VPS13在巨胞饮作用中的功能和分子机制的研究

20250127

科学研究和技术服务业

一、技术成熟度 本项目基于盘基网柄菌中建立的遗传筛选方法，经过深入研究，已成功鉴定出两个新的巨胞饮作用调控因子——转脂蛋白DdVps13F和转录因子Hbx5。目前，VPS13的功能研究已经明确其在巨胞饮中的作用，特别是DdVps13A、DdVps13B和DdVps13F的敲除显著影响了巨胞饮作用，表明这类蛋白在细胞功能中的重要性。研究结果表明，这些技术在实用性和应用性方面已达到一定成熟度。 二、工艺和性能指标 1. VPS13蛋白研究 o 功能定位：DdVps13A、DdVps13B和DdVps13F在细胞内的亚细胞定位已被确认，分别参与线粒体、酸性内吞囊泡及溶酶体的功能调控。 o 性能指标：在Tritc-dextran的摄取实验中，突变细胞表现出巨胞饮作用下调，相关荧光强度实验的结果也显示DdVps13F在溶酶体功能中的关键角色。 o 工艺成熟度：实验使用了CRISPR/Cas9技术进行基因敲除，验证了突变体细胞的功能性变化，为后续的应用转化奠定了技术基础。 2. Hbx5-MybG复合体研究 o 调控机制：通过调节巨胞饮相关基因的表达，Hbx5和MybG在细胞营养状态变化中的作用已得到明确，指示其在营养应激反应中的重要性。 o 性能指标：研究结果表明，Hbx5缺失导致细胞巨胞饮能力显著下降，进一步影响细胞增殖和发育。这一发现为了解细胞如何应对环境变化提供了新视角。

科技成果转化之潜在合作方，应配备一间遵循严格生物安全标准设计并运行的实验室，该实验室旨在专门承载后续的深度实验研究与验证任务，以保障所有科研活动在安全、可控的特定环境中顺利推进。鉴于实验需求的复杂性和精密性，实验室必须装配一系列高精度、高性能的科研设备，包括但不限于：激光共聚焦显微镜（用于实现高分辨率细胞成像）、流式细胞仪（用于快速精准地分析细胞群体特性）、低温离心机（用于在不破坏生物样本活性的前提下实现高效样本分离）、凝胶电泳仪（用于DNA、RNA及蛋白质的分离、鉴定与分析）、生物安全柜（为操作人员提供安全的作业环境，防止有害微生物的泄露）以及细胞培养箱（为细胞提供一个稳定可控的生长环境），以支持后续的基因编辑、细胞培养、成像分析、细胞分选等关键性工作。 此外，实验室还需构建专门的动物实验区域，即动物房，该区域需配备先进的动物饲养系统与实验设施，以满足进行动物实验的需求，这对于评估科技成果在生物体内的实际效应具有不可或缺的重要意义。 在人力资源配置上，实验室应吸纳多名具备硕士及以上学历的资深专业人才，他们应源自基础医学、细胞生物学、生物化学与分子生物学等相关学科领域，并需拥有深厚扎实的专业知识基础与丰富的实验操作经验。这些专业人才将承担起进一步实验研究的重任，以推动科技成果的有效转化。同时，合作方需承诺提供充足的经费支持，以确保这些科研人员能够顺利无阻地开展后续实验。

可国（境）内外转让

1. 疾病治疗与药物开发 VPS13蛋白与神经退行性疾病的密切关系以及Hbx5对巨胞饮的调控作用，为疾病治疗提供了新的靶点。研究成果有望为神经退行性疾病（如阿尔茨海默病、帕金森病等）及癌症的治疗提供新的药物开发思路。通过深入研究VPS13蛋白的功能及其调控机制，可以筛选出针对这些疾病的特效药物，为患者带来福音。同时，药物的开发也将促进生物医药产业的发展，带动相关产业链的延伸和拓展。
2. 生物工程应用 VPS13蛋白及Hbx5-MybG复合体的研究成果在生物工程领域也具有广泛的应用前景。通过调控这些蛋白的表达和功能，可以实现对细胞生长、增殖和发育的精确控制。这一技术有望应用于细胞治疗、组织工程等领域，为组织修复、器官移植等提供新的解决方案。此外，研究成果还可以应用于生物制造、生物传感等领域，推动生物产业的创新发展。
3. 经济效益与产业提升 科技成果的转化将直接推动生物医药、生物工程等相关产业的发展。一方面，研究成果的应用将促进新药研发、医疗器械等产品的创新，提高医疗水平和服务质量；另一方面，研究成果的产业化将带动相关产业链的延伸和拓展，形成新的经济增长点。通过科技成果的转化和应用，可以推动生物医药产业的转型升级和高质量发展，为经济社会发展注入新的活力。
4. 就业机会与人才培养 科技成果的转化和应用将促进生物医药、生物工程等相关产业的快速发展，从而创造更多的就业机会。随着产业的不断壮大和发展，将吸引更多的高素质人才加入这一领域，推动人才的集聚和流动。同时，科技成果的转化也将为人才培养提供新的平台和机会，促进产学研用深度融合，培养更多具有创新精神和实践能力的高素质人才。
5. 社会福祉与民生改善 科技成果的转化和应用将直接惠及广大人民群众。一方面，通过新药研发、医疗器械等产品的创新，可以提高医疗水平和服务质量，为患者提供更好的治疗方案和康复条件；另一方面，通过生物工程技术的应用，可以实现组织修复、器官移植等，为患者提供新的治疗选择。这些科技成果的应用将有效缓解人民群众看病难、看病贵的问题，提高人民群众的生活质量和幸福感。
6. 国际合作与交流 科技成果的转化和应用将促进国际合作与交流。一方面，通过与国际先进科研机构和企业开展合作与交流，可以引进国外先进的技术和经验，推动科技成果的国际化进程；另一方面，通过在国际上展示我国的科技成果和创新能力，可以提升我国的国际影响力和竞争力。国际合作与交流将有助于推动科技成果的转化和应用，实现互利共赢和共同发展。 综上所述，本项目在科技成果转化方面预期将取得显著的经济社会效应。通过推动疾病治疗、药物开发、生物工程应用等领域的创新发展，将直接促进生物医药、生物工程等相关产业的快速发展和转型升级。同时，科技成果的转化和应用还将创造更多的就业机会、培养更多高素质人才、改善人民群众的生活质量和幸福感。未来，将继续致力于优化相关技术体系和方法手段，推动科技成果的产业化进程，为经济社会发展注入新的活力和动力。

北京市自然科学基金青年项目

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

一、科技成果来源 基于本人于2022年在盘基网柄菌（Dictyostelium discoideum, Dd）中建立的遗传筛选方法（REMI），本项目进一步鉴定了两个新的巨胞饮作用的潜在调控因子：转脂蛋白DdVps13F和转录因子Hbx5。我们的研究分为两大部分：VPS13蛋白的功能研究及Hbx5-MybG转录因子复合体对巨胞饮作用的调控。 二、技术原理 1. VPS13的功能研究：研究阐明了DdVps13的六个同源蛋白在巨胞饮作用中的特定功能。敲除DdVps13A、DdVps13B和DdVps13F后，观察到细胞中巨胞饮作用显著下调，且DdVps13F在溶酶体功能和内吞体成熟中发挥重要调控作用。 2. Hbx5-MybG复合体的调控：Hbx5作为新型转录调控因子，在环境变化过程中通过调节巨胞饮相关基因表达，促进细胞适应外界条件的变化。当细胞处于营养充足时，Hbx5-MybG复合体定位于细胞核内，调控巨胞饮基因表达；而在营养不足时，其被磷酸化并移入细胞质，从而下调巨胞饮作用。 三、关键性技术指标 ?? DdVps13F缺失细胞表现出巨胞饮作用下调，溶酶体功能损害，导致细胞内物质积累和过大的溶酶体结构。 ?? Hbx5缺失导致巨胞饮和细胞增殖显著受阻，表明该因子对于维持细胞功能的重要性。 ?? Hbx5-MybG转录因子复合体在环境中营养变化时的定位改变，展示了细胞对外界条件适应的分子机制。 四、应用前景 本研究的结果为理解VPS13和Hbx5-MybG复合体在细胞生理和病理中的功能提供了重要基础，特别是在以下几方面： ?? 疾病治疗：VPS13蛋白的功能失调与多种神经退行性疾病（如帕金森病）相关，研究其机制有助于早期诊断和干预策略的开发。 ?? 癌症治疗：揭示巨胞饮作用的调节机制，可能为降低癌细胞增殖或迁移提供新靶点，有利于开发新的抗癌策略。 ?? 生物工程：基于VPS13在代谢调节中的作用，未来可能在合成生物学领域中，通过优化微生物设计来合成特定脂质和药物递送系统。 综上，本项目不仅加深了对细胞生物学过程的理解，还将推动基础生物学和应用生物学领域的进一步研究与发展。