一、細胞生物學科中動物方向的相關研究

團隊成員：滕春波，隋廣超，王洋，王春生，史金銘，梁洋，鄭健、聶玉哲，李當當

（1）林源活性物質的研究與應用

我國的植物種類繁多，尤其是東北地區具有廣闊森林區域，其中很多植物都能合成豐富的活性物質，是重要的藥用植物資源，是我國醫藥發展的主要根基。因此，對林源活性成分進行開發和研究，将會使這類儲備豐富的資源得到更為科學和有效的利用。我們利用各種先進的生物化學、分子生物學、細胞生物學及各種組學方法，研究林源活性物質在包括糖尿病、癌症等病症治療方面的應用。重點内容如下：

1）藥效機理研究：利用各種組學方法，系統分析活性物質在細胞内所靶向的生物學過程，認識其發揮抑制病變及預防疾病活性的分子機理。為林源活性物質的臨床應用提供理論基礎。

2）分子靶點研究：利用分子垂釣技術，富集和鑒定與活性物質結合的細胞内生物大分子，解析活性物質與這些靶向分子結合的分子機制和生物學功能。為藥物分子的創新及改造提供基礎信息。

3）聯合給藥研究：很多林源活性物質能夠選擇性抑制病變細胞并保護正常細胞，而現有臨床藥物往往對機體具有毒副作用。因此，林源活性物質與臨床藥物的聯合使用，會在達到抑病功效的同時，減輕對病人的副作用。我們将結合基于細胞和動物模型的手段和組學方法，解析聯合給藥的協同效應和抑病活性的藥效機理。

4）藥物導入的研究：藥物的精準導入對疾病的治療具有重大意義。林源活性物質可以用于研制成為協助藥物導入以及控制藥物釋放的天然生物醫學材料，尤其是在精準控釋抗癌藥物方面的應用，以促進藥物療效及靶向效果。

（2）癌症及糖尿病等人類疾病的相關分子細胞學基礎研究

細胞内的基因表達和蛋白質活性的異常是多種人類疾病，包括癌症和糖尿病，發生的首要主要原因，解析控制基因表達和蛋白功能的生物學過程，認識病症發生及惡化的分子機制，對人類疾病的預防和治療具有重要意義。細胞生物學學科對人類疾病的基礎研究包括以下幾個方面：

1）組織幹細胞增殖分化調節機制：主要以胰腺和肌肉為模型，研究幹/祖細胞增殖分化調控機制，進行祖細胞治療糖尿病、肌肉營養不良的基礎研究；研究林源活性物質和微量金屬元素對幹/祖細胞及腫瘤細胞産生影響的分子機制。

2）癌細胞基因表達的調節機制：主要以乳腺癌和肝癌為研究模型，研究調節原癌基因和抑癌基因表達的表觀遺傳分子機制，所研究的分子調控機制主要包括：組蛋白修飾、非編碼RNA功能、G-四鍊體形成、mRNA的穩定性及前體拼接、增強子的形成、轉錄調節蛋白的相分離，等等。

二、細胞生物學科中的植物方向相關研究

團隊成員：詹亞光、曾凡鎖、牛犇、尹靜、由香玲、範桂枝、齊鳳慧

細胞生物學科的植物研究方向主要包括：（1）以東北地區森林植物為研究對象，圍繞遺傳改良和細胞工程利用的總體目标，以應用基礎研究為主，向基礎研究和應用研究延伸；（2）瞄準學科前沿問題和關鍵技術，深入挖掘森林植物的抗逆、速生、細胞壁發育、木材形質、次生代謝和觀賞性等基因資源，研究重要性狀形成的分子基礎和調控機理，結合常規育種和分子育種，開展良種選育和新品種的創制；（3）利用細胞工程、代謝工程等生物工程技術，挖掘森林植物和其共生菌，以及其它林木有益微生物中的重要藥用活性成分（如萜類、酚類及皂苷等），進行高效合成、開發及利用。重點内容如下：

1、東北珍貴闊葉樹種多用途良種選育、繁育技術創新及重要性狀形成的分子機制研究

深入挖掘東北珍貴闊葉樹種的抗逆、速生、細胞壁發育、木材形質和觀賞性等相關基因資源，結合常規育種，開展水曲柳等珍貴闊葉樹新品種的創制，尤其是針對繁育中的瓶頸問題，開展技術集成、創新和配套機制的研究。具體内容包括以下三個方面：

（1）通過種内和種間F1聚合優良性狀，選育速生、抗逆、優質、抗病蟲等多用途良種和新品種。同時，應用誘變與倍性育種，并結合基因編輯技術進行分子育種，以創制新種質，縮短育種和利用周期。

（2）針對東北珍貴闊葉樹無性系繁育利用中的年齡效應等“瓶頸”問題，開展無性繁殖技術集成、創新和複幼機制的研究，建立優良繁殖材料規模化生産的配套技術體系，提高無性系良種使用率，推動良種化進程。

（3）研究木材發育、童期轉變等重要性狀形成的分子機制和調控技術，為林木的改良和利用提供理論依據和技術支持，以推進林木良種選育和繁育進程，提升林木分子基礎研究水平。

2、林源活性物質合成調控與高效利用

以重要的林木及林下藥用植物，包括白桦、刺五加、三七、漢麻、羅布麻等為試材，解析藥用植物中的萜類、酚類及皂苷等抗腫瘤活性成分的高效合成調控及分子調控機制。主要内容包括：

（1）三萜及皂苷、漢麻二酚及羅布麻黃酮合成途徑中關鍵功能基因的挖掘和鑒定；利用基因編輯技術及途徑工程技術進行藥用植物的遺傳改良和新種質創制，為林木活性物質的高效利用提供新途徑和新材料。

（2）利用植物組織、細胞等進行活性物質高效合成調控，解析環境因子、營養成分及信号分子誘導等調控機制，利用轉錄組學和代謝組學技術解析萜類及酚類代謝的調控網絡，借助合成生物學及代謝工程技術合成活性物質及其前體高效，以促進其高效利用。

（3）分離和鑒定源自抗逆林木及藥用植物的内生真菌，挖掘其生物功能和藥用價值。規模化發酵和培養桑黃、桦樹茸等大型藥用真菌，探究其藥用和保健價值的開發和利用。

3、幾種五加科植物中皂苷合成的調控機制及利用生物反應器進行規模化生産的研究

五加科植物三七、龍牙楤木、刺五加都是我國重要的中藥資源，其主要藥用活性物質為五環三帖類物質。開展五加科這三種植物中生物合成皂苷的調控機制及生物反應器規模化生産技術研究，将為五加科植物皂苷類物質的規模化生物合成和生産提供重要理論依據，也為具有藥用及保健活性的人參皂苷等的生産提供新的技術選擇。

4、林木有益微生物資源挖掘與利用

開展對具有生态與經濟價值的林木（包括毛果楊、文冠果、樟子松和蓖麻等）防病和促生微生物資源的收集，研究林木共生微生物組的組裝機制與其發揮促生、防病及抗逆功能的分子機理。同時，針對松材線蟲病等重大林木病害，分離和篩選防治森林病害的微生物菌株，并揭示其防病機制，以開發出高效的林木防病微生物制劑産品。