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名家人物榜——雷富民|中国科学院动物研究所研究员

名家人物榜——雷富民|中国科学院动物研究所研究员

雷富民,中国科学院动物研究所研究员动物进化与系统学所级重点实验室鸟类学研究组组长男,1965年2月生,祖籍陕西省渭南市。博士,博士研究生导师。中国科学院动物研究所研究员,动物进化与系统学所级重点实验室鸟类学研究组组长。教育简历1998-2000,美国Michigan大学博士后 ,导师:Robert B. Payne教授;1991-1994,中国科学院动物研究所获博士学位,导师:郑作新院士;1987-1990,陕西师范大学获硕士学位,导师:王廷正教授、方荣盛教授;1983-1987,陕西师范大学获学士学位,导师:方荣盛教授。职称简历1996年晋升副研究员,2000年晋升研究员,并为中国科学院动物研究所鸟类学研究组组长。研究领域鸟类谱系地理学;鸟类鸣声行为;鸟类分类与系统演化;鸟类特有化与物种多样性保护;鸟类行为、生态与保护;野生动物疫源疫病。主要业绩现有在读博士后4位、在读博士研究生5位、硕士研究生3位、联合培养研究生多名。主持科技部攻关项目、科学院重大项目课题、重点项目,科学院院长基金,国家自然科学基金重点和面上项目,国家教委留学回国人员择优基金等数十项,发表论文及著作120余篇(部),其中在Science, Journal of Virology, Molecular Ecology, Molecular Phylogenetics and Evolution, Journal of Biogeography, Biodiversity and Conservation, Journal of Zoology等18种国际SCI 源刊发表论文30余篇。已发表研究论文、论著120篇(部)。下面为近期个别代表作(#为通讯作者):1. Lei FM, Qu YH, Tang QQ and An SC. 2003. Priorities for the conservation of avian biodiversity in China based on the distribution patterns of endemic bird genera. Biodiversity and Conservation 12(12):2487-2501. (IF2002:1.060)2. Lei FM, Wang AZ, Wang G and Yin ZH. 2005. Vocalizations of red-necked snow finch, Pyrgilauda ruficollis on the Tibetan Plateau, China - a syllable taxonomic signal ? Folia Zool. 54(1-2):135-146. (IF2004:0.536)3. Kou Z, Lei FM#, Yu J, Fan ZJ, Yin ZH, Jia CX, Xiong KJ, Sun YH, Zhang XW, Wu XM, Gao XB and Li TX#. 2005. New genotype avian influenza H5N1 viruses were isolated from tree sparrows in China. Journal of Virology 79(24):15460-15466. (IF2004:5.398)4. Liu JH, Xiao HX, Lei F(co-first author), Zhu Q, Zhang XW, Zhang XL, Zhao D, Wang G, Feng Y, Ma J, Liu W, Wang J, Gao GF. 2005. Highly pathogenic H5N1 influenza virus infection in migratory birds. Science 309:1206. (IF2004:31.853)5. Qu YH, Ericson PG, Lei FM and Li SH. 2005. Postglacial colonization of the Tibet plateau inferred from the matrilineal genetic structure of the endemic red-necked snow finch, Pyrgilauda ruficollis. Molecular Ecology 14:1767-1781. (IF2004:4.375)6. Qu YH, Ericson PGP, Lei FM#, Gebauer A, Kaiser M and Helbig A. 2006. Molecular phylogenetic relationship of snow finch complex (genera Montifringilla, PyrgilaudaandOnychostruthus) from the Tibetan plateau. Molecular Phylogenetics and Evolution 40:218-226. (IF2005:3.431)7. Yang SJ, Lei FM#, Qu YH and Yin ZH. 2006. Intraspecific phylogeography of the white-rumped snowfinch ( Onychostruthus taczanowskii) endemic to the Tibetan Plateau based on mtDNA sequences. Journal of Zoology 268:187-192. (IF2005:1.386)8. Yang SJ, Yin ZH, Ma XM and Lei FM#. 2006. Phylogeography of Ground Tit ( Pseudopodoces humilis) based on mtDNA: evidence of past fragmentation on the Tibetan Plateau. Molecular Phylogenetics and Evolution 41:257-265. (IF2005:3.431)9. Lei FM, Wei GA, Zhao HF, Yin ZH and Lu JL. 2007. China subregional avian endemism and biodiversity conservation. Biodiversity and Conservation 16:1119-1130. (IF2006:1.423)10. Pan QW, Lei FM#, Yin ZH, Kristín A and Kaňuch P. 2007. Phylogenetic relationships of Turs species: mitochondrial cytochrome b gene analysis. Ornis Fennica 84:1-11. (IF2006:0.737)11. Yang XJ, Lei FM#,Wang G and Jesse AJ. 2007. Syllable sharing and inter-indivial syllable variation in Anna’s hummingbird Calypte anna songs, in San Francisco, California. Folia Zool. 56(3): 307-318. (IF2006:0.529)12. Huang XL, Lei FM and Qiao GX. 2008. Areas of endemism and patterns of diversity for aphids of the Qinghai-Tibetan Plateau and the Himalayas. Journal of Biogeography 35:230-240. (IF2006:2.878)13. Lei FM, Li XT and Zhang ZW. 2002. The key to species of birds in China. Beijing: Science Press. 1-340.14. Lei FM and Lu TC (eds). 2006. China Endemic Birds. Science Press. Beijing: 1-640. (雷富民,卢汰春,2006。中国鸟类特有种。北京:科学出版社。1-640.)社会兼职1998年南非举行的第22届国际鸟类学大会上被推选为国际鸟类学委员会委员。目前并为“全球猫头鹰项目计划”中国负责人;世界创新基金会会员;OBC,SSC/IUCN,WWGBP及ARRCN等国际组织成员。中国濒危物种科学委员会委员,《动物学报》、《动物分类学报》编委,动物研究所国家动物博物馆管理委员会副主任。荣誉称号2000年,曾获第四届“郑作新鸟类科学青年奖”。2003年,“黑脸琵鹭”获得第9届中国电影华表奖。申请者为首席科学家。2004年,“黑脸琵鹭”获得第24届中国电影金鸡奖。申请者为首席科学家。2005年,获得第九届青藏高原青年科技奖。2006年,获得第一届中国动物学会青年科技奖。

吾郎

国内首家小动物研究所在东北农业大学成立

央广网哈尔滨11月17日消息(记者乔仁慧)17日上午,“东北农业大学健康养殖研究院小动物研究所成立大会暨首届东农小动物健康产业发展论坛”在东北农业大学召开。东北农业大学健康养殖研究院小动物研究所成立,将为黑龙江省乃至全国小动物行业高质量发展起到积极地推动作用。此次大会由东北农业大学健康养殖研究院、北京麦吉科技有限公司主办。会上,中国畜牧业协会犬业分会常务副秘书长,培训部主任张晓峰为研究院的成立及本次论坛致辞。东北农业大学郭翔宇副校长在致辞中提到,随着中国经济的快速增长,国内小动物行业发展步伐较快,对技术和人才的需求极为迫切。东北农业大学健康养殖研究院小动物研究所成立,其主要任务是协同创新、技术咨询、管理培训、学术交流等,研究院将通过首届东农小动物健康产业的专题报告、主题演讲等多种形式开展深入交流,展示最新研究成果,为实现小动物行业发展成为大而强的产业作出更大的贡献。随后,东北农业大科技处副处长张启文教授与新任小动物所所长张宇轩共同为“东北农业大学健康养殖研究院小动物研究所”揭牌。东北农业大学健康养殖研究院宣布聘任张宇轩为首任“东北农业大学健康养殖研究院小动物研究所”所长,并由东北农业大学健康养殖研究院刘忠华院长颁发聘书。首届东农小动物健康产业发展论坛由张宇轩所长主持。11位行业内外的专家从不同角度做了精彩报告。据介绍,目前,我国的宠物产业仍然处在起步阶段,完整有序的产业体系还未形成,宠物产业仍处于相对较低水平的运行状态,与我国宠物产业发展和市场需求存在差距。随着城市对于宠物需求量的增加,宠物养殖业与宠物经营业的发展十分迅速,宠物产业持续、稳步增长。与国际经济发达国家相比,我国的宠物食品、用品市场起步较晚,但已经取得了较大的发展。随着宠物饲养的更加普遍,今后宠物行业势必会有一个迅速发展的过程。本次会议的成功举办,为小动物规模化发展建设注入了新能量,随着经济水平的提升和养宠热潮日益高涨,宠物行业对整个畜牧行业的发展起着至关重要的作用,小动物产业发展模式需要更多的研究和探讨。研究院将以“首届东农小动物健康产业发展论坛”为开端,在本届论坛的基础上精益求精,助推小动物生态产业链优化升级,为提高行业整体经营效率,促进小动物健康养殖,起到示范引领作用。

大幻影

小学生研究结直肠癌获奖 中科院昆明动物研究所回应

中科院昆明动物研究所官网截图。中新网7月13日电 近期,云南昆明一小学生因“C10orf67在结直肠癌发生发展中的功能与机制研究”获奖一事,引发社会关注,很多人质疑:这样的科研水平远远超出一个小学六年级学生的认知范围。中科院昆明动物研究所今日通过官网回应称,经初步核查,该获奖项目学生系昆明动物研究所研究员之子。针对此舆情事件,昆明动物研究所高度重视,已成立调查组对此事进行深入调查,后续将及时向社会反馈相关调查结果。

旧电视

主宠简讯 | 国内首家小动物研究所在东北农业大学成立;致杭州市民关于文明养犬的公开信

01国内首家小动物研究所在东北农业大学成立11月17日上午,“东北农业大学健康养殖研究院小动物研究所成立大会暨首届东农小动物健康产业发展论坛”在东北农业大学召开。东北农业大学健康养殖研究院小动物研究所成立,将为黑龙江省乃至全国小动物行业高质量发展起到积极地推动作用。据悉,东北农业大学健康养殖研究院小动物研究所成立,其主要任务是协同创新、技术咨询、管理培训、学术交流等,研究院将通过首届东农小动物健康产业的专题报告、主题演讲等多种形式开展深入交流,展示最新研究成果,为实现小动物行业发展成为大而强的产业作出更大的贡献。02致杭州市民关于文明养犬的公开信杭州城管17日凌晨发布《致杭州市民关于文明养犬的公开信》,具体内容如下:03勃林格殷格翰公司高层造访京东 双方将深化合作11月14日,全球最大的宠物药品公司——勃林格殷格翰公司(以下简称勃林格公司)全球动保业务负责人韩士迈博士,造访京东北京总部,与京东商城大快消事业群消费品事业部宠物园艺部总经理范天阳,就双方进一步合作进行深入沟通,并在多个方面达成一致。据了解,京东是韩士迈博士此次中国行到访的唯一一家电商客户。据悉,勃林格公司拥有众多明星产品,如福来恩和犬心保就是勃林格公司旗下的明星产品,2017年仅这两个产品在中国大陆的净销售额就超过了2亿元,在国内进口驱虫产品的市场份额中占比绝对第一,勃林格公司在行业内有着强大的影响力。范天阳表示,中国宠物电商市场广阔,京东将通过大数据、物流等多个层面的优势帮助勃林格拓展中国市场。

小宛

实验动物研究所成立40年

原标题:实验动物研究所成立40年(记者王潇雨)第二届龙潭科学会议暨中国医学科学院医学实验动物研究所40周年华诞纪念大会近日在京举办。中国医学科学院医学实验动物研究所所长秦川介绍,该研究所自1980年建所以来,建立了国家最大的人类疾病动物模型资源库,形成了系列动物模型资源1000余种,并在历次抗击传染病过程中建立了传染病动物模型平台,建成了全国层面的实验动物标准化体系。会上,颁发了“新冠抗疫先锋奖”“动研所四十周年成果奖”以及个人“终身成就奖”“突出贡献奖”“优秀青年学者”等奖项。大会由中国医学科学院医学实验动物研究所和中国实验动物学会联合主办。(王潇雨)责任编辑: 小云【来源:健康报】声明:转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益,请作者持权属证明与本网联系,我们将及时更正、删除,谢谢。 邮箱地址:newmedia@xxcb.cn

几宗罪

动物研究所教授:为何说新冠病毒既非制造,也非泄漏

来源:一财网通过对相关病毒的基因组序列进行比对分析,推论新型冠状病毒2019-nCoV既不是人为制造也不是从实验室泄漏,而是很早就存在于蝙蝠和/或中间宿主身体中 新型冠状病毒感染肺炎疫情仍在持续,有关本次流行的病毒是否为人为制造,以及是否从实验室泄漏出来的问题,也发社会关注。今天(6日)上午,南京大学模式动物研究所教授赵庆顺对第一财经记者表示,通过对相关病毒的基因组序列进行比对分析,推论新型冠状病毒2019-nCoV既不是人为制造也不是从实验室泄漏,而是很早就存在于蝙蝠和/或中间宿主身体中。赵庆顺于1987年毕业于南京大学生物系,获学士学位;1990年于南京大学生物系研究生毕业,获硕士学位;2001年8月于美国Pure University博士研究生毕业,获博士学位。后担任遗传学与发育生物学教授、博士生导师。上述观点,见诸赵庆顺和他的同学陈亚林合写的“准科普文章”《新型冠状病毒2019-nCoV的来源问题辨析》中。赵庆顺对第一财经记者表示,目前,有关病毒来源争议的核心,持肯定答案的争议方,是把中科院武汉病毒所石正丽研究员作为共同作者或通讯作者发表的两篇论文作为主要依据。是否人为制造的病毒?赵庆顺分析说,2015年论文报道了来自美国北卡大学的研究者将一种源自中国蝙蝠冠状病毒编码的S蛋白基因(石教授提供了基因序列)重组到SARS病毒的骨架中,制造了一种新的冠状病毒SHC014-MA15,该病毒可以感染人细胞,也能使小鼠致病。研究者接着又合成了另外一个病毒SHC014-CoV,其虽能在人细胞中快速繁殖但并不能使小鼠致病。“2015年的研究提供了如下结论。”赵庆顺说,一是蝙蝠冠状病毒编码的S蛋白能够与人的ACE2受体相结合;二是冠状病毒感染人还需要有适合于感染人的病毒骨架。且即便以上两个要素都具备,病毒可能仍不具毒性。赵庆顺说,石教授的2020研究论文指出:本次爆发的新型冠状病毒2019-nCoV与蝙蝠冠状病毒RaTG13的基因组序列相同性为96%。查阅美国国立卫生图书馆的基因库数据发现,RaTG13的基因组数据是2020年1月27递交的(基因库登录号:MN996532);基因库同期还公布了多个2019-nCoV病毒的基因组序列,不同来源的相同度均为99.99%。这是论文推论2019-nCoV源自蝙蝠的依据。赵庆顺说,2019-nCoV编码的S蛋白能够与人ACE2结合(2020论文证实)。但RaTG13与2019-nCoV编码的S蛋白之间存在3.3%的差异,且二者与Ace2受体相结合的关键氨基酸残基临近位置的序列存在较大差别,合理推测其不可能会与人ACE2结合。再者,“RaTG13骨架是否具备感染人的能力目前也未知,毕竟与2019-nCoV间有约4%的核苷酸序列的差异。”赵庆顺说,因此,可以合理假设,RaTG13不具有感染人的能力。相关对比图。资料来源:南京大学模式动物研究所赵庆顺告诉第一财经记者,2019-nCoV与其它冠状病毒的序列相差很大,其中与蝙蝠冠状病毒(除RaTG13)的相同性均不到90%,而与已知SARS病毒的相同性则只有不到83%。因此,“人工创造一个可以感染人的病毒会出现一个动机上的悖论。”赵庆顺说,如果要故意制造一个感染人的病毒,可直接用已知的策略,而无需舍近求远的采用依据与SARS序列有17%差异的RaTG13为基础进行基因改造!须知,在出现2019-nCoV前,人类还完全不知道RaTG13骨架可以感染人。因此,可以排除该病毒是通过基因工程手段(如转基因和基因编辑)人为制造出来的可能。有质疑者还会提出疑问,是否可能“不小心”地通过基因改造手段造创制出来的?赵庆顺分析说,基因改造并不是一件容易的事,实施基因改造需要非常专业的知识与技能,且要有大量的投入。特别地,在对RaTG13骨架和S蛋白编码基因功能不了解的前提下,凭空预测哪些改变可增其强感染人的能力,是几乎不可能的。此外,在大约3万个核苷酸中出现4%差异的不同种类“病毒”理论上是一个天文数字,因“不小心”(随机)而获得2019-nCoV的机会几近于0。那么,有没有可能是全人工合成出来的?赵庆顺也给出了否定的答案。他分析说,如果知道了序列,那么合成一个3万核苷酸长的基因组是可能的。但也比较难,特别是要使合成的DNA片段变成有活性的RNA病毒的技术门槛非常非常高。“但如果不知道序列,仅凭生物计算就预测出一个可感染人且与RaTG13存在4%差异的病毒全基因组序列是几乎不可能的。”赵庆顺说,事实上,RaTG13与2019-nCoV之间的4%差异非常符合自然突变累积的结果。因此,2019-nCoV是全人工合成出来的可能性接近于0。是否是从实验室泄漏出来的?对于病毒是否是从实验室泄漏出来的问题,赵庆顺明确表示,“这个也几乎不可能”。他分析说,不知道石教授何时采集到的蝙蝠冠状病毒RaTG13。但不妨反证这个问题:假定病毒就是泄漏出来的。由于2019-nCoV与RaTG13的相同性是96%,存在约4%的差异。因此,按照基因进化(自发突变)的频率进行评估,要获得这4%的差异应该不是短时间内可以实现的。人与猩猩的遗传基因相比有约1.2%的差别,进化上,两者共同的祖先至少要追溯到400万年前。当然,病毒主要是以RNA单链为遗传物质,发生突变的几率要高,但毫无疑问依旧符合进化论。赵庆顺说,作为自发突变的一种普遍现象,突变点在整个基因组中理论上是随机出现的。观测2019-nCoV与RaTG13全基因组序列比对的结果,可以发现:两种病毒基因组间核苷酸的差异恰恰是随机分散在整个基因组中,并没有什么特别集中的区域。所以从这个意义上来说,这个2019-nCoV更有可能很早就存在于某个物种中,如蝙蝠、中间宿主如竹鼠等身体之中。那么,质疑者或许还会问,2019-nCoV会不会就是直接来自采集到的蝙蝠病毒,科学家采集到后不小心从实验室泄漏出来了?赵庆顺认为,这一点比较容易证伪。如果是的话,采集的人应该会被首先感染,因为有举报者说石教授团队是在未作任何防护的情况下采集的蝙蝠病毒。所以从实验室泄漏也就无从说起。

声满天地

昆明动物所在精神分裂症整合组学研究方面取得进展

精神分裂症(Schizophrenia,SCZ)是一种病因未明的重性精神疾病。SCZ的全球终身患病率约为1%,常发病于青壮年,且不到50%患者能获得较好预后。SCZ的遗传力高达80%,表明遗传风险因素在SCZ中起主要作用。虽然在过去数十年中,精神分裂症全基因组范围内的关联研究(GWAS)鉴别到系列风险遗传变异,但由于遗传异质性和连锁不平衡,如何从GWAS发现的基因座中进一步鉴别风险基因仍然存在挑战。整合组学研究为风险基因鉴别提供了可行方法,通过整合大规模的GWAS研究和表达数量性状基因座(eQTL)数据,已经报道了多个精神分裂症风险基因。然而,目前用于整合分析的GWAS遗传关联数据和eQTL数据均主要来自欧洲人群。近日,中国科学院昆明动物研究所研究员罗雄剑课题组利用整合组学研究方法(SMR和TWAS)对来自于亚洲人群的GWAS(22,778例病例和35,362例对照样本)和eQTL(N=162)进行了整合分析,鉴定到东亚人群特异的精神分裂症风险易感基因TMEM180。不同的整合分析均提示TMEM180的表达降低与精神分裂症风险显著相关(TWAS P=2.89×10-14,SMR P=6.04×10-5)。进一步的表达分析表明,TMEM180在SCZ患者中表达显著下调(P=8.63×10-4)。此外,TMEM180在SCZ患者大脑中表达显著降低(P=1.87×10-5)。利用神经干细胞模型进行增殖、分化实验以及转录组分析等探索TMEM180在精神分裂症发病中的作用,结果表明TMEM180表达敲低造成神经发育异常,并影响发育和突触传递等SCZ相关通路。该研究通过整合分析方法鉴别出东亚人群特异的精神分裂症易感基因TMEM180,并结合神经干细胞模型进一步阐明风险基因TMEM180在SCZ发生中的潜在致病机理。该研究也表明在中国人群中开展精神分裂症遗传研究和表达数量性状基因座分析的重要性和必要性。相关研究成果以Integrative analyses followed by functional characterization reveal TMEM180 as a schizophrenia risk gene为题,发表在Schizophrenia Bulletin上。昆明动物所博士研究生王俊阳、李晓艳和李慧娟为论文共同第一作者,昆明动物所研究员罗雄剑和副研究员肖潇为论文通讯作者。研究工作得到国家自然科学基金、云南省科技厅创新研究团队以及云南省杰出青年项目的资助。Tmem180低表达促进神经干细胞增殖【来源:昆明动物研究所】声明:转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益,请作者持权属证明与本网联系,我们将及时更正、删除,谢谢。 邮箱地址:newmedia@xxcb.cn

痕之探

整个研究所的科学家,都在等待一只猴子发烧

中青报·中青网记者 胡宁秦川的猴子发烧了没有?“2003年非典疫情期间,科研攻关团队上上下下都在焦急等待着这个问题的答案。”中国医学科学院医学实验动物研究所副所长刘江宁研究员回忆。秦川是中国医学科学院医学实验动物研究所所长,也是国家部署的科研攻关五大主攻方向之一“动物模型”方向的攻关负责人。在她的研究领域,这不是一只普通的猴子,而是标准化的“动物模型”。在遏制传染病千钧一发的时刻,用于研究的猴子是不是像人一样感染了、发烧了,意味着动物模型的成败。这决定着后续感染机制、传播途径的研究,以及疫苗和药物研发等能否按正规程序进行——必须要经过严格系统的动物实验之后,拿到该数据才能获批进临床,这是疫苗和药物研发的一个铁律。距离非典17年后,新冠肺炎疫情暴发,再次将动物模型研究工作推到了大众面前。“简单地说,动物模型就是让动物得上人的病。”刘江宁说。通过让动物得上新冠,研究所完成了诸多“全球第一”:全球第一个科学证实了新冠病毒受体和致病病原体,揭示了病理特征,在国际上率先构建了动物模型;全球第一个解决了新冠疫苗研发的“卡脖子”技术瓶颈,使中国成为第一个可以按照科学程序研发新冠疫苗的国家;评价了国家部署的80%疫苗,第一时间将该技术和标准提供给世界卫生组织,被各国科学家和欧美疫苗研发机构采用;国内外第一个上市的疫苗都在这里完成评价工作......为此,这两年连除夕他们都在研究所度过。为了给疫苗和药物研发做好关键性的支撑工作,他们始终与病毒及其变异赛跑着。“这是一片没有硝烟的战场,出现任何失误都是贻误战机。”刘江宁说。对新冠的认知,不是仅靠观察得来的2020年2月28日,WHO组织了一场由多国科学家参与的动物模型专班的会议。刘江宁记得很清楚,那一天,是他们的新冠小鼠和恒河猴模型被科技部认定为全世界最早后的10天。那场会议汇集了美国、荷兰、法国、英国等国家有名的传染病研究专家。有人提出,要用猴子或金黄地鼠建立动物模型。还有人讲到,他们要从液氮中复苏SARS期间做出来的小鼠模型。当时,国外专家的大多数分享还停留在实验设计阶段。请示有关部门后,秦川教授分享了她们的实验结果。感染动物模型之后,新冠病毒在体内是怎么复制的,哪些部位有病毒,免疫规律如何,什么时候产生抗体,最重要的是第一次向世全世界展示感染了新冠肺炎的肺,它的病理是什么样的,秦川都在报告中一一讲述。当时的场景刘江宁用“特别震撼”来形容。他还记得,秦川教授讲完之后,与会专家沉默了大概3秒钟,有人称赞这是“不可思议的成果”。“因为他们还在想这件事,结果我们就已经做完了,我们也把方法提供给世卫组织。”刘江宁说,“后来各国完成的动物模型也基本与我们的相似。”动物模型是国家部署的科研攻关五大主攻方向之一。中国医学科学院医学实验动物研究所是主持单位。他们是目前为止国内唯一一家长期专门做人类疾病的动物模型研究,为医学和药学发展提供幕后科技支撑的机构。正式立项是在2020年1月19日。此前,他们早早地启动了P3实验室。动物模型是一项基础性研究,传播途径研究、致病力研究、致病机制研究、免疫研究、药物评价、疫苗评价等方向都需要它。在我国,动物模型研究的历史大致可以追溯到上世纪80年代。2003年的非典,是检验学科发展的一次重大契机。选择哪种动物,是首先要解决的问题。当时,秦川带领团队尝试了多种实验动物。最终,人ACE2转基因小鼠和猴子应运而生。ACE2又名血管紧张素转化酶2,是SARS病毒入侵人细胞的受体。鉴于SARS病毒与新冠病毒的相似性,基于一系列科学分析,研究团队推断,它也可能是新冠病毒的受体。而当时,研究所保存着17年前培育完成的活的人ACE2转基因小鼠。事实证明的确如他们所推断的那样。2020年1月下旬,从拿到新冠病毒到成功完成新冠动物模型,用全世界最快的速度,秦川团队就完成了新冠动物模型:人Ace2小鼠和恒河猴。这项工作至关重要。我们今天所熟知的关于新冠的认知并不是从天而降的。比如确定新冠肺炎的传播途径时,科学家要让若干组小鼠身处有孔的隔板两侧,看看是不是真的有“飞沫传播”。“现在大家在网上说的新冠肺炎能通过密切接触和空气传播,眼结膜可以传播,粪口不能传播,但粪便里有病毒,高浓度的气溶胶可以传播等等,这些字眼都是我们写到诊疗方案里面去的。”刘江宁说。要证明是新冠病毒是引发肺炎的主要病原,也不能仅靠临床的观察。科学确定病原的最后一步,就是要在人ACE2转基因小鼠身上进行单因素实验,看看感染的小鼠是否可以重现新冠肺炎病人感染后的大部分临床症状,然后从感染小鼠体内重新分离到活的病毒和病毒特异的抗体。疫苗和药物的安全性和有效性也要经过动物模型的检测,以避免直接用于人身上产生不良后果。在实验中,科学家们还要分别在第1、3、5、7天分别分析病毒学、免疫学和病理学指标,从而动态再现病毒感染复制、体内分布、排毒、病理发生、免疫发生的过程。这些,正是动物模型的优势所在。找到病变最严重的时间点之后,评价疫苗和药物都将以那个时间点的作用效果作为参考指标。“在疾病最严重的时候,如果病毒被抑制了,病理损伤也被缓解了,那就证明疫苗有效。”刘江宁介绍说。没有基础研究,应对传染病容易走弯路动物不是人,这个看起来显而易见的判断却昭示着实验动物学科诞生以来一直要面临的难题。“医学领域最大的问题是研究工具和应用对象不一致,”刘江宁说,“动物是迄今为止最理想的可以代替人类做医学研究的工具。”因此,有人将动物模型称作是“活的天平”,是药物和疫苗研发的试金石。临床试验难做,是因为人与人的个体差异很大。动物模型要避免这个问题,就需要实验动物标准化。刘江宁介绍,全国实验动物标准化技术委员会秘书处就在中国医学科学院医学实验动物研究所。为了保证质量,实验动物的微生物、遗传、环境、营养饲料标准是强制性的,不执行就无法获得从事这个行业的许可证。实验人员的技术也要标准化,仪器及其操作都不能随意。实验动物还涉及生物安全,动物的福利和伦理也被国际上提到了学术道德的高度。怎么照顾这些动物,保证实验人员和动物双方的基本权益,都是这套标准规定的内容。2005年至今,这套标准已经建立了181项,其中83项是国家标准。即便做到以上全部,让动物得上人的病还是不容易。病原感染存在天然的物种屏障。比如新冠,自然状态下的小鼠不会感染,但是有了ACE2蛋白受体的小鼠会。非典疫情对中国动物模型领域的发展是一次检验,也是一次机会。在被频繁询问“猴子发烧了没有”之后的17年间,研究所培育了366个品种品系的病原敏感动物。“这些动物对病原的敏感谱已经覆盖了我们从非典到现在近20年来,我们国家发生的高致病病原体和国外对我们国家有威胁的高致病病原体。”刘江宁说。其中包括埃博拉、新中东呼吸综合征等没有传过来但是具有一定威胁的病原体。这是一种战略储备。刘江宁解释说:“基础研究还是很重要的,长期扎实的基础研究才能在关键时刻节省时间。尤其对传染病而言,时间就是生命,没有基础研究,传染病来了只能走弯路。”2020年,研究所新成立了国家人类疾病动物模型资源库。“过去,用小鼠(做研究的)不做猪,用猪的不做小鼠,”刘江宁介绍,“但是我们要以人的疾病为中心,每种动物都去跟人比,看看哪个动物能够模拟人的疾病的哪一点,就去使用它。”选择动物,从来都不是一件容易的事情。“很多人会觉得都用猴子呗,按照进化上比较相近。实际上不是这样的。”刘江宁举了皮肤病的例子:“研究皮肤病,猪和小鼠从进化上来说,应该选猪。但是小鼠黑白交配生下灰色小鼠,黑猪白猪交配生出花猪。而黑人和白人结合孩子的肤色是介于二者之间的,说明单纯从进化上选择动物解决不了医学问题。”在此基础上,不囿于研究工具的限制,能让动物模型发挥更大的效用。刘江宁介绍,这种“比较医学”的理念指导下,研究一种疾病可能会使用上百种动物模型。“比如糖尿病,1型糖尿病的根源是胰腺出了毛病,我们要看哪种动物的胰腺和人的特点更接近。2型糖尿病是胰岛素耐受或者胰岛素抵抗,我们再看用哪种动物跟他最相近。”这被称作是“动物模型的精准化”。他们评价了许多“全世界第一个”,办公桌上还摆着速效救心丸研究所一层的一间看似普通的会议室,门上被贴上了“新冠科技攻关临时指挥部”几个字。屋子正中摆着一张长条会议桌。过去一年多,几乎所有大事件的报告、每天的信息汇总,都发生在这张桌子旁。这张桌子上摆着的物件诉说着过去一年多研究者经历的日子。核桃、小饼干和一些文件材料码成一排放在桌子中央。还有消炎药和不止一瓶速效救心丸,当研究任务极端紧迫和不容有失时,有人需要这个小药粒儿帮助克服高强度工作带来的心脏不适。从2020年1月底至今,除了出差,刘江宁没有一天不到研究所。每天晚上十点前从没下过班。述职时,除了常态化的项目仍在正常进行之外,与新冠相关的研究和实验也在迅速推进着。“把一年当成两年过。”刘江宁笑笑说。过去一年,因为长期吃盒饭少运动,体格偏瘦的他得上了中度脂肪肝。所里的年轻人有时候做了很长时间实验刚来到会议室报结果,就因为新的指令扶着墙又赶回了实验室。尤其在传染病面前,他们将之视为一场与新冠病毒的“战斗”。所长秦川曾经因为结石的疼痛汗水湿透毛衣仍把实验坚持做完。这一次,有关新冠的实验中,她再次第一个走进实验室,给同事展示实验流程。实验操作对人员的技术操作要求很高。比如给小鼠注射药物时,他们要穿着防护服,戴着特别的手套,在P3实验室里,对着小鼠像针一样细的尾巴一针直接扎到静脉里。不仅如此,由于动物对新冠病毒并不易感,P3实验室里的病毒是高度浓缩的病毒。最危险的过程是解剖,解剖的时候动物肺里含有高量的病毒。冒着暴露和感染的风险,每一个操作都要符合规范,万分小心。由于感染了病毒,动物容易烦躁,此时它们可能出现的抓咬行为也需要研究人员谨慎应对。不过,刘江宁和同事们经过了专业的培训,可以有效避免感染风险。他们主要担心的不是自己的安全。“我们担心的首先是动物模型能不能做出来,做出来的可靠不可靠?然后最后证明它可靠。评价疫苗时,我们到底用什么标准来说明这个疫苗有没有效果?我们的标准能不能经得住历史的考验?我们动物模型上有效的疫苗到了临床上是否还有效?动物模型上无效的疫苗是不是冤枉人家了?有没有错杀,有没有放过?这两个都是对疫情来说都是不可饶恕的罪过。”直到国内外给出的反馈证明,动物实验的结果与临床试验结果高度吻合。这份担心才渐渐被放下。研究人员的付出最终取得了成效。仅就疫苗来说,国家部署的80%的疫苗、全球第一个进入临床实验的疫苗、第一个紧急使用的疫苗、第一个上市的疫苗都在这里评价。目前国际上批准上市的四个疫苗,有三个在这里评价。当前全球进入三期临床试验的疫苗,有1/3在这里完成评价。新冠病毒突变,给研究者提出了新的挑战。“病毒突变之后与之前相比,它的毒力是否增加了,传播力是否增强了,这是大家最关心的两个问题。现在的疫苗和药物有没有效果,是我们第三个要回答的问题。”如此重要的动物模型,想取得成效绝非一夕之功。此次中国的动物模型在应急科研及时发挥关键作用,也仰赖此前的积累。最近,美国研发新冠疫苗实验猴紧缺引发了讨论。实验动物作为一种战略资源,再次吸引了人们的目光。刘江宁认为,在医学实验动物资源这种战略保障领域,我国应建立国家中心,长期稳定地支持资源建设和创新。传染病面前容不得侥幸。“宁可备而不用,不可用而无备。”刘江宁说。只有如此,当传染病对人类发动突然袭击时,科学才能第一时间成为守护人民群众生命安全的最强战力。(制图:程璨)来源:中国青年报客户端

老生

中国科学院动物研究所王乐韵 打开生命研究中的“黑匣子”|U30

文/福布斯中国人的生命起源于一颗小小的受精卵,从最初的受精卵到胚胎的发育再到生命的形成,生命研究中有许多神秘的“黑匣子”有待人类进行不断的探索和挖掘。来自中国科学院动物研究所的王乐韵博士在发育生物学领域不断探索未知难题,在无数次失败中,一次次重新开始挑战世界级难题。这也是当下本土中国科技工作者的共同使命,利用中国科研特殊的增量式、渐进式创新的方式,实现国际追赶,并在中国挑战世界难题,造福人类!原本对工商管理和机械制造感兴趣的王乐韵最终涉足生命科学领域。图片来源:DR“我现在的研究大致有三类:第一类研究是动物克隆,该方向的研究可应用于优势畜牧业大动物的育种,比如像超级奶牛、超级种公猪等,同时克隆技术研究还能用于保护濒危物种。第二类研究是疾病动物模型的建立。该方向研究对于药物研发以及疾病机制探索具有重要意义。例如,新冠疫苗就需要利用动物模型去做抗体药物筛选。第三类研究是有关干细胞应用,利用干细胞去做器官的再造。”如果初次接触,你可能会对王博士的某些课题一头雾水。比如2018年在业内轰动的孤雄单倍体胚胎干细胞与精子结合发育,生出一只纯父源基因组来源的小鼠。“难道这项研究是让男人生娃?抑或是让生孩子都没有男人的事?”答案当然是不,实际上,这是王博士和团队在做印记基因的研究。那么什么是印记基因呢?尽管大多数来自父母基因的两个拷贝均能表达,但有一小部分基因带有“印记”(印记基因imprinted gene),它使基因呈现出亲本依赖性的差异表达,对个体的生长和发育起到了关键的调控作用。孤雌/孤雄小鼠的突破在于——王博士和团队用单倍体干细胞技术来“清洗”印记。而已发现的印记基因中,有很多与严重的人类疾病相关,包括精神类疾病(某些自闭症)、代谢类疾病(BWS综合征等),生长发育异常(小胖威利综合征等),这类疾病统称为“单亲二倍化疾病”。该研究也为印记基因疾病研究提供一个全新的理解视角。这项研究突破哺乳动物同性生殖障碍,颠覆传统生殖理论。2018年这项研究被国内外顶级期刊和媒体报道并引起广泛反响。而王乐韵拍摄和署名的研究图片在Nature杂志首页封面置顶多达2周。这项研究也获得The Scientist杂志评选的“2018年度科技进步”等多项嘉奖。从那时候起,尽管王乐韵博士需要出席一些科普和专业学术活动,大多数时间还是呆在熟悉的实验室里做实验。但实验中的挫折没有因为他获得的成绩而减少,“这在研究中是常事,每当碰到这个时,满脑子就是如何解决。从失败中总结,然后再做一次。”王博士笑道。不过,王乐韵博士的研究倒有柳暗花明渐入佳境的感觉。2019年王乐韵再接再厉在Cell上发表细胞命运决定(即胎儿和胎盘的决定)起始于2细胞阶段受精卵分裂后阶段,即生命起始的第一次细胞分裂阶段),该成果改变发育生物学教科书传统观念,并入选2019年度“中国生命科学领域十大进展”。这份研究为“帕金森”、“阿尔茨海默”等疾病的干细胞治疗的源头细胞获取提供重要的技术评价指标。同年,他以评选结果全A的身份获得“国家自然科学基金面上项目” ,也是其所在单位生命科学领域获得该项目的最年轻的获选者之一。而这个国家项目对初入科研之路的研究人员来说是业内含金量最高的国家级科研项目。2020年,王乐韵博士好消息再传,他发表了一种显著提高克隆效率文章并申请技术专利,这种技术能大幅度提高克隆效率使得该技术在大动物上的应用转化变得接近可能,也为大动物育种、濒危物种保护提供一条有效途径。按目前市场载有量,每年可直接带来经济效益增加约1.4亿元,该项目现下正在与多家上市畜牧业公司洽谈合作推进落地实施。一连串的硕果也助力王乐韵博士跻身2020福布斯中国30岁以下精英榜。王博士的成长很普通,经历了千军万马过独木桥的高考。机缘巧合,让本对工商管理和机械制造感兴趣的王博士误打误撞的进入了东北农业大学生物科学理科基地班本硕博连读专业,在结束东北的四年学习后来到北京中科院跟导师继续做研究,走上了与当初完全不一样的路。“当一个领域不让你讨厌,且随着从事的过程中投入的东西,精力越多,然后你就会觉得这可能是你一个擅长的和你喜欢并愿意付出的事。”研发是一件枯燥的事情,但王博士自得其乐。加班、连轴转做实验在他眼里都是很平常的事情。这位经常超时工作的90后博士信念其实挺简单,“我真正想做的是把技术运用到更多的人身上,让它们更好的服务人类。这可能需要我不断提升和提效技术。” 守住初心,简单纯粹,不受外物影响,坚持几年,总会有收获。当被问及给青年研究者的建议,他表示,就是坚持。在短时间内赶上西方发达国家的研究首先一定是更多的付出。其次,要独立思考,不跟风,要有科学的思维和自由的精神。“科学是不断追求完美的过程,要不断努力,发挥优势,为生命科学研究贡献自己的一份力量。”王乐韵正在践行。

第五街

昆明动物研究所在新冠肺炎动物模型研究取得新进展

为更好地了解新冠病毒(SARS-CoV-2)的致病机理,筛选有效的预防或治疗方法,迫切需要合适的感染和疾病动物模型。中科院昆明动物研究所对灵长类动物近亲树鼩进行了新型冠状病毒感染模型的创建研究。研究人员选择不同年龄段的树鼩,包括1岁左右的成年树鼩和5-6岁的老年树鼩,感染SARS-CoV-2。在树鼩接种病毒后的不同天数进行肺部影像学、病毒载量、血常规和生化及组织病理学等分析。研究结果表明,树鼩可以感染SARS-CoV-2病毒。X射线检查可以在大多数感染树鼩看到肺部浸润影像。在感染后3、5和7天,感染树鼩肺组织中可检测到病毒RNA,血常规和血清生化相关参数也发生变化,包括天冬氨酸转氨酶(AST)和尿素氮(BUN)水平升高。感染后3天成年组和7天老年组树鼩肺组织病理学染色显示肺泡间隔增厚,间质出血。在病毒载量高峰方面,两个不同的年龄组树鼩中存在一些差异(图1)。图1. 树鼩树鼩可感染新冠病毒A.通过点眼滴鼻和喉头注入接种新冠病毒;B. 新冠感染后,不同年龄段树鼩肺组织中均可检测到病毒RNA;C. 不同年龄段树鼩肺组织病理学染色显示肺泡间隔增厚,间质出血。该研究提示,中国树鼩有可能成为SARS-CoV-2致病机制研究、药物和疫苗评价的模型动物。相关研究结果近日发表在Zoological Research(2020,41:517-526)上。昆明动物所许凌副研究员和余丹丹副研究员为共同第一作者,郑永唐研究员和姚永刚研究员为共同通讯作者。该工作得到科技部、国家自然科学基金委、中国科学院及云南省科技厅的资助。