） 。獲得根據(jù)結(jié)構(gòu)理解蛋白的相關(guān)功能，并通過引入突變等手段來影響和研究蛋白的功能，深入理解功能的機(jī)理。2. 發(fā)現(xiàn) 23 個(gè)由花生四烯酸代謝產(chǎn)物直接作用并調(diào)控的新核受體和轉(zhuǎn)錄因子。發(fā)現(xiàn) 12 個(gè)代謝性核受體通過影響花生四烯酸代謝對心血管起作用的新規(guī)律和新機(jī)制。獲得基于新的信號(hào)通路或新的靶標(biāo)的活性化合物 5-10個(gè)。3. 闡明炎癥狀況與組織血管壁的花生四烯酸代謝的酶學(xué)、對不同神經(jīng)體液因子的反應(yīng)性改變，并確定影響病變血管內(nèi)皮及平滑肌功能的關(guān)鍵酶系與產(chǎn)物及其作用機(jī)制。4. 確定 5-LOX和 COX-2通路在動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生、發(fā)展中的相互作用。確定兩種同功酶代謝花生四烯酸的差異，并推測出各自可能的相關(guān)酶系與產(chǎn)物。5. 根據(jù)前期發(fā)現(xiàn)的重要分子，逐步完成在各種相應(yīng)的轉(zhuǎn)基因、敲轉(zhuǎn)基因小鼠中的蛋白質(zhì)組與代謝組研究，以及與病理生理過程的關(guān)系。6. 完成 EP1-4等基因敲除動(dòng)物的尿液和血漿及相關(guān)組織代謝組變化規(guī)律分析，確定代謝標(biāo)志物的結(jié)構(gòu)。EP1-4 介導(dǎo) PGE2的血管收縮和利鈉作用的病理生理過程研究。7. 完成選擇性的敲除血管內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞及腎臟的 EP4受體的基因敲除動(dòng)物模型的建立，以及表形和功能鑒定。8. 整合分析動(dòng)物代謝組及蛋白質(zhì)組和基因組數(shù)據(jù)，研究完成 EP受體干預(yù)引起的相關(guān)功能改變及病理生理學(xué)意義。9. 數(shù)據(jù)整理、在高水平國際主流刊物上發(fā)表論文 15-20篇，申請專利 4-6項(xiàng)。第五年度：研究內(nèi)容：1. 根據(jù)前四年的工作進(jìn)展，確定 46 個(gè)參與花生四烯酸代謝調(diào)控的重要蛋白質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)研究。特別是要運(yùn)用各種基因突變技術(shù)，利用用于研究糖、脂代謝的動(dòng)物模型進(jìn)行功能分析，進(jìn)一步加深對花生四烯酸代謝途徑的了解。以花生四烯酸通路為中心，建立代謝性核受體對糖脂代謝、炎癥、細(xì)胞增殖與分化等的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)。2. 根據(jù)已確證的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路或確證靶標(biāo)篩選獲得的活性化合物的作用機(jī)制研究。3. COX1/2基因的改變對動(dòng)物體液和組織代謝組的影響規(guī)律：研究 COX1/2基因敲除動(dòng)物體液（尿液和血漿）代謝組變化規(guī)律；確定相關(guān)代謝標(biāo)志物的結(jié)構(gòu)。原位分析 COX1/2基因敲除動(dòng)物的相關(guān)組織代謝組變化規(guī)律，確定相關(guān)代謝標(biāo)志物的結(jié)構(gòu)。整合分析動(dòng)物代謝組及蛋白質(zhì)組和基因組數(shù)據(jù)，研究相關(guān)功能改變的病理生理學(xué)意義。4. 原位分析不同的 CYP酶和 EET水解酶基因敲除的血管內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞和心肌細(xì)胞中代謝組變化規(guī)律及花生四烯酸代謝譜的改變。整合分析動(dòng)物代謝組及蛋白質(zhì)組和基因組數(shù)據(jù)，研究相關(guān)功能改變的病理生理學(xué)意義。5. 繼續(xù)研究內(nèi)皮細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞特異性敲除 EP4受體的動(dòng)物模型中細(xì)胞表形的變化和血管再狹窄過程的變化。研究腎臟特異性敲除 EP4受體基因動(dòng)物模型腎功能改變以及對血壓調(diào)節(jié)的影響，研究相關(guān)功能改變的病理生理學(xué)意義。6. 繼續(xù)研究主要免疫系統(tǒng)細(xì)胞中不同 EP受體對免疫功能及對心血管疾病的影響。利用各種干預(yù)手段干預(yù) EET的產(chǎn)生和降解，研究其對其它代謝途徑的影響，并明確不同 CYP450同功酶花生四烯酸代謝產(chǎn)物的異同。7. 完成剩余或研究中衍生出的新的工作，確定多個(gè)新型的參與糖脂代謝、炎癥及動(dòng)脈粥樣硬化、細(xì)胞增殖與分化等重要病理生理過程調(diào)控的與花生四烯酸代謝密切關(guān)聯(lián)的關(guān)鍵干預(yù)靶點(diǎn)，為下一步藥物合成進(jìn)行深入研究。8. 全面總結(jié)整理所有研究工作，完成計(jì)劃，整合研究結(jié)果，發(fā)表文章，申請專利。預(yù)期目標(biāo)：1. 闡明新獲得的活性化合物的作用機(jī)制，以進(jìn)一步驗(yàn)證新的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路或候選靶標(biāo)。2. 明確提出以花生四烯酸通路為中心，代謝性核受體對糖、脂代謝的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)學(xué)說。3. 完成各種相應(yīng)的轉(zhuǎn)基因、敲除基因小鼠的尿液和血漿以及相關(guān)組織代謝組變化規(guī)律分析，確定代謝標(biāo)志物的結(jié)構(gòu)，以及與病理生理過程的關(guān)系。4. 完成血管平滑肌細(xì)胞特異性敲除 EP4受體的動(dòng)物模型中細(xì)胞表形的變化和血管再狹窄過程的變化。5. 完成腎臟特異性敲除 EP4受體基因動(dòng)物模型腎功能改變以及對血壓調(diào)節(jié)的影響，研究相關(guān)功能改變的病理生理學(xué)意義。整合分析動(dòng)物代謝組及蛋白質(zhì)組和基因組數(shù)據(jù)，研究相關(guān)功能改變的病理生理學(xué)意義。6. 完成不同免疫細(xì)胞及炎癥細(xì)胞中不同酶及受體對免疫功能及對心血管疾病影響的研究。7. 完成研究中發(fā)現(xiàn)的新蛋白、新花生四烯酸代謝產(chǎn)物的鑒定和功能研究。完成在小鼠模型上的整體表達(dá)和功能研究。8. 建立新的用于研究花生四烯酸代謝途徑的新動(dòng)物模型 34 個(gè)，為今后的工作打下堅(jiān)實(shí)的工作基礎(chǔ)。9. 完成動(dòng)物代謝組、蛋白質(zhì)組及模式生物學(xué)有關(guān)數(shù)據(jù)的整合分析，及相關(guān)代謝標(biāo)志物的功能研究。通過與模型動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)合，選擇出 4-6個(gè)新型重要化合物，為今后進(jìn)一步研究與藥物開發(fā)打好基礎(chǔ)。10.在高水平國際主流刊物上發(fā)表文章 2025 篇，申請專利 46 項(xiàng)， ，申報(bào)國家獎(jiǎng)項(xiàng)?？偨Y(jié)工作，完成結(jié)題報(bào)告和評估。