中国最大的化学研究计划

Hepeng Jia/Beijing, China

Introducing China's biggest chemistry project

中国有史以来最大的一项化学科研项目的研究工作将在今年一月正式开始实施。这一总资助额达1.5亿人民币的项目将利用小分子技术来探索疾病的生物化学基础，最终有望带来新的治疗手段。

中科院院士、北京大学的张礼和是这个项目的专家组组长，他同时也是英国皇家化学会院士。他解释说：“我们的计划是利用化学原理和方法来研究各种生命科学现象，为丰富化学在生命科学中的利用而开发系统化的方法。”

这个“基于化学小分子探针技术的信号传导过程研究”计划是由国家自然科学基金委员会资助，并将进行持续8年的研究。这是由国家自然科学基金委员会批准的中国“十一五”计划中的第一个重大研究项目，也是中国迄今为止对化学研究项目给予的最高资助。

整个研究项目包括几部分不同的研究课题，这其中包括尝试用小分子阻断、模拟和激活某些特定的生物过程。这些小分子可能是人工合成的，也可能是自然提取物。

该项目专家组成员、中国科学院化学研究所的陈义研究员说：“这个项目不同于传统的诸如生物化学（biochemistry）那样的生物学研究，在这个项目中，化学是主要的决定因素。”

他又说，“利用小分子作为探针来研究生命信号的传导过程，就能够较容易的利用人体外的合成化学物质，快速的进行控制并方便观察。”他还说：“比如，插入一个小分子用以阻断基因正确表达形成蛋白质，这种方法能让我们了解目标基因相当复杂的功能特点。”

关键科研内容

陈义告诉本刊记者，目前为止，有四项基于本学科内的自由申请的独立研究已经得到了批准。这其中的每项研究每年得到的资助有几百万之多，比国家自然科学基金委员会资助的一般化学研究项目的平均水平高出10倍以上。”

这些项目中的一个是由中国医学科学院北京药物研究所刘刚教授承担的，他研究的是如何使杂环分子能够干扰造成炎症的基因通路。 

刘刚对《化学世界》（Chemistry World）记者说：“我们已经清楚了有关炎症的几种基因，我们现在正利用一组我们自己开发的杂环分子来调整这些基因的表达过程，但愿能为新药开发确认出一个新的目标对象。”

刘刚的课题组采用了高通量的药物筛选研究，但是他说他们的研究不像传统的药物筛选那样对成千上万的化学物质都要进行测试，来确定是否其中一种能对特定的已知靶点产生作用。“然而在我们的研究中，我们同时鉴别靶点以及对这些分子发挥作用的分子。” 当确认了最合适的目标后，科学家们就会对分子的结构进行修饰，以最大化其效用，从而把它开发成药物。

此外，中科院上海药物研究所的沈旭使用一种叫做LX0278的分子探测GLUT4蛋白质，这是人体内一种重要的葡萄糖转化蛋白质。葡萄糖转化不足就是所谓典型的体内胰岛素抵抗，这是造成2型糖尿病的主要原因。

他说：“LX0278分子既能够让GLUT4易位也能表达GLUT4，现在我们正利用该分子来探查GLUT4在身体中发挥作用的多重靶点。通过这种方法，我们会探索出增加人体对胰岛素灵敏度的分子机制，并能找出可能的药用化合物。”

在中科院上海有机化学研究所姚祝军指导下的另一个研究小组，利用从传统中医中使用的草药中萃取的分子对导致关节炎的病理进行追踪。

姚祝军对化学世界(Chemistry World)说，“传统中医疗法在临床上对关节炎疾病是很有效的，通过利用这种有效药物中最有活性的分子来对这种疾病的各种功能靶点进行试验，不仅有助于我们透彻了解关节炎疾病，更有助于我们阐明传统中医的治病机理。”

走一条捷径

张礼和相信，化学小分子探针项目不同于传统药物筛选那样需要大量的化合物，在这个计划的研究中可能会找到一些捷径，只需使用上百种化合物就能达到他们的目的。

他说：“从一开始，科学家们设计分子时，就把工作基于他们感知到的这些分子对潜在靶点的作用。当他们接近这些靶点所显现出的信号时，他们就可以修饰他们的分子结构以进行优化。”

当中国的化学家们正推进这些化学生物学的研究计划时，他们也面临着在中国缺乏大型化合物库的挑战。刘刚承认这的确是个问题，但他说：“化学分子探针项目把各种前沿性研究集合在一起，通过它，我们可以在中国建立这样一个造福于整个化学界的化合物库。”