杨金波的研究方向
与美国凯斯西储大学、勒纳研究院、甘肃计算中心、中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所合作,建立了高通定量药物筛选平台和重大疾病分子诊断技术平台,项目得到了甘肃省科技厅和科技部国际合作项目的持续支持。
目前已经建立了基于NFkB、STAT3、p53和PPARs的抗肿瘤和抗动脉粥样硬化药物筛选平台,并将该技术应用于化学小分子库和中药有效成分的高通筛选,筛选机制明确、靶点明确、特异性高的先导化合物和药物。通过插入突变鉴定与免疫反应、细胞生长、肿瘤发生和肿瘤耐药性相关的基因和关键分子
研究细胞信号机制的遗传学方法主要分为正向遗传学和反向遗传学。正向遗传方法诱导细胞随机突变,反向遗传方法通常研究已知基因,两者在哺乳动物信号转导通路的研究中都起着非常重要的作用。
我们使用已建立的基于慢病毒的载体系统“VBIM”(基于验证的插入突变)来寻找具有突变表型的蛋白质分子,这些突变表型与筛选和免疫反应、细胞生长、肿瘤发生和肿瘤耐药性相关。利用VBIM系统,可以通过正向遗传学方法筛选和鉴定上述表型中的一些重要遗传变化。VBIM系统可以产生具有高滴度病毒插入的突变体,该突变体可以通过Cre重组酶删除插入的启动子序列而在表型上逆转。因此,通过克隆和测序插入位点,突变体表型与插入的特定基因相关联。
高通筛选抗免疫异常反应、抗肿瘤和抗动脉粥样硬化药物
高通定量药物筛选在生化药物筛选中非常有效。如肿瘤,可以认为是一种遗传病,重要基因的突变和控制体细胞生长的信号改变通常是肿瘤的内因。这些关键基因在细胞即将分裂和生长时被转移到细胞中。NFkB、STAT3和p53是已经被充分研究的几种肿瘤相关基因和信号通路。通过构建药物筛选系统,如由NFkB、STAT3或p53信号分子控制的荧光素酶或β-半乳糖苷酶基因的表达,我们在基因组被激活或失活的细胞中筛选激活的STAT3和NFkB的抑制剂或p53的激活剂。同时,我们将引入计算机虚拟筛选技术,帮助设计和优化先导化合物和药物。通过基于计算机的虚拟筛选和基于细胞的实时筛选,从化合物和中药小分子库中筛选出先导化合物,最终优化开发成药物。
蛋白质翻译后加工修饰对基因表达调控的影响及其分子机制
组蛋白和转录因子的甲基化和乙酰化是常见的翻译后价修饰。研究表明,一些重要的信号转导分子如p53、NFkB和STAT3也可以经历类似的翻译后修饰。我们通过液相色谱-质谱(LC-MS)发现STAT3的140位赖氨酸被组蛋白修饰蛋白SET9甲基化,STAT3与修饰蛋白之间的相互作用是信号依赖的。甲基化抑制了STAT3基因的转录功能,而K140A或K140R位点的突变阻止了甲基化,这大大增强了STAT3对IL-6反应中一系列基因的诱导。未来的工作将主要集中在p53、NFkB和STAT3等转录因子修饰的位置和时间,修饰后的功能,以及发现参与修饰过程的蛋白质因子和辅因子。