中科院****博士发表研究新突破

　　

生物通报道：来自中国科学院昆明动物研究所生物毒素系的研究人员在Odorrana grahami（无指盘臭蛙，一种两栖动物）中发现了107种新型的抗菌肽（antimicrobial peptides），并进行了抗菌机制研究，这比目前报道的两栖类抗菌肽数目多了三倍，是迄今为止发现的最丰富的抗菌肽资源，这也为抗菌机制研究提供了重要信息。这一研究成果公布在1月份的《Molecular & Cellular Proteomics》（影响因子9.8）杂志上。

这一文章的通讯作者是2004年入选中科院“****”的赖仞博士，其早年毕业于西南师范大学，是昆明动物研究所培养的博士研究生，毕业后于英国利物浦大学和美国阿拉巴马大学进行博士后研究。同时参予研究的还有张亚平院士，郑永唐研究员等人。

原文摘要：
Anti-infection peptidomics of amphibian skin 
Jianxu Li, Xueqing Xu, Chunhua Xu, Weiping Zhou, Keyun Zhang, Haining Yu, Yaping Zhang, Yongtang Zheng, Huw H Rees, Ren Lai, Dongming Yang, and Jing Wu 
Biotoxin Department, Kunming Institute of Zoology, Chinese Academy of Sciences, Kunming, Yunnan 650223 
[Abstract]

抗菌肽（anti-microbial peptides）是生物体内诱导产生的一类具有抗菌作用的生物活性肽，在机体抵抗病原入侵方面起着重要作用。目前公认的抗菌肽作用即使是指，抗菌肽通过在细胞膜上形成离子通道造成内容物大量外泄而致细胞死亡。并且研究表明抗菌肽并不作用于高等动物细胞，这可能是由于高等动物细胞膜中的胆固醇阻碍抗菌肽的疏水面插入磷脂双分子层；也可能是由于微生物与高等动物细胞膜的膜外结构的区别：高等动物细胞膜外表面的唾液酸与膜的距离有8nm，它可能与抗菌肽的带正电区结合而阻止其接近细胞膜发挥杀伤作用。

在这篇文章中，研究人员对Odorrana grahami这种两栖类动物皮肤进行了多肽组学（Peptidomics，是指研究一个器官、组织、细胞或体液中所有多肽的新兴学科，是蛋白质组学的重要组成部分）和基因组学分析，克隆了372条抗菌肽基因，并描述了它们的特征，从中发现了107种新型的抗菌肽，这比目前报道的两栖类抗菌肽数目多了三倍，是迄今为止发现的最丰富的抗菌肽资源。

这些肽可以划分到30个不同的群（group）中，其中包括24个新群，这些多样性说明点突变，和寡核苷酸的其它突变，比如插入突变，缺失突变以及shuffling一样都是确认的。而且在一个两栖类物种中的抗菌肽这么多的多样性是令人惊讶的，这让可能会让我们重新考虑天然免疫系统的强大能力和两栖生态保护的分子机制，并且也让人怀疑通常认为20-30种抗菌肽可以保护动物的看法。

这些研究为开发设计新型抗感染药物提供了新的多肽来源，是值得关注的重要研究成果。
（生物通：张迪）

附：
赖仞

1995年7月毕业于西南师范大学，生物学学士；

2001年8月博士毕业于中国科学院昆明动物研究所，生物化学；

2002．4-2004年5月，英国利物浦大学和美国阿拉巴马大学，博士后；

2004年6月，中国科学院昆明动物研究所，研究员，中科院“****”引进人才。


科研工作介绍：

我们对两栖类动物皮肤活性多肽与蛋白质进行了较为系统的研究。通过生物化学、分子生物学、生理学等研究手段，蛋白质组学和基因组学研究途径，我们从两栖类皮肤分泌液中得到了10大类皮肤活性多肽蛋白质类物质，包括两类抗菌肽、两类丝氨酸蛋白酶抑制剂、缓激肽、铃蟾肽、神经营养因子、血小板集聚因子、缓激肽基因相关肽和饱食肽，并对其结构、功能和cDNA结构进行了研究。我们在世界上首次发现了不带二硫键的线性抗菌多肽具有抗艾滋病毒活性，也首次发现了基因编码的阴离子抗菌肽；首次从两栖类动物得到具有血小板集聚活性的蛋白质和具有饱食因子作用的多肽；首次发现了编码两栖类缓激肽的基因。申请了17项发明专利，其中8项已经获得授权。


研究兴趣：

昆虫初级免疫系统成分（主要是昆虫抗菌多肽）的研究以及它对包括人类在内高级动物的免疫系统相关疾病的启示和应用。抗菌多肽作为抵御外界微生物的第一道防线，有着强大而广谱的抗菌功能。昆虫的体内没有抗体，胸腺，白细胞等高级免疫系统，基本上靠抗菌肽担负免疫功能，而让人难以置信的是昆虫到目前为止仍然是地球上最繁盛的动物类群。昆虫抗菌多肽是昆虫在受到微生物侵袭时的最主要的免疫应答因子。昆虫种类的多样性，其生活周期的阶段性以及它们生活范围与生活环境的广泛性与多样性决定了昆虫要面对种类繁多的微生物的挑战。对应于微生物的多样性，昆虫在长期的进化过程中发展出多样的抗菌肽以抵御各种微生物的侵袭。昆虫种类的巨大多样性意味着昆虫资源库同时也是一个丰富的抗菌多肽资源库。目前，人类正受到艾滋病毒，肝炎病毒，SAS病毒，禽流感病毒，结核杆菌以及麻风杆菌等微生物的严重干扰。希望通过对昆虫的主要由抗菌多肽组成的免疫系统的研究，对人类及其他高级动物的微生物感染相关疾病的防治有所启示和应用。

主要论著目录：

1. Lai R, Liu H, Lee WH, et al., A Novel Bradykinin-Related Peptide from Skin Secretions of Toad Bombina maxima and its Precursor Containing Six Identical Copies of the Final Product Biochem Biophys Res Commun. 2001, Aug 17; 286(2): 259 – 263. 

2. Lai R, Zheng YT, Sun JH, et al., Antimicrobial peptides from the skin secretion of Chinese red belly toad Bombina maxima. Peptides. 2002, Mar; 23(3): 427 – 435.

3. Lai R, Liu H, Lee WH, et al., Identification and cloning of a trypsin inhibitor from skin secretions of Chinese red belly toad Bombina maxima Comp. Biochem. Physiol. B. 2002, Jan; 131(1): 47 – 53. 

4. Lai R, Liu H, Lee WH, et al., A novel proline rich bombesin-related peptide (PR-bombesin) from toad Bombina maxima. Peptides. 2002, Mar; 23(3): 437 – 442. 

5. Lai R, Yang D, Lee WH, et al., Biological activities of skin secretions of the salamander Tylototriton verrucosus. J Nat Toxins. 2002, Aug; 11(3): 245 – 250. 

6, Lai R, Liu H, Lee WH, et al., An anionic antimicrobial peptide from toad Bombina maxima. Biochem Biophys Res Commun. 2002, Jul 26; 295(4): 796 – 799.

7. Lai R, Liu H, Lee WH, et al., Two Novel Neurotrophic Factors from Skin Secretions of B. maxima. Comp Biochem Physiol B Biochem Mol Biol 2003 Mar; 134(3): 509 – 149.

8. Lai R, Liu H, Lee WH, et al.，Bombinakinin M gene associated peptide, a novel bioactive peptide from skin secretions of the toad Bombina maxima. Peptides 2003 Feb; 24(2): 199 – 204. 

9．Lai R, Lomas LO, Jonczy J, Turner PC, Rees HH. 2004，Two novel non-cationic defensin-like antimicrobial peptides from haemolymph of the female tick, Amblyomma hebraeum. Biochem J. 379(Pt 3):681-5. 

10. Lai R, Takeuchi H, Lomas LO，et al, 2004, A New Type of Antimicrobial Protein with Multiple Histidines from the Hard Tick, Amblyomma hebraeum J The FASEB J 2004 Sep;18(12):1447-9.

11．Lai R, Takeuchi H, Jonczy J, et al, 2004A thrombin inhibitor from the ixodid tick, Amblyomma hebraeum. Gene. 24; 342(2):243-9.

12，Liang JG, Zhang J, Lai R* An Opioid Peptide from Synganglia of the Tick, Amblyomma testindinarium, Peptides, 2005, 26(4):603-6.（通讯作者）

13，Lee WH, Li Y, Lai R, Li S, Zhang Y, Wang W. Variety of antimicrobial peptides in the Bombina maxima toad and evidence of their rapid diversification. Eur J Immunol. 2005 35(4):1220-9.