国家自然科学奖二等奖——“细胞钙信号及分子调控”
科技部门户网站 www.most.gov.cn 2018年01月03日       

完成人:王世强,程和平,徐明,魏朝亮,张幼怡

完成单位(完成人所在单位):北京大学

推荐单位(人): 刘德培,李蓬,隋森芳

 

  钙离子作为功能最广泛的细胞信使,调节着从心脏搏动到神经传递、从细胞增殖到凋亡等各种生命过程。该成果揭示了细胞钙信号及其分子调控的微观规律。

  一、细胞微区钙信号的新发现。通过发展显微成像新技术,在细胞迁移前沿发现了决定迁移方向的钙信号——钙闪烁,在细胞膜与肌质网间15 纳米微区中首次探测到纳米钙火花,揭示了细胞迁移和心脏收缩的新机制。至此,在国际上已发现的23 种细胞钙信号中,有11 种为该团队成员所发现,标志着我国学者引领着钙信号研究前沿。

  二、钙信号的生理调控机制。细胞膜钙通道触发肌质网钙释放产生钙火花是心脏细胞收缩的关键信号。该团队通过特殊的实验设计,首次定量阐明了交感神经递质调控细胞膜与肌质网钙信号耦联效率的微观规律,并发现一种小RNA能够通过相关基因表达精细调控细胞膜与肌质网的钙信号耦联,从分子水平揭示了心脏钙信号调控的新机制。

  三、钙信号的病理变化机制。该团队发现心衰细胞钙信号耦联效率下降,阐明其原因是一种小RNA通过抑制关键基因的表达,造成细胞膜与肌质网之间钙信号脱耦联。在此基础上设计小核酸药物,成功挽救了小鼠心衰模型中钙火花发生效率,阻止了代偿期心肌肥厚向心衰的病理转化,为防治心衰提供了新的理论基础。

  
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