中国科学院国家科学图书馆中国科学院国家科学图书馆 科学研究动态监测快报 2008 年 1 月 1 日 第 1 期（总第 74 期） 生命科学专辑 中 国 科 学 院 规 划 战 略 局 中国科学院上海生命科学信息中心 中国科学院上海生命科学信息中心 上海市岳阳路 319 号 邮编：200031 电话：021-54922966 电子邮件：csd 生命科学专辑 2008 年第 1 期（总 74 期） 目 录 专题报道专题报道 美国启动人类微生物群系项目.1 政策导向政策导向 英国 BBSRC 发布 2008-2011 年度资助计划及其要点.4 NIH 组建首个 RNAi 委员会 .5 科技前沿科技前沿 一类致心脏病信号传递缺失信号分子发现 .6 神经元应激新发现.7 microRNA 可识别并抑制乳腺癌干细胞 8 行业动态行业动态 生物技术公司介入新药早期研发项目新方式 .9 专辑主编：孙继林 执行主编：高柳滨 责任编辑：王小理 阮梅花 出版日期：2008 年 1 月 1 日 1 专题报道 美国启动人类微生物群系项目 虽然我们可能忽略了微生物，但它们仍存在于我们身体的各个部位，皮肤、 肺和胃肠等地方都有它们的身影。事实上，人体中的微生物数量可能是人体细胞 数量的十倍，它们对人体的健康有着至关重要的作用，帮助我们消化食物，制造 维生素，甚至帮助我们塑造肌肉系统。最近的研究显示，微生物在疾病方面，如 溃疡、心脏病和肥胖症等扮演着重要的角色。为揭示人体健康疾病状态与人体微 生物群系1的关系，美国国立卫生研究院（NIH）于 2007 年 12 月 19 日宣布正式 启动一项新的基因工程人体微生物群系项目（HMP） 。 1 背景及简介 有数以万亿的微生物个体活跃在人体内部或体表， 包括细菌、 古细菌、 真菌、 寄生虫和病毒等。这些微生物占人体总重量的 1%-2%，其中许多微生物对人体 健康维持有重要作用，帮助我们消化食物，制造维生素，甚至帮助我们塑造肌肉 系统。而同时还有一些微生物则可能导致人体疾病。然而，目前对健康和疾病状 态下这些细菌、真菌和其他微生物的作用还所知甚少。 表 1 人体上的其他生命 人体部位 微生物数量 嘴和喉咙 每毫升有 1 百万到 10 亿个微生物 皮肤 每平方厘米的干燥皮肤上有 1 千个细菌，湿润的地方最多有 1 百万个 胃 每毫升最多有 1 万个微生物 肠道 每克大肠最多有 1 万亿个微生物，是世界上生物密度最高的地方 为全面分析人体微生物群系，揭示微生物与人体健康和疾病状态之间的联 系， NIH 于 2007 年 12 月 19 日正式启动人类微生物群系项目 （Human Microbiome Project，HMP）。作为 NIH 医学研究路线图的一部分，NIH 将在将在未来 5 年 内在 HMP 上投资 1.15 亿美元。 第一步是对 600 种微生物的测序， 通过合并其他国际资助项目获得的微生物 基因组信息，从而形成大约 1，000 种微生物基因组的数据库。 第二步， 研究人员将对取自于健康志愿者身体组织样品内的微生物进行表征 分析。样品来自于人体内 5 个已知为微生物群落寄生的区域：消化道、口腔、皮 肤、鼻腔和女性泌尿生殖道。 第三步中展示项目将从患有特定疾病的志愿者体内获得样品， 从而可以将微 生物在人体特定区域的存在及变化情况与特定的疾病之间建立联系。 1人类微生物群系（human microbiome）是在人体内或者表面存在的所有微生物的总称。 2 通过宏基因组学方法和传统基因组 DNA 测序方法的协调， HMP 将为进一步 研究人体相关微生物群落奠定基础。整体而言，HMP 有以下 4 个目标： 确定个体之间是否有共同的核心人微生物群系的存在； 加深对人体微生物群系的变化是否与人体健康状况相关的理解； 开发实现上述目标所需要的新技术和生物信息学工具； 处理伴随 HMP 项目相关的伦理、法律和社会问题。 2 主要计划 2.1 设定微生物基因组测序的参照系（设定微生物基因组测序的参照系（reference set）及人体微生物群系的初步 表征分析 ）及人体微生物群系的初步 表征分析 对 600 种可培养及不可培养的细菌及非细菌类微生物测序。 与现有的微生物 基因组及其他计划项目合并后，构成由 1，000 种微生物基因组组成的参照系； 对微生物群落进行宏基因组学复杂性分析， 并确定在单个区域是否有核心微 生物群系的存在。早期研究将运用 16S rRNA 测序，随后采取宏基因组测序。需 要研究的区域包括：胃肠道、女性泌尿生殖道、口腔、鼻腔和皮肤。 2.2 疾病与人体微生物群系的关系疾病与人体微生物群系的关系 该计划通过展示项目确定人体健康与微生物群系变化的关系。 通过研究人员 发起的项目，进一步推动 HMP 应用于感兴趣的特定疾病与人体微生物群的相互 关系研究。 2.3 开发新的技术开发新的技术 利用测序的低成本优势来扩展对人类微生物群系的认识， 需要微生物基因组 测序技术的进步。由于目前部分微生物还不能人工培养增殖，对其基因组进行完 整测序受到限制。为了扩大参照系中可以获得的序列条目的数量，需要针对目前 尚不能培养的微生物开发一些培养或者分离分析技术。从长期来看，对个体微生 物进行测序或者其他可以对复杂微生物群落的成员进行分析的技术至关重要。 2.4 开发新的计算分析工具开发新的计算分析工具 由于来自宏基因组测序和其他相关部分的庞大数据量和复杂性， 需要新的分 析工具从序列数据、功能基因组数据和主题元数据中抽取关键的信息。此外，如 果下一代测序平台得到应用，产生的海浪数据也需要新的分析工具。 2.5 建立数据分析和协调中心 （建立数据分析和协调中心 （Data Analysis and Coordinating Center， DACC） DACC 将作为 HMP 项目的数据源、结果和结论存放点。由于 HMP 公共资 源项目的性质，DACC 将对数据获取和分析等方面的协调具有重大意义。DACC 具有以下功能： 原始数据、元数据和处理后的数据的追踪、存储和发布； 协调数据分析； 3 为研究团体开发数据获取工具； 协调元数据标准的建立； 为公布国际项目的活动提供一个平台。 2.6 建立资源存放点建立资源存放点 需要建立一个主要的存放点，用于存储 HMP 项目中的材料和相关产物，包 括： 培养的微生物； 从不能培养的生物体中扩增的 DNA； 宏基因组 DNA 样品。 存放点的建立， 将使得以合理的收费标准向其他研究组织提供材料和其他服 务成为可能。 2.7 HMP 伦理、法律和社会问题伦理、法律和社会问题 伦理、法律和社会问题包括： 临床和健康特征； 可能的微生物群系的法律价值； 生物恐怖和生物防御方面的应用； HMP 推动的新技术的使用； 个体微生物群系的所有权及个人隐私问题。 3. 已经资助项目 启动 HMP 数据资源 NIH 人类路线图计划（roadmap plan）资助的 HMP 在 2007 年向位于 Baylor 医学院、The Broad 研究所、J. Craig Venter 研究所和 Washington 大学等四家单 位的测序中心提供了总额 820 万美元的资助，为 HMP 数据资源的构建搭建初步 平台。包括： 对应从人体内分离出的 200 种微生物进行测序； 征募一批用于微生物获取的健康人员并从特定的身体区域中获得样品； 开始进行 16S rDNA 基因的宏基因组测序分析，估计不同身体部位微生物群 落的复杂性。 4. 拟资助项目 HMP 数据分析与协调中心； 开发 HMP 计算机分析新工具； 开发研究人类微生物群系所需技术； 人类微生物群系展示（Human Microbiome Demonstration）项目； 构建 HMP 参照序列数据库（Reference Sequence Data Set）； 4 研究 HMP 相关伦理、法律和社会问题。 4. 项目意义 美国休斯敦 Baylor 医学院的人类基因测序中心的 George Weinstock 称，这 是一个完全未知的领域，将对我们理解人类健康和疾病产生重大影响，以前因为 这个问题的复杂性，我们没有能力接近它，而现在人们终于可以打开一扇门。 NIH 主席 Elias Zerhouni 表示，HMP 项目的实施将对人类健康和预防、诊断 及治疗一系列疾病具有重大影响。 王小理 整理自 http:/www.nih.gov/news/pr/dec2007/od-19.htm 检索日期：2007 年 12 月 21 日 政策导向 英国 BBSRC 发布 2008-2011 年度资助计划及其要点 根据英国政府 2007 年“综合开支审察”(Comprehensive Spending Review)， 包括英国医学研究理事会（MRC） ，英国生物技术与生物科学研究理事会 （BBSRC）等英国 7 大研究理事会分别公布其未来资助计划以配合资金分配。 资助计划将按照英国“10 年（2004-2014）科学和创新投资框架”展开。 BBSRC 12 月 11 日公布其 2008-2011 年度资助计划（delivery plan） ，称将通 过增加对“灵感引导型” （inspiration-led）研究的支持，进一步加大在生物科学 基础设施、人员和训练的投入，鼓励科研人员实现研究成果向创新型工业技术的 转化，以及提出可靠的解决全球性问题的方针政策，带动英国生物科学的发展， 为英国经济和社会服务。另外，BBSRC 将特别重视“系统学方法”（systems approaches） ，运用数学、物理学和工程学手段，更好理解生物过程，促进知识合 理、负责任的运用。 BBSRC 预算在未来的四年内将从 3.86 亿英镑上升到 2010-2011 年度的 4.71 亿英镑，主要关注以下方面： 1. 确保英国生物科学健康、持续发展和国际竞争力确保英国生物科学健康、持续发展和国际竞争力 在包括工具和资源方面的系统/预测生物学 （systems/predictive biology） 领域 内投资 1.15 亿英镑，进一步巩固 SR2004 年度取得的成果； 通过以每年增加3%的速度加大对反应性模型资助 （responsive mode funding） 的投资，以及向“全经济成本” （full economic costs）方面注资 8，000 万英镑， 支持具有创新精神研究人员的奇思妙想类研究。 2. 逐步推动资助的经济和社会影响逐步推动资助的经济和社会影响 5 向与企业界有直接关联的研究额外注资 5，000 万英镑，进一步增强与商业 的互动；与技术战略委员会共同向“补充与合作活动” （complementary and collaborative activities）提供至少 3，4000 万英镑的资助。 到2011年， 至少有4个 “研究与技术俱乐部”（Research and Technology Clubs） 运行，参与合作的公司超过 40 家； 提供 1， 550 万英镑， 加强商业意识， 通过 “创业和商业化” （entrepreneurship and commercialization） ，集中学术研究领域。 3. 为科学和生物产业提供高技术人才为科学和生物产业提供高技术人才 提供 6，200 万英镑用于奖学金、培训、技术开发等方面的开支，向知识经 济时代输送高技术人力资源，保持并吸引来自高技术公司的投资； 将博士研究生的数量从 2，000 人提高到 2010/2011 年的 2，400 人。所有博 士研究所将参加灵活的 4 年期博士训练项目， 使得其可以从事挑战性研究并掌握 专门、可转移的技术。 将奖学金资助额度翻一番，提高到 1，000 万英镑，