文档介绍：小板凳社区收集
项目摘要
项目名称:基于生物信息的药靶高通量筛选及功能研究
主要建议人姓名:
院士
院士
教授
教授
研究员
建议首席科学家姓名、年龄、单位:
40 岁
37 岁
经费预算金额:2800 万元
摘要正文:
疾病对人类的健康和生存构成重大威胁,是世界各国面临的最重要的社会问
题之一。当前和今后相当长的时期内药物将是疾病治疗的最主要手段,但由于历
史、经济及观念等原因,与发达国家相比我国在药学相关基础研究,特别是创新
药物的的基础研究和开发领域比较落后,导致医药产业基础较差,药品来源长期
依赖于仿制和进口,每年进口药品达 40 亿美元以上。在中国加入 WTO 以后,
一方面,由于知识产权保护的限制,药品仿制不可能再成为我国医药产业的中长
期目标;另一方面,由于成员国之间的低关税,国外药品将会更多地进入中国市
场。这不仅严重影响到我国人民的用药和健康问题,同时也将威胁我国医药产业
的生存和发展,进而影响我国医药产业对国民经济的贡献度。因而,建立和发展
我国自主的创新药物基础研究和开发体系成为当务之急,缺乏疾病特异性药靶是
当前新药研究和开发的瓶颈。同时,对现有药物与机体相互作用机理认识的局限
性是造成药物毒副作用的主要原因。因此,药靶的研究是新药研究和开发及临床
合理用药中急需解决的重大科学问题。
当前比较成熟的药靶仅 500 个左右,远不能满足新药研究和开发的需求。估
计人类基因中应该有 3000-5000 个可以作为药物的靶标。由此看来,药物靶标的
研究不仅是必须的,而且有很大的探索空间。充分利用有效的靶标发现和功能验
证技术,从现有大量的基因组学等信息资源中寻找重大疾病治疗药物的关键靶分
子并分析其多态性对药物疗效和毒副作用的影响,为新药研究和开发提供靶标,
并为临床安全用药提供理论依据是完全可能的。药靶的研究不仅具有重大的社会
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和经济效益,而且具有重要的科学意义。该项研究对保证我国人民的健康和生存、
用药安全和有效、促进我国医药产业的国际竞争力、推动我国药物学、生物信息
学等相关学科的发展具有重要的意义。
预期目标:
建立一系列药靶筛选和功能研究技术平台:建立以生物信息学和生物芯片、
化学基因组学和病毒感染基因组学为基础的药靶高通量筛选技术平台;在分
子、细胞、动物及人体水平上,建立以生物芯片、反义核酸/RNAi、转基因
和基因敲除等技术为核心的系统的药靶验证技术平台。
建立“组合药靶”的发现策略:基于生命是一个复杂的过程和体系,疾病是
由多个彼此之间存在着相互作用和动态变化的分子引起的这些基本生理和
病理现象,提出“组合药靶”的药靶发现策略,验证并完善组合药靶策略的
可行性。这一策略的核心思想是:从基因功能网络中筛选疾病特异相关的基
因组合,并验证以这些特异性基因组合为靶进行药物筛选的可行性及机理,
如果被证明可行,则这些特异性分子组合即称为“组合药靶”。
建立药靶发现的生物信息学知识系统:整合结构生物学和功能基因组学的信
息资源,建立相应的药靶发现生物信息系统学知识系统,包括数据库、药靶
筛选和验证的新算法、新理论等。完成具自有知识产权的人类蛋白组电子字
典 1 项(human protein dictionary)、二级数据库 3-5 个和新算法 2-3 个;
发现若干新型药靶:(1)通过生物信息学手段分析,初步筛选出 1000-3000 个
潜在药靶,300-500 个可供进一步实验验证的候选药靶;(2)通过系统筛选和
功能验证,获得 3-5 个(组)可供抗肿瘤或抗病毒药物筛选的药靶和“组合
药靶”;(3)发现 2-3 个与疗效和毒副作用有关的功能多态性 SNP。
研究内容及课题设置:
特异性和可药性(drugability)是一个药靶必须具备的最基本的性质,如何发现
特异性和可药性药靶并分析其特点和作用机理是本项目要解决的关键科学问题。
针对上述问题,首先拟建立一个药靶发现的技术平台,并将其应用于抗肿瘤和抗
乙型肝炎病毒药靶的发现,探索特异性和可药性药靶的特点和规律,为新药靶的
发现奠定技术和理论基础。
技术平台的建立拟根据药靶发现的需要,结合国际前沿及我国的研究基础、
科研、人员和技术条件,首先基于现有生物信息资源,通过生物信息学、化学基
因组学,结合表达谱分析等技术手段,筛选系列候选药靶,然后通过 RNAi 和反
义核酸、生物芯片、酵母双杂交、转基因和基因敲除及生物信息分析等技术,结