根据《教育部办公厅关于推荐2019年度高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）的通知》要求。现将我校完成的拟推荐申报2019年度高等学校科学研究优秀成果奖的“小型哺乳动物对低氧环境的适应与进化机制”进行公示（公示内容详见附件）。

公示时间：2019年5月16日～2019年5月22日。公示期内，任何单位或者个人对公示项目持有异议的，请以书面形式向我单位提出，并提供必要的证明文件。为便于核实、查证，确保实事求是、公正地处理异议，提出异议的单位或者个人应当表明真实身份，并提供联系方式。个人提出异议的，应当在书面异议材料上签署真实姓名；以单位名义提出异议的，应当加盖本单位公章。凡匿名、冒名、或超出期限的异议不予受理。

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特此公告

附件：小型哺乳动物对低氧环境的适应与进化机制

郑州大学

2019年5月16日

一、项目名称

小型哺乳动物对低氧环境的适应与进化机制

二、推荐单位

郑州大学

三、项目简介

地下鼠终生营地下生活，长期生活于封闭黑暗的洞道系统中，洞道环境具有低氧、高二氧化碳等特性，是研究动物低氧适应与进化的良好模型。我国地下鼠物种资源丰富，但有关地下鼠低氧适应与进化的研究相对滞后，低氧适应机制亦不清楚。2014年以来，该项目以广泛分布于我国平原地区的棕色田鼠（Lasiopodomys mandarinus）、青藏高原地区的高原鼢鼠（Myospalax baileyi）和以色列等中东干旱荒漠地区的盲鼹形鼠（Spalax）等地下鼠为对象，采用基因组学、转录组学（transcriptome）、基因编辑（genetic editing）和microRNA、动物生理学、动物行为学等方法，研究了鼠类行为学、地下鼠低氧适应生理学、地下鼠低氧适应分子机制等，解析了地下鼠低氧适应的分子机制及相关通路，为深入开展动物低氧适应与进化的相关研究打下了重要基础，创新点如下：

1、首次发现地下鼠低氧耐受性及细胞凋亡相关通路。地下鼠具有较强的抗肿瘤特性，学界普遍认为与低氧耐受的适应与进化有关，本研究发现了Spalax鼠在低氧适应中进化出了“弱化的P53”。β干扰素（INFb1）的代偿性增加，启动细胞坏死（necrosis）应答机制，而非人类、大鼠等常见的启动细胞凋亡（apoptosis）机制。该机制的发现可能有助于理解地下鼠肿瘤抑制的深层次原因，受到了学界的广泛关注。

2、创新性地系统研究了地下洞道栖息的高原鼢鼠和Spalax物种的低氧适应机制问题。首次证明严酷低氧环境促使地下鼠在EPO结构和表达量两个方面均产生了适应性进化。1）发现高原鼢鼠、Spalax属物种EPO蛋白的正选择突变，这些位点的突变可能使地下鼠低氧适应能力增强；2）发现地下鼠在组织器官EPO mRNA含量随海拔变化的低氧适应差异，高原鼢鼠肝脏和肾脏中EPO mRNA的表达量随海拔升高而增加，高海拔的表达量是低海拔的12倍，肾脏的效率是肝脏的5倍；

3、首次发现栖息于地下洞道中的棕色田鼠急性/慢性低氧适应机制。发现急性/慢性低氧条件下棕色田鼠通过降低红细胞体积，而非增加其红细胞数量或血红蛋白含量，以降低血液粘稠度和血液运行阻力，提高其血氧运输效率；HIF-1α含量随低氧处理而升高，EPO则表现为降低，与红细胞数量未见明显增加一致，急性低氧处理VEGF含量变化不大，而慢性低氧处理则显著增加。提示细胞体积减小和微血管生成可能是慢性低氧适应的重要机制之一；

4、首次阐明了几种主要地下鼠分类与同域进化问题。1）测定了棕色田鼠、高原鼢鼠和东北鼢鼠的线粒体全基因组，厘定了此前争议颇多的毛足田鼠属（Lasiopodomys）的分类问题，认为毛足田鼠属应从田鼠属（Microtus）分离出来，独立属；2）测定了以色列进化谷内（Evolution Canyon, Israel）非洲刺鼠（Acomys cahirinus）和盲鼹形鼠（Spalax galili）全基因组、转录组、MicroRNA和蛋白质组数据，为阐明地同域鼠类的进化与分化奠定基础。

该研究相关成果发表论文22篇，包括PNAS 4篇、Nature Communications 1篇、Autophagy 1篇等，其中中科院JCR一区6篇，累计影响因子超过76分。该成果大幅度提高了我国在小型哺乳动物对低氧环境的适应与进化机制方面的研究水平，同时也为低氧损伤与恢复及抗癌研究提供了一条重要的新线索，具有重大的潜在经济效益和社会效益。

四、主要完成单位及创新推广贡献

第一完成单位：郑州大学。主要科技贡献包括：郑州大学是国家“211工程”重点建设高校、一流大学建设高校和“部省合建”高校。郑州大学非常重视科研工作，制定了一系列鼓励教师进行科研活动和科研开发的政策和制度，并为教师从事科研提供了良好的科研平台以及规范严格的管理制度，这些优越的科研政策及平台为广大教师进行科研提供了优越的条件和坚实的保障。本单位对项目的设计、实施和应用推广提供了人力、物力、财力的支持，主要有以下方面：（1）在研究设计阶段，针对干预方案的制定提供专家指导，使研究设计更具可行性和创新性；（2）在实施阶段，提供人力、物力和财力的支持保障措施，为研究的顺利实施提供有力保障；（3）在项目实施过程中，积极安排课题组相关人员参加省内外相关领域的学术交流活动，为课题研究成果的传播提供更高、更广阔的交流平台。

第二完成单位：中国农业科学院蜜蜂研究所。中国农业科学院是农业研究体系中的“国家队”，蜜蜂研究所是唯一关注植物授粉的研究所。蜜蜂研究所非常重视科研工作，确立了“科研立所，产业立所，人才立所”的办所理念，围绕农业、生态环境和人类健康及其人与蜜蜂和谐共存等方面的重大需求和科学问题，明确科技目标，深化体制改革，优化科技队伍，加强创新文化建设，全面提高综合创新能力，力争将研究所建成国家蜂学科研创新中心、国际蜂业科技交流中心、高级蜂业人才培养基地和蜂业技术培训基地，为我国蜂业的发展和腾飞做出应有的贡献！为了鼓励和推动科学研究，本单位对项目的设计、实施和应用推广提供了全方位的支持，具体包括以下几个方面：（1）引进高端学术人才，建立多学科跨国交流平台，共同制定研究计划，确保其可行性与创新性；（2）全力提供包括人力、物力和财力的科研支持，确保研究计划的落实和推进；（3）建立多个试验站，收集第一手研究资料，为提高农作物产量、提高农民收入进行了精准扶贫，也为科学研究提供了实验证据。

第三完成单位：公安部物证鉴定中心。公安部物证鉴定中心是我国刑事技术领域规模大、具权威性的多学科物证检验鉴定机构。本中心拥有成熟的法医DNA检测平台，建有标准化法医DNA实验室、法医毒理和毒物分析实验室，配备有核酸工作站、Illumina MiSeq测序仪、Ion PGM高通量测序平台等先进设备。本中心长期开展法医分子遗传学、非人源性动植物分子结构分析及遗传分子开发等方面研究，科研技术力量雄厚，有着深厚的研究积淀。承担多项科研项目，包括国家“十五”科技攻关项目、国家“十一五”科技支撑项目、公安部部级创新项目等课题，系列研究成果获得国家科技进步一等奖1项、国家科技进步二等奖1项及公安部科技进步二等奖3项，并获2项授权发明专利或计算机软件著作权，为本项目的完成奠定了坚实的工作基础。本单位对项目的设计、实施和应用推广提供了人力、物力、财力的支持，主要有以下方面：（1）在研究设计阶段，针对分子检测方案的制定提供专家指导，使研究设计更具可行性；（2）在实施阶段，提供财力与实验平台支持保障措施，为研究的顺利实施提供有力保障；（3）安排课题组相关人员积极参加国内相关领域的学术交流会议，为课题研究成果的推广提供更为广阔的交流平台。

五、推广应用情况

2010年以来，本项目以棕色田鼠、高原鼢鼠和盲鼹形鼠等地下鼠为对象，采用基因组学、转录组学、基因编辑和microRNA、动物生理学、动物行为学等技术手段，研究了鼠类行为学、低氧适应生理学、地下鼠低氧适应的分子机制及其适应性进化，在世界上首次发现地下鼠低氧耐受性及细胞凋亡相关通路，创新性地系统解析了地下鼠低氧适应的相关问题，并发现了地下鼠低氧适应与抗癌特性的关系，为人类的癌症治疗研究提供重要线索。本研究相关成果发表论文22篇，其中中科院JCR一区6篇，包括PNAS4篇、Nature Communications 1篇、Autophagy 1篇等，影响因子合计超过76分，在世界范围内带动了本领域的学科发展，具有良好的社会效益。

六、曾获科技奖励情况

无

七、主要知识产权证明目录

八、主要完成人情况表