全 文 :生命科学
Chinese Bulletin of Life Sciences
第 18卷 第 4期
2006年 8月
Vol. 18, No. 4
Aug., 2006
神经变性病的机制和防治的基础研究
王晓民
(首都医科大学,北京 10 0 0 69)
收稿日期:2006-06-18
基金项目:“9 7 3”项目
作者简介:王晓民( 1 9 5 6 —),男,博士,教授,博士生导师。
文章编号 :1004-0374(2006)04-0307-02
神经变性病是一大类严重危害人类健康的脑疑
难疾病,其中以老年性痴呆(Alzheimer’s disease,
AD)和帕金森病(Parkinson’s disease, PD)最为常见,
具有高发病率、高患病率和高致残率的特点。我国
现有 1 000万AD和 PD病人,随着人口老龄化,50
年后将会到 2 000万人以上。这给家庭和整个社会
带来沉重的负担,势必影响中国社会的和谐和经济
的可持续发展,已经并将进一步成为人口与健康领
域中的重大问题。
尽管目前已经知道AD和PD的主要病理表现是
进行性和选择性的神经元变性死亡,伴有特征性蛋
白质的异常聚积和包涵体形成,但对其发病原因仍
王晓民,医学博士,神经生物学教授,博士生导师。现任教育部“神
经变性病学”重点实验室主任、中国神经科学学会副理事长、中国生理学
会秘书长及神经科学专业委员会主任委员、北京神经科学学会理事长等
职;任《首都医科大学学报》主编,Neuroscience Bulletin、《中华神经医
学杂志》和《基础医学与临床》副主编,《生物化学与生物物理进展》、《中
国生物学文摘》、《生理学报》和《应用生理学杂志》等常务编委或编委。
自 1985年以来,他主要从事针刺镇痛、阿片肽和抗阿片肽基因调控
的机制、帕金森病和阿尔茨海默病防治等研究。1993年以来,他先后主持
部委级以上科研项目 16项;在国内外发表论文 80余篇(SCI收录 34篇) ;
主编专著 3部,参编专著 6部;研究成果获部级奖 5项(二等奖 3项、三等奖 2项) ;获国际专利申请号 1项,
国内专利 1项和专利申请号 1项。他曾任国家“九五”攻关、“973”、“863”和北京市自然科学基金委重点
项目等有关“帕金森病的发病机制和防治基础”研究的负责人,现任“973”项目——“神经变性病的机制和
防治的基础研究”首席科学家。
不清楚,发展机制不甚明了,尚无可靠的早期诊断
方法,更无有效的治愈和干预措施。现有研究发
现,某些特定蛋白质的异常修饰和错误折叠可导致
神经细胞的功能紊乱;某些相关基因则与发病机制
有关。这些工作为进一步揭示以AD和PD为代表的
神经变性病的复杂发病机制奠定了相当的基础。
为进一步深化对这类常见、多发、危害严重
疾病的认识,提出有效的早期诊断和干预、治疗措
施,国家科技部批准“神经变性病的机制和防治的
基础研究”为国家重大基础发展规划“973”资助
项目(2006~2010)。该项目拟紧密围绕研究由于神
经变性病相关基因改变而导致特定蛋白质异常表
·“9 7 3”项目 ·
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达、修饰和折叠的机制以及这一过程与神经细胞氧
化应激、能量代谢障碍、炎症免疫反应等功能紊乱
之间的相互关系在神经元变性死亡过程中的作用,
来阐明特定蛋白质的异常修饰、错误折叠与神经细
胞功能紊乱及它们之间的相互作用是神经细胞变性
死亡的核心机制这一关键科学问题。
围绕这一核心问题,该项目将具体研究和回答
下列问题:(1)寻找和识别中国人与 AD、PD发病
相关的新基因、已知基因的新突变和(或)易感基
因,研究这些基因改变如何单独或与环境因素相互
作用引起蛋白质的异常表达、聚积,从而导致神经
细胞变性死亡过程的机制;(2)研究 AD、PD发病
过程中特定相关蛋白发生异常修饰、错误折叠、聚
积的分子机理及其所导致的细胞功能紊乱(如氧化应
激、能量代谢障碍、兴奋性氨基酸毒性、神经营
养因子缺乏和胶质细胞增生等)以及蛋白质异常和细
胞功能紊乱之间的相互作用,从而导致选择性神经
细胞死亡的机制;(3)寻求以特定基因改变、蛋白
结构和功能异常以及细胞功能紊乱为靶位的神经细
胞变性死亡的标记物和干预及治疗新方法。
该项目的主要研究内容:
(1)收集中国人AD、PD病例(家系和散发)及特
殊人群,建立 DNA库和脑组织库,进行已知疾病
基因突变和基因多态性相关分析,并建立相关基因
突变库;定位和克隆新的疾病基因和功能相关基
因;针对所发现新突变或相关基因,利用基因工程
技术(包括过表达和基因沉默技术)建立细胞、果蝇
和猴模型,研究这些基因改变单独或与环境因素相
互作用引起蛋白质的异常表达、聚积而导致神经细
胞变性死亡的机制。
(2)利用收集的AD与 PD病人脑组织标本(特定
核团和神经细胞、斑块沉积物和包涵体),系统分
析蛋白质差异表达,鉴定差异表达蛋白,发现和鉴
定AD、PD发病过程中特定的相关蛋白,建立并比
较异常修饰蛋白质表达谱,研究这些蛋白质改变单
独或与其他蛋白质相互作用,导致神经细胞功能紊
乱和神经细胞变性死亡的机制。
(3)针对已知和(或)新发现的与神经变性病相关
的蛋白质,分析蛋白质异常修饰和错误折叠形成和
降解的分子机制及影响因素,并研究这些蛋白质的
异常修饰和错误折叠导致神经细胞功能紊乱和神经
细胞变性死亡的机制。
(4)根据上述研究结果而建立的各种疾病模型的
基础上,研究细胞功能紊乱发生和导致神经细胞变
性死亡的机制,尤其是蛋白质异常与氧化应激、膜
结构改变、慢性炎症反应等细胞功能异常等关系;
同时研究细胞功能异常如何反过来进一步影响蛋白
质异常表达、修饰和折叠以及环境毒素、金属离子
对这一相互作用过程的影响;探讨它们在导致选择
性和渐进性神经细胞变性死亡中的作用。
(5)结合上述几个方面的研究成果,以特定基
因改变、蛋白质结构和功能异常和细胞功能紊乱为
靶点,筛选能反映AD和PD特征病理学的基因、蛋
白质和生物化学改变的分子标记物,评估它们在疾
病风险预测和早期诊断中的敏感性及特异性;探讨
这些分子标记物以及心理物理学特征与脑功能影像
改变的关系;建立临床上能预测神经变性病发病风
险、反映神经细胞渐进性变性过程的客观和准确的
早期诊断方法。
(6)根据已知和上述针对蛋白质异常修饰、错
误折叠和神经细胞功能紊乱机理的研究,从神经元
保护、替代和修复入手,为研究某些有可能发展为
新药的作用靶点,探讨可能为最终阻断神经变性死
亡过程,达到临床治愈的治疗方法提供丰富的理论
和实验基础。
上述主要研究内容紧紧围绕关键科学问题,重
点进行神经变性病中两个最具代表性的疾病AD和
P D 中神经细胞变性死亡的发生、发展的机理探
讨,从病因学、发病机制和疾病诊治三个方面深入
开展较系统性的基础和临床基础研究工作,以临床
诊断和治疗 AD、PD 为最终目的。
我们期望该项目的实施会促进我国在神经变性
病研究领域的工作从总体上取得一定的突破,在揭
示我国AD、PD发病特征、机制和防治措施等方面
达到国际领先水平。