项目成员

陈勇彬,中科院昆明动物所研究员,博士生导师。利用果蝇、鸡和小鼠等模式生物,长期从事肿瘤以及干细胞信号转导通路研究,主导研究了Hedgehog (Hh)和Hippo (Hpo) 信号转导通路的分子生物学机理。利用果蝇遗传修饰筛选得到了新的调控Hh信号通路的蛋白分子:G蛋白偶联受体蛋白激酶2;发现G蛋白偶联受体蛋白激酶2和Casein蛋白激酶1可以磷酸化哺乳动物mSmo蛋白;发现了Hh信号通过调控Smo功能并传递信号的分子生物学机理在果蝇和哺乳动物系统中高度保守,为肿瘤的治疗提供了新的靶点和分子机制,其应用前景已有科学评论发表在Science-Business eXchange 4 (26); DOI:10.1038/scibx.2011.732。在果蝇和小鼠生物模型中研究了调控细胞生长和增殖的Hippo信号通路,在果蝇系统中发现了参与调控Hippo信号通路的新分子;在小鼠中发现,小鼠Hippo同源蛋白Mst1和Mst2在特殊组织器官中有肿瘤抑制基因的功能,基因敲除Mst1和Mst2可以诱发小鼠肝癌的发生,该研究为将来治疗肝癌提供了新的靶点。已经在Genes & Development,Developmental Cell, PLoS Biology, PNAS, Cell Research等杂志发表研究论文。课题组未来主要研究各种调控肿瘤和干细胞功能的分子生物学机理,以及筛选治疗肿瘤或提高干细胞功能的新药;利用进化生物学和基因组学等方法,比较分析高原动物高原环境(低氧、强紫外、低温)适应的分子机制。

Email: ybchen@mail.kiz.ac.cn

1996.9—2000.7 理学学士,武汉大学生命科学学院 病毒系。

2000.9—2005.7 理学博士,中科院上海生物化学与细胞生物学研究所。

2005.12—2010.11 博士后,美国德州西南医学中心 发育生物学系。

2010.11—2012.5 Instructor,美国德州西南医学中心 发育生物学系。

2012.5—至今 研究员,博士生导师,中科院昆明动物研究所肿瘤信号转导组 学科负责人。

研究方向

Hh信号通路的功能异常,通常导致以下几种常见人类疾病的发生:基底细胞瘤(BCC)、髓母细胞瘤、小细胞肺癌、前列腺癌、胰腺癌以及其他消化道系统类疾病。Hpo信号通路的功能异常,同样可以导致人类疾病的产生,如鳞状细胞癌、肺癌、胰腺癌以及肝癌等。因此,Hh和Hpo信号通路的调控机制研究对基础科学和临床医学的发展有着重要的意义。综合考虑生命医学研究过程中有关伦理、经济成本以及实验周期等因素,现代生物医学研究使用了大量模式生物作为研究手段。目前较常用的是小鼠模型,和小鼠模型相比较,用果蝇作为遗传学生物模型研究信号转导通路的分子学机理,经济成本更低,繁殖周期更快,遗传操作技术更多而且更成熟,最重要的是许多调节Hh、Hpo和Wnt等信号通路的蛋白分子功能在果蝇和哺乳动物系统中高度保守,是使用果蝇研究信号转导通路的独特优势所在。同时,为了进一步验证果蝇系统中所得到的实验结果,仍然需要运用转基因、基因敲除等研究基因功能的实验技术,在小鼠或其他灵长类哺乳动物疾病模型中进行验证。结合学科发展和研究背景,我课题组计划围绕下列主要研究内容开展工作,以期在Hh和Hpo信号通路的分子机理研究以及肿瘤诊断、监测和设计新型抗肿瘤药物等方面取得进展。主要研究内容为:1)深入解析Hh和Hpo信号通路的分子机理,研究在果蝇系统中筛选得到的调控Hh和Hpo信号通路的新分子的功能和机制:经过多年的果蝇遗传学实验已经积累了许多果蝇突变品系,这些果蝇突变品系许多表型与Hh或Hpo信号通路被修饰后的表型相似。我们已筛选得到30个Exelixis果蝇突变品系,(Genes & Development, 2010), 首先要确定是什么基因突变导致了这些表型,然后对其分子机理做进一步的研究;并通过小鼠疾病模型、转基因和基因敲除等实验手段,检测该基因功能是否高度保守,是否可能成为未来治疗肿瘤的新靶点。 研究内容4)研究高原动物高原环境适应的进化机制。分离培养高原动物(高原鼢鼠、高原鼠兔等)不同组织细胞系,在体外模拟高原环境(低压所致低氧、强紫外、低温),结合基因组学等比较分析手段,分别构建低氧、强紫外等适应的分子调控网络,进而解析高原适应的分子机制。研究内容3)筛选抑制肿瘤和提高干细胞功能的先导化合物。Hh和Hpo等信号通路在肿瘤发生和成体神经干细胞中都发挥了重要的功能,成体哺乳动物中枢神经系统的侧脑室的室管膜下区(subventricular zone,SVZ)和海马齿状回(Dentate Gyrus, DG)的颗粒细胞下层(subgranular layer, SGL)终身拥有神经干细胞,能够不断地增殖分裂产生新的神经元,这个过程又被称为神经发生(Neurogenesis)。本课题组将利用原代培养的不同肿瘤细胞系,不同来源的成体神经干细胞系(人、猴、树鼩、小鼠等),从化学合成小分子、植物天然化合物及动物活性多肽等资源中筛选功能性先导化合物。 研究内容2)建立非人灵长类树鼩肿瘤模型:核基因组和线粒体基因组比较研究表明,狐猴、树鼩(Tree Shrews)、灵长类是亲缘关系最密切的姐妹。猴动物模型受到原材料数量、价格和实验周期等多种因素的限定,而树鼩作为灵长类动物的近亲,具有体形小、繁殖周期相对短而饲养成本低等优势,使得树鼩成为一种研究人类重大疾病非人灵长类最佳的动物模型之一。中国科学院昆明动物研究所拥有丰富的树鼩来源和相对健全的培养环境,为在树鼩中建立Hh和Hpo信号通路相关肿瘤模型提供了扎实的基础,本实验室同时在尝试建立树鼩胚胎干细胞系。

代表论著

1. Chen, Y. B*., Jiang, J*. 2013. Decoding the phosphorylation code in Hedgehog signal transduction. Cell Research, 23, 186-200. (*Co-correspondence author)

2. Gilder, A.S., Chen, Y. B., Jackson, R. J., 3rd, Jiang, J., and Maher, J. F*. 2013. Fem1b promotes ubiquitylation and suppresses transcriptional activity of Gli1. Biochemical and biophysical research communications, 440(3):431-436.

3. Ren, F. F., Shi, Q., Chen, Y. B., Jiang, A. G., Ip, Y. T., Jiang, H. Q., and Jiang, J*. (2013). Drosophila Myc integrates multiple signaling pathways to regulate intestinal stem cell proliferation during midgut regeneration. Cell Research 23, 1133-1146.

4. Yang, C. P., Chen, W. L., Chen, Y. B*., Jiang, J*. 2012. Smoothened transduces Hedgehog signal by forming a complex with Evc/Evc2. Cell Research, 22, 1593-1604. (*Co-correspondence author)

5. Chen, Y. B., Sasai, N., Ma, G. Q., Yue, T., Jia, J. H., Briscoe, J., Jiang, J*. 2011. Sonic hedgehog dependent phosphorylation by CK1a and GRK2 is required for ciliary accumulation and activation of Smoothened. PLoS Biol, 9(6), e1001083. DOI:10.1371.

6. Chen, Y. B., Li, S., Tong, C., Zhao, Y., Wang, B., Liu, Y., Jia, J. H., Jiang, J*. 2010. G protein coupled receptor kinase 2 promotes high-level Hedgehog signaling by regulating the active state of Smo through kinase-dependent and -independent mechanisms in Drosophila. Genes Dev, 24, 2054 - 2067.

7. Zhang, Q#., Shi, Q#., Chen, Y.B#., Yue, T., Li, S., Wang, B., and Jiang, J. 2009. Multiple Ser/Thr-rich degrons mediate the degradation of Ci/Gli by the Cul3-HIB/SPOP E3 ubiquitin ligase. Proc Natl Acad Sci U S A, 106, 21191-21196. (#Co-first author)

8. Li, S., Chen, Y.B., Shi, Q., Yue, T., Wang, B., and Jiang, J*. 2012. Hedgehog-regulated ubiquitination controls smoothened trafficking and cell surface expression in Drosophila. PLoS Biol,10(1), e1001239. DOI:10.1371.

9. Wang, Y., He, H., Srivastava, N., Vikarunnessa, S., Chen, Y. B., Jiang, J., Cowan, C.W., and Zhang, X*. 2012. Plexins Are GTPase-Activating Proteins for Rap and Are Activated by Induced Dimerization. Sci Signal, 17, 5(207), ra6. DOI:10.1126.

10. Song, H., Mak, K, K., Topol, L., Yun, K., Hu, J., Garrett, L., Chen, Y. B., Park, O., Chang, Jia., Simpson, M., Wang, C,Y., Gao, B., Jiang, J., Yang, Y,Z*., 2010. Mammalian Mst1 and Mst2 kinases play essential roles in organ size control and tumor suppression. Proc Natl Acad Sci U S A, 107(4):1431-1436.

11. Zhang, L., Reng, F. F., Zhang, Q., Chen, Y. B., Wang, B., Jiang, J*. 2008. The TEAD/TEF family of transcription factor Scalloped mediates Hippo signaling in organ size control. Developmental Cell, 14 (3):377-387.

12. Chen, Y. B., Yang, C. P., Li, R. X., Zeng, R., and Zhou, J. Q*. 2005. Def1p Is Involved in Telomere Maintenance in Budding Yeast. J Biol Chem, 280, 24784-24791.

13. Yang, C. P., Chen, Y. B., Meng, F.L., Zhou, J. Q*. 2006. Saccharomyces cerevisiae Est3p dimerizes in vitro and dimerization contributes to efficient telomere replication in vivo. Nucleic Acid Research, 34 (2):407-416.

14. Zeng, R., Chen, Y. B., Shao, X. X., Shieh, C. H., Miller, K., Tran, H., and Xia, Q. C*. 2003. Identification of proteins separated by one-dimensional sodium dodecyl sulfate/polyacrylamide gel electrophoresis with matrix-assisted laser desorption/ionization ion trap mass spectrometry; comparison with matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass fingerprinting. Rapid Commun Mass Spectrom, 17:1995-2004.