2020年度中国科学十大进展 2020年度中国生命科学十大进展公布
作者：chunzhi 发布时间:2021-02-2703
器官衰老的机制及调控
积极应对人口老龄化是我国的重大战略举措，而科学研究衰老是应对老龄化的重要基础。
中国科学院动物研究所刘光慧研究组、曲静研究组，中国科学院北京基因组研究所张维绮研究组及北京大学汤富酬研究组合作，系统解析了灵长类动物重要器官衰老的标记物和调控靶标；揭示了老年个体易感新冠病毒的分子机制；在系统生物学水平阐明热量限制通过调节机体免疫炎症通路延缓衰老的新机制；发现基于核心节律蛋白过表达的基因治疗可缓解增龄性小鼠骨关节变性并促进关节软骨再生。
这些研究成果加深了人们对器官衰老机制的理解，为建立衰老及相关疾病的早期预警和科学应对策略奠定了重要基础。
相关研究成果发表于《细胞》（Cell，2020，180：585-600；Cell，2020，180：984-1001）和《细胞研究》（Cell Research，2020，10：1-18）等杂志。
04
新冠肺炎动物模型的构建
在新冠疫情防控中，动物模型是科研攻关五大主攻方向之一，是阐明致病机制和传播途径、筛选药物和评价疫苗的基础研究工作。
发现与鉴定对新冠病毒敏感的动物、研制检测动物体内病毒的试剂、使动物准确模拟疾病临床表现，是造模的三个关键难题。
中国医学科学院医学实验动物研究所的研究团队与中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所、中国医学科学院病原生物学研究所合作，通过比较医学分析，培育了病毒受体高度人源化的动物，建立了模型特异的检测技术，证实了病毒入侵受体，遵循科赫法则证实了致病病原体，揭示了新冠肺炎免疫特征和病理特征，再现了病毒感染、复制、宿主免疫和病理发生过程，系统模拟了新冠肺炎的不同临床特征，在国际上第一个构建了动物模型。
应用动物模型，阐明了系列疾病机理，筛选到了系列有效药物，完成了国家部署的80%以上疫苗评价，模型研制方法和标准提供给世界卫生组织（WHO），供国际研究使用。
该成果发表于《自然》（Nature，2020 Jul；583：830-833）和《动物模型与实验医学》杂志（Animal Model & Experimental Medicine，2020 Mar 30；3：93-97）。
05
人脑发育关键细胞与调控网络
脑是人类智能活动的物质载体，研究发育过程中脑结构功能的建立，将揭示智能形成的细胞和分子机制，同时为相关医学应用提供理论线索与技术方案。
中国科学院生物物理研究所王晓群课题组、北京师范大学吴倩课题组和北京大学汤富酬课题组展开合作，通过高通量单细胞组学分析对人类胚胎发育关键期的海马体、下丘脑、大脑皮层多亚区以及视网膜进行了细胞构成图谱及基因调控网络研究，对关键细胞类型的功能发育进行了追踪，揭示了多个脑区发育的关键时间节点与基因，详细绘制了人脑的动态发育蓝图，为相关疾病的诊疗提供了坚实基础。
多篇研究成果相继发表在《自然》（Nature， 2020， 577：531-536）、《自然-通讯》（Nature communications，2020，11：4063）等杂志。
06
发现行为调控抗体免疫的
脑-脾神经通路
我们的生活经验暗示，从冥想到体育锻炼等行为可能增强免疫力。
然而，大脑活动是否可以直接控制发生在脾脏等淋巴器官内的免疫反应，长久以来并没有严格的实验证据支持。
清华大学免疫学研究所祁海课题组、上海科技大学胡霁课题组以及清华大学麦戈文脑科学研究所钟毅课题组通力合作，在小鼠模型里发现，脾脏如果丧失神经支配，疫苗接种后机体就不能正常产生抗体。
进一步实验表明，这是因为大脑内被称为中央杏仁核和室旁核的区域有一类CRH神经元与脾神经相连。激活CRH神经元，会增加脾神经活动，进而可以增进疫苗接种产生的抗体；反之，抑制CRH神经元会降低疫苗的效力。进而他们还设计出了一种小鼠的行为范式，可以通过激活这一新发现的脑-脾神经通路来达到增强抗体产生的效果。
这些发现，首次建立了大脑活动可以增进抗体产生的一条神经通路，指出了将来利用锻炼、冥想等行为增强疫苗效果、加强人体免疫力的可能。
该成果发表于《自然》杂志（Nature，2020，581：204-208）。
07
进食诱导胆固醇合成的机制
及降脂新药靶发现
胆固醇是生命活动必不可少的脂质，但太多会引起心脑血管疾病。
人在进食碳水化合物时，胆固醇主要靠自身合成获得。
合成胆固醇需要消耗很多能量，因此哺乳动物只在进食后才上调合成，饥饿时则抑制，这其中的机制长期不清楚。
武汉大学宋保亮实验室在胆固醇领域取得新的突破，该团队发现进食碳水化合物后，血液中升高的葡萄糖和胰岛素促使肝脏中USP20蛋白被磷酸化修饰，USP20稳定胆固醇合成途径限速酶HMGCR，从而上调胆固醇合成。
抑制USP20，降低血脂、减肥及增加胰岛素敏感性。
该发现不仅揭示了人体的营养感应机制，还证明USP20可以作为新的降脂药物研发靶点。
这一研究成果及其应用将惠及全民健康。
该成果发表于《自然》杂志（Nature，2020，588：479-484）。
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