1、1公 示 内 容 （ 应 包 括 如 下 方 面 ）一 、 中 华 医 学 科 技 奖 医 学 科 学 技 术 奖 推 荐 项 目 ：1.推 荐 奖 种 ： 中 华 医 学 科 技 奖 医 学 科 学 技 术 奖 一 等 奖2.项 目 名 称 ： 新 分 子 锌 指 蛋 白 ZBTB20 的 生 理 功 能 及 其 致 病 机 制3.推 荐 单 位 或 推 荐 科 学 家 ： 中 国 人 民 解 放 军 第 二 军 医 大 学 4.推 荐 意 见 ：该 项 目 组 围 绕 自 主 发 现 的 新 型 转 录 因 子 ZBTB20， 利 用 国 际 上 首 创 的 ZBTB20全 身 性 和组
2、织 特 异 性 敲 除 小 鼠 模 型 ， 开 展 了 该 转 录 因 子 在 个 体 发 育 、 学 习 记 忆 、 痛 觉 感 受 、 糖 脂 代谢 、 垂 体 发 育 和 免 疫 应 答 等 过 程 中 的 重 要 生 理 和 病 理 作 用 的 前 瞻 性 研 究 ， 取 得 了 系 列 独 创性 研 究 成 果 。 在 国 际 核 心 刊 物 PNAS、 Gastroenterology、 Nature Communications等 发 表 的 13篇 代 表 性 论 文 ， 多 次 被 包 括 Science、 Cell、 Nature Genetics等 国 际 权 威 学 术
3、 刊 物 引 用 。 这 些成 果 对 于 认 识 Primrose综 合 征 、 认 知 障 碍 和 糖 尿 病 等 重 大 疾 病 的 分 子 机 制 具 有 重 要 理 论 创 新意 义 ， 并 为 相 关 疾 病 的 诊 治 提 供 了 新 的 理 论 基 础 。 此 外 ， 该 项 目 培 养 了 一 批 优 秀 的 硕 博 士研 究 生 ， 搭 建 了 与 国 内 外 多 家 知 名 实 验 室 间 深 层 次 合 作 研 究 的 平 台 ， 也 使 该 实 验 室 的 承 载学 科 -病 理 生 理 学 获 得 了 长 足 的 发 展 。该 项 目 提 供 的 材 料 真 实 可
4、 信 ， 特 此 推 荐 申 报 2018 年 中 华 医 学 科 技 奖 医 学 科 学 技 术 奖 一等 奖5.项 目 简 介 ：锌指蛋白是一类含有锌指结构域的功能蛋白，在细胞增殖、分化、凋亡和功能等细胞生物学过程中发挥重要的调节作用。不同种类和成员众多的锌指蛋白构成了庞大的锌指蛋白超家族，约占人类基因的 3%。迄今为止，该超家族的大多数成员的生物学功能尚不清楚。因此，锌指蛋白被认为是解析生命活动规律的金钥匙。近十年来，本研究团队围绕自主发现、并在国际上率先报道的新基因锌指蛋白 ZBTB20，利用在国际上首次建立的全身性和组织特异性基因敲除小鼠模型，首次系统揭示了该分子在多种组织细胞中的生
5、理功能及其作用机制，取得了如下系列创新性成果，产生了重要国际影响：（1）在代谢方面，ZBTB20 是维持机体血糖稳态的关键分子。ZBTB20 在胰岛 细胞中高表达，通过抑制果糖-1,6-二磷酸酶 1(FBP1)的基因转录，促进其糖酵解、ATP 生成及偶联的胰岛素分泌，从而调节血糖稳态。 （2）ZBTB20 是调节海马发育及其认知功能的关键分子。ZBTB20 在海马神经元中特异高表达，是海马 CA1 神经元定向分化的细胞命运决定因子，其缺失可导致 CA1 神经元获得皮层神经元的表型特征；同时，它在调节已分化成熟 CA1 神经元的学习记忆功能中也发挥重要作用。此外，我们发现 ZBTB20 是调控垂
6、体发育的关键分子，揭示了 ZBTB20 调节催乳素基因表达、催乳素细胞定向分化与扩增的细胞与分子学基础。 （3 ）ZBTB20 通过调节背根神经节多种伤害感受性神经元的细胞分化及其 TRPV1、TRPA1 和 TRPM8 等痛觉感受分子的表达水平，从2而调节温度、机械和化学等刺激相关的痛觉感受。 （4）在转录调控机制方面，还发现ZBTB20 是肝脏甲胎蛋白（AFP）基因的特异性转录抑制因子，在出生后肝脏 AFP 基因沉默中发挥关键作用，并明确了 ZBTB20 抑制 AFP 基因转录所结合的 DNA 靶序列。 （5）在骨骼系统，ZBTB20 在肥大软骨细胞中特异高表达，通过抑制转录因子 Sox9
7、、间接促进肥大软骨细胞表达 VEGF，从而促进长骨中肥大软骨细胞区域的血管生成以及软骨内成骨和骨骼生长。在免疫系统，ZBTB20 通过抑制巨噬细胞中 Ia 的基因转录，正向调节 NFB 信号通路的活化，从而促进 LPS 等刺激导致的非特异性炎症反应。以上系列原创性研究成果有力推动了ZBTB20 的生物学功能研究，丰富了人们对细胞分化调控机制及其相关疾病的病理机制的认识，为揭示 ZBTB20 基因突变、甲基化与人类疾病的关系提供了重要的实验依据。上述发现在 PNAS(3 篇)、 Nat Commun（2 篇） 、Gastroenterology、Elife 、Development 、J Phy
8、siol、Mol Cell Biol 等发表论文 13 篇，被包括 Cell、 Nature Genetics、 Nature Communications、 Nature Neuroscience 等学术刊物多次引用，并得到 Gastroenterology、 Nature Reviews Immunology、 Developmental Cell 等杂志上述评文章的高度评价，认为我们的工作是AFP 研究领域的重大突破，ZBTB20 也已被公认为调节海马发育和功能的关键因子。6.客 观 评 价本项目包括的五个方面的成果都属于国际上的首次发现，并获得重要的国际影响。具体概述如下：（1）有关“
9、ZBTB20 对于海马的胚胎发育和学习记忆功能的重要调控作用”在国际优秀学术期刊PNAS 和生理学领域权威期刊J Physiol发表后，基于我们和其他研究小组的发现，国际上的研究同行已经将 ZBTB20 作为参与调节海马分化和发育的重要分子（ Cell,2014,157: 1552） ，ZBTB20 已被别的实验室用作检测海马发育的标志分子并专门对我们发表的论文加以引用（ Nat Commun,2015,6:8896） 。我们自行制备的 ZBTB20 的单克隆抗体，在 E13.5 天即可检测出 ZBTB20 在海马的表达（PNAS,2010 ） ，而其他实验室用市售抗体到 E16 天才能检测出
10、（ Development,2007,134:1133） ，说明本课题组的抗体在敏感性和特异性等方面更佳。另外我们在国际上首次建立该分子的基因敲除小鼠，是唯一拥有该分子自主研发模型小鼠的实验室。国外其他实验室研究 ZBTB20 对海马发育的影响时借助高表达的模型，目前尚未见文献报道国内外其他实验室有 ZBTB20 敲除小鼠模型，我们直接利用 ZBTB20 敲除小鼠模型研究 ZBTB20 对海马发育的影响。我们借助于自身的动物模型优势建立了海马 CA1区 ZBTB20 特异性敲除小鼠模型，进一步研究了 ZBTB20 对学习记忆功能的影响。我们的工作得到了国际同行的高度认可，目前 ZBTB20 已
11、被公认为调节海马发育和功能的关键因子（ Nat Commun,2016,7:11102； Nat Neurosci 2018, 21:484） 。（2）有关“ZBTB20 对糖代谢稳态的调节”的工作，不仅发现了果糖-1,6-二磷酸酶（FBP1）是葡萄糖刺激胰岛素分泌的重要负调节因子，也揭示了 ZBTB20 主要通过转录抑制FBP1 基因表达的方式调节胰岛素分泌。相关工作在胃肠病领域顶级杂志3Gastroenterology和内分泌领域权威杂志Endocrinology发表后，基于我们的文献报道，述评文章提出 FBP1 和 ZBTB20 可以作为治疗 2 型糖尿病药物的潜在靶点（ Expert
12、Opin Drug Discov,2014,9:1047） 。这是国内外首次有关葡糖异生及其转录调节在 细胞内的研究报道，进一步丰富了胰岛素分泌调控的生理、病理机制，拓展了锌指蛋白 ZBTB20 的生物学功能。（3）有关“ZBTB20 通过调控伤害感受神经元 TRP 通道的表达，充当了伤害感受和痛觉的一个重要调控因子”的科学发现在Nat Commun发表后，该结果被哈佛医学院疼痛研究领域权威实验室引用，认为是参与调节神经元通道和受体表达的重要转录因子之一（ J Neurosci, 2015,35:5317） ，而且论文中部分结果已被英国谢菲尔德大学著名教授 Nassar MA 课题组作为他们实
13、验结果的比照对象（The percentage of capsaicin responders in our experiments is in agreement with others Nat Commun, 2014 ） （ Sci Rep, 2017,7:45221） 。（4）有关“ZBTB20 对肝脏甲胎蛋白基因转录的调控作用”在PNAS发表后，我们提出的学术观点 ZBTB20 是介导肝脏 AFP 基因出生后转录失活的关键性转录抑制因子分别被 Gastroenterology（ 2009,137:62）和 Developmental Cell（ 2010,18:175）述评文章所引用
14、，被认为是 AFP 研究领域的重大突破。目前 ZBTB20 已与另一转录因子 Zhx2 一起被认为是调控肝脏 AFP 的两大转录抑制因子（ Seminars in Cancer Biology,2011,21:21; Cell Reports, 2017,18:1499） 。（5）有关“ZBTB20 对天然免疫的调节”在PNAS发表后被 Natute Reviews Immunology（ 2016,16:35）等杂志所引用。此外，我们发现 ZBTB20 缺陷可导致垂体生长激素细胞减少和催乳素细胞完全缺失，表现为垂体功能严重低下，研究揭示了 ZBTB20 调节催乳素基因表达、催乳素细胞定向分化
15、与扩增的细胞与分子学基础，由此提出了 ZBTB20 调节哺乳动物催乳素细胞定向分化的新机制。项目组是国内外最早从事 ZBTB20 研究体系的建立及功能研究的团队， Pubmed 上能检录到的研究 ZBTB20 功能相关的 SCI 文章有 24 篇（截止时间 2016 年 12 月 31 日） ，其中 13篇为本项目组发表，是所有从事 ZBTB20 研究的实验室中发表论文数量最多、研究最为系统的实验室，我们系统揭示了 ZBTB20 对海马发育与学习记忆、糖代谢稳态、痛觉感受、垂体发育、天然免疫等的重要调节作用，并阐明了 AFP 的转录调控机制，大大丰富了人们对ZBTB20 生物学功能的认识。7.
16、推 广 应 用 情 况 ：本项目涉及的 13 篇代表性论文被他人在 Cell、 Nature Genetics、 Nature Communications、 Nature Neuroscience、 Nature Reviews Immunology、 Gastroenterology 等 SCI刊物发表的论著多次正面引用。Primrose 综合征是一种罕见的先天性遗传缺陷综合征，患者的临床表现主要包括外耳骨化、骨骼发育异常、智力障碍、自闭症、特征性异常面容等多系统的症状，且多伴有糖尿病、4耳聋、进行性肌萎缩等病变，这些表型与 ZBTB20 基因全身性敲除小鼠模型所具有的表型相似，高度提示
17、Primrose 综合征与 ZBTB20 基因突变相关。 2014 年，来自欧洲的研究团队在本项目组关于 ZBTB20 系列报道（PNAS,2008,105:10859; Mol Cell Biol, 2009,29:2804; PNAS, 2010, 107: 6510; Gastroenterology, 2012, 142: 1571）的基础上，发现 ZBTB20 基因突变是 Primrose 综合征的直接致病机制（ Nat Genet, 2014,46:815） 。8.知 识 产 权 证 明 目 录知识产权类别知识产权具体名称国家(地区) 授权号 授权日期 证书编号 权利人 发明人发明
18、专利有效状态授权发明专利一种用于抑制肝脏脂肪合成和防治脂肪肝的新方法中国 ZL201010222892.1 2015.03 1608185中国人民解放军第二军医大学章卫平, 周露婷，张晔，王燕，卢银忠，张海，谢志芳有效9.代 表 性 论 文 目 录 ：1. Xie Z, Zhang H, Tsai W, Zhang Y, Du Y, Zhong J, Szpirer C, Zhu M, Cao X,Barton MC, Grusby MJ, Zhang WJ. Zinc finger protein ZBTB20 is a key repressor of alpha-fetoprotein
19、gene transcription in liver. Proc Natl Acad Sci U S A. 2008 Aug5;105(31):10859-64. 2. Sutherland AP, Zhang H, Zhang Y, Michaud M, Xie Z, Patti ME, Grusby MJ, Zhang WJ. Zinc finger protein Zbtb20 is essential for postnatal survival and glucose homeostasis. Mol Cell Biol. 2009 May;29(10):2804-15. 3. X
20、ie Z, Ma X, Ji W, Zhou G, Lu Y, Xiang Z, Wang YX, Zhang L, Hu Y, Ding YQ, Zhang WJ. Zbtb20 is essential for the specification of CA1 field identity in the developing hippocampus. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010 Apr 6;107(14):6510-5. 4. Zhang Y, Xie Z, Zhou G, Zhang H, Lu J, Zhang WJ. Fructose-1,6- bi
21、sphosphatase regulates glucose-stimulated insulin secretion ofmouse pancreatic beta-cells.Endocrinology. 2010 Oct;151(10):4688-95. 5. Zhang Y, Xie Z, Zhou L, Li L, Zhang H, Zhou G, Ma X, Herrera PL, Liu Z, Grusby MJ, Zhang WJ. The zinc finger protein ZBTB20 regulates transcription of fructose-1,6-bi
22、sphosphatase 1 and cell function in mice. Gastroenterology. 2012 Jun;142(7):1571-1580.e6. 6. Ren A, Zhang H, Xie Z, Ma X, Ji W, He DZ, Yuan W, Ding YQ, Zhang XH, Zhang WJ. Regulation of hippocampus-dependent memory by the zinc finger protein Zbtb20 in mature CA1 neurons. J Physiol. 2012 Oct 1;590(19
23、):4917-32. 7. Liu X, Zhang P, Bao Y, Han Y, Wang Y, Zhang Q, Zhan Z, Meng J, Li Y, Li N, Zhang WJ, Cao X. Zinc finger protein ZBTB20 promotes Toll-like receptor-triggered innate immune responses by repressing IB gene transcription. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Jul 2;110(27):11097-102. 58. Ren AJ,
24、Wang K, Zhang H, Liu A, Ma X, Liang Q, Cao D, Wood JN, He DZ, Ding YQ, Yuan WJ, Xie Z, Zhang WJ. ZBTB20 regulates nociception and pain sensation by modulating TRP channel expression in nociceptive sensory neurons. Nat Commun. 2014 Nov 5;5:4984 9. Zhou G, Jiang X, Zhang H, Lu Y, Liu A, Ma X, Yang G,
25、Yang R, Shen H, Zheng J, Hu Y, Yang X, Zhang WJ, Xie Z. Zbtb20 regulates the terminal differentiation of hypertrophic chondrocytes via repression of Sox9. Development. 2015 Jan 15;142(2):385-93. 10. Zhang H, Cao D, Zhou L, Zhang Y, Guo X, Li H, Chen Y, Spear BT, Wu JW, Xie Z, Zhang WJ. ZBTB20 is a s
26、equence-specific transcriptional repressor of alpha-fetoprotein gene. Sci Rep. 2015 Jul 15;5:11979. 11. Cao D, Ma X, Cai J, Luan J, Liu AJ, Yang R, Cao Y, Zhu X, Zhang H, Chen YX, Shi Y, Shi GX, Zou D, Cao X, Grusby MJ, Xie Z, Zhang WJ. ZBTB20 is required for anterior pituitary development and lacto
27、trope specification. Nat Commun. 2016 Apr 15;7:11121. 12. Li L, Gao L, Wang K, Ma X, Chang X, Shi JH, Zhang Y, Yin K, Liu Z, Shi Y, Xie Z, Zhang WJ. Knockin of Cre Gene at Ins2 Locus Reveals No Cre Activity in Mouse Hypothalamic Neurons. Sci Rep. 2016 Feb 2;6:20438. 13. Qu Z, Zhang H, Huang M, Shi G
28、, Liu Z, Xie P, Li H, Wang W, Xu G, Zhang Y, Yang L, Huang G, Takahashi JS, Zhang WJ, Xu Y. Loss of ZBTB20 impairs circadian output and leads to unimodal behavioral rhythms. Elife. 2016 Sep 22;5. pii: e17171 610.完 成 人 情 况 ， 包 括 姓 名 、 排 名 、 职 称 、 行 政 职 务 、 工 作 单 位 、 完 成 单 位 ， 对 本 项 目的 贡 献姓名 排名职称 行政职务
29、工作单位 完成单位 对本项目贡献章卫平 1 教授 主任 海军军医大学病理生理学教研室海军军医大学 负责项目的总体设计与指导实施。建立了ZBTB20基因敲除小鼠模型，系统分析了ZBTB20在神经、肝脏、胰腺、垂体、骨骼、免疫等多种组织细胞中的时空表达特征、对细胞终末分化的调节作用及对基因转录的调控机制；揭示了ZBTB20在个体发育、学习记忆、痛觉感受、糖脂代谢和免疫应答等过程中的重要生理作用。张 海 2 讲师 副主任海军军医大学病理生理学教研室海军军医大学 负责小鼠表型分析及基因转录调控研究，分析了ZBTB20全身敲除小鼠的发育障碍和代谢异常表型，解析了ZBTB20对下游多个靶基因的转录调节机制
30、。任安经 3 副教授/ 海军军医大学病理生理学教研室海军军医大学 负责动物行为和电生理分析，利用海马CA1区特异性ZBTB20敲除和伤害性感受神经元特异性ZBTB20敲除小鼠模型，阐明了ZBTB20在调控学习记忆及疼痛感知中的作用及其机制谢志芳 4 副教授/ 海军军医大学细胞生物教研室海军军医大学 负责组织形态学分析，利用ZBTB20海马CA1区特异性敲除和软骨特异性敲除小鼠模型，揭示了ZBTB20对海马神经元和软骨细胞的命运决定和定向分化的调节作用。徐 璎 5 教授 主任 南京大学模式动物中心南京大学 负责生物节律实验的设计与指导实施，发现锌指蛋白ZBTB20是调控小鼠早晚活动峰的关键分子。
31、张 晔 6 副教授/ 海军军医大学病理生理学教研室海军军医大学 负责胰岛细胞的功能分析，利用自行建立的胰岛细胞特异性ZBTB20敲除小鼠，阐明了ZBTB20对胰岛素分泌和血糖稳态调节的机制。曹冬梅 7 讲师 / 海军军医大学病理生理学教研室海军军医大学 负责垂体发育和功能的研究，利用 ZBTB20 全身敲除小鼠模型，从细胞和分子水平揭示 ZBTB20 调节垂体催乳素细胞谱系分化的机制刘星光 8 副教授/ 海军军医大学免疫学教研室海军军医大学 负责研究 ZBTB20 对天然免疫的调节， ZBTB20 可通过抑制711.完 成 单 位 情 况 ， 包 括 单 位 名 称 、 排 名 ， 对 本 项
32、 目 的 贡 献中国人民解放军第二军医大学为该项目的主要依托单位。依托单位大力扶持该项目组所在的学科的平台建设，除了提供校内仪器共享平台外，先后投入了数百万经费，为该项目组开展研究配备了多种硬件设备：包括建设容量达到1500 个IVC 小鼠笼位的专用SPF 动物房（通过上海市实验动物管理委员会认证）；配备了遥测体温的Columbus小鼠能量代谢监测系统（2008 年购置，是当时国内引进的第二台代谢笼）；添置了小鼠无创心血管功能监测仪等动物实验平台、分析基因表达调控的分子生物学平台和分析形态结构的免疫组化平台等所需先进的仪器设备。此外，依托单位还在人才培养和学科建设上大力投入。协助该项目组成功申
33、请到了国家杰青、973课题、863课题、国自然重点项目、面上项目和国际合作项目等基金十余项，保证课题经费的合理使用，认真组织课题的中期汇报和总结。培养该项目组负责人章卫平教授成功入选国家“万人计划”科技创新领军人才、新世纪国家百千万人才工程国家级人选、科技部中青年科技创新领军人才、全军高层次科技创新拔尖人才等。还先后输送了十多名硕博士研究生，保障了该项目组科研工作的顺利开展。此外，还为该项目组开展对外合作交流、承办学术会议提供了坚实的后勤保障。IB 表达、调节成熟巨噬细胞的NF-B 活性及其免疫应答姓名 排名职称 行政职务工作单位 完成单位 对本项目贡献陈玉霞 9 副教授/ 海军军医大学病理生
34、理学教研室海军军医大学 协助垂体发育和功能的研究，利用ZBTB20 全身敲除小鼠模型，从细胞和分子水平揭示 ZBTB20 调节垂体催乳素细胞谱系分化的机制丁玉强 10 教授 / 同济大学医学院解剖与神经生物学系同济大学 协助指导 ZBTB20 调节痛觉感受中的作用及其机制的研究杨 晓 11 教授 主任 军事医学科学院生物工程研究所军事医学科学院协助指导软骨发育的研究周光迪 12 实验师/ 海军军医大学病理生理学教研室海军军医大学 负责研究软骨发育，提出 ZBTB20 可通过抑制 Sox9 表达、间接上调VEGF 表达，从而促进肥大软骨细胞终末分化和软骨内成骨瞿志鹏 13 讲师 / 南京大学模式动物中心南京大学 负责研究生物节律，发现锌指蛋白ZBTB20 是调控小鼠早晚活动峰的关键分子。周露婷 14 主治医师/ 原济南军区总院病理科海军军医大学 协助研究 ZBTB20 对糖代谢稳态的调节麻献华 15 实验师/ 海军军医大学病理生理学教研室海军军医大学 负责免疫组化实验，协助垂体发育和功能的研究
