一、研究背景
分子影像学（molecularimaging）是运用影像学手段显示组织水平、细胞和亚细胞水平的特定分子，反映活体状态下分子水平变化，对其生物学行为在影像方面进行定性和定量研究的科学。在诊断方面，通过对肿瘤发生过程中的关键标记分子进行成像，可在活体内直接观察到疾病起因、发生、发展等一系列的病理生理变化和特征，而不仅仅显示疾病末期的解剖改变；治疗方面，观察药物作用过程中一些关键的标记分子有没有改变，即可推论这种治疗有无效用；在药物开发方面，通过设计特异性探针，直接在体内显示药物治疗靶点的分子改变，通过建立高能量的影像学分析系统，可大大加快药物的筛选和开发；在基因功能分析以及基因治疗的研究方面，通过设计一系列特异性探针，建立高通量的基因功能体内分析系统，可实时显示该基因在体内表达的丰度、作用过程，也可在体内观察目的基因表达效率，直接评价疗效。目前主要应用于肿瘤学、心血管疾病、神经系统等方面。
目前最为常用的分子医学影像学技术是核医学成像技术，尤以正电子发射断层显像（Positron Emission Computed Tomography，PET）的分子显像研究最具活力。
PET是一种临床实用的功能影像学手段，其具有明确的靶向性、高灵敏度和高分辨率，能够在整体生物活体水平上研究特定靶向的连续变化，最重要的优势是能够在出现临床体征或结构改变之前，揭示机体功能的变化，在探知生物分子代谢、受体及神经介质活动的脑功能研究方面具有突出优势，在疾病研究和诊断中具有重大的应用潜力。
特异性放射性PET药物是PET分子显像的灵魂，是特异性诊断的关键因素。但因为对场地等特殊要求、民众接受度不高等限制，我国放药发展缓慢。以美国为例，2000年来，美国FDA已经批准12个PET药物应用于临床，而同时期我国仅获批了一个美国的仿药。因此，迫切需要研发具有自主知识产权的PET药物，以满足日益增加的研究与医疗需求。
阿尔茨海默病、帕金森病、癫痫、抑郁症和胶质瘤等脑神经系统重大疾病的发病机制、临床诊断以及疗效评估均是脑重大疾病研究院的重要研究方向。借助无创的PET显像技术，可以有效的解开这些谜团。PET技术与脑重大疾病诊疗联系密切，脑院放射性药物与转化平台应运而生，成为我国首个专门研究神经领域PET药物的科研单位，以快速开发新型PET药物。
二、平台设备
平台拥有120平米合成实验室和700平米的放射性评价实验室，具备核磁仪、液相色谱–质谱联用仪、高效液相色谱仪、纯化色谱仪、放射性活度计、放射性高效液相色谱仪、放射性TLC扫描仪和放射性活度计等价值3000多万元的分析检测设备，并设有神经组织切片室、同位素室、电子显微镜室、手术室和洁净级动物室等，足以满足放射性药物新药的合成、表征、标记和生物评价测试的需要。
三、研究内容
本平台选择研究方向以脑重大疾病为核心，延伸至肿瘤等适用PET诊断的其他疾病。目前前者主要靶向Aβ斑块、SV2A、TSPO和芳香化酶等分子，后者以精氨酸代谢、PSMA和FAPI等为靶点，开发诊断AD、癫痫、神经炎症、抑郁症、卒中和肿瘤等重大疾病的放射性分子探针。采用放射性药物的“设计、合成→生物学评价→动物疾病模型验证→临床前药学研究→临床PET显像”的技术路线，在相关学科与技术交叉融合的基础上，开展新型靶向PET分子探针研发及应用转化研究，开发具有临床应用潜力的、具有知识产权的新型靶向PET分子探针，为脑重大疾病的早期诊断和疗效评价等提供分子探针和临床PET影像解决方案。在完成临床前评价后，团队积极与首都医科大学多家附属医院开展临床转化研究。
四、科研成果
团队成立以来、发表高水平文章30余篇，包括Science、Angew. Chem. Int. Ed，Journal of Medicinal Chemistry和European
Journal of Medicinal
Chemistry等，申请了16项发明专利，其中6项已授权，主持多项省部级基金。已完成临床多个靶点新药的临床前评价，如Aβ斑块、SV2A、TSPO、芳香化酶和精氨酸代谢等。
五、现主要研究人员
研发平台已经初步搭建形成集设计、研发、标记及评价一体化的研发-临床试验的人才队伍，包括研发团队、临床试验团队、公司制备工艺团队等。
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吴泽辉
教授
北京脑重大疾病研究院
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程雪波
助理研究员
北京脑重大疾病研究院
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陈华龙
助理研究员
北京脑重大疾病研究院
一、研究背景
常见脑重大疾病，例如阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）、帕金森病（Parkinson’s disease，PD）、脑卒中（Stroke）等，是由遗传因素、环境因素、及其相互作用引起的人类复杂疾病。近10年来，随着高通量基因组测序技术快速发展，脑重大疾病遗传变异、易感基因相继被发现。然而，后基因组时代的脑重大疾病遗传学研究仍然存在“四个不清楚”。第一：现有已知遗传变异可重复性差，哪些原因导致不清楚；第二：现有已知遗传变异只能解释有限的遗传因素（例如已知AD遗传变异仅能解释40%的AD遗传风险），还有哪些脑重大疾病相关的遗传因素不清楚；第三：90%以上的现有已知脑重大疾病遗传变异位于基因非编码区，其如何影响疾病风险不清楚；第四：除遗传因素外，哪些环境因素和脑重大疾病显著相关不清楚。因此，阐明已知遗传变异的可重复性机制、揭示已知遗传变异的作用机制、探寻未知遗传因素和环境因素已成为脑重大疾病遗传学研究领域亟待解决的四个关键科学问题。
二、研究内容
围绕上述科学问题，互联网智慧大数据研究平台以统计遗传学、生物信息学等为主要研究手段，以脑重大疾病遗传因素和环境因素为主要研究方向，以“遗传变异—易感基因—生物学通路—调控机制—环境因素”为主线，由点到面、点面结合、面面结合，通过整合基因组、转录组、影像学、社会学、病理学、生理学等组学数据，深入研究了脑重大疾病遗传变异、易感基因、生物学通路、调控机制、社会环境、病理环境、生理环境。近年来，互联网智慧大数据研究平台已在PNAS、Lancet
Neurol、Gastroenterology、Acta Neuropathol、JAMA Neurol、Brain、Ann Neurol、BMC Med、Clin Nutr、Mult
Scler、Neurobiol Aging、Mol Neurobiol、J Neurochem、Neurosci Bull等国内外高影响力期刊发表研究论文60篇，被PNAS、Lancet
Neurol、Nat Neurosci、Nat Rev Neurosci、Neuron、Acta Neuropathol、Lancet Psychiatry、JAMA
Neurol、Alzheimers Dement、Sci Transl Med、Trends Mol Med、Trends Genet等著名期刊引用2284次，H指数29（Google
scholar统计）。
研究成果已被国际同行关注，得到国际学术界认可和正面评价，其中包含美国国家科学院、美国国家医学科学院、美国科学促进会、美国艺术与科学院、英国皇家学会、英国医学科学院、瑞典皇家科学院、欧洲科学院、欧洲分子生物学组织、加拿大健康科学院、澳大利亚科学院的42位院士。同时，被写入美国《Advances
in Genetics》、《Advances in immunology》、《Advances in Experimental Medicine and
Biology》、《Developing Therapeutics for Alzheimer’s Disease: Progress and
Challenges》等丛书和专著10部，入选美国加州营养健康研究中心2019年维生素D与人类健康重大进展（Top Advances）。
三、研究队伍
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序号
姓名
平台职位
工作单位
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1
刘桂友
平台主任、PI
北京脑重大疾病研究院
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2
蒋庆华
合作团队
哈尔滨工业大学
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3
靳水林
合作团队
哈尔滨工业大学
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4
姜永帅
合作团队
哈尔滨医科大学
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5
胡杨
合作团队
哈尔滨工业大学
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6
李克深
合作团队
暨南大学
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7
孙保亮
合作团队
山东第一医科大学
-
8
冯任南
合作团队
哈尔滨医科大学
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