張?zhí)焯⊥?,王堅成,吳 鐳
(1. 中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所,北京 100050;2.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)藥生物技術(shù)研究所,北京 100050;3. 國家自然科學(xué)基金委員會醫(yī)學(xué)部,北京 100085;4. 北京大學(xué)藥學(xué)院,北京 100191)
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國家自然科學(xué)基金2010~2015年基于炎癥相關(guān)研究的資助項目分析
張?zhí)焯?,姜威2,王堅成3,4,吳鐳3
(1. 中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所,北京100050;2.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)藥生物技術(shù)研究所,北京100050;3. 國家自然科學(xué)基金委員會醫(yī)學(xué)部,北京100085;4. 北京大學(xué)藥學(xué)院,北京100191)
摘要:炎癥是機體對病原體感染以及各種組織損傷等產(chǎn)生的一種防御反應(yīng),是最常見的基本病理生理過程,幾乎所有疾病的發(fā)展過程都存在炎癥反應(yīng)。該文就國家自然科學(xué)基金委員會醫(yī)學(xué)科學(xué)部2010~2015年間基于炎癥反應(yīng)研究其在疾病發(fā)生發(fā)展中的作用、機制、調(diào)控與治療等資助項目的基本情況進(jìn)行了總結(jié)和分析,以期為該領(lǐng)域的研究提供參考。
關(guān)鍵詞:國家自然科學(xué)基金;抗炎免疫藥理學(xué);炎癥;資助項目;非可控性炎癥;炎癥性疾病
炎癥作為機體一種重要的生理反應(yīng)能有效防御致病因素對機體的侵襲或損傷,對維持機體健康起著非常重要的作用。然而炎癥反應(yīng)失調(diào)或非可控,比如過度放大或者持續(xù)存在,也會引發(fā)機體損傷,進(jìn)而導(dǎo)致疾病的發(fā)生。多種疾病,如自身免疫性疾病、腫瘤、神經(jīng)退行性疾病、糖尿病等都與炎癥反應(yīng)的非可控密切相關(guān),但確切的調(diào)控機制還未完全闡明?;谘装Y反應(yīng)在疾病發(fā)生發(fā)展過程中的分子調(diào)控機制、炎癥反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)控節(jié)點、免疫穩(wěn)態(tài)失衡、藥物作用靶點等方面的研究是目前研究的重點,這些研究有助于揭示炎癥反應(yīng)在多種疾病的發(fā)病機制,有助于尋找和發(fā)現(xiàn)能夠調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)的藥物。國家自然科學(xué)基金委員會(NSFC)醫(yī)學(xué)科學(xué)部自2010年成立以來,一直大力支持涉及炎癥的基礎(chǔ)研究,資助強度和資助項目數(shù)逐年增長,研究的整體水平越來越高,部分研究進(jìn)入國際先進(jìn)行列。本文擬就NSFC醫(yī)學(xué)科學(xué)部(其他科學(xué)部相關(guān)項目未統(tǒng)計在內(nèi))近6年來(2010~2015)資助的基于炎癥相關(guān)研究項目的基本情況進(jìn)行分析,梳理我國在該領(lǐng)域的研究動向和特點,為以后的項目申請?zhí)峁﹨⒖肌?/p>
1資助項目概況
醫(yī)學(xué)科學(xué)部2010~2015年度炎癥免疫領(lǐng)域共資助各類項目1 879項,累計資助金額11.2億余元。資助強度、項目數(shù)以及資助金額均逐年增長(表1)。其中資助面上項目831項,占44.2%;青年科學(xué)基金651項,占34.7%;地區(qū)基金111項,占5.9%。
表1 2010~2015年度NFSC醫(yī)學(xué)科學(xué)部資助的基于炎癥相關(guān)研究的項目概況
本文2015年經(jīng)費均指直接經(jīng)費。
6年間醫(yī)學(xué)科學(xué)部立項的重點項目領(lǐng)域直接與炎癥免疫相關(guān)的有“炎癥與腫瘤發(fā)生”、“氣道慢性炎癥性疾病的分子機制”、“炎癥性及免疫性皮膚病的病因及發(fā)病機制研究”、“免疫生物治療的細(xì)胞與分子機制”、“神經(jīng)系統(tǒng)免疫和炎性疾病的發(fā)展與轉(zhuǎn)歸”、“腎臟病的免疫炎癥機制”、“免疫應(yīng)答與炎癥的藥學(xué)活性分子調(diào)控”、“免疫失衡與自身免疫性疾病”等,共資助34項,資助金額9 904萬元。
醫(yī)學(xué)科學(xué)部為了推動和提升我國在炎癥相關(guān)疾病領(lǐng)域研究的水平,于2010年啟動了“非可控性炎癥惡性轉(zhuǎn)化的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)及其分子機制”重大研究計劃,已資助了培育項目、重點支持項目和集成項目141項,資助金額16 480萬元。
此外,還資助專項基金項目50項、國際(地區(qū))合作與交流項目18項、聯(lián)合基金項目5項(表2)。
在人才培養(yǎng)方面,近6年來有6項國家杰出青年科學(xué)基金項目、14項優(yōu)秀青年科學(xué)基金項目,5項創(chuàng)新群體科學(xué)基金項目獲得資助(表2)。
獲資助的依托單位共130余家,其中上海交通大學(xué)獲得125項資助排列第一;華中科技大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、中山大學(xué)分別獲得77、64、63項;首都醫(yī)科大學(xué)、南京醫(yī)科大學(xué)、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院、北京大學(xué)、浙江大學(xué)、四川大學(xué)均獲得40項以上項目資助(圖1)。表明上述單位在該領(lǐng)域基礎(chǔ)研究方面具有一定的優(yōu)勢。
重點項目、重大項目、重大研究計劃重點支持項目、重點國際(地區(qū))合作研究項目等是NSFC研究系列中的重要類型,期待通過此類項目的資助推動我國在若干重要領(lǐng)域或科學(xué)前沿研究取得突破,提升我國基礎(chǔ)研究源頭創(chuàng)新能力,實現(xiàn)若干重點領(lǐng)域和重要方向的跨越發(fā)展,提升我國科學(xué)研究水平和國際競爭能力。
圖1 2010~2015年度基于炎癥研究項目依托單位及經(jīng)費概況
表2 2010~2015年度NSFC醫(yī)學(xué)科學(xué)部資助的基于炎癥相關(guān)研究的項目類別概況
2010~2015年,基于炎癥相關(guān)領(lǐng)域的研究共有33家單位獲各類重點項目資助79項,資助金額25 279萬元。其中中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院獲得10項資助,資助經(jīng)費達(dá)4 670萬元,優(yōu)勢比較明顯。上海交通大學(xué)獲得7項資助,資助金額1 840萬元,中山大學(xué)獲得6項,資助金額1 575萬元,浙江大學(xué)、廈門大學(xué)和第二軍醫(yī)大學(xué)各獲得4項資助,廣州醫(yī)科大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、首都醫(yī)科大學(xué)和中科院生物物理所各獲得3項資助,中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院等8家單位獲得2項資助,16家單位各獲得1項資助。
2資助項目研究方向分析
炎癥反應(yīng)與多種疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),基于炎癥研究疾病的發(fā)病機制以及新藥研究等也成為近年研究的熱點。近6年來,NSFC醫(yī)學(xué)科學(xué)部資助的基于炎癥方向的研究涉及惡性腫瘤、心腦血管疾病、神經(jīng)精神系統(tǒng)疾病、自身免疫性疾病、消化系統(tǒng)疾病、呼吸系統(tǒng)疾病、代謝性疾病、泌尿生殖系統(tǒng)疾病、感染性疾病等的發(fā)病機制,以及以炎性因子做為藥物作用靶標(biāo)的確認(rèn)、藥物作用機制和創(chuàng)新藥物研究。其中,涉及惡性腫瘤的研究有271項,約占總資助項目數(shù)的14.4%;心腦血管疾病265項,占14.1%;神經(jīng)精神系統(tǒng)疾病247項,占13.2%;炎癥和自身免疫性疾病220項,占11.7%;消化系統(tǒng)疾病193項,占10.3%;呼吸系統(tǒng)疾病189項,占10.1%;泌尿生殖系統(tǒng)疾病131項,占6.97%;代謝性疾病135項,占7.18%;眼耳鼻喉及口腔疾病103項,占5.48%。具體如圖2所示。
圖2 2010~2015年NSFC醫(yī)學(xué)科學(xué)部資助的炎癥項目涉及的疾病類型
從研究內(nèi)容涉及的疾病分類來看,基于炎癥反應(yīng)針對疾病的機制研究,除了炎癥和自身免疫性疾病外,大部分研究主要是集中于一些嚴(yán)重威脅人類健康的重大疾病。惡性腫瘤研究主要包括人體各個系統(tǒng)惡性腫瘤發(fā)生的機制,炎癥在惡性轉(zhuǎn)化過程中發(fā)揮的作用等;心腦血管疾病研究主要包括心肌缺血和梗死、動脈粥樣硬化、腦缺血等疾??;神經(jīng)精神系統(tǒng)疾病研究主要包括神經(jīng)炎癥在神經(jīng)退行性疾病,如阿爾茨海默病、帕金森等疾病中的機制研究;代謝性疾病包括糖尿病、甲亢、肥胖和脂肪代謝異常等的發(fā)病機制;呼吸系統(tǒng)疾病研究包括呼吸道疾病和肺纖維化、肺損傷、急性呼吸窘迫綜合征等疾病中炎癥的作用機制;消化系統(tǒng)疾病研究包括肝、膽、胰和腸道等疾病發(fā)生中炎癥反應(yīng)調(diào)控機制。
3資助項目主要研究內(nèi)容分析
炎癥是宿主系統(tǒng)對病原體感染以及各種組織損傷等產(chǎn)生的一系列復(fù)雜的應(yīng)答事件,是機體對于刺激的一種防御性反應(yīng),臨床上特征性地表現(xiàn)為紅、腫、熱、痛等基本的病理過程。但是局部組織長期、慢性的炎癥反應(yīng)會誘發(fā)除了炎性因子以外多種信號通路中眾多基因、蛋白、非編碼RNA等分子的參與,這種調(diào)控網(wǎng)絡(luò)在多種疾病的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮了重要的作用,如腫瘤、神經(jīng)退行性疾病、代謝性疾病、心腦血管疾病等,那么炎性因子如何調(diào)控疾病的發(fā)生發(fā)展以及相應(yīng)的作用機制尚待深入研究。NSFC資助基于炎癥領(lǐng)域的研究,有助于闡明和揭示炎癥在疾病中的作用機制,推動炎癥相關(guān)分子的靶點確認(rèn)和基于靶點的抗炎藥物發(fā)現(xiàn)。
3.1抗炎免疫藥理學(xué)和藥物研究
抗炎免疫藥理學(xué)的研究內(nèi)容涉及炎癥及免疫反應(yīng)在疾病發(fā)生發(fā)展中的作用及調(diào)控機制、基于炎癥和免疫系統(tǒng)的藥物作用靶點及新藥發(fā)現(xiàn)研究、已知抗炎藥物的作用機制研究等。基于炎癥在疾病中作用的研究是近年來研究最熱、也是發(fā)展最快的領(lǐng)域,炎癥密切相關(guān)的TLR4-NF-κB、JAK-STAT等信號通路,以及炎癥小體、microRNA等通過炎癥反應(yīng)如何調(diào)控細(xì)胞自噬、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞壞死、細(xì)胞焦亡等的機制,進(jìn)而影響炎癥相關(guān)疾病的藥理學(xué)作用等是目前研究的焦點。我國科學(xué)家在該領(lǐng)域的相關(guān)研究也處于世界前沿,兩個獨立的學(xué)術(shù)機構(gòu)分別揭示了細(xì)胞炎性壞死的新機制,首次證明GSDMD是所有炎性caspase的共有底物,該蛋白的切割對于炎性caspase激活細(xì)胞焦亡既是必要的也是充分的[1]。這是20年來首次揭示細(xì)胞焦亡的關(guān)鍵分子機制,為多種自身炎癥性疾病提供了全新的藥物靶點。該項研究被中國科協(xié)生命科學(xué)學(xué)會聯(lián)合體評為2015年度中國十大科學(xué)進(jìn)展之一[2]。另一項研究揭示了表觀遺傳修飾酶tet2在抗感染炎癥免疫反應(yīng)及消退過程中起重要的控制作用,為研究如何促進(jìn)持續(xù)性炎癥及時消退、抑制炎癥反應(yīng)從而阻止自身免疫病等發(fā)生發(fā)展提出了新的分子機制與學(xué)術(shù)觀點[3]。
在抗炎藥物研究方面,小分子藥物的研發(fā)相對滯后,除了甾體和非甾體類藥物,以及上世紀(jì)80年代末期發(fā)現(xiàn)的甲氨蝶呤,再鮮有化學(xué)藥物出現(xiàn)。直到2012年第一個以JAK為靶點的、治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的小分子藥物tofacitinib被FDA批準(zhǔn)上市。與化學(xué)小分子藥物研發(fā)相比,近年來以炎性因子或細(xì)胞因子為靶點的單克隆抗體類生物藥物的研發(fā)取得巨大的成功,一批用于治療自身免疫性疾病的生物藥物相繼上市。小分子抗炎藥物研發(fā)滯后的原因是多方面的,原因之一可能是與疾病相關(guān)新靶點的發(fā)現(xiàn)與確認(rèn),以及活性物質(zhì)的機制研究還不夠深入有關(guān)。針對這種情況,基金委醫(yī)學(xué)科學(xué)部近幾年在項目指南中引導(dǎo)并強調(diào)申請者可以在新靶點的發(fā)現(xiàn)和確認(rèn),以及生物活性物質(zhì)作用機制等方面進(jìn)行更深入的探索與研究,并加強了在這些領(lǐng)域的資助,期待我國在藥物作用新靶點的研究方面有所突破。
近6年來,NSFC醫(yī)學(xué)科學(xué)部資助的項目多集中于炎性分子及信號通路在疾病中的調(diào)控機制、藥物作用的關(guān)鍵分子靶點及標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)、具有抗炎作用的活性物質(zhì)或藥物干預(yù)疾病的分子機制等方面。資助的面上項目有“艾拉莫德靶向接頭蛋白Act1的分子基礎(chǔ)及Act1的靶標(biāo)屬性研究”、“針對Syk活性抑制的中藥小分子物質(zhì)篩選及其抗氣道炎癥作用機制”、“羥基紅花素A抑制慢阻肺發(fā)病過程中TNF受體1介導(dǎo)的炎癥信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用的研究”、“Rho激酶作為炎癥性腸病防治新靶標(biāo)的研究”、“人TMPD1中結(jié)合HMGB1 B box的功能位點解析及其新型抗炎小肽的制備”等,重點項目包括“靶向NLRP3炎癥小體的小分子抗炎藥物篩選及分子藥理學(xué)機制研究”、“以IL-17信號中SHP-2/Act1相互作用界面為靶標(biāo)的新型免疫炎癥調(diào)節(jié)”、“外周免疫失衡與炎癥性自身免疫病相關(guān)疾病發(fā)生發(fā)展的細(xì)胞分子機制”、“白介素-17在自身免疫病病理中發(fā)揮作用的細(xì)胞與分子機制”、“新型活性單體芍藥苷-6-氧-苯磺酸酯在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎免疫應(yīng)答與炎癥中的調(diào)控作用”等。
3.2炎癥在腫瘤發(fā)生中的作用機制研究
炎癥反應(yīng)具有兩面性,正常的炎癥應(yīng)答是刺激物消除后炎癥消退的急性過程,表現(xiàn)為防御和修飾炎癥反應(yīng),這種炎癥被稱為可控性炎癥(resolving inflammation);但是,在某些不確定因素的存在下,如持續(xù)的或低強度的刺激、靶組織處于長期或過度反應(yīng)時,炎癥無法從抗感染、組織損傷模式下轉(zhuǎn)變成為平衡穩(wěn)定的狀態(tài),導(dǎo)致炎癥反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行,表現(xiàn)為“非可控性炎癥”(nonresolving inflammation)狀態(tài)。盡管可以明確非可控性炎癥在腫瘤的發(fā)生、轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)歸等過程中發(fā)揮了重要作用,但是仍有一些關(guān)鍵的科學(xué)問題沒有闡明,基于非可控性炎癥惡性轉(zhuǎn)化的研究,也是NSFC面上項目、青年項目、重點項目等常規(guī)資助數(shù)量最多的熱點研究。
為了揭示非可控性炎癥向腫瘤惡性轉(zhuǎn)化的分子機制與調(diào)控規(guī)律,NSFC醫(yī)學(xué)科學(xué)部于2010年立項啟動了“非可控性炎癥惡性轉(zhuǎn)化的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)及其分子機制”的重大研究計劃,圍繞非可控性惡性轉(zhuǎn)化的調(diào)控網(wǎng)絡(luò),充分發(fā)揮醫(yī)學(xué)科學(xué)、生命科學(xué)和信息科學(xué)等學(xué)科的特點以及學(xué)科交叉的優(yōu)勢,引入系統(tǒng)生物學(xué)的整合性及信息化的研究策略,發(fā)展貼近臨床病理特征與疾病進(jìn)程的新技術(shù)、新方法,通過分析調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的分子事件,發(fā)現(xiàn)非可控炎癥惡性轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵節(jié)點及其調(diào)控規(guī)律,從而闡明非可控性炎癥惡性轉(zhuǎn)化的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)特征及其分子機制,最終為惡性腫瘤在臨床的早期診斷、干預(yù)模式、預(yù)防策略等提供理論依據(jù)。NSFC醫(yī)學(xué)科學(xué)部擬通過5~8年的時間,通過凝聚優(yōu)勢力量,形成具有相對統(tǒng)一方向的項目群,加強對上述科學(xué)問題的深入研究和集成,以期在該領(lǐng)域的研究取得一些重大突破,使我國在該領(lǐng)域的研究進(jìn)入國際前沿。
截止2015年,“非可控性炎癥惡性轉(zhuǎn)化的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)及其分子機制”重大研究計劃已經(jīng)在分子機制、調(diào)控網(wǎng)絡(luò)與關(guān)鍵節(jié)點、炎癥向腫瘤轉(zhuǎn)化調(diào)控網(wǎng)絡(luò)研究的新方法、炎-癌轉(zhuǎn)化過程中白介素家族介導(dǎo)的信號通路網(wǎng)絡(luò)、肝炎-肝癌轉(zhuǎn)化進(jìn)程的關(guān)鍵分子網(wǎng)絡(luò)、炎-癌轉(zhuǎn)化過程中理論計算與臨床研究或?qū)嶒炆飳W(xué)研究、調(diào)控炎癥惡性轉(zhuǎn)化的新方法研究、炎-癌轉(zhuǎn)化過程中代謝調(diào)控網(wǎng)絡(luò)研究等方向,共資助培育項目113項,重點項目12項,集成項目16項,投入研究經(jīng)費達(dá)1.65億元人民幣。具體研究項目包括“炎癥性腸病癌變的關(guān)鍵結(jié)點及其靶向干預(yù)”、 “miRNA-143/miRNA-145與TLR4-NF-κB組成的信號調(diào)控網(wǎng)絡(luò)在口腔鱗癌中的作用研究”、“CD146作為關(guān)鍵節(jié)點調(diào)控非可控性炎癥惡性轉(zhuǎn)化分子機制研究”、“非可控性炎癥調(diào)控網(wǎng)絡(luò)體內(nèi)定量監(jiān)視技術(shù)研究”等培育項目;“自我天然免疫識別異常介導(dǎo)非可控性肝炎與肝癌轉(zhuǎn)化的分子機制”、“免疫穩(wěn)態(tài)失衡在炎癌轉(zhuǎn)化的開關(guān)機制-免疫負(fù)性調(diào)控因子SIRP在免疫球蛋白受體pIgRα免疫背叛中的調(diào)控”、“NF-κB激活調(diào)控的新機制及其在炎癥與腫瘤發(fā)生中的作用”、“小RNA在大腸炎癥反應(yīng)及其向腫瘤轉(zhuǎn)化中的作用”等重點項目;“TNF與IL-17信號轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)調(diào)控非可控炎癥惡性轉(zhuǎn)化的分子機理研究”、“建立針對肝炎、肝癌研究的多組學(xué)數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)分析平臺”、“炎癥小體活化過程中的NF-κB信號新環(huán)路及其可供藥物調(diào)控的關(guān)鍵節(jié)點”、“IL-6/STAT3信號轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)與炎癌轉(zhuǎn)化研究”、“天然免疫抑制受體介導(dǎo)的非可控肝炎惡性轉(zhuǎn)化機制與免疫干預(yù)靶點研究”等集成項目。
在重大研究計劃資助下,我國科學(xué)家在非可控性炎癥惡性轉(zhuǎn)化的分子調(diào)控機制、細(xì)胞信號調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點等方面取得了一些重要進(jìn)展,部分研究走在了國際前沿。自該重大研究計劃啟動以來,在本計劃項目支持下100多篇SCI影響因子大于10的高水平研究論文發(fā)表在Cancer Cell、Nature Med、Nature Immunol、Nature Genet、Nature Cell Biol、 Immunity、Hepatology、Gut、Autophagy等在國際上有影響力的期刊上。
3.3神經(jīng)炎癥在神經(jīng)退行性疾病中的作用研究
帕金森病(PD)、阿爾茨海默病(AD)、多發(fā)性硬化癥等神經(jīng)退行性疾病、以及抑郁癥等神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生發(fā)展與神經(jīng)炎癥密切相關(guān),中樞內(nèi)具有免疫功能的膠質(zhì)細(xì)胞的激活是神經(jīng)炎癥發(fā)生的一大特征,主要包括小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞激活。臨床病理學(xué)、轉(zhuǎn)基因動物抗炎藥效學(xué)試驗、臨床流行病學(xué)等研究均表明AD和PD均伴隨著明確的膠質(zhì)細(xì)胞激活,個別非甾體抗炎藥可能具有抑制神經(jīng)炎癥的作用,但是臨床治療沒有得出相同的結(jié)論。神經(jīng)炎癥伴隨著神經(jīng)退行性疾病的發(fā)生和發(fā)展已經(jīng)毋庸置疑,但是神經(jīng)炎癥發(fā)生的分子機制,炎癥是疾病發(fā)生的始動因素還是疾病發(fā)生的結(jié)果等都還不明確。
資助和支持該領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究,有助于這些科學(xué)問題的揭示,近6年來,NSFC醫(yī)學(xué)科學(xué)部資助了247項基于炎癥免疫方向研究神經(jīng)系統(tǒng)疾病的基礎(chǔ)研究項目,如“NgR調(diào)節(jié)神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞參與神經(jīng)炎癥的作用及分子機制研究”、“NF-κB/MAPKs-NMDAR-αCaMKII通路介導(dǎo)桂皮醛對PS1/PS2雙敲除AD小鼠神經(jīng)炎癥和學(xué)習(xí)記憶的作用”、“Treg/Th17失衡介導(dǎo)的神經(jīng)炎癥在帕金森病發(fā)病機制中的作用”、“炎癥和突觸可塑相關(guān)性microRNA在內(nèi)側(cè)顳葉癲癇慢性化進(jìn)程中的作用機制研究”、“中樞炎癥在術(shù)后認(rèn)知功能障礙中的機制研究”、“腦卒中誘導(dǎo)的腦組織炎癥與外周免疫抑制雙向效應(yīng)的免疫機制研究”等項目。上述的研究主要是圍繞神經(jīng)退行性疾病、腦卒中、癲癇等疾病的神經(jīng)炎癥作用機制以及干預(yù)進(jìn)行研究。
3.4炎癥在心腦血管疾病中的作用研究
動脈粥樣硬化是臨床心肌缺血和心肌梗死、高血壓、腦缺血等缺血性心腦血管疾病的重要病理基礎(chǔ),自1986年華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院Ross教授[4]首次提出動脈粥樣硬化是一種炎癥性疾病以來,動脈粥樣硬化是一種慢性炎癥疾病已經(jīng)得到大家的認(rèn)可。炎癥反應(yīng)貫穿動脈粥樣硬化發(fā)病的各個階段,可能是多種致動脈粥樣硬化因素致病機制的共同環(huán)節(jié)或通路,但炎癥在動脈粥樣硬化形成中的確切分子機制、炎性因子與血管內(nèi)皮或平滑肌細(xì)胞之間的信號傳導(dǎo)與相互作用及調(diào)控網(wǎng)絡(luò)等還未完全闡明。
近6年來NSFC醫(yī)學(xué)科學(xué)部共資助了約265項該方向各類基金項目,研究集中于炎性相關(guān)分子在動脈粥樣硬化斑塊穩(wěn)定的機制研究、免疫應(yīng)答失衡在心肌梗死后炎癥反應(yīng)與重構(gòu)的機制研究、炎癥微環(huán)境在心肌纖維化發(fā)病的機制研究等方向。項目包括“新型抗炎因子IL-37在動粥樣硬化中的作用和機制”、“TRAF1在心肌梗死后心室重構(gòu)中的作用及分子機制”、“Ghrelin/GHSR通過MAPK信號通路調(diào)控動脈粥樣硬化斑塊穩(wěn)定性的分子機制研究”、“TREM-1/DAP12/NF-KB信號通路在6-姜烯酚抗動脈粥樣硬化中的作用研究”、“HIF-1α通路介導(dǎo)Tregs/Th17細(xì)胞失平衡促進(jìn)心梗后炎癥反應(yīng)和心室重構(gòu)的機制研究”、“ApoA1/ABCA1抗動脈粥樣硬化新機制-自噬介導(dǎo)的血管外周脂肪組織抗炎途徑”等面上項目,以及“補體調(diào)節(jié)的血管外周免疫微環(huán)境在血管損傷中的機制研究”、“炎癥微環(huán)境在高血壓心臟纖維化發(fā)病機制中的研究”等重點項目。
3.5炎癥與呼吸系統(tǒng)疾病
氣道、肺組織、肺血管的慢性炎癥是哮喘、慢性阻塞性肺疾病、呼吸窘迫綜合征等肺部疾病的重要原因,炎癥反應(yīng)涉及眾多炎性因子、細(xì)胞因子和受體蛋白等,但他們?nèi)绾瓮ㄟ^炎癥誘發(fā)這些呼吸系統(tǒng)疾病的確切機制還未完全闡明。
近6年來NSFC共資助了189項基于炎癥免疫研究呼吸系統(tǒng)疾病的各類項目,這些研究多集中于闡明免疫應(yīng)答失衡、炎性小體、miRNA、炎性因子、分子標(biāo)志物等如何調(diào)控炎癥反應(yīng)誘發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病。資助項目包括2014年啟動的重大項目“肺氣血屏障損傷與修復(fù)的調(diào)控機制”和“物理、化學(xué)和生物干預(yù)措施對肺損傷發(fā)生發(fā)展與轉(zhuǎn)歸的影響及其機制”;面上項目包括“PP2Cδ調(diào)控的線粒體ROS通路在肺損傷和炎癥中的作用機制研究”、“miR-125作為COPD標(biāo)志物的驗證及其在炎癥機制中的調(diào)控研究”、“內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激CHOP信號通路通過巨噬細(xì)胞固有免疫應(yīng)答參與哮喘發(fā)病機制探討”、“Th2類免疫應(yīng)答在RSV感染后慢性氣道炎和AHR形成中的作用機制研究”、“氣道上皮細(xì)胞線粒體功能異常及NLRP3炎癥體活化在臭氧誘導(dǎo)的支氣管哮喘急性加重模型中的作用”、“NLRP3炎性體介導(dǎo)IL-1β通路在慢性阻塞性肺疾病中的激活和作用研究”、“mTOR信號通路在吸煙誘導(dǎo)的氣道上皮細(xì)胞損傷和COPD中的調(diào)控作用及機制”;重點項目有“氣道慢性炎癥性疾病中HDAC2與炎癥小體調(diào)控Th17/中性粒細(xì)胞的分子機制研究”等。
3.6炎癥與代謝性疾病
糖尿病、肥胖、脂代謝異常等代謝性疾病都是由于正常的生理性穩(wěn)態(tài)被破壞以及體內(nèi)代謝平衡異常造成的,這種內(nèi)穩(wěn)態(tài)的失衡會誘發(fā)炎癥反應(yīng),通過防御反應(yīng)試圖去修復(fù)失衡的代謝異常,但是持續(xù)的非可控性炎癥反應(yīng)則會導(dǎo)致疾病處于一種慢性或持續(xù)狀態(tài)[5]。肥胖是2型糖尿病、高血壓等脂代謝異常疾病的主要誘因,而巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)則是脂代謝異常關(guān)鍵機制。
近6年來NSFC資助項目的研究集中于炎性因子對肥胖組織的調(diào)控、巨噬細(xì)胞中炎癥通路對胰島素抵抗的調(diào)控、代謝性炎癥在糖穩(wěn)態(tài)失衡的作用機制等方面。資助面上項目包括“糖化終末產(chǎn)物誘導(dǎo)胰島β細(xì)胞炎性損傷分子機制研究”、“IL-17介導(dǎo)巨噬細(xì)胞極化對BPA誘導(dǎo)肥胖中脂肪組織炎癥的調(diào)控及機制研究”、“脂肪組織巨噬細(xì)胞極化在EETs改善胰島素抵抗中的作用”、“幽門螺桿菌感染與2型糖尿病發(fā)生的關(guān)系及其炎癥致病機制研究”、“顆粒脂肪游離移植后啟動脂肪再生的炎癥模式及相關(guān)調(diào)控機制的研究”;重點項目有“糖穩(wěn)態(tài)維持與失衡的機制研究”、“代謝性炎癥發(fā)生的機制及其在糖代謝穩(wěn)態(tài)失衡中的作用”、“中性粒細(xì)胞胞外捕獲異常誘導(dǎo)脂肪組織炎癥和胰島素抵抗的機制研究”等。
3.7炎癥小體
以模式識別受體為核心的固有免疫識別和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機制在炎癥反應(yīng)發(fā)生、發(fā)展和修復(fù)方面均發(fā)揮重要作用。NOD樣模式識別受體(NLR)與接頭蛋白ASC、Caspase-1組成的復(fù)合物叫炎癥小體,炎癥小體的主要功能就是通過促進(jìn)caspase-1的活化將沒有生物活性的IL-1β和IL-18加工剪切成具有生物活性的成熟的IL-1β和IL-18,并促進(jìn)其分泌而引起炎癥反應(yīng)。由于IL-1β和IL-18在免疫應(yīng)答和炎癥發(fā)生中發(fā)揮重要作用,如促進(jìn)中性粒細(xì)胞的招募和誘導(dǎo)Th17細(xì)胞的分化等,炎癥小體不僅在機體抗感染免疫中起關(guān)鍵作用,還參與多種炎癥相關(guān)重大疾病的發(fā)生和發(fā)展[6,7]。目前的研究顯示炎癥小體與多種疾病,如腫瘤、神經(jīng)退行性疾病、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、動脈粥樣硬化等的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),炎癥小體如何調(diào)控疾病的進(jìn)程、炎癥小體能否成為藥物作用的靶點等還有待深入研究去揭示。
近6年來NSFC醫(yī)學(xué)科學(xué)部資助的有關(guān)炎癥小體的項目一共有86項,包括重點項目“靶向NLRP3炎癥小體的小分子抗炎藥物篩選及分子藥理學(xué)機制研究”,以及面上項目“SERBP-炎癥小體在血液紊流促動脈粥樣硬化中的機制”、“NLRP3炎癥小體活化加重TLR4介導(dǎo)的急性肺損傷及其機制研究”、“長非編碼RNA對牙髓成纖維細(xì)胞NLRP3/caspase-1炎癥體的調(diào)控機制研究”、“NLRP3炎癥小體介導(dǎo)Th亞群失衡在急性髓性白血病中的作用及機制研究”、“穿心蓮內(nèi)酯誘導(dǎo)線粒體自噬調(diào)控NLRP3炎癥小體活化的分子機制研究”等。上述研究涉及以炎癥小體為靶點的疾病干預(yù)研究、炎癥小體的活化機制、調(diào)控網(wǎng)絡(luò)和在疾病進(jìn)程中的作用等,其中一些研究處于國際領(lǐng)先水平,如中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)有關(guān)炎癥小體研究的系列文章相繼發(fā)表在Nature Immunol和Cell等高水平雜志上。
3.8傳統(tǒng)中藥抗炎免疫調(diào)節(jié)作用研究
機體炎癥反應(yīng)是由多種炎性因子、細(xì)胞因子、蛋白分子組成的信號通路共同參與的復(fù)雜調(diào)控網(wǎng)絡(luò),錨定于單一分子或靶點的研究不足以揭示復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò),藥物研發(fā)已突破傳統(tǒng)的“單基因-單靶點-單疾病”的生物模式,轉(zhuǎn)向了“多基因-多靶點-復(fù)雜疾病”的新模式,而傳統(tǒng)中藥多成分的優(yōu)勢則更契合于這種新的研究策略。來源于傳統(tǒng)中藥的天然產(chǎn)物及其衍生物更是創(chuàng)新藥物的重要來源,現(xiàn)有的化學(xué)藥物超過半數(shù)發(fā)源于天然產(chǎn)物,而抗癌和抗炎藥物中更是超過三分之二。我國地域遼闊,各地地理和氣候條件有顯著差異,天然資源豐富,加之中草藥應(yīng)用具有悠久歷史和豐富翔實的典籍記載,并有實力雄厚的天然藥物研究隊伍和專業(yè)機構(gòu),因此從事以天然產(chǎn)物為基礎(chǔ)的藥物化學(xué)研究的條件得天獨厚。來源于中藥青蒿的青蒿素及其衍生物作為抗瘧特效藥是我國科學(xué)家對人類抗瘧事業(yè)做出的杰出貢獻(xiàn),研發(fā)青蒿素的科學(xué)家屠呦呦教授獲得了2015年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。
傳統(tǒng)中藥及天然產(chǎn)物藥物的抗炎作用具有天然的優(yōu)勢,近6年來NSFC醫(yī)學(xué)科學(xué)部共資助了138項基于中醫(yī)藥的抗炎免疫研究,研究主要集中于中藥復(fù)方或天然產(chǎn)物基于抗炎作用的分子調(diào)控機制、中藥作用機制及靶點研究以及來源于中藥的天然產(chǎn)物創(chuàng)新藥物作用研究。如面上項目“從TLR4-NF-κB-炎性因子信號通路探討荊花胃康膠丸及其拆方抗小鼠Hp感染性胃炎的作用機制”、“電針通過神經(jīng)元α7nAChR調(diào)控Treg減輕腦缺血后神經(jīng)炎癥的作用及其機制”、“基于腸上皮細(xì)胞自噬及調(diào)控通路探討參苓白術(shù)散治療炎癥性腸病的作用機制”、“探討JAK/STAT通路調(diào)控慢性阻塞性肺疾病急性加重期(痰熱阻肺)大鼠氣道炎癥及請進(jìn)化痰顆粒干預(yù)實驗研究”等,重點項目“基于傳統(tǒng)艾灸的特定波長激光灸對炎癥疼痛的療效及神經(jīng)生物機制”、“新型活性單體芍藥苷-6-氧-苯磺酸在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎免疫應(yīng)答與炎癥中的調(diào)控作用”等。
4總結(jié)和展望
近年來,NSFC在支持面上、青年、地區(qū)基金自由探索的同時,把握國際研究中基于炎癥反應(yīng)的熱點問題,針對國家重大戰(zhàn)略需求和重大科學(xué)前沿兩類核心基礎(chǔ)科學(xué)問題,結(jié)合我國具有基礎(chǔ)和優(yōu)勢的領(lǐng)域進(jìn)行重點部署,啟動和實施相關(guān)重大研究計劃或重大項目,這些項目的實施可以凝聚優(yōu)勢力量,通過加強關(guān)鍵科學(xué)問題的深入研究和集成,將推動我國在該領(lǐng)域的研究水平。從基金支持情況來看,對基于炎癥反應(yīng)相關(guān)領(lǐng)域各類項目的資助數(shù)量和經(jīng)費都穩(wěn)步增長,呈現(xiàn)良好的發(fā)展勢頭,研究領(lǐng)域緊跟國際熱點問題。從項目的完成情況看,一些突破性的研究成果相繼發(fā)表在國際頂級學(xué)術(shù)期刊上,使我國在炎癥領(lǐng)域的部分研究已經(jīng)達(dá)到了國際先進(jìn)水平。
炎癥反應(yīng)在疾病發(fā)生中的作用是一個古老的科學(xué)問題,也是目前發(fā)展最迅速的科學(xué)前沿。雖然炎癥反應(yīng)在疾病中的重要性已經(jīng)得到了科學(xué)家的認(rèn)可和共識,但是炎癥反應(yīng)在不同疾病發(fā)生發(fā)展中的作用以及調(diào)控機制還未完全闡明,一些關(guān)鍵的核心科學(xué)問題有待進(jìn)一步研究探索。如“神經(jīng)炎癥是神經(jīng)退行性疾病的始動因素還是疾病發(fā)展的結(jié)果”、“非可控性炎癥惡性轉(zhuǎn)化的分子機制”、“非可控性炎癥惡性轉(zhuǎn)化的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)調(diào)控規(guī)律及關(guān)鍵調(diào)控節(jié)點”、“NLRP3炎癥小體活化的分子調(diào)控機制”、“巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)調(diào)控肥胖相關(guān)胰島素抵抗的機制”等,這些科學(xué)問題也是目前炎癥領(lǐng)域研究的熱點問題。在這些重大科學(xué)問題的研究中,我國科學(xué)家多個團(tuán)隊已經(jīng)在揭示細(xì)胞炎性壞死的分子機制、炎癥消退和緩解的調(diào)控機制研究等方面取得了突破,研究成果走在了世界前列。
醫(yī)學(xué)和藥學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)研究的最終目的之一是創(chuàng)新藥物的尋找和發(fā)現(xiàn),從而解決臨床存在的問題,盡管近10年來隨著各類組學(xué)的發(fā)展和數(shù)據(jù)的積累已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了大量潛在的藥物靶點,但逐年增長的研發(fā)投入并沒有帶來預(yù)想中新藥研發(fā)速度的加快。近年來,創(chuàng)新藥物的發(fā)現(xiàn)越來越難,其中重要的原因之一是缺乏與疾病相關(guān)的、新作用機制下的靶點的發(fā)現(xiàn)和確認(rèn),基于現(xiàn)有靶點的藥物研究已經(jīng)經(jīng)歷了較長時間的開發(fā),靶點處于耗竭的狀態(tài),所以新作用機制的藥物靶點的發(fā)現(xiàn)依然是制約新藥研究和開發(fā)的瓶頸,當(dāng)然針對炎癥性疾病的優(yōu)質(zhì)新靶點缺乏也不例外。可以說目前新型靶點的發(fā)現(xiàn)與確證是基礎(chǔ)科學(xué)研究和制藥公司共同面臨的世界性難題,基于炎癥作用新機制的優(yōu)質(zhì)新靶點的研究顯得越來越迫切。疾病相關(guān)新靶點的發(fā)現(xiàn)與研究是一個系統(tǒng)而復(fù)雜的工程,需要化學(xué)、藥學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物信息學(xué)、生物物理等不同學(xué)科的交叉融合,而基金委可以充分利用自身戰(zhàn)略引導(dǎo)、統(tǒng)籌發(fā)展的地位和優(yōu)勢,緊密結(jié)合國家未來發(fā)展戰(zhàn)略需求和科學(xué)前沿發(fā)展需求,加強前瞻部署,推動我國在基于疾病相關(guān)的蛋白質(zhì)機器藥物作用靶點的發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)研究。
相信NSFC在“支持基礎(chǔ)研究、堅持自由探索、發(fā)揮導(dǎo)向作用”的宏觀戰(zhàn)略指導(dǎo)下,通過對炎癥相關(guān)領(lǐng)域各類基礎(chǔ)研究項目穩(wěn)定而持續(xù)的資助,為我國在該領(lǐng)域的人才培養(yǎng)與基礎(chǔ)科學(xué)研究提供一個可行的平臺,從而助推我國科學(xué)家在炎癥相關(guān)領(lǐng)域有更多的研究走向國際前沿和引領(lǐng)國際熱點問題。
(致謝:感謝南京大學(xué)徐強教授在本文完成過程中給予的指導(dǎo)和建議。)
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Analysis of projects funded by National Natural Science Foundation of China (NSFC) in field of inflammation during 2010~2015
ZHANG Tian-tai1, JIANG Wei2, WANG Jian-cheng3,4, WU Lei3
(1.InstituteofMateriaMedica,ChineseAcademyofMedicalSciences,Beijing100050,China;2.InstituteofMedicinalBiotechnology,ChineseAcademyofMedicalSciences,Beijing100050,China;3.DeptofHealthSciences,NationalNaturalScienceFoundationofChina,Beijing100085,China;4.PekingUniversitySchoolofPharmaceuticalSciences,Beijing100191,China)
Abstract:Chronic inflammatory response often involves in the progression of disease in all organ system. While inflammation has been a highlight topic of study in many decades for pathogenesis or identifying drug targets to disease-associated inflammation. In this paper, the main fundamental research areas of projects funded by NSFC on inflammation during 2010~2015 are reviewed. The features and research types of projects are analyzed.
Key words:NSFC; inflammation; funded projects; retrospective analysis; non-resolving inflammation; inflammatory disease
收稿日期:2016-05-11,修回日期:2016-05-25
作者簡介:張?zhí)焯?1969-),男,博士,研究員,研究方向:抗炎免疫藥理學(xué),Tel:010-63035779,E-mail:ttzhang@imm.ac.cn; 吳鐳(1961-)男,研究員,研究方向:科學(xué)基金管理,通訊作者,Tel:010-62327199,E-mail:wulei@nsfc.gov.cn
doi:10.3969/j.issn.1001-1978.2016.06.001
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
文章編號:1001-1978(2016)06-0741-06
中國圖書分類號:R-05;R191;R364.5;R971.1
網(wǎng)絡(luò)出版時間:2016-5-25 15:39網(wǎng)絡(luò)出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/34.1086.R.20160525.1539.002.html
◇本刊特稿◇