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军事科学院军事医学研究院在生命科学基础研究领域取得重要突破

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2019-08-09 10:02:08

从左至右依次为:论文第一作者何新华、戴江、黄怡娇,论文通讯作者李涛。(陈显利摄)

中国日报2月23日北京电(记者赵磊)病毒感染因其变异性强、传播迅速等特点成为重大疫情防控的主要挑战,对机体抗病毒机理的深刻认识是应对病毒感染的关键所在。在这一领域,中国科学家近日又取得了重大突破。记者从军事科学院军事医学研究院获悉,该院李涛博士和张学敏院士团队经过近5年潜心研究,成功发现细胞“门神”——环鸟腺苷酸合成酶(cGAS)抵抗病毒感染关键调控机理。这也是新的军事科学院调整组建后,在生命科学基础研究领域取得的重要科研突破之一。

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据悉,北京时间2月22日凌晨,国际顶级学术期刊《Cell》(《细胞》)在线发表了相关研究论文。军事科学院军事医学研究院戴江博士、博士生黄怡娇以及何新华博士是文章的共同第一作者。

今天,人类仍然面临着病毒感染的严重威胁。据悉,人类迄今已经认识的病毒可能仅占自然界病毒种类的1%。因此,如何在源头上掌握应对病毒感染及其所致重大疫情的主动权,是摆在科研人员面前的一项重要而艰巨的任务。张学敏院士说,该工作通过对抗病毒感染本质规律的揭示,使我们未来在应对重大疫情时,不仅对控制已知病毒感染具有手段,还有望对未知病毒感染具备应对能力。

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军事医学研究院院长张士涛介绍说,由于cGAS在疾病发生和治疗中的重要作用,其干预手段一直是国际前沿领域的热点竞争方向,许多国际制药集团和科研团队都在试图寻找cGAS的干预手段。李涛博士和张学敏院士团队从机理研究入手,聚焦前沿、独辟蹊径,挖掘出百年老药阿司匹林可以通过乙酰化作用抑制cGAS激活。该工作不仅揭示了阿司匹林作用于人体的全新靶点和分子机制,还可能为一类目前无药可治的自身免疫疾病提供治疗方法。

科研团队成员共同观测分子影像并交流发现。(岳恒冰摄)

在这一国际竞争激烈的前沿领域取得重要科研成果是军事科学院坚持从实验抓起大力推动科研创新的一个缩影。军事科学院领导表示,该院把抓好科学实验作为打造高水平军事科研机构的关键举措之一,他们系统梳理技术清单,调整资源投向投量,科学确定重点加强科研方向和重点培育科研方向,自主设计重大科研工程,重点抓好科研实验环境建设。目前,仅军事医学研究院就有3个国际组织指定实验室,1个国家重大科技基础设施,3个国家重点实验室。张学敏院士领衔的团队是“国家自然科学基金创新研究群体”,也是蛋白质组学国家重点实验室、抗毒药物与毒理学国家重点实验室的组成部分。长久以来,这个团队在张院士培育的独特科学文化熏陶下,以十年磨一剑的定力潜心研究,矢志追求标志性创新。在刚刚过去的2018年岁末和2019年新年伊始,这个创新研究群体围绕抗病毒感染、机体能量应激供给和细胞对极端环境感应等领域取得了系列突破性进展,除《Cell》外,还先后发表在《NatureImmunology》(《自然·免疫学》)和《NatureCellBiology》(《自然·细胞生物学》)等国际权威学术期刊上。

围绕这个关键科学问题,李涛博士团队和张学敏院士团队展开了联合科研攻关,旨在从cGAS的调控机理研究入手,寻找控制cGAS激活的手段,以期为抗病毒感染和相关疾病的治疗寻找新的突破。经过近5年的深入研究,该团队发现乙酰化修饰是控制cGAS活性的关键分子事件,并揭示了其背后的调控规律。在药物设计专家何新华博士的具体参与下,研究人员综合利用生物质谱及色谱分析等技术,并通过特异位点乙酰化抗体等进行生物化学验证,最终发现乙酰水杨酸(阿司匹林)可以强制cGAS发生乙酰化并抑制cGAS的活性。随后,研究人员利用实验动物和AGS病人的细胞进一步验证了他们的发现。

据了解,当病毒入侵机体时,其自身遗传物质(如DNA等)会不可避免地被带入到宿主细胞中,继而导致机体针对这些外源DNA迅速做出强烈的免疫应答以清除病毒感染,甚至不惜以伤及自身为代价,这是病毒感染导致致死性炎症的主要原因。其中,DNA感受器cGAS蛋白质在DNA从细胞内部触发免疫和自身免疫反应中起到了关键作用。此外,除感受病毒入侵,cGAS的异常激活也是系统性红斑狼疮、AGS综合征等一类自身免疫疾病的关键致病因素。“寻找有效控制cGAS活性的手段并探究其调控机制,对抵抗病毒感染、重大传染病防控及自身免疫疾病的治疗都至关重要。”李涛博士介绍说。

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