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01.成果簡(jiǎn)介 地中海貧血癥，又稱珠蛋白生成障礙性貧血癥，是一組遺傳性溶血性貧血疾病，由血紅蛋白中一種或一種以上珠蛋白鏈的缺失或不足導(dǎo)致。珠蛋白鏈包括：γ、δ、ε和β珠蛋白基因組成“β基因族”，ζ和α珠蛋白組成“α基因族”，相應(yīng)的，地中海貧血癥分為α型、β型、δβ型和δ型4種，其中以β地中海貧血癥和α地中海貧血癥較為常見(jiàn)。 地中海貧血癥的常規(guī)治療方法包括：一般性治療、紅細(xì)胞輸注、鐵螯合劑去鐵治療、脾切除、造血干細(xì)胞移植、基因活化治療等，其中，輸血治療和去鐵治療是目前最重要的兩種治療方法。然而，供體缺乏、排異反應(yīng)、藥物副反應(yīng)等因素影響了上述方法的應(yīng)用。 本項(xiàng)成果利用歸巢內(nèi)切酶I-SceI的特異性低毒性以及TALE的特異性DNA識(shí)別域，依據(jù)β地中海貧血癥的β-珠蛋白基因序列，首先改造I-SceI和TALE，使其分別可以特異性識(shí)別14bp和18bp的β珠蛋白DNA序列，然后使二者融合，從而構(gòu)建出可以識(shí)別β珠蛋白32bp DNA序列的融合型內(nèi)切酶TALE-I SceI，并利用β-地中海貧血疾病患者造血干細(xì)胞為模型，對(duì)其突變基因進(jìn)行修復(fù)，驗(yàn)證了本項(xiàng)成果的安全性和實(shí)用性。 圖1 融合型內(nèi)切酶TALE-I SceI02.應(yīng)用前景 經(jīng)過(guò)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本項(xiàng)目成果構(gòu)建的嵌合核酸酶可以在體外β-地中海貧血疾病患者造血干細(xì)胞中發(fā)揮作用，有望在臨床中得到應(yīng)用。03.知識(shí)產(chǎn)權(quán) 本項(xiàng)成果已申請(qǐng)1項(xiàng)發(fā)明專利，并已授權(quán)。04.團(tuán)隊(duì)介紹 本項(xiàng)目負(fù)責(zé)人為研究員、博士生導(dǎo)師，擔(dān)任中國(guó)自然科學(xué)基金委重大項(xiàng)目顧問(wèn)及基金評(píng)委、中國(guó)科技部973項(xiàng)目顧問(wèn)及基金評(píng)委，曾在多個(gè)國(guó)際權(quán)威期刊上發(fā)表SCI論文20余篇。05.合作方式 投融資。06.聯(lián)系方式 郵箱：zhangxinrui@tsinghua.edu.cn

本發(fā)明公開(kāi)了一對(duì)轉(zhuǎn)錄激活子樣效應(yīng)因子核酸酶及其編碼基因與應(yīng)用。這對(duì)轉(zhuǎn)錄激活子樣效應(yīng)因子核酸酶(TALEN)由一對(duì)DNA識(shí)別蛋白分別與Fok1？DNA內(nèi)切酶的兩個(gè)異源亞基融合得到，可以特異性地識(shí)別山羊或綿羊朊蛋白基因(PRNP)exon2上的兩個(gè)相鄰位點(diǎn)。將這對(duì)轉(zhuǎn)錄激活子樣效應(yīng)因子核酸酶同時(shí)轉(zhuǎn)入宿主細(xì)胞時(shí)，其能對(duì)宿主細(xì)胞PRNP基因的exon2位點(diǎn)打靶，并使打靶位點(diǎn)發(fā)生基因突變，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)山羊或綿羊PRNP基因的靶向修飾，具有特異性強(qiáng)、打靶效率高、準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)。

已有樣品/n迅裂細(xì)菌裂解酶與核酸提取試劑盒采用專利的噬菌體裂解酶，具有常溫 5-10 分鐘內(nèi)裂解、無(wú)毒無(wú)害等特點(diǎn)，并結(jié)合特有的技術(shù)能實(shí)現(xiàn)在取樣拭子上的原位裂解，大大簡(jiǎn)化從取樣拭子上獲得靶標(biāo)物如細(xì)菌等的核酸提取過(guò)程，具有提取效率高、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，是臨床PCR檢測(cè)，如產(chǎn)道中B簇鏈球菌和鼻拭子中耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）,的 理想樣本前處理試劑。同時(shí)還研發(fā)了通用的真菌和細(xì)菌核酸提取試劑盒，與簡(jiǎn)單的渦旋儀聯(lián)用，可以裂解和提取任何真菌和細(xì)菌的核酸。市場(chǎng)前景:可廣泛應(yīng)用于細(xì)菌裂解提取，應(yīng)用前景廣闊。

本發(fā)明的戒毒的反義核酸，涉及醫(yī)學(xué)，特別是應(yīng)用基因技術(shù)對(duì)藥物或毒品成癮的脫毒藥物。旨在解決已有化學(xué)戒毒藥的依賴性、中毒、副作用問(wèn)題和復(fù)吸問(wèn)題。本反義核酸的全部序列或部分序列與人類近日鐘基因per1、per2、per3、clock的有義鏈、無(wú)義鏈或mRNA中的至少一個(gè)的全部序列或部分序列相同，或者反義核酸的全部序列或部分序列與人類近日鐘基因per1、per2、per3、clock的有義鏈、無(wú)義鏈或mRNA中的至少一個(gè)的全部序列或部分序列互補(bǔ)。也可以在上述反義核酸上加入至少一個(gè)核苷酸、或者減少至少一個(gè)核苷酸、或者改變至少一個(gè)核苷酸，或者修飾化學(xué)基團(tuán)的結(jié)構(gòu)。本反義核酸到達(dá)體內(nèi)就能有效地與靶基因結(jié)合，使靶基因表達(dá)失活或抑制，實(shí)現(xiàn)戒毒。

H48全自動(dòng)核酸提取儀，基于上吸磁珠法提取純化核酸原理，采用振蕩式核酸提取純化方式，實(shí)現(xiàn)大量樣本核酸的快速高效制備純化。配合相應(yīng)的核酸提取試劑，可處理血清，血漿，全血，拭子，羊水，糞便，組織灌洗液，組織，石蠟切片，細(xì)菌，真菌等多種樣品類型，廣泛應(yīng)用于檢驗(yàn)，疾病防控，動(dòng)物檢疫，出入境檢驗(yàn)檢疫，食品安全，法醫(yī)痕跡檢驗(yàn)，科學(xué)教研等領(lǐng)域。 所提取出的高質(zhì)量核酸（DNA和RNA）可用于高靈敏的下游分析，如定量PCR、臨床分子診斷、基因表達(dá)分析、基因分析、法醫(yī)及傳染性疾病研究等；純化后的核酸可直接應(yīng)用于下一步的酶切、鑒定以及疾病診斷、治療等。

Emagpure-32核酸提取儀是我公司最新推出的用于DNA/RNA、蛋白和細(xì)胞等的全自動(dòng)提取純化系統(tǒng)，通過(guò)磁棒和磁棒套的吸附、轉(zhuǎn)移和釋放磁珠，實(shí)現(xiàn)磁珠/樣品的轉(zhuǎn)移，完成自動(dòng)化提取純化操作。操作自動(dòng)化且快速、簡(jiǎn)便，利用特制試劑盒或96孔深孔板，可同時(shí)操作1～32個(gè)樣本。搭配不同種類的磁珠核酸提取試劑，可以提取動(dòng)、植物組織、血液及體液等樣品。 【適用范圍】 　　廣泛用于常規(guī)科研、基因組學(xué)、食品安全、疾病診斷、法醫(yī)鑒定等領(lǐng)域。 　　使用本儀器僅需加入樣品及磁珠法全自動(dòng)核酸提取試劑于96孔板中，選擇或編輯適當(dāng)程序后執(zhí)行即可。搭配不同種類的磁珠法核酸提取試劑，可以快速提取動(dòng)植物組織、血液、體液、刑事檢材等樣品中的DNA和RNA。

圍繞核酸特殊結(jié)構(gòu)和修飾的動(dòng)態(tài)變化，利用化學(xué)生物學(xué)理論和技術(shù)，通過(guò)化學(xué)小分子對(duì)核酸結(jié)構(gòu)和修飾的識(shí)別及相互作用，探索生命過(guò)程新機(jī)制，項(xiàng)目取得一系列原創(chuàng)性成果，為疾病早期診斷和高選擇抗癌領(lǐng)域提供新策略。主要科學(xué)發(fā)現(xiàn)為：1.實(shí)現(xiàn)小分子對(duì)非規(guī)則核酸的結(jié)構(gòu)識(shí)別和調(diào)控，并揭示四鏈核酸新機(jī)制。通過(guò)抑制腫瘤中高表達(dá)的端粒酶，提出了小分子對(duì)G-四鏈核酸(G-4)識(shí)別新機(jī)制和抗腫瘤藥物設(shè)計(jì)新策略；雙釕配合物通過(guò)鉀離子調(diào)控機(jī)制特異識(shí)別G-4產(chǎn)生光響應(yīng)，創(chuàng)立了目視檢測(cè)G-4的新技術(shù)；通過(guò)光誘導(dǎo)機(jī)制實(shí)現(xiàn)小分子不同

項(xiàng)目簡(jiǎn)介 基因治療可用于包括癌癥、艾滋病、心血管病、傳染性疾病等在內(nèi)的各種獲得性和遺傳性疾病。近幾年來(lái)核酸及基因藥物得到快速發(fā)展，已有多個(gè)核酸藥物經(jīng)FDA批準(zhǔn)應(yīng)用于臨床治療?；蛑委熛鄬?duì)其它治療方法有著若干優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中也面臨著一些挑戰(zhàn)。其中，基因輸送載體對(duì)于基因治療來(lái)說(shuō)是十分關(guān)鍵。目前開(kāi)發(fā)基因輸送載體的策略主要分為病毒和非病毒介導(dǎo)的輸送系統(tǒng)。病毒載體具有非常高的輸送效率并且可以保證基因的長(zhǎng)期表達(dá)，因此是目前臨床上應(yīng)用最多的載體。但病毒載體在臨床使用過(guò)程中也暴露出了許多缺陷，這些缺陷大大限制了病毒載體的應(yīng)用。為了克服病毒載體的諸多不足，近些年來(lái)非病毒載體得到了迅速發(fā)展。這其中就包括研究最廣泛的非病毒載體聚乙烯亞胺。PEI是最好的體外轉(zhuǎn)染試劑之一并且已經(jīng)被一些研究工作者當(dāng)成聚合物類基因轉(zhuǎn)染試劑的“金標(biāo)準(zhǔn)”。 PEI的轉(zhuǎn)染效率和細(xì)胞毒性主要受其分子量、支化程度、表面電勢(shì)和粒徑的影響。隨著分子量的升高，支鏈PEI轉(zhuǎn)染效率升高；然而，細(xì)胞毒性也同時(shí)升高。為了消除或降低與PEI有關(guān)的細(xì)胞毒性，目前已經(jīng)發(fā)展出了多種不同的策略。這些策略主要包括使用直鏈高分子量PEI，用多糖、親水性聚合物（如PEG）、二硫鍵連接臂、脂質(zhì)基團(tuán)等取代或連接高分子量和低分子量的支鏈PEI市場(chǎng)上銷售的PEI分子量范圍非常廣泛，從1000 Da以下到1.6 × 103 kDa都有。 維生素E是一種脂溶性化合物，它包括生育酚和生育三烯酚，其中α-生育酚是自然界中分布最廣泛、含量最豐富并且活性最高的維生素E形式。維生素E的生物功能除了最熟知的抗氧化功能之外，還涉及酶活性的調(diào)節(jié)、基因表達(dá)調(diào)控以及神經(jīng)生物學(xué)功能等。通過(guò)消化道吸收進(jìn)入血漿的維生素E經(jīng)受體介導(dǎo)進(jìn)入肝細(xì)胞，進(jìn)入肝細(xì)胞的維生素E又在維生素E結(jié)合蛋白的運(yùn)輸下進(jìn)入肝外組織。維生素E本身的疏水性質(zhì)、豐富的生物調(diào)節(jié)功能以及其受體介導(dǎo)的肝細(xì)胞攝取方式都預(yù)示著用它來(lái)修飾PEI有助于實(shí)現(xiàn)基因的器官靶向的遞送。 因此，我們開(kāi)發(fā)了維生素E修飾的聚乙烯亞胺衍生物及其合成方法和應(yīng)用。維生素E的修飾有利于基因質(zhì)粒的包載、遞送和釋放，其毒性隨著PEI上的維生素E飾數(shù)目的增加而降低，維生素E的修飾能夠大大增加pDNA質(zhì)粒的細(xì)胞攝取后基因編碼蛋白的表達(dá)。動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明PEI衍生物可成功將pDNA質(zhì)粒輸送到小鼠的肝臟和肺臟中，該復(fù)合物（PEI/pDNA）能進(jìn)入肝臟和肺臟細(xì)胞并進(jìn)一步釋放質(zhì)粒DNA和基因表達(dá)。本成果具有聚乙烯亞胺衍生物作為基因輸送載體具有毒性低、轉(zhuǎn)染效率高和基因藥物已釋放等優(yōu)點(diǎn)。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì) 項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)包括北京大學(xué)藥學(xué)院湯新景教授，以及課題博士后和研究生組成。湯新景教授為天然藥物及仿生藥物國(guó)家實(shí)驗(yàn)室PI，國(guó)家自然科學(xué)基金委優(yōu)青、教育部青年長(zhǎng)江學(xué)者和新世紀(jì)人才。應(yīng)用范圍 該項(xiàng)目可用于核酸基因藥物的包載和遞送材料，實(shí)驗(yàn)研究中的基因遞送試劑盒等。項(xiàng)目階段 目前該項(xiàng)目處于臨床前研究（動(dòng)物研究階段）。知識(shí)產(chǎn)權(quán) 已申請(qǐng)專利（201610802130.6），北京大學(xué)為唯一專利權(quán)人。合作方式 技術(shù)轉(zhuǎn)讓、技術(shù)許可、技術(shù)入股、共同開(kāi)發(fā)等。

基因治療可用于包括癌癥、艾滋病、心血管病、傳染性疾病等在內(nèi)的各種獲得性和遺傳性疾病。近幾年來(lái)核酸及基因藥物得到快速發(fā)展，已有多個(gè)核酸藥物經(jīng)FDA批準(zhǔn)應(yīng)用于臨床治療?；蛑委熛鄬?duì)其它治療方法有著若干優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中也面臨著一些挑戰(zhàn)。其中，基因輸送載體對(duì)于基因治療來(lái)說(shuō)是十分關(guān)鍵。目前開(kāi)發(fā)基因輸送載體的策略主要分為病毒和非病毒介導(dǎo)的輸送系統(tǒng)。病毒載體具有非常高的輸送效率并且可以保證基因的長(zhǎng)期表達(dá)，因此是目前臨床上應(yīng)用最多的載體。但病毒載體在臨床使用過(guò)程中也暴露出了許多缺陷，這些缺陷大大限制了病毒載體的應(yīng)用。為了克服病毒載體的諸多不足，近些年來(lái)非病毒載體得到了迅速發(fā)展。這其中就包括研究最廣泛的非病毒載體聚乙烯亞胺。PEI是最好的體外轉(zhuǎn)染試劑之一并且已經(jīng)被一些研究工作者當(dāng)成聚合物類基因轉(zhuǎn)染試劑的“金標(biāo)準(zhǔn)”。 PEI的轉(zhuǎn)染效率和細(xì)胞毒性主要受其分子量、支化程度、表面電勢(shì)和粒徑的影響。隨著分子量的升高，支鏈PEI轉(zhuǎn)染效率升高；然而，細(xì)胞毒性也同時(shí)升高。為了消除或降低與PEI有關(guān)的細(xì)胞毒性，目前已經(jīng)發(fā)展出了多種不同的策略。這些策略主要包括使用直鏈高分子量PEI，用多糖、親水性聚合物（如PEG）、二硫鍵連接臂、脂質(zhì)基團(tuán)等取代或連接高分子量和低分子量的支鏈PEI市場(chǎng)上銷售的PEI分子量范圍非常廣泛，從1000 Da以下到1.6 × 103 kDa都有。 維生素E是一種脂溶性化合物，它包括生育酚和生育三烯酚，其中α-生育酚是自然界中分布最廣泛、含量最豐富并且活性最高的維生素E形式。維生素E的生物功能除了最熟知的抗氧化功能之外，還涉及酶活性的調(diào)節(jié)、基因表達(dá)調(diào)控以及神經(jīng)生物學(xué)功能等。通過(guò)消化道吸收進(jìn)入血漿的維生素E經(jīng)受體介導(dǎo)進(jìn)入肝細(xì)胞，進(jìn)入肝細(xì)胞的維生素E又在維生素E結(jié)合蛋白的運(yùn)輸下進(jìn)入肝外組織。維生素E本身的疏水性質(zhì)、豐富的生物調(diào)節(jié)功能以及其受體介導(dǎo)的肝細(xì)胞攝取方式都預(yù)示著用它來(lái)修飾PEI有助于實(shí)現(xiàn)基因的器官靶向的遞送。 因此，我們開(kāi)發(fā)了維生素E修飾的聚乙烯亞胺衍生物及其合成方法和應(yīng)用。維生素E的修飾有利于基因質(zhì)粒的包載、遞送和釋放，其毒性隨著PEI上的維生素E飾數(shù)目的增加而降低，維生素E的修飾能夠大大增加pDNA質(zhì)粒的細(xì)胞攝取后基因編碼蛋白的表達(dá)。動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明PEI衍生物可成功將pDNA質(zhì)粒輸送到小鼠的肝臟和肺臟中，該復(fù)合物（PEI/pDNA）能進(jìn)入肝臟和肺臟細(xì)胞并進(jìn)一步釋放質(zhì)粒DNA和基因表達(dá)。本成果具有聚乙烯亞胺衍生物作為基因輸送載體具有毒性低、轉(zhuǎn)染效率高和基因藥物已釋放等優(yōu)點(diǎn)。

真核細(xì)胞具有復(fù)雜而高度有序的空間結(jié)構(gòu)，研究生物大分子的亞細(xì)胞定位，對(duì)于闡明其生物學(xué)功能有著重要意義。核酸分子在細(xì)胞中的特異性分布直接影響基因表達(dá)的效率，在蛋白質(zhì)翻譯調(diào)控、學(xué)習(xí)與記憶形成等一系列生物學(xué)過(guò)程中扮演了重要角色。針對(duì)亞細(xì)胞區(qū)域中RNA組份的研究，傳統(tǒng)手段依賴于化學(xué)交聯(lián)、免疫沉淀、離心分離等技術(shù)，不但需要預(yù)先破壞細(xì)胞的天然結(jié)構(gòu)，而且還局限于少數(shù)能夠被機(jī)械分離的亞細(xì)胞區(qū)域，缺乏普適性。 本研究提出“鄰近核酸標(biāo)記”的策略。該策略的核心是在活細(xì)胞中利用酶促反應(yīng)形成大量高活性的自由基，與酶鄰近的核酸分子發(fā)生共價(jià)加成反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)空間特異性標(biāo)記。從工程改造的過(guò)氧化物酶APEX2出發(fā)，鄒鵬課題組首先設(shè)計(jì)并合成了十余種與生物素偶聯(lián)的酶底物，并從中發(fā)現(xiàn)生物素-苯胺探針的核酸標(biāo)記活性最高。他們進(jìn)一步以線粒體、核纖層和核仁等亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)為例，建立了在活細(xì)胞中開(kāi)展鄰近核酸標(biāo)記的方法，并通過(guò)定量PCR與高通量測(cè)序分析證實(shí)了標(biāo)記方法具有良好的空間特異性。鄰近核酸標(biāo)記技術(shù)操作簡(jiǎn)單、具有普適性，為日后研究核酸的亞細(xì)胞定位與功能關(guān)系提供了必要的工具。